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内容地图页面, 分为 数学 物理 两大主题

数学

群论

群论 (Group Theory) - 终极速成-物理系零基础火箭级-notes 信息密度好大, 先不管证明, 先囫囵吞过去, 此为总目录

直观理解 不涉及公式的

如何直观地理解群论?马同学 的回答 马同学, 这篇讲怎么表示 "对称", 可以在了解概念后, 当作普及讲解

如何直观地理解群论? > 这个问题里的回答质量很高,很适合初学者阅读,以获得对群论的直观了解

从中找到了 如何直观地理解群论?PeiLingX 的回答 以及顺着发现了 【请收藏】我的科普文目录与链接 - 知乎 没写完, 许多文章只有标题, 有个 "系列:用几何视角学相对论"
Meet in Maths 专栏简介与群表示论 简介是代数 & 几何 & 分析 & 概率 + 计算机基础
第一个小标题是 "商群 - 群的所有1次不可约复表示" 好家伙
写的很早, 赞同数不高
没早看到这篇呢

李群

考虑分类到物理章节

教材

Quantum Theory of Many Particle Systems 李新征 Home--Teaching
被树推荐, 被好多人推荐

该软件的作者还写了一本配套的群论科普书(Visual Group Theory),中文版为:“内森.卡特《群论彩图版》(郭小强 罗翠玲 译,机械工业出版社)”

域论

-- 一些笔记存储到 Code 仓库

伽罗瓦理论之美-知乎 这篇比较有条理, 从定义什么是抽象操作, 群, 域开始, 一直讲到伽罗瓦想解决的最初的问题, 一元五次方程为什么不是"根式可解"
有限域计算简述-知乎 以 GF(2^2) GF(2^4) 为例, 讲了本原多项式的取模运算

取模运算本质是减法,因为要的结果是最终的余数,文中写成加法是因为对二进制运算来说加和减一个意思

交换群、域和有序域 有大量的示例和证明, 这篇不关注有限域

RAID 算法

Erasure-Code-EC纠删码原理_shelldon的专栏 RS码的编码解码图示, 还讲了 GF(2^w) 域上的元素怎么映射为 GF(2) 的二进制矩阵

微积分

变分法 #todo 这部分要不分类到物理吧

以下几篇也在物理章节

MISC

如何直观感受葛立恒数? "这些大数大多是一些数学问题的解,比如葛立恒数来源于拉姆齐理论的问题,TREE(3)和SSCG(3)则来源于图论的问题"

数学家能找到定理之间的相似之处,优秀的数学家能看到证明之间的相似之处,卓越的数学家能察觉到数学理论之间的相似之处。而最顶级的数学家能俯瞰这些相似之处之间的相似之处。
「同构」是一种「态射(morphism)」 ... 在两个不同的数学结构之间,我们都可以去寻求某种抽象的方式,使得它可以保持某种数学结构,这就是在寻求「相似之处的相似之处」

论科学哲学的鸟用 提到大量问答链接, 应追踪
复数的物理意义是什么? 旋转, 恰好运用在电磁学中

考虑单独分类到计算理论

物理

历史

如何理解杨振宁的科学成就?人类群星闪耀时 整理了几千年来人们对宇宙的认知演化, 从哥白尼时代开始, 最后写到杨-米尔斯理论
物理科普书 彭罗斯 通向实在之路 "从构建欧几里得几何和自然数开始,一路构建到现代的拓扑学和抽象代数"

[file: 费恩曼物理学讲义](es:费恩曼物理学讲义 新千年版)
file: 第一推动丛书 复杂复杂的引擎皇帝新脑逻辑的引擎数学的意义未来50年真理与美

唯象理论(phenomenology),是物理学中解释物理现象时,不用其内在原因,而是用概括试验事实而得到的物理规律。唯象理论是试验现象的概括和提炼,但仍无法用已有的科学理论体系作出解释。即“知其然而不知其所以然”(知道事情的结果,却不知道造成结果的原因)。唯象理论对物理现象有描述与预言功能,但没有解释功能。最典型的例子如开普勒三定律,就是对天文观测到的行星运动现象的总结。实际上支配开普勒三定律的内在机制是牛顿的万有引力定律。进一步层次,牛顿的万有引力定律也是唯象的,需要用广义相对论去解释。若推广到量子层面,即量子引力理论,则为一个物理学家尚未解决的问题。

杨振宁把物理学研究分为三个阶段:试验、唯象理论、理论架构。

数学与物理桥梁下的鸟瞰 卡拉比-丘流形 Gromov-Witten不变量 魔群月光猜想

分析力学

变分法 是处理泛函的数学领域,和处理函数的普通微积分相对。譬如,这样的泛函可以通过未知函数的积分和它的导数来构造。变分法最终寻求的是极值函数:它们使得泛函取得极大或极小值。有些曲线上的经典问题采用这种形式表达:一个例子是最速降线,在重力作用下一个粒子沿着该路径可以在最短时间从点A到达不直接在它底下的一点B。在所有从A到B的曲线中必须极小化代表下降时间的表达式。

变分法的关键定理是欧拉-拉格朗日方程。它对应于泛函的临界点。在寻找函数的极大和极小值时,在一个解附近的微小变化的分析给出一阶的一个近似。它不能分辨是找到了最大值或者最小值(或者都不是)。

变分法在理论物理中非常重要:在拉格朗日力学中,以及在最小作用量原理在量子力学的应用中。变分法提供了有限元方法的数学基础,它是求解边界值问题的强力工具。它们也在材料学中研究材料平衡中大量使用。而在纯数学中的例子有,黎曼在调和函数中使用狄利克雷原理。

同样的材料可以出现在不同的标题中,例如希尔伯特空间技术,莫尔斯理论,或者辛几何。变分一词用于所有极值泛函问题。微分几何中的测地线的研究是很显然的变分性质的领域。极小曲面(肥皂泡)上也有很多研究工作,称为普拉托问题。

分析力学 是理论力学的一个分支,是对经典力学的高度数学化的表达。可以认为1788年拉格朗日发表的奠基之作《分析力学(Mécanique analytique)》是此分支的开始。

经典力学最初的表达形式由牛顿给出,大量运用几何方法和矢量作为研究工具,因此它又被称为矢量力学(有时也叫“牛顿力学”)。拉格朗日、哈密顿、雅可比等人使用广义坐标和变分法,建立了一套同矢量力学等效的力学表述方法。同矢量力学相比,分析力学的表述方法具有更大的普遍性。很多在矢量力学中极为复杂的问题,运用分析力学可以较为简便的解决。分析力学的方法可以推广到量子力学系统和复杂动力学系统中,在量子力学和非线性动力学中都有重要应用。

分析力学又分为拉格朗日力学哈密顿力学。前者以拉格朗日量刻画力学系统,运动方程称为拉格朗日方程,后者以哈密顿量刻画力学系统,运动方程为哈密顿方程。

什么是「哈密顿力学」? 无公式, 讲 哈密顿力学表述 相对于 牛顿定律表述 的优越性

拉格朗日力学(英语:Lagrangian mechanics)是分析力学中的一种,于1788年由约瑟夫·拉格朗日所创立。拉格朗日力学是对经典力学的一种的新的理论表述,着重于数学解析的方法,并运用最小作用量原理,是分析力学的重要组成部分。

经典力学最初的表述形式由牛顿建立,它着重于分析位移,速度,加速度,力等矢量间的关系,又称为矢量力学。拉格朗日引入了广义坐标的概念,又运用达朗贝尔原理,求得与牛顿第二定律等价的拉格朗日方程拉格朗日方程具有更普遍的意义,适用范围更广泛。

变分法?

牛顿力学的基本思想是什么? 寿公写的, 很有意思
最小作用量原理、莫培督原理、哈密顿原理、变分原理分别是什么? 从啥是斜率讲起, 求导 => 复合求导 => 积分 => 牛顿——莱布尼茨公式 => 泛函 => ... 讲到哈密顿原理和拉氏量, 最后讲到利用哈密顿方程推牛顿三定律? 这个跨度融在一篇里, 是好主意吗?
整理拉格朗日力学的主线 专栏里名为 从零学分析力学(拉格朗日力学篇) 作者只写了这一篇
从零学分析力学(拉格朗日力学篇) 原先存档, 未仔细读, 找找划线, 公式纠错参考

最小作用量原理与物理之美 by physixfan 作者高中时写的

此文为我高中所写,其实这个主题只要是在大学物理专业修过理论力学课程之后就可以掌握。基于本文在网上还是有一定影响力,在此对排 版上做一些改进,以变得更加美观... 个人网站:宇宙的心弦

粒子物理标准模型与爱因斯坦场方程 不是科普介绍, 但恰好写到了一些拉氏量

粒子物理

宇称不守恒到底说了啥?杨振宁和李政道的发现究竟有多大意义? 对宇称不守恒和θ和τ粒子的衰变之谜的简介
  1. 物质是由不可分割的原子组成的
  2. 原子是由电子、质子和中子组成的
  3. 原子的电子轨道是量子化的
  4. 原子是可以被量子数描述的
  5. 物质是一种波
  6. 我们的自然界存在反物质
  7. 基本粒子不只是有电子、质子和中子
  8. 基本粒子不满足C对称、P对称和T对称
  9. 粒子是量子场组成的
  10. 基本粒子是由弦组成的

量子物理

给自己闺女写科普的 贾明子 有两个专栏

量子纠缠、定域现实、自由意志 先介绍爱因斯坦和玻尔对量子现象的不同理解, 爱因斯坦抛出 EPR 佯谬思想实验, 之后介绍了贝尔实验
贝尔是支持爱因斯坦的, 认同隐变量理论, 于是提出贝尔不等式, 但实验结果违反了他的不等式, 说明玻尔的理解是正确的
严谨的贝尔实验, 还需要让观测者以自由意志选择观察哪个方向的自旋, 叫 "大贝尔实验"

贝尔不等式

贝尔不等式究竟是在阐述什么问题? 另一篇解释贝尔不等式意义的文章

叠加态: 一个粒子的属性 (自旋, 偏振方向, ...) 仅在测量后才能确定, 在测量前是叠加在一起的

纠缠态: 同来源的两个粒子去测量某个属性, 它们的测量结果一定相反 (否则违背能量守恒)

当测量粒子的 位置/自旋方向/偏振方向... 时, 必然要用某种手段跟粒子交互, 但这就干扰了被测粒子本身的状态, 于是我们无法得知在测量前的粒子状态

由同一来源制造出一对粒子, 必定具有相反的属性 (如两个粒子分别是向上向下自旋), 这意味测量其中一个, 那另一个粒子的状态也随之确定了

以上是物理学家公认的事实, 但是对于怎么理解这些现象, 有两种派别:

爱因斯坦的观点:

  • 即使在测量前, 粒子也应该具有确定的自旋方向
  • 对于纠缠的两个粒子, 也是自从分裂的那一刻起, 就已经确定好了谁向上谁向下自旋
  • 只是我们受限于科学水平, 尚不知道是什么因素决定了粒子自旋, 这些不为人知的因素叫做 "隐变量"
  • 光速是信息传递上限, 粒子之间不该有超光速的通信手段

玻尔的观点:

  • 在测量前, 粒子不具有确定的自旋方向, 即状态是 "叠加" 的
  • 在测量前讨论粒子的属性无意义
  • 测量过程会迫使粒子 "坍缩" 到确定的向上或向下自旋
  • 一对纠缠的粒子, 如果测量其中一个, 除了会迫使该粒子坍缩到确定状态, 还会迫使另一个粒子坍缩到相反的确定状态, 且这是瞬间完成的, 即使这俩粒子已经相距数光年之远

贝尔的贡献是, 设计出了实验, 用来判断到底谁说得对

贝尔初衷是想支持隐变量理论, 觉得实验结果一定会遵守他的贝尔不等式,

但是这些年人们反复做了许多次实验, 发现贝尔不等式都被违反了, 这说明爱因斯坦错了, 玻尔的理论是正确的

今年诺奖就是颁给三个不断完善贝尔实验, 弥补实验漏洞的物理学家

EPR佯谬

什么是测量?

Quantum computing for the very curious 项目
"呈现在一种新的助记媒介中,几乎可以毫不费力地记住你读过的内容"
是个实验性的网页教程
中间隔三岔五有提问题, 按照遗忘曲线, 定期重复问

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法语频道,创建于2014年,致力于物理可视化 "重温了ScienceClic的量子场论科普,我觉得大家看那个就足够了" "暴涨理论那期真的很棒"