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p-adic 数

1897
  • Kurt Hensel
库尔特·亨塞尔19世纪的研究室专注于p进数与数论领域。.

(图片仅供参考)

对于素数 p,p-adic 数构成有理数的一个扩展,其拓扑结构与实数不同。实数是关于通常绝对值度量的有理数域的完备化,而 p-adic 数是关于 p-adic 度量的有理数域的完备化,其中,如果一个数能被 p 的高次幂整除,则称该数为“小数”。

由库尔特·亨塞尔引入的p进数概念,为扩展有理数域提供了一种强有力的替代方法。这种构造基于不同的距离或绝对值概念。对于一个固定的素数p,非零数的p进绝对值|x|_p 有理数 [latex]x[/latex] 定义如下:首先,令 [latex]x = p^n (a/b)[/latex],其中 [latex]a, b[/latex] 不能被 [latex]p[/latex] 整除。则 [latex]|x|_p = p^{-n}[/latex]。例如,当 [latex]p=5[/latex] 时,数字 75 是 [latex]5^2 cdot 3[/latex],因此 [latex]|75|_5 = 5^{-2} = 1/25[/latex]。如果一个数能被 [latex]p[/latex] 的高次幂整除,则称该数在 p-adic 意义上是“小的”。

这个 p 进绝对值定义了一个度量 [latex]d_p(x, y) = |xy|_p[/latex],它满足超度量不等式:[latex]|x+y|_p leq max(|x|_p, |y|_p)[/latex]。这比通常的三角形不等式更强,并导致了一种奇特的拓扑结构,其中所有三角形都是等腰三角形,并且开球中的任意一点都是该开球的中心。p 进数域,记为 [latex]mathbb{Q}_p[/latex],是 [latex]mathbb{Q}[/latex] 关于此度量的完备化,正如实数域 [latex]mathbb{R}[/latex] 是 [latex]mathbb{Q}[/latex] 关于标准绝对值的完备化一样。

处理 p 进数的一个关键工具是亨塞尔引理,它提供了一种方法,可以将模 p 的多项式同余方程的解提升到模 p 的更高幂的解,最终提升到 p 进整数的解。哈斯原理(或局部-全局原理)指出,丢番图方程有有理解当且仅当它在每个素数 p 中都有实数和 p 进数的解。虽然它并非普遍成立,但它对二次型等重要情况成立,并且是数论中的一个指导原则。

UNESCO Nomenclature: 1101
– 代数、数论与群论

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

小众/专业

前体

  • 现场完成的概念
  • 魏尔斯特拉斯关于幂级数的研究
  • 同余理论和模运算
  • 度量空间的发展

应用程序

  • 数论,特别是求解丢番图方程(哈斯原理)
  • 代数几何
  • 量子力学和弦理论(p-adic量子力学)
  • 密码学

专利:

NA

潜在创新理念

  • a data 加密 algorithm that uses the non-intuitive properties of p-adic arithmetic for security
  • 一种利用p-adic拓扑结构模拟复杂生物系统(如蛋白质折叠)的计算机模型
  • 基于p-adic展开的模拟伪随机数生成器
  • 一个 信号处理 technique for analyzing signals with hierarchical or fractal-like structures
  • 一种基于p-adic距离的新型纠错码
  • 一种利用p进整数的树状结构的分层数据数据库索引系统
  • 利用p-adic分析的量子引力理论框架
  • 一种利用p-adic波动率来捕捉交易活动层次聚类的金融市场模型
  • 一种使用 p-adic 指标分析分类数据的机器学习算法
  • 一种基于p-adic函数的计算机图形学技术,用于生成分形景观。
相关内容:p-adic 数、数论、库尔特·亨塞尔、完备化、度量空间、绝对值、哈斯原理、亨塞尔引理、超度量、丢番图方程。

历史背景

1801
1850
1875
1897
1950
1800
1844
1874
1893
1900

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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