关于平行线相交的问题,答 trivial 和 Numero

兄贵
楼主 (文学城)

我说的一个故事

 Lobachevsky上中学的时候,发现可以让平行线相交 建立新的几何学。被老师斥责无可救药。他苦恼至死,死后12年公认 兄贵 

我写了这么一句后,被两个网友质疑:

• 更正一下:是线外过一点可以有不止一条平行线。任何几何学中“平行线”的定义都是不相交的线。 trivial - 

你那个Lobachevsky的典故理解错了,给你批判一下 LOL 来源: Numero 于 2023-03-20 13:23:04 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 44 次 (469 bytes) 本文内容已被 [ Numero ] 在 2023-03-20 13:42:51 编辑过。如有问题,请报告版主或论坛管理删除.

任何几何学中平行线的定义是:如果两条线没交点则称为平行。

欧氏几何中是这样:“过线外一点有且只有一条线和已知线平行”

而非欧氏几何(Lobachevskian geometry),也就是双曲几何,平行线多了而已

是这样的: “过线外一点至少有两条不同的线和已知线平行“

其实可以有无数多条。。。

这两位应该是大学数学教授,所以我觉得应该回答一下。

首先我说的是 一个众所周知的事实,不知道他们反对什么,网上可以查,类似的很多:

https://k.sina.com.cn/article_6501934712_1838ba67800100rviq.html?from=science 

首先我说的没有错。再来看他们的论点:

trivial说的,任何几何学中“平行线”的定义都是不相交的线 反而是错的,诺巴切夫斯基和黎曼都是从质疑平行线是否相交开创的非欧几何的研究,而且平行线相交也是一种流行说法,见:

Numero 给了欧几里得几何和双曲几何的平行线定义。欧几里得几何是处处曲率为1 的特别特殊的几何,双曲几何是无数非欧几何中一种特别的几何,罗巴切夫斯基重点研究了双曲几何,黎曼重点研究了椭圆几何。这些都是一些特例,随便说一句,双曲几何可以引无数条平行线。你给的两个特例定义,完全不能否定从平行线相交的质疑。而且椭圆几何的平行线,确实是相交的,如地球经线相交在南极北极。

在非欧几何中,不存在直线的概念,所以,我从来不用平行线这个词。非欧几何中最短的是测地线,距离的系数是度规,从度规可以计算曲率,各个地方的曲率可以完全不同,甚至难以计算。欧几里得几何的平行线,在微分几何中,平行线相当于是曲面或者流形上的于测地线成90度角的系列线,因为测地线是曲率最小的曲线,沿着测地线平移的向量的大小和方向不会改变,对于给定的度规张量,这些“平行线”可以通过求测地线的微分方程来求解。

所以,Numero 的两个定义是可取的,但是不全面,更没有动摇我的说法。而trivial是完全不靠谱的。

 

S
STEMkid
你引的那个故事是人杜撰出来的,没有任何证据发生过。trivial 说的一点没错,Numero有概念错误
兄贵
trivial 明显错了。椭圆几何的平行线就是相交的
S
STEMkid
椭圆几何里没有平行线。直线就是欧式几何中的测地线
兄贵
你也可以计算微分几何中,流形平行线的解,是容许相交的。这是最基本概念。
兄贵
1)你看过黎曼的文章吗? 2)你学过现代微分几何吗? 你应该都没有
兄贵
平行线不是通过不相交定义的,而是通过和测地线垂直定义的。
S
STEMkid
所谓这三种几何的公理,不是指在流形中描述,而是在单联通空间描述
S
STEMkid
也就是球面,欧氏平面,和双曲平面
兄贵
不存在三种几何。微分几何一统天下。黎曼几何、双曲几何和欧氏几何一样,都是一种特例
S
STEMkid
这是另外一个问题了,微分几何里没有平行线这一说法
兄贵
这些都是理想简单化的特例。实际的世界,各点的曲率是由质量分布决定的,可正可负,随时随地变化也可
S
STEMkid
是的,没有平行线的概念了
大西洋里来的人
这不是拿知识砸人嘛,哈哈
兄贵
你的逻辑好奇怪。我从诺巴切夫斯基质疑平行线说的,说到平行线这个词不好,你回到我的想法了。但是微分几何是有平行线概念的
兄贵
类比欧氏几何,微分几何的平行线,就是都和测地线垂直的线
兄贵
别人先砸我的。而且追着我砸。每次我发个贴,都被砸
S
STEMkid
你肯定是把parallel transport的概念和平行线搞混了
M
Midwestrural
哈哈,这个问题太高深了,我去查了一下微分几何中有木有平行线,一堆豆芽菜出来,顿时眼冒五角星伴随着耳鸣,罢了罢了。。。

我是再也弄不明白了。。这些网站也不给个明确的回答。。。

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avw
这么喜欢较真,大概是男的
兄贵
类比欧式,平行线是看着研曲线parallel transported,方向不变传输的结果
M
Midwestrural
革命最坚决最彻底的往往是女同学,参见各种运动中的女性表现,所以法国大革命的绘画中是自由女神带领大伙,而不是男神。。哈哈

兄贵
你可以查有没有 诺巴切夫斯基和黎曼对平行线相交的思考。这个很简单,也是争论点。我已经附了很多这样查询的截图了

宝马奔驰
兄贵威武!先是挑战计算机语言,而后是挑战金融,现在又挑战数学,

而且是挑战数学教授,只凭这一点就够牛!

根据之前一贯的推理,兄贵不是学计算机出身,不是学金融出身,肯定也不是学数学出身。闯入别人领域指点江山,一剑孤胆如入无人之境,这份潇洒,舍兄贵其谁?

 

兄贵
诺巴切夫斯基根本不知道有微分几何。也不能用微分几何去质疑他的质疑。反对事实的人很可笑
M
Midwestrural
确实厉害,佩服佩服。。
兄贵
我一开始就说,不要使用平行线概念。
S
STEMkid
平行线来自欧氏平行公理,双曲几何打破平行公理,已经没有平行线的说法了。没有人在欧氏几何以外用“平行线”这个词,只有类比平行线
x
xiaolifeidao
插个嘴。这个世界不存在绝对的对与错。只是限于人类目前的认知。牛顿定律一旦引进时空概念,也可以证明是错的。
M
Midwestrural
谢谢指点。。。
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avw
再次证明,专业学啥不重要。人才不是看你学了啥,是明白了多少。
a
avw
随便扩张定义,当然不保证。1+1也不一定等于2啊,这你总能理解吧
兄贵
同意你这说法。但你不能因此说法 去质疑诺巴切夫斯基和黎曼对平行线的历史性质疑。所以我说trivial没懂概念的历史性意义
N
Numero
至少看一下英文的Wikipedia 吧,或者这里大致科普一下,自己好好琢磨:

hyperbolic geometry, also called Lobachevskian Geometry, a non-Euclidean geometry that rejects the validity of Euclid’s fifth, the “parallel,” postulate. Simply stated, this Euclidean postulate is: through a point not on a given line there is exactly one line parallel to the given line. In hyperbolic geometry, through a point not on a given line there are at least two lines parallel to the given line. The tenets of hyperbolic geometry, however, admit the other four Euclidean postulates.

Although many of the theorems of hyperbolic geometry are identical to those of Euclidean, others differ. In Euclidean geometry, for example, two parallel lines are taken to be everywhere equidistant. In hyperbolic geometry, two parallel lines are taken to converge in one direction and diverge in the other. In Euclidean, the sum of the angles in a triangle is equal to two right angles; in hyperbolic, the sum is less than two right angles. In Euclidean, polygons of differing areas can be similar; and in hyperbolic, similar polygons of differing areas do not exist.


The first published works expounding the existence of hyperbolic and other non-Euclidean geometries are those of a Russian mathematician, Nikolay Ivanovich Lobachevsky, who wrote on the subject in 1829, and, independently, the Hungarian mathematicians Farkas and János Bolyai, father and son, in 1831.

t
tibuko
是你说的不对,主要是第一次表达不够严谨,但还可以理解为对,但辩解就更不对了,经线不平行
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xiaolifeidao
不是数学专业的。不过任何定律都是建立在某种假设上的。而这种假设不一定成立。
青裁
争论个啥, 这些AMC AIME, AMO..都不考 哈哈
兄贵
1)不能用Wikipedia质疑历史人物,2)Wikipedia说的也很好,和L质疑完全一致,你再读一下文中这句:

In hyperbolic geometry, two parallel lines are taken to converge in one direction and diverge in the other. 

两女宝妈
数学计算机方面大多是男性,哈哈
M
Midwestrural
这,这,这。。。。
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avw
Aime 级别太低,这里从来没人讨论
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gyarados
是你说的不对。你引用的这些都是科普性的东西,作者自己就不大懂,全是错的。
两女宝妈
wiki的可靠性还是欠缺点,不能作为正式的引用来源
N
Numero
矮油,你现在还没搞明白你的说法错在哪里,相交的线是不平行的,它们只跟

the given line  平行

N
Numero
只是说明这个意思
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tibuko
现在我得出结论,这位,可能许多东西,都学了,但理解得似是而非
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avw
numero也是男的?
两女宝妈
所以她说的不算多
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iGarage
争论个啥, 这些与平常买菜做饭有毛关系 :-(((
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avw
她结果是女的?
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avw
我觉得他学得蛮扎实的啊。玩文字游戏没啥意思
其乐无穷
是不是先要说一句:牛顿误人不浅。
两女宝妈
她结了2个果实,一女孩一男孩吧
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xiaolifeidao
我们一般的认知,比如说你再老也老不过你爸爸。根据爱因斯坦相对论,就不一定成立。
其乐无穷
所以叫什么真呢?
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gyarados
这里没有牛逼顿啥事,全是欧几里得的错 lol
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xiaolifeidao
都没错。讨论一下挺有意思的。
t
trivial
居然拿篇报纸上的文章证明你的民科。 连欧氏几何和非欧几何的争论点是什么都没搞清楚

我没时间给你科普太多, 就基本几条。

平行是几何概念,既不依赖于坐标系,也不依赖于任何测度。平行线的定义就是线不相交。(这里也没有所谓直线曲线之分)。

欧氏几何起源于Euclid的Elements,主要围绕卷1-4 和6的plane geometry, 其中包括5条公理。争议点在于第五公理,也就是平行公理,是独立存在还是可以从其他公理证明。平行公理的内容是: For any line l and any point P not on l, there exists a unique line m through P and parallel to l. 

近两千年来数学家的重点都集中在试图证明平行公理可以证明上。所说的non-Euclidean plane geometry, 是指承认Euclid 前四条公理的情况下,平行公理可否不成立。 

Elliptic geometry 中任两条线相交,也就没有平行线。但是它不全满足前面四条欧式公理,所以不需考虑。

前面四条欧式公理可以推出平行线的存在性,所以问题在于唯一性。 

Hyperbolic parallel property is: for any line l and any point P not on l, there are more than one line through P and parallel to l. 

Hyperbolic geometry = a geometry with Euclidean's first four postulates and hyperbolic parallal property. 

Lobachevsky 的贡献在于他论证hyperbolic geometry 可以存在。 他不是唯一的一个,与他思路类似的还有几乎同期的匈牙利数学家Janos Bolyai。 他们的工作当时没有被迅速接受,因为他们都没给出实例。 第一个例子是1868年Eugenio Beltrami 构造的。

(至于你说什么拿垂直测地线定义平行, 了解一下Lambert quadrilateral,  这个四边形有三个内角是直角,另一个不是。 按你的定义,对边是平行还是不平行啊? 

https://en.wikipedia.org/wiki/Lambert_quadrilateral )