五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】负数,虚数与境界 -- 瘦形胖子

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家园 形象的解释虚数,请参看阿西莫夫的一篇科普妙文

他说他在学院里念书时,有位教社会学的教授把数学家归类到“神秘主义者”里面去,理由是“他们相信一些根本不存在的数”。阿西莫夫忍不住问:“什么数?”回答是:“虚数。比如说-1的平方根。小伙子,请给我拿出 -1平方根支粉笔来!”

虽然阿西莫夫当时靠着狡辩也没有吃亏,但是终究没有说服人,他自己在文章里写:“现在已经20年过去了,我觉得应该结束那场争论了……”

他具体怎么解释虚数,比较长,我就不录入了。但是给出他的一个比喻:

给所谓的“虚数”赋予真正的现实和具体的意义,这是世界上最简单不过的事。只要想象一条水平的直线与一条垂直的直线相交,把交点称为零点,现在就有了四条从零点出发的射线,共同构成一个直角,就可以把这些直线与四种数字等价起来。

向右的那条直线可以标注为正实数,向左的可以标注为负实数,这样水平线就是实数轴。同理,垂直线就可以作为虚数轴。

……

复数的实际意义何在呢?许多熟悉的度量都涉及到标量,它们只有大小之分,那就只需要正或负的实数就够了。

但是还存在着既有大小又有方向的矢量,比如速度、力、加速度等,那在数学处理中就必须用到复数了。

所以“拿出-1平方根支粉笔”是不可能的,因为那只是标量,只需要使用实数就行。

但是比如说如何从课堂走到校园某处,光用标量说“走200码”肯定不行,得说“向东北走200码”,用数学表示即为“走100√2 ̄+100√2 ̄ i 码”,与日常说法是等同的。

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