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781、絕境下的人性·廣相論24(曲面微分幾何)
送交者: 和顏清心 2019年06月21日06:59:27 於 [教育學術] 發送悄悄話



 

絕境下人性極致》

 

 ……河水咆哮着,沒有過河的筏子,

只有幾隻黑子父親自製的葫蘆可以幫助渡河。

歐文緊緊抱着年幼的花花,

又用繩子捆着受傷的安潔,

三個人艱難地在水中游着,

安潔不會游泳,又因傷勢過重,

已經沒有力氣,配合歐文往前游了,

安潔看着極度疲勞的歐文,

看到歐文正在拼力地拖着自己往前游,

她本能地拿出匕首割斷繩子,

在割繩子的瞬間,她的眼淚流下來……,

她在向歐文告別,

她在祝福歐文平安脫離險境……。

安潔本可以選擇不割繩索,

是怎樣的勇氣、怎樣的愛,

能讓一個人在那一瞬

斷然放棄生命成全他人?

為了不拖累歐文,

她把纏繞在身上的繩索切斷,

滔滔河水淹沒了她的身軀,

沒有一句豪言壯語

有的只是默默的奉獻,

而這一奉獻,

正為天地譜寫了一曲高尚靈魂的讚歌!  

安潔,你是一位天使。


開心(曲面)微分幾何


(曲面)微分幾何過於抽象,

對初學者來說,如果不詳加解釋,

形同虛設、等於沒學,

這就有點些像我們來到一個國家,

國內所有情景異常枯燥,毫無生氣,

除非不得己,

一個正常人是無法在這裡活下來的。

話說數學家是如何將彎曲時空的曲率

用到曲面微分幾何的呢?下面舉例說明。


 

 image.png


先看一個栗子,我們知道,

對於曲面上某個切點G

通過旋轉(像旋轉木馬那樣)

可以形成無限多面

(由於紙面限制,圖中只出現一個面)。



image.png


每個木馬經過旋轉,可以形成相應的

無限多切面*和無限多切線*


【注釋】


‘切面’有球切面、圓柱切面和圓錐切面。

下面先解釋一下什麼叫‘球切面’

以及什麼是‘切點’和‘切線’。

(1)與球面只有一個交點的平面叫‘球切面’。

(2) 球與切面的公共點叫‘切點’。

(3)和球只有一個公共點的直線,叫‘球的切線’。

 

這些切線如果是在‘一個平面’上

(該平面是處在與旋轉空間的

‘豎直線’成90度的位置上),

按照相關定義,

我們稱‘這個平面’是這個點的‘切平面’。

傻了吧?再讀一遍。再讀一遍,仍模糊……,

好了,現在讓我們想象有一座 旋轉木馬

建築商(異想天開地)將這旋轉木馬

建在一個山包上……

嘿,等一下,遊樂場建在山包上?

誰還敢去啊?那麼就換一下,

讓我們想象,旋轉木馬是用生日蛋糕做成的,


2旋轉木馬蛋糕1.jpg




我們可以把它放在一個‘倒扣’的圓鍋上,

然後用小刀,把這個蛋糕,從‘中軸線’處,

切成許多份兒,於是會看到每一份兒

都出現了蛋糕的切面,

這種切面也可稱‘刨切面’ (如圖),


image.png

細看這個蛋糕有個特點,

就是它比普通蛋糕含水量多(即鬆軟許多),

蛋糕含有許多水分,

這時如果有個精靈利用魔法,

將蛋糕的水份聚集起來,

那麼被聚集的水份,

就會像小瀑布似地

緊貼着圓鍋鼓鼓的立體曲面往下流淌(如下圖)


image.png


image.png


    待續。謝謝。






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