New Foundations for Physical Geometry

The Theory of Linear Structures

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Author: Tim Maudlin

Publisher: OUP Oxford

ISBN: 0191022691

Category: Philosophy

Page: 376

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Topology is the mathematical study of the most basic geometrical structure of a space. Mathematical physics uses topological spaces as the formal means for describing physical space and time. This book proposes a completely new mathematical structure for describing geometrical notions such as continuity, connectedness, boundaries of sets, and so on, in order to provide a better mathematical tool for understanding space-time. This is the initial volume in a two-volume set, the first of which develops the mathematical structure and the second of which applies it to classical and Relativistic physics. The book begins with a brief historical review of the development of mathematics as it relates to geometry, and an overview of standard topology. The new theory, the Theory of Linear Structures, is presented and compared to standard topology. The Theory of Linear Structures replaces the foundational notion of standard topology, the open set, with the notion of a continuous line. Axioms for the Theory of Linear Structures are laid down, and definitions of other geometrical notions developed in those terms. Various novel geometrical properties, such as a space being intrinsically directed, are defined using these resources. Applications of the theory to discrete spaces (where the standard theory of open sets gets little purchase) are particularly noted. The mathematics is developed up through homotopy theory and compactness, along with ways to represent both affine (straight line) and metrical structure.

Eine kurze Geschichte der Menschheit

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Author: Yuval Noah Harari

Publisher: DVA

ISBN: 364110498X

Category: History

Page: 528

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Krone der Schöpfung? Vor 100 000 Jahren war der Homo sapiens noch ein unbedeutendes Tier, das unauffällig in einem abgelegenen Winkel des afrikanischen Kontinents lebte. Unsere Vorfahren teilten sich den Planeten mit mindestens fünf weiteren menschlichen Spezies, und die Rolle, die sie im Ökosystem spielten, war nicht größer als die von Gorillas, Libellen oder Quallen. Vor 70 000 Jahren dann vollzog sich ein mysteriöser und rascher Wandel mit dem Homo sapiens, und es war vor allem die Beschaffenheit seines Gehirns, die ihn zum Herren des Planeten und zum Schrecken des Ökosystems werden ließ. Bis heute hat sich diese Vorherrschaft stetig zugespitzt: Der Mensch hat die Fähigkeit zu schöpferischem und zu zerstörerischem Handeln wie kein anderes Lebewesen. Anschaulich, unterhaltsam und stellenweise hochkomisch zeichnet Yuval Harari die Geschichte des Menschen nach und zeigt alle großen, aber auch alle ambivalenten Momente unserer Menschwerdung.

Grundlagen der Geometrie

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Author: David Hilbert

Publisher: SEVERUS Verlag

ISBN: 3863479467

Category: Mathematics

Page: 248

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Seine Erkenntnisse beeinflussen bis heute die Forschung: David Hilbert baut in seinen „Grundlagen der Geometrie“ auf Euklids Lehre ein Grundsatzsystem auf, von dem ausgehend er wichtige geometrische Sätze ableitet. Die erstmals 1899 erschienene Abhandlung machte Hilbert zu einem der wichtigsten Mathematiker der Neuzeit, der auch den Formalismus entscheidend prägte.

Finite-Elemente-Methoden

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Author: Klaus-Jürgen Bathe

Publisher: DrMaster Publications

ISBN: 9783540668060

Category: Technology & Engineering

Page: 1253

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Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder. TOC:Eine Einführung in den Gebrauch von Finite-Elemente-Verfahren.-Vektoren, Matrizen und Tensoren.-Einige Grundbegriffe ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen.-Formulierung der Methode der finiten Elemente.-Formulierung und Berechnung von isoparametrischen Finite-Elemente-Matrizen.-Nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen in der Festkörper- und Strukturmechanik.-Finite-Elemente-Berechnungen von Wärmeübertragungs- und Feldproblemen.-Lösung von Gleichgewichtsbeziehungen in statischen Berechnungen.-Lösung von Bewegungsgleichungen in kinetischen Berechnungen.-Vorbemerkungen zur Lösung von Eigenproblemen.-Lösungsverfahren für Eigenprobleme.-Implementierung der Finite-Elemente-Methode.

Die Ordnung der Zeit

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Author: Carlo Rovelli

Publisher: Rowohlt Verlag GmbH

ISBN: 3644000751

Category: Science

Page: 192

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Leben wir in der Zeit oder lebt die Zeit vielleicht nur in uns? Alle theoretischen Physiker von Weltrang, die den großen und kleinen Kräften des Universums nachspüren, beschäftigen sich immer wieder mit der entscheidenden Frage, was Zeit ist. Wenn ihre großen Modelle die Zeit zur Erklärung des Elementaren nicht mehr brauchen, wie kommt es dann, dass sie für unser Leben so wichtig ist? Geht es wirklich ohne sie? Carlo Rovelli gibt in diesem Buch überraschende Antworten. Er nimmt uns mit auf eine Reise durch unsere Vorstellungen der von der Zeit und spürt ihren Regeln und Rätseln nach. Ein großes, packend geschriebenes Lese-Abenteuer, ein würdiger Nachfolger des Welt-Bestsellers "Sieben kurze Lektionen über Physik".

Algorithmen - Eine Einführung

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Author: Thomas H. Cormen,Charles E. Leiserson,Ronald Rivest,Clifford Stein

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110522012

Category: Computers

Page: 1339

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Der "Cormen" bietet eine umfassende und vielseitige Einführung in das moderne Studium von Algorithmen. Es stellt viele Algorithmen Schritt für Schritt vor, behandelt sie detailliert und macht deren Entwurf und deren Analyse allen Leserschichten zugänglich. Sorgfältige Erklärungen zur notwendigen Mathematik helfen, die Analyse der Algorithmen zu verstehen. Den Autoren ist es dabei geglückt, Erklärungen elementar zu halten, ohne auf Tiefe oder mathematische Exaktheit zu verzichten. Jedes der weitgehend eigenständig gestalteten Kapitel stellt einen Algorithmus, eine Entwurfstechnik, ein Anwendungsgebiet oder ein verwandtes Thema vor. Algorithmen werden beschrieben und in Pseudocode entworfen, der für jeden lesbar sein sollte, der schon selbst ein wenig programmiert hat. Zahlreiche Abbildungen verdeutlichen, wie die Algorithmen arbeiten. Ebenfalls angesprochen werden Belange der Implementierung und andere technische Fragen, wobei, da Effizienz als Entwurfskriterium betont wird, die Ausführungen eine sorgfältige Analyse der Laufzeiten der Programme mit ein schließen. Über 1000 Übungen und Problemstellungen und ein umfangreiches Quellen- und Literaturverzeichnis komplettieren das Lehrbuch, dass durch das ganze Studium, aber auch noch danach als mathematisches Nachschlagewerk oder als technisches Handbuch nützlich ist. Für die dritte Auflage wurde das gesamte Buch aktualisiert. Die Änderungen sind vielfältig und umfassen insbesondere neue Kapitel, überarbeiteten Pseudocode, didaktische Verbesserungen und einen lebhafteren Schreibstil. So wurden etwa - neue Kapitel zu van-Emde-Boas-Bäume und mehrfädigen (engl.: multithreaded) Algorithmen aufgenommen, - das Kapitel zu Rekursionsgleichungen überarbeitet, sodass es nunmehr die Teile-und-Beherrsche-Methode besser abdeckt, - die Betrachtungen zu dynamischer Programmierung und Greedy-Algorithmen überarbeitet; Memoisation und der Begriff des Teilproblem-Graphen als eine Möglichkeit, die Laufzeit eines auf dynamischer Programmierung beruhender Algorithmus zu verstehen, werden eingeführt. - 100 neue Übungsaufgaben und 28 neue Problemstellungen ergänzt. Umfangreiches Dozentenmaterial (auf englisch) ist über die Website des US-Verlags verfügbar.

Spooky Action at a Distance

The Phenomenon That Reimagines Space and Time--and What It Means for Black Holes, the Big Bang, and Theories of Everything

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Author: George Musser

Publisher: Scientific American / Farrar, Straus and Giroux

ISBN: 0374713553

Category: Science

Page: 304

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Long-listed for the 2016 PEN/E. O. Wilson Literary Science Writing Award “An important book that provides insight into key new developments in our understanding of the nature of space, time and the universe. It will repay careful study.” —John Gribbin, The Wall Street Journal “An endlessly surprising foray into the current mother of physics' many knotty mysteries, the solving of which may unveil the weirdness of quantum particles, black holes, and the essential unity of nature.” —Kirkus Reviews (starred review) What is space? It isn't a question that most of us normally ask. Space is the venue of physics; it's where things exist, where they move and take shape. Yet over the past few decades, physicists have discovered a phenomenon that operates outside the confines of space and time: nonlocality-the ability of two particles to act in harmony no matter how far apart they may be. It appears to be almost magical. Einstein grappled with this oddity and couldn't come to terms with it, describing it as "spooky action at a distance." More recently, the mystery has deepened as other forms of nonlocality have been uncovered. This strange occurrence, which has direct connections to black holes, particle collisions, and even the workings of gravity, holds the potential to undermine our most basic understandings of physical reality. If space isn't what we thought it was, then what is it? In Spooky Action at a Distance, George Musser sets out to answer that question, offering a provocative exploration of nonlocality and a celebration of the scientists who are trying to explain it. Musser guides us on an epic journey into the lives of experimental physicists observing particles acting in tandem, astronomers finding galaxies that look statistically identical, and cosmologists hoping to unravel the paradoxes surrounding the big bang. He traces the often contentious debates over nonlocality through major discoveries and disruptions of the twentieth century and shows how scientists faced with the same undisputed experimental evidence develop wildly different explanations for that evidence. Their conclusions challenge our understanding of not only space and time but also the origins of the universe-and they suggest a new grand unified theory of physics. Delightfully readable, Spooky Action at a Distance is a mind-bending voyage to the frontiers of modern physics that will change the way we think about reality.

Principia Mathematica.

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Author: Alfred North Whitehead,Bertrand Russell

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Logic, Symbolic and mathematical

Page: 167

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Applying Mathematics

Immersion, Inference, Interpretation

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Author: Otávio Bueno,Steven French

Publisher: Oxford University Press

ISBN: 0192558978

Category: Science

Page: 288

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How is that when scientists need some piece of mathematics through which to frame their theory, it is there to hand? What has been called 'the unreasonable effectiveness of mathematics' sets a challenge for philosophers. Some have responded to that challenge by arguing that mathematics is essentially anthropocentric in character, whereas others have pointed to the range of structures that mathematics offers. Otávio Bueno and Steven French offer a middle way, which focuses on the moves that have to be made in both the mathematics and the relevant physics in order to bring the two into appropriate relation. This relation can be captured via the inferential conception of the applicability of mathematics, which is formulated in terms of immersion, inference, and interpretation. In particular, the roles of idealisations and of surplus structure in science and mathematics respectively are brought to the fore and captured via an approach to models and theories that emphasize the partiality of the available information: the partial structures approach. The discussion as a whole is grounded in a number of case studies drawn from the history of quantum physics, and extended to contest recent claims that the explanatory role of certain mathematical structures in scientific practice supports a realist attitude towards them. The overall conclusion is that the effectiveness of mathematics does not seem unreasonable at all once close attention is paid to how it is actually applied in practice.

A Course on Rough Paths

With an Introduction to Regularity Structures

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Author: Peter K. Friz,Martin Hairer

Publisher: N.A

ISBN: 9783319083339

Category:

Page: 268

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Moderne Physik

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Author: Paul Allen Tipler,Ralph A. Llewellyn

Publisher: Oldenbourg Verlag

ISBN: 9783486582758

Category: Physics

Page: 963

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Immer mehr deutsche Hochschulen folgen dem amerikanischen Vorbild und bieten Einführungskurse zur Modernen Physik an. Diese Kurse vermitteln die spannenden Erkenntnisse der Physik der letzten 100 Jahre, die zu bahnbrechenden Veränderungen geführt haben. Das Standardwerk zu diesen Kursen ist "Modern Physics" von Paul A. Tipler, Autor des berühmten Werkes "Physik", und Ralph A. Llewellyn. Die Autoren zeigen, dass man ein tief gehendes Verständnis der Modernen Physik vermitteln kann, ohne einen schwerfälligen mathematischen Apparat bemühen zu müssen. Mit über 500 Abbildungen, Zitaten berühmter Physiker sowie mit ca. 700 sorgfältig ausgewählten Übungsaufgaben und über das Internet zugänglichen Ergänzungen wurde "Modern Physics" in den USA zu einem der beliebtesten Lehrbücher zu diesem Thema.

Einführung in die Mechanik und Symmetrie

Eine grundlegende Darstellung klassischer mechanischer Systeme

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Author: Jerrold E. Marsden,Tudor S. Ratiu

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642568599

Category: Mathematics

Page: 598

View: 6763

Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.

Das Kontinuum

kritische Untersuchungen über die Grundlagen der Analysis

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Author: Hermann Weyl

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Mathematics

Page: 83

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Empty Ideas

A Critique of Analytic Philosophy

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Author: Peter Unger

Publisher: Oxford University Press

ISBN: 0199330832

Category: Philosophy

Page: 288

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Peter Unger's provocative new book poses a serious challenge to contemporary analytic philosophy, arguing that to its detriment it focuses the predominance of its energy on "empty ideas." In the mid-twentieth century, philosophers generally agreed that, by contrast with science, philosophy should offer no substantial thoughts about the general nature of concrete reality. Leading philosophers were concerned with little more than the semantics of ordinary words. For example: Our word "perceives" differs from our word "believes" in that the first word is used more strictly than the second. While someone may be correct in saying "I believe there's a table before me" whether or not there is a table before her, she will be correct in saying "I perceive there's a table before me" only if there is a table there. Though just a parochial idea, whether or not it is correct does make a difference to how things are with concrete reality. In Unger's terms, it is a concretely substantial idea. Alongside each such parochial substantial idea, there is an analytic or conceptual thought, as with the thought that someone may believe there is a table before her whether or not there is one, but she will perceive there is a table before her only if there is a table there. Empty of import as to how things are with concrete reality, those thoughts are what Unger calls concretely empty ideas. It is widely assumed that, since about 1970, things had changed thanks to the advent of such thoughts as the content externalism championed by Hilary Putnam and Donald Davidson, various essentialist thoughts offered by Saul Kripke, and so on. Against that assumption, Unger argues that, with hardly any exceptions aside from David Lewis's theory of a plurality of concrete worlds, all of these recent offerings are concretely empty ideas. Except when offering parochial ideas, Peter Unger maintains that mainstream philosophy still offers hardly anything beyond concretely empty ideas.

Anschauliche Funktionentheorie

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Author: Tristan Needham

Publisher: Oldenbourg Verlag

ISBN: 348670902X

Category: Mathematics

Page: 685

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Needhams neuartiger Zugang zur Funktionentheorie wurde von der Fachpresse begeistert aufgenommen. Mit über 500 zum großen Teil perspektivischen Grafiken vermittelt er im wahrsten Sinne des Wortes eine Anschauung von der sonst oft als trocken empfundenen Funktionentheorie. "Anschauliche Funktionentheorie ist eine wahre Freude und ein Buch so recht nach meinem Herzen. Indem er ausschließlich seine neuartige geometrische Perspektive verwendet, enthüllt Tristan Needham viele überraschende und bisher weitgehend unbeachtete Facetten der Schönheit der Funktionentheorie." (Sir Roger Penrose)