25 Jul

我的大学,我的未来

华南师范大学 校徽

华南师范大学 校徽

高考早已成为了历史,报考、录取等也已经成为了过去,由于高考发挥不大好,所以最终我进了华南师范大学的数学勷勤创新班,在石牌校区(华师本部)的数学科学院

有人曾问我考得这样的成绩遗憾吗?我说的确会有些遗憾,毕竟当初很有大志地冲着更加名牌的大学;不过要是问我后不后悔这样过了高三,我会坚决地说绝不后悔,而且我会非常高兴我是这样过了。(备考、研究、玩闹......)不管怎样,我会好好把握在大学的日子,专心研究,细细品味。我不相信一个大学就可以决定我的人生,但我肯定我的大学将会是我人生中重要的一部分。

要问我未来的计划,我只能说没有什么计划。是呀,未来这么远,这么“混沌”,怎么可能预测的了呢?不过还是可以“定性”地估计一下大概方向的,以后就想做研究型的工作,虽然学习的是数学,但还是努力将其结合物理一起来学吧。所以以后可能从事物理或数学相关工作,当然,要是这些都实现不了的话,我还可以去当一个老师,毕竟,教育也是我挺有兴趣的领域(尤其是看了宝莱坞的《三个傻瓜》之后)。如果自己不是人才,就希望能够培养一些人才出来^_^。

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21 Sep

军训结束了,基本在华师安家了

上网的那些事儿

从申请帐号到接通校园网络,昨天晚上我总共花了将近3个小时才实现了在校内上网......

其实这本来不是一件很复杂的事情,但对于我的笔记本就是挺麻烦的。首先是申请,向隔壁师兄咨询了网管所在后,几分钟就申请到了账号,然后回到宿舍配置电脑。按照说明,是需要安装一个锐捷客户端的,通过手机把笔记本连上网络后,花了差不多20M流量下载了这个客户端,然后发现它竟然不能在Windows 8 64bit上运行。这就头疼了,我的笔记本只有Windows8和ubuntu呀,总不能为了上网换回Windows 7吧?就这样在两个系统中来来回回弄了两个小时,期间尝试过用mentohust来替换它,但发现在Windows 8上还是很头疼地不行。最后只能通过兼容模式来解决:

右击“锐捷客户端”的安装程序——属性——兼容性——选择以Windows 7兼容模式
右击“锐捷客户端”的安装程序——以管理员身份运行——安装程序——重新启动
然后就可以启动锐捷客户端了。我们用的是4.31版本。

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18 Aug

电偶极子浅探(2)

在上一篇文章中,我们已经得到了电偶极子的等势面和电场线方程,这应该可以让我们对电偶极子的力场情况有个大致的了解了。当然,我们还是希望能够求出在这样的一个受力情况下,一个带电粒子是如何运动的。简单起见,在下面的探讨中,我们假定带电粒子的质量和电荷量均为1,至于电荷的正负,可以通过改变在$U=-\frac{k \cos\theta}{r^2}$中的k值的正负来控制。我们使用的工具依旧是理论力学中的欧拉-拉格朗日方程。

也许不少读者始终对公式感到头疼,更不用说是博大精深的理论力学了。但是请相信我,如果你花一点点心思去弄懂用变分法研究力学(或其他物理系统,但我目前只会用于力学)的基本思路和步骤,那么对你的物理研究是大有裨益的。因为在我眼中,学习了一丁点的理论力学知识后,我看到的只有物理的简洁与和谐。有兴趣的朋友可以看看我的那几篇《自然极值》等相关文章。

首先写出动能的表达式:$T=\frac{1}{2} (\dot{r}^2+r^2 \dot{\theta}^2)$

还有势能:$U=-\frac{k \cos\theta}{r^2}$

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4 Nov

《新理解矩阵3》:行列式的点滴

本文的最新版本位于:http://kexue.fm/archives/2208/

亲爱的读者朋友们,科学空间版的理解矩阵已经来到了BoJone认为是最激动人心的部分了,那就是关于行列式的叙述。这部分内容没有在孟岩的文章中被谈及到,是我自己结合了一些书籍和网络资源而得出的一些看法。其中最主要的书籍是《数学桥》,而追本溯源,促进我研究这方面的内容的是matrix67的那篇《教材应该怎么写》。本文包含了相当多的直观理解内容,在我看来,这部分内容也许不是正统的观点,但是至少在某种程度上能够促进我们对线性代数的理解。

大多数线性代数引入行列式的方式都是通过讲解线性方程组的,这种方式能够让学生很快地掌握它的计算,以及给出了一个最实际的应用(就是解方程组啦)。但是这很容易让读者走进一个误区,让他们认为线性代数就是研究解方程组的。这样并不能让读者真正理解到它的本质,而只有当我们对它有了一个直观熟练的感觉,我们才能很好地运用它。

行列式的出现其实是为了判断一个矩阵是否可逆的,它通过某些方式构造出一个“相对简单”的函数来达到这个目的,这个函数就是矩阵的行列式。让我们来反思一下,矩阵可逆意味着什么呢?之前已经提到过,矩阵是从一个点到另外一个点的变换,那么逆矩阵很显然就是为了把它变换回来。我们还说过,“运动是相对的”,点的变换又可以用坐标系的变换来实现。但是,按照我们的直觉,不同的坐标系除了有那些运算上的复杂度不同(比如一般的仿射坐标系计算点积比直角坐标系复杂)之外,不应该有其他的不同了,用物理的语言说,就是一切坐标系都是平权的。那么给出一个坐标系,可以自然地变换到另外一个坐标系,也可以自然地将它变换回来。既然矩阵是这种坐标系的一个描述,那么矩阵不可逆的唯一可能性就是:

这个$n$阶矩阵的$n$个列向量根本就构不成一个$n$维空间的坐标系。

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6 Nov

王骁威:勇敢的追梦者

破解数学猜想

王骁威

王骁威

今天在看《广州日报》时,偶然发现了一个不曾听闻的名字——王骁威。

他,跟我一样是一个90后,是韶关学院的大四学生,而现在,他多了一点名头:“仅用1表示数问题中的素数猜想”这一难题的破解者。

“仅用1表示数问题中的素数猜想”出现在加拿大数学家Richard K·Guy的著作《数论中未解决的问题》中,是上世纪50年代,加拿大数学家Richard K·Guy提出一个数论猜想:对于给定的素数p,$f(p)=f(p-1)+1$是否能成立。其中,“仅用1表示数”指的是只用1通过加法和乘法以及括号来表示自然数,对于给定的自然数n,用1来表示时,1的最少个数记为$f(n)$。据说在之前就有诸多数学家论证过,在3亿之前的素数里,上述猜想是成立的。

但是王骁威通过举出反例证否了这个命题,他指出p=353942783时这个公式并不成立。他是经过四个月的钻研,王骁威运用集合论的运算、分析、优化,才成功发现这个猜想的反例的。发现反例之后,王骁威陷入兴奋,把整理成的报告寄给国内几家杂志社,结果却令他失望,几家杂志社对他的论文均不感兴趣。“我也怀疑过自己的努力是否值得,但对数学的强烈兴趣让我坚持下来。”王骁威说自己将论文译成英文,英文名为《A counterexample to the prime conjecture of expressing numbers using just ones》(中文名为《仅用1表示数中素数猜想的一个反例》),投往全球最权威的数论杂志———美国艾斯维尔出版社的《Journal of Number Theory》(数论杂志),国外专家的青睐终于让他收获成功的喜悦,论文发表在杂志第133期(明年二月)上。数学大师丘成桐也通过邮件与王骁威交流,并对他表示肯定。

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11 Nov

《新理解矩阵4》:相似矩阵的那些事儿

这篇文章估计是这个系列最后一篇了,也许以后会继续谈到线性代数,但是将会独立开来讲述。本文主要讲的是相似矩阵的一些事情,本文的观点很是粗糙,自己感觉都有点模糊,因此请读者细细阅读。在孟岩的文章里头,它对矩阵及其相似有了一个非常精彩的描述:

“矩阵是线性空间中的线性变换的一个描述。在一个线性空间中,只要我们选定一组基,那么对于任何一个线性变换,都能够用一个确定的矩阵来加以描述。”

同样的,对于一个线性变换,只要你选定一组基,那么就可以找到一个矩阵来描述这个线性变换。换一组基,就得到一个不同的矩阵。所有这些矩阵都是这同一个线性变换的描述,但又都不是线性变换本身。

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30 Nov

算子与线性常微分方程(上)

简介

最近在学习量子力学的时候,无意中涉及到了许多矩阵(线性代数)、群论等知识,并且发现其中有不少相同的思想,其中主要是用算子来表示其对函数的作用和反作用。比如我们可以记$D=\frac{d}{dx}$,那么函数$f(x)$的导数就可以看作是算子D对它的一次作用后的结果,二阶导数则是作用了两次,等等。而反过来,$D^{-1}$就表示这个算子的反作用,它把作用后的函数(像)还原为原来的函数(原像),当然,这不是将求导算子做简单的除法,而是积分运算。用这种思想来解答线性微分方程,有着统一和简洁的美。

线性微分方程是求解一切微分方程的基础,一般来说它形式比较简单,多数情况下我们都可以求出它的通解。在非相对论性量子力学的薛定谔方程中,本质上就是在求解一道二阶偏线性微分方程。另一方面,在许多我们无法求解的非线性系统中,线性解作为一级近似,对于定性分析是极其重要的。

一阶线性常微分方程

这是以下所有微分方程求积的一个基础形式,即$\frac{dy}{dx}+g(x)y=f(x)$的求解。这是通过常数变易法来解答的,其思想跟天体力学中的“摄动法”是一致的,首先在无法求解原微分方程的时候,先忽略掉其中的一些小项,求得一个近似解。即我们先求解
$$\frac{dy}{dx}+g(x)y=0$$

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4 Dec

[转载]复杂的机械,简单的原理

在网上收集到的一些GIF,解释了不少机器构造的原理,其中有一些甚是巧妙!比如下面的椭圆规

07椭圆规

07椭圆规

也许以后学习或者科普的时候会用到,所以我将其打包为zip,收藏在这里,并与大家分享。里面包括一些武器和发动机的构造图,还有一些巧妙的部件,一些图片我已经注明该构造的名称,没有注明的是很显然的或者是找不到名称的。

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