齊曼突變機械

齊曼突變機械(the Zeeman catastrophema-chine)一個用以解釋突變現象的力學模型。它是齊曼(Zeeman, E.C.)於1969年發明的。

基本介紹

  • 中文名:齊曼突變機械
  • 外文名:the Zeeman catastrophema-chine
  • 領域:數學
  • 性質:力學模型
  • 作用:解釋突變現象
  • 提出者:齊曼
概念,齊曼,

概念

齊曼突變機械(the Zeeman catastrophema-chine)一個用以解釋突變現象的力學模型。它是齊曼(Zeeman, E.C.)於1969年發明的。用圖釘將圖1中直徑為一個單位的(設它為無重量的)圓盤固定在一個平板上,使圓盤能繞中心A自由轉動。取兩條長度為1的橡皮筋。第一條的一端固定在圓盤的邊緣的定點C,另一端固定在平板上的點B使AB=2;第二條橡皮筋的一端也固定在點C,另一端點p為自由端。把自由端用手拉住,讓它在圓盤所在的平板(稱為控制平面)上移動。自由端點稱為控制點。每當控制點固定時,圓盤就停止在一個位置上。圓盤的這些位置就是與控制點對應的系統狀態。用B表示角匕BAC,這個角B刻畫了圓盤的狀態,則當控制點連續平穩變化而橡皮筋保持適度的緊張時,一般地,角度B也隨之連續平穩變化。但實驗表明,當控制點P移動到某些特別的位置(突變點)時,圓盤會急劇地從一個狀態跳躍到另一個狀態(即控制點的微小變化引起B的不連續的、跳躍式的變化),這就是這個系統的突變。在平板上標出這些突變點的位置,會發現它們形成曲邊鑽石形的輪廓線。具體地,當自由端屍在曲邊四點形以外時,點P的每一位置僅決定圓盤的惟一狀態;而在曲邊形內,P的同一位置可能引起圓盤的兩個不同的狀態;當屍從左邊平穩進人曲邊形並接近內點D,圓盤平穩地移動到一個狀態;而當屍從右邊平穩地進人曲邊形並接近同一點D時(如圖2),圓盤會進人另一個狀態。
齊曼突變機械
圖1
齊曼突變機械
圖2

齊曼

齊曼是英國數學家。1925年2月4日生於英國。獲劍橋大學碩士和博士學位。1955-1964年任劍橋大學講師;1964-1988年任沃里克大學數學研究中心主任和教授;1988年起任赫特福德學院院長。1966年以後是英國科學研究理事會高級研究員。曾在美國普林斯頓高級研究所、法國巴黎高等科學研究所、美國加利福尼亞大學等多個研究機構和大學任客座教授。1975年被選為英國皇家學會會員,1991年被封為爵士。獲法國斯特拉斯堡大學名譽博士,1989年成為劍橋大學榮譽研究員。
齊曼主要研究拓撲、動力學系統及其在生物和社會科學中的套用等。1961年,他解決了廣義龐加萊猜想,即n維同倫球面與Sn同胚。他還定義了與組合流形概念類似的“多流形(Polymanifold)”的概念。1963年,他證明了如果m-n≥3,S到S的任何兩個嵌入均合痕,那么S在S中不打結。後來他又積極地參與了突變理論及其套用的研究和宣傳工作。1982年,齊曼獲倫敦數學會高級懷特海獎;1988年,因他通過講學、作品等促進了公眾對科學和數學的理解而獲英國皇家學會法拉第獎。著有《三維流形拓撲》(Topology of 3-manifolds,1962)。

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