【 在 pingpong 的大作中提到: 】
: 我记得群论在物理学中很重要,杨振宁靠的不就是群论么
:
群论的应用应该是很广, 但是, 也正因为如此,更抽象。
从自然数,到小数分数, 到实数复数, 到集合, 到群。
从算数, 到代数,抽象代数,
从函数, 到泛函数。
前者是操作对象, 后者是讨论对象的关系, 从前到后, 变得越来越抽象。
群论, 在计算机领域, 也是计算机基础课,离散数学里占比很大的内容。
群论, 一般构建在集合的基础上,
把集合构建出一个封闭, 完全的系统, 然后描述系统中的各种关系。
其实, 我们学的最简单的算数,其实也是构建在群理论之上的。
比如, 算数需要的集合, 整数, 还有上面的运算, 加法, 就可以构成一个封闭系统,
它符合群的定义:
群是一个集合 G ,连同一个运算o,它结合任何两个元素 a 和 b 而形成另一个元素,记为 aob 。符号"。"是对具体给出的运算,比如整数加法的一般占位符。要具备成为群的资格,这个集合和运算 (G,。) 必须满足叫做群公理的四个要求:
封闭性:对于所有 G 中 a,b ,运算 a。b 的结果也在 G 中。
结合性:对于所有 G 中的 a,b 和 c ,等式 (a。b)。c=a。(b。c) 成立。
单位元:存在 G 中的一个元素 e ,使得对于所有 G 中的元素 a ,等式e。a=a。e=a 成立。
逆元:对于每个 G 中的 a ,存在 G 中的一个元素 b 使得 a 。 b=b。a=e ,这里的 e 是单位元。
可以验证, 这个群的集合G, 就是整数, 把整数做加运算, 还是整数, 符合封闭性,
加法是符合结合律的, 单位元是整数零, 逆元则是相反数, 4的逆元就是-4.
其实, 如果把加法换成乘法这个运算符, 那还是不是群呢?
封闭性? OK, 结合性? OK
单位元, 显然, 不是零, 换成了1。
逆元呢? 显然, 逆元需要引入分数, 否则是不存在逆元, 就不能构成群了。
其实, 如果把加法换成除法这个运算符, 第一条, 封闭性就不能满足了, 5/3 就不再是整数。
其实, 生活中也有很多关系可以是群。 比如同学关系, 朋友关系, 兄弟关系。
你的班级同学, 你的50个朋友, 你的五个兄弟。 这都能构成一个封闭系统, 元素的关系都是完全对等的, 每个元素既是单位元也是逆元。
群论, 是在更抽象的层面,总结事物规律, 来找出共性, 寻找共同的规律。
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