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有没有可能把 π 或 e 等无理数当成 1,这样就能使许多定理显而易见? 第1页

  

user avatar   liu-yang-zhou-23 网友的相关建议: 
      

实际上数学家为此也是努力过的:

  • 弧度制:三角函数自变量使用弧度制,实际上就是把 当作单位来处理;
  • 自然对数: 有很好的性质,尤其是在求导以及对数方面,以自然对数为底,本质上就是把 当作单位;
  • 普朗克常数:量子力学当中好多公式都与 有关……


的确,许多公式在归一化的过程中,简明了不少,但是这种简明仅限于在特定的领域中,反之则未必成立。例如,当一个公式同时涉及 π 和 1,这两者已经是最简的关系了,如果把 当作 1,那么 1 按比例就成了 ,实际上没太大区别。


什么是 1?如果不了解 1 的定义与性质,那么 1 只是一个符号罢了,换作其他符号也是无差别的。在乘法群中,任何元素与之相乘都不改变者,就是被称为单位 1(幺元),这是 1 的本质之一。而在自然数公理中,1 是 0 的后继,2 是 1 的后继……定义 n 的后继为 n + 1(还必须强调,0不是任何数的后继;一个数的后继与自身永不相等;不同的数的后继不相等),于是一种单调又基本的增长模式就被定义了,所谓“道生一,一生二,二生三,三生万物”。

1 被认为是一种普遍的、基本的、抽象的量,原则上是不可分割的。我们说 2 个苹果,2 = 1+1,实际上我们用同一个 1 表示了两个不同的苹果,但是我们在数量的意义上,认为两者是等同的(实际上当我说 2 个苹果时,我们会出于定势思维地脑中浮现出两个一模一样红通通的大苹果。小学的课本上也是这样画的。)

单位 1 的思想在除法中也特别能体现,尤其是抽象代数拓扑学中商集合、商拓扑,实际上是这一思想的延续。我们说把 mn 件礼物分给 n 个人,平均每个人分得 m 件礼物:mn / n = m ,这当中蕴含的思想是,将每个人获得的 m 件礼物视为一份(一个单位),且这 m 个礼物内部之间视作等同,那么 mn 件礼物总共有多少这样的“一份”?这实际上就是在划分等价类,或者用拓扑的说法,就是将每一份 m 件礼物捏成一个点。


上升到公度量的角度,无论规定以任何线段长度作单位 1,不可公度量一定会存在(也就是说无理数是不可避免的)——一定存在某个量,不存在第三者,可以同时整除单位 1 与不可公度量。所以,想找到一个“万能单位”的梦想,早在古希腊就破灭了。


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好多回答围绕着能不能变换原点来回复问主,个人觉得没有get到问主的high点。

问主貌似更在意无理数与世界的关系,或者说无理数向我们传递了什么关于这个宇宙的信息。基于此理解,个人分享下自己的异想天开。

1,目前我们是无法知晓整个宇宙的所涵盖的规则的,因为它仍然在膨胀中,或许我们只有在经历了宇宙膨胀和宇宙收缩后,才能相对全面的知晓宇宙的全部奥秘。这一想法仍然是基于周期论的一个猜测,只是这个周期放大到有与无的极限环境中。(这一点可以去听一听公众号幻海航行的一个科幻作品,讲的是宇宙膨胀奇点前一刻发生的故事。)

2,无理数对世界运行的意义,这里有两点:

第一点,无理数意味着宇宙中误差不可消除,因为误差不可消除,导致了必然世界中的偶然,换成数学描述即是概率空间在某一个维度被创造出来并放大。

第二点,无理数之所以存在,是因为宇宙中各种关系都是全集的表现,即任何一个宇宙的基本组成,同时与宇宙的所有组成相互作用,包括这个基本组成它自己。

无理数的这个意义导致我们的世界在变化,比如动物的进化,某个DNA细节、蛋白质折叠的细微差异,带来了巨大的生物特征差异性。

因为我们的宇宙是一个关系全集的世界,因此我们的原点选择有无数种方法。有一个科幻作品说改变原点,瞬间击败了入侵的外星文明,个人觉得改变原点起不到这样的效果,改变某一个关系,倒是可能出现这样的效果。




  

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