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第57章 什么是高維空間?

見此情形,原本熱鬧的報告廳里也頓時安靜下來。

不過,在見到這位的時候,許燦臉上倒是露出一絲驚訝之色。

因為這人不是別人,正是之前徽州省的帶隊老師,也是華國科學技術大學的數學教授,王曉虎的博導張暉。

許燦之所以驚訝,是因為按照章明章所說,今天的老師就是后面他們去香江參加IMO的帶隊老師,許燦沒想到張暉會是這個帶隊老師。

張暉笑著走進教室后,對許燦幾人說道:

“看來你們已經挺熟悉的了。不過因為我之前做過徽州省省隊的帶隊老師,還對徽州省的省隊成員們進行過培訓,所以也只對你們中的許燦有所了解,對其他人都不熟悉,要不你們都向我做個自我介紹吧。”

“當然了,在你們做自我介紹之前,我自己先做一下自我介紹。我叫張暉,是你們的主教練,也是華國科學技術大學數學系的教授。在你們之前,我只帶過兩屆國家隊,雖然次數不多,但經驗還是有的……”

做了一個簡單的自我介紹,并大概說了一下自己的研究方向后,張教授便讓國家隊里除了許燦之外的其他五人做起了自我介紹來。

“我叫溫許,來自石門二中,我……”

“我叫鄒之平,來自震旦大學附屬中學,我……”

……

不到兩分鐘的時間,五人便做完了簡單的自我介紹,而張暉也是在說了幾句振奮人心的話后,便開始了這堂課的培訓。

在上課的時候,許燦倒是沒想到這位張教授不僅在解析數論方面的研究做得好,對于IMO競賽的試題居然也有一些研究。

畢竟上次省隊集訓的時候,張暉都沒說過什么競賽的試題。

不過,許燦轉頭又一想,人家之前既然被徽州省數學會安排專門負責徽州省中學數學競賽的事情,現在又被華國數學會安排為國家隊的帶隊老師,那對于IMO競賽自然也是有一套的。

“……數論被高斯譽為‘數學中的皇冠’,而‘數論’中那些懸而未決的‘猜想’,便是‘皇冠上的明珠’,激勵著我們勇敢地上前去‘摘取’。雖然現如今依舊有很多‘猜想’仍然沒有被解決,但是在試圖解決這些猜想的研究過程中,卻促進了其他數學分支的迅猛發展。”

在講完IMO競賽的事情后,張暉還講了一些關于數論的事情。

等他講完,這堂課也結束了。

不過,張暉今天提到的數學猜想,卻是讓許燦有了一點想法。

“在想什么呢?想怎么解決哥德巴赫猜想?還是孿生素數猜想、黎曼猜想這些?”

下課后,見許燦一臉好像是在想什么事情,幾人中和許燦玩的最好的王云清開玩笑的問了句。

“是在想一個數學難題,不過不是在想數論方面的難題,而是關于一個最大值的問題。”

許燦解釋道。

“什么?你還真在想這些啊?”

王云清沒想到,自己只不過是開玩笑的隨口一問,許燦居然真的在想數學問題,而且聽起來好像還不是那種數學競賽的問題。

“什么最大值的問題?可以說說嗎?”溫許也問了句。

“是一個關于高維空間等角線數量最大值的問題。”許燦解釋道。

許燦說完這句話,現場頓時安靜了下來,其他幾人也是你看看我,我看看你,大家都從其他人的臉上看到了一臉的茫然。

不過,很快就有人掏出了手機。

見他們都露出一臉茫然的表情,許燦便向他們解釋道:

“等角線你們總知道吧?”

“知道,穿過一個點的一組直線,任意兩條之間夾角都相等就是等角線。”鄭旭文這次學會了搶答。

“二維空間中等角線數量的最大值是3,我這個問題就是更高維度等角線數量的最大值,而不是僅僅局限于二維空間。”

許燦解釋道。

見其余幾人依舊是一副“你在說什么”的表情,許燦也能猜到他們哪里不懂,便只能繼續解釋道:

“我說的高維空間,是一種數學概念,它與低維空間的主要區別在于它們的維數,也就是空間中存在的坐標數。”

“比如二維空間,就只有x和y兩條坐標軸,所以一般也不會被稱作二維平面。而三維空間,則有x,y,z三條坐標軸,它也被稱作立體空間。同理,四維空間有四條坐標軸,五維空間有五條坐標軸,n維空間就有n條坐標軸。”

“不過,在高維空間中,數據點之間的距離不再像低維空間那么容易計算,因為存在大量的坐標軸,需要對每個坐標軸的值進行比較。所以關于高維空間等角線數量最大值的問題也不好求。”

“你們好歹也看過一些大學的數學吧?怎么會連高維空間都不知道呢?”

說到最后,許燦有些不解。

“我知道數學概念的高維空間,我剛才沒說話主要是因為沒反應過來你說的高維空間是數學概念的高維空間還是物理概念的高維空間。”

鄒之平替自己辯解了一句,而其他人則都沒說什么。

“數學中的高維空間和物理意義中的高維空間也沒多大區別啊。”

對于鄒之平的辯解,許燦卻是有些不解,因為據他所知,物理中用的高位空間其實就是源于數學的高位空間。

要說區別,數學高維和物理高維的區別在于,數學上只要你想,可以擁有一百維,而物理上就現在的理論研究來說,最多只能到十維。

“物理上的四維空間不是三維空間的坐標系加上時間維度嗎?可數學上的四維空間不是這樣啊。”

見許燦說數學中的高維空間和物理意義中的高維空間沒多大區別,鄒之平也是有些疑惑地問道。

“你說的那個不叫四維空間,那叫四維時空,四維時空是我們生活的這個世界的樣子。而四維空間指的是在三維空間坐標系的基礎上再加上一個我們想象不出來的空間緯度,數學上我們想象是 x,y,z,n。”

“再說簡單點,四維空間就是過任意一點有4條相互垂直的軸。現在懂了吧?它們的本質區別是第四個維度是時間還是某個詭異的空間緯度。”

許燦也是有些心累地向其他幾人解釋道。

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