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はてなキーワード: ユークリッドとは

2024-11-16

anond:20241116200304

お前さ、そんなことで悩んでる暇があったら、歴史ちょっと調べてみろって。Sid Meier's Civilization VI はただのゲームじゃねえ、文明進化のものなんだよ。

まず、これを理解するためには「文明とは何か?」を考えなきゃいけない。文明っていうのは、ただ技術文化が積み重なっていくものじゃない。それは国家歴史のものであり、経済政治戦争文化が絡み合って形成される複雑なシステムだってことだ。これを理解するには、少なくともアレクサンダー大王ナポレオン・ボナパルトみたいな歴史巨人たちがどんな選択をして、どういう結果を生んだのかを知る必要がある。

例えば、ナポレオンなんて「戦争を制する者は国家を制する」って信じて、無謀とも言える戦争を繰り返したけど、結果的ヨーロッパ地図を一変させた。文明 VI の中での選択も、まさにこのような形で現実歴史再現するわけだよ。

そして、「何をどうすれば楽しいか」がわからないって言ってるけど、これはちょっと甘いな。そもそもゲームを「楽しむ」っていうのは、ただ「勝つ」ことだけじゃないんだよ。**「挑戦」があって、「失敗から学ぶ」**過程にこそ面白さがあるんだ。それこそが、古代ローマガイウス・ユリウス・カエサル言葉にある「勝者はすべてを支配する」じゃなくて、「失敗からこそ学べ」って考えに繋がってくる。

「ハマる要素が見えない」?それはお前が「成長」って概念理解していないからだよ。文明 VI は、最初はどうしても戸惑うかもしれない。でも、まるでアルキメデスが「ユークリッド定理」に気づいた瞬間みたいに、ゲームの中での小さな発見が積み重なることで、あなた視野が広がるんだ。その瞬間が「ハマる」ってことなんだ。

まらないって言ってる時点でお前はまだ、文明の「生み出し方」「育て方」ってものを分かっていない。それはまるでアトランティス遺跡に足を踏み入れたような感覚だぞ。最初は何も見えないけど、じっくり掘り下げていけば、必ずその奥に隠された壮大なものが見えてくる。そこで「やっと面白い!」って思えるわけだ。

お前に足りないのは、忍耐力と好奇心だな。時間をかけて、あれこれ試行錯誤しながらプレイしてみろ。最初から答えを求めすぎるな。歴史的にも、アリストテレスデカルトのような偉人たちだって最初から全てを理解していたわけじゃない。時間をかけて、失敗しながら、少しずつ「真理」にたどり着いたんだ。

からちょっと調べてみろ、ちょっと考えてみろ。これが「文明」ってもの本質だ。

2024-10-29

RSA暗号数学的背景

RSA暗号は、代数的構造特に合同算術および整数環における準同型写像を用いた公開鍵暗号である

RSA安全性は、環の自己同型写像の一方向性と、有限生成群の元の分解が困難であることに基づいている。

この暗号方式整数環 Z/NZ(N = p・q)上の準同型写像の一方向性活用する。

1. 鍵生成における数論的準備

まず、RSAにおける鍵生成は、代数的に以下のように構築される:

1. 整数環の構成

互いに素な大きな素数 p および q を選び、合成数 N = p・q を作成する。

これにより、商環 Z/NZ定義される。ここで、N はRSAにおける「モジュラス」として機能する。

この商環は、全体として単位的な環であり、RSA暗号計算基盤となる。

2. オイラートーシェント関数

オイラートーシェント関数 φ(N) を次のように計算する:

φ(N) = (p - 1)(q - 1)

これは環 Z/NZ の単数群 (Z/NZ)* の位数を表し、RSA準同型構造における指数計算に用いられる。

3. 群の生成元と公開指数 e の選定:

単数群 (Z/NZ)* は、φ(N) を位数とする巡回群であり、一般に生成元 g ∈ (Z/NZ)* を持つ。

RSAでは、この群の生成元から得られる公開指数 e は、φ(N) と互いに素な整数として選ばれる。公開指数 e はRSAの「公開鍵指数」となる。

4. 秘密指数 d の計算

次に、以下の合同式を満たす整数 d を求める。

e・d ≡ 1 (mod φ(N))

これは、e に対する逆元 d の存在保証し、秘密指数として機能する。ここで d はユークリッド互除法により効率的に求められる。

 

以上により、公開鍵 (N, e) と秘密鍵 (N, d) が生成される。これらの鍵は、合同算術と商環上の準同型写像によって定義される。

2. RSA暗号暗号化と復号の代数的構造

RSA暗号は、モジュラー演算によるべき乗写像使用した暗号化および復号過程である。この操作は、(Z/NZ)* 上の自己同型写像に基づいている。

任意メッセージ M ∈ Z/NZ に対し、公開鍵 (N, e) を用いて次の準同型写像作用させる:

C = σ(M) = M^e (mod N)

ここで σ: M → M^e は (Z/NZ)* の自己同型写像として作用し、得られた C は暗号文となる。

この写像はモジュラ指数写像として同型写像であるが、一方向的であるため暗号化に適している。

暗号文 C を受け取った受信者は、秘密指数 d を用いて復号を行う。具体的には次のように計算する:

M = C^d (mod N) = (M^e)^d (mod N) = M^(e・d) (mod N)

ここで e・d ≡ 1 (mod φ(N)) であるため、e・d = kφ(N) + 1(整数 k)と表すことができ、したがって

M^(e・d) = M^(kφ(N) + 1) = (M^(φ(N)))^k・M ≡ 1^k・M ≡ M (mod N)

により、元のメッセージ M を復元することができる。ここでオイラーの定理に基づき、(M^(φ(N))) ≡ 1 (mod N) が成り立つため、この復号化が成立する。

3. RSA暗号抽象代数的な安全性評価

RSA暗号安全性は、以下の代数的な構造依存する。

1. 合成数環の分解問題

RSA暗号は、Z/NZ構成において N = p・q の因数分解が困難であることを仮定する。

合成数 N の素因数分解問題は、現在計算アルゴリズムにおいて指数時間に近い計算量が必要であり、代数的には解読が非常に難しい問題であるとされる。

2. 一方向性関数特性

RSA暗号における暗号化は群の自己同型写像によって構成されるが、逆写像を求めることは一般に困難である

これはRSAの一方向性保証し、現実的に解読不可能構造形成している。

RSA暗号の解読は逆写像としてのべき乗の逆操作計算することに相当し、これを効率的解決する手段存在しないことが安全性根拠となる。

3. 合同条件の準同型

RSA暗号構造は合同算術に基づく準同型性を有し、M → M^e (mod N) というモジュラ指数写像によりメッセージ空間上の一対一対応を実現する。

この準同型性により計算効率保証されつつも一方向性を持ち、安全暗号化が可能である

  

以上より、RSA暗号は合同算術準同型写像、群の生成元と逆元の難解さに基づく暗号であり計算理論抽象代数からその安全性保証されている。

RSA暗号の解読可能性は準同型写像の逆像を効率的に求める方法存在しないことに基づいており数学的にはこの逆像問題の困難性がRSA安全性を支えているといえる。

2024-09-27

[]

個人生活においてはほとんどの人々は十分に現実的である

一週間の生活費を計算する時には二足す二は必ず四になる。

一方で政治はある種の亜原子か非ユークリッド世界であり、

そこでは実に容易に部分が全体よりも大きくなったり、ふたつの物体が同時に同じ位置を占めたりする。

従って私が先に記録したような矛盾不条理は全て最終的には政治意見という隠れた信念に由来しているのだ。

一週間の生活費と違って堅固な現実によって試されずにすんでいる政治意見に。

目の前にあるもの ジョージ・オーウェル

https://open-shelf.appspot.com/InFrontOfYourNose/chapter1.html

2024-09-15

街コンでは幾何学の話をしている(モテ男バージョン)

街コンに行くと、いつも何を話すべきか迷う。

人が集まる場だし、みんな軽い話題で盛り上がってるんだろうけど、俺はいつも違う。

俺には誇りがあるからもっと深い話をしたいんだ。

今回も例に漏れず、気付けば幾何学の話をしていた。

あなたのお顔は本当にお美しいですね」と最初に口火を切る。

女性たちは不思議そうな顔をしていたけど、そんなのはお構いなしだ。

だって、これは美の根本に関わる話なんだから。誰でも分かるだろう。いや、分からなきゃおかしい。

「たとえば、ピタゴラスの定理。a² + b² = c² なんて、中学生でも知ってるでしょ?でも、あの定理が持つ幾何学的な美しさ、理解してます?ただの数式じゃないんですよ、これは宇宙の秩序そのもの象徴してるんです。直角三角形の辺の比が、どうしてあんなに完璧に収まるのか、その背後にあるシンメトリーバランス、これはただの計算じゃ説明できないんです。幾何学は、自然界に隠された美を可視化する手段なんです。あなたの顔のすべてのパーツはそれを示していますもしかして気づきになっていませんか?」

女性たちは相変わらずポカンとしていたが、そんなことは全く気にしない。

俺の言葉は少しも止まらない。

「それに、円と黄金比ですよ。黄金比の美しさって聞いたことありますよね? φ(ファイ)という無理数、1:1.618...っていうあの比率は、自然界でも至るところに現れるんです。貝殻の螺旋や、ヒマワリの種の配置、果てはギリシャパルテノン神殿まで。これらすべてが、幾何学的な美しさの証明なんですよ。建築家芸術家たちは、何千年も前からこの黄金比魅せられてきたんです。それが美の基準なんです。たとえば、あなたが好きな絵画も、おそらく黄金比に従って構図が決まっているはずですよ。あなたのお顔もまさにそのとおりで、僕はあなた数学的に美しいことを証明できます。」

ここまで来ると、女性の一人が「えぇ〜?本当ですかぁ〜?」と、曖昧な笑みを浮かべているのが目に入る。

だが、その目に理解の色はない。いや、むしろ遠ざかっているかもしれない。

それでも俺は一歩も引かない。だって幾何学は俺の人生のものなのだから

俺な自分人生否定しない。

「次はもっと複雑な話をしましょうか?ユークリッドの『原論』はご存知ですか?あれは古代ギリシャで書かれた数学書で、数千年の間、数学の基礎として使われてきたんです。『原論』の最初定義は、点は幅を持たないもの、線は幅を持たず長さを持つもの。これをもとに、無限に広がる空間の中で幾何学的な図形を描くんです。そして、その空間の中に、あらゆる美が存在するんです。アポロニウスの円錐曲線における楕円の美しさなんか、誰でも感動するはずです。見てください!ほらあなたの腕はアポロニウスと言えるし、あなたの全身は原論誕生にすら資するべき存在と言えるでしょう」

俺の幾何学講義は終わらない。

彼女たちは完全に引いていたが、そんなことはもう気にしない。

これが俺の誇りであり、俺の魅力なのだから

「俺にとって幾何学は、ただの学問じゃないんです。これは美を追求する哲学であり、生き方なんです。人々がモナ・リザアフロディーテ像に美を見出すように、俺はピタゴラスユークリッドにその美を見出しているんです」

幾何学の美しさを語り終えた頃、ようやくふと我に返り、周囲の反応を確認してみた。

すると、女性陣の顔には一種沈黙が漂っていた。

皆、頬に赤みを浮かべているが、目は明らかに遠く、何か別の世界意識飛ばしいるかのようだった。

ひとりは下半身をチラッと確認し、もうひとりは、首元の鎖骨の付け根あたりをいじっている。

こちらを見ている女性もいたが、彼女の表情はどう見ても「本当にこの人何を言っているの…」という困惑のものだった。

「ええ、そうですね……幾何学って、すごいですね……」と、一人がようやく口を開いたが、その声には熱意も、理解も、ましてや感銘など微塵も感じられない。

表面的に場を繋ごうとするその言葉は、俺が夢中で語っていた美の真髄が、まるで真空の中に吸い込まれたかのように、何も響いていないのをはっきりと感じさせた。

もう一人が、さら微妙な笑みを浮かべ、「あ、そうなんですか……それで、その定理って、なんでしたっけ……?」と、曖昧質問してくる。

しかし、それは好奇心ではなく、ただ適当に話を引き延ばすための、無理やりな興味に過ぎないことは明白だった。

俺はその瞬間、すべてを理解した。

ああ、やっぱりこうなるのか、と。彼女たちの心を動かすことは簡単でも、幾何学的美しさを彼女たちに理解してもらうことはできないんだと。

俺の語るピタゴラスの定理も、黄金比神秘も、彼女たちにとってはただの退屈な講義に過ぎない。

彼女たちは、たぶん俺の年収や、俺の背景、俺の地位の話を楽しみにしていたのだろう。それが街コンで求められる「会話」なのだ

「まあ、こういう話、ちょっと難しいですかね……」と自分から話を切り上げるが、内心、虚しさと諦念がこみ上げてくる。

俺は分かっているんだ。結局、幾何学の美を理解できる人間は、ここにはいない。

俺の知識哲学は、街コンの場にはそぐわないのだ。

諦めが胸に染み渡り、俺はふと目の前のグラスを手に取る。

冷たい水が喉を通り、ほんの一瞬だけ現実感を取り戻すが、同時に心の中でつぶやいた。

俺は幾何学を愛している。それだけで十分だ。理解されなくてもいい。これが俺の誇りなのだから

女性たちがどれだけ俺に興味を持ったかなんて、もうどうでもよかった。

最終的に、女性たちがどれだけ幾何学に興味を持ったかは知らない。

だが、俺の中では確信がある。

幾何学こそが、真の美であり、それを理解しない者は本当の美を知らないのだと。

彼女たちには理解できない美が、俺の中にある。それだけで、俺は満たされているんだ。

俺は腰を振りながらそう思った。

2024-09-13

街コンでは幾何学の話をしている

街コンに行くと、いつも何を話すべきか迷う。

人が集まる場だし、みんな軽い話題で盛り上がってるんだろうけど、俺はいつも違う。

俺には誇りがあるからもっと深い話をしたいんだ。

今回も例に漏れず、気付けば幾何学の話をしていた。

幾何学って、本当に美しいですよね」と、最初に口火を切る。

女性たちは不思議そうな顔をしていたけど、そんなのはお構いなしだ。

だって、これは美の根本に関わる話なんだから。誰でも分かるだろう。いや、分からなきゃおかしい。

「たとえば、ピタゴラスの定理。a² + b² = c² なんて、中学生でも知ってるでしょ?でも、あの定理が持つ幾何学的な美しさ、理解してます?ただの数式じゃないんですよ、これは宇宙の秩序そのもの象徴してるんです。直角三角形の辺の比が、どうしてあんなに完璧に収まるのか、その背後にあるシンメトリーバランス、これはただの計算じゃ説明できないんです。幾何学は、自然界に隠された美を可視化する手段なんです」

女性たちは相変わらずポカンとしていたが、そんなことは全く気にしない。

俺の言葉は少しも止まらない。

「それに、円と黄金比ですよ。黄金比の美しさって聞いたことありますよね? φ(ファイ)という無理数、1:1.618...っていうあの比率は、自然界でも至るところに現れるんです。貝殻の螺旋や、ヒマワリの種の配置、果てはギリシャパルテノン神殿まで。これらすべてが、幾何学的な美しさの証明なんですよ。建築家芸術家たちは、何千年も前からこの黄金比魅せられてきたんです。それが美の基準なんです。たとえば、あなたが好きな絵画も、おそらく黄金比に従って構図が決まっているはずですよ」

ここまで来ると、女性の一人が「へぇ〜、すごいですね…」と、曖昧な笑みを浮かべているのが目に入る。

だが、その目に理解の色はない。いや、むしろ遠ざかっているかもしれない。

それでも俺は一歩も引かない。だって幾何学は俺の人生のものなのだから

俺な自分人生否定しない。

「次はもっと複雑な話をしましょうか?ユークリッドの『原論』はご存知ですか?あれは古代ギリシャで書かれた数学書で、数千年の間、数学の基礎として使われてきたんです。『原論』の最初定義は、点は幅を持たないもの、線は幅を持たず長さを持つもの。これをもとに、無限に広がる空間の中で幾何学的な図形を描くんです。そして、その空間の中に、あらゆる美が存在するんです。アポロニウスの円錐曲線における楕円の美しさなんか、誰でも感動するはずです」

俺の幾何学講義は終わらない。

彼女たちは完全に引いていたが、そんなことはもう気にしない。

これが俺の誇りであり、俺の魅力なのだから

「俺にとって幾何学は、ただの学問じゃないんです。これは美を追求する哲学であり、生き方なんです。人々がモナ・リザアフロディーテ像に美を見出すように、俺はピタゴラスユークリッドにその美を見出しているんです」

幾何学の美しさを語り終えた頃、ようやくふと我に返り、周囲の反応を確認してみた。

すると、女性陣の顔には一種沈黙が漂っていた。

皆、頬に作り笑いを浮かべているが、目は明らかに遠く、何か別の世界意識飛ばしいるかのようだった。

ひとりはスマホをチラッと確認し、もうひとりは、手元のグラスに注がれた水をいじっている。

こちらを見ている女性もいたが、彼女の表情はどう見ても「本当にこの人何を言っているの?」という困惑のものだった。

「ええ、そうですね……幾何学って、すごいですね……」と、一人がようやく口を開いたが、その声には熱意も、理解も、ましてや感銘など微塵も感じられない。

表面的に場を繋ごうとするその言葉は、俺が夢中で語っていた美の真髄が、まるで真空の中に吸い込まれたかのように、何も響いていないのをはっきりと感じさせた。

もう一人が、さら微妙な笑みを浮かべ、「あ、そうなんですか……それで、その定理って、なんでしたっけ……?」と、曖昧質問してくる。

しかし、それは好奇心ではなく、ただ適当に話を引き延ばすための、無理やりな興味に過ぎないことは明白だった。

俺はその瞬間、すべてを理解した。

ああ、やっぱりこうなるのか、と。幾何学的美しさを解くことで、彼女たちの心を動かすことはできないんだと。

俺の語るピタゴラスの定理も、黄金比神秘も、彼女たちにとってはただの退屈な講義に過ぎない。

彼女たちは、たぶん映画の話や、食べ物旅行の話を楽しみにしていたのだろう。それが街コンで求められる「会話」なのだ

「まあ、こういう話、ちょっと難しいですかね……」と自分から話を切り上げるが、内心、虚しさと諦念がこみ上げてくる。

俺は分かっているんだ。結局、幾何学の美を理解できる人間は、ここにはいない。

俺の知識哲学は、街コンの場にはそぐわないのだ。

諦めが胸に染み渡り、俺はふと目の前のグラスを手に取る。

冷たい水が喉を通り、ほんの一瞬だけ現実感を取り戻すが、同時に心の中でつぶやいた。

俺は幾何学を愛している。それだけで十分だ。理解されなくてもいい。これが俺の誇りなのだから

女性たちがどれだけ俺に興味を持ったかなんて、もうどうでもよかった。

最終的に、女性たちがどれだけ幾何学に興味を持ったかは知らない。

だが、俺の中では確信がある。

幾何学こそが、真の美であり、それを理解しない者は本当の美を知らないのだと。

彼女たちには理解できない美が、俺の中にある。それだけで、俺は満たされているんだ。

2024-08-24

ユークリッドの有名な原論によると

曰く、「同一平面上の一直線を両側に限りなく延長するとき、いずれの側においても相変わらず平行であるもの男性の胸である」とのこと

幾何学は奥が深いね

2024-08-19

数学宇宙仮説についての考察

数学宇宙仮説を説明するには、宇宙をどのようにモデル化するかを考え、各理論役割を明確にする必要がある。

以下に、各概念説明し、物理宇宙数学的にどのように捉えるかを示す。

数学構造

数学宇宙仮説の中心にあるのは、宇宙数学構造のものであるという考え方である数学構造は、集合とその上で定義される関係演算の組み合わせである

具体例として、微分多様体を考える。微分多様体は、局所的にユークリッド空間に似た構造を持ち、滑らかな関数定義できる空間である物理学では、時空を微分多様体としてモデル化し、一般相対性理論の基盤としている。このように、宇宙全体を一つの巨大な数学構造として捉え、その性質研究する。

集合論

集合論は、数学の基礎を形成する理論であり、すべての数学対象を集合として扱う。特に、Zermelo-Fraenkel集合論(ZFC)は、集合の存在とその性質定義する公理である数学宇宙仮説では、宇宙を集合として捉え、その集合上の関係演算物理法則表現していると考える。

モデル理論

モデル理論は、形式的論理体系が具体的な構造としてどのように実現されるかを研究する。数学宇宙仮説では、物理宇宙がある論理体系のモデルである仮定する。具体的には、物理法則公理とする論理体系のモデルとして宇宙を捉える。これは、ペア算術公理系のモデルとして自然数存在するのと類似している。

カテゴリ理論

カテゴリ理論は、対象オブジェクト)とそれらの間の射(モルフィズム)を扱う理論であるカテゴリ 𝒞 は次のように定義される:

  • 対象の集合 Ob(𝒞)
  • 射の集合 Hom(A, B) (対象 A, B ∈ Ob(𝒞) 間の射)

射は合成可能であり、合成は結合的であるさらに、各対象に対して恒等射が存在する。

数学宇宙仮説では、宇宙を一つのカテゴリとして捉えることができる。カテゴリ対象は異なる数学構造であり、射はそれらの間の変換や関係を表す。これにより、異なる「宇宙」間の関係性を数学的に探求することが可能になる。

トポス理論

トポス理論は、集合論一般化であり、論理空間概念統一する枠組みであるトポスは、論理体系のモデルとして機能し、異なる数学構造統一的に扱うことができる。

数学宇宙仮説では、宇宙トポスとして捉えることができる。トポスは、論理体系のモデルであり、異なる物理現実表現するための柔軟な枠組みを提供する。トポス理論を用いることで、宇宙数学性質をより深く理解することが可能になる。

まとめ

数学宇宙仮説を抽象数学説明するためには、数学構造公理系、集合論モデル理論カテゴリ理論トポス理論といった数学概念を用いることが必要である

これにより、物理現実数学的に厳密に記述し、数学物理の深い関係を探求することができる。

この仮説は、数学対象物理実体として存在するという新しい視点提供するが、現時点では哲学的命題としての性格が強く、数学的に証明可能定理ではない。

ヒルベルト空間分析

1. 多様体としてのヒルベルト空間

ヒルベルト空間無限次元線形空間だが、射影ヒルベルト空間として有限次元多様体のように扱うことができる。射影ヒルベルト空間 P(H) は、ヒルベルト空間 H の単位球面上のベクトルスカラー倍による同値類で割った空間であり、量子状態の集合を位相的に解析するための空間だ。局所座標系は、例えば、正規直交基底を用いてチャートとして定義され、局所的にユークリッド空間に似た構造を持つ。この構造により、量子状態位相特性を解析することが可能となる。

2. スキームとしてのヒルベルト空間

スキーム理論代数幾何学概念であり、ヒルベルト空間においては作用素環を通じて状態空間を解析するために用いる。特に自己共役作用素スペクトル分解を考慮し、各点を極大イデアル対応させる。このアプローチにより、量子状態観測可能量を代数的にモデル化することができる。例えば、観測可能量としての作用素 A のスペクトルは、A = ∫ λ dE(λ) という形で表され、ここで E(λ) は射影値測度である。これにより、量子状態代数特性を解析することが可能となる。

3. Hom(-, S)による記述

ヒルベルト空間における射は、線形作用素として表現される。特にユニタリ作用素 U: H → H は、U*U = UU* = I を満たし、量子力学における対称変換を表す。これにより、系の時間発展や対称性を解析することができる。射影作用素は、量子状態の測定を表現し、観測可能量の期待値や測定結果の確率計算する際に用いられる。これにより、量子状態の射影的性質を解析することが可能となる。

4. コホモロジー

ヒルベルト空間コホモロジーは、量子系のトポロジカル不変量を解析するための手段提供する。例えば、ベリー接続 A = ⟨ψ(R) | ∇ | ψ(R)⟩ やベリー曲率 F = ∇ × A は、量子状態パラメータ空間における幾何学位相性質記述する。チャーン数は、∫ F により計算され、トポロジカル不変量として系のトポロジカル相を特徴付ける。これにより、量子系のトポロジカル特性を解析することが可能となる。

5. 局所的断片からの再構築

ヒルベルト空間の基底を用いて、空間を再構築する。直交基底 { |e_i⟩ } は、量子状態の展開に用いられ、|ψ⟩ = Σ_i c_i |e_i⟩ と表現される。これにより、状態表現簡素化し、特定物理的状況に応じた解析を行う際に有用である。例えば、フーリエ変換は、状態を異なる基底で表現するための手法であり、量子状態の解析において重要役割を果たす。

6. 構造を保つ変換の群

ヒルベルト空間における構造を保つ変換は、ユニタリ群 U(H) として表現される。これらの群は、量子系の対称性記述し、保存量や選択則の解析に利用される。例えば、回転対称性角運動量保存に対応し、ユニタリ変換は系の時間発展や対称性変換を記述する。これにより、量子系の対称性特性を解析することが可能となる。

7. 距離空間としてのヒルベルト空間

ヒルベルト空間は、内積により誘導される距離を持つ完備距離空間である。具体的には、任意状態ベクトル |ψ⟩ と |φ⟩ の間の距離は、||ψ - φ|| = √⟨ψ - φ, ψ - φ⟩ で定義される。この距離は、量子状態類似性を測る指標として用いられ、状態間の遷移確率やフィデリティ計算に利用される。これにより、量子状態距離特性を解析することが可能となる。

2024-08-17

コンピュータサイエンスとは何か

コンピュータサイエンスで取り組まれている問題の一覧を紹介しよう。

計算複雑性

特定アルゴリズム問題における多項式時間と非決定性多項式時間

その他のアルゴリズム問題

プログラミング言語理論

  • POPLmark
  • バレンドレヒト・ギューヴァース・クロップ予想

その他の問題

2024-08-08

運転免許試験理不尽さについて

自動車運転免許試験には、このようなOXクイズがある。

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問:原動機付き自転車公道で50km/h以上で走ってはいけない。

答:X。

  30km/h以上で走ってはならないから。

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問:夜の道路危険なので気をつけて運転しなければならない。

答:X。

  昼夜問わず気をつけて運転しなければならないから。

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問:標識のない道路運転する時、100km/h以上で走行してはいけない。

答:X。

  原付は30km/hまでだから

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問:公道一般自動車運転する際には必ずシートベルトを装着する必要がある。

答:X。

  一般自動車でなくてもシートベルトをしなくてはならないから。

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問:制限速度30km/hの道路では、その制限速度を超えて走行することは許されない。

答:X。

  非常時はその限りではないから。

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(参考元:https://clacff.hatenablog.com/entry/2016/11/05/230610

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 読むだけで胃が痛くなってくる。

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 ネットでは「対偶確認しながら解くといける」という意見もあった。なるほど。「夜の道路危険なので気をつけて運転しなければならない」という問題について考えるときは、「気を付けて運転しなくてもよいのは、夜の道路以外の全てである」に読み替えて、その答えはXなので、答えはXということか。ヨシ!

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 つまり、例えば運転免許試験で「人間には脊椎が通っている。OかXか?」という問題が出たときも、落ち着いて「脊椎が通っていないのは、人間以外の全てである」と読み変えれば、答えはXになるはずだ。「人間には脊椎が通っているか?」答えはX! ヨシ!

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 私が運転免許試験マインド理解できた所で、ネットの皆にもそのマインドを学んで貰うために、例題となるOXクイズをいくつか考えた。これを解くことは、運転免許試験への予習になるだろう。

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問:人間には脊椎が通っている。

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答:X。

  脊椎が通っているのは人間だけではないから。

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問:人から金品を盗むのは違法である

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答:X。

  刑事責任が問われるのは人間だけである。つまり、野生のカラスなどが人から金品を盗んでも違法ではない。

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問:制限速度30km/hの道路では、その制限速度を超えて走行してはいけない。

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答:X。

  縄文時代にそのような取り決めはない。

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問:車を運転する場合、必ずシートベルトを着用しなくてはならない。

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答:X。

  見ず知らずの他者が車を運転している場合、それを見ている、車の外にいる全く関係のない人までシートベルトを着用する必要はない。(車を運転しない助手席の人などもシートベルトをする必要があるためXである、という解釈もある)

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問:地球上で最も大きい大陸ユーラシア大陸である

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答:X。

  パンゲア大陸の方が大きい。

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問:三角形内角の和は180°である

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答:X。

  非ユークリッド空間においてはそうではないため。

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 問題のものの真偽でなく、問題対偶の真偽を問うことで答えを自由操作することは容易い。主語を隠したり状況を曖昧にすることで、真とも偽とも取れるようにし、答えを自由操作することも容易い。

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 程度は違うにしても、運転免許試験の抱える理不尽さは、私が出した例題の理不尽さと、方向性は同じである

2024-08-05

意識数理モデルの具体化

1. 抽象状態空間

Ωを仮に100次元の実ベクトル空間R^100とする。各次元特定の神経活動パターン対応する。

Ω = {ω ∈ R^100 | ||ω||₂ ≤ 1}

ここで||・||₂はユークリッドノルムである。τは標準的ユークリッド位相とする。

2. 一般観測作用素

観測Oを10100の実行列として定義する。

O : Ω → Ω

O(ω) = Aω / ||Aω||₂

ここでAは10100の実行列で、||Aω||₂ ≠ 0とする。

3. 一般エントロピー汎関数

シャノンエントロピー連続版を使用して定義する:

S[ω] = -∫Ω p(x) log p(x) dx

ここでp(x)はωに対応する確率密度関数である

4. 観測によるエントロピー減少の公理

任意観測Oに対して以下が成立する:

S[O(ω)] ≤ S[ω] + log(det(AA^T))

5. 抽象力学系

非線形常微分方程式系として定式化する:

dω/dt = F(ω) + G(ω, O)

F(ω) = -αω + β tanh(Wω)

G(ω, O) = γ(O(ω) - ω)

ここでα, β, γは正の定数、Wは10100の重み行列tanhは要素ごとの双曲線正接関数である

6. 一般情報幾何

フィッシャー情報行列を導入する:

g_ij(ω) = E[(∂log p(x|ω)/∂ω_i)(∂log p(x|ω)/∂ω_j)]

ここでE[・]は期待値、p(x|ω)は状態ωでの条件付き確率密度関数である

7. 抽象量子化

状態ωに対応する波動関数ψ(x)を定義する:

ψ(x) = √(p(x)) exp(iθ(x))

ここでθ(x)は位相関数である

8. 一般統合情報理論

統合情報量Φを以下のように定義する:

Φ[ω] = min_π (I(X;Y) - I(X_π;Y_π))

ここでI(X;Y)は相互情報量、πは可能な分割、X_πとY_πは分割後の変数である

9. 普遍的学習

勾配降下法を用いて定式化する:

ω_new = ω_old - η ∇L(ω_old, O)

L(ω, O) = ||O(ω) - ω_target||₂²

ここでηは学習率、ω_targetは目標状態である

10. 抽象因果構造

有向非巡回グラフ(DAG)として表現する:

G = (V, E)

V = {v_1, ..., v_100}

E ⊆ V × V

各頂点v_iはω_iに対応し、辺(v_i, v_j)はω_iからω_jへの因果関係を表す。

実装例:

このモデルPythonとNumPyを用いて以下のように実装できる:

import numpy as np
from scipy.stats import entropy
from scipy.integrate import odeint
import matplotlib.pyplot as plt

class ConsciousnessModel:
    def __init__(self, dim=100):
        self.dim = dim
        self.omega = np.random.rand(dim)
        self.omega /= np.linalg.norm(self.omega)
        self.A = np.random.rand(dim, dim)
        self.W = np.random.rand(dim, dim)
        self.alpha = 0.1
        self.beta = 1.0
        self.gamma = 0.5
        self.eta = 0.01

    def observe(self, omega):
        result = self.A @ omega
        return result / np.linalg.norm(result)

    def entropy(self, omega):
        p = np.abs(omega) / np.sum(np.abs(omega))
        return entropy(p)

    def dynamics(self, omega, t):
        F = -self.alpha * omega + self.beta * np.tanh(self.W @ omega)
        G = self.gamma * (self.observe(omega) - omega)
        return F + G

    def update(self, target):
        def loss(o):
            return np.linalg.norm(self.observe(o) - target)**2
        
        grad = np.zeros_like(self.omega)
        epsilon = 1e-8
        for i in range(self.dim):
            e = np.zeros(self.dim)
            e[i] = epsilon
            grad[i] = (loss(self.omega + e) - loss(self.omega - e)) / (2 * epsilon)
        
        self.omega -= self.eta * grad
        self.omega /= np.linalg.norm(self.omega)

    def integrated_information(self, omega):
        def mutual_info(x, y):
            p_x = np.abs(x) / np.sum(np.abs(x))
            p_y = np.abs(y) / np.sum(np.abs(y))
            p_xy = np.abs(np.concatenate([x, y])) / np.sum(np.abs(np.concatenate([x, y])))
            return entropy(p_x) + entropy(p_y) - entropy(p_xy)
        
        total_info = mutual_info(omega[:self.dim//2], omega[self.dim//2:])
        min_info = float('inf')
        for i in range(1, self.dim):
            partition_info = mutual_info(omega[:i], omega[i:])
            min_info = min(min_info, partition_info)
        
        return total_info - min_info

    def causal_structure(self):
        threshold = 0.1
        return (np.abs(self.W) > threshold).astype(int)

    def run_simulation(self, steps=1000, dt=0.01):
        t = np.linspace(0, steps*dt, steps)
        solution = odeint(self.dynamics, self.omega, t)
        self.omega = solution[-1]
        self.omega /= np.linalg.norm(self.omega)
        return solution

    def quantum_state(self):
        phase = np.random.rand(self.dim) * 2 * np.pi
        return np.sqrt(np.abs(self.omega)) * np.exp(1j * phase)

# モデル使用model = ConsciousnessModel(dim=100)

# シミュレーション実行
trajectory = model.run_simulation(steps=10000, dt=0.01)

# 最終状態の表示
print("Final state:", model.omega)

# エントロピー計算
print("Entropy:", model.entropy(model.omega))

# 統合情報量の計算
phi = model.integrated_information(model.omega)
print("Integrated Information:", phi)

# 因果構造の取得
causal_matrix = model.causal_structure()
print("Causal Structure:")
print(causal_matrix)

# 観測の実行
observed_state = model.observe(model.omega)
print("Observed state:", observed_state)

# 学習の実行
target_state = np.random.rand(model.dim)
target_state /= np.linalg.norm(target_state)
model.update(target_state)
print("Updated state:", model.omega)

# 量子状態の生成
quantum_state = model.quantum_state()
print("Quantum state:", quantum_state)

# 時間発展の可視化
plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.plot(trajectory[:, :5])  # 最初の5次元のみプロット
plt.title("Time Evolution of Consciousness State")
plt.xlabel("Time Step")
plt.ylabel("State Value")
plt.legend([f"Dim {i+1}" for i in range(5)])
plt.show()

anond:20240804172334

2024-04-18

古典的な美の概念

美術史家のハインリヒ・ヴェルフリンは、イタリアルネサンス絵画建築に具体化された古典的な美の概念について考察している。

イタリア ルネッサンスの中心的な考え方は、完璧バランスです。この時代は、建物と同様に人間の姿においても、それ自体の中に静止している完璧イメージを達成しようと努めました。あらゆる形態自己存在する存在へと発展し、全体が自由に調整され、独立して生きている部分にすぎません…。古典的作曲システムでは、個々の部分は、たとえ全体にしっかりと根付いていても、一定独立性を維持します。それは原始芸術無政府状態ではありません。部分は全体によって条件づけられていますが、それでもそれ自身の命を持つことをやめません。観客にとって、それは分節、つまり部分から部分への進行を前提としており、それは全体としての知覚とは非常に異なる操作です。

古典的概念では、美しさは、比例、調和対称性、および同様の概念に従って、統合された部分を配置して一貫した全体を形成することで構成される。

これは西洋原始的な美の概念であり、古典および新古典建築彫刻文学音楽のどこにでも体現されている。

アリストテレスは『詩学』の中で、「生き物、そして部分から構成されるすべての全体が美しくあるためには、部分の配置に一定の秩序がなければなりません」(アリストテレス、第 2 巻)と述べている。

そして形而上学では、「美の主な形式は秩序、対称性、明確性であり、数学科学は特別な程度でそれを実証しています。」(アリストテレス、第 2 巻)

アリストテレス示唆しているように、この見方黄金分割などの数式に要約されることもあるが、それほど厳密に考える必要はない。

この概念は、とりわけユークリッド原論などの文書パルテノン神殿などの建築作品に例示されており、また彫刻家ポリクレイトス (紀元前 5 世紀後半から 4 世紀初頭) の正典によって例示されている。

カノンは、完璧プロポーションを示すように設計された彫像であるだけでなく、今では失われた美に関する論文でもあった。

医師ガレノスは、この文章の特徴として、たとえば、「指と指、すべての指と中手骨、手首、そしてこれらすべてと前腕、および前腕と腕」の比率指定していると説明している。

その論文身体のすべての対称性私たちに教えてくれたポリュクレイトスは、その論文に従って人間の像を作り、論文と同様にその像自体正典と呼んだ作品でその論文裏付けた。

古典的テキストにおける「対称性」の概念は、双方向鏡像関係を示すために現在使用されているものとは異なり、より豊かであることに注意することが重要

それはまた、古典的意味で美しい、物体の特徴である部分間の調和の取れた測定可能比率一種にも正確に言及しており、道徳的な重みも担っている。

たとえば、『ソフィスト』 では、プラトン高潔な魂を対称的である説明している。

古代ローマ建築ウィトルウィウスは、その複雑さと、適切であるがその根底にある統一性の両方において、中心的かつ非常に影響力のある定式化における古典的概念体現している。

建築は、ギリシャ語タクシーと呼ばれる秩序と、ギリシャ人ディアシスと呼ぶ配置、そしてギリシャ人エコノミアと呼ぶ比例と対称、装飾と配分から構成されます

秩序とは、作品の細部を個別バランスよく調整し、全体としては対称的な結果を目指して比率を配置することです。

プロポーションは、優雅な外観、つまり文脈の中で詳細が適切に表示されることを意味します。これは、作品の細部がその幅に適した高さ、その長さに適した幅である場合に達成されます一言で言えば、すべてが対称的な対応関係を持っているときです。

シンメトリーは、作品自体の細部から生じる適切な調和でもあります。つまり、与えられた各細部が全体としてのデザインの形に対応することです。人間身体と同様に、キュービット、足、手のひら、インチ、その他の小さな部分から、リトミーの対称的な性質が生まれます

アクィナスは、典型的アリストテレス多元主義的な定式化で次のように述べている。「第一に、誠実さ、あるいは完璧さです。何かが損なわれていると、それは醜いからです。次に、適切な比例または調和があります。そして明晰さもあります。明るい色のものが美しいと呼ばれるのは、このためです。」(『神学教典I』)

18 世紀のフランシスハッチソンは、この見解を最も明確に表現していると思われることを次のように述べている。

「したがって、体の均一性が等しい場合、美しさは多様性と同じです。そして多様性が等しい場合、美しさは均一性と同じです。」 (Hutcheson)。

実際、この見解の支持者はしばしば「数学スタイルで」話す。

ハッチソンは続けて、最も美しい対象として数式、特にユークリッド命題を挙げる一方で、次のような普遍的物理法則によってその根底にある巨大な複雑性を持つ自然熱狂的に賞賛している。

「美しさはある、と彼は言いますアイザック・ニュートン卿の計画における重力がそれである」(Hutcheson)

美とは部分間の特定比率問題であり、したがって古典的概念に対する一連の非常に説得力のある反論と反例が、エドマンド・バークの著書「私たちアイデア起源についての哲学的調査」で与えられている。

植物界に目を向けると、そこには花ほど美しいものはありません。しかし、花にはあらゆる種類の形とあらゆる種類の性質があります。それらは無限に多様な形に加工されます。 …バラは大きな花ですが、小さな低木の上に生えていますリンゴの花はとても小さいですが、大きな木の上に生えていますしかし、バラリンゴの花もどちらも美しいです。 … 白鳥は、自白すると美しい鳥で、首は体の他の部分よりも長く、尾は非常に短いです。これは美しいプロポーションですか?私たちはそれが事実であることを認めなければなりません。しかし、首が比較的短く、尾が首と体の残りの部分よりも長いクジャクについてはどう言うでしょうか。 …人間身体には、相互一定比率を保っていることが観察される部分がいくつかありますしかし、美しさの効果的な原因がこれらにあることを証明する前に、これらが正確に見出されればどこでも、それらが属する人は美しいということを示さなければなりません。 …私としては、これらの比率の多くを非常に注意深く検討したことが何度かあり、多くの主題においてそれらが非常に近い、あるいはまったく同じに保たれていることがわかりました。それらは互いに大きく異なるだけでなく、一方が非常に美しい場合には、 、そしてもう1つは美しさから非常に遠いです。 …人体のあらゆる部分に好きな比率を割り当てることができます。そして私は、画家がそれらすべてを観察し、それにもかかわらず、もし望むなら、非常に醜い人物を描くことを約束します。

2024-03-02

追記あり】「義務教育漢文不要」って主張は「三角関数不要」って

この辺、ブクマカの奴らがどこまで自覚的あやしいから、一応、強調しておくわ。

もちろん、「自分にとって役に立っていない」という実感から出発して、(なんらかの理論的な接合点を提示して)「世の中の大半の人にとっても役に立っていない」という立論をすること自体無理筋なわけではない。

しかし、三角関数をめぐる議論と同様、「社会システムの維持・運用改善において、どのような役割果たしているか」を充分に理解して初めて、それを主張する権利があるんじゃないのか、と思う。

言うまでもなく三角関数社会的な実利の最たるものは、工学の分野における設計計算分析さらにはその背景にある数学思考法そのものへの貢献だよな?

じゃあ、漢文は?

これに対する答えが全く思いつかない奴は「能力不足により学習成果を碌に得られなかったせいで、勉強意味がないと思っている馬鹿」だから発言資格なしな。

教養なき輩に教養が何たるかを語ることができようか。)

【参考】

https://b.hatena.ne.jp/entry/s/m-dojo.hatenadiary.com/entry/2024/03/01/033138

漢文の実利上の意義

最近なんかブクマカの傾向が変わって、自分の頭で考えることが苦手で権威に弱い奴が増えているから、わかりやすいように、まず権威を引っ張ってきてやるな。

日本文学漢字に非ずや、日本文学漢文崩しに非ずや、漢字を用ゆるの法を解せずして、能く文を作ることを得んや、真に文に長ぜんとする者、多く漢文を読まざる可らず

幸徳秋水『兆民先生』より)


まあ、僕が言いたいことは中江兆民が全部言ってくれているなって感じなんだけど、自論として敷衍すると、主に以下のことを主張したい。

(1)現代社会において(おそらく歴史的にも)、最重視されているのは言語コミュニケーションであり、非言語コミュニケーションは補助的役割しか果たしていない。

(2)よって、社会全体の「言語運用能力」の水準維持・向上は、優先順位が著しく高い。

(3)日本社会においては現代日本語の運用能力重要であるが、現代日本語は突然変異的に現れたものではなく、漢文古文といった歴史的蓄積を基盤として成り立っている。

(4)したがって、義務教育において漢文の語彙・修辞を学習することは、多くの人が現代日本語における表現技法に長じることに繋がり、より豊かな自己表現他者理解の実現という形で、社会全体の福利に資するものである

(1)と(2)は、まあ大体の人が同意してくれるかと思うけど、一応補足すると、たとえば、「勉強ができない小学生はまず国語ができていない」っていうのはよく指摘されているよな?

なんでって、そりゃ「学習言語による伝達が前提とされているから」だよな。

これは歴史的過去の蓄積の継承には言語が最も重要手段だったからだよね。だって、対面なら非言語的な手法もある程度役に立つけど、時間的距離的制約からして対面による伝達のみに頼るのは非効率すぎるよね。

今となっては、動画や音声を記録してそれを広く伝播させることも可能にはなったけれど、それだって結局かなりの部分を言語依存しているよね。

世界中を探せば、たとえば言語ではなく音楽を用いたコミュニケーションを重視する民族存在するかもしれないけど、そういった方法論は全くヘゲモニーを握っていないよね?

画像」を共有するインスタ、「動画」を共有するTikTok、それぞれそれなりに流行ったけど、これらがSNSの最大勢力か?違うよね、ここでも「言語」を共有するコミュニケーションツールが最大勢力よね。

したがって、「言語」の問題は、他の「音楽」とか「美術」とかと同列に語ることはできない。

個々の認知思考への影響もあるけれども、それ以上に社会全体の問題として、人類の発展を支えてきた知恵・知識継承認識の共有による社会形成といった点において、「言語」こそが最優先と言ってもいい。

で、どっちかっていうと、(3)や(4)の方が意見の分かれるところだよね。

この辺は実感がない人が一定数いても仕方がないかなとも思うので、いくつか具体例を挙げていく。

たとえば、語彙のレベルでは「五十歩百歩」とか「鼎の軽重を問う」とかになる訳だけど、もう少し広く文章表現にも関係している。

冒頭で書いた「教養なき輩に教養が何たるかを語ることができようか」は【反語】という表現技法で、これ漢文由来です。(もちろん英語にも反語的な表現はあるけど、日本語の文章表現の由来は漢文の方。)

すべからく~だ」の誤用がちょくちょく話題になるけど、これ【返読文字】という漢文の読み下し技法を由来とする表現だね。(漢文的には「須らく~べし」)

あと、よくあるのは、【対句】かな。「Aはα、Bはβ」みたいなやつ。

杜甫の『春望』の「感時花濺涙 恨別鳥驚心」(時に感じて 花にも涙を濺ぎ 別れを恨んで 鳥にも心を驚かす)が典型例。

項羽の『垓下の歌』の抜山蓋世、正確には「力抜山兮気蓋世」(力山を抜き 気世を覆う)も有名だけど、厳密には対句とはちょっと違うのかな。

こういう文章表現現代日本語でも見たことない?

それと、結構重要な影響を及ぼしているのが、「同じようなことを複数回表現したいときに、できる限り同じ言葉を使わない」というルール

冒頭で僕が書いた「能力不足により学習成果を碌に得られなかったせいで、勉強意味がないと思っている」っていう文章だけど、これ「勉強が苦手だったせいで、勉強による成果が得られなかったせいで、勉強意味がないと思っている」という表現だったら、どう?

なんだか頭悪そうに見えるし、その点を置いておいても、同じ単語が出てくるせいで目が滑ってあんまり頭に入ってこなくない?

要するに、見栄えが悪いという美学問題でもあるんだけど、読みやすさや読み手に浮かぶイメージの豊かさ観点から、できる限り、別の語彙で(=表現吟味し、言葉を尽くして)語るのが良い文章ということだし、これは漢文から大いに技法を学べるところなの。

文化的影響の側面を言い出したら、たとえば井伏鱒二の「さよならけが人生だ」とかかなり色々あるけど、実利の話としては脱線かもしれないし、そこはまあいいや。

とりあえず、ざっとした話としては、漢文現代日本語の語彙・表現リズムに大きく貢献しているし、それは無意識のうちに現代日本話者に多大な影響を及ぼしている」とだけ理解してくれればいい。

結論

漢文重要なのは言語」が重要から

漢文を学ぶことは現代日本語を学ぶことであり、これ抜きに豊かな文章表現はできない。

できるっていうんなら、実例を持ってきやがれ、ってんだ。

(実際、本当にそういうものがあるのなら、日本語の新たな可能性だから、見てみたいと思う。)

追記

優先度が低い

こっちは優先度が高いと思っていて、その理由を「言語重要性」と「日本語における漢文重要性」としてるので、「優先度が低い」とだけ主張しても平行線なのよ。

どちらかの点を否定する論拠がほしい。

現代数学だって当然に突然変異ではなく歴史的蓄積を基盤として成り立つものであるが、数学能力を育むためにユークリッド原論から始めようという奴はおらぬ。

一理ある。

ただ、問題は、現代日本語の「修辞学」を学ぶ方法ほとんどなく、事実上漢文がそれを補っている、っていうことなのよ。

現代文の授業で充分論理的表現技法を習える。

断片的な読解テクニックは教えてもらえても、まともに「修辞学」を習えた覚えがない。それを言うなら漢文だって充分ではないけど、有用度は漢文の方がかなり高いと思う。

まあ、しょせん僕の経験しかないので、ある程度多くの人の共通体験として、「現代文の授業のおかけでこれが身に着いたよね」というのが明確になれば、議論も落ち着くのかもしれない。

漢文三角関数高校で習うのでは?

そうだっけか。

僕は中一で漢文中三三角関数を習ったけど、私立中高一貫だったので、カリキュラムいびつだったからなのかも。

もしかして普通公立中学高校学校教育のことわかってないかもしらんね。

そういう意味では、僕の方こそ発言資格いかもしれない。

高校で)論理国語選択、(中学で)漢文は必修。

なるほど、2022年から論理国語」という科目が増えたんだね。ものを知らずに思い込みで主張して申し訳ない。

https://www.taishukan.co.jp/kokugo/product/?type=textbook&id=63

カリキュラムを見ると、「定義」「具体的/抽象的」「立場・対比・対立・仮説」「統計分析・分類」等に重点を置いているみたいで良さそうだね。

これを必修化してはどうか、というのはよくわかる。

2024-02-21

[] 数学は量子物理学と同様に観察者問題がある

量子力学における観測問題についてはよく知られるように、人間主観性が量子実験の結果に重要役割果たしている。

ドイツ物理学者ヴェルナー・ハイゼンベルクによる有名な引用がある。

私たちが観察するのは現実のものではなく、私たち質問方法さらされた現実です。」

例えば有名なダブルスリット実験では、スリットの後ろに検出器を置かなければ電子は波として現れるが、検出器を置くと粒子として表示される。

したがって実験プロトコル選択は、観察する行動パターンに影響する。これにより、一人称視点物理学の不可欠な部分になる。

さて、数学にも一人称視点余地はあるか。一見すると、答えは「いいえ」のように見える。

ヒルベルトが言ったように、数学は「信頼性真実の模範」のようである

それはすべての科学の中で最も客観的であり、数学者は数学的真理の確実性と時代を超越した性質に誇りを持っている。

ピタゴラスが生きていなかったら、他の誰かが同じ定理発見しただろう。

さら定理は、発見時と同じように、今日の誰にとっても同じことを意味し、文化、育成、宗教性別、肌の色に関係なく、今から2,500年後にすべての人に同じ意味があると言える。

さて、ピタゴラス定理は、平面上のユークリッド幾何学の枠組みに保持される直角三角形に関する数学声明であるしかし、ピタゴラス定理は、非ユークリッド幾何学の枠組みでは真実ではない。

何が起こっているのか?

この質問に答えるには、数学定理証明することの意味をより詳しく調べる必要がある。

定理真空中には存在しない。数学者が正式システムと呼ぶもの存在する。正式システムには、独自正式言語付属している。

まりアルファベット単語文法は、意味があると考えられる文章を構築することを可能にする。

ユークリッド幾何学正式システムの一例である

その言語には、「点」や「線」などの単語と、「点pは線Lに属する」などの文章が含まれる。

次に正式システムのすべての文のうち、有効または真実である規定した文を区別する。これらは定理である

それらは2つのステップで構築されれる。まず、最初定理証明なしで有効である宣言する定理選択する必要がある。これらは公理と呼ばれる。

これらは正式システムの種を構成する。

公理から演繹は、すべての数学コンピュータで実行可能な印象を生む。しかし、その印象は間違っている。

公理選択されると、正式システム定理構成するもの曖昧さがないのは事実である

これは実際にコンピュータプログラムできる客観的な部分である

例えば平面のユークリッド幾何学と球の非ユークリッド幾何学は、5つの公理のうちの1つだけで異なる。他の4つは同じである

しかしこの1つの公理(有名な「ユークリッドの5番目の仮定」)はすべてを変える。

ユークリッド幾何学定理は、非ユークリッド幾何学定理ではなく、その逆も同様。

数学者はどのように公理を選ぶのか。

ユークリッド幾何学非ユークリッド幾何学場合、答えは明確である。これは、単に説明したいもの対応している。

平面の幾何学であれば前者。球の幾何学であれば後者

数学は広大であり、どのように公理選択するかという問題は、数学の基礎に深く行くと、はるかに感動的になる。

過去100年間、数学集合論に基づいてきた。

すべての数学オブジェクトは、いくつかの追加構造を備えたセットと呼ばれるものであるということだ。

たとえば自然数のセット1,2,3,4,...は加算と乗算の演算を備えている。

一般的なセットとは、数学で正しく定義されたことがない。

集合論特定正式システムによって記述される。Ernst ZermeloとAbraham Fraenkelと、選択公理と呼ばれる公理の1つに敬意を表して、ZFCと呼ばれる。

今日数学者は、すべての数学を支える集合論正式システムとしてZFCを受け入れている。

しかし、自分自身を有限主義者と呼ぶ少数の数学者がいる。

彼らは、無限公理と呼ばれるZFCの公理の1つを含めることを拒否する。

言い換えれば、有限主義者正式システムは、無限公理のないZFCである

無限大の公理は、自然数の集合1,2,3,4,...が存在すると述べている。すべての自然数に対してより大きな数があるという声明(「ポテンシャル無限大」と呼ばれる)よりもはるかに強い声明である

有限主義者は、自然数リストは決して終わらないことに同意するが、いつでも自然数の集合の有限の部分集合のみを考慮することに限定する。

彼らは一度にまとめたすべての自然数の合計が実在することを受け入れることを拒否する。

したがって、彼らはZFCから無限公理を削除する。

この公理を取り除くと、有限主義者証明できる定理はかなり少なくなる。

正式システム判断し、どちらを選択するかを決定することができるいくつかの客観的基準...なんてものはない。

主観的には、選ぶのは簡単である

時間空間を超越した何かを象徴しているので無限大が大好きだ」と言えば無限大の公理を受け入れることができる。

ゲーデルの第二不完全性定理は、十分に洗練された正式システム(ZFC等)は、自身一貫性証明することができないと述べている。

数学者は、今日のすべての数学の基礎であるZFCが確固たる基盤にあるかどうかを実際に知らない。

そしておそらく、決して知ることはない。

なぜなら、ゲーデルの第二の不完全性定理によって、より多くの公理を追加することによってZFCから得られた「より大きな」正式システムにおけるZFCの一貫性証明することしかできなかったから。

一貫性証明する唯一の方法は、さらに大きな正式システム作成することだけだ。

数学を行うためにどの公理選択すべきかについて、実際には客観的基準がないことを示唆している。

要するに、数学者が主観的に選んでいるというわけである自由意志に任せて。

公理のための主観的基準というのは、より豊かで、より多様で、より実りある数学に導くものを選ぶという人は多い。

これは自然主義と呼ぶ哲学者ペネロペ・マディが提唱する立場に近い。

自分自身制限する必要がないので、無限公理を受け入れる。

特定公理のセットを選択する行為は、量子物理学特定実験を設定する行為に似ている。

それには固有の選択肢があり、観察者を絵に導く。

これが、一人称視点とそれに伴う自由数学において正当な場所を取る方法である

2024-02-16

anond:20240216124331

その話をするのになんで今どきユークリッドなんかを持ち出すんだ? (ヒルベルト

2023-12-24

20231224[アタック25]Next 2023年12月24日 #92 年間チャンピオン大会Final Round/最終決戦 2023-12-24結果

BSジャパネクストで日曜昼などに放送

日曜日の本放送だけ1時「25」分から …来週は1時半から、これの再放送です

BS1からボタン2回(今だけ?)とか

ケーブルテレビSTBでは見られない場合が多いようなのでBSパススルーとか

地域によってはSTBで見られるようになったかもしれないので最新情報確認

つながるジャパネットアプリ放送同期・見逃し配信あり

 

とりあえず今回の再放送は30日土曜日にはなく31日曜日は13時「半」にあります

今回分のもうひとつのアップはその再放送上でのパネル確定時の予定です

赤:峯智41@福岡 4.16

緑:五島俊太朗38@神奈川 6.18

白:野村毅43@京都 4.9

青:渡邊一美52@岡山 11.5

 

今日の答え(放送とは表現が異なる場合があります

・01 [ある人物名前]あの

・02 樋口一葉 ひぐちいちよう

・03 金星

・04 スーパーバンタム(級

・05 北海道(石

・06 Minecraft マインクラフト

・07 [すべて][4つ]四日市市 津市 鈴鹿市 松阪市

・08 コースター

・09 くるみ割り人形

10 パリ

11 [近似値]27

12 明石家さんま あかしやさんま

・13 ウラジロ

・14 『ナウ・アンド・ゼン』NOW AND THEN

・15 スクルージ(・マクダック

・16 スカッシュ

17 ユークリッド

・18 舞鶴(市

・19 [ふるさとクイズ][北海道紋別市]カニ

20 [曲名頭文字]TOP

・21 フランク・ロイド・ライト

・22 [漢字2文字]白文 はくぶん

23 イビチャ・オシム

24 大西洋

・25 HoneyWorks ハニーワークス

・26 [AC]国立)極地(研究所

・27 野沢雅子 のざわまさこ

28 [3択]20(か国

・29 ビタミン)C

・30 鹿児島(県

31 鳳凰 ほうおう

・32e コペルニクス(的転回

・xx [ある文学作品名前]『更級日記さらしなにっき

2023-04-08

anond:20230408023528

大圏航路という考え方があったとしてそれを考慮する必要はないでしょ

地図上の2点AとBがあり、その2点を結ぶ経路を考える

そのうち実際の空間上の運行で最短距離になるのは大圏航路だけど

話題にしてるのは単なるユークリッド距離なんじゃないの?

ほんで、そのユークリッド距離異議あり!してるのが元増田なんだろ?

そそるじゃねえか

2023-03-08

物理板の住民国語増田なら非難してるような存在

「通常の時間の流れに支配されているとき時間実数である」の対偶は当然ながら「時間実数以外の複素数とき通常の時間の流れに支配されない」であるが、その通常ではない時間の流れとはどんなものかを考えようにも、垂直抗力の例と違って体験することができないから、これ以上の具体化をするのに行き詰ってるんだろう。

に対する

虚時間で考えればミンコフスキー時空を4次元ユークリッド空間のように扱え、

ローレンツ変換はその空間での回転として扱えるという利点から考えられただけのもの

必要ならいつでも通常の時間変数に戻せばいいだけであって、どこにも行き詰まる点などない。

というレス

「どこにも行き詰まる点など無い」と、わざわざ相手表現をなぞってしかも「など」という言い方をしてるところに棘がある。

こういうぶっきらぼうないちいち癇に障る言い方してくるのはわざとなのか天然なのか。

どっちにしろこんなんだから5chしか(増田にすら!)居場所ないんだろうなあ。

anond:20230308155902

2023-02-14

[]ノイマン思考トレースする感じで文章を書く

知的作業本質を論じることは困難。数学の最も重要な特徴は、自然科学もっと一般的に言えば、純粋記述的なレベルよりも高いレベル経験解釈するあらゆる科学との、極めて特異な関係にあるとノイマンは考えていた。

ほとんどの人が、数学経験科学ではない、あるいは少なくとも経験科学技法はいくつかの決定的な点で異なる方法実践されていると言う。しかしその発展は自然科学と密接に結びついている。

そして数学のいくつかの重要な例がある。

まず幾何学力学熱力学のような、間違いなく経験的な他の学問は、通常、多かれ少なかれ仮定的な扱いで提示され、ユークリッドの手順とほとんど区別がつかない。ニュートンプリンピアは、その最も重要な部分の本質と同様に、文学的形式においてもユークリッドと非常によく似ている。仮定的な提示の背後には、仮定裏付け物理的な洞察と、定理裏付け実験的な検証存在する。

ユークリッド以来、幾何学の脱皮は徐々に進んだが、現代においても完全なものにはなっていない。ユークリッドのすべての定理のうち、5番目の定理疑問視された最大の理由は、そこに介在する無限平面全体という概念の非経験性格にあった。数学論理的分析にもかかわらず、経験的でなければならないかもしれないという考えが、ガウスの心の中に確かに存在していたのである

ボリャイ、ロバチェフスキーリーマンクラインが、より抽象的に当初の論争の形式解決と考えるものを得た後も、物理学が最終決定権を握っていた。一般相対性理論発見されると、幾何学との関係について、全く新しい設定と純粋数学的な強調事項の全く新しい配分で、見解修正することを余儀なくされた。最後に、ヒルベルトは、公理幾何学一般相対性理論の両方に重要な貢献をしている。

第二に、微積分学からまれたすべての解析学がある。微積分の起源は、明らかに経験的なものであるケプラー最初積分の試みは、曲面を持つ物体の体積測定として定式化された。これは非軸性で経験的な幾何学であった。ニュートンは、微積分を基本的力学のために発明した。微積分の最初の定式化は、数学的に厳密でさえなかった。ニュートンから150年以上もの間、不正確で半物理的な定式化しかできなかった。この時代の主要な数学精神は、オイラーのように明らかに厳密でないものもあったが、ガウスヤコービのように大筋では厳密なものもあった。そして、コーシーによって厳密さの支配基本的に再確立された後でも、リーマンによって半物理的な方法への非常に独特な回帰が起こった。リーマン科学的な性格のものが、数学の二重性を最もよく表している例であるワイエルシュトラス以来、解析学は完全に抽象化、厳密化され、非経験的になったように思われる。しかし、この2世代に起こった数学論理学の「基礎」をめぐる論争が、この点に関する多くの幻想払拭した。

ここで、第三の例。数学自然科学との関係ではなく、哲学認識論との関係である数学の「絶対的」厳密性という概念のものが不変のものではないことを示している。厳密性という概念の可変性は、数学抽象性以外の何かが数学構成に入り込んでいなければならないことを示す。「基礎」をめぐる論争を分析する中で、二つのことは明らかである第一に、非数学的なものが、経験科学あるいは哲学、あるいはその両方と何らかの関係をもって、本質的に入り込んでいること、そしてその非経験的な性格は、認識論経験から独立して存在しうると仮定した場合にのみ維持されうるものであること。(この仮定必要なだけで、十分ではない)。第二に、数学経験起源幾何学微積分のような事例によって強く支持されるということ。

数学的厳密さの概念の変遷を分析するにあたっては、「基礎」論争に主眼を置くが、それ以外の側面は、数学的な "スタイル "の変化についてであり、かなりの変動があったことはよく知られている。多くの場合、その差はあまりにも大きく、異なる方法で「事例を提示」する著者が、スタイル、好み、教育の違いだけで分けられたのか、何が数学的厳密さを構成するかについて、本当に同じ考えを持っていたのか、疑問に思えてくる。

極端な場合には、その違いは本質的なものであり、新しい深い理論の助けによってのみ改善されるのであり、その理論の開発には百年以上かかることもある。厳密さを欠く方法研究を行った数学者の中には(あるいはそれを批判した同時代数学者の中には)、その厳密さの欠落を十分認識していた者もいたのである。あるいは、数学的な手続きはどうあるべきかというその人自身の願望が、彼らの行動よりも後世の見解合致していたのだ。たとえばオイラーなどは、完全に誠実に行動し、自分自身基準にかなり満足していたようである

2022-12-21

anond:20221221101902

cosineのcoは数学では「双対」という概念ことなんだよね。「余」とも言う。

からsin正弦)に対してco-sine(余正弦 = 余弦)となる。別に三角関数に限った話ではなく、ベクトルvector)対して余ベクトル(covector)という概念なんかもある。

どっちがどっち双対とみなすかは対称でどっちでもいい。なおtangentに対してcotangentもある。

tangentは極めて重要で、接線やそれを一般化した概念を表している。接線(接空間)というのは局所的な平面(平坦なユークリッド空間)のことであって、テイラー展開の1次項・線形化に対応すると思ってもいい。線形化というのは人類が何か物事を調べるとき常套手段であって、人類はそれくらいしか武器を持っていないとも言える。

2022-05-20

anond:20220520122031

宇宙の曲率がいたるところでかすぎて局所的にユークリッドという仮定全然成立しない感じか。そんな宇宙生物は発生できなさそうではあるが。

2022-02-16

anond:20220216194037

おお、マジレスが来るとは思わなかった。

それって座標近傍定義するときに困るっていうことなのか?ユークリッド空間の方は当然ハウスドルフだろうから

でもそれは逆に言えば普通やるように座標近傍が取れることを多様体定義にしたらハウスドルフ性はそこから従うんじゃねえのという気がするんだよな。

そうじゃなくて独立ハウスドルフ性を定義に加えてるということは、座標近傍存在して局所座標の上では極限が取れたとしてもそれが多様体側で整合しなくなるケースみたいなのがあるってことなんかな?

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