Любопытное в математике

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Прямые, кривые и очень изломанные. Краткая история линии от «Начал» Евклида до фракталов начала XX века

Что такое линия? Чем отличаются разные кривые друг от друга? Эти вопросы математики задают себе уже 2500 лет, и путь к ответам на них не лишен драматизма — открытие иррациональных длин отрезков было, по легенде, трагедией для мировоззрения пифагорейцев, а открытие заполняющих плоскость кривых Пеано в начале ХХ столетия заставило ученых пересмотреть свои представления о непрерывности и размерности пространства. Математик и художник Давид Кац — об истории понятия «кривая» в математике Античности и Средневековья и математическом анализе Нового времени.

Узоры древности

Интерес человека к прямым и искривленным линиям можно отследить с древнейших времен. Самые разные кривые мы видим в геометрических узорах на керамике и в архитектуре. Кроме достаточно простых узоров, составленных из прямых линий, часто можно встретить и что-то более сложное: спирали, волнистые линии и другие.
Представления о геометрии существовали уже в Египте и у цивилизаций Плодородного полумесяца. Возникли они, по-видимому, из совершенно практических потребностей: например, для сельского хозяйства важно уметь измерять площади участков земли. Однако в сохранившихся источниках мы видим эти представления скорее как набор рецептов, чем как науку.
Греция: длина без ширины

Древние греки подошли к вопросу более строго. В «Началах» Евклида возникают определения (впрочем, зачастую носящие скорее описательный характер — на них, например, не ссылаются далее) линии, прямой линии, точки. Выглядят они, мягко говоря, несовременно:
Определение 1.1. Точка — это то, часть чего есть ничто.
Определение 1.2. Линия — это длина без ширины.
Определение 1.3. Концы линий — это точки.
Определение 1.4. Прямая линия лежит равномерно по отношению к точкам на ней. (Или: Прямая линия есть та, которая равно лежит на всех своих точках.)
Первое из этих определений можно при желании трактовать в духе теории множеств, третье, по-видимому, намекает, что линии у нас априори конечные. Второе можно трактовать описательно, что касается четвертого, то мнения сильно расходятся.
Несколько иная, хотя местами и похожая ситуация возникает в труде, традиционно приписываемом Герону, — «Определение понятий геометрии» (но в статье W. R. Knorr, ‘Arithmêtikê stoicheiôsis’: on Diophantus and Hero of Alexandria, Historia Math. 20 (2) (1993), 180–192 приводятся аргументы в пользу принадлежности его Диофанту):

Прямая линия — это линия, которая одинакова по отношению ко всем точкам на ней, лежит прямо и максимально натянута между своими концами.

Последнее определение довольно явно отсылает нас к кратчайшему расстоянию между двумя точками.
Читайте также

Как описать весь мир с помощью математики?
В наиболее известных трудах древних греков рассматриваются главным образом прямые линии. Хотя в некоторых трудах встречаются и иные известные им линии.
Аполлоний Пергский, один из трех великих геометров Античности (вместе с Евклидом и Архимедом), занимался коническими сечениями. Об их существовании знали и до него, однако именно он дал им названия, закрепившиеся в науке, — эллипс, гипербола, парабола.
Приведем и несколько других примеров, известных грекам.
Циссоида Диокла:
Конхоида Никомеда:
Знаменитая архимедова спираль:
Вторжение иррационального

Кстати, даже в случае отрезков и прямых линий уже у греков возникли определенные проблемы. Давайте пройдем этот путь вместе с ними. Возьмем квадрат со стороной 1. Нетрудно посчитать, используя теорему Пифагора, что его диагональ будет равна корню из двух. Мы моментально попадаем в неловкую ситуацию: корень из двух (как мы знаем сейчас) — число иррациональное, а это значит, что если вы уменьшите сторону квадрата в целое число раз, то из полученных отрезков не сможете получить его диагональ: будет либо чуть больше, либо чуть меньше. Можно было бы сослаться здесь на неточность вычислений или измерений, но пифагорейцы получили этот результат вовсе не на практике, а из теоретических соображений. Доказательство их выглядело следующим образом:

Пусть есть квадрат ABCD. Предположим, существует такой отрезок, который укладывается m раз на диагонали AC и n раз на стороне AB. Тогда AC : AB = m : n. Без ограничения общности можно считать, что хотя бы одно из двух этих чисел нечетно (если это не так и оба четны, то пусть m = 2lm1, а n = 2kn1, где m1 и n1 нечетны; поделим m и n на минимальное из чисел 2l и 2k, получим два числа m′ и n′ такие, что AC : AB = m′ : n′ и по крайней мере одно из них нечетно. В дальнейшем вместо m′ и n′ будем писать m и n и считать, что одно из этих чисел нечетно).
Если построить квадрат со стороной AC (скажем, ACEF), то площадь этого квадрата будет относиться к площади квадрата ABCD как m2 к n2.
Согласно теореме Пифагора, площадь квадрата со стороной AC вдвое больше, чем площадь квадрата ABCD. Таким образом, m2 = 2n2. Значит, m — четное число. Пусть оно равно 2N. Тогда m2 = 4N2. Так как 4N2 = 2n2, n2 = 2N2. Значит, n — тоже четное. Это противоречит предположению о том, что одно из чисел m и n нечетно.

Для пифагорейцев это была печальная новость — в рамках арифметики им такие числа не встречались, поэтому казалось, что и в целом вычисления с длинами оказывались под угрозой.
Интересно, что позже, в рукописи «Выпрямляющий кривое» (в рамках нашей статьи это предельно интригующее название — чуть позже станет понятно почему) некоего Альфонсо, предположительно, крещеного еврея, жившего в Испании между XIII и XV веками, к несоразмерности длин отношение уже гораздо более доброжелательное:

«Следует знать, что от ученых не скрыто то, как поступают люди, которые обвивают прямыми тонкими нитями из шелка, или льна, или другого материала скрепленный круг и измеряют его окружность прямой линией. Однако следует знать, будет ли на самом деле так, как это воспринимается чувством, которое обладает приблизительностью, ибо чувство недостаточно для этого при той приблизительности, которая имеется в нем. Ведь всякие две линии, не равные друг другу, можно разрезать на очень маленькие части так, что чувством будут их воспринимать как равноценные. Вместе с тем возможно, что эти величины несоизмеримы и что видов иррациональной меры бесконечное количество, как это доказано в 10-й книге Евклида».

Координаты и разрывы

Значительное развитие в понимании кривых линий произошло с переходом от геометрического описания к алгебраическому — в частности, к описанию кривых через уравнения.
В действительности нечто похожее на уравнение встречается у Архимеда и Аполлония Пергского — это так называемые симптомы конических сечений.

Затем координаты (в виде заимствованных из географии понятий долготы и широты) встречаются у Николая Орезмского во второй половине XIV столетия. В XVI веке Виет начал использовать символы для записи уравнений. И, наконец, Рене Декарт (синхронно с ним — Пьер де Ферма) развил идеи, совмещающие символьную запись уравнений и систему координат. Его труд пользовался огромной популярностью и быстро получил широкое распространение и существенное развитие. В системе координат появились отрицательные значения, саму сетку координат научились строить косоугольной.
Этот подход, хотя и ограниченно, применял Ньютон. Впоследствии Кеплер для представления траекторий движения планет активно использовал конические сечения в координатах, геометрически описанные еще греками.
Предыдущие шаги сформировали понятие алгебраической кривой — множества точек, чьи координаты связаны уравнением кривой.
Интересно, что уже на этом, алгебраическом уровне возникают кривые с любопытными особенностями. Возьмем, например, известную многим со школы гиперболу — график функции 1/x. Его можно построить по точкам, но несложно сообразить, что уравнение y = 1/x имеет решение для любого x, кроме одного: x = 0 (на ноль делить нельзя). Это сказывается и на графике:

Что происходит в окрестности нуля? Нетрудно ответить. Давайте подойдем к нему справа. Когда мы подставляем в качестве x в выражение 1/x целое число больше 1, мы получаем дробь. Чем больше число, тем меньше получается дробь — этим и объясняется то, что график идет всё ниже и ниже по мере продвижения вправо. Подставляем х = 100, получаем у = 1/100, подставляет 1000000, получаем 1/1000000. Когда мы подставим в выражение единицу, на выходе получим единицу. Теперь пойдем в обратную сторону, ближе к нулю. Когда мы подставляем в выражение для y ½, она попадает в нижнюю часть дроби. Как мы помним, когда мы делим что-то на дробь, нам нужно умножить на перевернутую эту дробь. Значит, мы получим 2. Очевидно, чем ближе мы к нулю, тем сильнее уходим вверх — подставив 1/1000000, мы получим у = 1000000. Похожая ситуация при подходе слева, но с отрицательным знаком.

То, что происходит в нуле, называется разрывом (по виду графика хорошо понятно почему). В анализе принято классифицировать точки разрыва особым образом. То, что мы сейчас видели, называется точкой разрыва второго рода, поскольку односторонние пределы с двух сторон бесконечны (достаточно того, что один из них бесконечен). Если же односторонние пределы в точке разрыва конечны, то такая точка называется точкой разрыва первого рода.
Длина кривой

С самого начала людям хотелось описывать не только сами объекты, но и их свойства. И раз уж мы говорим о «длине, лишенной ширины», хотелось бы уметь эту длину считать. Мы хорошо умеем считать длины прямых отрезков при помощи линейки, которая позволяет нам определять расстояние между двумя точками, но когда дело касается кривых линий, нам нужен иной метод.
Мы расставляем n точек на равном расстоянии вдоль кривой, после чего замеряем длину прямых отрезков между этими точками (это мы делать умеем). Интуитивно возникает подозрение, что с увеличением числа n мы будем приближаться к значению настоящей длины — прирост суммы будет всё меньше, сверху он ограничен настоящей длинной кривой.

Для простых примеров — скажем, окружностей, синусоид, парабол — этот подход отлично работает. Примеры, в которых он дает сбой, мы рассмотрим далее.
Гладкость

Еще одним свойством, характеризующим кривые, является гладкость. Хотя смысл слова интуитивно понятен, задать ее математически не совсем элементарно. Мы хотим, чтобы у кривой не было углов, заострений, клювов и т. п.
Хороший пример гладкой кривой — синусоида:
А вот пример негладкой кривой:
Чтобы определить это свойство, разберемся, что оно означает геометрически. Для начала вспомним концепцию касательной. Обычно в школе рассматривают в первую очередь касательные окружностей и определяют их как прямые, имеющие одну общую точку с окружностью. В случае произвольной кривой рассматривается касательная в локальном смысле — пересечения кривой вне некоторой окрестности точки касания не рассматриваются как проблема.
В курсе начал анализа доказывается, что такая касательная неразрывно связана с производной функции, график которой образует нашу кривую: более конкретно — тангенс угла наклона касательной (по отношению к положительному направлению оси Ox) равен значению производной функции в точке касания.
Эта связь позволяет нам четко определить гладкость функции. Чтобы функция называлась гладкой (и, следовательно, ее график был гладкой кривой), необходимо, чтобы, во-первых, эта функция была непрерывной, во-вторых, ее производная должна существовать и быть непрерывной.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Может быть интересно

Гёдель, Гротендик и Ханс Арп. Философия математики: об основаниях и не только
Кажется, что гладкость — довольно естественное требование к кривой. Это ощущение привело к тому, что в 1806 году Андре-Мари Ампер выдвинул гипотезу о том, что любая функция всюду, за исключением отдельных, «исключительных и изолированных» точек, имеет производную в этих точках.
Позднее гипотеза была разрушена. Первый контрпример следует атрибутировать, по-видимому, Бернхарду Риману. Более простой и широко известный контрпример был построен Ван дер Варденом позднее, в 1930 году. Но наибольшей известностью пользуется функция Вейерштрасса, выраженная формулой:
здесь a — любое нечетное число кроме единицы, b — число от нуля до единицы, а большая греческая cигма обозначает суммирование. Функция оказывается непрерывной для всех вещественных х, но при ряде условий на a и b очень негладкой:
Бесконечность в глубине отрезка

Совсем другой подход к кривым предложил великий французский математик Мари Энмон Камиль Жордан. Что если мы возьмем все точки отрезка и с помощью некоторого отображения перенесем их в пространство? Представьте, что наш отрезок сделан из проволоки, которую можно гнуть, вытягивать и сжимать. С помощью сжатия и вытягивания мы можем добиться изменения длины нашего отрезка, а с помощью сгибания — изменения его формы. Если же строго, то жордановой дугой называется образ непрерывного вложения отрезка в пространство: то есть разные точки отрезка обязательно перейдут в разные точки кривой. Можно представить, что отрезок у нас — временной, скажем, от начала работы секундомера до конца его работы. Тогда каждую секунду мы переводим в какое-то положение точки.
Жордановой замкнутой кривой называют образ непрерывного вложения окружности в пространство (из накладываемых требований следует, что окружность обязательно перейдет в некоторую замкнутую линию).
И хотя концепт жордановой кривой кажется достаточно простым, с его помощью можно получить весьма парадоксальные результаты.
В 1903 году Уильям Фогг Осгуд рассмотрел кривую, которая, являясь жордановой кривой, заполняет собой квадрат и в некоторых своих частях (более строго — порциях) имеет ненулевую площадь.

Впоследствии Кнопп построил жорданову кривую, обладающую ненулевой площадью вдоль всей кривой. Этот результат достигается за счет очень узких вырезаемых «клиньев», узость которых приводит к тому, что вычитаемая из площади треугольника площадь падает экспоненциально.
Кстати, вот здесь можно построить ее самостоятельно.
Примеров на эту тему много. Здесь мы упомянем полученные аффинными преобразованиями кривые де Рама:
кривую Чезаро
кривую Коха — Пеано
и еще несколько кривых де Рама:
Заполнить плоскость

В 1890 году итальянский математик Джузеппе Пеано построил непрерывную кривую, которая проходит через любую точку квадрата (в оригинале использовался единичный, но построение легко повторить для квадрата любых размеров). Пеано задавался вопросом: может ли кривая заполнить всю плоскость или пространство? Результат Пеано воспринимался контринтуитивно. Годом позже кривую с тем же свойством построил уже графически Давид Гильберт.
В дальнейшем все кривые со свойством «заполнения» квадрата стали называть кривыми Пеано, а в более узком смысле это название закрепилось за конкретной кривой из его статьи 1890 года. Поскольку кривая заполняет любой наперед заданный квадрат, мы можем использовать ее и для заполнения плоскости, а в более общем случае — пространства или пустоты внутри нас.
Здесь нужно сделать важное уточнение — отображение с отрезка на квадрат, построенное Пеано, не взаимно-однозначно: не существует кривых Пеано, в которых каждая точка квадрата проходится только единожды — везде при этом построении возникают кратные точки.

Однако существуют кривые Пеано, у которых каждая точка проходится не более трех раз (и множество таких точек счетно).
Интересный факт следует из наших построений. Можно задать параметрически пространственную дугу, которая при проецировании на горизонтальную плоскость будет давать сплошное пятно; при этом такая «крыша» будет давать тень от вертикальных лучей света, но не спасет от дождя, поскольку ее поверхность получается не сплошной.
Ни одна кривая Пеано не гладкая. На интуитивном уровне можно объяснить это необходимостью очень быстро разворачивать направление нашей кривой, что невозможно сделать гладко. Сам Пеано в первой работе на эту тему сознательно не приводил построение кривой, чтобы не опираться на рисунок, однако мы всё же приведем это построение:
Обратите внимание на клетки, они позволяют понять, что происходит на каждом участке. То, что получится в результате бесконечного процесса этого рода, и называется кривой Пеано.
Обладающую тем же свойством кривую построил и современник Пеано Гильберт. Его кривая строится следующим образом:
Существуют и объемные, и многомерные аналоги кривой Пеано, заполняющие куб (многомерный куб, соответственно).
Приведем несколько примеров других кривых, обладающих этим свойством.
Фракталы

Подробнее об этом виде кривых мы писали тут. Однако в рамках разговора об эволюции представлений о кривых не упомянуть их невозможно. Классическим примером фрактала (фигуры со свойством самоподобия) является кривая Коха.
Свойство самоподобия означает, что фигура полностью или приближенно совпадает по форме с частью самой себя. В качестве примера можно провести кривую Коха:
В качестве нулевого «поколения» берем просто отрезок. На первом шаге его среднюю треть превращаем в правильный треугольник без основания, как бы выгибаем его. У нас получится четыре соединенных в кривую линию отрезка. На следующем шаге повторяем эту операцию с каждым из четырех отрезков. И так далее до бесконечности.
Читайте также

От эдемского сада до лесных пожаров. Как исследовать мир при помощи клеточных автоматов
Наш подход с прямыми отрезками терпит здесь фиаско — вместо приближения к какой-то конечной длине сумма длин отрезков неограниченно растет.
Конечно, кривые, обладающие этим свойством, не исчерпываются самоподобными фигурами. Достаточно найти трещину на стене не самой простой формы: самоподобия в ней мы, как правило, не наблюдаем, и в то же время от одной ее «ветки» отходят новые, иной формы, и т. д.
Интересно, что тотально (то есть на любой порции) неспрямляемая кривая очень плохо помещается в ту же концепцию кривой как траектории движения. Точка, движущаяся по такой траектории, очевидно движется не по законам классической механики.

Во-первых, если бы точка двигалась с конечной скоростью по такой кривой, то она бы не двигалась вовсе: сколь угодно малая дуга здесь имеет бесконечную дугу. Но более того — такая кривая нигде не имеет и касательной, а значит, и направление скорости не задано!
В этом кратком обзоре мы лишь немного коснулись трансформации интуитивного представления о кривой в анализе — оставив за скобками развитие этого понятия в алгебре или современной геометрии, равно как и все вопросы, связанные с исследованием строения кривых.
Если эти — опущенные здесь — вопросы заинтересовали вас, то рекомендуем обратиться, например, к популярной брошюре В. И. Арнольда «Вещественная алгебраическая геометрия», а также к брошюре В. В. Острика и М. А. Цфасмана «Алгебраическая геометрия и теория чисел: рациональные и эллиптические кривые».

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://knife.media/line-curve/?utm_...zen.yandex.com
Прямые, кривые и очень изломанные. Краткая история линии от «Начал» Евклида до фракталов начала XX века

Что такое линия? Чем отличаются разные кривые друг от друга? Эти вопросы математики задают себе уже 2500 лет, и путь к ответам на них не лишен драматизма — открытие иррациональных длин отрезков было, по легенде, трагедией для мировоззрения пифагорейцев, а открытие заполняющих плоскость кривых Пеано в начале ХХ столетия заставило ученых пересмотреть свои представления о непрерывности и размерности пространства. Математик и художник Давид Кац — об истории понятия «кривая» в математике Античности и Средневековья и математическом анализе Нового времени.

Узоры древности

Интерес человека к прямым и искривленным линиям можно отследить с древнейших времен. Самые разные кривые мы видим в геометрических узорах на керамике и в архитектуре. Кроме достаточно простых узоров, составленных из прямых линий, часто можно встретить и что-то более сложное: спирали, волнистые линии и другие.
Представления о геометрии существовали уже в Египте и у цивилизаций Плодородного полумесяца. Возникли они, по-видимому, из совершенно практических потребностей: например, для сельского хозяйства важно уметь измерять площади участков земли. Однако в сохранившихся источниках мы видим эти представления скорее как набор рецептов, чем как науку.
Греция: длина без ширины

Древние греки подошли к вопросу более строго. В «Началах» Евклида возникают определения (впрочем, зачастую носящие скорее описательный характер — на них, например, не ссылаются далее) линии, прямой линии, точки. Выглядят они, мягко говоря, несовременно:
Определение 1.1. Точка — это то, часть чего есть ничто.
Определение 1.2. Линия — это длина без ширины.
Определение 1.3. Концы линий — это точки.
Определение 1.4. Прямая линия лежит равномерно по отношению к точкам на ней. (Или: Прямая линия есть та, которая равно лежит на всех своих точках.)
Первое из этих определений можно при желании трактовать в духе теории множеств, третье, по-видимому, намекает, что линии у нас априори конечные. Второе можно трактовать описательно, что касается четвертого, то мнения сильно расходятся.
Несколько иная, хотя местами и похожая ситуация возникает в труде, традиционно приписываемом Герону, — «Определение понятий геометрии» (но в статье W. R. Knorr, ‘Arithmêtikê stoicheiôsis’: on Diophantus and Hero of Alexandria, Historia Math. 20 (2) (1993), 180–192 приводятся аргументы в пользу принадлежности его Диофанту):

Прямая линия — это линия, которая одинакова по отношению ко всем точкам на ней, лежит прямо и максимально натянута между своими концами.

Последнее определение довольно явно отсылает нас к кратчайшему расстоянию между двумя точками.
Читайте также

Как описать весь мир с помощью математики?
В наиболее известных трудах древних греков рассматриваются главным образом прямые линии. Хотя в некоторых трудах встречаются и иные известные им линии.
Аполлоний Пергский, один из трех великих геометров Античности (вместе с Евклидом и Архимедом), занимался коническими сечениями. Об их существовании знали и до него, однако именно он дал им названия, закрепившиеся в науке, — эллипс, гипербола, парабола.
Приведем и несколько других примеров, известных грекам.
Циссоида Диокла:
Конхоида Никомеда:
Знаменитая архимедова спираль:
Вторжение иррационального

Кстати, даже в случае отрезков и прямых линий уже у греков возникли определенные проблемы. Давайте пройдем этот путь вместе с ними. Возьмем квадрат со стороной 1. Нетрудно посчитать, используя теорему Пифагора, что его диагональ будет равна корню из двух. Мы моментально попадаем в неловкую ситуацию: корень из двух (как мы знаем сейчас) — число иррациональное, а это значит, что если вы уменьшите сторону квадрата в целое число раз, то из полученных отрезков не сможете получить его диагональ: будет либо чуть больше, либо чуть меньше. Можно было бы сослаться здесь на неточность вычислений или измерений, но пифагорейцы получили этот результат вовсе не на практике, а из теоретических соображений. Доказательство их выглядело следующим образом:

Пусть есть квадрат ABCD. Предположим, существует такой отрезок, который укладывается m раз на диагонали AC и n раз на стороне AB. Тогда AC : AB = m : n. Без ограничения общности можно считать, что хотя бы одно из двух этих чисел нечетно (если это не так и оба четны, то пусть m = 2lm1, а n = 2kn1, где m1 и n1 нечетны; поделим m и n на минимальное из чисел 2l и 2k, получим два числа m′ и n′ такие, что AC : AB = m′ : n′ и по крайней мере одно из них нечетно. В дальнейшем вместо m′ и n′ будем писать m и n и считать, что одно из этих чисел нечетно).
Если построить квадрат со стороной AC (скажем, ACEF), то площадь этого квадрата будет относиться к площади квадрата ABCD как m2 к n2.
Согласно теореме Пифагора, площадь квадрата со стороной AC вдвое больше, чем площадь квадрата ABCD. Таким образом, m2 = 2n2. Значит, m — четное число. Пусть оно равно 2N. Тогда m2 = 4N2. Так как 4N2 = 2n2, n2 = 2N2. Значит, n — тоже четное. Это противоречит предположению о том, что одно из чисел m и n нечетно.

Для пифагорейцев это была печальная новость — в рамках арифметики им такие числа не встречались, поэтому казалось, что и в целом вычисления с длинами оказывались под угрозой.
Интересно, что позже, в рукописи «Выпрямляющий кривое» (в рамках нашей статьи это предельно интригующее название — чуть позже станет понятно почему) некоего Альфонсо, предположительно, крещеного еврея, жившего в Испании между XIII и XV веками, к несоразмерности длин отношение уже гораздо более доброжелательное:

«Следует знать, что от ученых не скрыто то, как поступают люди, которые обвивают прямыми тонкими нитями из шелка, или льна, или другого материала скрепленный круг и измеряют его окружность прямой линией. Однако следует знать, будет ли на самом деле так, как это воспринимается чувством, которое обладает приблизительностью, ибо чувство недостаточно для этого при той приблизительности, которая имеется в нем. Ведь всякие две линии, не равные друг другу, можно разрезать на очень маленькие части так, что чувством будут их воспринимать как равноценные. Вместе с тем возможно, что эти величины несоизмеримы и что видов иррациональной меры бесконечное количество, как это доказано в 10-й книге Евклида».

Координаты и разрывы

Значительное развитие в понимании кривых линий произошло с переходом от геометрического описания к алгебраическому — в частности, к описанию кривых через уравнения.
В действительности нечто похожее на уравнение встречается у Архимеда и Аполлония Пергского — это так называемые симптомы конических сечений.

Затем координаты (в виде заимствованных из географии понятий долготы и широты) встречаются у Николая Орезмского во второй половине XIV столетия. В XVI веке Виет начал использовать символы для записи уравнений. И, наконец, Рене Декарт (синхронно с ним — Пьер де Ферма) развил идеи, совмещающие символьную запись уравнений и систему координат. Его труд пользовался огромной популярностью и быстро получил широкое распространение и существенное развитие. В системе координат появились отрицательные значения, саму сетку координат научились строить косоугольной.
Этот подход, хотя и ограниченно, применял Ньютон. Впоследствии Кеплер для представления траекторий движения планет активно использовал конические сечения в координатах, геометрически описанные еще греками.
Предыдущие шаги сформировали понятие алгебраической кривой — множества точек, чьи координаты связаны уравнением кривой.
Интересно, что уже на этом, алгебраическом уровне возникают кривые с любопытными особенностями. Возьмем, например, известную многим со школы гиперболу — график функции 1/x. Его можно построить по точкам, но несложно сообразить, что уравнение y = 1/x имеет решение для любого x, кроме одного: x = 0 (на ноль делить нельзя). Это сказывается и на графике:

Что происходит в окрестности нуля? Нетрудно ответить. Давайте подойдем к нему справа. Когда мы подставляем в качестве x в выражение 1/x целое число больше 1, мы получаем дробь. Чем больше число, тем меньше получается дробь — этим и объясняется то, что график идет всё ниже и ниже по мере продвижения вправо. Подставляем х = 100, получаем у = 1/100, подставляет 1000000, получаем 1/1000000. Когда мы подставим в выражение единицу, на выходе получим единицу. Теперь пойдем в обратную сторону, ближе к нулю. Когда мы подставляем в выражение для y ½, она попадает в нижнюю часть дроби. Как мы помним, когда мы делим что-то на дробь, нам нужно умножить на перевернутую эту дробь. Значит, мы получим 2. Очевидно, чем ближе мы к нулю, тем сильнее уходим вверх — подставив 1/1000000, мы получим у = 1000000. Похожая ситуация при подходе слева, но с отрицательным знаком.

То, что происходит в нуле, называется разрывом (по виду графика хорошо понятно почему). В анализе принято классифицировать точки разрыва особым образом. То, что мы сейчас видели, называется точкой разрыва второго рода, поскольку односторонние пределы с двух сторон бесконечны (достаточно того, что один из них бесконечен). Если же односторонние пределы в точке разрыва конечны, то такая точка называется точкой разрыва первого рода.
Длина кривой

С самого начала людям хотелось описывать не только сами объекты, но и их свойства. И раз уж мы говорим о «длине, лишенной ширины», хотелось бы уметь эту длину считать. Мы хорошо умеем считать длины прямых отрезков при помощи линейки, которая позволяет нам определять расстояние между двумя точками, но когда дело касается кривых линий, нам нужен иной метод.
Мы расставляем n точек на равном расстоянии вдоль кривой, после чего замеряем длину прямых отрезков между этими точками (это мы делать умеем). Интуитивно возникает подозрение, что с увеличением числа n мы будем приближаться к значению настоящей длины — прирост суммы будет всё меньше, сверху он ограничен настоящей длинной кривой.

Для простых примеров — скажем, окружностей, синусоид, парабол — этот подход отлично работает. Примеры, в которых он дает сбой, мы рассмотрим далее.
Гладкость

Еще одним свойством, характеризующим кривые, является гладкость. Хотя смысл слова интуитивно понятен, задать ее математически не совсем элементарно. Мы хотим, чтобы у кривой не было углов, заострений, клювов и т. п.
Хороший пример гладкой кривой — синусоида:
А вот пример негладкой кривой:
Чтобы определить это свойство, разберемся, что оно означает геометрически. Для начала вспомним концепцию касательной. Обычно в школе рассматривают в первую очередь касательные окружностей и определяют их как прямые, имеющие одну общую точку с окружностью. В случае произвольной кривой рассматривается касательная в локальном смысле — пересечения кривой вне некоторой окрестности точки касания не рассматриваются как проблема.
В курсе начал анализа доказывается, что такая касательная неразрывно связана с производной функции, график которой образует нашу кривую: более конкретно — тангенс угла наклона касательной (по отношению к положительному направлению оси Ox) равен значению производной функции в точке касания.
Эта связь позволяет нам четко определить гладкость функции. Чтобы функция называлась гладкой (и, следовательно, ее график был гладкой кривой), необходимо, чтобы, во-первых, эта функция была непрерывной, во-вторых, ее производная должна существовать и быть непрерывной.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Может быть интересно

Гёдель, Гротендик и Ханс Арп. Философия математики: об основаниях и не только
Кажется, что гладкость — довольно естественное требование к кривой. Это ощущение привело к тому, что в 1806 году Андре-Мари Ампер выдвинул гипотезу о том, что любая функция всюду, за исключением отдельных, «исключительных и изолированных» точек, имеет производную в этих точках.
Позднее гипотеза была разрушена. Первый контрпример следует атрибутировать, по-видимому, Бернхарду Риману. Более простой и широко известный контрпример был построен Ван дер Варденом позднее, в 1930 году. Но наибольшей известностью пользуется функция Вейерштрасса, выраженная формулой:
здесь a — любое нечетное число кроме единицы, b — число от нуля до единицы, а большая греческая cигма обозначает суммирование. Функция оказывается непрерывной для всех вещественных х, но при ряде условий на a и b очень негладкой:
Бесконечность в глубине отрезка

Совсем другой подход к кривым предложил великий французский математик Мари Энмон Камиль Жордан. Что если мы возьмем все точки отрезка и с помощью некоторого отображения перенесем их в пространство? Представьте, что наш отрезок сделан из проволоки, которую можно гнуть, вытягивать и сжимать. С помощью сжатия и вытягивания мы можем добиться изменения длины нашего отрезка, а с помощью сгибания — изменения его формы. Если же строго, то жордановой дугой называется образ непрерывного вложения отрезка в пространство: то есть разные точки отрезка обязательно перейдут в разные точки кривой. Можно представить, что отрезок у нас — временной, скажем, от начала работы секундомера до конца его работы. Тогда каждую секунду мы переводим в какое-то положение точки.
Жордановой замкнутой кривой называют образ непрерывного вложения окружности в пространство (из накладываемых требований следует, что окружность обязательно перейдет в некоторую замкнутую линию).
И хотя концепт жордановой кривой кажется достаточно простым, с его помощью можно получить весьма парадоксальные результаты.
В 1903 году Уильям Фогг Осгуд рассмотрел кривую, которая, являясь жордановой кривой, заполняет собой квадрат и в некоторых своих частях (более строго — порциях) имеет ненулевую площадь.

Впоследствии Кнопп построил жорданову кривую, обладающую ненулевой площадью вдоль всей кривой. Этот результат достигается за счет очень узких вырезаемых «клиньев», узость которых приводит к тому, что вычитаемая из площади треугольника площадь падает экспоненциально.
Кстати, вот здесь можно построить ее самостоятельно.
Примеров на эту тему много. Здесь мы упомянем полученные аффинными преобразованиями кривые де Рама:
кривую Чезаро
кривую Коха — Пеано
и еще несколько кривых де Рама:
Заполнить плоскость

В 1890 году итальянский математик Джузеппе Пеано построил непрерывную кривую, которая проходит через любую точку квадрата (в оригинале использовался единичный, но построение легко повторить для квадрата любых размеров). Пеано задавался вопросом: может ли кривая заполнить всю плоскость или пространство? Результат Пеано воспринимался контринтуитивно. Годом позже кривую с тем же свойством построил уже графически Давид Гильберт.
В дальнейшем все кривые со свойством «заполнения» квадрата стали называть кривыми Пеано, а в более узком смысле это название закрепилось за конкретной кривой из его статьи 1890 года. Поскольку кривая заполняет любой наперед заданный квадрат, мы можем использовать ее и для заполнения плоскости, а в более общем случае — пространства или пустоты внутри нас.
Здесь нужно сделать важное уточнение — отображение с отрезка на квадрат, построенное Пеано, не взаимно-однозначно: не существует кривых Пеано, в которых каждая точка квадрата проходится только единожды — везде при этом построении возникают кратные точки.

Однако существуют кривые Пеано, у которых каждая точка проходится не более трех раз (и множество таких точек счетно).
Интересный факт следует из наших построений. Можно задать параметрически пространственную дугу, которая при проецировании на горизонтальную плоскость будет давать сплошное пятно; при этом такая «крыша» будет давать тень от вертикальных лучей света, но не спасет от дождя, поскольку ее поверхность получается не сплошной.
Ни одна кривая Пеано не гладкая. На интуитивном уровне можно объяснить это необходимостью очень быстро разворачивать направление нашей кривой, что невозможно сделать гладко. Сам Пеано в первой работе на эту тему сознательно не приводил построение кривой, чтобы не опираться на рисунок, однако мы всё же приведем это построение:
Обратите внимание на клетки, они позволяют понять, что происходит на каждом участке. То, что получится в результате бесконечного процесса этого рода, и называется кривой Пеано.
Обладающую тем же свойством кривую построил и современник Пеано Гильберт. Его кривая строится следующим образом:
Существуют и объемные, и многомерные аналоги кривой Пеано, заполняющие куб (многомерный куб, соответственно).
Приведем несколько примеров других кривых, обладающих этим свойством.
Фракталы

Подробнее об этом виде кривых мы писали тут. Однако в рамках разговора об эволюции представлений о кривых не упомянуть их невозможно. Классическим примером фрактала (фигуры со свойством самоподобия) является кривая Коха.
Свойство самоподобия означает, что фигура полностью или приближенно совпадает по форме с частью самой себя. В качестве примера можно провести кривую Коха:
В качестве нулевого «поколения» берем просто отрезок. На первом шаге его среднюю треть превращаем в правильный треугольник без основания, как бы выгибаем его. У нас получится четыре соединенных в кривую линию отрезка. На следующем шаге повторяем эту операцию с каждым из четырех отрезков. И так далее до бесконечности.
Читайте также

От эдемского сада до лесных пожаров. Как исследовать мир при помощи клеточных автоматов
Наш подход с прямыми отрезками терпит здесь фиаско — вместо приближения к какой-то конечной длине сумма длин отрезков неограниченно растет.
Конечно, кривые, обладающие этим свойством, не исчерпываются самоподобными фигурами. Достаточно найти трещину на стене не самой простой формы: самоподобия в ней мы, как правило, не наблюдаем, и в то же время от одной ее «ветки» отходят новые, иной формы, и т. д.
Интересно, что тотально (то есть на любой порции) неспрямляемая кривая очень плохо помещается в ту же концепцию кривой как траектории движения. Точка, движущаяся по такой траектории, очевидно движется не по законам классической механики.

Во-первых, если бы точка двигалась с конечной скоростью по такой кривой, то она бы не двигалась вовсе: сколь угодно малая дуга здесь имеет бесконечную дугу. Но более того — такая кривая нигде не имеет и касательной, а значит, и направление скорости не задано!
В этом кратком обзоре мы лишь немного коснулись трансформации интуитивного представления о кривой в анализе — оставив за скобками развитие этого понятия в алгебре или современной геометрии, равно как и все вопросы, связанные с исследованием строения кривых.
Если эти — опущенные здесь — вопросы заинтересовали вас, то рекомендуем обратиться, например, к популярной брошюре В. И. Арнольда «Вещественная алгебраическая геометрия», а также к брошюре В. В. Острика и М. А. Цфасмана «Алгебраическая геометрия и теория чисел: рациональные и эллиптические кривые».

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/evil_spa...17db2dbc18d046

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Пути преодоления редукционистской математики и создания математики целостности.

Виктор КУДРИН
Пифагорейцы понимали под математикой (от греческого μάθημα "изучение через размышление"), не отдельную предметную область знаний, а "точное выражение чего-либо, достигнутое путём размышления". Математика оставалась для них неотъемлемой частью философии. Выделение математики в отдельную от философии предметную область превратило её в изощрённую игру по придуманной игроками правилам, наподобие шахматных или шашечных, причём вопрос о соответствии математических объектов объектам реального мiра даже не принято было ставить. Затем, уже в Новое время, смысл понятия "математика" изменился на прямо противоположный, и она стала ассоциироваться даже не с опытной наукой, а с экспериментальной технологией – допрашиванием природы путём эксперимента.
Термин "гилетика" (от греческого слова ὑλή = hyle = вещество) впервые был введён в философию Аристотелем [Аристотель, 2006], а в новое время – использован Эдмундом Гуссерлем в работе "Идеи к чистой феноменологии и феноменологической философии": "Естественно, что чистая гилетика подчинена феноменологии трансцендентального сознания. Кстати говоря, эта чистая гилетика обладает характером замкнутой в себе дисциплины, как таковая, имеет свою внутреннюю ценность, а, с точки зрения функциональной, и значение – благодаря тому, что она вплетает возможные нити в интенциональную паутину, поставляет возможный материал для интенциональных формирований" [Гуссерль,1999]. Из приведенной цитаты видно, что для Гуссерля слово "гилетический" было синонимом слова "чувственный" или "материальный" (имелся в виду материал переживаний), но А.Ф. Лосев, впервые применивший этот термин к числу, – различает эти понятия, в смысле их различения в греческой и латинской культурах. Хотя Цицерон и ввел слово materia как перевод греческого ὑλή, оно отличается от латинского materia именно тем, что materia – это ὑλή, взятое в момент его наблюдения, a ὑλή включает в себя все моменты существования вещественного предмета, всю его биографию, реализованную в виде конкретного гилетического числа. По формулировке Лосева, "гилетическое число выражает момент иного, меонального размыва и подвижности, смысловой текучести и жизненности эйдоса, т.е. самого предмета" [Лосев, 2011]. Значение греческого слова ὑλή так же относится к значению латинского materia, как объём шара относится к его поверхности. Латинская часть культурного мiра, говоря о веществе, подразумевает его мгновенное видимое состояние. В философии Нового времени, а затем и в "научном мiровоззрении" XVII – XX столетий рассмотрение объема "мiрового шара" незаметно подменилось рассмотрением лишь его поверхности. Можно сказать, что "научное мiровоззрение" в его привычном понимании поверхностно не в переносном, а в самом прямом смысле слова. Преодолевается эта поверхностность возвращением научный обиход понятия ὑλή и его производных, в частности, – гилетического числа. Не существует ни материи без формы (вопреки мнению материалистов), ни формы без материи (как ошибочно полагал Платон), но материи не в "цицероновском" смысле, а именно в первоначальном, греческом смысле ὑλή. Элементом этой оформленной материи и являются гилетические числа.
Может показаться странным противопоставление понятий "гилетический" и "вещественный": ведь ὑλή как раз и означает вещество, а вещественные числа успешно применяются в математике уже более пяти тысяч лет! Но, как мы увидим далее, значения этих слов имеют существенные оттенки, позволяющие их строго различать, и Лосев был совершенно прав, противопоставив их. Речь идет не о том, чтобы дать новое название уже известному предмету. Число в общепринятом понимании представляет собой как бы моментальный снимок гилетического числа, сделанный на его вещественной стадии, оцепеневшее число, тело числа, разлученное с душой. Поэтому и область его применения ограничивается вещественным мiром.
Греческое ὑλή, в отличие от латинского materia, включает в себя и материю умопостигаемого мiра, сакральную материю, или, выражаясь словами Гуссерля, "материю переживаний", тогда как materia – это вещество лишь физической оболочки мiра, видимого мiра.
В противоположность знаменитому высказыванию Кронекера: “Die ganzen Zahlen hat der liebe Gott gemacht, alles andere ist Menschenwerk” (Бог создал целые числа, всё остальное – дело рук человека), нам представляется правильным диаметрально противоположное утверждение: "Бог создал гилетические числа, остальные виды чисел – искусственные конструкции человеческого рассудка, призванные ограничить понятие и возможности числа для удобства производящих вычисления математиков". (Отметим, что "удобство" это продолжается лишь до того момента, пока сами вычислители не оказываются в логическом тупике). Глава "московской математической школы" академик Н.Н. Лузин высказывался ещё резче: "По-видимому, натуральный ряд чисел не представляет из себя абсолютно объективного образования. По-видимому, он представляет собой функцию головы того математика, который в данном случае говорит о натуральном ряде".
Понять разницу между латинским и греческим восприятиями числа нам поможет классическая филология. Греческое слово αριθμός не является простым аналогом латинского numerus (и производных от него новоевропейских numero, Nummer, nombre, number) – его значение гораздо шире, как и значение русского слова "число". Слово "номер" тоже вошло в русский язык, но не стало тождественным слову "число", а применяется лишь к процессу "нумерации" – русская интуиция числа совпадает с древнегреческой.
Нумерология не тождественна аритмологии, а только часть аритмологии, хотя формально – это латинская калька соответствующего греческого термина.
В современной конвенциональной математике Теория чисел занимается только целыми числами, поэтому более точным ее названием было бы «Теория номеров» (хотя уже есть ещё более узкая Теория нумераций).
Но все ли числа суть числа гилетические? Проследить индивидуальную историю трансфинитных чисел (в отличие от истории чисел конечных) мы не можем. Поэтому трансфинитные числа должны быть отнесены к особому классу чисел. В современной философии математики обычно принято противопоставлять учение Георга Кантора о реальности актуально трансфинитного учению Аристотеля, будто бы отрицавшего эту реальность. Но именно учение Аристотеля об энтелехии (предполагающее реальность актуализации, то есть перехода потенциально сущего в актуально сущее) даёт возможность оправдать учение Кантора о трансфинитном. Антиномия терминов "актуальное" и "трансфинитное" разрешается именно тем, что трансфинитное реально существует именно в виде энтелехии! Мы намеренно не используем русское слово "бесконечное", так как оно не совсем верно передаёт смысл Канторовского термина "трансфинитное", который правильно было бы перевести на русский как "законечное" – отсюда значительная часть недоразумений, возникающих при переводах трудов Георга Кантора на русский язык. (А "бесконечному" соответствовал бы латинский термин "infinitum"). Возвращаясь к греческой терминологии, мы можем назвать трансфинитные числа числами метагилетическими.
Согласно учению Аристотеля о предмете математики (впоследствии подтверждённому и развитому неоплатоником Проклом), математика есть нечто среднее, промежуточное между мiром духовным и мiром вещественным (ὑλή), отличающееся и от того, и от другого. Но математика призвана "охватывать" оба мiра, составляя с ними единое Целое. Хотя в каждом из этих мiров – свои собственные законы, но математика включает их в свой состав. Да, роль "медиатора" между двумя мiрами она тоже выполняет (или должна выполнять), и в этом Аристотель и Прокл правы! Однако ея роль не сводится к роли "медиатора", так как она выполняет свою задачу и в каждом из этих мiров, рассматриваемых по отдельности, и при любых формах взаимодействия обоих мiров. (Формулы этого взаимодействия ещё предстоит найти). То есть – область математики не сводится лишь к "границе" между мiрами, а включает их в себя целиком.
Простейшее число – это число "нуль". Чтобы создать из него простейшее числовое поле, надо "сосчитать" его. "Сосчитав" его, мы получаем число "один", так как нуль "встретился" нам пока всего один раз. Теперь у нас – уже два числа, производя над которыми дальнейшие арифметические операции, мы можем строить числовое поле, расширяя этим само понятие числа. Но, чтобы произвести эту, самую первую, арифметическую операцию – уже необходим Некто, кто её производит, иначе нуль так и оставался бы всегда лишь нулём, и не было бы ни времени, ни числового поля, ни самого Космоса. Таково чисто математическое доказательство бытия Божия, независимое от признания или непризнания реальности видимого мiра, без привлечения каких-либо внематематических понятий. То есть вечное бытие Актуально Трансфинитного является необходимой предпосылкой любого бытия, начиная с мiра чисел, и продолжающегося в мiре физическом.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Именно таким образом реализуется мысль Пифагора о порождении мiром чисел мiра вещественного. (Хотя сам тезис "всё есть число" сформулирован не им, а Аристотелем) [Аристотель, 2006]. Гилетическое число – не "новый тип числа", а именно истинное число в пифагорейском смысле, в противоположность редуцированному числу позитивистской науки. "Безпамятных" гилетических чисел не существует, так как существовать – значит быть существом, а существо – это личность, обладающая памятью.
Число – это не результат абстрагирования от мiра вещей, а то многомерное Целое, проекции которого в трёхмерный мiр являются нам в виде отдельных предметов. Но все ли числа суть числа гилетические? Проследить индивидуальную историю актуально трансфинитных чисел (в отличие от истории чисел конечных) мы не можем. Поэтому актуально трансфинитные числа должны быть отнесены к особому классу чисел. В современной философии математики обычно принято противопоставлять учение Георга Кантора о реальности актуально трансфинитного учению Аристотеля, будто бы отрицавшего эту реальность. Но именно учение Аристотеля об энтелехии (предполагающее реальность актуализации, то есть перехода потенциально сущего в актуально сущее) даёт возможность оправдать учение Кантора о трансфинитном. Антиномия терминов "актуальное" и "трансфинитное" разрешается именно тем, что трансфинитное реально существует именно в виде энтелехии! Таким образом, все числа подразделяются на гилетические (потенциально трансфинитные) и метагилетические (актуально трансфинитные).
А что же представляют собой остальные числа, употребляемые в современной редукционистской математике, – иррациональные, комплексные и "обычные" (то есть лишенные временного измерения) кватернионы? Это – "предельные случаи" гилетических чисел, которые в "чистом виде" никогда в природе не встречаются, как не встречаются лишенные длительности временные интервалы – "мгновения времени".
Общеизвестные элементарные арифметические операции (сложение, умножение, возведение в степень и обратные к ним) далеко не исчерпывают всего богатства возможных операций. Уже участие чисел в элементарной арифметической операции порождает новые числа. При этом "исходные" числа никуда не пропадают – все этапы истории числа сохраняются в Вечности – это и является основой Закона сохранения информации.
Сегодняшняя редукционистская математика – математика "плоского" мiра – такой же частный случай чаемой математики мiра многомерного, как, в рамках сегодняшней математики, евклидова геометрия представляет собой частный случай геометрии Лобачевского или геометрии Римана, приспособленный для мiра, в котором бы отсутствовало вещество, то есть – для мiра нереального.
Ограничив область своего применения лишь мiром вещественным, современная редукционистская математика не способна адекватно представить даже этот вещественный мiр. Фактически она целиком ограничена мiром гилетических чисел, не сознавая при этом их гилетичности, а неизмеримо превосходящий его мiр метагилетических чисел – остаётся за бортом.
Но можно ли найти общий принцип, объединяющий оба мiра? Да! Монадология Лейбница и Н.В. Бугаева даёт возможность рассмотреть все виды живых существ в качестве монад, под которыми Лейбниц понимал "простые, непротяжённые субстанции, одарённые стремлением и способностью представления" [Лейбниц, 1989]. Более того, монаду в понимании Лейбница можно отождествить с Числом, в максимально расширенном смысле этого понятия. Монада есть становящееся (индивидуализирующееся) число. К этому числу (как мы постараемся показать далее) вполне применимо введённое А.Ф. Лосевым именование числа гилетического.
В своей ранней работе "Тайны нового мышления" В.Ю. Татур отметил безуспешность попыток некоторых ученых описать квантовые процессы, пользуясь понятиями гильбертова пространства: "Здесь мы имеем явное противоречие между природным процессом и его математическим описанием, отражающим общепринятые представления о пространстве и времени как протяженности и длительности. Поэтому оказалось необходимым определить свойства того уровня материи, который является базисом для описания квантовых объектов как единых и неделимых. Очевидно, что его свойства должны присутствовать в каждой точке пространства, имеющего протяженность. Такие условия позволяют для описания этого уровня использовать математический аппарат нестандартного анализа, в котором в качестве объекта имеет существование монада (терминология Лейбница). Ее свойства таковы, что она может содержать актуально трансфинитное число элементов, и это множество никогда не пересечется с множеством другой монады. Таким образом, можно определить, что каждая точка гильбертова пространства представляет собой многоуровневую систему, в которой происходит движение квантового перехода с изменением энергетического состояния. Всякая макроквантовая система (биосфера, галактика и т. д.) представляет собой на определенном уровне монаду, и, таким образом, является единым и неделимым целым… В парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена нашли наиболее четкую формулировку следствия, вытекающие из нелокальности квантовых объектов, т.е. из того, что измерения в точке А влияют на измерения в точке B. Как показали последние исследования – это влияние происходит со скоростями, большими скорости электромагнитных волн в вакууме. Квантовые объекты, состоящие из любого количества элементов, являются принципиально неделимыми образованиями. На уровне Слабой метрики – квантового аналога пространства и времени – объекты представляют собой монады, для описания которых применим нестандартный анализ. Эти монады взаимодействуют между собой и это проявляется как нестандартная связь, как корреляция" [Татур, 1990].
Согласно классической теории вероятности, для независимых случайных величин коэффициент корреляции равен нулю. Это даёт возможность интерпретировать любое ненулевое значение корреляции в качестве меры информации, содержащейся в памяти монады. Новую математическую дисциплину, предметом которой будет корреляционное взаимодействие монад, можно будет назвать корреляционным исчислением. Корреляционное исчисление не может быть сведено к применяемому в математической статистике корреляционному анализу. Оно охватит не только взаимодействия, вызванные «действующими» причинами, но и информацию телеологического происхождения, будет способствовать ее осмыслению и оформлению, подобно тому, как восприятие музыки способствует оформлению интуитивных прозрений математика.
Усвоение информации монадой есть создание вечных (то есть трансфинитных в буквальном значении этого слова – "выходящих за пределы конца") коррелятов временных событий, или, то есть трансфинитных аналогов финитных чисел, содержащих информацию о конкретном событии. Монады суть числа неограниченной ёмкости, и в этом их трансфинитность (потенциальная, если речь идёт о гилетическом числе, и актуальное, если рассматриваемое число – метагилетическое, то есть представляет собой элемент духовного мiра). Вместе с тем, усваивая информационные блоки, то есть множества финитных чисел, монады осуществляют реальную связь между финитным и трансфинитным аспектами реальности. Операция усвоения представляет собой создание в памяти монады финитных образов трансфинитных множеств. Операция актуализации есть новое генерирование финитных ключей, открывающих каналы связи с этими множествами. Поэтому Корреляционное исчисление можно было бы назвать Исчислением монад, то есть математикой конкретных чисел, а не отвлечённых количеств.
Как "высунуться" (по выражению Клиффорда Пиковера) из "нашего" пространства в пространство большей размерности? Можно ли выводить информацию за пределы трёхмерного мiра, хранить её там, и выводить её оттуда, когда это нам понадобится? Казалось бы, в физическом мiре мы никаким образом не можем вырваться за пределы трёхмерного пространства и одномерного времени, что действия, производимые в трёхмерном мiре, не могут производить изменения за его пределами, то есть в мiре высших измерений, создавать там что-то новое. Но ведь в математике именно так и происходит, когда мы, извлекая корень из отрицательного числа, создаём мнимое число, распространяя тем самым мiр чисел с числовой прямой на плоскость! Вся история математики свидетельствует о постоянном расширении областей возможных операций, при которых появляются и соответствующие им числовые пространства. Возникновение живых существ, появление памяти – есть как раз преодоление времени, открывающее возможность свободного доступа во все области четырёхмерного континуума. Жизнь преодолевает "законы физики", сформулированные в результате наблюдений "неживой" природы!
Свойством любой биосистемы является способность к усвоению информации, то есть к приданию ей энергийного статуса (в терминах Аристотеля). Биосистема способна и к опережающей реакции на информацию телеологического происхождения, и к актуализации, то есть переводу этой информации из неметризуемого пространства δύναμις в пространство метризуемое. Актуализация информации может сопровождаться объективацией, то есть созданием в физическом пространстве новых экземпляров воспринятых ранее объектов любой сложности, включая сами биологические клетки и организмы в целом. При этом элементом живого вещества можно считать не отдельный модус монады, вещественно реализованный в виде молекулы ДНК, а монаду в целом, обладающую нередуцируемой сложностью, то есть естественный коррелятор. Любая биосистема есть система естественных самовоспроизводящихся корреляторов.
Корреляционное взаимодействие монад ("элементарных" частиц, живых существ, биоценозов, искусственных корреляторов) происходит в неметризуемом пространстве. Но управление этим взаимодействием может осуществляться посредством кодов, реализованных в пространстве физическом. Эти коды сами могут быть переданы посредством корреляции от одного модуса к другому и вещественно реализованы в естественных апериодических кристаллах (хромосомах) или искусственно выращенных кристаллах (модусах коррелятора). Таким образом мы можем, хотя бы частично, управлять процессами, происходящими в неметризуемом пространстве, посредством процессов физических, проявляющихся в виде целенаправленного поведения. Сам естественный язык подразумевает телеологическую причинность, когда мы говорим о "генетической программе" будущего развития организма. Говоря так, мы концентрируем внимание не на том, как возник генетический код и каковы его пространственные координаты, а на том, каково его назначение, то есть на его целевой причине.
В настоящее время большинство математиков занимается либо решением чисто теоретических задач (таких, как решение теоремы Ферма или теория доказательств), либо, наоборот – узко прикладными задачами, не выходящими за рамки механистического мiровидения. Разработка математического аппарата корреляции монад должна стать магистральным направлением математики, объединяющей духовный и вещественный мiры в единое целое.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Теоретические основы математического моделирования.

Сегодня


Теоретические основы математического моделирования.
Философскую концепцию моделирования составляют теория отражения и теория познания, а формально-методическую основу моделирования составляют теория подобия, теория эксперимента, математическая статистика, математическая логика и научные дисциплины, изучающие те предметные области, которые подлежат исследованию методами моделирования.
Согласно математической теории подобия абсолютное подобие может иметь место лишь при замене одного объекта другим точно таким же. При моделировании большинства систем (за исключением, возможно, моделирования одних математических структур другими) абсолютное подобие невозможно, и основная цель моделирования - модель достаточно хорошо должна отображать функционирование моделируемой системы. Одними из основных понятий, используемых в моделировании, являются понятия изоморфизма и гомоморфизма.
Изоморфизм и гомоморфизм (греч. isos — одинаковый, homoios — подобный и morphe — форма) — понятия, характеризующие соответствие между структурами объектов.
Две системы, рассматриваемые отвлеченно от природы составляющих их элементов, являются изоморфными друг другу, если каждому элементу первой системы соответствует лишь один элемент второй и каждой связи в одной системе соответствует связь в другой и обратно. Такое взаимно-однозначное соответствие называется изоморфизм (Рис. 3).



Рис. 3. К понятию изоморфизма
Изоморфизм связан не со всеми, а лишь с некоторыми выбранными в процессе анализа свойствами объектов, которые в других своих отношениях могут отличаться.
Гомоморфизм отличается от изоморфизма тем, что соответствие объектов однозначно лишь в одну сторону. Поэтому гомоморфный образ есть неполное, приближенное отображение структуры оригинала. Примерами гомоморфизма могут служитьотношение между картой и местностью или отношение между грамзаписью и ее оригиналом.
Математическая модель представляет собой некоторую абстракцию реального объекта и строится как описание последнего на основе использования основных категорий и понятий. Рассмотрим эти понятия.
Под предметной областью будем понимать мысленно ограниченную область реальной действительности или область идеальных представлений, подлежащую описанию (моделированию) и исследованию. Предметная область состоит из объектов, различаемых по каким-либо признакам (свойствам) и находящихся в определенных отношениях между собой, или взаимодействующих каким-либо образом (Рис. 4).


Рис. 4. К понятиям объект, свойство, показатель
Под объектом понимается нечто целое, которое реально существует или возникает в нашем сознании, и обладающее свойствами, значения которых позволяют нам однозначно распознавать это целое. Объект, на котором сосредоточивается внимание субъекта с целью исследования, называется объектом исследования.
Объекты воспринимаются и различаются субъектами лишь постольку, поскольку они обладают характерными свойствами. Свойством называется характерная особенность объекта, которая может быть замечена и оценена субъектом, например, вес, цвет, длина, плотность и тому подобное.
Для оценки исследуемого свойства объекта субъект устанавливает определенную меру называемую показателем свойства. Для каждого показателя определяется множество значений (уровней, или градаций меры свойства), которые присваиваются ему в результате оценивания свойства. Таким образом, свойство объекта является реальностью, а показатель - субъективной мерой этой реальности (если речь идет о реальных объектах).
Показатели всеобщих свойств материальных объектов, таких как пространство и времяназываются основными показателями. Подавляющее большинство показателей других свойств выражаются через показатели этих основных свойств. Поэтому единицы измерения основных показателей служат основой для построения стандартной системы единиц измерения физических величин и называются основными единицами измерения.
Выражение показателя некоторого свойства через основные единицы измерения, принятые в определенной стандартной системе единиц (мер), называется размерностью данного показателя.
Свойства делятся на внутренние (собственные) свойства объектов, показатели которых называются параметрами, и внешние, представляющие собой свойства среды, связанные некоторыми отношениями с параметрами данного объекта, показатели которых называются факторами.
Свойства объектов выявляются только при их взаимодействии, или при сопоставлении объектов друг с другом. Сопоставление (комбинация) значений показателей, наблюдаемых свойств определенных объектов называется отношением. Говорят, что отношение истинно, если оно подтверждается практическим экспериментом, или логическим выводом. Отношение считается ложным, если оно опровергается практической проверкой, или логическим выводом. В противном случае отношение считается неопределенным. Понятия «истинно», «ложно», «неопределенно» являются логическими значениями любого отношения, результатами субъективной его оценки.
Взаимодействие объектов определяется по результатам измерения значений показателей наблюдаемых свойств этих объектов. Поэтому каждому действию, или взаимодействию присваивается определенный результат. Это может быть значение, или определенная комбинация значений показателей свойств взаимодействующих объектов. Действия над значениями показателей свойств объектов, выполняемые по определенным правилам и приводящие к предполагаемому результату, называются операцией или процедурой.
Значения показателей свойств объектов обозначаются символами из некоторого заранее определенного множества А, называемого алфавитом.
Множество объектов, взаимосвязанных между собой определенными отношениями, и выполняющих определенную общую для них целевую функцию или имеющих общее предназначение, называется системой.
Система, состоящая из алфавита А, строго определенных множеств отношений G, операций Q и предназначенная для символического описания объектов и систем определенного класса, называется формальной системой. Такие системы положены в основу языков математического моделирования.
Энергия является одним из свойств материи, в силу которого все материальные объекты совершают движение в пространстве и времени, находясь в энергетическом взаимодействии и пространственно-временном отношении.
Все материальные объекты существуют в пространстве и во времени, которые также являются всеобщими свойствами материи. Значения показателей пространства и времени входят в состав основных единиц измерения физических свойств объектов.
Так как все свойства объектов изменяются во времени, то любой набор значений показателей этих свойств относится к определенному значению показателя времени. Это отношение называется состоянием объекта.
Значения показателей свойств со временем меняются, в результате чего происходит смена состояний объектов. Акт смены состояний объекта, отнесенный к определенному промежутку времени, называется событием, а последовательность взаимосвязанных событий, происходящих на некотором интервале времени, называется процессом.
Моделирование (в значении «метод», «модельный эксперимент») рассматривается как особая форма эксперимента, эксперимента не над самим оригиналом (это называется простым или обычным экспериментом), а над копией (заместителем) оригинала. В связи с этим одной из основных задач, решаемых в процессе исследований, является задача построения экспериментального образца, т.е., модели исследуемой системы, процесса или явления. Эта задача реализуется в идее совокупности шагов (этапов), целями которых являются сбор данных об исследуемой системе, создание содержательного описания, его формализация, разработка компьютерной программы и обоснование действующей программной модели.
На созданной модели проводится изучение моделируемой системы (оригинала) путем ряда запусков программы (прогонов) на совокупности исходных данных. Собранные сведения анализируются и документируются.
На рис. 5 показаны основные этапы, из которых состоит процесс моделирования.


Рис. 5. Основные этапы математического моделирования
Выполнение шагов описанной процедуры не является в общем случае строго последовательным: в зависимости от получаемых на одном из шагов результатов возможен возврат на предыдущие шаги с целью корректировки их результатов с последующим их повторением. Иначе говоря, процесс моделирования носит итеративный характер.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/video/watch/63109d69...340be0d1ee?t=5

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/YsqWhDFKCzw-PYeC?&
https://dzen.ru/a/YzqYaKCoUUKz3g9J?&

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Yy2u7XYzTR1nZXEZ?&
ЖИВАЯ МАТЕМАТИКА. Пять основ сакральной геометрии.

29 сентября
189 прочитали








Введение

Суть изофрактальной точки в её многомерности. В ней заложены все базовые алгоритмы, из которых может рождаться изофрактальный узор.
Ничто в природе не существует в виде параллельных линий, потому что событийные ряды подвержены изменениям. Только в плоскости параллельные линии не пересекаются.
Если плоскость изогнуть или вывернуть, поменяется пространственная конфигурация. Как следствие, исчезнет параллельность и две точки смогут пересечься.

Сейчас взяла верх неживая математика, которая не учитывает выверты и пространственные конфигурации. Она и определяет событийные ряды.

Для того, чтобы пересечь Космос или телепортироваться, нужно осуществить выверт пространственных конфигураций в моменте.
Мы будем изучать живую математику, которая основана на перетекании спиралевидных форм (например, огонь, перетекающий в свет, свет, перетекающий в ничто, или пустота, перетекающая в энергию). И совмещение этой алгоритмики в различных пространственных конфигурациях, которые выстраивают абсолютное проявление изменённой формы.
В зависимости от того, какой принцип лежит в основе, мы увидим форму проявления жизни в её абсолютности и беспредельности.
Срок жизни определяется потенциалом импульса и спиральными закрутками.
Сейчас на Земле математика неживая, так как нет соединений между спиралями. Они соединены на принципах логики, а жизнь и любовь логике не поддаются.

Два слова о харийской арифметике, которую преподавали в Асгардском училище.

Если глубоко разбираться, то там содержание правильных знаний примерно 30 процентов, а проблема в том, что им нечем было её оживить. Без встройки форма не работает, а она базируется на световом импульсе, на гармоничности.

Само течение инглингов, которое мы наблюдали, это его поздняя версия, когда живые кристаллические структуры были утеряны, и остались только мёртвые кристаллические структуры, поэтому встройки не происходит. Для этого необходимо сознание 9 уровня развитости и внутренняя чистота, нужна многомерность кристалла и сакральная геометрия, а также импульсы, запущенные в правильном русле.

Ранние инглинги (8-й век) это умели. В 14-15 веках появились их последователи, но уже всё закрылось.

Не особо правомерно считать представленную арифметику харийской, потому что у каждого из Звёздных родов были свои базовые принципы.

С харийской арифметикой может срезонировать только тот, у кого есть сопряжение спиральной ДНК со Звёздным родом.

Когерентность наступает тогда, когда полностью совмещаются принципы и пустоты.


У наших рас были основные алгоритмы, которые были сопряжены с их изначальными Звёздными системами. Алгоритмы можно заменить альностью. Тогда исчезнет функция в том смысле, как её понимает наука, то есть исчезнет технократический принцип.
Принцип содержит жизнь, вложенность, фрактальность, спиральность, пустоту, сопряжение с изначальным, а в функции ничего этого нет. Принцип всё заворачивает, сопрягает.
В живой математике есть понятие «принципал».
Так как альность земли постоянно выворачивается, то идёт всё время преобразование. Именно так и проистекает Вечная жизнь.
Должна быть центральная точка, выворачивание и векторность. Всё стремится в точку или к точке, в этом есть принципал - это стремление к абсолютному проявлению потенциала, явленного в точке.
Бесконечное проявление множественности - это и есть жизнь струящаяся и рождающая.


Пять принципов сакральной геометрии

Сакральная геометрия через геометрию форм является объединяющим началом и в живой математике, и в физике, и в общей химии.
Часто она зависит от гармоничности наблюдателя. Даже в бесформенном есть мысль, базовая задающая, как намерение.
В свою очередь, космология - это наука, объединяющая все начала: сакральную математику, квантовую физику, астрономию и геометрию форм.

1. Тождество
2. Симметрия
3. Спиральность из точки изофрактала
4. Вариативность или многозадачность
5. Сакральность или абсолютность (здесь имеется ввиду движение к Абсолютному в развитии)

Все эти основы сочетаются, переплетаются, включая единый механизм творимых изменений, проявленных в моменте, а точка изофрактала служит базой для изменений.
Нарушение сакральных основ меняет весь изофрактал в сторону упрощения. Это, в том числе, приводит к нарушению ДНК у людей.
В витых ракушках, которые мы до сих пор можем наблюдать, отражён принцип Фибоначчи. Всё, где он присутствует, живёт долго, так как благодаря этому включено в единый процесс.
Когда люди смотрят на что-то сакральное, они могут залюбоваться, так как это многомерно и содержит в себе первоосновы.


Эти пять основ главные для внутренних глубинных изменений, все они проявлены в живом, в той или иной степени.

1. Тождество. Это всё во всём, но это всё может быть кусочным. Представим себе шар, внутри которого несколько молекул живут своей жизнью, и из первичного «бульона» ничего не образуется. Но стоит молекуле внутри шара включится в единый процесс, это вносит оживление в сам шар, как будто молнии заходят и будят, активируя молекулы, а будят они Любовь. Если твои мысли струятся в сторону жизни, то эта сеть будет тебя оживлять.
2. Симметрия. Есть закон симметрии и антисимметрии. Антисимметрия - это не противоположность, а глубинное проявление симметрии. Учёные понимают её неправильно, они ищут совместимость в другом, минуя изначальное.
   А множество - это глубинное проявление изначального.
   Закон антисимметрии неотделим от закона симметрии и изначальных базовых алгоритмов, это как всё во всём, как глубина и всеохватываемость тора.
   Была точка, потом она разошлась на множество точек в разные пространства, это аватары, если этого не увидеть, не познаешь опыт своих аватаров. (Мы уже рассказывали ранее, что с определенной степени развитости человек может начать взаимодействовать со своими аватарами (оболочками Души). Которые одновременно нарабатывают опыт в разных пространствах с задачей потом соединиться через Древнего аватара и выйти туда куда положено.) Для познания необходимо смещать наблюдателя во множество одного единого.
3. Спиральность. Речь идёт о многопроявленности импульса внутри спина. Насколько это осознано, настолько высоко проявлено и близко к абсолютной будет волновая функция. Изначально Звёздные и близкие к ним рода обладают абсолютным спином, в этом их основное отличие от других.
4. Вариативность или многозадачность. Степень изменений, вносимых в моменте, проявляется в многообразии узора и в безошибочной передаче настроек через узловые моменты. Ткань Мироздания формируется именно по этому принципу.
5. Сакральность или Абсолютность. Сначала можно на это смотреть, потом оно тебя выравнивает, потом можно подключиться к вечному процессу в ощущениях и в понимании. Вообще все принципы зависят от наблюдателя, что он может осознать, то и видит. Все они поддерживают абсолютный узор жизни, если бы его не было, то невозможно было бы умереть и возродиться.

Это очень сложная в понимании система, но в основе человека лежит многомерная ДНК. Поэтому задача человека - познание этой многомерности во всех проявлениях. Поэтому и требуется много жизней, чтобы это понять. У земного человека наблюдатель смещён, нарушена сакральная геометрия, произошло смещение в сторону неживого, кроме того, человек зациклен проводом в голову, либо самой матрицей.
Пока не начнёт устремляться Дух, пока человек не начнёт сам себе задавать вопросы (что я познал за день, а с точки зрения Абсолютности, в чём было моё служение и т.д.), то будет трудно разобраться с собственным опытом с точки зрения познания.
Представим себе нарисованную, прерывистую меловую линию. Сознание человека в первую очередь нацелено на меловые штрихи, а не на пустоту между ними. А ведь всё есть Пустота. А человек всё время обращает внимание на выделенный кусок вовне, а не вовнутрь себя.
Когда человек обращается к своим базовым алгоритмам, сакральная геометрия может заработать. Но тяжело достигнуть целостности. Нужна Соборность, чтобы было, где взять недостающее, так как все мы часть Единого.
Включаться алгоритмика будет только у тех, кто готов.
Когда внешний мир разрушен, можно обратиться к своей внутренней Пустоте и явить оттуда Абсолютное, задавая правильные вопросы. Но когда тебе рушат внешний мир, это привилегия, чтобы это случилось быстро.
Обычно человек на чём-то настаивает, как правило, на своём неабсолютном и негармоничном.
Когда настаиваешь, то тебе это и дают, а в результате ничего не меняется.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/media/evgeniysergeei...55cc15572ea345
https://dzen.ru/a/YzqOeqiHJlhYMMt8?&

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Важнейшая математическая концепция. Из чего состоит порядок?

25 августа
600 прочитали




Приветствую Вас, уважаемые Читатели! Казалось бы, порядок - это общеупотребимое понятие. Первый порядок, который часто обсуждается в начальной школе, - это стандартный порядок натуральных чисел, например, "2 меньше 3", "10 больше 5" или "У Маши меньше печенья, чем у Саши?".
Эта интуитивная концепция может быть распространена на порядки в других наборах чисел, таких как целые и действительные числа, и в дальнейшем не только на числа, но и на множества и другие алгебраические структуры.

В теории множеств отношение порядка соответствует отношению подмножества, например, "Педиатры - это врачи", а "Круги - это просто эллипсы особого вида" и т.д.

Однако, это лишь конкретные утверждения, которые не могут лежать в основе такого фундаментального понятия. Оказывается, почти все порядки в математике - это системы, синтезированные из трех элементарных понятий, точно как все элементарные частицы состоят из "разноцветных" кварков и антикварков.


В математике же роль кварков играют бинарные соотношения:

• рефлексивность (антирефлексивность);
• симметричность (антисимметричность, асимметричность);
• транзитивность (антитранзитивность).

С этими понятиями мы уже сталкивались, когда я рассказывал Вам про отношение эквивалентности.

Рефлексивность

Рефлексивность - это такое отношение R, при котором всякий элемент находитcя в отношении R с самим собой.

Как не трудно догадаться отношениями антирефлексивности является отношение неравенства или строгие знаки "<" или ">". Отношение «быть сыном» – антирефлексивно, так как никто не приходится сыном самому себе.

Симметричность

Симметричность - это такое соотношение R, что для любых двух элементов из aRb следует bRa.

Другой пример отношения симметричности в жизни - это отношение брака (тот который "семейные узы").

А что же, например, со знаками "больше (меньше) или равно" и "меньше (больше)"? Эти отношения не являются симметричными, однако среди них есть своя классификация.

Так, отношение "меньше (больше) " называется асимметричным, в том смысле, что одновременное выполнение aRb и bRa невозможно. Формально это выглядит так:

Отношение "больше (меньше) или равно" называется антисимметричным, в том смысле, что из aRb и bRa следует a=b, либо нет такой пары a и b, что они связаны отношением R друг с другом. Формально:

Реальный пример отношения, которое обычно является антисимметричным, - это "оплаченный счет в ресторане". Обычно некоторые люди сами оплачивают свои счета, в то время как другие платят за своих супругов или друзей. Пока два человека не оплачивают счета друг друга, отношение является антисимметричным.

Антисимметрия отличается от асимметрии: отношение асимметрично тогда и только тогда, когда оно антисимметрично и нерефлексивно.
Транзитивность

Транзитивность - это отношение, при котором из aRb и bRc следует aRc. Простейшим примером транзитивных отношений как раз являются отношения "больше (меньше)" и "больше (меньше) или равно":

В реальной жизни можно привести пример отношение по возрасту, в некоторых случаях подчиненности, пищевые цепочки и т.д.

Стоит заметить, что в записи этого соотношения принимают участие три элемента некоторого множества, однако считается что для одноэлементного множества транзитивность всегда выполняется.
Попытка классификация приводит нас к "нетранзитивным" или более сильным антитранзитивным отношениям. Например, "является биологическим родителем" не является транзитивным отношением, потому что, если Анна является биологическим родителем Риты, а Рита является биологическим родителем Кати, то это не означает, что Анна является биологическим родителем Кати. Более того, они антитранзитивны: Анна никогда не сможет быть биологическим родителем Кати.
Другие примеры транзитивных отношений:

• "является подмножеством";
• "делит";
• "подразумевает".

Примеры нетранзитивных отношений:

• "является членом множества";
• "перпендикулярно".

Еще один не транзитивный пример. Источник: https://psy-files.ru/wp-content/uplo...a6b8adc0bd.jpg
Итак, "математические кварки" у нас есть. Что дальше? А дальше мы начинаем синтезировать первую структуру, которая называется "предпорядок", которая обладает лишь свойствами рефлексивности и транзитивности.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://www.youtube.com/watch?v=TAsVtonL9lA

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Y0_j5X-C5mPb4af2