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[레벨:18]챠우
read 3068 vote 0 2016.08.01 (02:57:57)

전 수학 전공자가 아니라서 자세한 이해는 어렵고,


http://ghebook.blogspot.kr/2011/06/tensor.html


임의의 기하 구조를 좌표 독립(座標獨立, coordinate independent)적으로 표현하기 위한 표기법이다. 예를 들면 삼각형이라는 실체는 데카르트 좌표계원통 좌표계구 좌표계등으로 표현할 수 있고 해당하는 좌표값도 선택한 좌표계에 따라 달라지지만 삼각형이라는 특성은 좌표계 독립이라 변하지 않는다. 이런 성질을 기술하는 언어가 텐서가 된다. 이런 텐서의 수학적 성질이 물리학으로 적용되면 특정한 물리법칙이 좌표계에 관계없이 적용된다는 데에도 이를 수가 있다. 텐서의 좌표 독립성을 적극적으로 활용하는 분야가 상대성(相對性, relativity)이론이다. 텐서이론이 물리학을 위해 개발되지는 않았지만 측량(기하학의 어원이 측량임)과 밀접한 관계가 있기 때문에 수학과 물리학적 특성이 혼재되어 있다. 텐서가 수학적으로 난해해 보일지라도 우리는 텐서에 대한 물리적/시각적 상상력을 가져야 한다. 이것없이는 텐서에 대한 제대로된 수학적 형상을 만들기가 힘들다. 이것은 모든 수학분야에도 그대로 적용될 수 있다. 수학의 정리들은 책에만 있는 것이 아니고 우리 주변에 분명히 존재한다.


대강 봐도 벡터 개념은 일단 좌표 그리고 원점에 대한 어떤 점과 그 사이를 잇는 방향을 설정하는 즉, 상대적인 접근을 그 전제로 깔고 들어 가는데, 텐서는 좌표 독립이라네요. 


구조론에 의하면 공간과 시간은 존재의 전개에 따른 상대적 개념인걸로..(점점 어려워집니다..) 

밀도, 입체, 각, 선, 점 개념과 텐서 개념이 만나면 좋겠죠? 그리고 텐서가 더 확장되면 분명히 위상수학 개념과 만나게 될 것 같네요. 양에서 벗어나지 못한 텐서와 양을 배제하는 위상수학이 합쳐지면 왠지 구조론이 될 것 같은 느낌.


아무튼 수학 잘하시는 분들은 해석 가능할듯. 설명가능하신 혹은 함께 논의할 용자를 찾습니다. 한국에 계시지 않는다면 페북등을 통한 교류의 길도 열려 있으니 답글 부탁드립니다. 딴데 가서 이런 소리 하면 미쳤다고들 해서..  


참고로 머신러닝 개념 중에 텐서플로라는게 있습니다. 흥미롭죠.

http://khanrc.tistory.com/entry/TensorFlow-1-Intro



[레벨:2]윔블던

2016.08.01 (06:16:30)

벡터 개념을 확장해서 텐서가 나왔습니다. 위 블로그 글에서 설명한 바와 같이 데카르트 이루 기하학을 대수적으로 표현하는 방법이 꾸준히 발달해 왔습니다. 현대 기하학에서 텐서는 아주 기본적인 표현 수단 중 하나입니다. 위상수학도 이미 기하학, 대수학과 밀접한 관계를 맺으며 발전하고 있습니다.
[레벨:17]눈마

2016.08.01 (11:08:44)

윔블던님 말씀이 맞습니다. 텐서 개념과는 별도로, 구글의 검색엔진 프로그램 개발자들은 수학자들과 같이 작업합니다. 이미 이런 소프트웨어 개발 체계를 영국에서 시행했다고 봅니다. (바둑신동이 괜히 나온건 아니죠). 


여튼, 텐서 개념은, 개별적으로 풀지 않고, 행렬이나 집합으로 문제를 해결할때, 상징적으로 정확히 표현하기때문에 이득을 봤다는 느낌을...유체역학시간에 가졌었죠 


추상적으로 사고하는게, 실용적으로 사고하는것보다 강한데, 그 이유는, 주변의 상황자체가 급변할때, 오히려 유연하게 대처할수 있기 때문입니다. 텐서도 그런 상위적 위치를 차지하고 시작하죠.

프로필 이미지 [레벨:18]챠우

2016.08.01 (11:58:23)

벡터 개념을 확장해서 텐서가 나왔다는 말은

뉴턴역학을 확장해서 상대성이론이 나왔다는 말과 비슷합니다.


이 정도면 대충 알아들으실듯. 아래는 참고 하시고.

http://sdolnote.tistory.com/entry/WhatisTensor


뉴턴 역학이 없었으면 상대성이론도 없었겠죠. 

인간은 실패를 해봐야 바르게 인식할 수 있으니깐요.


그러나 뉴턴역학은 상대성이론의 특수한 상황일 뿐입니다. 

벡터도 텐서의 특수한 상황이고요. 


좌표는 신이 정해준게 아니므로, 인간이 실제로 마주하고 있는 혹은 감각기관으로 인식할 수 범위안에서만 유효하다는 거죠. 사람에 따라 다르겠지만.


현대 물리학과 수학의 모든 헷갈림은 이른바 세상을 바라볼 때 물리변화를 사건의 판단 기준으로 삼지 않고, 좌표를 판단 기준으로 삼는대서 시작합니다. 물론 그게 관찰자의 한계, 혹은 귀납의 한계라고도 할 수 있겠네요. 나를 대입하고 기준 삼아야 대개의 인간은 판단이라는 걸 할 수 있으니깐. 


조금만 더 진지하게 고민해서 함께 세계를 정복합시다.

[레벨:2]윔블던

2016.08.01 (21:48:08)

"벡터 대 텐서"를 "뉴튼역학 대 상대론"과 비교하는 것은, 역사적인 전개 과정 면에서 타당한 면이 있는 반면, 오해의 소지도 있습니다.

텐서는 좌표변환에 대해 불변성을 갖는 양을 분류하는 체계를 통칭하는 말로, 스칼라는 rank 0 텐서, 벡터는 rank 1 텐서 등으로 분류해 낼 수 있습니다. 여기에 오차가 개입할 여지는 없습니다.

반면에 뉴튼역학은 상대론 입장에서 볼 때 근사(approximation)입니다. 중력이 약하고 물체의 속력이 빛보다 많이 느릴 때는 훌륭한 근사가 되지만 조건이 맞지 않으면 큰 오차가 발생할 수도 있습니다.
프로필 이미지 [레벨:18]챠우

2016.08.01 (23:42:41)

지금부터 제가 하는 말은 개소리일 수도 있으니 참고만 하시면 될 것 같습니다. 인터넷에서 자료를 찾다찾다 못 찾아 그냥 제 머릿속에 있는 걸 썼습니다.


어떤 이론이 다른 이론에 의해 반박당하거나 발전할 경우에는 반드시 세계관의 재정립이 일어납니다. 세계관의 재정립이 일어날 때는 반드시 그 세상을 판단하는 기준을 새로 제시하죠. 그래야 계가 재정의 되니깐요.


뉴턴역학의 기준은 시공간좌표계를 기준으로 물체의 운동을 파악했었습니다. 그러다가 아인슈타인이 그 기준을 빛의 속도로 재정립한 거고요. 근데 빛의 속도라고 하면 뭔가 표현이 어정쩡합니다. 당시 기준으로 세상에서 가장 빠른 속도를 가진 빛을 중심으로 시간과 공간을 재해석 하는 건 이해가 되는데, 배경이 아닌 대상의 일부라고 여겨지는 빛을 기준으로 삼다니 이상한거죠. 무대가 없는데 배우가 있다는 것처럼 허무한 겁니다.


그래서 이제부터 저의 개소리가 시작됩니다. 이 개소리에 의하면 아인슈타인도 아직은 헛다리 짚은 겁니다.


우주에서 가장 빠른 속도를 가진 어떤 물질이 있다고 한다면 그건 곧 그 물질이 아니라, 그 배경을 표현한다고 할 수 있습니다. 간접적이긴 하지만 다른 물질들은 빛보다 느리니깐 일단 빛을 최고속으로 놓고 배경의 상정과 계산은 가능해집니다. 어차피 빛의 속도 이상의 물질은 존재하지 않으므로(물론 요새는 물리학자들이 몇가지 찾아냈습니다만.).

비유하자면 어떤 고속도로에서 가장 빨리 달릴 수 있는 차가 있고 아스팔트가 녹지 않는 선에서 그 차의 속도가 시속 400km이라면, 이 속도가 의미하는 건 자동차뿐만 아니라 고속도로의 성질을 나타낸다고 할 수 있다는 겁니다.


그럼 그 배경은 뭐냐? 공간이겠죠.(뉴턴역학의 공간과는 다릅니다.) 그럼 빛의 속도는? 공간과 빛의 자리바꿈 속도겠죠.(동렬님 표현 빌림) 공간은 비어있는게 아니냐? 비었을리 없습니다. 아무것도 없다면 공간이 휘지도 않겠죠. 아무것도 없는데 휘긴 뭐가 휘나요. 뭐가 있어야 휘지. 말 자체가 성립 불가능. 그래서 암흑물질이 있다고 할 수 있는 거죠. 


찾아보면 암흑물질은 빛과 상호작용하지 않는다고 하는데, 또 웃긴게 암흑물질의 중력에 의해 빛이 휜다고 합니다. 이게 뭔 개소리인지. 서로 영향을 미치지 않는데, 상대방을 휘게는 할 수 있다는 말은 말이 안되죠. 

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%94%ED%9D%91%EB%AC%BC%EC%A7%88



아무튼 말씀하신대로 뉴턴 역학은 이른바 작은 우주에서만 근사적으로 통용되는 역학입니다. 큰 우주의 관점에서 보면 뉴턴역학은 완전 틀리죠. 아예 틀린 역학이라고 하는 사람도 있습니다만. 암흑물질과 암흑에너지 빼고 논하는거죠. 근데 암흑물질과 암흑에너지가 우주의 96%를 차지한다는 건 함정.


제가 텐서를 언급하면서 상대성이론을 함께 말한 이유는 벡터라는 것도 상대성 이론과 뉴턴역학의 관계와 비슷하다는 겁니다. 텐서 이전의 벡터 개념은 뉴턴역학처럼 평평한 좌표를 설정해 놓고 모든 운동량을 계산했었으니깐요. 그러다가 텐서 개념나오니깐 아래처럼 합쳐버린거. 텐서에서는 공간도 휠 수 있다고 하고요. 


텐서개념을 좀 더 알아보려고 검색해봤으나, 상대성이론에 비해 자료가 많이 부족하고 수식만 가득해서 다 알기는 어려우나 그나마 있는 걸로 대강은 그려볼 수 있습니다.

http://sdolnote.tistory.com/entry/WhatisTensor



다음은 사람들이 분류해놓은 이른바 벡터와 텐서의 관계(?)입니다.


  • 0 텐서벡터가 없기 때문에 스칼라임
  • 1 텐서벡터가 하나 있기 때문에 벡터임
  • 2 텐서벡터가   일렬로 있기 때문에 행렬이나 다이애드임
  • 3 텐서벡터가   일렬로 있기 때문에 트라이애드임 

뭐 좀 이상하지 않습니까? 텐서가 좌표독립적이라고 하면서 왜 아직도 좌표종속적인 벡터를 그대로 사용하는 거죠? 게다가 "중간개념인 벡터"로 전체를 설명하려고 하니 뭔가 우왕좌왕하죠. 차라리 스칼라로 전부다 표현하던지 혹은 텐서로 표현하는게 맞을거 같은데요. 

"스칼라
> 스칼라/스칼라
> 스칼라/스칼라//스칼라/스칼라
스칼라/스칼라//스칼라/스칼라///스칼라/스칼라//스칼라/스칼라
스칼라/스칼라//스칼라/스칼라///스칼라/스칼라//스칼라/스칼라////스칼라/스칼라//스칼라/스칼라///스칼라/스칼라//스칼라/스칼라" 라고 하는게 차라리 나을듯. 

게다가 텐서의 핵심 개념은 벡터 속으로 넣어 버려서 더욱 헷갈. 텐서는 응력이라고 하던데 그 응력은 어디갔는지? 벡터가 방향과 크기라는 개념을 내포하고 있다지만, 뭔가 분류법이 잘못됐다는게 보이는거죠. 그런 의미에서 텐서 개념은 상대성이론에 비해 덜 다듬어진 개념이라고도 할 수 있겠네요.

할 수 없이 구조론으로 하면  점>선>각>입체>밀도 라고 할 수 있습니다.  <<< 이게 더 깔끔하잖아요.

###

제가 이런 글을 쓰는 이유는 수학자들이 뭔 놈의 식을 복잡하게 정의해놨는데, 컴퓨터에 입력해야할 것들이 다 그 식들로 써져있어서, 그걸 다 익히고 계산하려니 세월이라, 수학을 좀 하시는 분이 있다면, 좀 더 빠르게 체계를 만들 수 있지 않을까 해서 입니다. 에너지에서 유도되는 존재의 전개과정도 수식으로 만들면 인공지능도 만들고 구조론도 수학적으로 완성되고 일석이조.

아무튼 인공지능을 제대로 설계하려면 수식을 읽을 수 있는 분이 좀 필요한 상황입니다. 인류의 방향을 틀 용자를 찾습니다.
[레벨:2]윔블던

2016.08.02 (01:38:32)

> 뭐 좀 이상하지 않습니까?

> 텐서가 좌표독립적이라고 하면서 왜 아직도 좌표종속적인 벡터를 그대로 사용하는 거죠?  


수학이나 물리에서 어떤 개념이 처음 도입되는 시점부터 나름 견고하게 정립되는 시점까지 짧게는 몇 년, 길게는 수백년도 걸립니다. 벡터라는 개념이 처음 도입될 당시에는 좌표종속적이었을 수도 있었겠지만 현대 수학에서의 벡터는 분명히 좌표독립적입니다. 따라서 벡터를 쌓아 올려서 텐서를 만드는 게 자연스러운 일이구요. 스칼라는 좌표독립일뿐만아니라 아예 값이 불변이기 때문에 더 큰 분류체계를 쌓아 올리기에 적합하지 않습니다. (마치 1을 여러 번 더해서 모든 자연수를 만들 수는 있지만 0은 아무리 더해도 0으로 남아 있는 것처럼)  





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