Vraag:
Wat is het "oneindige aantal curven" van Newman?
Doubt
2018-05-31 00:41:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

In The Idea of ​​a University van John Henry Newman (ca. 1850) schrijft hij dat ons in de wiskundige wetenschap wordt verteld over

... het bestaan ​​van een oneindig aantal curven, die in staat zijn een ruimte te verdelen, waarin geen rechte lijn, hoewel het lengte zonder breedte is, zelfs maar kan binnenkomen.

Hij gebruikt dit als een voorbeeld van een idee dat, hoewel het in strijd zou kunnen zijn met de intuïtie, niet onmiddellijk hoeft te worden afgewezen. Maar, in moderne termen, naar welk wiskundig concept verwijst Newman?

Helaas gebruiken veel filosofen wiskundige metaforen zonder te begrijpen waar ze het over hebben.
@AlexandreEremenko In dezelfde lezing zegt Newman: "Ik van mijn kant ... zou mijn hart openen, zo niet mijn intellect (want dat gaat mij te boven), voor de hele cirkel van waarheid." Hij geeft toe dat veel in de wetenschappen zijn begrip te boven gaat. Maar hierboven verwijst hij zeker naar een echt wiskundig concept waarover hij op een gegeven moment hoorde.
Klinkt als een ‘ruimtevullende curve’ die misschien pas later wiskundig is gedefinieerd.
Zelfs nadat ik het in context heb gelezen, [The Idea of ​​a University, p.464] (https://archive.org/details/ideaauniversity03newmgoog), kan ik de zin nog steeds niet ontleden. Kunt u wat niet invoeren? De ruimte? Het "oneindige aantal curven" dat het verdeelt? Een rechte lijn kan geen enkele omslag van de ruimte "binnendringen" door niet-rechte lijnen, denk ik, maar dat is nauwelijks in strijd met de intuïtie. Is het gewoon dat de ruimte kan worden gebladerd door oneindig veel "lengtes zonder breedte"? Maar dat kan al met rechte lijnen.
Ik vermoed op basis van de timing (ca. 1850) dat hij zou hebben verwezen naar een constructie in de Bolyai-Lobatsjevskische / hyperbolische meetkunde of in de projectieve meetkunde.
Hij heeft het misschien over families van krommen uit differentiaalvergelijkingen, zoals de familie van alle cirkels met het middelpunt van de oorsprong, zijnde de oplossingen voor de differentiaalvergelijking $ yy '+ x = 0, $ en de familie van alle cirkels die raken aan $ x $ -as is de oplossing voor de differentiaalvergelijking $ [1 + (y ') ^ 2] ^ 3 = [1 + (y') ^ 2 + yy ''] ^ 2. $ Ook het onderwerp van [enveloppen en ingewikkelde] (https://www.google.com/search?tbs=cdr%3A1%2Ccd_min%3A1800%2Ccd_max%3A1899&tbm=bks&q=calculus+envelopes+involutes) kwam in de negentiende eeuw veel voor in calculusteksten.
Het komt me ook voor dat "rechte lijn" zou kunnen omvatten wat we nu een lijnstuk zouden noemen, dus het probleem is ongeveer dat het dicht gevuld is (of helemaal gevuld; het onderscheid was waarschijnlijk niet het onderscheid dat veel niet-wiskundigen toen maakten). Ik zou moeten kijken naar enkele van de 19e-eeuwse boeken die ik heb in calculus en analytische geometrie (meer dan 20 in hardback-gedrukte vorm; gemakkelijk meer dan 1000 als .pdf-bestanden) om een ​​idee te krijgen van hoe lijnsegmenten werden verwezen, iets wat ik niet doe ' ik heb er nu geen tijd voor. Overigens is de reden voor "recht" in deze zin dat "lijn" toen typisch betekende wat we nu "curve" zouden noemen.
Het was waarschijnlijk geen ruimtevullende kromme: 'de Peano-kromme is het eerste voorbeeld van een ruimtevullende kromme dat ontdekt werd, door Giuseppe Peano in 1890' https://en.wikipedia.org/wiki/Peano_curve, en het moeten sowieso oneindig veel bochten zijn. ontelbaar of ontelbaar veel? Was het onderscheid zelfs al bekend vóór het artikel van Cantor uit 1874? https://en.wikipedia.org/wiki/Georg_Cantor%27s_first_set_theory_articleHet lijkt moeilijk om alle ballen uit het complement van de curven te halen zonder aan bijv. concentrische cirkels met alle _rationale_ stralen. Dan ben ik weer terug bij kardinaliteiten die niet waren uitgevonden.
Een antwoord:
Bence Mélykúti
2018-06-10 20:02:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zoals anderen hebben opgemerkt, is het moeilijk om te weten wat hij bedoelde. Bedenk dat hij rapporteerde over iets dat hem was verteld dat hij op dat moment waarschijnlijk niet volledig had begrepen, of waarvan hij zich op het moment van schrijven slechts een onjuiste herinnering had.

Dit antwoord is de configuratie dat kwam bij me op omdat ik een kans had om degene te zijn die hij in gedachten had. (Als hij het niet in gedachten had maar er pas op een bepaald moment over was verteld, dan verwacht ik dat het voorbeeld gecompliceerder zal zijn dan het mijne.)

Wanneer Newman schrijft 'die in staat zijn een ruimte te verdelen', neem ik aan dat de ruimte het Euclidische vlak kan zijn; hij zou de ruimte hebben geschreven als hij de driedimensionale ruimte had bedoeld. Mijn gok is dan een hyperbolisch potlood van cirkels (de reeks blauwe cirkels in de tekening is hiervan een eindig voorbeeld): Apollonian_circles

De set blauwe cirkels, inclusief de verticale rechte lijn die ontbreekt in het midden van de tekening, bevat oneindig veel curven. Als je aftelbaar oneindig veel (of eindig veel) van hen kiest, inclusief de rechte lijn, zodat de afmetingen van de cirkels aan beide zijden onbegrensd zijn (wat ook betekent dat er een willekeurig nabij de rechte lijn op beide zijden), dan verdelen die lijnen het vlak ('deel een spatie') in vormen zodat geen van die vormen een rechte lijn bevat.

Addendum. Een eenvoudiger (maar equivalent, zoals we zullen zien) voorbeeld is een onbegrensde reeks concentrische cirkels en de concentrische annuli die erdoor worden gedefinieerd, bijv. met gelijke tussenruimte: $$ \ Big \ {\ {x \ in \ mathbb {R} ^ 2 \, | \, n< | x | <n + 1 \} \ \ Big | \ n \ in \ mathbb {N} \ Big \}. $$ Dit is projectief isomorf naar mijn eerste voorbeeld, omdat er een Möbius-transformatie is die de ene configuratie aan de andere toewijst. U kunt in kaart brengen

  • de twee brandpunten ( grenspunten) van het cirkelpotlood en het punt waar de verticale lijn het segment tussen de twee brandpunten snijdt

tot

  • het midden van de concentrische cirkels, respectievelijk naar $ \ infty $, en naar een willekeurig punt van een willekeurige cirkel van de set concentrische cirkels.

Vergelijk met dit:

Een familie van concentrische cirkels gecentreerd op een enkel brandpunt C vormt een speciaal geval van een hyperbolisch potlood, waarbij het andere brandpunt het punt op oneindig van de complexe projectieve lijn is. Het corresponderende elliptische potlood bestaat uit de familie rechte lijnen door C; deze moeten worden geïnterpreteerd als cirkels die allemaal door het punt op oneindig gaan. ( Potloden met cirkels, Wikipedia)

Ik ben een beetje in de war door je laatste alinea. Wilt u zeggen dat we, door slechts één blauwe cirkel ("eindig veel") te kiezen, het vlak in twee gebieden verdelen, die geen van beide een rechte lijn bevatten?
Je hebt gelijk, ik heb het bijgewerkt. Het werkt niet met eindig veel bochten: dan zou je aan elke kant een rechte (bijvoorbeeld verticale) lijn kunnen invoegen, ver van de blauwe cirkels. Bovendien zou je aan elke kant een andere kunnen tekenen, dicht bij de verticale lijn in het midden, parallel daaraan (tussen de verticale lijn in het midden en de cirkel die er het dichtst bij is).
Dit is pure speculatie over wat Newman zou kunnen hebben bedoeld. Kunnen we zeggen dat dit idee in 1850 bekend was?
Ik vind het onwaarschijnlijk dat "* hij * de spatie * zou hebben geschreven als hij de driedimensionale ruimte * had bedoeld". Misschien gewoon "* spatie *" zonder artikel.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 4.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...