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五角星与八元数

已有 6553 次阅读 2012-5-31 09:03 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦| office, 五角星

 

 

浮士德书房的门槛上有个五角星(或说应该叫“五芒星”)的画符,对魔鬼梅菲斯特来说那是一个“小小的障碍”。据说五角星在这儿隐喻“三位一体”,因为它可以分解为三个三角形。

 

大自然也有“三重性”,例如夸克的表现。50多年前Pais提出一个有趣的问题:经典力学只需要实数,非相对论量子力学需要复数,Dirac的相对论量子力学需要四元数(旋量),那么,还有一个数系,八元数(Cayley数)呢?——只有这四种数满足乘积的模等于模的乘积,既然前三种都有自然的表现,剩下的那个也该有。

 

奇异的是,八元数既不可交换,也不可结合(算术法则),大自然在什么时候真的需要它呢?

 

偶然看到一本旧书,From Physical Concept to Mathematical Structure: An Introduction to Theoretical Physics, by LEH Trainor & MR Wise (University of Toronto, 1981;中译本《理论物理学导论》,科学出版社,1987),最后一章提到Pais的问题。那本书写得别开生面,中译本应该保留原来的标题:从物理概念到数学结构——尽管现在有点儿反过来的意味了。

 

 

 



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