虎鲸

跨越界限之恶棍列传2


(题图:庞加莱镶嵌)

接上回,继续“恶棍”列传。

我们先强调下褶痕(pli)和巴洛克,以点题。pli是法文,它的英文通常是fold,上回说到克氏门徒“恶棍”大卫·玻姆的nfold、unfold,隐缠序的卷入与展开,可以理解为pli,下面将谈到的庞加莱的流形Manifold,也是pli,同调homology实际上相当于说褶痕在拓扑上的等价。弦论中对偶性Duality、紧致化Compactification当然也可以作为pli,至少在多维的角度,如果脑洞开得大一点的话。这开头也属于跨越界限,以表现作者一贯的巴洛克风格。

6,名字算什么庞加莱

本节部分内容参考多纳尔欧《庞加莱猜想》,错误的请归于我,偶尔正确的请归于他。

“名字算什么”源于歌德《浮士德》中对格雷琴的话“Gfühlistalls,NamistSchallundRauch”“感觉就是一切,名字不过是噪音和烟雾”(名字算什么),引用自“恶棍”庞加莱在年与德国数学家克莱因,“恶棍”黎曼的继承者的一封信。名字算什么“恶棍”庞加莱恰恰并不认为他的名字不算什么,否则也不会丝毫不让步于他德国的先行者,“恶棍”黎曼的继承人,而且,在科普书《科学与假设》中还说“Cicron,c’stPoincaré”(“西塞罗,那是庞加莱”),谐音于“如果它是圆,它就不是正方形”,成为一个广为流传的笑话。

如果说“恶棍”黎曼启发了独立于物理实在的数学实在,为爱因斯坦的相对论奠定了数学基础,那么名字算什么“恶棍”庞加莱就是现代科学在时空描述上的先驱,不仅《空间的相对性》作为狭义相对论的原型,《时间的测量》更是光速不变假设的早期版本,名字算什么“恶棍”庞加莱几乎是将时空作为同一数学量的第一人,他一手创立的拓扑学是拓扑弦论的基石,庞加莱圆盘模型更是启发了多维的描述、黑洞的理解、全息论的发明,

(埃舍尔版画《天使与魔鬼》,之前曾经在《奇妙的反转》中用来说明认知,回复51获得文章)

全息的“恶棍”李奥纳特·苏士侃用它来描述反德西特空间(ads)的时空切片,

由此推广到高维几何,满足如下规则:

-温度是不均匀的,中心处最热,随着移向球面边界温度也随之下降,边界温度为绝对零度;

-所有物体复合同一膨胀系数,任何量尺与它的温度成正比;

-物体移动到某一点,与新位置热平衡;

-对于球上的居民来说,边界越来越小,却永远到达不了边界;

-较远的地方时间更快,以至于中间魔鬼/天使看到的是一团正在旋转的模糊。

它通过低维(二维)展现了真实的高维(三维),它展示了尺度怎么因空间的曲率而变形。

千禧年7个未解决的问题至少4个与名字算什么“恶棍”庞加莱所开创的领域有直接联系,其中就有以他名字命名的庞加莱猜想,直到最近我们才开始部分的理解他在上个世纪都已瞥见的东西。庞加莱猜想在年获得证明,

它是一个一般拓扑学中基本意义的命题:任何一个单连通的,闭合的三维流形一定同胚于一个三维的球面。庞加莱分类了高维几何中不同形状的类型,并给予了最简单的叙述,它构成多维空间的基础,是可能世界和宇宙形状的最基本信息,也更新了我们看待世界的方法。

任何把曲率和拓扑扯上关系的结果,都会在物理学中用上(ArthurFishr语),都会在时空结构的理解上用上,弦论的基础理论从根本上还是庞加莱几何,尤其是拓扑弦、对偶性发明之后。拓扑弦、对偶性几乎都是魔法师“恶棍”威滕的发明,魔法师“恶棍”威滕在89年的论文揭示了扭结、多项式和共形场论之间的关系,开启了拓扑弦的门类(其实是在紧致化基础上诱发出来的),魔法师“恶棍”威滕又在94年证明了五种弦论是对偶的(两个强弱对偶、两个时空几何对偶、1个膜弦展开),马尔达希纳(J.Maldacna)在97年提出猜想,4+1维的反德希特(Anti-dSittr)时空当中庞加莱代数完全等价于它的3+1维边界上的共形代数,发明了被称为后来弦论应用基础的ADS/CFT对偶。

对偶性表示,两种理论可能拥有不同理论客体和不同的时空描述,甚至在拓扑上也截然不同,然而这样两种看似完全不同的理论,却导致在振幅、期望值、可观察谱等物理学展示上,完全相同。我们可以把这样不同的尺度的理论,看作是等价的。低维无法计算的现象,可以在高维中计算,即计算等价,是对偶性的特殊情形。

对偶性是弦论中最精彩的、最具颠覆性的理论,没有之一。

7,赌神基普·索恩

数学只是辅助物理学成为理解世界的工具,牛顿在发布它的宇宙定律的时候,也不过称之为《自然哲学的数学原理》,它一定程度上归属于哥白尼的科学革命。真正促进数学成为认识世界的核心力量的,就是“恶棍”黎曼和“恶棍”庞加莱。我们熟悉的物理学发展模式是,实验和观察带来与旧理论的矛盾将我们引向新理论,现在的情况是,已知存在一些逻辑上自洽的数学理论,我们所做的,是寻找它与现实世界的联系,只有矛盾“恶棍”谢耳朵这样传统的物理学家还在坚持实验作为物理学的必然“准入”要求。

现代的信仰是,一个数学公式的更新,可以革新我们对整个世界的看法,例如全息的“恶棍”李奥纳特·苏士侃。甚至解出一个方程,就能拯救一个世界,不是吗?《星际穿越》就是。

赌神“恶棍”索恩,就是《星际穿越》的编剧之一,同时它也是卡尔·萨根小说改编的美剧《Touch超时空接触》的科学顾问,不过他最有名的还是跟黑洞“恶棍”霍金的3次打赌,每一次居然都赢了,所有,奉送名号赌神,这比那位教慈悲心肠的卡普拉的“道Tao”的老师那“赌神”名号更加名至实归得多了。

《星际穿越》真的算是硬科幻中的硬科幻了,除了超立方体、虫洞(那个水晶球三维虫洞真是震撼啊)、引力通信、黑洞这些元素,赌神“恶棍”索恩还为整个《星际穿越》背景引入的一个宇宙模型,这在硬科幻之中都是少有的,就是年发布的Randall–Sundry模型(ADS/CFT对偶,5维紧致化,并不考虑霍金辐射),不过注意到,RS模型是一个简化的假想模型,目前并没有实验验证我们所在的宇宙属于RS模型,而且,RS模型本身的数学稳定性仍然还存有疑虑。

(本节以下部分参考果壳chrnsimons大神回复







































北京好的治疗白癜风的医院
白癜风治疗用什么方法



转载请注明:http://www.hujingahj.com/aqms/3424.html


当前时间: