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數學與生活

今天推著小寶寶出去逛街。出去的時候,可能小寶寶太累,一路上大部分時間在睡,沒怎麼哭。但是回來的時候,只要一推著她往前走,她就會哭,停下來也不行,哭得也很厲害。如果是停下來慢慢地搖著小車,哭宣告顯地停下來。等哭聲漸漸停下來,再往前推時,哭聲又起來了。

這個現象,我想起了相對論中提到的關於討論桌面平坦的問題,裡面說到就整個桌面來說是不平坦的,但就桌面的某一小的區域來說還是平坦的,也就是說整個桌面不是一個歐幾里得連續區域,但桌面的某個區域性卻是一個歐幾里得連續區域。其實路面也是一樣的,儘管我們一眼望去,路面似乎很平坦,但實際上不是的,它總會有很多小的隆起,使得整個路面變得並不是看上去那麼平坦,然而就路面的每一個區域性我們可以近似的看做是平坦的。

所以,當我一直不停地往前推小車的時候,我以為我是在平坦的路面上前進,實際上卻是在一個不平坦的路面上前進,這就造成了小車的顛簸,可是由於小車在前進,那顛簸相對於小車的運動來說是細微的難以察覺,但由於小寶寶的體質比較特殊,這個顛簸引起了小寶寶身體的不適,所以才會大哭。可是當我停下了在原地搖動小車時,由於區域性路面可以近似看作一個歐幾里得連續區域即平坦的,所以顛簸明顯減少,以致小寶寶也感覺不到,再加上小車本身有規律的搖動讓小寶寶感覺到舒適,所以就停止了哭聲。

當我明白了這個道理之後,改變了推車的方式,不再是一直不停地向前推車,而是根據路面區域性平坦的特性時刻改變推車的方式,以避免小車過度顛簸,很快小寶寶就安靜下來,享受小車週期性振動帶來的舒適,不一會就睡著了。

其實這種現象,在拓撲學中某一類拓撲空間的特性,在這一類拓撲空間中區域性平坦,但就整個空間來說卻不是平坦的,當然拓撲學中使用的是更為專業的說法,在這裡就不提了。上面提到到的路面、桌面就是這裡空間的一種體現;另外一個更為明顯的例子就是我們生活的地球,眾所周知地球是球形的,其表面是一個球面,顯然不是平坦的,可是就這個球面的每一個區域性來說我們仍然可以看做其是平坦的,這對大家來說也已經是習以為常的了。

這就是所謂的處處平坦(連續),但整體卻並非平坦(連續)。

分類: 家居
時間: 2021-10-23

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