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tag 标签: 几何代数

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基础理论的自然美
热度 2 yqgu 2020-10-14 22:43
最近看到博文《自然的数学观》 , Penrose 认为 “ 自然的新数学模型并不是仅仅为了寻求符合事实的最佳理论而发明的人造物,更明白地说,数学纲 领其实已经在大自然的运行中发生作用了。这种数学的简单性(或简洁性或随你怎么形容它)是自然行为方式的真实部分,而不是我们的头脑习惯被数学美所感染。另一方面,当我们有心用数学美的准则去构建理论时,很容易被引向歧路。 ” 杨振宁先生最近也表达过类似的观点,认为数学不仅仅是研究物理的工具,而是基础理论的一部分。这也算是对他自己的 “ 数学和物理的双叶理论 ” 的一次重要改进。 我完全赞同这样的观点,而且一直在苦苦寻觅这套造物主的密码系统。如果看过我的新书《几何代数和统一场论》,应该会同意我可能已经找到了这套密码,这就是 Clifford 代数或几何代数。这个代数建立了一百多年,得到了很多数学和物理大师的深入研究,已有广泛的应用 。如果将有关概念稍作推广和重新解释,几何代数就是描述基础物理和量化数学的自然语言和工具,自然地统一了现有基础理论的大部分内容。这是因为几何代数的定义自动蕴含了向量、长度、角度、面积和体积等几何概念,将标量、旋量、向量、外积和张量等代数运算统一起来,忠实地描述几何和物理中内容,不多也不少。几何代数推广了实数、复数、四元数和向量代数,将复杂的关系和运算转化为独立于坐标系的矩阵代数。 通过引入微分算子和联络算子, Clifford 代数也包含了微分几何。几何代数运算类似于算术的加减乘除,每个一般智力的人都能很好地理解。这一特点对教学目的非常有用,如果在高中和大学推广几何代数,将大大提高学生学习数学和物理基础知识的效率。 学习现代数学的真正困难在于,为了理解一个很小的结果,我们需要掌握一长串微妙的概念。数学家习惯于在概念之上定义概念,如果学习概念的链条断裂,随后的内容将是不可理解的。除了专业人士外,普通读者不可能有那么多时间仔细检查和理解所有的概念。幸运的是, Clifford 代数可以避免这个问题,因为几何代数只依赖于一些简单的概念,并且同构于一些特殊的矩阵代数; Clifford 代数的规则是标准化的,适用于无脑操作。因此,可以预期克里福德代数将完成科学知识体系的一次大综合。 在我的印象中 Penrose 是个信奉繁琐哲学的人,所以我一直不是很欣赏他的东西,觉得他抓不住问题的要领。例如他和 Newman 搞的那套零标架表示: 瞟一眼都觉得浪费时间,真是佩服他们的耐心。自然规律怎么可能是这幅样子。现在 Penrose 的观念能有这样的转变实属难得。还有梁灿彬老先生,出国回来准备在国内推广 Penrose 等人开发的微分几何抽象记号系统 。形式上微妙易错,实质内容又没有表达清楚,很难掌握。经过二十多年的努力,最后老先生捧书感叹:微分几何推广起来怎么这么难! 大自然的书是用最简单但是最精美的数学写成的。看看我书中的内容,心情应该是完全不同的。 李咏,自然的数学观, http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=279992 Ying-Qiu Gu, Some Applications of Clifford Algebra in Geometry , https://www.researchgate.net/publication/338582922 https://doi.org/10.5772/intechopen.93444 梁灿彬,周彬,微分几何入门与广义相对论 ( 上中下 ) , 科学出版社,北京, 2006
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跨学科、跨行业、跨领域纯学术大讨论班(5a-b)
geneculture 2018-3-23 22:35
通知(仅限于感兴趣的有关学者): 2018-3-26下午 北京大学理科一号楼五楼1569会议室举行跨学科、跨领域、跨行业纯学术大讨论班(5a) 1点-2点 题目:Logo思想与教育信息化的最新进展-纪念程民德 报告人:林建祥 2点-3点 题目:思维科学与相似性的计算问题 报告人:张光鉴 3点-4点 题目: 地理数学 (地理信息模型-纪念程民德提名地理数学) 报告人:马蔼乃 4点-5点 题目:从几何王到思维王 报告人:徐方瞿 5点-6点 题目:用双字棋盘解读程民德、马蔼乃和张光鉴等人的代表作品的摘要(人机交互) 主持人:邹晓辉 穿插讨论:马蔼乃的相似准则与张光鉴的相似性(联系几何的相似形以及Logo的元素及组合与文化基因系统的相似性展开深入的学术探讨) 参会人:线下十几人,线上十几人到几十人 � � 届时拜访邹晓辉云教室: http://www.webmeeting.com.cn:8800/ecard.php?u=505 2018-3-29下午 北京大学理科一号楼3楼1303教室举行跨学科、跨领域、跨行业大讨论班(5b) 智能科学与几何代数 1点-2点 题目:从几何王到思维王的典型应用 报告人:徐方瞿 2点-3点 题目:语数英三科思维训练贯通的过程探讨 报告人:邹晓辉 3点-4点 题目:气功医学的数学模型 (相似准则在气血运动等方面的几何代数表示) 报告人:马蔼乃 4点-5点 题目:几何代数表示属性坐标计算与应用示例 报告人:冯嘉礼 5点-6点 题目:智能科学基础理论与相位理论专题论坛初步构想 报告人:赵川 主持人:邹晓辉 穿插讨论:马蔼乃的地理数学与冯嘉礼的属性坐标以及赵川的相位理论及其对于思维科学与智能科学乃至信息科学等积极影响(联系数学思维训练与语数英结合的大跨度思维与记忆的训练,展开理论联系实际的人机双脑协同创新实践做深入浅出的学术交流和探讨)。 参会人:线下十几人,线上十几人到几十人 届时拜访邹晓辉云教室: http://www.webmeeting.com.cn:8800/ecard.php?u=505 首次拜访云教室或云办公室或云会议室,需要下载并安装JionNet(免费) http://www.webmeeting.com.cn:8800/portal.php 提示:iPhone或iPad手机版iOS仅占3兆,笔记本电脑版会因为360等需要用户确认并许可。 JoinNet使用说明 1. 安装软件 如果您已经安装JoinNet﹐您可以继续到下一步。 JoinNet是免费的客户端软件。 您的计算机上必须安装JoinNet软件才可以使用我们的多媒体通讯留言服务。在安装JoinNet软件之后﹐您可以利用测试向导来确定您的计算机系统符合软件需求。 下载 JoinNet 电脑版 下载 http://www.webmeeting.com.cn:8800/program/standalone_setup_joinnet_5.11.3.425.ZH_hmtg_multilang.exe JoinNet MAC 版下载 http://www.joinnet.tw/program/joinnet_mac/JoinNet_170322.pkg JoinNet Android 版下載 https://play.google.com/store/apps/details?id=com.hmtg.joinnet JoinNet iOS https://itunes.apple.com/tw/app/joinnet/id992336175?l=zhmt=8 版测试向导 请参阅以下更详细资料﹕ 系统需求 和 JoinNet使用说明 JoinNet Messenger 是安装在客户端的免费软件,让您更加方便地与其他使用者联系。 下载 Messenger 电脑版 下载 http://www.joinnet.tw/download_messenger.php Messenger Android 版 https://play.google.com/store/apps/details?id=com.homemeeting.msgr 请点选下列链接以参阅更详细信息﹕ 系统需求 和 Messenger使用说明 Jeditor 录影档剪辑工具,让您剪辑 .jnt 文档。 下载 Jeditor 电脑版 http://www.joinnet.tw/download_jeditor.php 请点选下列链接以参阅更详细信息﹕ 系统需求 和 Jeditor 使用说明
个人分类: 学术研究|2752 次阅读|0 个评论
【新书快讯】《基于几何代数的多维统一GIS 理论•算法•应用》
sciencepressnj 2011-12-30 09:29
【新书快讯】《基于几何代数的多维统一GIS 理论•算法•应用》
【内容简介】 本书针对现有GIS 体系向三维GIS 以及时空GIS 转变时 所面临的维度扩充困难、对象表达与计算分离、多维运算不统一以及时空维度不融合等问题,引入具有多维统一和坐标无关特性的几何代数理论,较为系统地探讨了基于几何代数的多维统一GIS 创建的理论框架,构建了基于几何代数的GIS 数据模型、多维统一索引方法以及典型GIS 分析算法,并以三维城市、全球海面变化以及南极海 - 地 - 冰耦合系统演化等为例进行了初步应用示范。本书研究表明,基于几何代数理论可建立多维统一的地理时空描述框架,突破基于欧氏几何的传统 GIS 在支撑复杂地理对象表达、多维空间关系计算和地学分析上的局限性,进而促进以多维(时空)统一为特征的 GIS 的发展。 【读者对象】 本书主要适用于从事GIS 及地学分析等方向的科研工作者与研究生、GIS 从业人员与政策制定者、计算机程序设计及应用数学爱好者等。 【作者简介】袁林旺, 南京师范大学地理科学学院教授。2009~2010年,主持国家863课题“基于Clifford代数的时空统一数据模型关键技术研究”(2009AA12Z205) ; 2008~2010年,参与国家863课题“基于非流形理论的地下空间实体3D GIS关键技术研究” (2007AA12Z236)。
个人分类: 新书快讯——资源环境类|3229 次阅读|0 个评论
复数的本质是什么?复数是真实的吗?
热度 2 wangxiong868 2011-3-29 12:01
复数的本质是什么?复数是真实的吗? 一个数学家在脑海里凭空产生的数学概念何以与现实的自然如此息息相关,以至于没了复数,我们根本无法准确地描述我们的时空结构,特别是描述微观粒子的量子力学,复数更是不可或缺。复数的引入,使得量子力学出现了无数神奇的特性。 费曼( R.P.Feynman )曾说“ I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics ”,其中一个很关键的问题就是,量子力学中的复数是怎么回事。。。 几何代数这门学科,将给这些问题提供一种新思路! 这门学科可以看做是复数、四元数、八元数等等的推广,深刻地揭示了时空结构的数学基础,而且基于此重新表述了经典力学、电磁理论、狭义相对论、量子力学,甚至给出了一种平直时空下基于规范变换的重力理论,与爱因斯坦的弯曲时空重力等价 这种重新表述有诸多优越之处,比如,重新表述的电磁理论把麦克斯韦方程组高度精炼地合为了一个方程。 我相信,上帝能用一个方程写清楚的理论,他不会用四个,所以,这种整合,将是指向更进一步统一的正确方向! 奇文共欣赏: 最后,这个是一种抽象的数学与物理的统一的美,要领略这种美,不是冥想得出的,是得花点力气学点数学的,各位根据自己的爱好,请随意。 Imaginary Numbers are not Real - the Geometric Algebra of Spacetime Stephen Gull (a), Anthony Lasenby (a) and Chris Doran (b) (a) MRAO, Cavendish Laboratory, Madingley Road, Cambridge CB3 0HE, UK (b) DAMTP, Silver Street, Cambridge, CB3 9EW, UK February 9, 1993 Abstract: This paper contains a tutorial introduction to the ideas of geometric algebra, concentrating on its physical applications. We show how the definition of a `geometric product' of vectors in 2- and 3-dimensional space provides precise geometrical interpretations of the imaginary numbers often used in conventional methods. Reflections and rotations are analysed in terms of bilinear spinor transformations, and are then related to the theory of analytic functions and their natural extension in more than two dimensions (monogenics). Physics is greatly facilitated by the use of Hestenes' spacetime algebra, which automatically incorporates the geometric structure of spacetime. This is demonstrated by examples from electromagnetism. In the course of this purely classical exposition many surprising results are obtained - results which are usually thought to belong to the preserve of quantum theory. We conclude that geometric algebra is the most powerful and general language available for the development of mathematical physics. Introduction An Outline of Geometric Algebra How to Multiply Vectors A Little Un-Learning The Geometric Product Geometric Algebra of the Plane The Algebra of 3-Space Interlude Rotations and Geometric algebra Analytic and Monogenic Functions The Algebra of Spacetime Concluding Remarks References http://www.mrao.cam.ac.uk/~clifford/publications/abstracts/imag_numbs.html http://www.mrao.cam.ac.uk/~clifford/introduction/intro/intro.html
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