证明:三角形的质心是三条中线交点
这个命题肯定是成立的,没有人敢怀疑。但是,我就想不明白为什么会是这样。并不是画一条线,只要把面积平分了,质心就一定在这条线上。因为把它吊起来,两边虽然重力相同,可力臂未必相同。
我曾尝试过多种证法。比如定义法,根本无从研究;负质量法,完全无法下手;积分法,太繁琐而且变数太多不好操作;巴普斯定理,也显得不能胜任……怎么办?
我问了我们学校最牛的物理竞赛教练王林老师,他考虑了一会,先做了几次失败的尝试,后来突然恍然大悟,想到了一个绝妙的好方法! Read more
The Halting Problem停机问题
//我在《皇帝新脑》中看到这个问题,死活看不懂。。。可是自从看了matrix67的这个讲解,居然2分钟就恍然大悟,真是太强了!
The Halting Problem是问,输入一段程序代码和一个针对此程序的输入,能否编程判断运行这个程序后程序是否会终止。
这个问题的答案是否定的。也就是说,不可能有一种算法可以正确判断一个指定的程序运行后,给予指定的输入,程序最后出不出得来。换句话说,The Halting Problem是一个不可解问题。
虽然这感觉似乎不可能,但在严格的证明下谁也无法发言反对。
证明过程非常简单,假设The Halting Problem是有解的,并且已经用程序实现了,那么我们只需要再编写一个程序Program Bug,就会发现存在矛盾。 Read more
用逻辑学规范物理学(三)
也许我是受费曼的熏陶太深,也许我就是思想顽固保守,我总相信宇宙有一套自然公理,而通过这套公里就可以完全用逻辑学的推理,把所有宇宙定律全部推出来。我知道这个问题不是我现在所能研究的了的,但我还是太狂热。那么,就让我冒昧的先把最基础的牛顿时代的定律加以整理吧。
至于自然界的公理是什么,我还是要说我受费曼的影响太深。费曼认为,宇宙中最基本的两个原理应该是对称守恒和最小作用量原理。我深表同意。这两个原理,我自认为无可厚非的成为宇宙中的最基本公理。关于对称守恒的原理,我还是想选择Noether定理(诺特尔定理)作为基本公理,该定律内容是这样的:宇宙中对称与守恒是一一对应的(它们之间有着某种妙不可言的神秘关系)。例如:空间平移对称对应着动量守恒,时间平移对称对应着动量守恒,空间方向对称对应着角动量守恒,规范性变换对称对应着电荷量守恒,左右对称对应着宇称守恒(这组守恒似乎是破缺了),等等。
有了这组公理,我现在开始推。
首先,考察一些事物的属性。作为空间,他有几个固有性质:平移对称,各向同性,连续性,无限性,有三维(比较保守的观念)等。(引用自:《科学与假设》,彭加勒著)作为时间,他也应该有几个固有性质:平移对称,反演对称(似乎是部分破缺的)等。在关于时间的问题上,我不敢多讨论,也不想多讨论,因为连最牛的科学家都说不清道不明。
因此,通过Noether定理,我就得出了以下几条定理: Read more
用逻辑学规范物理学(一)
最近因为看的物理方面的书比较多,就越来越感到有一些事情是不好的。我觉得现行的中学物理教材行文大约是按照当年物理学的发展史来的,而不是严谨的由公理推定理,通过严格的假设、推理、演绎以及归纳导出整个物理学。而且,至今我看过的所有读物都没有这样一个严谨的过程。现在,我们学生甚至得不到像质量、力这样的概念的准确定义,实在是可悲!(课本上说质量是物体所含物质的多少,纯粹就是种糊弄,根本不是定义,也不是质量的本质属性;说力是物体对物体的互相作用,这也只是一个诠释而非标准定义。)因此,我觉得我应该自己尝试着把牛顿力学通过这样一种方式使其严谨起来。而最近看的《科学与假设》(彭加勒著),更加使我坚定了这个信念。我不求得到世人的认可,只求自己看起来舒服。为此这几天我把逻辑学的一些东西自己看了看,觉得确实大有收获。今天我先把逻辑学的一些术语写一下吧,算是我的读书笔记。。。
1.属性与概念
属性:事物的性质与关系。
本质属性:事物独有的、区别于其他事物的属性。
概念:反映事物本质属性的思维形式。
概念的内涵:概念所反映的事物的本质属性。
概念的外延:具有这些属性的所有事物的集合。
2.概念的定义
定义分为属加种差的定义&发生式定义。
属概念与种概念:一个概念的外延是另一个概念的外延的真子集,则外延大的那个概念叫做属概念,外延小的那个概念叫做种概念。 Read more
哥德尔定理
哥德尔定理是数理逻辑中的一个定理,1931年奥地利逻辑、数学家克尔特.哥德尔(Kurt Godel)发现并证明的,这个定理彻底粉碎了希尔伯特的形式主义理想。为理解这个定理及其意义,需要相当的数理逻辑和集合论知识。要把这些预备知识都在这里整理出来,工作太繁重了,这也就是我一直没敢动手写这篇东西的原因之一。这里仍然也不打算详细介绍这些东西,只是在必要的时候给些简单的说明,要想更深刻地理解,有兴趣的朋友可以自学相关课程。
哥德尔定理其实是两个定理,其中哥德尔第一不完备性定理是最重要、也是误解最多的,从这一定理的版本众多就可以看出。如:
“如果一个形式理论T足以容纳数论并且无矛盾,则T必定是不完备的。”
“任何一个相容的数学形式化理论中,只要它强到足以在其中定义自然数的概念,就可以在其中构造在体系中既不能证明也不能否证的命题。”
“任何一个足够强的一致公设系统,必定是不完备的”
第二不完备性定理是第一定理的一个推论:“任何相容的形式体系不能用于证明它本身的相容性”
如果没有相关的知识基础,要理解这个定理真的是比较难。至于证明就更不容易看懂了。我偷点懒,跳过这些直接介绍其意义吧。 Read more
初等数学证明开普勒第二定律
开普勒第二定律是这么说的:在相等的时间内,行星与恒星的连线扫过的面积相等。当我第一眼看到这条定律的时候,觉得非常神奇,而当我看到了这个定律的证明时,不禁更觉神奇了!下面我把从《物理定律的本性》上看到的关于这个定理的证明简要写下来供大家欣赏。
如图,O为恒星,直线AC为行星不受引力时的轨迹。设行星从A到B、从B到C所用的时间间隔Δt相等,A处的时刻为t1,B为t2,C为t3。现在假设行星不受O的引力作用,那么这时扫过的面积SΔABO和SΔBCO相等(等底同高)。现在行星受到引力作用了,因为引力的方向时刻指向恒星,所以在从t1到t3这段时间里,行星所受的引力的方向的总效果应该沿着BO方向(这需要一点向量的知识)。因此,t3时刻行星的位置C’应该由两个向量相加而得到:向量AC+向量CC’(作CC’平行于BO,因此沿BO方向的向量等价于CC’)。这样,SΔBCO=SΔBC’O(同底等高)。因此,SΔBC’O=SΔABO。因为Δt是任取的,所以在相等的时间内,行星与恒星的连线扫过的面积相等。


