有意思,似乎又过了两年,看法自然又需要更新。
首先还是那篇文章的内容
文章谈论了许多东西,以集合论作为数学基础,谈论数学两大分支,分析与代数。
分析按照古典微积分,实分析,点集拓扑,微分几何的顺序,并穿插了基于测度论的现代概率论。
代数则是从抽象代数,进行到线性代数,并且谈论线性代数上的泛函分析,进而是巴拿赫代数,调和分析,李代数。
最后收尾于李代数。
现在,可以说上面的那些书都看过了,甚至说理解了很多东西。
不过,更进一步,发现数学的领域实在太广阔了,而且学习难度似乎越来越大。
再过一遍。
集合论,基础内容就是各种常见构造,使用集合范畴可以获得更系统的认识,深入的部分则涉及哲学,尤其是层累结构,无穷序数,不可达基数,揭示了逻辑描述的极限。
微积分,可以说是最实用的,不过太基本反而不知道说什么,一种逼近的思想,极限也好,微分也好,积分也好,级数也罢,都反映了这种逼近。一个主体部分,一个随参数变化可忽略的部分。
实分析,好像是讲测度的,勒贝格测度,测度必然伴随积分,也就是加权求和,所有的测度都是给对象赋予一个值,可以说是泛函,对这些对象的运算,就伴随着对这些值的处理。
点集拓朴,好像是各种拓扑空间,这个实在是太基本了,分析上使用的空间都是特殊的拓扑空间,有一个图很好的反映了这种特殊关系。
感觉还是挺形象的,说明了拓扑结构的基础地位。所以,抽象性自然是非比寻常。不过,一般也用不上,就是借用点术语,开集,闭集,连续函数,极限,豪斯多夫空间,连通集,积拓扑。初等的层面用的不多,当然,这里面也有很多很困难的问题,比如直积与直和,推广到无穷个时的不等价。
微分几何,这个真的很难说,要难可以很难,要简单也很简单。其实就是微积分的推广,在性质不那么好的空间上定义积分,导数,计算长度,面积,体积。但是,流形本身是拓扑群,这就涉及了李群,李群自然诱导出李代数,这就是空间对称性的东西,与物理联系非常紧密。对于初学者而言过于抽象,最好不要独自尝试。流形本身又可以视为高维空间中的子流形,这就和微分方程联系起来了,方程作为约束,定义出子流形,这个东西也非常抽象。然后就是流形上的同调结构,也就是微分形式,作为切矢量的对偶,就像同调和上同调一样,这也很抽象。
所以流形本身早已是各种理论的试验场,就像实向量空间一样。
现代概率论,完全的测度论的应用,但是绝不意味着简单,相反,非常抽象,这就是抽象理论强行和实际联系的副作用,仅仅计算的话,自然问题不大,但是去解释这种计算变得极为困难。
抽象代数,就是群环域的一些基本结果,直积,商,同态,同构,同构定理,理想,模,多项式环,域,域的扩张,伽罗华理论,对称群,对称多项式。当然,也可以添一些料,有限群论,群表示,环的代数,就会难上很多。
线性代数,基本的就是向量,矩阵,相似,正交,合同,典范型,双线性函数。也有所谓的高等线性代数,感觉很不对劲,张量积,张量代数,环上的线性代数,模论,同调,范畴,只能说现在还看不明白。近些年,人工智能的浪潮又使得线性代数火起来了。
泛函分析,关于函数的函数,包含很多的函数空间,接受起来就比较困难,需要很长的一段时间,对函数求极限,对函数集积分,对泛函求导数,其实,把函数当作曲线的话,会好理解一些,就像变分法中的驻定曲线,这种推广其实挺自然的,都是从一堆东西中找出最需要的那一个,不管这个东西是一堆数,函数,曲线,还是什么数学结构。偏微分方程理论,就可以视为从给定的函数集中找出解函数,所以和泛函分析联系也很密切。
巴拿赫代数,也就是算子代数,和量子力学的出现有关,各种物理量算符就是各种函数空间算子,希尔伯特空间。
调和分析,这个就是拉普拉斯方程的解函数,感觉挺复杂的,扫了一遍就不想看了,球谐函数,谐函数,应该都和这个有关,毕竟拉普拉斯方程就是波的方程。
李代数,和李群有关,目前没打算看,先了解点同调代数。
体系,这个词感觉不太合适,毕竟现在的趋势是融合,体系感觉上就是孤立的一块一块。范畴论描述差不多习惯了,只能说效果非凡,除了数论那种来自虚空的东西,一般的数学理论都可以被整理清晰,这其中范畴的作用并不大,并不是过去想象的那种,可以定义出很多性质良好的范畴,然后就能把一般范畴论的结果迁移过来。关键还是在于映射间的联系,复合,分解,函子,自然变换,范畴不过是一种人为的对特定对象的选择。关系就是一切,对象只是关系的附属。关系和关系间的关系才是关键。这也说明了现代数学在向着高阶关系的方向走去,实在的物不再是重点了。
数学学习方面,范畴论的扩散是必然的,可能还会加速,所以早点接触最好,然后,范畴论的学习方式应该不是专门的理论,而是直接接触各种基本构造和各种基本映射。最关键的还是交换图。
就像集合论一样,一般没有人回去专门学习这个理论,都是直接拿来用的。
结尾,学数学是为了应用吗?
其实,数学学到这样的程度,如果只是为了应用,确实是基本无用武之地,有也是离日常过于遥远了。但是,会发现世界不一样了,许多问题获得了解答,许多领域变成了互通的,似乎真的存在一种统一的道,而且可以被定义出来。不可思议,复杂的树,变得不再复杂,复杂的曲面,可以被分类,复杂的组织系统,井井有条。从知识中走出来,看一看真实的世界,发现那种莫名的美感。不是为了炫耀,为了谋取名声,只是觉得挺奇妙的。问题解答与否,理论进步与否,其实并不重要,人们真正想要的并不是这些东西,都只是手段罢了,自然也无法从中获取满足。
数学本身很可能会导致人认识的偏激,而且自己发现不了,可以看一看灵修的书,发觉这种偏激,调整一下,仅使用逻辑去认识世界是有很大问题的。