古人最早通過在地面上的觀察,發現太陽、月亮都是圍繞地球運動的。這樣就有了最初的曆法,一年就是太陽重回夏至點這個遠端的時間,大約365天多一點;而一個月是月有陰晴陽缺的循環表達,每次滿月的時間定位陰曆十五。這是基于地心說的表達。
後來,通過對觀察的數據,特别是對于水星逆行這種“奇異現象”的分析,有人發現,如果地球是圍繞太陽運動的,也會得到這樣的觀察結果,這樣就産生了日心說。
也就是基于的觀察點出現了改變。當我們垂直太陽系的運行軌迹,俯視太陽系的時候,就會發現太陽系的這個特征。
太陽系示意圖--這并不是實際的太陽系尺寸比例
近代,當我們更了解銀河系這種級别的星系的時候,人們發現,太陽系僅僅是銀河系懸臂上的一個角落裡面的小點。
這樣,當我們置身太陽系之外的情況下,太陽系的行星運行軌迹就成了螺旋跟進。當然,至今人類還沒有飛出太陽系的引力場之外,冥王星之外,還有奧爾特雲等太陽系結構。這種行星軌迹,是對數據分析的結果。也就是我們的思想可以置身太陽系之外,俯瞰太陽系了。
也就是日心說的模樣,實際畫的是這個螺旋的一個切面,如黃色切面處。八大行星實際在以螺旋的方式跟着太陽在跑。
當然,現在我們知道,太陽系也是圍繞銀河系中心旋轉一圈大約是2.26(或2.5,兩種說法,計算的精度問題)億年。太陽行進的軌迹并不是直線。那麼上圖中的太陽運行的黃色痕迹實際又是一個曲線。
現在我們還知道,銀河系在圍繞總星系旋轉,總星系在圍繞超總星系旋轉,那麼太陽運行的這個軌迹就不是簡單的圓弧線了。
至于超總星系圍繞什麼轉?怎麼轉?現在不清楚。在這樣的大尺度,宇宙的星系表現出來大尺度的均一性。所以各種猜想也就應運而生。
現在我們要畫出地球在這個總時空之内的運行路線,如果按上述方式,說得很清楚了,但是畫出來,并不是一件容易的事情。
雖然都是圓,但是每增加一個圓,實際就相當于增加了一個影響因素,事情由此變得複雜。
那麼如何将這麼複雜的問題,用二維的表達方式降維表達出來呢?這就涉及到傅立葉函數的分解。
傅立葉函數的分解。
笛卡爾、歐拉之後,通過這種方法,圓與波進行了“等量”數學互換。
現在先看地月日三體問題,太陽、地球、月亮的運行如何用二維方式表達特征。
我們把地球、月亮、太陽的運行假設在一個平面上,太陽是一個固定點,也就是使問題簡化,那麼上圖中黃色是地球運行的軌迹,而綠色是月亮運行的軌迹。那麼地月日三體的運動就可以簡化的表達為右側綠色的波形圖。
現在又有了銀河系中心、總星系中心這兩個因素,我們先假設總星系的中心是靜止的,那麼如下圖:
這個複雜旋轉問題就變成了上圖。這是示意圖,每個小圓的尺寸都大大地放大了,這樣才有右側鋸齒波的形象,如果按實際尺寸,這個鋸齒波會趨于平直,也就是實際的尺寸對我們近處的觀察影響很小。因此,我們就算認為太陽走的是直線,也并不會對太陽系的計算産生大的誤差問題。
這就是用二維的方式,表達這種複雜圓形分形結構的簡單方法。這就是前兩天寫的降維表達的一種數學方式。
降維思考的優勢、方法以及注意事項
古人實際也想表達這個意思,但是古人的解釋會複雜到讓你一不小心就容易陷入玄學。
傅立葉函數的應用傅立葉函數被廣泛應用于與波有關的數學拟合和物理技術中。波号稱是可以逼近拟合任何曲線。那麼就是用無限的分形圓,古人實際也是可以拟合任何曲線,僅僅是古人的數學尚未發展到現在這個程度,在人文表達上,太多複雜性的表達。而不懂的人,就很容易會陷入玄學或者不可知。
在中國古代,利用的數理一統的基礎是圓方一統,古人在用方來表達圓,有了勾三股四弦五,這并不是複雜的數學問題。任何一個方的對角線都可以作為一個圓的半徑來互相換算。而方就是古人的八卦和周易。而太極中心的分界線,隐藏着現代數學廣泛使用的sin波。古人在數學發展之路上忽略了這個波,将其用于數理人文,西方近代的數學,發展了這個波。
特斯拉:“如果你想了解宇宙的奧秘,你關注能量的幹涉與共振。”
傅立葉函數的分解,其中的部分表達意圖,實際就是将波的幹涉進行降維可視化表達。學以緻用,這東西是拿來用的。
太極圖中的sin波,現在你看見了嗎?
如今西方也有人将傅立葉函數應用于股市理論,筆者也正在思考這個問題。
股市中的經典理論--江恩理論、波浪理論都充分描述了股市數據中具有的典型的分形特征,上世紀90年代,股市的分形分數維也被波段表達出來,如何利用傅立葉函數的分解拟合股市的數據趨勢呢?明天繼續。
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