2025-03-14 和暖
是日π節,是不是該分享一些關於π的事呢?但技工的數學造詣又不足以多說。
不如講一講π的研究史?由「徑一周三」之說,到劉徽割圓術,再到現代convergent series。但這些話題隨便上網找一找就有,技工又沒有親自研讀古籍,沒有新的見解可以提供。28Please respect copyright.PENANA25dtDRRDOj
咁,不如講下1897年印第安納州議會單嘢?其實技工最想知道,何解這種荒謬的法案竟然可以在州眾議院通過?想知答案的話恐怕要研究人哋國家政治史,真係唔係技工嗰範呢。
技工忽發奇想:為什麼π是數學常數,而非物理常數?有否可能存在一個不同的宇宙,圓周除以直徑的周徑比不等於π?
但別的宇宙好像太遙遠,還是從自己的宇宙找線索比較實際。
以地球表面的球面幾何為例,赤道是個圓形,周長4千萬米1。赤道在球面幾何下的圓心是北極(或南極),是故半徑為1千萬米2。兩者相除等如4,顯著小於2π。
由此可見,「徑1周π」是歐基里德幾何的特色。在球面幾何之類的非歐基里德幾何下,周徑比不見得是常數。而我們的世界充滿非歐基里德性,難怪π是數學常數,而非物理常數。
話雖如此,我們的宇宙,尤其是我們的生存環境,對歐基里德幾何好像有某種偏好。我們的心智和文化就是在歐基里德幾何下發展而來,所以常數π才會有特殊地位。可這種偏好從何而來?🤔
話分兩頭,常數π的成立必須建基於直線距離(直徑)及弧線長度(圓周)這兩個觀念。細想之下,這兩者並不理所當然。
當今直線距離的觀念是指歐基里德距離,又稱L²距離3。(係呀,又係歐基里德。)歐基里德距離對座標軸的方向沒有任何偏好,物理定律對所方向連續旋轉對稱,這樣圓形才能成立。可觀乎純粹數學世界,距離並不只有L²距離,何解我們的宇宙要偏好L²規度?
而弧線長度的現代觀念建基於微積分。整個圓形都是一條可微分曲線,圓弧上的每個微分線段的長度都是歐基里德距離,然後只要把所有微分線段積分起來,就得出圓周。
可為何我們人類會發展出用微積分介定弧線長度?始乎又是因為空間本身(最少在宏觀尺度下)是微分流形。為什麼空間是微分流形?
空間呈歐基里德幾何、L²距離、微分流形,三者似乎一脈相乘。為什麼我們的宇宙會是這樣,使得常數π在世上誕生?
定係技工搞錯哂,個問題唔應該咁問?歸根究底其實在於空間呈連續平移對稱及連續旋轉對稱?π其實是連續對稱的產物?但倒頭來還不是得問對稱從可而來?
呀~諗唔明~😫
最後結論:技工一介喱民,文史哲不通,數理半桶水,都係乖乖地落街買件pie應節算數。
PS:技工今日中午向工友訴說這一系列疑問。He speculated, and I paraphrased:人擇原理4?
其實比較接近40,075公里。
大約10,002公里。
又名畢氏距離,因為畢氏定理。