变换与惯性

用向量表示事物

 
用向量描述/表示一个事物,
即要从多个角度/维度/视角 去观察/看待 一个事物 

历史进程走到当前这个节点,这个宇宙已演变了N亿年,
地球也存在了N亿年了,事物之间形成了N多关系,
可观察的任何一个事物,都可以从很多个视角去看它
用向量来表示很合适 

向量,一组数,
抛弃了事物与事物之间真正的结构,只是简单的将表示它们的数写成一行/一列 
这就是个线性的结构,
有点 不管你原来是多少维的/什么结构, 先给你投影到1维上来看看 的意思 

向量是静态的

 
用向量表示一个事物是可以的,但向量是静态的 

比如,a=(1,2,3),数字化后,要不主动改变它,它永远就是(1,2,3)了 

这种性质,不禁让人想起一个词:惯性 , 

关于惯性,有一个响亮的名字:牛顿第一定律 

力学啊,请问,这世界哪个地方没有“力”的存在,
而牛顿,更是 “影响人类历史进程的100名人排行榜”排名第二的存在,
来,一起回忆一直牛顿三定律,毕竟,这是宇宙间足够底层的规律,

牛顿第一运动定律
简称牛顿第一定律,又称惯性定律。
任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。

牛顿第二运动定律
物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。

牛顿第三运动定律
相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

如果一个规律足够底层,那么方方面面都有它的影子(这是个人感觉,如有雷同,纯属巧合,别以为这也是个什么规律哈...)

再回到惯性定律,这里面有个重要内容,
不受外力作用的物体,只有两种状态:匀速直线运动或静止状态

根据这个,再对开头那句“向量是静态的”进行完善一下:
向量是不变的,
这种不变可以是一直静止,或匀速直线运动

万有引力定律
任何两个质点都存在通过其连心线方向上的相互吸引的力。
该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。

万有引力定律以及牛顿三定律,
都是艾萨克·牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》发表的,
这本书主要内容就是在阐述并证明这四个定律... 

知道了万有引力定律的存在,那就知道,
这世界上任何一个有“质”的存在,就不可能不受外力 

所以,再对“向量是不变的”完善一下:
向量还可以 是 某一瞬间事物的状态,从连续的时间片来看,一个事物大概率在做加速/变速运动,

不管怎样,对于一个向量
但你只要用数字化的方式记录下来后,就固定了
向量描述的是一个事物的瞬间的状态

最开始说的 向量是静态的,也不完全错,
如果不追究细节,这么认为在很多场景中也是对的

向量可以描述/衡量变化的尺度

惯性定律说,物体不受外力它就维持自己的状态不变,
但有质物体都受外力, 
物体受外力作用会从一种状态变换到另外一种状态,或从一个位置移动到另外一个位置 

向量可以描述这种变化 
x@A = b 
向量x与矩阵A相乘后,得到向量b 
矩阵A就是x到b的变化量

对于矩阵相乘:
A@B = C 
矩阵B就是A变换到C的变化量 

固定的变化

 
这与前面说的向量是不变的冲突吗?
不冲突
矩阵B描述的变化,被记录下/数字化后,它就是静止的了
这种变化是固定的
状态为A的事物,经过变化B,就可以变换到状态C 
虽然描述的是一种动态/变换,但它的轨迹却是固定的,可看作是静止的 

这就像规律,规律描述的是事物如何变化/变换的,但规律本身是静态的,亘古不变 

所以最开始说的,向量是静态的,它不完全错,
当你在本网站其他地方再看到这句话时,
应该回忆本页说的内容,要回想起这句话真正想表达的意思 
    

从零开始的虚拟世界

 
现实世界太复杂,这里从纯逻辑的角度,想像一下,要建立一个虚拟世界
就是在计算机上建立起的虚拟世界,
这世界起始什么都没有 

矩阵A代表一个静止小球,
矩阵B代表让小球移动一段距离到一个指定位置
矩阵C代表移动后的小球 

A@B = C 

随着虚拟世界的升级,里面开始出现更多的事物,加入更多的规则... 
但那只是量的增加,质还是这个质... 这个质指“本质”

任何一次变换都可以看作一次矩阵相乘,即线性变换
或者说,
虽然这个运动过程有非线性的事物存在,比如加速度,
但针对事物的两个状态,完全可以由一次线性变换 在效果上 等价表示 

变化的级数

变化的级别,或者说将变化分级来看,也是个人观点...

 
静止的物体        变化级数为0 
均速直线运动的物体 变化级数为1 

y = 常量C 的导函数为y = 0 , 变化级数为0 
y = x 的导函数为y = 1, 变化级数为1 
... 

y = x**2的性质与其导函数y=2x有紧密的关系,
或者说一个函数的导函数就是其原函数的变化(趋势)... 

导函数是其原函数 低一级的变化 

路程s = 速度v*时间t 
速度v就是路程s低一级的变化 

线性变换是一级变换

 
线性变换全是类型y=ax + b 这种形式的变换,所有变量的次方是1 

从方程/方程组的角度看,全是一次方程式 

从惯性定律可知,物体如果不受外力,那么要么静止,要么均速直线运动
静止对应常量/常数
均速直线运动对应一级变化,在数学上表示为y=ax+b的形式,在几何上是个直线 

这说明,
线性变换 是理论上 最简单的变换/运动,
比这更简单的,可能只有静止了

如果线性变换不能准确地表示,只是可等价地表示物体的运动,
那么在数学上,有哪个概念可以?
映射可以,映射可以是简单的变换,也可以是任何复杂的变换

参考
    
    数学技巧篇29:向量运算法则