1.抽象代数学
定义:关于“运算”的一门学问,而运算就是集盒上的二元自映射。据此,本人认为此科目不如改名叫做“运算学”。
(关于科普写作:不太想讲这个,因为太初等了。即使不讲,智力普通的中学生们自己就可以自学懂了。但为了写作计划的完备性还是列出来了。)
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2.古典分析学
定义:分析学是研究变化的速率的一门学问。届时科普将讲解导函数、微分算子、范数、内积、测度等一系列概念的意义。
(关于科普写作:这个也不想讲,本人分析学很差,很难讲好的。但理解基本概念对中学生还是不困难的。)
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3.拓扑学
定义:研究图形的“连续地改变”以及“图形的变化的连续性”的一门学问。
(关于科普写作:拓扑学在过去几百年是学术研究的主流,而现在则沦为本科生的基础课程,所以中学生不可不学。如果不懂这个,后续的课程像度量几何、K理论、黎曼曲面这样的都无从学起。但是也有一些相当厉害的中学生,水平已经达到一上来就很快入门,并且很快就进入微分几何、代数拓扑、同调代数、代数几何而且毫不费力的层次了。所以对他们而言,拓扑学已经太初等太幼稚了。对这类童鞋,笔者的建议是直接无视前5个选项而选择高级选项中的某一个。另外,届时本人将参考《拓扑学奇趣》和《可视化复分析》等书的风格进行科普写作,以帮助童鞋们理解拓扑学的妙趣。)
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4.度量几何学
定义:给拓扑学赋予了“刚硬性”后,关于图形的一门学问。
解说:古典的度量几何就是初等的欧几里得几何与笛卡尔几何。现代的度量几何是指微分几何,如欧几里得微分几何以及后来的黎曼微分几何。度量几何之所以区别于微分拓扑学,本质就在于我们人为地在图形上给定了一个“绝对距离”的结构,我们把这个结构叫做“度量”。从“度量”这个最基本的几何对象出发,我们可以得到一系列拓扑或几何概念——联络(专指“与度量相容的联络”)、曲率(专指“联络所对应的曲率”)、示性类(指“曲率所在的示性上同调等价类”,最后这一步是“返祖”现象,又回到了拓扑学,但过程本身是度量几何的),从而窥探到图形的一系列的绝对性质(度量几何性质)或相对性质(拓扑性质)。
(关于科普写作:如果把拓扑学比作“流体力学”,那么度量几何就相当于数学领域中的“刚体力学”。)
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5.数论
定义:关于整数的性质的理论,以及从整数理论出发而派生出来的一系列理论。
(关于科普写作:其实这个本应放在第三或第四个选项,只是由于本人自2010年7月之后至今再无踏足数论领域,对是否能讲好此科甚是怀疑。)
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6.K理论
定义:关于对一个图形上的所有向量丛进行“连续类型”的分类的理论,以及向量丛分类理论进行形式化所得到理论。前者叫做拓扑K理论,后者叫做代数K理论。
(关于科普写作:这个虽然重要,但是对启蒙中学生这个目标而言,性价比并不是很高。所以即使中学生不学也没有大不了的,建议小伙伴们最好不要选这个。而且,前四个选项和第6个、第7个远比这个重要。之所以在此列出来,是由于2012年曾经承诺吧友写一个关于K理论的科普。)
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7.黎曼曲面理论
定义:一维的复几何。复几何是关于在复数集盒上定义的图形的学问。
解说:由于复数集盒的解方程完备性,导致复几何比实几何更简单。在复的图形对象(叫做二元图形)上,发生了许多远比实的图形(叫做一元图形)对象丰富和有趣的事件。
(关于科普写作:其实此科目可以放入第三选项“拓扑学”,使它成为拓扑学的一章。但是考虑到复几何对低年级童鞋的重要性,所以把黎曼曲面单独罗列出来,成为一个选项。)
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8.p进拓扑学
定义:在有理数上赋予了不同于我们耳熟能详的一种远近结构。它起源于代数数论,但可以看做是古典的初等分析学的后继课程。
(关于科普写作:这个是本人写作计划中的“非主流”项目,请各位慎重选择。本人曾对这个领域感兴趣,但由于它缺乏直观的图像解释,所以已经弃学很久了。但是貌似对启蒙很重要,从p进拓扑学、p进分析学、p进线性表示一路走到p进几何,p进拓扑学实在是非常底层的基础学问了。)
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9.范畴论
定义:关于“范畴”的数学理论。
解说:人们最常提到的“范畴”,是“领域”的涵义。后来被哲学家引申为某些“特殊的、特定的‘领域’”。但此处的“范畴”,不同于亚里士多德所定义的“范畴”。后者是一个哲学概念,而前者是一个数学概念,但颇具哲学味道。而本人的观点是,只要人为地对一些数学对象作出某种界定,这个“对象族”就是一个“领域”,换言之,是一个“范畴”。
(关于科普写作:考虑到面向对象为中学生,所以这个不打算系统地讲解,只用一些初等的例子来烘托气氛就完事。)
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10.非标准分析学
定义:实数集盒上的另一种分析学,在这种理论中,无穷小和无穷大不是“潜存”,而是“实存”。
解说:古典的分析学(Riemann分析学),以及近代的Lebegue分析学,都隶属“标准分析”。而非标准分析之谓“非标准”,就在于引入了“无穷小”,把无穷小看做绝对的数学实体。于是第三次数学危机就在另一个层面上被解决,另外整个分析学的面貌得以改观。而且,相较于标准分析学,非标准分析学中的一切数学讨论都变得非常简单。于是,非标准分析学从这个意义上派上了用场,即,对大一数学分析感到很头疼的童鞋可以选择学这个。但是如果不学非标准也是完全OK的,因为它不是如今数学界最重要的。近现代最重要的数学是代数几何,从这个意义上讲,非标准就如同鸡肋。
(关于科普写作:将举一些例子,画几个图,帮助中学生理解了基本的几个概念就完事。)
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11.元数学
定义:关于“数学”本身的学问,也叫“数学学”或“数学哲学”。
(关于科普写作:这个本人是外行,没有系统地学过,但是很感兴趣,而且是写给中学生和低年级大学生,并不需要很专业的。所以如果各位有需要的话,本人可以先今年抽时间学完,明后年就可以抽时间写科普。)
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12.形式语言学
定义:将理论语言学和古典逻辑学进行符号化、抽象化后,所得到的学科,隶属于数理逻辑。
(关于科普写作:这个离纯粹数学已经有些远了,但是本人对语言学很感兴趣,希望到时能参考Wittgenstein的逻辑学观念并结合起来讲一讲。)
--------------------THE END-------------------
定义:关于“运算”的一门学问,而运算就是集盒上的二元自映射。据此,本人认为此科目不如改名叫做“运算学”。
(关于科普写作:不太想讲这个,因为太初等了。即使不讲,智力普通的中学生们自己就可以自学懂了。但为了写作计划的完备性还是列出来了。)
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2.古典分析学
定义:分析学是研究变化的速率的一门学问。届时科普将讲解导函数、微分算子、范数、内积、测度等一系列概念的意义。
(关于科普写作:这个也不想讲,本人分析学很差,很难讲好的。但理解基本概念对中学生还是不困难的。)
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3.拓扑学
定义:研究图形的“连续地改变”以及“图形的变化的连续性”的一门学问。
(关于科普写作:拓扑学在过去几百年是学术研究的主流,而现在则沦为本科生的基础课程,所以中学生不可不学。如果不懂这个,后续的课程像度量几何、K理论、黎曼曲面这样的都无从学起。但是也有一些相当厉害的中学生,水平已经达到一上来就很快入门,并且很快就进入微分几何、代数拓扑、同调代数、代数几何而且毫不费力的层次了。所以对他们而言,拓扑学已经太初等太幼稚了。对这类童鞋,笔者的建议是直接无视前5个选项而选择高级选项中的某一个。另外,届时本人将参考《拓扑学奇趣》和《可视化复分析》等书的风格进行科普写作,以帮助童鞋们理解拓扑学的妙趣。)
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4.度量几何学
定义:给拓扑学赋予了“刚硬性”后,关于图形的一门学问。
解说:古典的度量几何就是初等的欧几里得几何与笛卡尔几何。现代的度量几何是指微分几何,如欧几里得微分几何以及后来的黎曼微分几何。度量几何之所以区别于微分拓扑学,本质就在于我们人为地在图形上给定了一个“绝对距离”的结构,我们把这个结构叫做“度量”。从“度量”这个最基本的几何对象出发,我们可以得到一系列拓扑或几何概念——联络(专指“与度量相容的联络”)、曲率(专指“联络所对应的曲率”)、示性类(指“曲率所在的示性上同调等价类”,最后这一步是“返祖”现象,又回到了拓扑学,但过程本身是度量几何的),从而窥探到图形的一系列的绝对性质(度量几何性质)或相对性质(拓扑性质)。
(关于科普写作:如果把拓扑学比作“流体力学”,那么度量几何就相当于数学领域中的“刚体力学”。)
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5.数论
定义:关于整数的性质的理论,以及从整数理论出发而派生出来的一系列理论。
(关于科普写作:其实这个本应放在第三或第四个选项,只是由于本人自2010年7月之后至今再无踏足数论领域,对是否能讲好此科甚是怀疑。)
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6.K理论
定义:关于对一个图形上的所有向量丛进行“连续类型”的分类的理论,以及向量丛分类理论进行形式化所得到理论。前者叫做拓扑K理论,后者叫做代数K理论。
(关于科普写作:这个虽然重要,但是对启蒙中学生这个目标而言,性价比并不是很高。所以即使中学生不学也没有大不了的,建议小伙伴们最好不要选这个。而且,前四个选项和第6个、第7个远比这个重要。之所以在此列出来,是由于2012年曾经承诺吧友写一个关于K理论的科普。)
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7.黎曼曲面理论
定义:一维的复几何。复几何是关于在复数集盒上定义的图形的学问。
解说:由于复数集盒的解方程完备性,导致复几何比实几何更简单。在复的图形对象(叫做二元图形)上,发生了许多远比实的图形(叫做一元图形)对象丰富和有趣的事件。
(关于科普写作:其实此科目可以放入第三选项“拓扑学”,使它成为拓扑学的一章。但是考虑到复几何对低年级童鞋的重要性,所以把黎曼曲面单独罗列出来,成为一个选项。)
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8.p进拓扑学
定义:在有理数上赋予了不同于我们耳熟能详的一种远近结构。它起源于代数数论,但可以看做是古典的初等分析学的后继课程。
(关于科普写作:这个是本人写作计划中的“非主流”项目,请各位慎重选择。本人曾对这个领域感兴趣,但由于它缺乏直观的图像解释,所以已经弃学很久了。但是貌似对启蒙很重要,从p进拓扑学、p进分析学、p进线性表示一路走到p进几何,p进拓扑学实在是非常底层的基础学问了。)
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9.范畴论
定义:关于“范畴”的数学理论。
解说:人们最常提到的“范畴”,是“领域”的涵义。后来被哲学家引申为某些“特殊的、特定的‘领域’”。但此处的“范畴”,不同于亚里士多德所定义的“范畴”。后者是一个哲学概念,而前者是一个数学概念,但颇具哲学味道。而本人的观点是,只要人为地对一些数学对象作出某种界定,这个“对象族”就是一个“领域”,换言之,是一个“范畴”。
(关于科普写作:考虑到面向对象为中学生,所以这个不打算系统地讲解,只用一些初等的例子来烘托气氛就完事。)
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10.非标准分析学
定义:实数集盒上的另一种分析学,在这种理论中,无穷小和无穷大不是“潜存”,而是“实存”。
解说:古典的分析学(Riemann分析学),以及近代的Lebegue分析学,都隶属“标准分析”。而非标准分析之谓“非标准”,就在于引入了“无穷小”,把无穷小看做绝对的数学实体。于是第三次数学危机就在另一个层面上被解决,另外整个分析学的面貌得以改观。而且,相较于标准分析学,非标准分析学中的一切数学讨论都变得非常简单。于是,非标准分析学从这个意义上派上了用场,即,对大一数学分析感到很头疼的童鞋可以选择学这个。但是如果不学非标准也是完全OK的,因为它不是如今数学界最重要的。近现代最重要的数学是代数几何,从这个意义上讲,非标准就如同鸡肋。
(关于科普写作:将举一些例子,画几个图,帮助中学生理解了基本的几个概念就完事。)
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11.元数学
定义:关于“数学”本身的学问,也叫“数学学”或“数学哲学”。
(关于科普写作:这个本人是外行,没有系统地学过,但是很感兴趣,而且是写给中学生和低年级大学生,并不需要很专业的。所以如果各位有需要的话,本人可以先今年抽时间学完,明后年就可以抽时间写科普。)
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12.形式语言学
定义:将理论语言学和古典逻辑学进行符号化、抽象化后,所得到的学科,隶属于数理逻辑。
(关于科普写作:这个离纯粹数学已经有些远了,但是本人对语言学很感兴趣,希望到时能参考Wittgenstein的逻辑学观念并结合起来讲一讲。)
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