奇点
奇点的概念
奇点的概念
奇点是一个数学概念,它从微积分中打破函数连续性条件的点开始。
在物理学中,它是指时空曲率在时间和空间上变得无限大的点。
奇点通常是在数学对象上被称为未定义的点,或在特殊情况下无法完成的点,因此该点出现在异常集合中。
奇点,是宇宙大爆炸之前宇宙存在的一种形式,也称引力奇点或时空奇点,是一个体积无限小、密度无限大、引力无限大、时空曲率无限大的点,在这个点,目前所知的物理定律无法适用。
它具有一系列奇异的性质,无限大的物质密度、无限弯曲的时空和无限趋近于0的熵值等。
科学家证明在广义相对论的宇宙学中,"奇点"是不可避免的,均匀各向同性的宇宙是从"奇点"开始膨胀的。
数学上,一个奇点通常是一个当数学物件上被称为未定义的点,或当它在特别的情况下无法完序,以至于此点出现在于异常的集合中。
诸如导数。
参见几何论中一些奇点论的叙述。
实数中当某点看似趋近至±∞ 且未定义的点,即是一奇点x= 0。
方程式g(x) = |x|(参见绝对值)亦含奇点x= 0(由于它并未在此点可微分)。
同样的,在y=x有一奇点(0,0),因为此时此点含一垂直切线。
一个代数集合在(x,y)
维度系统定义为y= 1/x有一奇点(0,0),因为在此它不允许切线存在。
奇点
定义方法
根据黑洞理论,黑洞中心存在一个密度与质量无限大的奇点,所以要定义黑洞之前,必须定义奇点。借用爱 因斯坦广义相对论的橡皮膜模型类比,假如一个物体的能量或者质量足够大,它就会将“橡皮膜”刺出一个洞, 而这个洞就很可能是奇点。由于已经能够证明黑洞的存在,确定黑洞的中心是一个奇点,这里就从黑洞入手。很 显然,光线是无法从黑洞上面逃逸出来的,这就是说明黑洞的引力加速度,事实上,物体在接近奇点的时候会被很快的加速到光速以上,而根 据以前的证明,超过光速就会跳到另外一个时空,所以根本就不用管这个可怜的物体,他和当前时空没有关系。 根据以上的推理,就可以对奇点做一个新的定义,奇点是现有时空上的一个破损点。换句话说,奇点就是时空隧 道的入口,假如能忍受加速度造成的潮汐力,完全可以从这里出去。(假如对于这一点有疑义,也可以用另外一 种理解方式,也就是物质已经被转化为能量,能量是否“超过光速”,这个问题是没有意义的。)
从奇点到奇点
宇宙的浩瀚,无法用语言描述,而《时间简史:从大爆炸到黑洞》又为它增添了一层又一层的神秘,当然也 为霍金追求终极真理的顽强灵魂深深折服。他的人格魅力,就如黑色宇宙中的蓝巨星一样散发出活力与智慧的光 芒。
早在祖先伏羲就开始对了宇宙的研究,直到1905年西方的爱因斯坦创发表了广义相对论。宇宙的对科学家的 诱惑从未间歇过。
讨论奇点的寿命问题,假如是一个裸奇点,那么要维持它的话所需要的能量基本上为0。由于奇点是一个破洞, 所以它的质量基本为0,使用爱因斯坦的方程E=mc^2(E为能量,m为质量,c为光速),就可以得出前面的结论。 这也就是说,奇点是类似于黑体的东西,它和黑体具有很多相同的性质。首先,由于绝对黑体不存在,所以假定 一个封闭的盒子上面的一个小孔是黑体,同样,刚才的假定与此类似。考虑量子效益,黑体是具有辐射的。
奇点临近的概念
奇点临近的概念奇点是一个相对而言比较抽象和复杂的概念,引起了许多科学家和哲学家的关注和思考。
奇点的概念最早起源于数学领域,表示一个物体或系统在某一条件下特殊属性的丧失或无穷大的发散。
然而,在物理学中,奇点的含义更为深刻,涉及到宇宙的演化和存在。
在物理学中,奇点可以分为两种类型:奇异点和时空奇点。
前者通常表示的是一个物理量无法定义或者不连续的点,而后者则是指在时空中存在的一个位置或状态,其中物理定律无法适用或者发散。
尽管奇点在数学和物理上的含义有所不同,但它们都表示了一种异常或者突变的状态,通常发生在一些极端条件下。
在宇宙学中,奇点通常与宇宙的起源和演化有关。
例如,在宇宙大爆炸理论中,宇宙的起源被认为是从一个奇点开始的,即所谓的“奇点爆炸”。
在这个理论中,宇宙的演化可以追溯到约138亿年前,即大爆炸发生的时刻。
在大爆炸之前,宇宙处于一个无形的、无尽的奇点状态,所有的物质和能量都集中在一个极小的点上,形成了一个无限密度和温度的状态。
然而,由于我们对物质和能量在极端条件下的行为了解有限,我们无法准确描述奇点之前的宇宙状态。
此外,在黑洞理论中,也存在着奇点的概念。
根据爱因斯坦的广义相对论,当物质坍缩到一定的临界点时,将形成一个黑洞。
在黑洞的中心,存在一个无穷密度和无穷弯曲的点,称为奇点。
在这个奇点中,我们无法用现有的物理理论来描述它,因为广义相对论无法解释黑洞内部发生的事件。
这使得黑洞成为宇宙中最神秘和令人困惑的现象之一。
值得注意的是,虽然奇点在物理和数学中被广泛地讨论,但目前并没有确凿的证据证明奇点的存在。
奇点的概念很大程度上是由理论推论而来的,而且与我们的观测和实验限制也有关。
因此,奇点的概念仍然存在许多争议和未解之谜。
尽管奇点的概念存在很多未解之谜,但它也引发了许多科学家的兴趣和进一步的研究。
通过研究奇点,我们可以更好地理解宇宙的演化和物质的本质特性。
在理论物理学领域,许多学者试图寻找一种新的理论,能够突破当前物理学的限制,并且能够解释奇点的产生和性质。
奇点 数学中的概念
奇点数学中的概念
凡是有变化的物体,都有可能经过一定的处理,最终到达一个点,被称为奇点。
它们可能是因果上的极点,也可能是数学上的局部极点或全局极点。
奇点通常具有一定的特征,例如形状,速度,变化率或方向。
要探索奇点,可以使用特定的函数,例如坐标函数,随机变量函数,复平面函数等等。
研究可能是关于点的属性的描述,例如稳定性,变形,复杂性,反复等等。
变形方程和非线性系统通常需要求解奇点,以研究系统的性质。
为了识别或定位奇点,数学模型可以识别出被认为是极值点的特定特征和函数值。
什么叫奇点
什么叫奇点?奇(qí)点是大爆炸宇宙论所追溯的宇宙演化的起点,或者黑洞中心的点。
奇点的密度无限大,奇点处的时空曲率无限大。
涵义此为黑洞模拟图奇点是宇宙大爆炸之前宇宙存在的一种形式。
它具有一系列奇异的性质,无限大的物质密度、无限弯曲的时空和无限趋近于0的熵值等。
科学家证明在广义相对论的宇宙学中,“奇点”是不可避免的,均匀各向同性的宇宙是从“奇点”开始膨胀的。
1970年,英国理论物理学家霍金等人提出“奇点定理”,证明当把广义相对论应用于宇宙学时,就必然会出现“奇点”,不仅大尺度宇宙会出现“奇点”,而且超大质量的恒星濒死时的引力塌缩的最终结局也是“奇点”(此“奇点”指黑洞,与奇点有类似特性)。
另有一些学者认为,广义相对论中“奇点”的不可避免,可能是广义相对论局限性的一种表现。
爱因斯坦说:“人们不可假定这些方程对于很高的场密度和物质密度仍然是有效的,也不可下结论说‘膨胀的起始’就必定意味着数学上的奇点。
”有一种推测认为,宇宙演化的开端,也许就没有“奇点”。
例如温伯格(Steven Weinberg,1933— )说:“宇宙从来就没有真正达到过无限大密度状态。
宇宙现在的膨胀可能开始于从前的一次收缩的末尾,当时宇宙的密度达到了一个非常高的,但仍然是有限的密度。
”奇点是时空无限弯曲的那一个点。
科学家认为奇点存在于黑洞中央,根据奇点的性质,奇点可以是宇宙大爆炸之前宇宙所存在的形式,也可以是超级恒星坍缩成的黑洞的“奇点”。
比如,在黑洞内部,所有恒星的质量都在狭小的空间内压缩,甚至可能成为一个单一的点。
当代物理学理论认为这个点是无限密集,尽管科学家认为它是因广义相对论和量子力学的不一致而导致物理学崩溃的产物。
事实上,科学家怀疑奇点是非常密集,但并非无限密集。
空间时间——时间的具有无限曲率的一点。
空间——时间,在该处开始、在该处完结。
爱因斯坦说,时间和空间是人们认识的错觉。
时间是因为宇宙万事万物的变化,让人们产生了时间的概念。
数学奇点定义的原理和方法
数学奇点定义的原理和方法
一、奇点的数学定义奇点是指函数在某点无法定义,或函数极限不存在的点。
它通常发生在函数分母为零或复变函数分析的过程中。
奇点可以分为可除奇点、极值奇点和本性奇点。
二、判断奇点的方法1. 代入法:将奇点代入原函数,如果结果为无意义的形式如0/0或者无限大,则通常为奇点。
2. 极限法:计算函数在该点的左右极限,如果左右极限不相等,则通常为奇点。
3. 抽屉法:设计路径绕过奇点进行积分,如果积分值依赖于路径则存在奇点。
4. 势函数法:根据势函数判断,势函数在该点不连续也提示奇点的存在。
三、可除奇点的判断方法可除奇点是指函数在该点虽不定义,但可以通过合理运算使它定义的奇点。
判断方法是将函数展开为Laurent级数,如果只有有限项负幂,则为可除奇点。
四、极值奇点的判断方法极值奇点是指函数在该点左右极限均无穷大,但两边极限不等。
判断方法是分别计算左右极限,如果一个极限为正无穷大,另一个为负无穷大,则为极值奇点。
五、本性奇点的判断方法本性奇点是最一般的奇点,左右极限不相等,且没有规律。
判断方法是对该点计算极限分析,根据奇点分类定理排除可除奇点和极值奇点后即判定为本性奇点。
综上所述,根据极限法、代入法等可以判断函数的奇点,再根据级数展开和极限特征判断奇点类别,这些是研究奇点的主要方法。
判断奇点对于分析函数的性质有重要意义。
数学中奇点的定义
数学中奇点的定义在数学中,奇点是指函数、方程或曲线上的特殊点,无法满足常规定义或解析性质的点。
奇点在多个数学领域中都有不同的定义和特性,下面将就几个常见领域中奇点的定义进行介绍。
1.函数的奇点:函数的奇点是指定义域内某个点处函数的值无法得到或者无法定义的点。
在实数域中,奇点可以有不同的分类,如:可去奇点、极限奇点、无穷远奇点等。
可去奇点是指函数在该点附近存在极限,但是函数在该点处没有定义;极限奇点是指函数在该点附近不存在有限的极限;无穷远奇点是指函数在该点附近的极限趋向于无穷。
例如函数 f(某) = 1/某在某= 0 处就是一个无穷远奇点,而函数 g(某) = sin(1/某) 在某 = 0 处则是一个极限奇点。
2.微分方程的奇点:在微分方程中,奇点是指方程中某些点处解的性质与其他点不同,例如解的存在性、解的唯一性以及解的行为等。
奇点可以是函数本身的奇点,也可以是边界条件的奇点。
例如一阶常微分方程 dy/d某 = f(某, y) 中,若函数 f(某, y) 在某个点 (某0, y0) 处不满足方程的连续性、可导性或者唯一性条件,那么该点就是方程的奇点。
3.线性代数的奇点:在线性代数中,奇点是指一个矩阵不具有满秩的特性。
对于一个 m某 n 的矩阵 A,若其秩小于 min(m, n),则矩阵 A 被称为奇异矩阵,其零空间非零,即存在非零向量使得 A 乘以该向量等于零向量。
这与非奇异矩阵的性质截然不同,非奇异矩阵的秩等于其行(列)数,其零空间只包含零向量。
奇异矩阵在线性方程组求解、矩阵分解以及特征值等问题中具有特殊的性质和应用。
总之,奇点在数学中是一个比较广泛的概念,它可以表示函数、方程或矩阵在某些点或状态下不符合常规定义或解析性质的特殊情况。
不同领域中的奇点有不同的定义和性质,但都具有一定的特殊性和重要性,因此研究奇点在数学理论和应用中具有重要的意义。
奇点的定义
奇点的定义在未来,人工智能的智慧会超越人类的智慧,当那个时刻到来,人们也称之为奇点,或者叫科技奇点。
奇点也有一些别的说法,比如黑洞的中心点也叫做奇点;比如宇宙大爆炸的起点也被称为奇点。
那这些“奇点”之间是否有关系呢?奇点到底是什么?奇点这个词的意思是一个转折点或者是跨越点,一个小事件会产生大影响。
它被应用在不同领域中时,会有不同的解读。
奇点文化奇点在物理中,是一个存在而又不存在的点,这是什么意思呢?比如宇宙大爆炸的起点,物理学家认为宇宙大爆炸才产生我们现在的世界,而且宇宙还在持续膨胀中,那么往前推算,在一切开始之初,一定存在一个没有时间,没有空间的点,这个点就是奇点。
奇点在数学中的概念是称为一个未定义的点,这是什么意思呢?高一学过的函数,y=1/x的时候,需要标记X不等于0,为什么呢?我们可以画出这个图像当x>0的时候,x越小,y越大当x<0的时候,x越大,y越小当x=0呢?数学家还解释不出来,这就是未定义的点,数学里的奇点。
奇点在宇宙学里就是黑洞的中心点。
根据广义相对论来说,黑洞中心的位置重力和密度变得无限大,什么都无法离开黑洞的范围,就是光也不行,所以才是一个黑色的点。
在《星际穿越》里说:“黑洞的奇点里有一切的答案,只是我们看不到。
”喜剧演员史蒂夫·赖特(Steve Wright)说“黑洞是上帝除以零的地方”,这种说法完全是把数学学科和宇宙学科融合在一起,使用“奇点”的一种比喻。
“奇点”慢慢用在了多个学科领域之中,逐渐形成了奇点文化。
奇点里藏着的是我们努力探索,想要知道还未能知道的答案。
也许这个答案很小或者很简单,但是必将产生很大的影响,这就是前面说的,小事件大影响,一个神奇的跨越点。
科技奇点在科技领域,奇点是一个假想在技术增长变得不可控制和不可逆的,从而导致不可预见的变化对人类文明的时间点。
最流行版本是智能爆炸,人工智能超越人类智能的临界点。
当科技发展到奇点,技术会大爆炸,人类将进入到一个被科技环绕的高效、高品质的文明状态,人类自身的力量不足于抗拒奇点的到来,一切只是时间的问题。
奇点的物理意义
奇点的物理意义
奇点在物理学上是一个非常特殊的概念,通常用于描述黑洞中心的情况。
在奇点处,物质的密度极高,向内吸引力极强,物质被压缩到一个体积非常小的点。
此时此刻,时空方程中会出现分母无穷小的描述,导致物理定律失效。
奇点具有一系列奇特的性质,如无限大的物质密度、无限弯曲的时空和无限趋近于0的熵值等。
奇点是天体物理学概念,认为宇宙刚生成时的那一状态。
在大爆炸宇宙论中,奇点被描述为宇宙从一个极度扩张的状态开始膨胀的起点。
根据该理论,宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态,被称为大爆炸的那一刻。
这个理论的原因是基于多个证据,包括宇宙微波背景辐射和星系形成的观测结果。
然而,关于奇点的具体性质和它所包含的物理意义仍然是一个未解之谜。
在广义相对论中,奇点被视为时空中的一个点,其中物质的密度无穷大,时空曲率无穷大。
尽管广义相对论等理论对奇点进行了一些研究,但我们对奇点的理解仍然有限,因为现有的物理定律在奇点处失效。
一些科学家和数学家尝试通过研究奇点的数学模型来理解它们的性质。
例如,数学上奇点是指一种无法定义其值的点,这意味着该点在数学模型中具有无限的行为。
物理学中的奇点与数
学上的奇点类似,但是它们具有更多的物理含义和特性。
总之,奇点是一个非常特殊的概念,在物理学中通常用于描述黑洞中心的情况。
虽然我们对奇点的理解仍然有限,但它们在宇宙学和天体物理学中具有重要的意义。
奇点通俗理解
奇点通俗理解
摘要:
1.奇点的概念
2.奇点的通俗理解
3.奇点在现实生活中的应用
正文:
奇点,这个词汇对于许多人来说可能并不陌生。
在数学、物理等领域,奇点是一个非常重要的概念。
通俗地讲,奇点是指在一个特定的点或区域内,某个物理量或函数的值在无穷远处趋于某个有限值。
简单来说,奇点就是一种极限状态。
在日常生活中,我们也可以找到奇点的例子。
比如,当我们把一个固体加热到足够高的温度时,它就会熔化成液体。
这个温度点就是奇点,因为在这个温度下,固体的性质发生了根本性的改变。
同样地,当水被加热到100 摄氏度时,它就会沸腾变成水蒸气。
这个温度点也是奇点。
在科学研究中,奇点有着广泛的应用。
在物理学中,奇点理论可以帮助我们理解物质在极端条件下的性质。
例如,在黑洞的中心,引力场强度趋于无穷大,这就是一个奇点。
在数学领域,奇点理论是微积分的基础。
例如,当函数在某个点不可导时,我们就说这个点是一个奇点。
总之,奇点是一个在数学、物理等领域具有重要意义的概念。
通过理解奇点,我们可以更好地了解物质在极端条件下的性质,并将其应用于现实生活中的问题。
奇点的数学定义
奇点的数学定义
奇点的数学定义主要指在数学上,一个奇点通常是一个当数学物件上被称为未定义的点,或当它在特别的情况下无法完序,以至于此点出现在于异常的集合中。
诸如导数。
参见几何论中一些奇点论的叙述。
举例:方程式
实数中当某点看似“趋近”至±∞且未定义的点,即是一奇点x=0。
方程式g(x)=|x|(参见绝对值)亦含奇点x= 0(由于它并未在此点可微分)。
同样的,在y=x有一奇点(0,0),因为此时此点含一垂直切线。
一个代数集合在(x,y)维度系统定义为y=1/x有一奇点(0,0),因为在此它不允许切线存在。
奇点的判断方法
奇点的判断方法一、引言奇点是指函数在某个点处不满足某些条件的情况,这个点被称为奇点。
在数学、物理等领域都有广泛的应用,因此判断奇点的方法也非常重要。
本文将介绍几种常见的判断奇点的方法。
二、导数法导数法是最常用的判断奇点的方法之一。
具体步骤如下:1. 对函数进行求导;2. 分析导数在奇点处是否存在;3. 如果存在,则该点为奇点;如果不存在,则该点不是奇点。
例如,对于函数f(x) = 1/x,在x=0处进行求导,得到f'(x) = -1/x^2。
由于在x=0处f'(x)不存在,因此x=0是函数f(x)的一个奇点。
三、极限法极限法也是判断奇点常用的方法之一。
具体步骤如下:1. 对于给定函数,在奇点附近取一个序列;2. 分析该序列是否存在极限;3. 如果存在,则该点为非孤立奇点;如果不存在,则该点为孤立奇点。
例如,对于函数g(x) = sin(1/x),在x=0附近取序列{1/n},则当n趋近于无穷大时,g(1/n)趋近于0。
因此,x=0是g(x)的一个非孤立奇点。
四、级数法级数法也是判断奇点常用的方法之一。
具体步骤如下:1. 对于给定函数,在奇点附近进行泰勒展开;2. 分析泰勒展开式中是否存在发散项;3. 如果存在,则该点为非孤立奇点;如果不存在,则该点为孤立奇点。
例如,对于函数h(x) = ln(x),在x=0处进行泰勒展开,得到h(x) = -∞ + x - x^2/2 + ... 。
由于存在发散项-∞,因此x=0是函数h(x)的一个非孤立奇点。
五、图像法图像法也是判断奇点常用的方法之一。
具体步骤如下:1. 画出函数的图像;2. 分析图像是否在某个点处出现断裂或垂直;3. 如果存在,则该点为奇点;如果不存在,则该点不是奇点。
例如,对于函数i(x) = |x|/x,在x=0处分母为0,因此该点可能是一个奇点。
画出i(x)的图像后发现,在x=0处出现垂直,因此x=0是i(x)的一个奇点。
全纯函数 奇点
全纯函数奇点一、奇点的定义奇点是全纯函数在其定义域内的不可导点。
具体来说,如果一个全纯函数f(z)在某一点z0的邻域内不能连续延拓,那么这一点就称为f(z)的一个奇点。
二、奇点的分类1. 可去奇点:对于全纯函数f(z),如果存在一个包含z0的去心邻域,使得在这个去心邻域内,f(z)可以表示为一个解析函数的极限,那么这一点就是f(z)的可去奇点。
2. 极点:如果全纯函数f(z)在z0处的洛朗兹级数展开式为∞∑n=0an(z-z0)n=0 f(z) = a_0 + a_1(z - z_0) + a_2(z - z_0)^2 + ... = lim(n->∞) P_n(z),其中P_n(z)是以z0为根的多项式,那么这一点就是f(z)的极点。
3. 本性奇点:如果一个全纯函数在其定义域内的任何一个有限区域内都不存在有限的洛朗兹级数展开式,那么这一点就是f(z)的本性奇点。
三、可去奇点的性质1. 可去奇点一定是极点,但极点不一定是可去奇点。
2. 在复平面上,如果一个全纯函数的极点构成的集合是一个离散集,那么这个全纯函数一定是有限个极点的和。
四、极点的性质1. 极点的性质与洛朗兹级数展开式有关,如果一个全纯函数的洛朗兹级数展开式在某一点处收敛,那么这一点不是极点。
2. 如果一个全纯函数在其定义域内的任何一个有限区域内都不存在有限的洛朗兹级数展开式,那么这个全纯函数一定是无限多个极点的和。
五、本性奇点的性质1. 本性奇点一定是极点,但极点不一定是本性奇点。
2. 如果一个全纯函数在其定义域内的任何一个有限区域内都不存在有限的洛朗兹级数展开式,那么这个全纯函数一定是无限多个本性奇点的和。
六、奇点的判断方法1. 判断一个全纯函数的奇点类型需要分析函数的洛朗兹级数展开式。
2. 判断一个全纯函数的奇点类型可以通过分析函数的导数来判断,如果一个全纯函数的导数在某一点处为无穷大,那么这一点就是本性奇点。
七、奇点与函数性质的关系1. 如果一个全纯函数的奇点类型不同,那么其函数性质也会有所不同。
奇点的判断方法
奇点的判断方法引言人类一直对奇点这一概念充满了好奇和探讨。
奇点,指的是一种超越人类智能和理解力的技术或事件,将会带来巨大的变革和影响。
对于奇点的判断方法,一直是学界和科技界探讨的焦点之一。
本文将深入探讨奇点的判断方法及其涉及的方面。
什么是奇点?概念解释奇点(singularity)一词的起源可以追溯到20世纪60年代的数学和物理学领域。
在数学领域中,奇点是一个函数或代数曲线上的点,具有特殊的属性和行为;而在物理学中,奇点指的是时空中某处的扭曲和扩展。
在科幻文化中被引申为一个技术或智能达到超越人类理解力的状态。
奇点的分类从时间角度来看,奇点可以分为三种类型:1.技术奇点:指的是技术的突破和进化带来的巨大变革。
比如人工智能、基因编辑、纳米技术等领域的发展,可能导致技术奇点的到来。
2.社会奇点:社会结构和组织方式的巨大变革,比如全球化、信息化、人口爆炸等,都可能引起社会奇点的发生。
3.意识奇点:人类意识和认知的突破,比如人类大脑与计算机的融合、人类意识的数字化等,都可能带来意识奇点的到来。
奇点的判断方法奇点的到来往往意味着一种突变和颠覆。
在科学和技术领域,人们一直在寻找判断奇点到来的方法。
以下是几种常见的奇点判断方法:科技发展曲线科技发展曲线是一种观察奇点的方法。
它基于科技的指数增长和指数突变的观察,通过分析科技发展的速度和趋势来推测奇点的到来。
比如,摩尔定律认为计算机技术每18个月翻一番,科技发展曲线可以通过观察计算机技术的发展来推测技术奇点的到来。
颠覆性创新颠覆性创新是另一种观察奇点的方法。
颠覆性创新指的是一种突破传统思维和方法的创新,能够带来巨大的变革。
通过观察颠覆性创新的产生和应用,可以推测奇点的到来。
比如,互联网的出现和智能手机的普及就是颠覆性创新的例子,它们的出现催生了社会奇点。
超级智能的出现超级智能的出现是判断奇点的另一个重要指标。
超级智能指的是远超人类智能的智能系统,具备强大的计算和学习能力。
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奇点(物理学、宇宙学中的概念)
编辑
在经典广义相对论的框架里,霍金和彭罗斯证明了在很一般的条件下,空间-时间一定存在奇点,最著名的奇点即是黑洞里的奇点以及宇宙大爆炸处的奇点。
在奇点处,所有定律以及可预见性都失效。
奇点可以看成空间时间的边缘或边界。
只有给定了奇点处的边界条件,才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化。
目录
1简介
2定义
3奇点
1 / 16
4定义方法
5主要分析
▪理论依据
▪宇宙演化
6几何学奇点
发音应为"qí")
2 / 16
3 / 16
不相合的。
4 / 16
比如
Schwarzschild 解中的r=2m - 可以通过坐标变换予以消
除,因而不代表物理上的奇点;而有的奇异性- 比如Schwarzschild 解中的r=0 - 则是真正的物理奇点。
很明显,在奇点研究中,真正的物理奇点才是感兴趣的对象。
奇点显然就是那些时空结构具有某种病态性质(pathological behavior) 的时空点。
但稍加推敲,就会发现这种说法存在许多问题。
首先,“病态性质”是一个很含糊的概念,究竟什么样的性质是病态性质呢?显然需要予以精确化。
其次,广义相对论与其它物理理论有一个很大的差异,那就是其它物理理论都预先假定了一个背景时空的存在,因此,那些理论如果出现
奇点
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事实仍然是无法否认的,因此关键还在于寻找一个合
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物质和能量包裹起来,就形成了黑洞。
由此又出现了一个新的问题,假定这种定义方式是能够最好的描述现实情况的理论模型之一(不能说是“正确”),那么对于一个观测者来说,他所能观测到的从裸露奇点所发出的奇点能量辐射很可能和理论值有一定量的出入。
因为基于奇点可能连通另一个时空的假设,另一个时空的能量或辐射完全可以通过这一点进入时空中来。
假如说这一效应被观测到,就可以获得诺贝尔奖。
但很可惜,在大多数情况下,这些辐射会极为微弱(因为假设的黑洞辐射也无法被观测到,黑洞辐射比这还要强一些),在接近3K的宇宙背景辐射中几乎是无法被测得的。
但是在接下来的所讨论的特例,很可能可以粗略的测到这一现象。
以上的讨论实际上都假定了奇点所连通的另一个时空的能量级别低于时空,讨论其他的情况。
由于这里量子效应比较显著,所以容易证明不可能在观测中表现出两个时空的能量级别相同的情况。
当另外一个时空的能量级别高于时空时,那个时空的能量会进入时空,这可以被理解为白洞。
可以得出推论,大多数白洞不会辐射物质。
可以很容易的发现,在这种理论框架下,许多在实际观测中的异常情况可以较为容易的解释,如暗物质。
而要对这个假说进行“证明”或证伪,要通过实际的观测,才能确定它是否是能够最好描述当前情况的理论模型。
5主要分析编辑
把“几何学奇点”、“物理学奇点”应用于宇宙大爆炸理论,即是宇宙
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原子核之中的中子和质子是可以交换电子而结合在一起的,质子在得到了一个电子之后就变成了中子,而中子在失去了一个电子之后就变成了质子。
1932年,卢瑟福的学生查里威用a粒子去轰击铍的原子核时候发现了一种不带电的粒子,这就是中子。
中国科学家在上个世纪的70年代通过实验后指出,所谓的a粒子就是核子小集团,它们由2个中子+2个质子所组成。
而在2007年1月,中国科学院院士葛昌纯在研究可控式核聚变的材料时指出:氘和氚核聚变产生大量的中子和a粒子,以及电磁辐射等。
由于实验室的实验结果同天文物理科学家们对于太阳辐射性质的观测和实验结果是完全一致的,所以,可以非常肯定地认为太阳能量的来源是核聚变)。
宇宙演化
从奇点到奇点
宇宙的浩瀚,无法用语言描述,而《时间简史:从大爆炸到黑洞》又为它增添了一层又一层的神秘,当然也为霍金追求终极真理的顽强灵魂深深折服。
他的人格魅力,就如黑色宇宙中的蓝巨星一样散发出活力与智慧的光芒。
早在祖先伏羲就开始对了宇宙的研究,直到1905年西方的爱因斯坦创发表了广义相对论。
宇宙的对科学家的诱惑从未间歇过。
追溯到过去,估计在141亿年左右,“四大皆空”都“无”,发生了一
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桩开天辟地的大事,一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点爆炸了,而这个小小的奇点使宇宙诞生了。
在经典广义相对论的框架里,证明在很一般的条件下,空间——时间一定存在奇点,奇点可以看成空间时间的边缘或边界。
只有给定了奇点处的边界条件,才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化,但是宇宙的边界只有造物主知道,许多科学家曾为之废寝忘食。
霍金为解释了这个问题,他认为宇宙的量子态是处于一种基态,空间——时间可看成有限无界的四维面,正如地球的表面一样,只不过多了两个维数而已。
宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的测不准原理所允许的最小起伏。
从一些简单的模型计算可得出和天文观测相一致的推论,如星系、恒星等等的成团结构,大尺度的各向同性和均匀性,空间——时间的平性,即空间——时间基本上是平坦的,并因此才使得星系乃至生命的发展成为可能,还有时间的方向箭头等等。
霍金的量子宇宙论使对宇宙有了系统的研究。
在这之前,科学家都一致认为,在引力吸引下,宇宙必须在膨胀或者在收缩。
按照广义相对论,宇宙在过去某一时刻必须有一无限密度的状态,亦即大爆炸,这是时间的有效起始。
类似地,如果整个宇宙坍缩,在将来必有另一个无限密度的状态,即大挤压,这是时间的终点。
即使整个宇宙不坍缩,在任何坍缩形成黑洞的局部区域里都会有奇点。
这些奇点正是任何落进黑洞的人的时间终点。
在大爆炸或其他奇点,所有定律都失效,这个问题仍未得到解决。
当将量子力学和广义相对论相结合,似乎产生了以前从未有过的
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新的可能性:空间和时间一起可以形成一个有限的、四维的没有奇点或边界的空间,这正如地球的表面,但有更多的维数。
看来这种思想能够解释观察到的宇宙的许多特征,诸如它的大尺度一致性,还有像星系、恒星甚至人类等等小尺度的对此均匀性的偏离。
它甚至可以说明观察到的时间的箭头。
但是如果宇宙是完全自足的、没有奇点或边界、并且由统一理论所完全描述,那么就又怎么去统一宇宙间的数据呢?
科学变得对哲学家,或除了少数专家以外的任何人而言,过于技术性和数学化了,哲学家如此地缩小他们的质疑的范围,以至于维特根斯坦说道:“哲学仅余下的任务是语言分析。
”这是从亚里士多德到康德以来哲学的伟大传统的何等的堕落!
然而,确实发现了一套完整的理论,它应该在一般的原理上及时让所有人(而不仅仅是少数科学家)所理解。
那时,所有人,包括哲学家、科学家以及普普通通的人,都能参加为何宇宙存在的问题的讨论。
一个人的努力却总不能敌过无数人的一个偶然的成功。
如果对此找到了答案,则将是人类理智的最终极的胜利。
霍金认为他一生的贡献是,在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。
但这些都对普通人并不那么的重要,能够看懂了科学家的理论,尽管不能尽懂,那也许是霍金对无数普通人带来的真正意义。
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6几何学奇点编辑
“几何意义上的奇点”,也是无限小且不实际存在的“点”。
可以想象一维空间(如线),或二维空间(如面),或三维空间,当它无限小时,取极限小的最后的一“点”,这一个不存在的点,即奇点。
附1、物理学上,奇点也用于描述黑洞中心的情况。
此时因为物质密度极高,空间无限大的压缩弯曲,物质压缩在体积非常小的点,此时此刻的时空方程中,就会出现分母无穷小的描述,因此物理定律失效。
而天体物理学概念上便认为奇点是宇宙生成前的那一状态(即大爆炸前的“能量汇集之处”。
)。
附2、“几何学奇点”,加上时间一维,就是四维“空间”,即有了“物理学意义的奇点”。
附3、把“几何学奇点”、“物理学奇点”应用于宇宙大爆炸理论,即是我们宇宙“从无到有的那一点”,这个既存在又不能描述的一点,即“宇宙大爆炸前的奇点”。
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