Monday, February 24, 2014

gammacomplex01 复数无穷大 expectations 关键在于预期的转折 algo01 轨道在运动方程奇点(无穷大值﹑多值或不定值)附近的性质 圆是等曲率的曲线; 而复数无穷大是全方位的,它有不可数无穷多个方向!就像平面上的零点的“邻域”里有无穷多个方向。

神秘天体黑洞“奇点”无穷大- 星球探索- 星球日报网 ...

www.planetsdaily.com/show-7-13063-1.html
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2014年8月11日 - 黑洞通常是在恒星发生剧烈的超新星爆炸之后形成的。根据广义相对论,每一颗黑洞中心都有一个密度无穷大的“奇点”。“奇点”具有无穷大的性质意味 ...
  • 天体力学定性理论_百度百科

    baike.baidu.com/view/774991.htm
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    主要研究天体在长时间(包括趋于无穷)内的运动状态以及轨道在运动方程奇点(无穷大值﹑多值或不定值)附近的性质﹐为庞加莱等人在二十世纪所创立。...


  • 回复@黄祖斌: 多谢提醒,我只是举个例子。 其实对于绝大多数周期类的投机标的来说,基本面最差的时候,都是最便宜的位置。因为以后会一直进步。这就是“关键在于预期的转折”的含义吧。//@黄祖斌:回复@诸葛就是不亮:克鲁格曼破产是假消息。
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    第二节复数的几何表示

    fbhs.snnu.edu.cn/kcwz/all/dianzijiaoan/1/12.ppt - 轉為繁體網頁
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    我们可以用球面上的点来表示复数. 我们规定: 复数中有一个唯一的“无穷大”与复平面上的无穷远点相对应, 记作. 因而球面上的北极N 就是复数无穷大的几何表示.



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    brain01 全同粒子 diffgeom01 expecations 从很多方面蚂蚁都可以感知三维世界. 触角是三维的; ,如果在每个局部坐标系 U 里有一组数据,当一个区域可以使用不同局部坐标 U, U’,而 U 里头的数据可以通过某种(依赖于局部坐标变换的)规则同 U’ 里的数据联系起来的时候,这组数据就组成了一个整体定义的量。这跟狭义相对论还是有所不同,在那里,时空是平直的,坐标系之间的变换同空间本身的 Poincare 群作用几乎可以对等,所以教材上面从来不区分是“坐标变换” 还是“点变换”。在流形上,坐标都是局部的,这种区别就很关键了。


    相对论与黎曼几何-12-双生子佯谬 精选
    已有 5582 次阅读 2014-10-24 07:40 |个人分类:系列科普|系统分类:科普集锦|关键词:佯谬 双生子 相对论
    12. 双生子佯谬
     
    爱因斯坦幸运地结交了两位犹太人数学家朋友:闵可夫斯基和格罗斯曼。
     
    赫尔曼·闵可夫斯基(Hermann Minkowski1864-1909)是出生于俄国的德国数学家,曾经是爱因斯坦在瑞士苏黎世联邦理工学院读书时的老师。有趣的是,当时的闵可夫斯基教授很不看好这个蓬头垢面从不认真上课的学生,曾经当面对爱因斯坦说,他“不适合做物理”。不过,当爱因斯坦建立狭义相对论之后,闵可夫斯基却成为了一名对相对论极其热心的数学家。他在1907年提出的四维时空概念,成为相对论最重要的数学基础之一。

    一开始,爱因斯坦对闵可夫斯基的四维时空不以为然,但当他结合黎曼几何考虑广义相对论的数学模型时,才认识到这个相对论少不了的数学概念的重要性。
     
    狭义相对论通过洛伦茨变换将时间和空间的概念联系在一起。我们生活的空间是3维的,因为3个数字决定了空间一点的位置。然而,在这个世界发生的任何事件,除了决定地点(即位置)的3个值之外,发生的时间点也是很重要的。如果把时间当作另外一个维度的话,我们的世界便是4维的了,称之为4维时空。其实4维时空也是我们生活中常用的表达方式,比如说,当从电视里看到新闻报道,说到在曼哈顿第5大道99街某高楼上的第60层发生了杀人案件时,还一定会提到案件发生的时间:20141036点左右。这儿的报道中提到的599603个数字,可以说是代表了事件的3维空间坐标,而发生的时间(20141036点)就是第4维坐标了。


    尽管物理学家企图将时间和空间统一在一起,但两者物理意义上终有区别,无法将它们完全一视同仁,一定的场合下还必须严格加以区分。于是,天才数学家庞加莱将四维时空中的时间维和空间维分别用实数和虚数来表示。也就是说,将时空用3个实数坐标代表空间和1个虚数坐标描述时间。或者是反过来:用一个实数坐标表示时间和3个虚数坐标表示空间。到底是让空间作为实数唱主角(前者),还是像后面一种情况那样将时间表示为实数,只不过是一种约定或习惯而已。后一种表示方法是本系列文章中将经常使用的。
    后来,闵可夫斯基发展了庞加莱的想法,他用仿射空间来定义4维时空。如此一来,就可以在形式上用对称而统一的方式来处理时间和空间。类似于3维欧几里德空间中的坐标旋转,洛伦茨变换成为这个4维时空中的一个双曲旋转。在欧几里德空间中,两个相邻点之间间隔的平方是一个正定二次式:
    ds2 = dx2 + dy2 +dz2
    但这点不适用于闵可夫斯基时空,理由很简单,因为时空中的坐标除了实数之外,还有了虚数。根据刚才的约定,闵可夫斯基时空中两个相邻点之间间隔的平方变成了:
    dt2 =dt2 - dx2  - dy2  - dz2                                                      
    这儿的dt被称为固有时。不同于欧几里德度规,闵可夫斯基时空的度规是“非正定”的。这种非正定性也导致闵氏空间具有了许多不同于欧氏空间的有趣性质。
    从物理的角度,时间和空间的最根本不同是时间概念的单向性。你在空间中可以上下左右四面八方随意移动,朝一个方向前进之后可以后退再走回来。但时间却不一样了,它只能向前,不会倒流,否则便会破环因果律,产生许多不合实际情况的荒谬结论。
    爱因斯坦的狭义相对论将时间和空间统一起来,彻底改变了经典的时空观,由此也产生了许多“佯谬”,双生子佯谬是其中最著名的一个。
     
    根据相对论,对静止的观测者来说,运动物体的时钟会变慢。而相对论又认为运动是相对的。那么,有人就感到糊涂了:站在地面上的人认为火车上的人的钟更慢,坐在火车上的人认为地面上的人的钟更慢,到底是谁的钟快谁的钟慢啊?之所以问这种问题,说明人们在潜意识中仍然认为时间是“绝对”的。尽管爱因斯坦先生将同时性的概念解释得头头是道,听起来也似乎有他的道理,但是人们总觉得有问题想不通,于是,便总结出来了一个双生子佯谬。最早是由朗之万在1911年提出的。
     
    话说地球上某年某月某日,假设在1997年吧,诞生了一对双胞胎,其中哥哥(刘天)被抱到宇宙飞船送上太空,另一人(弟弟刘地)则留守地球过普通人的日子。宇宙飞船以极快的速度(光速的四分之三)飞行。根据相对论的计算结果,在如此高的速度下,时间变慢的效应很明显,大概是32左右。所谓“时钟变慢”,是一种物理效应,不仅仅是时钟,而是所有与时间有关的过程,诸如植物生长、细胞分裂、原子震荡,还有你的心跳,所有的过程都放慢了脚步。总之就是说,当自认为是在“静止”参考系中的人过了3年时,运动的人却只过了2年。按照地球人的计划,1997年发射的那艘宇宙飞船,将于30年之后掉头反向以同样的速度飞回地球。因此,总共经过地球上60年之后,2057年,一对双胞胎能够再见面啦!那时候,地球上的弟弟刘地已经60岁了,但一直生活在高速运动的飞船中的哥哥刘天却只过了40个年头,人到壮年,风华正茂的年月。不过,有人便说:刘天会怎么想呢?爱因斯坦的狭义相对论不是说所有的参考系都是同等的吗?刘天在飞船中一直是静止的,地球上的弟弟却总是相对于他作高速运动,因此,他以为弟弟应该比他还年轻许多才对。但是,事实却不是这样,他看到的弟弟已经是两鬓斑白、老态初现,这便似乎构成了佯谬。无论如何,我们应该如何解释刘天心中的疑惑呢?
     
    2-12-1:双生子佯谬和同时性
     
    首先,刘天有关狭义相对论的说法是错误的。狭义相对论并不认为所有的参考系都等同,而是认为只是惯性参考系才是等同的。刘天所在的宇宙飞船的飞行过程分成了飞离地球和飞向地球这两个阶段,每一段过程相对于地球而言都是作匀速运动,都能够分别当作是惯性参考系,但整个过程却不能在一起作为一个统一的惯性参考系。既然出发又再回头的宇宙飞船对整个过程而言并不是一个惯性参考系,刘天便不能以此而得出刘地比他年轻的结论,因而“佯谬”不成立。当刘天返回地球时,的确会发现地球上的弟弟已经比自己老了20岁。如果设想宇宙飞船的速度更快一些,快到接近光速的话,当它再次返回地球时,的确就有可能出现神话故事中描述的“山中方一日,世上已千年”的奇迹了。
     
     
    我们可以使用刚才介绍的闵可夫斯基时空,更为仔细地分析这个问题。不过,我们并不需要画出4维的图形,只需要像2-12-1b所示的,画出一个时间轴t加一个空间轴x,就足以说明问题了。
     
    2-12-1b中用黑线标示的直角坐标系(tx)是地球参考系中的坐标。在这个坐标系中,两个双生子的时空过程,可以分别用他们的“世界线”来表示。什么是世界线呢?就是某个事件在时空中所走的路径。用这个新名词,以区别于仅仅是空间的“轨迹”或者仅仅时间的流逝。比如说,刘地在地球上一直没有动,所以他的世界线是沿着t轴,从出发点O->A ->C->D,图中是一条垂直向上的直线。而宇宙飞船中的刘天的世界线在图中是从O ->B ->D的一条折线。
     
    也就是说,两个双生子的世界线都是从OD,这是标志他们交汇见面的两个时空点:分别对应于出生时(O)和地球上60年之后(D)。两人的世界线中的一条是直线,一条是折线,这又说明什么问题呢?读者可能会认为:折线不是比直线要长吗?这点在普通空间是正确的,在“时空”中却未必见得,那是因为在这个2维时空中的距离平方:
     
    dt2=dt2-dx2                                                                                                                     2-12-1
     
    的原因,而在普通2维坐标空间中:
     
    ds2=dx2+dy2                                                                                                                     2-12-2)。
     
    公式(2-12-1)中时空度规中的负号造成了时空空间的一些奇特性质。
     
    首先,我们用图2-12-1b,观察解释一下时空中同时概念的相对性。对地球参考系(黑线直角坐标)而言,同时的点位于平行于x轴的同一条水平线上。比如说,地球上2012年发生的事件都在标志了“t=15年”的那条水平线上。这段时间内,宇宙飞船相对于地球作匀速运动,可以看作是一个惯性参考系。飞船参考系的坐标相对于地球参考系的坐标来说有一个旋转,如图中红色的斜线所表示。读者务必注意,这儿的所谓“坐标轴旋转”,也不同于普通空间中的旋转,被称之为“双曲旋转”,因为在闵可夫斯基时空中坐标变黄时需要保持光速不变,所以,当时间轴顺时针转动时,空间轴需要逆时针转动。在刘天的飞船参考系中看起来,平行于x’的红色斜线才是等时线。比如说,可以看看图中的ABC这三个事件。地球上的刘地看来,CB是同时发生的,都发生在地球上的2027年,C点对应于自己30岁了。在宇宙飞船上的哥哥刘天呢,本来也应该是30岁,但是他的飞船时间过得慢,所以,哥哥只有20岁。飞船上的刘天怎么说呢?他不认为CB是同时的。按照他的红线坐标,BA才是同时的,B点对应于自己20岁,与B同时的是A点,弟弟相对于我,是运动的,时间应该更慢,所以,他还不到20岁。
     
    在图中的这两个坐标系中(黑色和红色的),两个人的说法都是正确的,每一个人都观察到对方坐标系中的时钟比自己的更慢,从而都可以得出对方比自己更年轻的结论。但是,处于这样两个相互作匀速直线运动参考系中的双胞胎,出生且相互分离之后便永远不可能再见面,因而也就不可能构成前面所述的佯谬。不过,读者可能会说:他们虽然不能见面,但是可以通电话呀,在电话中他们互相一问,不就知道对方多少岁了么?然而,狭义相对论认为信息的速度不可能超过光速,当他们以光速通话时,也需要考虑他们之间的距离以及同时性的问题,对此我们就不进一步分析了。
     
    在我们的故事中,地球上过了30年之后,太空船掉头向地球飞来,但这时的飞船参考系,已经不同于原来红线坐标的那一个了。要使太空船掉头达到反方向的速度,加速和减速的过程是必不可少的。在这个过程中的刘天感觉将如何?是不是被压扁或撕裂了啊?还能那么年轻力壮吗?我们且不去考虑这些种种问题,仅仅从狭义相对论时钟变慢的效应来估算他的年龄而已。
     
    那么,既然在双生子佯谬中需要考虑宇宙飞船的加速度,是不是需要广义相对论的知识才能解释清楚它呢?也不是这样的。用地球参考系的2维时空图就可以解释清楚了。这儿,首先需要介绍一下在相对论中很重要的“固有时”概念。
    2-12-2:固有时和坐标时的区别以及与弧长的类比
     
    固有时,或称原时,也就是公式(2-12-1)中的t,在(2-12-1)中表示的是微分形式的dt,一段有限长度的固有时可用积分来计算得到。将公式(2-12-1)和(2-12-2)比较一下可知,固有时t类似于普通空间中弧长s的概念。在普通空间中,弧长s表示一条曲线的长度,或者说是一个人走过的路径的长度。设想如图2-12-2a的旅行者(太空人),带着自己的时钟和卷尺(计步机),一直记录他走过的距离和时间。他的计步机(或卷尺)计算测量他走过的距离,而他的时钟所记录的,就是固有时,见图2-12-2c。从图2-12-2b可以看出固有时和坐标时的区别,坐标时是事件之外的观察者使用某个参考系而记录的事件发生的时间,固有时则是旅行者自己携带的时钟记录的时间。此外,固有时与弧长不同之处是:普通空间的弧长一般比坐标数值更大,但固有时却比坐标时更小,其原因从公式(2-12-1)中显而易见,正是因为度规中空间坐标和时间坐标间的符号差。换言之,固有时用以描述时空中两个事件之间流过的时间,这个时间被赋予事件自身的时钟所测量。因而,测量结果不仅取决于两个事件对应的时空点位置,而且也取决于时钟参与其中的具体过程。再表达得更简要一点,固有时是时钟的世界线长度。
     
    实际上,我们之前学过了黎曼几何,对固有时的概念不难理解,它就是对应于在黎曼几何中经常强调的内蕴几何不变量:弧长s。对广义相对论重要的内蕴性质,在狭义相对论中也很重要。
     
    如何来计算两个双胞胎在重逢时各自度过的真实年龄呢?结论是:计算和比较他们在两次相遇之间的固有时。因为固有时t是内蕴不变的,这个计算可以在任何一个参考系中进行,都将得到同样的结果。每个人的年龄是由他身体的新陈代谢机制决定的,他的身体内有一个生物钟。人体处于各种运动状态(静止或运动、加速或减速)时,他的生物钟便会随着变化,或减慢,或加快,这便可以作为每个人自己带着的“时钟”。下面,我们首先用地球参考系来考察两个双胞胎在两次相遇之间的固有时。刘地一直停留在地球上没有移动,他的世界线是地球参考系中时间轴上的一段,这个参考系中,他的固有时也就等于坐标时,等于60年。而刘天的世界线是图2-12-2c右图中的OBD折线。折线中每一段的长度是20年,两段相加等于40年。所以,两个双生子在D点见面的时候,刘天40岁、刘地60岁。
     
    从以上的分析可以体会到利用“固有时”来计算此类问题的方便之处。我们并不需要仔细考虑每个事件的过程,不需要详细去分析刘天的宇宙飞船哪一段是匀速,哪一段是加速,等等繁琐的细节,比如图2-12-2c右图中的另一条从OD的弯弯曲曲的曲线,如果那是刘天的宇宙飞船的时空轨迹的话,只需要在地球参考系中计算这条线的固有时,那便就是刘天的年龄了。
     
    如果不用地球参考系,使用宇宙飞船离开地球匀速运动的参考系,或者是返回时的匀速运动参考系,也都可以验证以上结果。三种情形得到同样结果:刘天40岁、刘地60岁。见图2-13-2
    2-12-3:使用不同的参考系计算双生子的年龄






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    [19]Vulcan  2014-11-1 00:32
    看了您的下一篇文章,再请教:
    在刘地看来,60年后刘天返回,可算出中点(折返点)离地球0.75×30=22.5光年,总航程45光年
    1,从刘地的角度,从分开到重聚两个事件的时空间隔的平方S2=t2-x2=60x60-45x45=1575(以分开点作为时空原点),这相当于飞船的时空间隔的平方t'2-x'2=t'2-o=t'2,故t'≈39.7,大约40年
    2,但是,难道刘天就不能反过来用同样的方式看待这两个事件吗?对他来说,地球和刘地先是远离,然后折返,这和我们在高铁和飞机上看房子树木在运动是一样的道理。如果这个想法不错,那刘天会得出和1相反的结论。
    3,时空图世界线这种几何方式我觉得容易误导。用时空间隔的方程就很清楚,它和洛伦兹变换以及两个公设本质上是相同的。
    如果忽略刘天真实的加速感觉,我认为两个人的角度是对称的。
    不知道我究竟是哪里理解出偏差了,请张老师具体指点一下?谢谢!
    博主回复(2014-11-1 07:54)“从分开到重聚两个事件”是什么意思?这里有3个事件点:O、B、D,你所谓的时空间隔不是一个。
    “难道刘天就不能反过来用同样的方式看待这两个事件吗?”不能,刘天在中间经受到强大的引力场(加速度),引力会改变它的时钟。如此方法考虑便需要广义相对论来计算。不如用固有时计算简单。
    “时空图世界线这种几何方式我觉得容易误导”,用固有时计算并不是什么“几何方式”,不一定要画图,几何图是为了直观理解。

    [18]qweixin  2014-10-31 15:49
    旅行者可以判断自身是否匀速运动(假设无引力作用)。另外,假设“观察者”是匀速运动的。这样,对不同“观察者”所得结果才能用狭义相对论推理和解释。否则需要引入引力和广义相对论。

    [17]Vulcan  2014-10-31 02:50
    有博主提过一个”三胞胎“思想实验:如果三胞胎中的两个同时以速率相等方向相反的高速离开地球,到达相同距离(在地球看来)后折返,相遇时各自年纪如何,谁年轻?那两个离开的相互之间有”钟慢“效应吗?(他们确定是在做高速相互运动)。不知道张老师如何看?
    博主回复(2014-10-31 07:56)看看今天新发的,可能对你理解有些帮助。

    [16]Vulcan  2014-10-31 02:14
    我一会觉得理解了,一会似乎又糊涂了。
    “什么是世界线呢?就是某个事件在时空中所走的路径”。。。。“固有时是时钟的世界线长度”
    什么是“某个事件”呢?我的理解是:从分离到相聚整个过程就是一个完整的事件,它有头(分离)有尾(相聚)。如果把刘地关在一个小黑屋里,那么他和刘天的境况就更相似一些,唯一的不同是刘天在中途感受到了一次剧烈晃动(折返,忽略加速减速)。整个事件的头尾(两个时空点)对两人是相同的。
    如果用ds^2=dt^2-dx^2 =dt'^2-dx'^2表达,这个ds(时空间隔)对两人应该是相同的(头尾对两人是重合的),不同的是跟随两人的dt和dt‘。如果从刘天看来,他的钟只经历时间,没有空间,dt=ds,而对于刘地和他的钟来说,同样只经历时间而没有空间,dt’=ds.两人都认为自己没运动,对方在动。”固有时是时钟的世界线长度“------谁的时钟呢?旅行者的-----谁是旅行者呢?都认为是对方,除非引进第三个观察者。
    唯一的区别是刘天感觉到的一次自己飞船的异常,而刘地在黑屋子里什么感觉也没有。
    所以我认为这个”佯谬“在狭义相对论框架下是个很不恰当的例子,不能衍生出谁年轻的结论。这个思想实验在物理上无法实现(如果要有年纪差异,一定是加速减速造成的),在数学上也是没有说服力的。
    请张老师批评。
    博主回复(2014-11-1 07:28)事件只是时空中一个点。
    地球可看作惯性系,飞船则不能。离开时当作一个惯性系,返回时是另一个惯性系。

    [15]叶卢庆  2014-10-30 22:21
    笑看楼下各路民科.

    [14]邓云贵  2014-10-26 19:25
    不存在没有生命迹象的宇宙,生命与宇宙同在,在宇宙创开之初及时到了所谓的原子汤,都有生命的迹象。不能从物质宇宙推出生命的存在,以阳明先生言,宇宙须人去仰,否则无宇宙,故宇宙是希望之宇宙学,不要以宇宙如何来吓唬人。周敦颐以人为万物之灵秀,爱因思坦质能公式不谈人是不对的。不是人观察实验的事。

    [13]罗会仟  2014-10-24 22:52
    的确是梁灿彬老师的风格,当年听他课时说的很明确,双生子佯谬是一个狭义相对论问题,根本用不着广义相对论。梁老师喜欢把这个作为考试题,就博主最后一张图就能解答。

    [12]wolfgangg  2014-10-24 15:48
    In mathematics, one can imagine the fourth dimension, but physically, people can not see and intuitively imagine a fourth dimension. For him, the fourth dimension is only in mathematics there. His intellect does not understand the fourth dimension...........................................Einstein
    Einstein说的四维同你写的四维是一样的吗?
    推销科学的精神可嘉, 要鼓励让她写完, 图穷匕首见!

    [11]oldphysics  2014-10-24 14:38
    一派胡言的传播者。

    [10]eastHL2008  2014-10-24 14:04
    博主辛苦了。
    一个狭义相对论,一个“尺缩钟慢”效应,搞到多少人头晕脑胀。那么多的相对论教材。无数的学生看的头晕脑胀。要不然怎么传说地球上只有三个半人懂相对论呢。
    简单的东西复杂化,怕是现在的相对论教材,没有与“大爆炸宇宙模型”联系在一起——还是停留在1929年以前的认识上,或者说:仅仅建立在“4维时空”的基础上。
    今天,大爆炸宇宙模型,已经基本确立。只要把狭义相对论与大爆炸宇宙模型,综合在一起,就可发现——“尺缩钟慢”效应,不仅是正确的,而且是简单的,一点都不难理解。举例来说:
    1、在大爆炸的那一刻,t=0s, 你骑上一个光子(忽略其它细节),以光速飞行,至今,时间过了138亿年(地球时钟),但是,你看你隔壁的光子——你发现了什么?它仍然是t=0s 时刻的光子——这意味着什么?
    这意味着,你的时间停止了;并且,宇宙的尺度也停止了——宇宙没有任何膨胀,仍然是t=0s 时刻的尺度模样。
    而实际上,在-上-帝-看来:宇宙膨胀了138亿年(忽略细节),现在的宇宙是如此的大尺度。
    但是,在你眼里——什么都没有变,你看到的隔壁的光子仍然是t=0s时刻的,时间没有变,空间也没有变。
    2、假如,你的速度低于光速一点点呢?那么你看你隔壁的光子,在以缓慢的速度,飞过了你;然后,后面的光子(t=0s 之后,宇宙膨胀之后发出的后续光子,忽略细节),缓慢的进入你的视线,然后缓慢的飞过去;之后,第三个光子,第四个光子,,,,,,,宇宙在缓慢的膨胀——就像在看宇宙大爆炸的慢镜头。
    当你的速度越慢,宇宙大爆炸的影像,播放的越快。
    就是说:
    你飞行的速度的快慢,与宇宙大爆炸t=0s时刻发出的光子的速度相比的快慢(即:相对于光速),决定了你看到的宇宙的大小,以及宇宙大小对应的时间——这就是“尺缩钟慢”的相对性。具体数值计算,就是洛伦兹变换。
    显然,大爆炸宇宙模型,为理解“尺缩钟慢”的相对效应,提供了一个极为便利的条件。
    脱离了大爆炸宇宙模型,仅仅寄放在“时空”的背景上,就缺少了宏观的和宇宙实在的例子——这是现在很多相对论教科书的缺陷。
    欢迎分享、讨论或拍砖。

    [9]邓云贵  2014-10-24 13:48
    读科学网科普作文,也感外国人是感想,所以我们也只广开思路,这也不准想,那也不准想,成何道理,那牛顿的想法读了,也不是说没有修道的成分。笔者修学道家文法,也是通了些文字禅,可开一线新奇。

    [8]赵继慧  2014-10-24 12:36
    学习了!

    [7]邓云贵  2014-10-24 11:58
    空间中需要有人,是四维时空。大统一于家园,笔者正写平等的数学体系。宇宙发育,是有生命,万物规则不动,是因万物不敢离开家园。

    [6]ybyb3929  2014-10-24 11:46
    “天才数学家庞加莱将四维时空中的时间维和空间维分别用实数和虚数来表示”——不懂物理的数学家连时空与空间的区别与联系都没有搞清楚,就大谈特谈什么四维时空,这样的结果只能导致“周公四维”——所谓的相对论的时空观

    [5]高福杰  2014-10-24 11:39
    楼上的第一句“同样可以得出哥哥的世界线短”,应该改成“世界线长”

    [4]高福杰  2014-10-24 11:34
    感觉不对啊,你用世界线的概念,以哥哥的坐标为基础,再分析一下,同样可以得出哥哥的世界线短啊。所以啊,世界线的概念只是把简单的双生子佯谬用数学语言描述了一遍,而且描述的时候,只考虑了弟弟的坐标系中看哥哥的情况,反过来哥哥的坐标系中看弟弟的情形给忽略掉了;不客气的说,是用数学概念偷换了佯谬的实际物理内涵——这个内涵是,b相对于a在运动,是否等价于a相对于b在运动,根本区别在哪。另外,你说的惯性系的区别太牵强,假设哥哥是分两段旅行的,每段都是匀速运动,中间非匀速部分相对匀速用的时间而言可以忽略,你这个问题就不存在了。

    [3]李铭  2014-10-24 10:20
    非常好。梁灿彬老先生对这种几何图像非常推崇。

    《数理同源2》-广义相对论与黎曼几何-1 精选
    已有 8378 次阅读 2014-7-10 08:54 |个人分类:系列科普|系统分类:科普集锦|关键词:相对论 曲线 几何 曲率 绕率
    第二篇黎曼几何和广义相对论
     
    1. 既古老又现代的几何学
     
    几何是一门古老的学科。恐怕没有哪一门学科,像欧几里德几何学那样,在公元前就已经被创立成形,历经2000多年,至今还活跃在许多课堂上和数学竞赛试题中。尽管目前中国的中学教育已经不把平面几何当作必修课,一些学校删减了许多内容或者干脆取消了该门课程,但在上世纪的60-80年代,中国学生平面几何的水平肯定是算世界上比较高的。笔者还清楚地记得,解决平面几何难题,是本人中学时代的最爱。我们高中的数学老师兼班主任,是一个刚从师范毕业的年轻人,对数学教学充满热情。印象颇深的是他在黑板上画圆的绝活,他手握粉笔一挥一就,一笔下来,立刻在黑板上出现了一个规整的圆圈,用目测法很难看出这不是圆规画出来的。在他的影响下,我们班一半人都变成了数学迷,几何迷,大家在几何世界中遨游,从中体会到数学的奥妙,也感受到无限的乐趣。那两年,在教室的黑板上、课桌上,室外的石头边、树墩上,操场的篮球架上,随处可见同学们为思考几何题而画出来的三角形、直线、和圆圈。也许总体而言,中国式的教育方法忽略了发展学生改革创新的能力,但我深信,那个时代我们解决思考的无数道数学几何难题,对训练空间想象能力、逻辑推理能力,起了非常重要的作用。
    纵观科学史,牛顿、爱因斯坦都是伟人,欧拉、高斯……伟大的数学家也可以列出不少,但恐怕很难找出像欧几里德这样的科学家,从2000多年前一直到现代,人们还经常提到以他命名的”欧几里德空间”、”欧几里德几何”等等名词,真可谓名垂千古而不朽了。阿基米德可能也能算一个,牛顿时代距离现在不过400来年,欧几里德和阿基米德却都是公元前古希腊时代的人物。
    欧几里德的巨著—《几何原本》1(在1607年,有徐光启的中译本2),不仅仅被人誉为有史以来最成功的教科书,而且在几何学发展的历史中具有重要意义。其中所阐述的欧式几何是建立在五个公理之上的一套自洽而完整的逻辑理论,简单而容易理解。这点令人惊叹,它标志着在2000多年前,几何学就已经成为了一个有严密理论系统和科学方法的学科!    
    继欧几里德之后,16世纪法国哲学家、数学家笛卡儿(15961650年),将坐标的概念引入几何,建立了解析几何。
    就平面几何而言,引入坐标的概念就是使用xy来表示点、线、园等等图形在平面上的相对位置,因而便可以方便地应用解析的方法来处理几何的问题。如此一来,几何问题便成为代数的问题。这种处理方法使几何问题变得简单容易多了。说起来可笑,这种简单容易的方法反而使原来痴迷于求解平面几何难题的中学生们在刚学了解析几何之后,颇有一种失落感。因为解析几何使几何问题有了规范的解法,好像几何不再具有原来的魅力,原来那样有趣的几何学,被“解析”之后,突然间变得黯然失色、索然无味。
    当然,谁也无法否认解析几何的诞生象征着几何发展的一个重要里程碑。解析几何不但能处理欧氏几何中的平面问题,还能解决三维空间的问题,以至于推广到更高维空间的几何问题。比如就说在二维和三维空间中吧,解析几何可研究的图形范围大大扩大。对平面曲线来说,欧几何中一般只能处理直线和圆。而现在有了坐标及函数的概念之后,直线可以用一次函数表示;圆可以用二次函数表示,二次函数不仅能够表示圆,还能表示椭圆、抛物线、双曲线等其它情形。除此之外,解析几何中还可以用一个任意的方程式f(x,y)=0,来表示所有的平面曲线,这些都使欧几何学望尘莫及。如果论及三维空间的话,在解析化之后,还能用三维坐标(x,y,z)和它们的代数方程式,表示各种各样的空间曲线和奇形怪状曲面。进一步谈到更高维的空间,欧几里德几何就更无用武之地了。
    再到后来,数学的各个方面都有了巨大发展,特别是如我们在第一篇中所叙述的,牛顿和莱布尼茨发明了微积分,这是科学上的一件大事,使得那个时代的整个数学和物理都改变了面貌。那么,它对几何学的发展又有何种影响呢?
    数学家们自然地将微积分这个强有力的工具用来研究几何学。实际上,微积分和几何的联系还更紧密一些,微积分的诞生也是得益于几何研究的,两者相互影响和发展。因此,微积分诞生之后不久,便有了“微分几何”这门新学科的萌芽。
    法国数学家亚历克西斯·克莱洛(Alexis  Clairaut 1713 - 1763))是微分几何的先行者之一3。克莱洛是个名副其实的神童,他是母亲生下的20个子女中唯一一个长大成人的。在身为数学教授的父亲的严格管教和高标准要求下,克莱洛9岁开始读《几何原本》,13岁时就在法国科学院宣读他的数学论文。
    之后几年,克莱洛迷上了空间曲线,他用曲线在两个垂直平面上的投影来研究空间曲线,第一次研究了空间曲线的曲率和挠率(当时被他称之为:双重曲率)。1729年,16岁的克莱洛将这个结果提交给法国科学院并以此申请法国科学院院士的资格,但当时未得到国王的立即认可。不过,只在两年之后,克莱洛发表了《关于双重曲率曲线的研究》一文,文中他公布了对空间曲线的研究成果,除了提出双重曲率之外,还认识到在一个垂直于曲线的切线的平面上可以有无数多条法线,同时给出了空间曲线的弧长公式,以及曲面的几个基本概念:长度、切线和双重曲率。这一年,18岁的克莱洛成为法国科学院有史以来最年轻的院士。
    曲率和率是什么?我们先从平面曲线来认识曲率。
    2-1-1:克莱洛及双重曲率
     
    我们首先需要引进曲线的切线,或称之为“切矢量”的概念,切矢量即为当曲线上两点无限接近时它们的连线的极限位置所决定的那个矢量。图2-1-1b中所标示的所有箭头,便是曲线的切矢量在曲线上各个点的直观图像。然后,再从图中切矢量沿着曲线的变化规律,又可以得到曲率的直观概念:曲率表征曲线的弯曲程度。比如说,图2-1-1b中最上面一条是直线,直线不会拐弯,其弯曲程度为0,即曲率等于0。这个0曲率与切矢量的变化是有关系的。看看直线上的箭头就容易明白了:上面所有箭头方向都是同样的。也就是说,曲率就是切矢量方向的变化率,或切矢量的旋转速率。直线上的切矢量方向不变,不旋转,对应于曲率为0。再看看图2-1-1b中下面两条曲线,当弧长增加时,切矢量不断旋转,曲线也随之而弯曲,切矢量旋转得越快,曲线的弯曲程度也越大。所以,曲率的几何意义就是曲线的切矢量对于弧长的旋转速度。
     
    刚才在描述切矢量时,我们说它是“连线的极限位置所决定的那个矢量”,这儿我们很轻松地用上了“极限”的概念,诸位也毫不费力地就理解了它,因为大家学过了微积分。但是,在克莱洛的年代,曲率的计算可不是那么轻松容易的,这个十几岁的神童,天才地把微分的思想用于研究曲线,首次得到了这个结果。不仅如此,刚才我们讨论的只是平面曲线,克莱洛将微积分思想用于空间曲线。对一条平面曲线来说,如果每一点的曲率都确定了,这条曲线的形状便确定了。比如说,很容易直观地看出,一个圆上每个点的曲率都是一样的,等于它的半径的倒数。圆的半径越小,倒数则大,因而曲率便也越大;圆的半径越大,曲率则越小。因此,圆是等曲率的曲线,那么,现在我们考虑图2-1-2a中所示的平面螺旋线。因为平面螺旋线从内看到外,近似于一个一个从小到大的圆,所以,它的曲率是中心大边沿小。
    我们可以将这个平面螺旋线想象成一个被压到一个平面上的的锥形弹簧,如果压力撤销之后,锥形弹簧恢复它的三维形状如图2-1-2b所示,这便得到了一条三维曲线。
    2-1-2:空间曲线的
     
    首先让我们研究一下将平面螺旋线放在三维空间中的情形。如图2-1-2c所示,这时可以在曲线的每一个点定义一个由3个矢量组成的三维标架。令曲线的切线方向为T,在曲线所在的平面上有一个与T垂直的方向N。如果对于圆周来说,N的方向沿着半径指向圆心。N被称之为曲线在该点的主法线。为什么在法线的前面要加上一个“主”字呢,因为与切线T垂直的矢量不止一个,它们有无穷多个,都可以称为曲线在该点的法线,这些法线构成一个平面,叫做通过该点的法平面。刚才说过,这个事实是首先被小天才克莱洛认识到的。这所有的法线中,有一个是比较特别的,对平面曲线来说就是在此平面上的那一条法线,被称为主法线。有了切线T和主法线N,使用右手定则可以定义出三维空间中的另一个矢量BB也是法线之一,称之为次法线。从图c很容易看出,螺旋线上每个点的切矢量T和主法线N的方向都逐点变化,唯有次法线B的方向不变。对一般的平面曲线也是如此,次法线的方向永远是垂直于曲线所在平面的,因此,一条平面曲线上每个点的次法线都指向同一个方向,即指向与该平面垂直的方向。
    对一般的空间曲线,情况有所不同。想象一下让平面螺旋线中的每一圈逐渐从原来所在的平面慢慢被拉开,这时候,每一点次法线的方向便会从原来的垂直线逐渐发生偏离。也可以说,次法线的方向代表了与曲线“密切相贴”的那个平面,在一般三维曲线的情形下,这个密切相贴的平面逐点不一样,被称为曲线在这个点的“密切平面”。如图2-1-2d所示,对一般的三维曲线而言,在曲线上不同的点,三个标架TNB的方向都有所不同了。每一点的次法线B的方向也会变化,不过它仍然与该点的密切平面垂直。 
    克莱洛注意到空间曲线与平面曲线的不同,认为需要用另外一个曲率,后人称之为“率”的几何量来表征这种差别。换言之,率可以表示曲线偏离平面曲线的程度,被定义为次法线B随弧长变化的速率。
     参考资料:
     
    1Heath,Thomas L. (1956). The Thirteen Books of Euclid's Elements (2nd ed. [Facsimile.Original publication: Cambridge University Press, 1925] ed.). New York: DoverPublications.
     
    21607Chinese translations reprinted as part of Siku Quanshu, or "CompleteLibrary of the Four Treasuries."
     
    3O'Connorand, J. J.; E. F. Robertson (October 1998). "Alexis Clairaut".MacTutor History of Mathematics Archive. School of Mathematics and Statistics,University of St Andrews, Scotland. Retrieved 2009-03-12.


    频谱分析是可能证明黎曼猜想的途径;复数放在“复球面”上,南极对应零点,北极对应无穷大点,其他的所有点对不为零的复数。 那么我应该说的是那个对应于北极的无穷大,它的四面八方都是接近复数无穷大的有限复数
    频谱分析是可能证明黎曼猜想的途径

    频谱分析是可能证明黎曼猜想的途径

    黎曼猜想是什么(2)


    2. 算术基本定理与黎曼zeta函数。


    算术基本定理又叫唯一分解定理。这个定理是说,每一个大于1的正整数N都可以写成有限个质数(或者素数)的乘积;这个乘积叫做N的因数分解。N的因数分解中的质数因子可以有重复但是其个数是由这个被分解的正整数确定的,不同整数的分解是不可能相同的。这个定理几乎有两千年的历史。 算术基本定理描述了全体素数是整个大于一的正整数之集合的生成集;就是说从所有素数的集合出发,把所有有限乘积都加进去就得到了所有大于1的正整数之集合。
    描述质数之个数的结论叫做素数定理,这个定理根据估计的准确度可以有多种不同的形式。固定任何一个比一大的正整数N,通过简单的实验人类很早就知道在一到N之间我们可以期待有少数质数。比如在1到10之间有2,3,5,7这四个质数;占几乎五分之二。 这个比例平均地讲随着N的增加在减少,实验结果告诉我们在一到N之间大概有 M =log(N) 分之一的整数是质数。这里的 log(N) 是类似于常用对数的(以e为底的)自然对数。这个e是继圆周率pi之后的第二个重要数学常数。用公式表示,通常把从一到N之间的质数个数表示为 pi(N)。这里的 pi 用的是圆周率的同一个符号,但是不是指那个圆周率常数,而是用来表示质数计数函数。 最简单的素数定理是说 pi(N) 大致等于N 与 log(N) 的商。 这里的大致必须用数学词汇准确地描绘。 其他精确的素数定理就要给出对这个函数的更精确描写加上对误差的估计。
    在黎曼之前,高斯对质数计数函数有一个猜测,那就是用现在叫做 高斯的(logarithmic integral) 对数积分函数 li(N) 来代替上面所提到的N与log(N)之商。高斯对后来叫做黎曼zeta函数的那个数学对象已经有过一些研究。1859年,黎曼在他唯一关于数论的研究论文中引进复数作为变量,从而制造出现在叫做黎曼zeta函数的这个特殊函数。黎曼zeta函数是一个以复数为变量的函数,除了一个奇点以外这个函数在整个复数平面上是解析的。这里用的的“解析”一词,基本上就是微积分中无穷次可微分的意思。
    要解释什么是黎曼zeta函数,我们还是从如何计算质数的个数说起。 数学发展到前两个世纪中间的时候,已经有了非常成熟的无穷个数字相加的工具。 其实几乎两千年前就有“一尺之棰,日取其半,万世不竭”的说法。如果把二分之一,四分之一,八分之一,十六分之一,等等一切,一直加起来,可以想象其和为一。 严格地说,这就是现代数学系大学高年级里学到的“无穷级数”。定义黎曼zeta函数就必须要用到“无穷级数”与“解析”的概念,所以至少要到大学数学系接近毕业的学人们才可能真正理解黎曼zeta函数的定义。
    这里给出在某个场合本人曾经使用过的一个笼统解释,那就是黎曼zeta函数其实就是把所有的正整数添加必要的附带数据后然后巧妙地糅合在一起得到的一个函数。不难想象,有关整数的所有一切都被揉在里面了。 因此可以说,这个函数既展示了宇宙的完美无瑕,又显现出这个世界的杂乱无章。 对于数学家们的问题就是,如何从这个非常复杂的函数里面找到清晰的数学数据。
    既然有无穷个质数存在,我们可以比如用每一个正整数的倒数来相加。事实上,所有正整数的倒数相加起来叫做调和级数。调和级数的和仍然是一个无穷大;这个无穷大应该理解为复数的无穷大。 这正是黎曼zeta函数中唯一一个奇点的来源。如果把所有正整数的平方的倒数加起来,那么得到的结果等于那个圆周率的平方除以6。这样用来研究质数个数的黎曼zeta函数与圆周率也有着紧密的联系。事实上,所有的数学理论都是紧密地联系在一起的。作为开端,黎曼zeta函数被定义为所有正整数的其复数变量次方的倒数之和,比如我们必须定义2的 “pi加上i” 次方是什么意思。这里的i是那个-1的平方根。但是这个定义只对复数变量的实数部分大于一的时候有用,然后就要进行进一步的解析延拓把这个函数对所有复数变量都给予定义。除了在复数变量为一的时候为无穷大以外,其他所有复数变量对应的函数值都是有限的。这就是对于什么是黎曼zeta函数的一个简单解释。
     


    相关链接: 黎曼猜想是什么 (1): 概述

    注1: 在下一个部分我们会尽可能地精确定义黎曼zeta函数。请有兴趣的网友们温习什么是复数,复数的几何表示,进一步则是复数平面,复数球面等等。 
    注2: “倒数之”三个关键字被不小心漏掉了,抱歉。这句话应为,【 作为开端,黎曼zeta函数被定义为所有正整数的其复数变量次方的倒数之和,比如我们必须定义2的 “pi加上i” 次方是什么意思。】
    注3: 本人放弃对此文任何形式的版权。我深深受益于中国文化,为中华振兴的前景而感到由衷的高兴。如果此文能够对华语读者有所帮助,那是我的无比荣幸。


    黎曼猜想是什么?
    目录: 
    1. 概述。

    2. 算术基本定理与黎曼zeta函数。
    3. 黎曼猜想的理论与实际意义 — 复数及其几何表示,黎曼zeta函数的精确定义,伽玛函数,基础数学的起点,信息社会密码的主要工具之一。
    4. 各种推广的黎曼猜想 — Dirichlet, Dedekind, Artin, 等等。
    5. 数论中其他重要的猜想 — 哥德巴赫,Cramer-Granville,孪生质数,等等。
    6. 质数分布版黎曼猜想 – 欧拉,高斯早于黎曼的研究,质数分布局部版与
    质数分布整体版的关系。




    评论(61)引用浏览(1630)
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    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 12:40:49
    本人在数学上的兴趣源于幼时对比如韩信点兵,鸡兔同笼,河中换桩等问题的初步了解。 
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 12:42:37
    微积分课程中有无穷级数,黎曼zeta函数用的是复变函数课程里的无穷级数。如果这门课程不是必修课,有志于理论数学的学生最好要选修这门课程。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 13:06:38
    比如,2的i次方是什么意思。 这个i就是-1的平方根,复数的最基本单位。
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 13:07:37
    自然对数的写法是 ln(N) 不是你所写的log(N)。log(N)是以10为底的对数。

    黎曼猜想若被证明了,证明本身从纯数学上很伟大;但证明结果对数学影响/意义不大,因为数学和应用中已经假设黎曼猜想是对的。黎曼猜想如果被证伪,理论数学界和应用数学界会大地震,尤其是密码学和计算机安全领域。

    要证明黎曼猜想,可能的途径之一在频谱分析领域。
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 13:13:42
    考考数学家:能不能用非数学语言(尽可能少用数学术语)说说黎曼猜想的意义?假设黎曼猜想正确。
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 13:22:57
    先恭喜数学家。敢下笔证明黎曼猜想的就不是等闲之辈。证明了,三生有幸。没完全证明,再接再励,就象费马定理一样,迟早会被证明。
    作者:花蜜蜂留言时间:2013-01-12 13:28:30
    庄兄,蜜蜂完全看不懂了。哈哈!

    人类的大脑,存储量非常有限,即使学过得东西,久而久之不反复使用,也会逐渐忘记。

    从大学毕业之后,回家清理高中时候学的数学笔记作业本,就完全看不懂了——当年学校学习时候,蜜蜂还是第二名呢。

    很遗憾呀。
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 13:36:33
    大艺术家,看不懂正常。那么容易能让艺术家看懂,他数学家就得该改行了,哈哈。这黎曼猜想比哥德巴赫猜想不知要难多少倍。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 13:40:52
    V网友: 你的第一个问题,你错了。 

    我们搞数学理论比如数论的根本不用任何其他对数,所以习惯上就写log而不是lg。 所谓自然就是“唯一”,其他的是工程上的计算需要。读数学理论书记住log就是自然对数。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 13:47:26
    V网友,你是搞哪行的? “可能的途径之一在频谱分析领域”,我只知道一点表皮。 这个起源于最近三十多年前在普林斯顿高级研究所两位数学家之间的交流;不过好像没有见到实质性结果。 

    我的研究已经显出实质结果,不然我就不会到几所顶尖级大学任职。否则我这个武大毕业生在顶级大学里是没有机会的,这个就是一种间接的承认。同时我的文章预先登出后,几年来都没有收到任何负面反应;只是得到了几位顶级数学家的某种认可。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 13:50:07
    关于黎曼猜想的理论与应用价值,我在第三篇中将会解释。在上一篇“探讨稿”中已有提及;我可以根据各位意见考虑如何写下一篇。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 13:51:56
    蜜蜂兄,仔细下点功夫嘛。我无法写得更清楚,因为基础知识与篇幅关系。你有具体的问题,我会适当解释。谢谢来访。
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 13:57:26
    就是就是。在你们数学家眼里差个常数那是小菜一碟。要是物理学家,已经出了太阳系;要是工程师,航天飞机就爆掉了。

    我?帮人看门的。小时候读过几本小人书,小学肄业。不会辱没大数学家吧?
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 13:58:52
    1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128+…… =1,这个蜜蜂兄是否可以接受?
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:00:48
    “帮人看门”的有这等悟性与兴趣,遇到你那是我的造化与荣幸。谢谢。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:02:30
    1+1/4+1/9+1/16+1/25+1/36+1/49+1/64+1/81+1/100+…… =pi的平方除以6. 这个蜜蜂大概有问题理解,相信我就是了。 
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:06:14
    还有,蜜蜂。

    1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+1/9+1/10+1/11+1/12+…… =无穷大。 这里是不可数的那个无穷大,不是可数的那个无穷大。全体整数的个数是一个可数无穷大,所以等式的左边有可数无穷多个项相加。

    这个蜜蜂兄也只好感觉感觉,相信我就是了。 
    作者:欧阳峰留言时间:2013-01-12 14:14:24
    不懂你上一个评论。这个级数是无穷大不错,但怎么会是不可数的无穷大?这个级数小于1+1+1+1+。。。,而后者可以对应成所有整数的个数,是个可数无穷大。所以这个级数也应该是可数无穷大嘛?

    或者说,无穷大的阶数(可数还是不可数)是对于集合(例如整数集或实数集)的大小而言的,对具体的数值(如以上的1+1/2+1/3。。。级数)没有意义?

    请讲解一下。谢谢!
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:23:30
    欧阳,你的问题非常好。 我在评论中说错了“一半”!这个“和”属于那个“复数无穷大”,比不可数无穷大还是不同。为什么呢,因为那要等到我提到的解析延拓(比级数和解析函数还要高深的概念)以后才能说清楚。 

    就是你把复数放在“复球面”上,南极对应零点,北极对应无穷大点,其他的所有点对不为零的复数。 那么我应该说的是那个对应于北极的无穷大,它的四面八方都是接近复数无穷大的有限复数。

    这个无穷大才是“最自然”的无穷,因为数学理论上最自然的数学对象是全体复数而不是大家可能都知道的实数。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:28:52
    可数无穷大不可数无穷大都是一个方向的(一个正方向)。 而复数无穷大是全方位的,它有不可数无穷多个方向!就像平面上的零点的“邻域”里有无穷多个方向。

    邻域是数学概念,这里指平面上一个点附近任意小的一个区域内的所有点。所以,有不可数无穷多个,而且还包括不可数无穷多个方向!
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:36:33
    欧阳,你提出的问题指出了调和级数的和“多于” 你多的1+1+1+……的和。

    你多的和是可数无穷多,不是一个复数的极限。但是我说的是在黎曼zeta函数的定义里(没人那么说)是复数无穷大(不是多),因为复数世界里无法比较大小多少! 大小是在实数范围的事情。

    这么说,1/z但z趋于复数0(也有无穷个方向)的时候趋于复数无穷大。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:38:04
    这么说,z 的倒数 1/z 在 分母 z 趋于复数 0(也有无穷个方向)的时候趋于复数无穷大。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 14:46:38
    欧阳,我再加一句或许帮助你理解。

    我说的这个无穷大是两维的,因为复数通常只能用两维来表示。 而你所提到的所有无穷不管多大只是一维的。
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 14:57:26
    这个系列好看,比站在门口数“饭粒”有趣多了,嘿嘿。拜托多写点,详细点,尤其是证明过程。

    咱要是受到足够多的启发,等你写完了,到时咱也狗尾续貂写写“看大门的常见哲学问题”:你是谁?从哪里来?到哪里去?手里拿着什么(为什么要/如何藏着揶着)?

    不介意吧?
    作者:北京土话留言时间:2013-01-12 15:10:52
    V网友,你说频谱分析是可能证明黎曼猜想的途径。本人不解。频谱分析一般用于信号处理,好像也就是傅里叶级数(变换)之类的。当然本人可能早就落伍了。
    有人认为黎曼猜想与哥德巴赫猜想都不可能在解析数论的范围内解决。必须有新的数学工具。这与费尔马猜想不同。
    本人水平可能还不如V网友(看门的)。献丑了。
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 15:17:41
    你更厉害。[黎曼猜想与哥德巴赫猜想都不可能在解析数论的范围内解决],从数学上说,你这个北京猜想比黎曼猜想本身还难证明,哈哈。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 15:18:24
    V网友,我接受你的前半个建议,但是后半个只能让你失望了。

    因为解释怎么证明的,那恐怕是我(如果有时间)的一篇学术论文;或者顶尖级别会议的报告稿。不过只是这里不写,写完了不可能发表在这里我也不可能放弃版权。但是我还得感谢你,或许我还真有必要尽早考虑写作那样一篇论文;等半年以后可能提上日程,目前还是主要是验证结果的每一步。我的文章大步已经正式投稿,小部分还等几个月正式投稿。

    还有,计算机软件里也只有log为自然对数。你说的只是对于工程技术,对物理好像也该用自然对数。

    另外,在假设“广义黎曼猜想”正确的前提下,有一个非常简便的判定一个整数是否是质数的算法。我在读博期间认真地细致地学过这个算法。它比10来年左右印度人给出的严格证明了的另一个代数判断方法不仅要快得多,而且已经(我不知道具体的实情,凭职业背景猜的)在背后秘密地被广泛地使用于密码应用。

    还有,印度人的那个算法不能在计算机程序上实施。如果这个(不是中文的“广义”,是特定的“数学”词汇中的)“广义黎曼猜想”被证明不成立,那么所有背后使用的算法与程序就都有了问题。但是这个我认为绝不可能出现,因为如果有问题在几十年的应用中就必然早就被发现了。这些具体的程序甚至只是算法都属于“绝密”范围!
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 15:23:47
    北京,是说黎曼猜想不可能在分析(复变分析)中解决。说这话的人就是说必须是解析数论的人解决,哥德巴赫也是这样。 另外,一旦哥德巴赫被解决,其方法必然叫做解析数论(新方法也被叫做了数论)。所以你的说法不成立。 

    另外,我的方法就说明必须是既懂得复变函数有知道怎么处理数论的人才有可能。 因为我的第一步(已经正式投稿,初步被接受)就是制造一个复变函数中的新函数。 
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 15:28:00
    还有北京,V网友说的是专家的看法。 频谱还就是与黎曼猜想有着看来明显又非常紧密的联系;当然了我前面已经说了一切都是相通的嘛!

    黎曼zeta函数里可能包含了这个世界的不少奥秘呢!因为它把所有的质数,所有的整数,所有的加减乘除都几乎放在里面了。我的感觉是还有很多,我们没有发现。 我可能已经发现了另外一个秘密,写在我的研究总结里了。 
    作者:vosmorion留言时间:2013-01-12 15:33:28
    [有一个非常简便的判定一个整数是否是质数的算法],果如此,你要发大财了,RSA要破产了。我帮你看门算了,工钱随便,管饱就行。但千万别让NSA知道,明天就会请你喝茶。
    作者:庄锐留言时间:2013-01-12 15:43:57
    有一个非常简便的判定一个整数是否是质数的算法",这个算法叫做Miller–Rabin primality test, 我刚刚查了。 背后很可能用的是这个方法,就算再用别的防范检验。这个方法是最好的方法,在假定“广义黎曼猜想”正确的前提下不是太难被证明。我是学过这个算法的,我还在学习是提到了这个问题。 答案是没有人知道,我觉得背后肯定用的是这个,但是属于绝密范围。

    只有这个方法是最简单的,也不大可能找到更好的方法了。 除非你用量子算法,但那要用量子计算机。 只是因素分解没有好办法,这个你有好办法立马可以“发财”!

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