思维学网

每个人学习数学的经历,其实就是一部简缩版的数学史。
  ——玄易居士


登陆 注册

首页 文章 相册 资料 文集 留言


运算(讲座,已简单整理)
作者:玄易居士 发表时间:2019-03-08 09:32:36 更新时间:2019-03-08 09:38:46

【摘要】
【关键词】

【】【】【】【】【】

关于运算讲座
幻影思维学群(166302011)2013年2月5日晚7:00
本文版权属于玄易居士,思维学网siweixue.com,您可以自由转载、传播本文,但请勿用于任何商业目的,转载传播请保持文章的完整性。
关于思维科学体系初探,详文见思维学网站《哲学分析与幻影思维学》运算
玄易居士:
今天讲哲学分析与幻影思维学第一部分:运算
 
就是这一部分。
其实,这一部分是写的最晚的,大学完成整个体系之后,感觉缺点什么,所以就把这部分给补上了。
哲学分析与幻影思维学,看这个题目,就应该能感觉到,整个理论是分为两部分的,我当时是这样考虑的,有人说,一门科学成熟与否,就要看它的数学化程度怎么样,比如,物理学,用了大量的数学工具,所以,一般认为物理学,是成熟的科学体系。前段时间,在另外一个群,还有中医是不是科学的争论,还有关于社会科学是不是科学的争论,咱们这里不讨论中医和社会科学是不是科学,但是有一点可以肯定,如果中医能够像物理学那样使用丰富的数学工具来研究自己的理论,估计说中医不是科学人会少一些。所以我就把我的思维理论分成了两个系统:
一是哲学分析部分,是我为研究思维科学而创立的一个数学工具。
二是幻影思维学部分,是应用哲学分析这个数学工具来研究思维科学的。
哲学分析,这个名字虽然看起来像是哲学什么的,其实,并非哲学,而是数学。是一个数学工具,是用来研究思维科学的数学工具,哲学分析的核心概念是“运算”。
对于运算,大家肯定很熟悉,从为上学的时候,就开始学习数数,学习简单的加法减法
有些人甚至上小学之前,还会简单的乘法除法,在数学中,除了加减乘除四则运算,还有乘方、开方、对数等运算,这些都是狭义的运算。
在近世代数中,运算的概念被进一步拓展,比如,研究对象的移动、旋转、变换等,都视为运算,而且还出现了抽象的运算,群理论,在群理论中,我们可以任意定义我们的研究对象和运算法则。在哲学分析中,我运用公理化的思想,给哲学分析的运算做了一个形式化得定义,具体定义如下:
    如果a形如r(a)╫→ b ,则称a为一个运算。a,b为元,a为运算元,b为结果元,r为运算法则,╫→为运算标志符号。
公理化,形式化,这里运用了这么两个思想,在运算中,运算法则、元、甚至运算标识符号,都是可以被代换的,r(a)╫→ b是一个运算,r(c)╫→ b,也是一个运算。甚至   屠宰场(猪)╫→ 排骨   ,也是一个运算。
晴:
那f(x)□→y呢
玄易居士:
也是运算,只要满足这个形式,就算是一个运算的,这就是形式化的思想。
根据这里运算的定义,就会出现许许多多我们意想不到的运算,但是,并非所有的运算都有研究意义,所以,我们只需要研究那些最基本的,具有代表性的运算。比如,数学中的四则运算,就是最基本的运算。在物理学中,物体有着复杂的运动形式,比如,一片树叶,从树枝上飘零落下,但是,我们不会去研究每一片树叶的运动轨迹。在中学物理中,只会研究最简单的运动,比如匀速直线运动、匀加速直线运动,更复杂点的,抛物运动,圆周运动
虽然我们研究的运动形式有限,但是这也不妨碍树叶从树枝上落下,也是一种运动,只是,其规律性不怎么好研究而已。这里是类比的方法说明运算的复杂性,所谓运算,就是一个形式。
琉璃:
大概理解意思\'就是带入进去 
玄易居士:
r(a)╫→ b ,任何东西,只要能写成这个形式,就算是一个运算。举个例子,比如 r,我们用“杀猪”代替,a我们用“猪”代替,b我们用“猪肉”代替,那么
杀猪(猪)|->猪肉,就是一个运算。
晴19:41:03
      猪(杀猪)|->猪肉,是不
玄易居士19:43:47
也算是
缘分:
医院(病人)|->健康的人,是不?
玄易居士:
是,只要能写成这个形式,就是,这是形式化得思想。
空山:
|->这个符号能再说明一下么
玄易居士:
这个符号,也是可以用别的符号代替的代替的,比如,数学中常用的  = 号,就可以代替这个符号,我是为了和普通运算想区别,才使用了这个不常用的符号。要是使用 = 号的话,容易与数学中的 = 号相混淆,其实俺个人喜好,使用>>>,或者<<<都可以的。爱用什么用什么,很随便,这是形式的可代替性,数学中的代换,就是这样的。可以用x做未知数,用y也行。
空山:
哦,明白了,稍微统一下也好吧
缘分:
可是不一定,就像进了医院的病人也不一定看好病呀
玄易居士:
用“天”“地”“人”做未知数也没什么问题,就是天地人写起来不如xyz方便而已,看不好的话,那就是:医院(病人)|->病人,
死了人的话,那就是:医院(病人)|->死人,
被解剖了的话,那就是:医院(病人)|->残骸,
缘分:
呵呵,那岂不是太随意了,没有什么规律呀
玄易居士:
虽然运算很多,但是值得研究的运算是很少的,刚才还举了物理中运动的例子,物体的运动尤其是人和动物的运动太随便了,但是,无论怎么随便,人和动物的运动终究还是运动
只不过我们研究的很少罢了。
琉璃:
只是一个代替符号而已,很对,呵呵。
玄易居士:
定义了什么是运算,下面进一步展开,引出二元运算、多远运算,还是个形式问题,如果(a)的形式是(a1,a2),那么我们的运算的形式就是r(a1,a2)╫→ b,r(a1,a2)╫→ b
这就是一个二元运算。同理,如果(a)的形式是(a1,a2,a3),那么这个运算就是三元运算,有了二元运算、多元运算,就可以进一步定义逆运算,对于运算  如果r(a)╫→ b成立,则s(b)╫→ a成立,那么s(b)╫→ a就是r(a)╫→ b的逆运算。
晴:
是不是和反函数类似?
玄易居士:
对于二元运算,如果r(a1,a2)╫→ b,则s(b,a2)╫→ a1,那么s(b,a2)╫→ a1就是r(a1,a2)╫→ b的逆运算,对,反函数也是逆运算的一个例子,大家可以试试,我们的加减乘除,也符合这个形式的,这里的定义,抽象度很高,单纯看定义或许不好理解,但是结合我们的数学中的运算,也可以理解的。同样,也可以定义三元、四元等多元运算的逆运算。对于n元运算r(a1,a2, a3,…,an)╫→b , ai与b互换位置得运算ri-(a1,a2, a3,…, b,…,an)╫→ ai称为r(a1,a2, a3,…,an)╫→ b的第i元逆运算,当i为1时,r1- (b,a2, a3,…,an)╫→a1称为第1元逆运算;当i为n时,rn- (a1,a2, a3,…, b)╫→an称为第n元逆运算。
需要注意的是,对于二元逆运算,第1元逆运算和第2元逆运算可能是同一个运算法则
但是更多的可能,第1元逆运算和第2元逆运算并不是是同一个运算法则,加法运算是一个二元运算,加法的第1元逆运算和第2元逆运算都是减法运算,乘法运算也是一个二元运算,乘法的第1元逆运算和第2元逆运算都是除法运算,这里第1元逆运算和第2元逆运算是同一个运算法则。
但是对于乘方运算,乘方的第1元逆运算和第2元逆运算分别是开方运算和对数运算,而开方运算和对数运算并非同一种运算法则,说完运算,就开始说说运算的性质
晴:
“但是对于乘方运算,乘方的第1元逆运算和第2元逆运算分别是开方运算和对数运算”这个可不可以举个例子
玄易居士:
嗯,比如,a的n次方=m,我们记作r(a,n)|->m,
晴:
那它里第一元逆运算和第二元逆运算呢
玄易居士:
那么它的第1元逆运算就是 s(m,n)|->a,这就是一个开方运算,知道指数和幂,求底数,这就是一个开方运算。第2元逆运算就是 t(a,m)|->n,知道底数、幂,求指数,就是一个对数运算,而开方运算和对数运算并不是同一种运算法则。
下面讲运算的性质,一般值得研究的运算性质是关于二元运算的,比如交换性、结合性、等幂性、积幂性、分配性等,交换性的例子就是加法交换律、乘法交换律,结合性的例子就是加法结合律、乘法结合律。
还有集合运算中的交、并运算,也满足结合性、交换性,函数复合运算只满足结合性,而不满足交换性,还有矩阵运算,也是只满足结合性,一般不满足交换性。
晴:
啥是矩阵运算?
玄易居士:
等你到了大学,学了高等代数,就明白了,一般工科院校会学习线性代数,在计算机3d游戏编程中,就会大量用到4阶矩阵运算,对于等幂性,例子就是集合运算中的交、并运算。
晴:
等幂性是啥意思?
玄易居士20:26:45
a并a = a,a并a并a并a  =a。无论多少个运算元去运算,其结果总是以不变应万变,就是等幂性。积幂性,就是说,运算结果,与参与运算的元的个数有关,比如,加法乘法运算就是积幂的。当然了,乘法和加法中,也有一些特殊的例子,比如,0,无论多少个 0 相加,结果还是  0 ,无论多少个0相乘,结果还是0,1,无论多少个1相乘,结果还是1,但是,个例,并不能说明加法运算和乘法运算是等幂的。
还有分配性,例子就是乘法对加法的分配率、乘方对乘法的分配率,结合数学中的例子,运算的性质还是很好理解的。
强调一点,针对群里的学生,我讲的这些,只能用来拓展你们的视野,用来开阔你们的思维,但是,在考试中,在正式场合,不要引用我讲的内容。因为,这是没经过权威验证的,也没经过官方承认的,但是,完全可以用来开阔你们的视野,开发思维能力。切忌啊,对学生很重要。
下面将函数,在哲学分析中,所谓函数,其实是运算的另外一种表现形式。
函数,本质上让然是运算,只是我们的侧重点不同,对于运算a:  r(a)╫→ b,如果我们重视的是  b 和 a 的对应关系,当a变化是,b也在相应的变化(也可能不变,但是,每一个a,都有一个b与之对应),如果我们侧重的是这种对应关系,那么,这个运算,就具备了函数的性质,就称这个运算时一个函数。
而反函数,就是考虑b变化时a的变化,  r(a)╫→ b的反函数就可以记作s(b)╫→a。跟逆运算的定义差不多了,所以,函数是一种运算,反函数是他的逆运算。
说完函数,在说下命题,在哲学分析中,命题也是运算的一种形式,但是,在命题中,我们关注的是  r(a)╫→ b 的成立性, 在运算r(a)╫→ b中a,就会b,或者简写一下a(a),用a(a)来代替 r(a)╫→ b ,我们就说a满足命题a(a)。
这个地方不好理解,如果学过数理逻辑的话,应该很少理解,下面就举个例子:
身高(人)|->这个人的身高,这个可以视为一个运算,比如,一个具体的人,叫大成吧,身高185cm,就可以写成:身高(大成)|->185cm。
在命题中,我们关注那些人身高185,我们用a(人)表示这个人身高185cm,那么a(大成),就是一个成立的命题。
如果身高(小成)|->175cm,那么a(小成)就不成立,也就是说,我们关注的一个a的可代替对象是否使得运算r(a)╫→ b成立的话,这时候,运算就是一个命题。
那下面在说说什么是关系,关系就是命题,是一种特殊的命题。如果命题中的a形式如(a1,a2),那这个命题,就算是a1,a2的关系,也就是说,二元的,就算是关系,关系就是命题,并没什么特殊意义。
晴20:56:07
三元的是不
玄易居士20:56:25
之所以定义关系,用关系来代替命题,是因为,在一些实际应用中,用关系更符合习惯
三元的不算关系,比如,数学中,1<2  ,这就是一个关系,其实,也是一个命题。
当然了,1<2<3  ,这也算大小关系,但是,在哲学分析中,就不算关系,算是关于1、2、3的命题。不过,看个人喜好,如果非要讲三元命题当成关系,也未尝不可,毕竟,我们也可以将2元的称谓2元关系,而将三元的称之为三元关系。甚至可以定义四元关系、五元关系,如果没有特殊说明,在哲学分析中,关系仅指二元关系,多元的,就不算了。
下面就是幻影思维学中的第一个定律:表示定律。
当然,或许有人疑问,能称作定律么?你知道什么是定律么?或许只能称之为假说。本文中说有所谓定律,都是作者自认为是定律的,如果严格的来讲,也可以称之为假说、设想,等等,随便可以给任何一个名字,但是在幻影思维学中,是承认这些定律的。
表示定律:思维中的任何事物可以用元表示,而事物的任何发展、变化、联系等性质特征可以用运算、函数、命题、关系来表示。
表示定律,是哲学分析用于思维科学研究的基础,刚才定义运算的时候,大家也发现了,运算的内容非常广泛的,这个定律是说,无论我们思维中的任何事物,都可以用元表示,而这些事物的发展变化等等一切,都可以用运算、函数、命题、关系来表示,这样的话,元及其运算、函数、命题、关系,就可以表示出我们的思维的一切内容。
而函数、命题、关系,则是运算的另外一种表现形式而已,其本质上依然是运算,这是哲学分析与幻影思维学的第一部分,也是我们今晚上所讲的全部内容。


©2008 - 2024 www.siweixue.com 鲁ICP备08003828号-1

鲁公网安备 37083002000065号