Математические байки
4.28K subscribers
1.46K photos
15 videos
29 files
938 links
Рассказы про разную математику.

Архив: http://dev.mccme.ru/~merzon/mirror/mathtabletalks/
Download Telegram
zykin.mccme.ru

в четверг (11.06) в МИАН будет десятая конференция памяти Алексея Зыкина (13.06.1984–22.04.2017)

11:00 Сергей Давыдов. Стабильность для представлений спин-симметрической группы
12:15 Алексей Устинов. Последовательности Сомоса
15:00 Виктор Петров. Мотивы Чжоу некоторых многообразий Мукаи
16:15 Михаил Цфасман. Сильно вырожденные пересечения квадрик
arxiv.org/abs/2606.10102

Giovanni Forni выложил препринт, в котором, как утверждается, доказано существование периодических бильярдных траекторий во всех многоугольниках
Маятник Фуко позволяет увидеть (не глядя на неподвижные звёзды!) вращение Земли вокруг своей оси: маятник последовательно сбивает предметы, расставленные по кругу, а значит, поворачивается относительно пола.

Как связаны вращение Земли вокруг оси и поворот плоскости колебаний маятника Фуко? Почему на полюсе маятник Фуко делает полный оборот за сутки, а на экваторе его плоскость колебаний вращаться не будет? Какую часть круга заметёт за сутки маятник Фуко, находящийся на данной широте? Наглядный и запоминающийся ответ на эти вопросы даёт геометрический подход, представленный в фильме «Маятник Фуко».

Правило для запоминания: на данной параллели маятник Фуко за сутки заметает сектор, являющийся развёрткой конуса, касающегося сферы по этой параллели. Объяснение для интересующихся: поворот маятника Фуко — это параллельный перенос (в смысле дифференциальной геометрии) вектора вдоль параллели — замкнутого пути, не являющегося кратчайшим на сфере.

Этим фильмом «Математические вторники» 2025/2026 завершаются.
Вот тут у коллег выложены очень красивые картинки аргумента многочлена большой степени (200) со случайными (равномерно выбираемыми на [-10,10]) коэффициентами. Картинка там под спойлером не случайно — она неожиданная. Кстати, корни многочлена со случайными коэффициентами, равными +1/-1 (подкидывая монетку) — тоже расположены довольно красиво; см. тут.

А возвращаясь к исходной картинке у коллег — мне ещё хочется вспомнить доказательство Гаусса основной теоремы алгебры, которое я узнал из книги «Математические прогулки» Этьена Жиса. В упрощённом пересказе (чтобы не оговаривать кратные корни) — если все корни простые, то кривые Re P(z) =0 и Im P(z) = 0 это гладкие кривые. При этом рядом с бесконечностью их участки чередуются — а они должны разбиваться на пары, соединяясь в гладкие кривые. Так что кому-то уж точно придётся с кем-то пересечься, а точка пересечения это и есть корень (см. рисунки по ссылке).
К одной оффлайновой дискуссии вчера: про предел
(1+a/n)^n -> e^a при n->\infty.

Двадцать лет назад я считал, что «правильный» способ об этом думать, это раскрыть скобки по биному, перейти к пределу почленно — из
C_n^k / n^k * a^k = (n(n-1)…(n-k+1))/(k!*n^k) * a^k
предельным переходом получается a^k/k! (потому что в числителе тоже почти что n^k). Дальше получается ряд \sum_k a^k/k!, а это и есть экспонента e^a; остаётся объяснить корректность (равномерную по n сходимость этих сумм по k, ибо они мажорируются как раз рядом для экспоненты).
А подход через логарифм считал странным трюком.

А сейчас — наоборот: мне кажется, что «правильный» (ну или, как минимум, один из правильных) способов к этому подходить — это рефлекторное применение правила «Видишь [длинное] произведение — прологарифмируй!». А n-я степень это то же произведение.
Убираем под логарифм, получаем
n * \ln (1+ a/n) = n* (a/n + o(1/n)) -> a, n ->\infty,
значит, сама степень стремится к e^a.

Понятно, что можно и так, и так. Но рефлекс, что произведение всегда гораздо лучше выглядит после логарифмирования (сложение это гораздо более простая операция, а вычисление логарифмов сомножителей работает с ними по отдельности, что обычно просто) — по-моему, это рефлекс правильный…
В золотые годы моей юности, да и всего МЦНМО.

Сегодня хороший день поговорить про одного математика.

Когда я выпускался из школы, я ещё много лет везде писал «Математический класс 57 школы под классным руководством И. В. Ященко». Потом начал писать «Ященко/Мерзон», потому что всё больше замечал, что на самом деле огромную, подавляющую часть моего становления как ученика и как педагога проделал Гриша.

Для тех, кто скорее не знаком с тем, как «у нас» в математическом образовании всё устроено. Математика в РФ часто превозносится над многими науками — ресурсов там больше и позволено многое. Но, в отличие от разных других сфер, эти деньги не только пилятся — ещё и что-то появляется. Есть система олимпиад, есть выездные школы, есть какие-то пути для молодых математиков, есть культура преподавания математики, которые бизнесово неоправданны (7 педагогов на 20 детей несколько раз в неделю в течение многих лет), бесплатные для участников олимпиады и школы. Есть НМУ (университет), МЦНМО (кружки, издательство), ЦПМ, ЛШСМ, матфак ВШЭ, «Квантик», Матпраздник, Лаборатория математики при МИАН (её вы знаете, например, по «Математическим этюдам»).
Всё это случилось благодаря совокупности факторов — традициям, которые сохраняли между поколениями; людям, которые шли по административной лестнице и выбивали из государства возможность это делать; наикрутейшим педагогам, которые были освобождены от оргвопросов; и нескольким невидимым людям, которые КРОМЕ преподавания успевали ещё и двигать все эти процессы и поддерживать их.

На ум не приходит человек, который сделал бы для всех этих проектов столько, сколько Гриша.

Он учил меня в школе, учил работать на кружках, помогал, когда работали вместе, — буквально всё, что я умею, знаю, и очень многое из того, во что верю, появилось в моей жизни из-за него. Идея, что образование должно быть непрерывным и персонализированным. Как строить учебный процесс. Как искать этот баланс и на что обращать внимание. Где проявить жёсткость и какие границы должны быть, чтобы оно не распалось и не расползлось.

И конечно, ровно как и во время обучения в школе, — это никогда не было «вот так правильно, делай так». А как в листочках: такие задачи, вызовы и вопросы, заданные в правильном месте и посильные в этот момент, что это приходит само и от себя. Потратил он на меня немало сил — и ровно в эти же дни успевал составлять олимпиады, учить классы и курсы, организовывать школы…

И отдельно я признателен, что даже при такой нагрузке всё ещё могу прийти посоветоваться, узнать что-нибудь новое или что мысль, которая пришла мне в голову, уже изучена, — и получить сотни материалов для дальнейшего углубления.

Я не умещу в этот пост перечисление, достойное всех проектов и степени соучастия Гриши, поэтому ограничусь ссылкой на его страницу — https://dev.mccme.ru/~merzon/ — и ссылкой на офигенный телеграм-канал, где Гриша в этом году изучает использование компьютера для математических задач и наглядности: https://t.me/compmathweekly.

В общем-то, в соответствии со своими убеждениями (что звание на табличке гораздо менее важно, чем суть) Гриша и этот пост может посчитать излишним, но я не знаю, как ещё выразить благодарность учителю-сенсею, — а тут и повод есть.

С днём рождения, дорогой! Надеюсь еще много и по разному поработать вместе.

Привет,
А.
Позавчера выложили на арХив нашу работу с Vincent Goverse: https://arxiv.org/abs/2607.11421
У неё интересная история — когда только выложили препринт про гельдеровость (или строго положительную размерность) стационарных мер (https://arxiv.org/abs/2209.12342 ; потом — статья в Inventiones, https://link.springer.com/article/10.1007/s00222-025-01389-y ), Винсент (тогда аспирант первого года) написал нам письмо с вопросами про этот текст; мы ответили.

Через какое-то время Винсент предложил план, как можно было бы наш результат попробовать обобщить на случай, если отображения не диффеоморфизмы, а только локально обратимые (скажем, удвоение угла x->2x на окружности). Программа звучала очень естественно, Винсент приехал ко мне… и на то ли второй, то ли третий день мы построили (максимально возможный) контрпример.

Что было совершенно неожиданно — ну и дальше мы начали копать и строить связанные с этим примеры. И вот — готово, текст дописан и выложен. Уфф!
Математические байки
Позавчера выложили на арХив нашу работу с Vincent Goverse: https://arxiv.org/abs/2607.11421 У неё интересная история — когда только выложили препринт про гельдеровость (или строго положительную размерность) стационарных мер (https://arxiv.org/abs/2209.12342…
А ещё — там было очень интересное место, которое от нас потребовало существенной аккуратности.

Отображение x->2x на окружности необратимо. Но давно придумали конструкцию (соленоид Смейла-Вильямса), как можно за счёт увеличения размерности превратить его в обратимое. А именно, рассматривается отображение полнотория S^1\times D в себя,
(x,z) -> (2x mod 1, (z/10) + exp(2πix)),
которое на каждом диске-меридиане сильно сжимает, и «разносит в стороны» образы дисков. Получается обратимое отображение полнотория внутрь себя, которое можно итерировать, диффеоморфизм на образ. У Юлия Сергеевича Ильяшенко в его брошюре
https://old.mccme.ru//dubna//books/pdf/ilyashenko-attr.pdf
есть соответствующая картинка на с. 9.
Математические байки
А ещё — там было очень интересное место, которое от нас потребовало существенной аккуратности. Отображение x->2x на окружности необратимо. Но давно придумали конструкцию (соленоид Смейла-Вильямса), как можно за счёт увеличения размерности превратить его в…
А нельзя ли это отображение продолжить на всю сферу? Хочется сказать, что образ полнотория незаузлен, так давайте отображение в него зададим как перетаскивание (изотопию) полнотория из исходного положения в конечное, ну и по теореме о продолжении изотопии (как если бы пространство вокруг было заполнено вязким гелем) продолжим до отображения всего пространства в себя (а ещё лучше, сферы S^3, добавив точку на бесконечности).

Так вот, оказывается, тут есть подводный камень! Чтобы отображение можно было перетащить в тождественное, нужно добавить « скручивание » вдоль центральной оси полнотория. Или наоборот: если сложить провод (или толстую верёвку) колечками, а потом попробовать потянуть за концы, провод пойдёт петельками из-за скручивания вдоль.

Когда до нас это дошло, я сказал Винсенту, что он, наверное, не застал эту эпоху, а вот когда были проводные телефоны, провод телефона всегда так делал. На что получил замечательный ответ, что проводные телефоны он действительно не застал, зато на проводных наушниках на это натыкался неоднократно.
И другая пара препринтов того же дня:
• наш с Андресом https://arxiv.org/abs/2607.11748
• и Максимилиано Эскайолы https://arxiv.org/abs/2607.11616 , безумно красиво модифицирующий нашу с Андресом конструкцию — и строящий контрпример к стоявшему 45 лет вопросу Dusa McDuff! (Подробности будут, конечно 🙂 )
Хороший был день, насыщенный 🙂
Claude Fable построил контрпример к гипотезе Якобиана.

Напомню, что гипотеза о якобиане утверждает следующее. Пусть дано полиномиальное отображение
ℂ^n → ℂ^n,
определитель матрицы Якоби которого является ненулевой константой. Тогда это отображение должно иметь полиномиальное обратное отображение.

https://en.wikipedia.org/wiki/Jacobian_conjecture

Впервые эта гипотеза была сформулирована для случая двух переменных Людвигом Краусом в 1884 году, а затем в полной общности — Отто-Генрихом Келлером в 1939 году. Гипотеза о якобиане занимает 16-е место в списке «Математические задачи следующего столетия», составленном Стивеном Смейлом в 1998 году.

Левент Альпёге — американо-турецкий математик, специалист по теории чисел, диофантовой геометрии и арифметической статистике. Ранее он был Junior Fellow в Harvard Society of Fellows, а затем оставил стандартную академическую карьеру и перешёл в Anthropic, где занимается искусственным интеллектом.
https://alpo.ge/

20 июля Альпёге опубликовал в социальной сети X явный контрпример к гипотезе, который был найден при помощи Claude Fable:

https://x.com/__alpoge__/status/2079028340955197566

Контрпример построен в размерности n=3 и задаётся полиномиальным отображением:
(
(1+xy)^3 z + y^2 (1+xy) (4+3xy) ,
y + 3 x (1+xy)^2 z + 3 x y^2 (4+3xy) ,
2 x - 3 x^2 y - x^3 z
)

Определитель матрицы Якоби этого отображения равен −2. Однако отображение не является инъективным, поскольку его значения совпадают на следующих трёх точках:
(0, 0, -1/4),
(1, -3/2, 13/2),
(-1, 3/2, 13/2).
x.com/davikrehalt/status/2079175065695035442

«GPT:
Take π: P¹ × Sym²(P¹) → Sym³(P¹), (p, {q,r}) ↦ {p,q,r}.
R be its ramification divisor;
H ⊂ Sym³(P¹) ≅ P³ be hyperplane tangent but not osculating to the small diagonal;
X := (P¹ × Sym²(P¹)) \ (R ∪ π⁻¹(H)) ≅ A³;
Y := Sym³(P¹) \ H ≅ A³.
π|X: X → Y is counterexample»