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复数与复空间大小的讨论
可变系时空多线矢主人 2009-6-2 19:15
复数与复空间大小的讨论 有人认为:不能定义复数与复空间的大小。但没能说出:为什么不能? 有人认为: 给复数定义大小可能是有点问题,说成定义一种 序 ,即 字典序 好点。但也没说出:可能是有点什么问题?说成 序 即 字典序 ,为什么会好点?怎么样的好? 有人解释说: 复数如果看作矢量,其点乘是 AC+BD ,如果做叉乘,就跑到复平面外面去了。 序结构与复数通常的乘法运算(即复空间的那种运算)不能兼容。 如果按字典序定义序结构, i 与自身乘一下就会出问题, 通俗点说,实数中诸如 AB,C0 可以推出 ACBC 等性质不再成立。 因此在复平面内定义序结构没有多大意义。 为此,须作如下讨论: 1. 所谓序、字典序是什么? 序是按某种原则,排列的事物的顺次。 对于不同的事物,分别有不同的恰当的排序原则,而会得到不同的顺序。例如: 人们排队,可按到达的先后、身材的高低(还有高先与低先的不同);人名的排序可按姓名顺序的笔画数或拼音首字母的顺序,等不同的原则排序,就都分别有不同的结果顺序。 字典序就是一般序的一种特例。是按各字笔画的某种顺序规定,或各拼音字母的顺序等等的原则,对所有的字进行的排序。 可见:它们都是必须有明确的排序原则才能进行。如果没有明确的排序原则,又怎能,和如何,进行排序或字典序?! 2. 所谓大小的含义。 通常所用大小是表达了广泛而确定的含义:包括:数量的多少,线度的长短,面积的广狭,体积的肥瘦,时间的久暂,乃至年龄的老幼,职位的高低,等等, 对于数来说,就应是明确表示:其所代表的数量的多少。 用数轴表达数的大小,就明确地应是:用数轴上的相应长度表示各该数所代表的数量的多少。 可见,对于所有的数,只能以其大小作为排序的原则才能排出其序。否则,是没法排序的。 如果 不能定义复数与复空间的大小,又能按什么原则,来给它们 排序或字典序呢?! 3 .如何确定 复数与复空间大小和序? 对于实数,其数值的大小是确定的,完全可按其数值的大小, 排定其序,也能排定其在实数轴 上的序。 虚数是各相应的实数乘以 i ,也完全可按其相应的实数数值的大小, 排定其序,也能排定其在虚数轴 上的序。 而 复数与各种复空间,就可分别如下排序: ( 1 )实、虚两正交数轴组成的 2 维复平面 在此复平面上 4 个相限内的具体表达,例如: A+iB;-A+iB,-A-iB,A-iB ,它们就相当于复平面上 4 个相限内的 4 个矢量。 它们的模长就分别是它们的自乘积开平方。 与矢量运算一样,同一矢量的叉乘 =0 ,它们的自点乘积就是它们的自乘积,即: 它们的模长均为: (A^2-B^2)^(1/2), A+iB 与 -A+iB 的点乘: -A^2-B^2, 叉乘: 2iAB A+iB 与 C+iD 的点乘: AC-BD, 叉乘: i(AD-BC), 它们的大小都与相应的矢量的大小相类似地确定,只是还需注意虚数因子 i 的运算。 在此,它们的模长 (A^2-B^2)^(1/2) 与实数矢量的模长 (A^2+B^2)^(1/2) ,当然应该不同,因为有虚数因子 i 的平方存在。 这正反映出这种类复空间应有的特点,怎能反而,以此,认为: 叉乘就跑到复平面外面去了。、 与复数通常的乘法运算(即复空间的那种运算)不能兼容。 、 在复平面内定义序结构没有多大意义。 呢?! ( 2 )闵可夫斯基 4 维复时空矢量 对此复时空矢量, 时轴分量的模长为虚数的 1 维: ict , 空间分量的模长为实数的 3 维: r1 , r2 , r3 , 此矢量的模长为它的自乘积即自点乘积开平方: (-(ct)^2+(r1)^2+(r2)^2+(r3)^2)^(1/2) , 由于 4 维的矢量已能形成 各种多线矢 ,它们的矢量表达与矢算就已与通常 3 维空间的显著不同,需创建相应的矢量表达与矢算。而通常 3 维空间的是它的低维特例。但是,都能确定各种多线矢的相应大小(模长) 详见本博客有关博文。 ( 3 )通常 1 维空间的复数 通常的复数可看作在 1 维空间既有实数部;又有虚数部的数。 那么,是否就不能确定其大小呢?! 例如:复数 A+iB 与 C+iD , 对其实数部:可由 A 与 C 的大小确定其大小。 对其虚数部:可由 B 与 D 的大小确定其大小。 它们各自模长的大小可分别如下表达: (A^2-B^2)^(1/2) , (C^2-D^2)^(1/2) 复数 A+iB 与 C+iD 的乘积可表达为既有实数部;又有虚数部的: AC-BD+i(AD+BC) , 当然,复数的运算结果会与实数或纯虚数的运算结果不同。 但是,也都完全能确定其大小。 ( 4 )多维复数的空间矢量的大小 只是各维的模长都是相应的复数。其各多线矢的矢算和大小(模长)都与相应实空间的类似,只是也须注意其中虚数因子 i 的作用。
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