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《宇宙正傳》二十九 星空不動點
  不動點的現象在自然界、生活中隨處可見。

  有次大博老師帶著一批學生到一座寺廟去參觀,老師把頭伸到大吊鍾裡去觀察鍾的結構,有個學生很淘氣,想嚇唬這位老師,就使勁用撞鍾木去敲擊大鍾,結果不但沒有嚇著老師和旁邊的女同學,自己反而被震耳的鍾聲嚇了一大跳。

  為什麽會出現這種現象呢?

  大博老師畫了一張圖並解釋說,這與在一個碗裡倒滿水,然後用筷子敲碗邊,我們可以看到波紋從碗周圍向碗中心移動的現象是一個道理。此時中心部分波紋因互相抵消而消失。

  你站的地方實際上是聲波的不動點,相反,敲鍾學生站的地方,恰是鍾振動最大的地方,所以聲音自然特別震耳。

  比如說拿來同一個人的大小兩張照片,把小照片隨手疊放在大照片之上,然後你向觀眾宣布:小張照片上一定有一點O,它和下面大張照片與之正對著的點O′,實際上代表著同一個點。

  對此,你的粉絲一定會半信半疑。不過,當你告訴他如何找到這個不動點時,他們的一切疑慮都會煙消雲散。

  設大照片為A′B′C′D′,小照片相應為ABCD,延長AB交A′B′於P點,過A、P、A′,及B、P、B′分別作圓。則兩圓交點O即為所求的不動點。

  結果說明了O點在大小照片中,所處的位置沒有變動,即O為照片位置變換的不動點。

  瞧!不動點現象是多麽神奇,多麽耐人尋味!

  另一個例子是星空超市等地方可以看到的平面地圖,上面標有“您在此處”的紅點。如果標注足夠精確,那麽這個點就是把實際地形射到地圖的連續函數的不動點。

  地外星繞著它的自轉軸自轉。自轉軸在自轉過程中是不變的,也就是自轉運動的不動點。

  關於不動點系統的研究,華礐證明:任意一個把n維球體變為自身的連續變換,至少有一個不動點。這就是著名的不動點定理!

  粗淺地說,就是“連續變換”原先距離很小的兩點,變換後的距離依然很小。至於“n維空間”,這是一個抽象的概念。

  具體地說,直線是一維空間,平面是二維空間,普通空間是三維空間,等等。因而線段是一維球體,平面圓域是二維球體,普通的球是三維球體,等等。

  再比如你拿一個平底盤和一張恰好蓋住盤底面的紙,紙上的每一個點正好對應著它正下方盤面上的一個點。現在把紙拿起來隨便揉成一個小紙團,再把小紙團扔進盤裡。

  那麽,根據不動點定理,不管小紙團怎樣揉,也不管它落在盤底的什麽地方,我們可以肯定,在小紙團上至少有一個點,它恰好位於盤子原先與這一點對應的點的正上方。盡管我們說不準這樣的點在哪兒。

  以上事實我們可以給予如下說明:假設小紙團在盤面上的正投影為區域Ω?。顯然,原紙片上與Ω?相對應的點一定位於Ω?的正上方,假設紙團裡的這部分在盤底的正投影為區域Ω?,顯然Ω?
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