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矢积是什么?
薛定谔的月亮
数学与通识
2021-06-24
“两个矢量各自的模长与其夹角正弦之积叫做矢积,可以用三阶行列式表示。
矢积最初源于用三角形三个顶点的坐标表示其面积,引入了矢积之后便十分简单。
因此最初的矢积是一个标量,然而此后物理学的一些发展,如角动量定律的发现,倾向于将矢积表示为矢量……”自与母体分离后,阿扁的记忆便遗传了这些。
时间,让阿扁从孩童成长为科学家,矢积却一直困惑着他:
矢积究竟有没有方向?
如果没有,许多数理定律便不再普适;
如果有,那这个方向在哪?
直观上,这个新的矢量无论指向哪里都不合理……
一天,阿扁突发奇想:
为之引入一个新的维度?
说干就干。
阿扁重新审视用来做矢积运算的三阶行列式,看到了第一行的三个单位元。
当它们都为标量时,求三角形的面积是最完美的,结果的一半便是;
在某些实际应用之处,也很完备。
接着,他修改这三个单位元为矢量。
前两个倒是好写,就是他们世界两个维度分别的单位元,而第三个——就是阿扁引入的新维度的单位元!
这样一来,从行列式的结果上看,世界中所有不共线矢量的矢积都是朝着这个新的维度的。
借助此,阿扁投入了新的运算之中。
他不知在公开的历史之外,是否有人做过类似的尝试,但是现在,他从中找到了乐趣,能隐于市的乐趣。
终于,凭借前半生的经验,阿扁看到了曙光:
一切数理规律在这第三维的介入下显得完美了。
这时,一个念头一闪而过:
会不会这个世界,原本就是三维的?
这样才美啊。
阿扁追求美。
他去了科学院,找到了学识渊博的老院长,将这一思想兴致勃勃地传达给了后者。
老院长沉稳地听着,想到了什么,带阿扁来到了保密室,取出一张图放在了阿扁的跟前。
阿扁努力地看着。
图上有三个箭头:
其中两个垂直,恰好构成他们世界的坐标系,然而……
这个平分第一、三象限的箭头是什么?
“这就是你引入的第三维了,”老院长说,“如你所想,世界本来是三维的,只因一次降维打击被二向化到我们现在的世界。
这类图形都是在二向化中能够维持其形态的幸存者,我们通过研究它们——当然只是浅显地研究——证实了这个猜想。
当然,为了维稳,这些都是尚未公开的机密,你既已知晓,就不必向你隐瞒……”
……
资料中尚存的还包括一篇日记:
“今天我们学习了用来判断矢积方向的右手定则。
矢积居然要通过第三维得到,这对于如果存在的二维生物是多么不可思议!
任意维度的世界中数学规律都是相同的,那么他们应该能通过矢积,认识到完全的宇宙是三维的,正如我们的科学家通过弦论,认为宇宙是十一维的一样……”
END
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