那些遠超物理的無理實數和奇特虛數,共築精神世界的理性大廈

2021-01-15 新常新科技

#數學科學#接受過初等教育的人們,都知道物理學是研究物質的基本結構和最一般運動規律的根本基礎自然科學,而哲學和現實生活都證實:包括人類社會在內的廣義自然界是紛繁複雜的,其表現形式就是複雜的運動、變化和發展,而其核心動力就是複雜的運動,所以,我們司空見慣的物理學(即狹義物理學,廣義物理學應研究無窮多維物質空間下的一切存在的基本結構和最一般運動規律)實質上僅僅是在研究包括人類社會在內的廣義自然界中的宇宙內的所有物質和可預見的宇宙之外的部分相對簡單的物質的最一般運動規律和基本結構(如果是精神的最一般運動規律和基本結構,就是精神生理學的研究內容),可稱物理學為「宇宙(物質)哲學的數學與運動科學」。然而,數學科學就非同凡響了,雖然狹義數學僅僅研究現實的物質世界的空間形式和數量關係(即便是在精神應用領域,如估算家庭幸福指數、開心程度,也脫離不了已經建立的包括初等數學在內的數學理論和數學法則),但廣義數學不僅研究包括宇宙四維時空在內的無窮多維物質空間下的一切存在的空間形式和數量關係,還研究無窮多維精神空間下的一切存在的空間形式和數量關係(廣義精神數學研究內容,如研究無窮多維空間下的人的思維發散面積,猛獸的暴力指數、團隊精神系統的正能量體積,團隊成功、失敗與時空、物質變化的精神分析或解析函數關係式,而狹義精神數學僅研究四維時空下的一切存在的精神空間形式和數量關係,如研究社會能量、智慧體積、精神面積、幸福時間寬度、愛情長度的測算方式),所以,數學科學又可被稱為「(一切)哲學的數學原理」,其研究範圍比廣義物理學還廣得多,讓它與自然科學、社會科學和思維科學並駕齊驅也不足為過。

在從幼兒園開始就與易學難精的數學科學打交道的過程中,我們就接觸過整數、小數、分數,其中小數又包括有限小數,無限循環小數,無限不循環小數,只有無限不循環小數才被稱為無理數。除此之外,凡是形如z=a+bi(a,b均為實數,ⅰ^2=-1)的數又稱為複數,其中的虛數單位ⅰ在物質理想和理想現實四維世界裡都不存在,但在精神理想和精神理想現實四維世界裡一定存在,如精神數學裡的狹義家庭幸福深度和廣度可用純虛數bⅰ表示,b越大,表示幸福程度越高,而文章《我們都生活在無窮多維空間裡,並不存在絕對現實時空》已說到:「……對於我們身處的物質理想四維時空環境,它只能是這無窮多維空間中的生存子空間……」且文章《廣義自然界有無窮多個維度,四維時空僅僅是滄海一粟》已說道:「……人人都有精神空間,如果一個人的心胸寬廣,不斤斤計較,甚至原諒自己的仇人,他的精神空間就很大,其精神體積裡的氣量體積就很大,可用精神數學裡的純精神數bJ(b為任意實數,c、z為任意非零複數,j=(-z)^1/(2c),精神單位數Jdw(或J)=j^n;n為自然數,且當n=0時,表示沒有進行精神數測算,這時Jdw=j^0=1,則這時的精神數bJ=b稱為預估精神數(簡稱預估數);若b1≥b2,則b1j≥b2j)去描述,當b越大時,表示他的氣量體積越大,當b→+∞時,表明他既熱愛生活、珍惜生命,又胸懷最強大的善念,他珍愛世間的一切,已朝著絕對健康的完美人類發展。顯然,當b=0時,此人已病入膏肓,完全沒有肚量,當b→0-時,此人已生命垂危,當b<0,且丨b丨越大時,醫生的搶救難度就越大,當b→-∞時,此人已死亡。」所以,在四維時空下的狹義精神數學裡,純虛數bⅰ可與純精神數bJ進行等價變換,這時,若b1≥b2,則b1i≥b2i,且都存在四維預估數b,它們都與實數集元素形成一一對應的關係。

可以看出,對於傳統意義上的無限循環小數和無理數,由於其小數點後面有無限多位數,也就意味著:無限小數可以看成是一個絕對值在不斷地增加、近似穩定的數,且越增越少,每次都小一個數量級。比如一個常見的超越數e=2.71828……=2+0.7+0.01+0.008+0.0002+0.00008+……其中2以後的任一加數都比其前面一個加數小一個數量級,即數值增加得越來越慢。可見,任一無限小數其實是一種特殊的變量,只不過它增加得越來越慢而已,但它們又與無窮大量和無窮小量有著本質的區別。因此,它們是一種特殊常數,在精神數學裡又是包括人在內的一切意識生物的精神平穩基數。如一個人在特定場合下已快樂到極點,這時就可用諸如kπe^f(t)(k﹥0,f(t)>0,且f(t)為常數)的某一時刻的預估精神數去精確反映他的瞬時快樂程度。

值得一提的是,對於無限小數,由於它們是數值越增越少,增幅趨於穩定的特殊常數,嚴格地講,它們在數軸上沒有靜點(整數和有限小數在數軸上的對應點),只有動點。比如常見的無理數√2=1.414213562……當它變到1.414時,數軸上已有有限小數1.414這個對應點,當它變到1.4142時,數軸上已有1.4142這個點,當它變到1.41421時,數軸上已有1.41421這個點……最終,所有的無限小數,都會被無窮多個有限小數擠出數軸,因為整個數軸已被整數和有限小數的對應點佔滿了!因此,單是無窮多個整數和有限小數在數軸上的對應點,就能佔滿整個實數軸,而所有的無限小數在數軸上的對應動點,只是在不斷地緩慢增加的過程中,借用了這些靜點而已,即在變化過程中,這些動點都與相應靜點重合,嚴格地講,數軸作為一切整數和有限小數的對應點組成的直線,它是靜態圖形,無限小數對應的動點在數軸上並不存在,只是為了與這些靜點區分開來,才存在人為的對應點(動點)而已。

相關焦點

  • 虛數的現實、物理意義是什麼?
    所以,我們可以知道,虛數 i 就是逆時針旋轉90度,i 不是一個數,而是一個旋轉量。二、複數的定義既然 i 表示旋轉量,我們就可以用 i ,表示任何實數的旋轉狀態。將實數軸看作橫軸,虛數軸看作縱軸,就構成了一個二維平面。旋轉到某一個角度的任何正實數,必然唯一對應這個平面中的某個點。只要確定橫坐標和縱坐標,比如( 1 , i ),就可以確定某個實數的旋轉量(45度)。
  • 數字易經中,實數和虛數分別是什麼呢?
    實數和虛數在預測的時候非常重要,斷卦的時候實數的作用很大,因為它直接突出了信息的特點,所以吉兇更顯得比較明顯;虛數的作用是,某一太歲到位時,它與其生辰數中某一數產生的作用,吉就以吉論,兇就以兇論。虛實、大小是一組數相對而言。還有另外一種用法,卦中出現的數字大數為實,小數為虛。
  • 真實的虛數,不僅不是沒用,而且還很實在
    方程x^2-6x+25=0有兩個根,x=3±4i,這兩個根就是在由實數數軸,以及與實數數軸垂直的虛數數軸構建的平面上的兩個點相對應。我們把實數+實數i這種結構的數叫做複數。很明顯,複數的這個特點意味著這是一個超越了只有正負兩個方向的實數,是一個能描述平面上所有點的方向的更廣義上的數。
  • 從世界有無限的可能,看虛實數與易學四象的關係
    了解過高等數學的人,會有一個複數的概念,他的產生是和研究金字塔有關,最早有關複數方根的文獻出於公元1世紀希臘數學家海倫,他考慮的是平頂金字塔不可能問題。關於複數的概念如下:我們把形如a+bi(a,b均為實數)的數稱為複數,其中a稱為實部,b稱為虛部,i稱為虛數單位。
  • 既然虛數不存在,為什麼還要學它呢?
    實際上,如果沒有虛數,數的世界就會變得不完整。另外,對於探明微觀世界的「量子力學」來說,虛數也是不可或缺的。虛數不虛:從虛幻到實用人們研究虛數的動力來自一元三次方程的根式求解。中學都學過一元二次方程的根式求解,其中最關鍵的方法就是配方法。如果遇到x2+1=0的情形,人們會認為該方程無解,不予深究和討論。
  • 何為虛數?以及關於它的 5 個數學事實
    在 20 世紀早期,物理學上的兩次革命——愛因斯坦的相對論(首先是狹義的,然後是廣義的)和量子力學——帶來了對數學的需求,而所需要的工具僅用實數是滿足不了的。從那時起,由實部和虛部組成的複數就與我們對宇宙的理解不可分割地糾纏在一起。
  • 為什麼說歐拉公式是世界上最美的公式?欣賞歐拉公式的美學!
    不論是高等數學還是大學物理,歐拉公式都如影隨形。因為其重要性和劃時代意義,Euler Formula(歐拉公式)有著很多了不起的別稱,例如「上帝公式」、「最偉大的數學公式」、「數學家的寶藏」等等。這個發表於公元1748年的數學公式,將三角函數與復指數函數巧妙地關聯了起來。
  • 哲學和數學與物理的關係
    哲學教會人們思維,數學把思維形式化,然後就是物理。這些東西產生的後面的驅動力來自人類希望認識自己生活的世界的本能,是內在的精神需求,也是生存需要。這有點科學達爾文主義的味道,從宗教角度,當然有不同的解釋。本文不涉及宗教問題。
  • 虛數 i 真的很「虛」嗎?
    Hippasus (圖片來源:Wikipedia)公元前5世紀,畢達哥拉斯學派認為「萬物皆數」,世界上只有整數和分數(有理數)。虛數也有相似的命運,從其名字就可以看出似乎受到過很不公正的待遇。一元二次方程 x^2 = 1 有兩個解,x=1和x=-1。
  • 虛數到底有什麼意義?從 i 說起
    帖子的下面,很多人給出了自己的解釋,還推薦了一篇非常棒的文章《虛數的圖解》。我讀後恍然大悟,醍醐灌頂,原來虛數這麼簡單,一點也不奇怪和難懂!下面,我就用自己的語言,講述我所理解的虛數。一什麼是虛數?首先,假設有一根數軸,上面有兩個反向的點:+1和-1。這根數軸的正向部分,可以繞原點旋轉。
  • 虛數是個啥,它的由來
    有理數和無理數統稱為實數,但還有一類數,叫虛數。那虛數是個啥?我們先看看虛數的來歷。16世紀的歐洲數學界對負數該不該有平方根展開了爭議。我們知道一個非負數是有平方根的,那麼,有沒有一 個數可以作為負數的平方根呢?
  • 何為虛數?以及關於它的 5 個數學事實
    在 20 世紀早期,物理學上的兩次革命——愛因斯坦的相對論(首先是狹義的,然後是廣義的)和量子力學——帶來了對數學的需求,而所需要的工具僅用實數是滿足不了的。從那時起,由實部和虛部組成的複數就與我們對宇宙的理解不可分割地糾纏在一起。
  • 何為虛數?以及關於它的 5 個有趣事實
    在 20 世紀早期,物理學上的兩次革命——愛因斯坦的相對論(首先是狹義的,然後是廣義的)和量子力學——帶來了對數學的需求,而所需要的工具僅用實數是滿足不了的。從那時起,由實部和虛部組成的複數就與我們對宇宙的理解不可分割地糾纏在一起。從數學上講,當我們想到數字時,可以想到幾種不同的分類方法:可數數字:1、2、3、4,等。這樣的數字有無數。
  • 虛數如此重要,幸好人類沒錯過,不然21世紀的自然科學將無法繼續
    回顧整個數學的發展史,每向前一步,都是那麼的艱辛坎坷和驚心動魄。為了數學的發展,數學家們耗盡了一生的心血,甚至為此付出了寶貴的生命。「數系」的第一次具有劃時代意義的擴充,是將「無理數」納入「實數系」,希帕索斯為此付出了生命的代價。希帕索斯的發現是極為重要的,他第一次向人們揭示了「有理數系」的缺陷,也引發了人們對「連續統」概念的深度思考。
  • 虛數i真的很「虛」嗎?
    Hippasus (圖片來源:Wikipedia)    公元前5世紀,畢達哥拉斯學派認為「萬物皆數」,世界上只有整數和分數(有理數)。而希帕索斯卻發現了令人震驚的「無限不循環小數」,即無理數,令該學派感到恐慌,並引發了第一次數學危機。有傳言說最終希帕索斯被自己的老師畢達哥拉斯(Pythagoras)判決淹死。也有說法是被學派門人丟進海裡淹死。
  • 神奇的「虛數i」,為何讓數學擁有如此迷人魅力?
    在虛數還沒發現之前,單條數軸,足以描述所有的實數。但到了17世紀時,數學家笛卡爾發現了虛數,這時一條數軸己顯得不夠用了,於是創立了著名的「笛卡爾直角坐標系」。「直角坐標系」是我們進入初中就「必須要求」掌握的重要工具。「笛卡爾直角坐標系」可以描述為兩條相互垂直於「原點」的兩條數軸。
  • 看得懂的複數--溯源複數的物理意義
    對於他的問題,我無法直接回答,但是,關於傅立葉變換本身不複雜,但引入了複數之後,因為大家對複數的物理意義都不懂,最後都是屬於理性的公式推導,但最後的結果的物理意義是什麼,大家卻都不明白,只知道一堆的數學公式,這個是一種本末導致,所以我認為有必要先搞明白複數的物理意義,只有看得懂複數,有它的感性認識,那麼基於它的推理才可能有感性,深刻的認識。
  • 從虛妄到真實—虛數的 200 年升級史,歐拉高斯都曾為其添磚加瓦
    而到了笛卡爾手裡,在其《幾何學》中第一次給出「虛數」的名稱,並和「實數」相對應。因為當時的觀念認為這是真實不存在的數字,所以笛卡爾對提出這個名稱。不過,雖然笛卡爾提出虛數這一概念,一些數學家也開始接受虛數,但對於數學界來說還是新事物,加上當時沒有成熟知識系統,因此也引起了數學界的一片困惑,很多大數學家都不承認虛數。
  • 虛數究竟虛不虛?在電學中有什麼用
    一說到虛數,很多小夥伴就覺得那是虛無縹緲的純理論問題。其實,虛數的發展,是非常順應人類自然思維的,是一個水到渠成的過程。①這就會產生相當的困擾,因為,在實數範圍內,找不出一個數的平方等於-4。那怎麼辦呢?