房顶 发表于 2014-7-9 08:59:11

文笔生动有趣,但看得真心头大

crazypeanut 发表于 2014-7-9 10:25:48

zerowing 发表于 2014-7-8 23:36 static/image/common/back.gif
呵呵,大侠,我希望你仔细看下这个问题。这个问题不是探讨是否可加,而是探讨所谓的定义。
你转的文章里 ...

首先回答第一个问题,可以在测度论的教科书上找到

数学上集合彼此不相交,可以允许两种情况,1是交集是空集,2是交集是可数集,测度为0,都属于彼此不相交;也就是说,2个集合求交集后得到的集合,只要测度为0,就是不相交,哪怕这个交集是可数无穷集合

然后第二问题

为了简化叙述,我假设自己开车,从0开到100,也就是形成一个闭集;现在你的想法是把100这个点挖掉,构成一个开集[0,100),因为最后100那个点不存在,所以你认为整个运动也不存在??其实可以这么说,极限想必都学过,开集[0,100),虽然在100那个点没有定义了,但是可以把他视作一个极限。

我们来构造一个函数,你就能想明白一个问题,我们构造函数f(x):,当x=2时,y不存在,当x不等于2之外的所有实数时,y=x;现在我们来考虑,当x从0不断趋近与2时,y=f(x)的最终趋势??,虽然x=2时,y是不存在的,但是你画个图就明白了,x不断向2趋近时,y是不断向2趋近的,这和y在x=2这个点上没有定义没有任何关系。那么我们回过头来看,在开集[0,100)上开车,虽然100无法到达,但是可以无限趋近100,其最终趋势依然是100,我开车总距离也终有一天可以到达100(虽然其花费时间为无穷,因为100这点没有定义,不可到达),这就是为什么,一个闭集,挖掉端点上的单点,形成一个开集后,不影响集合测度。

最后是第三个问题

首先强调一点,数学上没有0维,所以没有1维是0维通过笛卡尔积升级过来的说法

然后,关于线段和点的关系,务必要抛弃“线段是由点构成”这个想法,线段和点是2个独立的元素,但是线段上可以找到无穷多个点,除此之外,再无任何关系,切记这个。

“因为高维度可以解释为低维度的笛卡尔积,而笛卡尔积是两个集合的积,确切的说是两个集合中的各个元素的积的集合。那么,如果这两个集合不是可数集,而是连续统,即不可数集,你该如何求积呢?”

要回答这个问题,首先给出测度的严格定义,看不懂没关系,我会用最通俗的语言来解释

设Γ是集合X上一σ代数,ρ :Γ →R∪{ +∽ }是一集合函数,且ρ满足:
(1)(非负性)对任意的A∈Γ,有ρ(A)≧0;
(2)(规范性)ρ(Φ) = 0;
(3)(完全可加性) 对任意的一列两两不交集合A1,A2,……,An,……有ρ(∪n An)=∑n ρ(An)
则称ρ是定义在X上的一个测度,Γ中的集合是可测集,不在Γ中的集合是不可测集。


所以呢,测度其实就是一个函数,自变量是一个集合,因变量是一个实数,至于这个函数的运算法则,不同的运算法则对应着不同的测度;用我们常识所形成的法则,得到线段(集合)的一个度量的实数,我们称为勒贝格测度

我来详细解释,如何从1维勒贝格测度来形成2维勒贝格测度

定义集合A(0,1),定义集合B(0,2),(这里先取开集,其实换成闭集是一样的),也就是,A是0到1的线段,B是0到2的线段,记他们的勒贝格测度为L(A)=1,L(B)=2
好,现在我们作集合A和B的笛卡尔积AxB={(0,0),(0,2),(1,0),(1,2)},有没有发现什么??这是长方形的4个端点坐标,长为1,宽度为2
然后,关于勒贝格测度,有一个定理,证明略麻烦,想详细了解的话,请自行翻书吧,这里就不加证明的给出了:
L(AxB)=L(A)L(B)=1*2=2,这恰恰是通过AB两个集合作笛卡尔积获得的长方形的面积,所以,2维测度是面积,是通过1维测度升级而来的,依次可推算3维甚至抽象的更高维,都可以求得相应测度

zerowing 发表于 2014-7-9 13:58:28

crazypeanut 发表于 2014-7-9 10:25 static/image/common/back.gif
首先回答第一个问题,可以在测度论的教科书上找到

数学上集合彼此不相交,可以允许两种情况,1是交集是 ...

1。呵呵,大侠数学玩得挺好。如果测度的相交定义不同于一般集合的相交定义,那么俺就可以接受和理解这个定义。同样的,第二个问题也可能不是问题。
2。说说第三个问题。首先来说,数学和物理学中,是存在0维的。而0维对应的是点。这个不是俺乱说的。
在 "Curious About Astronomy". 一文中提到了数学上的一个定义,如下:
"The dimension of a manifold is the minimum integer number of co-ordinates necessary to identify each point in that manifold."
翻译过来就是:一个描述体的纬度就是用以描述该体的最小坐标数的整数值。
因此来说,描述一个点,我们需要的最小坐标数为0,所以,点是0维的。
当然,这也可以解释为什么点的测度为0。(笑)
关于线段和点的关系,俺认为俺已经解释的很清楚了,也并不与大侠存在分歧。所以,如果你一定要强调的话,俺有些不解。哈哈。
至于说到笛卡尔积的问题。我想大侠应该是误解我的问题了。
我在描述的时候,描述的是笛卡尔积的本质问题,也就是两个集合求积,实际上就是求两个集合中各元素的积,将得到的所有结果形成一个新的集合。这个描述是没有问题的。而这个描述并不否定你可以按照边界法计算。或者换句话说,对于任意一个可知的确切元素,你都可以求积。你也可以通过边界求积法得到一个新的范围。这都不是我要问的问题。我的问题是你如何确定这个计算可运算性。当然,这也涉及到我很P大争论范畴,无限小数的四则运算性。呵呵,至今无果。比如说,两个集合A,B。A=,B=。而a,b,c,d均为无限不循环小数,且不能用类似pi,e,等形式表示,那么你该如何计算这样的两个集合的积。这就是问题。当然,我不确定这样的无限小数是否存在,比如这样的一个小数,0.1121112111121111112......
至少来说,通过跟P大的讨论,对于有理数范畴的无限小数,无论是可直接四则也好,还是间接四则也好,其可运算。但对于无理数范畴,就扑朔迷离了。那么,对于这样的情况,其笛卡尔积是什么?
于是,再回到那个维度的问题上。
前面我已经给出了关于维度数的定义,说明了点是0维的。那么从点到线或者说从0维到1维的积又是什么?或者说,如何从0到1?或者说,如果不存在从0到1, 那么离散论又该如何解释?最接近的一个例子就是粒子的散射范围问题。每一次经过原子核的粒子都会形成一个随机的新路径打到接收面上,换句话说,不存在连续性,但最终形成的是一个面。再有的例子就是概率。比如一个正态函数,其描述的也是一个离散的成型例子。

crazypeanut 发表于 2014-7-9 16:12:23

打错,占楼编辑掉

crazypeanut 发表于 2014-7-9 16:13:03

zerowing 发表于 2014-7-9 13:58 static/image/common/back.gif
1。呵呵,大侠数学玩得挺好。如果测度的相交定义不同于一般集合的相交定义,那么俺就可以接受和理解这个定 ...


0维,数学上是很麻烦的东西啦,在集合论上对应的是空集,而空集和空集自身求笛卡尔积,数学上是没意义的,所以一般都是避开讨论0维。(逃避主义,笑)

其实数学上有很多逃避主义(继续笑,真的很多),比如有个概念叫做几乎处处(almost everywhere),他是说,若一个命题被称为几乎处处成立的,如果把这个命题不能成立的点全部抽出来,构成一个集合,而这个集合的测度是0。这个概念的想法是,测度为0的集合对一个命题整体没有任何贡献,所以我们可以把那些不能成立的点逐个挖出来去掉不考虑。(鸵鸟政策,当初我学到这个概念时候笑了老半天)

举个例子吧,黎曼积分(我们大学里学的最普通的定积分,就是黎曼积分),一个函数是黎曼积分可积的,则其充要条件为该函数在其定义域上是几乎处处连续的。再举个例子,级数有种收敛形式叫做几乎处处收敛,相比你知道这是怎么回事了。(几乎处处这个概念真的很好笑)


接着来谈谈笛卡尔积的可计算性

先说可数集,可数集的元素可以一个一个抽出来逐个排列,2个可数集求笛卡尔积容易理解,很直观,就不多说了
关键在于,2个不可数集,就是连续统,求笛卡尔积,老实说,这个运算,在数学上是有争议的。
之前说过,不可将连续统视为由单点构成,但是笛卡尔积,却要求逐个点抽出构成有序对,这不是矛盾嘛??解决办法就是,选择公理,而选择公理,在数学上存在争议。于是乎,数学就是这么个麻烦的东西,最简单的笛卡尔积运算,都有争议,所以,不是狂热者,别取深究了。

关于无穷小数的问题,其实是这么回事,首先可以严格证明,无理数的存在性;其次,数学上有很多这样的情况,一个东西存在,却没有有效的表示手段,比如大量的特殊函数,都无法用我们熟知的式子写出其表达式,只能规定一个符号,告知这个符号就是这个函数;无理数是同样情况,因为无理数,要将其完完全全的表达出来,不存在这样的东西,所以,只能用小数去逼近,所以,无理数求积运算,我们也只能用小数来近似表示。

最后要纠正你两个错误
1是粒子散射问题,忽略粒子波粒二象性的话,最后得到的点集,他是有理数集,而有理数集是可数集,测度为0,其对整个平面的贡献可以忽略,不可将其视为一个平面。虽说你直观上认为点集布满了平面,但是从数学上讲,其实平面上有很多缝隙,这些缝隙构成了无理数集,而无理数集是不可数集,其集合中的点的“数目”要比有理数集的点多的多。
2就是正态分布,他是连续型随机分布,其样本空间是定义在一个不可数集,也就是连续统上的,数学上不研究其离散性质,因对连续统来说单点测度为0,故对于连续型随机分布,取单点的概率永远为0,没有研究的价值。

zerowing 发表于 2014-7-9 23:59:56

呵呵,感谢大侠如此大量文字的回复。
其实说道逃避主义或者鸵鸟主义,只要是以数学为基出的学科都存在这样的问题。理论物理学中也遍地都是。对不能满足其归纳的,就干脆排出掉。也算是一种果断的手法吧。相比之下,哲学和试验物理学就是反面。所以,欧洲的那帮子疯子们才撞出了一大堆亚粒子,装出一个质量场论出来。
数学上的争议,说实话有时看着就像小孩吵架,穷折腾。但是吵吧,当乐子了解好了。真去叫真,就真的什么都干不了了。
关于粒子散射问题,只用这种空隙论怕是不能解释。换句话说,数学上可以说我去掉端点点,测度不变。换句话说边界点是有限可数的。(其实这里很想问,一个正方形的边界是连续统笛卡尔积得到的,道理上说,如果低维的端点如果可以做为了0测度拿掉,那么最后得到的高维的正方形边沿究竟是一个连续统还是可数集?如果说是可数集,但毕竟事实上他也是线段,这不就又矛盾了?如果是连续统,那么(1,2)*(2,3)得到的应该是(2,6)还是?)我们先不说这个,还是先说粒子散射。如果我们认为粒子散射的边界是一个可数集,那么所有解释都可以说得通,因为边界以内和边界以外不连续,或者说不相交。但如果边界是不可数集,那就代表着粒子不能完全覆盖边界,间隙同外侧相连,就成了相交或连续。换句话说,边界就模糊了。。。。。
我得说,我头大了。

zdd5254 发表于 2014-7-10 10:02:30

:o楼主见解独特

Pascal 发表于 2014-7-10 21:50:23

crazypeanut大侠,首先谢谢你专业的讲解。
我的问题---为什么不能认为线段是由点构成的呢?这样认为有什么不好么?
比如说拿一把刀去砍一个线段,姑且把这把刀叫做戴德金刀,刀每次都会砍中一点,也只能砍中一点。所以我认为线段是由点构成的。
你看看哪里不对?

crazypeanut 发表于 2014-7-10 22:09:24

Pascal 发表于 2014-7-10 21:50 static/image/common/back.gif
crazypeanut大侠,首先谢谢你专业的讲解。
我的问题---为什么不能认为线段是由点构成的呢?这样认为有什么 ...

这样会形成静矢不动的悖论,将点和线段严格区分开来是数学上回避悖论的一种有效手段

crazypeanut 发表于 2014-7-10 22:14:06

zerowing 发表于 2014-7-9 23:59 static/image/common/back.gif
呵呵,感谢大侠如此大量文字的回复。
其实说道逃避主义或者鸵鸟主义,只要是以数学为基出的学科都存在这样 ...

哈哈,研究这个确实会头大,所以就点到为止吧

最后说一点,粒子散射到墙面(忽略波粒二象性,这是纯数学问题,不是物理),形成的点集是有理数集,在数学上是严格可证明的,因为单点的极限只能收敛到有理数,无法收敛到实数,涉及到实数的完备性。为了避免头大,就不细说了,哈哈
页: 1 2 [3] 4
查看完整版本: 如果不是数学狂热分子,建议你别搞测度论