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梁昌洪教授:完全出人意料的橢圓世界


“圓,還是橢圓,這是個問題。”梁昌洪教授在此次博士生學術論壇上的報告以這樣一個命題開始,“我們的世界不一定是一個圓的世界,而大致是個橢圓的世界。”梁昌洪教授深入淺出地從分析了圓和橢圓的特性,提出了研究橢圓世界的重要性。
  梁昌洪教授首先介紹了人類對“圓”的認識和利用。他認為,圓是人類向往和信念的“神壇”,“談到圓,我們一定要深刻了解它不僅僅是數學,而已經成為人類的堅定信念和不變的向往”。上古時代,人們就重視圓(或球),例如中國古人的天圓地方學說。進一步來說,大量的自然現象和人類的各種工具都不斷與圓打交道,如太陽、月亮、虹、石子激蕩起的水波、車輪等等。
  梁昌洪教授認為,嚴格來說,人類的實際生活中并不存在真正的圓:彩虹是模糊的,月球表面是凸凹不平的,汽車輪胎底部是扁平的。那么為什么圓的研究對人類產生如此巨大的影響?歸根結底,“圓在科學上和哲學上是對稱的,最各向同性,最無約束,而且只有一個中心”,人們自然把圓放到信念的神壇上,崇拜它、相信它,并且不懈地追求它。
  那么,我們所處的世界究竟是圓還是橢圓?這不僅是理論問題,更重要的是它還是一個實踐問題。梁昌洪教授說,擺脫一切偏見,直刺事物本質,它的障礙遠遠不只是觀察實踐,研究實踐那么簡單——人們的習慣、愿望、信念、追求往往阻礙人們客觀地認識實踐,所以認識橢圓的過程相當漫長。
  梁昌洪教授指出,認識橢圓應該從以下幾個方面去做。
  一是從“各向異性”認識橢圓:牛頓的萬有引力定律說明各向異性產生橢圓,眾所周知,同樣體積,球的面積最小,而有了各向異性的地心引力,使夏日凌晨荷葉上的水珠成橢球狀;
  二是從“能量約束”上認識橢圓:天體運動產生各式軌道,其核心在于天體中的能量約束,據確切記載,1609年開普勒得到重要結論——火星繞太陽運行的軌道不是圓形,而是橢圓,太陽位于這個橢圓的一個焦點上;
  三是從“不對稱性”上認識橢圓。橢圓和圓明顯不同的特征是——它是幾何不對稱性;四是由兩個中心認識橢圓,圓是和一個中心等距離的軌跡,但橢圓則是與兩個中心距離和相等的軌跡。
  解釋了橢圓的一些特性后,梁昌洪教授又從幾何、矩陣和數論三方面分析了橢圓的研究課題,并旁征博引,細數了數位科學家對橢圓的研究過程,闡釋了橢圓函數的概念,以及關于橢圓的各項數學理論。
  最后,梁昌洪教授總結說:“我們所處的世界并不是一定是個圓的世界,一旦研究帶有參數k的情況,在我們面前將迅速展現一片廣闊的天地——橢圓世界。這種情況下,圓世界僅僅是k=0的特例。它所帶來的奇妙性完全出乎所有人的意料。很可能是一個‘新’的世界。我們應該注意這些值得研究的課題。”
  (編 輯\侯其鋒 供 稿\侯樹金)

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