求教一个数学问题

如果假设的n元方程成立,缺元方程不成立,那么2次的2元以上的方程,都是缺元方程。
所以缺元方程不成立,x^n+y^n=z^n(n>2)就一定无(正整数)解。


那么这个n元方程要表达的是什么意思呢?


这里确实可以说得更深,但是,为了尽量在你所知的范围讨论问题,我尽量用看得见摸得着的东西来解释。


当我们写出
x^2+y^2=z^2
的时候,从几何上来讲我们画了一个直角三角形。如果严格要求x,y,z是正整数,那么这个直角三角形就不是任意的。


直角三角形是什么意思呢?仍然说你所知道的:它是互相垂直且相连的两条直角边和与它们相连的一条斜边构成的封闭图形。不同于其它三角形,它有一个直角。


直角是什么东西?仍然按照你所知道的,我们实际上有东西专门描述直角,这就是虚数单位i。至少在复平面上,
a和bi是互相垂直的。实际上不在复平面上,他们也是“互相垂直的”。换句话说,与其说复平面定义了实数和
虚数互相垂直,还不如说,实数和叙述的虚实差异,定义了垂直。


那么,当我们写出
x^2+y^2=z^2
的时候,我们心里应该明白,x和y,作为两条直角边,它们若能无条件垂直,则需要他们必须一个为实数,一个为
纯虚数。结果的z,可能是实数,可能是虚数,或者无所谓虚实。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 06:47:00 +0800 CST  
当我们有两个未知数x和y,我们很自然的联想到二维空间,也就是平面。
若又加一个未知数,则可以想到三维空间。
又加一元,就又加一维。


那么左边有几元,就应该有几维,而这些未知数,则是在这些维数上的度量结果,也就是分量。


我们总是习惯于用向量,或者计算机中,用数组来表示这些x,y,z等等。


但是较真来说,他们应当如此表示:


x,yi,zi^2...
第一个x,单位为1,第二个y,单位为i,第三个z,单位为i的平方(不要写成-1)。


我们知道,这些具有i的单位的数量,一旦平方,就会都变成实数,不管原来是i的几次方,最后都得到实数结果。
而平方之后这些结果作为实数,就可以加出来一个实数结果,而不像远来实数和纯虚数混合的情况。


换句话说,通过平方,我们把这些分量统一在同一个平面上,然后他们就可以互相累加了。


而在方程右边,比如是z^2,它也可能是一个实数的平方,或者一个纯虚数的平方(负数也无所谓,但是我们可以
避免它出现,或者说,对于正整数,有办法让它不会出现)。


而这平方结果,是左边若干(被统一之后的)同类数量之和:换句话说,我们正在用一个数量,比如z,来代表语言来两个或者更多分量的合成效果。


有一定物理基础的话,你可以考虑力或者速度的合成和分解,就是这么回事。只是数学不这么说,而是叫做,
欧氏(几何)距离。


相信到目前为止,你都能懂,那么我继续。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 06:58:00 +0800 CST  
我们知道3D空间也有欧氏距离,算法也是平方求和再开平方。
但是三维空间的这个距离,要是细查的话,实际上是两个垂直的二维欧式距离合并的结果。


而这个做法,在4D以及4D以上的空间是不可复制的。当然我们现在说的都是实数坐标空间,
不是整数坐标空间。整数有自己的特点,但作为实数的特例,也符合这个原则。


既然它在高次不可复制,我们也应当考虑,包括3D空间,这个做法也不是我们应当追求的方向。
因为我们的目标是对于任意次都有意义的东西。


如果我们真的想要计算三维空间中,各个分量的合成效果。那么,我们很自然的就应当把三个分量同步到一个平台上。同时同步到同一个平台上,而不是像3D欧式距离那个分两次同步,并合并两次的结果。


那么,对于
x+yi+zi^2
我们就应当对每一个分量做3次方运算再相加。然后再开3次方。这时候取得的结果,才是它们的等价效果。
为什么对于最高次为i^2的每一项要求3次方?因为结果必须是某个量的3次方。结果决定了平台有多高。


刚才用程序计算的结果,说明
x^3+y^3+z^3=w^3
在正整数范围里面,可以说有不少的解,在实数范围内就不用说了。


那么,4维,求分量的合成效果(不要再考虑欧式算法了),应该怎么写?

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 07:08:00 +0800 CST  
x^4+y^4+z^4+w^4=t^4


也就是说,对于方程左面,有几个维数或者元数(变量个数),就应该乘以几次方。


这样在右边,才能得到一个这个次方的变量,作为合效果。


若是说实数,那么,怎么都能凑出这个数来。


但是说正整数,就不一定了。


如果有人可以帮我确认,对于正整数而言,这个算法总是有解,那么就可以说,这是个可行的算法。
虽然不是对每个数都有解,只有特定的组合,虽然原因还不清楚,但是这件事可行。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 07:18:00 +0800 CST  
对于4维而言,1维的四次方,就升到了4维,也就是同维,而4维的4次方,升到16维,你却仍然可以认为它是另一个数的4维结果。所以经过四次方的升维之后,无论如何大家都是具有同样单位的数量。那么他们就一定可加,但加出来的结果不一定是一个数量的四位结果。可是,若你要求某个维数一定不会出现这个结果,却非常难。


这相当于在无限之中确定某种情况不存在,这个概率非常小。虽然这不是证明,但这说明了某些问题。


如果确定以这种算法,每一个维数,一定有解,那么我们就可以继续考虑,算法的变形情况。


我们主要考虑的就是缺元:比如3维情况只有2元,那就是
x^3+y^3=z^3

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 07:24:00 +0800 CST  
实际上应该写成


x^3+y^3 + 0^3 = w^3


也就是说,那一元为0。而0是什么概念?回忆数论对于自然数的定义,或者说,我们始终在讨论的不是整数,而是正整数,也就是说,这个系统里面根本没有0的位置。由于没有减法,这个系统笨笨不蕴含,也不能导出0,所以0根本就没法产生。


那么这种东西就根本做不出来。
不止如此,按照同样的原则,所有缺元的情况都做不出来。

x^4+y^4=z^4
相当于缺2元,
x^5+y^5=z^5
相当于缺3元。


次数越高,缺的越多。越是不可能做出来。


也就是说,x^n+y^n=z^n(n>2)在正整数范围无解。


声明:这不是证明,而是说明。说明这件事是什么意思,可以怎么做,会得到什么效果。要严格证明的话,必须先定义i,定义0,不是那种-1的平方根等于i的定义(那相当于什么也没说)。


回到最初的问题,希望获得解答。
基于这个解答,后面的事,至少是可做的,具体怎么做,具体再说。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 07:31:00 +0800 CST  
外面鞭炮声响起,新年已经开始,各位新年快乐!

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 07:35:00 +0800 CST  
由于一些研究工作已经有一定的成果,在未来的一段时间,我会陆续公布一些东西。


这也是对于先前在贴吧做出承诺的一种兑现方式。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 07:36:00 +0800 CST  
我删除了一些和本题无关的回复,以及一些无法同步的回复,以避免不必要的互相干扰。


被删除帖子的吧友,见谅。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 07:41:00 +0800 CST  
需要解释一下:为什么说,缺元造成“不可弥补”的后果。
缺元的本质是缺维。


如果一个立方体缺少一维,变成什么?可以是平面(在两端缺维),也可能是两个没法构成整体的直线(在中间缺维)。


当我们确认最大最小两个维数都存在(可以通过调节变量顺序保证这一点),那么中间缺维,
就意味着没有这种东西。


因为两个维数之间的差异,远远超过天壤之别,小一级的维数无论怎么累加都达不到这个维数的尺度,
大一级的维数无论怎么缩小都无法小到这一维的尺度。所以缺维,就是彻底没法填补的。


尤其是当维数由整数构成,平方根和除法都不可用的时候,更是如此。
所以或者不能缺维,或者不能建立整体。


这就是这个想法的基本点。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 08:10:00 +0800 CST  
我没有计算时间,不过时间应该不短。
增加了第五层循环,并改写了乘方次数;测试了4x4(方程左边4元4维,以后都不考虑右边,因为右边总是一元,维数和左边相同)的情况,在100内无解。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 20:41:00 +0800 CST  
2012_dreamer:
我看到你尝试更多元的3次的情况。我还没有仔细想那个情况,所以暂时没法说出什么。
如果你有所发现,不妨分享一下。
也希望各位吧主能够坚持从前的传统,对于学术问题的讨论给以尽可能多的支持。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 21:55:00 +0800 CST  
其实开这个题目,也许并不是为了这个题目本身,而是为了找一个比较合适的开端。
看到有吧友讨论Zeta函数(他说的是有限情况,所以严格说不是Zeta函数),我就想到了费马大定理。
实际上这正是我去年上半年研究工作中的两个“副产品”。


或者这么说吧,要是按照我所说的原则,追根溯源的话,那么,这些问题一定会遇到,虽然解决他们不是决定性的(不解决也不影响继续研究),但若能解决,是可以在很大长度上支持理论的有效性的。或者说,能给我更大的信心,来继续走这条路。


而反过来,若理论根基是对的,那么解开这些问题的难度将会大大降低。那么解开这些问题的时间就会缩短,即便最终解题的人不是我,那无所谓,这些问题将会有可能在短期被解开。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:07:00 +0800 CST  
以下的这些文字,本来是要写成论文的。
不过话说回来,论文要写多长?
我下载了一个中文版翻译的,《论运动物体的电动力学》,35页。
如果你不熟悉这个论文,没有关系,它就是1905年爱因斯坦发表狭义相对论时候的那篇论文。
真正把它缩减到极小的程度,它所表达的核心思想就只有一个,就是火车实验,或者
其大名,洛伦兹变换。也就是那个
sin(A)^2+cos(A)^2=1
的那种形式在时空上的应用。
35页。
如果你打算从哲学写到数学,然后写到物理学,你准备些多少页?
我真不知道最后这东西到底会是什么东西。


我准备了半年的时间,都不知道怎么开始写它。而前半年写的134页,从目前所知的情况来看,基本上都可以扔掉了(Zeta函数那个部分除外)。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:15:00 +0800 CST  
能够说扔掉,是因为后半年,或者说,近三个月的实验有了突破性的进展。那些曾经只是猜测的东西,逐渐的展现在现实世界中。而一些现象的解释上彼此矛盾,导致必须建立新的观念,而这些观念,说实话,是不可能坐在那闷着头想出来的。


所以严格来说,理论物理,要是脱离实验,恐怕真的寸步难行;同理若数学脱离物理,恐怕也会成为数学游戏。


那么,就让我们从数学游戏开始。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:20:00 +0800 CST  
数学数学,关于数的学问。


那么,让我们从数数这个最简单的活动开始,那么,第一个问题立即就出来了:
你能数0吗?
显然你可以一个一个的数,比如有三个东西,你就数到3,有5个就数到5。
你怎么数0呢?
没有东西?可以这么说。实际上还有另一种理解:不是没有,而是你没看见。
还有没有别的情况?没看见其实也包括两种情况,一种是现在没看见,从前看见了,或者以后会看见;
还有一种,就是永远不会看见。这个理解很重要,先放着,稍后会用到。


回到数数,脱离具体的物体的个数,抽象起来。
如果你开始逐个的数数,你确实可以这么数,
0,1,2,3,4……
但是正常的情况下,你一般会这么数,
1,2,3,4...
可能出了程序员之外,基本上没有人习惯让自然数序列从0开始。


这不仅仅是个习惯问题,实际上还有内在的一个原因:
因为1加1可以等于2,不断的加1,可以得出所有自然数。或者不用1,用2,
则可以得间隔为2的自然数。其它后面的数,虽然会使得间隔越来越大,
(这并不能代表数量越来越少),但是,终究,通过加法运算,是能得出其它自然数的。


而0呢?你用多少个0,加起来,能得到1?多少个也不可能,对吧?


所以潜意识里面,你就没有把0和其它正整数当成一样的东西。
而事实上,古时候很多数学系统都是没有0的。
就像后来,负数(还有虚数)很长时间都不被数学家接受一样,0被接受是有困难的;
但这个困难是有道理的。


只是我们后人习惯了接受0,反而认为前人不接受0是一种错误。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:34:00 +0800 CST  
前人没错,后人也没错。如果说一定有什么错了,那就是中间发生了什么事情,没有搞清楚。


让我们继续数数。先不管0,因为0有问题需要确认。我们从1开始数。
比如纯粹就是让人数数,1秒就数一个数。
1,2,3,4,5,6,7,8,9....
(不写10,也是因为0的问题,但作为发音,你不可能度一零,而只能读十,那么你读下去就没有问题了,或者写汉字和英文都是没有问题的)


1秒数1个数,那么请问,一个一辈子最多能数多少个数?

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:39:00 +0800 CST  
如果按照今天人寿命的理想数值,100年来计算,


100*365.24*24*60*60=3155673600


这是什么意思呢?理想情况,抛开不确定性因素,假定到寿即亡而亡者不可能数数。
那么这个意思是,他就能数3155673600个数。他若数3155673601个数,那多余的那个只能是死人数的。
死人无法数数。那么这个数就是他能数到的上限。


你可能会说,这个数很大,也可能认为这个数很小。
如果认为很大,那么你知道一定有更大的数,如果你认为很小,也没错。但只要他的寿命不是0,
他就至少还能数一个数,而这个数就比寿命为100岁要小。所以这1个数,是他数数的最小极限。


注意,1是他数数的最小极限,或者说,这个动作的单位。他只能一个一个的数,不能0个0个的数,
也不能半个半的数。


如果你对他的数数能力不满意,你可以找一台计算机,极端情况下,超级计算机,甚至最好的量子计算机。


那么,100年应该能数更多数。而能数多少年呢?这个决定于这台机器的开机和停机时间。


我们知道人的寿命,到目前为止,是有限的,长生不老的被称作神仙的,基本上没人见到过。
我们也知道,机器的寿命也是有限的。甚至我们还知道,构成机器的分子和原子(其中的质子和中子)的寿命,
都是有限的。


就算你让一个中子,以它那个尺度的速率去数数,它最终能数的数将会非常大,有人说某些基本粒子的寿命
会高于宇宙的年龄,但即便如此,还是有限的。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:50:00 +0800 CST  
换句话说,我们是在用数数的方式来标定存在物存在的能力,或者说这个能力的单位是时间。
我们说的是现实世界真正存在的东西,当我们意识到这个存在的有限性的时候,我们就不是在做数学游戏了。
因为纯粹的数学里面是存在可以无限数下去的数的。


这句话的意思是,客观存在(只能先用这个词,虽然它有问题),可以是无限的,但观察者,现实中存在的观察者,一定是有限的。数学中假定了一个无限的客观存在,这个没有问题,但是也同时假定了一个无限的观察者:它可以永远的数下去。


当你意识到,存在的本质,在狭义上来说,就是有限性的话(此处并未证明这一点),那么你将意识到,在狭义存在的前提下,无限观察者不存在。这已经超出了数学范围。实际上是一个世界观的问题。


数学是不区分世界观的,所以,到底是否存在无限观察者,这个前提将会诱导出不同的数学来。一种数学就是我们通常用的这种,认为数可以无限数下去,正如数恩来就有无限那么多。另一种则是,数可以无限那么多,但是观察者能力有限,他的能力决定他能数的最大的数和最小的数都存在。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:57:00 +0800 CST  
数学是不区分世界观的,所以,到底是否存在无限观察者,这个前提将会诱导出不同的数学来。一种数学就是我们通常用的这种,认为数可以无限数下去,正如数本来就有无限那么多。另一种则是,数可以无限那么多,但是观察者能力有限,他的能力决定他能数的最大的数和最小的数都存在。

楼主 yyl_new  发布于 2018-02-16 22:59:00 +0800 CST  

楼主:yyl_new

字数:195276

发表时间:2018-02-16 11:33:00 +0800 CST

更新时间:2020-09-18 19:25:07 +0800 CST

评论数:611条评论

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