2022-06-21 力学几何化——殷雅俊讲座

力学一旦存在,可以几何化,难道力学是凭空独立存在的吗?我一直以来想问的是:几何能否自然地诱导出力学?在空间上加什么结构可以诱导出力学?或者说力学体系能否抽象化、结构化?
在非欧空间上能建立力学吗?从而能建立可能的”物理”吗?
莫非,力学和数学的某个子体系有一个同构关系?等价关系?像欧氏几何修改第五公设那样得到完全不同的力学体系?尽管不在这个世界上存在,但或许在理论上存在?力学体系的唯一性?


卧槽!?为什么是抛物几何?????

Riemann、Gauss、Lobachevsky、Bolyai。胆略才气不可或缺。

Gauss对Bolyai老爹:“你儿子是一个非常有前途的年轻人,但是我不能表扬他,因为表扬他就是表扬我自己,这样的工作我30年前就已经做过了。”Bolyai以为是Gauss要剽窃自己成果。

插曲:塞尔伯格干黎曼猜想,给韦伊看,韦伊没有说出那句“30年前我做过了”。


《论作为几何基础的假设》

有人说:一百多年后的今天,有很多人还在研究黎曼的数学,但谁还在研究高斯的数学?

如果黎曼再活20年......有时间要看《黎曼全集》。

Weierstrass的研究风格:从A山峰走到B山峰,那么他先下山,再上山。

Riemann的研究风格:从A山峰纵身一跃,大家都认为他要粉身碎骨,他却总能在半空中抓住一根绳子,荡到对面山峰。

这两句话需要我了解更多黎曼的idea和工作后再来理解。不过不谦虚地说,这个纵身一跃的劲和我很像。


看这个公式!!

殷老师看到埃舍尔的画的时候:满眼都是数学,是几何,是拓扑,是空间,是对称性,是相似性。······是艺术的几何化。

卧槽,燃起来了。


勾股定理给出度量;内角和定理可以延伸到Gauss-Bonnet公式

陈省身将Gauss-Bonnet定理推广为Gauss-Bonnet-Chen积分定理。内蕴证明。

深刻性的一大特点就是找联系!!!嘻嘻又嘿嘿

左边是分析量,右边是拓扑量,居然能联系!原本认为完全无关的分支。

其实,真的有完全无关的分支吗?我愿意承认有,但很少。


大兴机场设计者——扎哈本科读的数学,对几何很感兴趣,她的杰作都走向了几何化的道路。另:梅溪湖也是扎哈设计的。


拉格朗日在天堂:黎曼你个老六。

拉格朗日一本分析力学写了30年,从青年写到老年。巨匠。


殷老师上学的时候:移项就是达朗贝尔原理了?我E-mc²=0是不是也叫殷雅俊原理啊?


一个大一上学期高等代数的命题——一个矢量为0,当且仅当它与任意矢量的内积为0.

虚位移就是某个矢量。与Fi+ FNi-miai这个0矢量内积都是0。

虚速度?完全不一样的分析力学体系诞生了!

虚加速度,虚加加速度(急动度).......


不必有物理意义的东西才有意义!逻辑上的意义也是意义,这就是数学的审美。


完了,我死了。

某种力学意义上的“度量”。定义相空间上的距离!!!!

相空间中测地线的最小性 就和 力学系统的拉格朗日方程是对应的.......我又死了。

广义力=0就是相空间上测地线的方程,(也就是相空间上度量的变分?)


牛顿力学就是欧几里得空间下的力学。匀速直线运动中的“直线”就是欧氏空间的测地线。我再次死了。

牛顿力学,分析力学,相对论力学都是一回事。几何上是一样的,都是空间上的测地线。


2022.6.21夜23:16.先到这里。

没想到吧,我还在!我看到内蕴空间外蕴空间我就留下了。

黎曼几何对于这个问题有大进展,但没有提供所有需要的工具。黎曼几何是内蕴(intrensic)的几何。欧拉是站在三维空间,把曲面嵌入到欧几里得空间研究,像钢铁侠在鼓捣试验台;但高斯是直接躺在曲面上,直接研究曲面,这种思想传递给黎曼。

生物膜还有抗形变,这是一个外来因素,不可能仅躺在曲面研究。殷老师说,我们不要退到曲面外,仍然躺在曲面内但把外蕴的信息引入进来,从而引入了一个微分不变量。


但是发现1996年数学家研究层状液晶时也导出了这个算子。1953年物理学家也有这个算子。


用曲率的最大值和最小值来加权,但是是正交加权。


形状梯度,要求弯曲空间?是否因为弯曲空间上c1!=c2,从而经典梯度和形状梯度线性无关?我也真牛,啥都不懂就敢在这瞎猜。

希尔伯特的观点:一个系统应该有无穷多个不变量,但是其中最基本的不变量应该是有限的。有限个基本不变量可以构造出无穷个不变量。

最漂亮的!它有左分解和右分解。想起了可对角化矩阵也是找漂亮形式为驱动力。


powerful的结果。弯曲空间的力学过程,一定要记住这个命题。c1和c2是外蕴的,但形状梯度用内蕴的方式刻画了外蕴的算子。


用新算子重写经典积分定理。

Gauss积分定理,奥高定理,格林积分定理,斯托克斯......都是我没学的。


谢锡麟老师在研究流体力学的过程中也意识到引进形状梯度这一算子的必要性,殊途同归,完美。

红字是斜体dA,对法向面积积分。

非线性科学中,一遇到奇点,就感觉要歇菜,一切难题都和奇异性有关。

足够光滑的时候,积分是0哦。但是有singular point时就不一定,像右下角那个刺刺。

mi表示第i个矢量,是和奇点冒尖的方向相同的一个单位矢量。

可以在高维黎曼流形上推广这个结果,但是殷老师退堂鼓了。


2022.6.22 0:12 今天真的到这了。看到了2小时01分,起床后继续。

6.22后续

分形空间上的分形力学是否有机会?

殷老师说,分形空间上的困难在于,现有分析学不适用了。从欧氏空间到黎曼空间,分析学还是同一个分析学,但分形空间,可能对应的是分数阶微积分!!!我还下载过一个分数阶微积分的文章看呢,真是宿命循环,以前无聊看的东西又在铺路了。

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