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Mathematics這個詞源自希臘語,原意為“知識和學習”,這在某種程度上很好地概括了數學。
數學是一個龐雜的研究領域,從數論到代數,再從幾何到分析,它包含了數量、結構、空間和變化的各種話題。這里有一個廣闊的大千世界。這也意味著,其中可能隱藏著許多“稀奇古怪”的領域。
這里有一些可能會讓你驚訝的怪誕數學領域,你聽過幾個?
從時間、距離和質量,到自來水中的鹽濃度,無論是在科學研究中,還是日常生活里,我們都離不開測量。
計量學就是測量的科學,這一科學領域著眼于對數學的實際應用,它試圖保持事物的標準化,避免混淆,并建立起一種對單位的共識。而計量學家的工作就是研究、改進、簡化并維護測量,從而幫助我們更好地理解這個世界。
現在我們把一只腳邁入生物學的范疇,或者至少是生物學和數學之間的一次絕佳的碰撞。基本形態學讓我們從數學的角度看待生物學。例如,基本形態學家可以觀察胚胎中細胞分裂的幾何學,它可以告訴我們嬰兒生長發育過程中的化學和平衡。
這同樣是一個有趣的例子,真正證明了數學無處不在——甚至在我們出生之前,數學就已經成了我們生命的一部分。
混沌是指所有看起來隨機而無序的動態系統,但它們實際上遵循著一些非常復雜的模式和規律,通常依賴于起始條件。這種系統在自然世界幾乎隨處可見,比如流體的流動、天氣和氣候、生態系統,甚至COVID-19的模擬。因此,混沌學家可以研究并幫助預測這些系統的行為。
混沌理論這一概念也早已滲透進大眾文化中,最著名、也是最典型的一個例子便是蝴蝶效應,它說的是在一個動態系統中,初始條件的微小變化,可以帶來巨大的連鎖反應。我們常聽到的一種略帶詩意(也略失準確)的闡述是“一只蝴蝶在巴西輕拍翅膀,可以導致數周后得克薩斯的一場龍卷風”。
古戈爾(googol)是10100,也就是1后面跟著100個0。這個名字來自一位9歲的小男孩,他是數學家愛德華·卡斯納的外甥。隨后在20世紀40年代,卡斯納在一本數學著作中寫到了這個詞,讓這個名字流行開來。據說,“谷歌”(Google)公司名字的來歷就是不小心將古戈爾拼錯了。
對數學家來說,古戈爾這個數字本身沒有什么特別的數學意義,但它可以幫助描述和比較非常龐大的數量級,從而讓它在科普中占據了一席之地。而對古戈爾和其他非常大的數字的研究領域也常被稱為古戈爾學。一位古戈爾學家可能會運用無限的創意,幫助命名那些非常大的數字,舉個例子,你可以去查一查Wompogulus和Meameamealokkapoowa oompa。(你知道它們代表什么嗎?)
最后出場的這個領域可以說最為“燒腦”,它涉及抽象代數中的一個領域——魔群(monster group),而對魔群的研究也被稱為魔群學。
魔群是最高階的散在單群,位于有限簡單群的四個無限族之外。它是群論的一部分,但這些群缺乏系統的模式。所有這些都意味著它極其復雜,因此很難進行定義。在此借用菲爾茲獎得主、著名代數學家理查德·E. 博赫茲的話來簡單描述和介紹魔群:
“魔群是什么?”這個問題目前有幾個合理的答案:
1)它是最大的散在單群,或者說是其階中唯一的單群;
2)它是格里斯代數的自同構群;
3)它是魔群頂點代數的自同構群(這可能是最好的答案。);
4)它是魔群李代數的一組圖自同構群。
除了這些例子之外,你還知道哪些有趣的數學領域么?
來源: 原理
高熙