类归于: 数学

维度:让人眩晕的旅程(剧透慎入)



安婆婆 发表于 2008-07-07 0:45

~~~ 热烈庆祝松鼠会回来 ~~~

写完那个四维盒子的展开图,很多人都跟我说没有看懂。我头皮抓了很久,还是想不出什么样的文字叙述能传递出维度旅行的奇特感觉。灰心中,不小心在网上找到一个免费的电影,居然就叫《维度》(点进来看啊)。结果看high了,眼珠子都没舍得转两下。原来是近日才刚刚放到网上“公映”的,两个数学家和一个电脑工程师的惊人之作。他们的简介是,“包你尝到眩晕的数学滋味”。果然,不需要多强的数学背景,我这个半吊子爱好者也晕得直呼过瘾。

 全片两小时左右,分成九个章节。我很开心地在这里做个肆无忌惮的剧透,因为我知道不管说了什么,都丝毫不会影响你看电影时张开下巴的心情。也许最好的准备活动,就是先问自己一个问题:维度是什么?然后看完数一数,答案出乎了你几个意料。

关于维度,我们大多数人也就是拿“线、面、体”来联系一维、二维、和三维。对笛卡尔坐标系有印象的铜子们,就会说维数乃是用来描述物体位置的坐标轴的个数。影片就从这个大众的视角拉开了序幕。不过章节的讲述者并不急于回答这个问题,而是做了个有点奇怪的举动:把地球的表面投影到一个无限大的平面上。在这个平面上,经线都成了向外发散的射线,纬线仍然是一个个圆圈,七大洲的比例变得一塌糊涂,形状却仍然可辨。这是在玩什么呢?呵呵,让我们的眼睛习惯习惯,这是把高维物体向低维空间投影的好办法。

你很快会在第二章中发现立体投影(stereoprojection)的妙处。把一个正多面体从里面吹气“充”成一个圆球,它的各个顶点“贴”在了球的表面,各条边都成了球面上的一段弧线,各个面也都成了球面的一部分。这个“球形多面体”只是样子变得奇怪了点,它的点、线、面之间的关系都没有变化。那么,就可以照着第一章的投影方法,把球面投影到一个平面上。阿哈!住在那个二维平面上的生物们,就可以通过投影所展现的几何关系,来判断这个三维物体是什么啦。比如正四面体有4个顶点6条边,正方体有8个顶点12条边,正八面体有6个顶点12条边。。。都可以在投影平面中数得清清楚楚。一个正方体横穿二维世界可以留下各种各样的截面,让二维的小居民难以判断;但如果有一张球面投影照片,就很快辨认出来啦。

好了,小热身结束,准备观看三、四章,四维多面体们在我们的世界中的投影吧。注意哦,将会有一个只能存在于四维空间的物体出现哦~ 欧几里德老先生早在几千年前就证明了,三维空间里只能存在5种正多面体。睁大眼睛,看看这个四维的“第六者”会不会给你带来一点第六感。 

接下来的两章,我觉得有点松散。网上一个数学专业人士在博客评论说,引入复数变换还不如介绍一下莫比乌斯变换,后者才是立体投影的顶峰。而曼德布罗特集和空间维度的关系更显得牵强了,这玩意儿单独拉出来都能做个两小时的片儿。呵呵,他说得挺对,如果你有点云里雾里了,别对自己的理解力产生怀疑。不过第六章末尾那个漂亮的旅途可别错过了:把一个图案不停地放大、放大,你是不是觉得最后看到的细节,应该是一堆无聊的直线或者一块纯色呢?一起来看看分形图案那美妙的无穷的细节吧。

接下来两章我们遇到了四维空间中的球形。球形是没有顶点和边界的,把它投影到平面上和没投一样,先前的办法不管用了。天才的霍普夫想出了一个办法:切开它!三维球面切开来,边缘是个圆圈;那四维球面用一个二维平面去截,出来的边缘是什么呢?看上去满有食欲的一个形状,hoho

第九章忽然从眼花缭乱的拓扑图形中跳出来,一板一眼的做起了数学证明。初觉有些突兀,一想,不禁暗赞作者的良苦用心。数学这座大厦的根基,是深深埋在这华丽的表象之下的逻辑。我们所看到的任何一个小细节,都是用逻辑推理牢固地支撑起来,其中层层叠叠的繁复,最终又化为简洁或美艳的直观几何图。这些图形也许让人觉得神秘,也许唤起人的美感,也许勾起无限遐想。但只有那些不近人情的铁板证明,才能分辨直觉与幻觉,打消模糊不清的争论,铺起一条超越我们生活的维度之路。踩着人类智慧的坚硬路石,我们可以充满信心地迈向感官局限以外的新世界。影片中的讲述方式很有爱,让人感觉到向这个世界迈进的机会就在自己脚下,只要有一颗开放的渴求知识的大脑。

那个世界有多奇妙?本部片子似乎只是个开始。九章结束紧跟着一小段预告,作者们还将推出《维度II》,里面连那个洛伦兹吸引子都有(我为什么也写过,惊了 :D ),用来说明拓扑学和物理学的紧密关系。啥时候出来呢?不晓得,我们一起“沙发,等”吧。——向这些免费为公众传播智慧的学人们致敬。

尾注一下:片子有多种语言,可惜没有中文。目前的英文版语速不快,只是有些数学词汇大家可能不熟悉,影响理解。他们的网站上有每一章节的注释,和影片内容是一致的,可以帮助理解。

 

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安婆婆

24 Responses to “维度:让人眩晕的旅程(剧透慎入)”

  1. 猛犸 说:

    松鼠会归来第一帖!

    松鼠会归来第一回帖~

  2. gerry 说:

    非常棒,谢谢婆婆推荐!

  3. 桔子帮小帮主 说:

    经过鉴定,巴赫《十二平均律》……
    小飞机从英国起飞,到达中国呢!

  4. Galaxia 说:

    字幕里是有中文的

  5. anpopo 说:

    真的哦,是我傻了,谢谢楼上两位

  6. null 说:

    谁能讲一下怎么使用外挂字幕?
    我用mpc,quicktime和vlc都试过了,一个是框框字幕,两个没法加载啊

  7. est 说:

    LS的可以试试KMPlayer

    直接把字幕文件拖拽到正在播放的视频里就可以了

    有简体中文字幕的哈~~~

  8. alcuardESP 说:

    我有点笨..那位可以详细告诉我怎么出来字幕吗
    我没有找到字幕文件 下载的地方也没有中文的
    只有英文 法文 西班牙语 阿拉伯语
    谢谢了 我很想看 但是听不懂…

    • ichinihachi 说:

      Dimensions_3_English_zh.srt
      这类zh结尾的字幕文件不就是中文字幕嘛….

      to null
      mpc的话得将字幕文件名改成与视频文件名一样,比如改为
      Dimensions_3_English.zh.srt

  9. mas 说:

    借助时间维德帮助,想象四维图形还不算太困难。
    困难的在于坐标变换,例如四维的魔方,转起来应该是个啥样子?

  10. tallrain 说:

    关于字幕,到这里下载:http://mirror.povray.org/dimensions/
    注意字幕加载时有问题,请先用ultraedit打开,然后另存一下,格式为ansi/ascii。

    另,喜欢escher的朋友可以看看我收集的图片:http://picasaweb.google.com/tallrain2/Escher

  11. open9999 说:

    我昨天看了四章,晚上做了一个多维的梦,大概有20几个小梦组成,做的我要崩溃了

  12. mas 说:

    还是老美敬业啊,果然做出了一个四维魔方
    http://www.superliminal.com/cube/cube.htm

  13. tallrain 说:

    大家好,受本系列片的启发,我写了一篇数据库多维迭代算法的文章,请指教,URL:http://docs.google.com/Doc?id=dg3bjnsd_56fx66qmdd 或 http://hi.baidu.com/tallrain/blog/item/eb78bf311ed2daad5fdf0e71.html

  14. crane 说:

    有中文字幕呀,请大家下载,里边xxxxx.zh.srt就是中文字幕了

  15. 姬十三 说:

    有人上传到电驴上了,还是用的婆婆的介绍,嘿嘿:http://www.verycd.com/groups/newsreel/301662.topic

  16. siccashq 说:

    关于维度的概念,加莫夫在《从一到无穷大》里面解释的特别清楚,中学生就能读懂。

  17. c2blog 说:

    感谢推荐!
    c驴驮中,虽然晚了两个多月。

  18. Thyme 说:

    大开眼界,十分感谢!

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