2006-06-14 00:46:04夏途島

理解龐加萊猜想的預備知識-幾何及分析部份

流形這個概念是什麼時候出現的,我不太確定,大概是黎曼首開其風氣,黎曼是高斯的得意門生,一生貧病交迫,來不及接任正式教職,就一命嗚呼了.數學家苦命的不少,例如伽羅瓦,阿貝爾,羅摩奴闍等人,都是天份特高,福份特薄的幾位.

自從文藝復興開始,西方發生了天翻地覆的鉅變.在繪畫上,透視畫法運用消逝視點營造出前所未有的立体效果,一幅畫中只存在一個消逝視點,能產生非常逼真的圖像,至於是誰想出透視畫法,我也不太清楚,但可以知道,這種新穎的技巧快速催生了一種新的學問,數學家從中發掘出一種稱為畫法幾何的學問,或更一般意義的射影幾何.

射影幾何是第一種非歐幾何,創造出射影幾何的數學家們,可能沒有意識自己已經跨出了很關鍵的一步,事實上,在射影幾何問世之後相當時間,他們還在爭論第五公設的合法性.

射影幾何,顧名思義,它的基本概念是將一個立体投影到一張紙的表面,各位可以想像一台攝影機把外景曝光在底片上,那就是射影的意義.

如果反過來看,從底片投影回真實的景物,我們剛好得到一個由非歐幾何轉換到歐氏幾何的漂亮的例證,也就是說,所謂兩平行直線相交,在底片上投影法繪製的圖畫就可以一目了然.

回過頭來,我們談談流形,流形的概念基本你可以看作是沒有特定形狀的幾何物体,它可以是一個圓,一個球,一塊橡皮擦,一個阿米巴原虫的形体,唯一規範流形定義的就是這種幾何物体在局部呈歐氏空間性質.

於是,我們進入了分析(其初等形式即微積分)的世界.

”局部”這個概念源自微積分,在分析學裏,有很嚴謹的定義,我們拋開抽象的數學術語,所謂”局部”,我們可以這樣理解.上一篇文章,我們提到最早的人類是從歐氏幾何開始研究幾何學的.原因很簡單,因為我們有限的經驗讓我們以為地球本身是平的,之所以會如此是因為相對於龐大的地球,我們生活在很”局部”的地表,在這個很小片的地表上,地面彎曲的程度很微小,幾乎可看做是平的,所以我們使用歐氏幾何來蓋房子造橋不會發生大問題,要是我們像小王子一樣生活在那麼小的星球,我們很容易發現不但很難蓋房子造橋,甚至走路都要小心撲空摔跤呢!

所以流形就是在每個”局部”,我們都會以為自己身在平地,一點也意識不到這個流形本身可能長得奇形怪狀.

至此,在龐加萊猜想中,流形,局部,歐氏空間,都得到了初步的理解,接下來,還需要討論”同胚”,”單連通”,”封閉”這幾個詞的意思,這樣,我們又從分析跨到了拓樸學.一個問題裏面包括了幾何,分析和拓樸,足見其牽涉之廣泛了.
中途島 2008-12-30 18:22:36

http://www.bomoo.com/reader/index.php?type=article&id=315

事實上,我寫這一系列討論Poincare conjecture的文章,正是由於丘在華文地區大肆宣揚他們的成就之後的結果,他們的宣揚讓我花了點時間重新去找尋求了解以前在數學史書籍中看到的龐加萊猜想究竟說些什麼.

沒有想到丘成桐與田剛幾乎重蹈楊振寧與李政道之間的紛爭,對於丘和楊,我肯定他們對世界學術的貢獻,但對於他們過份強烈的國族意識,以及因此意識而過份誇大中國科學對世界的貢獻,卻感到一種無盡的悲哀,並且他們兩人都無法容納自己的學生幾乎與自己平起平坐的結果,雖然可以說這可能只是一般人性陰暗面的顯現,卻也令人覺得有損他們自己大師的尊嚴.

今年秋天,我曾去聆聽了楊政寧和朱經武的對談,如果照他們的講法,二十世紀後半葉最偉大的兩個物理學突破正好由他們兩人分飾要角,這與我所知道的距離有點遙遠,不免令人感到特別遺憾.

現在,猜想確實證明了,也許應該正名為 Perelman’s theorem了.

粗魯氏 2006-06-26 15:18:01

局部的觀念運用在歷史學上就是時間的觀念
時間雖有其連續性但是某一事件或某一朝代
的始末兩點之區間亦可視為局部
在數學之取局部亦是一種複雜問題簡單化的一種思考

任我行 2006-06-23 11:24:58

有看