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近日冠冠忽访,因工作所需在教学区封控。来到羊城,机缘巧合地探索复杂系统和群体行为建模研究,力行愈久愈感基础数学理论之重要。廿年前,大四,幸得董GH老师指点,自学《高等代数》,这次逮暇对“群、环、域”以及诸多“空间”温故知新。
遍尝诸子百家,有一文尤为叩己心弦,群(环、域) = 集合 + 结构,而结构又是对运算的某种性质(比如封闭性、可逆性、结合律、交换律、分配律等)。结构,是布尔巴基学派明确提出的概念,不止有代数结构,还有拓扑结构、序结构、复合结构(董GH老师批注)。
据此,群、环、域是具有不同结构、不同元素的集合,也就没有什么玄妙了。诸多空间(线性空间、赋范空间、内积空间、巴拿赫空间、希尔伯特空间、度量空间)则也是元素较为特别的一系列“群、环或域”。做了简单整理笔记,如下表1。
其中,运算符o1、o2可以取+、*、mod等,幺元、有逆、封闭性等术语的含义如下表2。
注:幺元,读作yao1 yuan2,是指唯一的单位元,英文idential element。
空间=集合+结构。结构是指集合中的元素遵循的某种性质,比如加法封闭性、数乘封闭性、结合律、交换律、三角不等式、平行四边形法则、完备性(任意柯西序列收敛于集合内)等。结构,是布尔巴基学派明确提出的概念,不止有代数结构,还有拓扑结构、序结构、复合结构(董GH老师批注)。根据性质不同,也就是在集合上引入不同的结构,可分别定义线性空间、度量空间、赋范空间、内积空间、巴拿赫Banach空间、希尔伯特Hilbert空间。整理成表4。
特别鸣谢:
[1]“天下无难课”的撰文,请见:怎样理解高等代数里的群环域、向量空间等抽象概念?
[2] 什么是数学中的各种空间:线性空间、度量空间、赋范空间、内积空间、欧几里得空间、希尔伯特空间、巴拿赫空间?
[3]拓扑学入门1——拓扑空间
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GMT+8, 2024-7-23 00:33
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