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28 May

两本通俗读物:混沌和对称

第一本:《天遇——混沌与稳定性的起源》

一个天体力学中的N体问题的研究,竟然发展出了如此多的现代数学理论,这不能不说是一个令人意外的事情。而事实上,N体问题至今仍是无解,这也许并非坏事,因为未被完全攻克,就意味着“N体问题”仍然还是一只“会下金蛋的母鸡”!

本书是普林斯顿文集之一。作者通过大众化的语言,叙述了天体力学和动力系统理论的历史发展,让读者感到其中那激动人心的故事。BoJone认为,要想了解分析动力学(尤其是天体力学)的发展,本书是一本难得的读物。作为混沌和稳定性理论的入门前读物,本书也是非常适合的。读历史的关键是:学会思想!

豆瓣:http://book.douban.com/subject/1048552/

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29 Apr

从对称角度看代数方程

大马国油双峰塔.jpg这些日子来,BoJone迷上了两个东西:最小作用量和对称。这两个“东西”在物理学中几乎占据着最重要的地位,前边已经说过,通过最小作用量原理能够构建起当代整个物理学的框架,体现着自然界的“经济头脑”;后者则是守恒的体现,也对应着自然界的“美感”。本文主要是从最简单的层面谈谈对称。

对称的东西很重要,很美。当然,这里所指的是数学上的对称。数学上有很多问题都可以列出对称的式子,而且由于其对称性,因此求解过程一般比不对称的式子简单不少。据说,当代最前沿的物理学框架都是用群论描述的(包括广义相对论),而群论正是用来研究对称的有力工具,可见,对称和对称的方法在实际中有着广泛的应用。(当然本文不讨论群论,关键是BoJone也不懂群论...^_^)

我们先来看二次方程,根据韦达定理,二次方程都可以表达成下面的形式:
$x_1+x_2=a$
$x_1 x_2=b$

这是一个多对称的形式!这里的对称体现在将$x_1,x_2$互相替换后方程形式依然不变。如果我们设$x_1=y_1+y_2,x_2=y_1-y_2$,就可以变成
$2y_1=a,y_1^2-y_2^2=b$

这样很快就求出$y_1,y_2$了,继而能够求出方程的两个根。

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