Седенион

Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Седенионы
Символ
Тип неассоциативная алгебра
Единицы е 0 , ..., е 15
Мультипликативная идентичность е 0
Основные свойства степенная ассоциативность
распределительность
Общие системы
Менее распространенные системы

В абстрактной алгебре седенионы . образуют 16- мерную некоммутативную и неассоциативную алгебру над действительными числами , обычно обозначаемую заглавной буквой S, жирным шрифтом S или жирным шрифтом на доске . Они получены путем применения Диксона к октонионам , и поэтому октонионы изоморфны подалгебре конструкции Кэли - седенионов. В отличие от октонионов, седенионы не являются альтернативной алгеброй . Применение конструкции Кэли-Диксона к седенионам дает 32-мерную алгебру, иногда называемую 32-ионами или тригинтадуонионами . [1] Можно продолжать применять конструкцию Кэли–Диксона сколь угодно много раз.

Термин седенион также используется для других 16-мерных алгебраических структур, таких как тензорное произведение двух копий бикватернионов или алгебра матриц 4 × 4 над действительными числами, или алгебра, изученная Смитом (1995) .

Арифметика [ править ]

Визуализация 4D-расширения кубического октониона . [2] показывая 35 триад как гиперплоскости, проходящие через реальную реальность. вершина приведенного примера седениона.

Подобно октонионам , умножение седенионов не является ни коммутативным , ни ассоциативным . Но в отличие от октонионов седенионы не обладают даже свойством альтернативности . Однако они обладают свойством степенной ассоциативности , которое можно сформулировать следующим образом: для любого элемента x из , сила хорошо определен. Они также гибки .

Каждый седенион представляет собой линейную комбинацию единичных седенионов. , , , , ..., , которые составляют основу векторного пространства седенионов. Любой седенион можно представить в виде

Сложение и вычитание определяются сложением и вычитанием соответствующих коэффициентов, а умножение является распределительным по отношению к сложению.

Как и другие алгебры, основанные на конструкции Кэли-Диксона , седенионы содержат алгебру, из которой они были построены. Итак, они содержат октонионы (генерируемые к в таблице ниже), а следовательно, и кватернионы (генерируемые к ), комплексные числа (генерируемые и ) и действительные числа (сгенерированные ).

Седенионы имеют мультипликативный тождественный элемент. и мультипликативные обратные, но они не являются алгеброй с делением, поскольку имеют делители нуля . Это означает, что два ненулевых седениона можно умножить, чтобы получить ноль: пример: . Все гиперкомплексные системы счисления после седенионов, основанные на конструкции Кэли – Диксона, также содержат делители нуля.

Таблица умножения седениона представлена ​​ниже:

Свойства Седениона [ править ]

Из приведенной выше таблицы мы видим, что:

и

Антиассоциативный [ править ]

Седенионы не являются полностью антиассоциативными. Выберите любые четыре генератора, и . Следующий 5-цикл показывает, что все эти пять отношений не могут быть антиассоциативными.

В частности, в таблице выше, используя и последнее выражение ассоциируется.

Кватернионные подалгебры [ править ]

35 триад, составляющих эту конкретную таблицу умножения седениона, с 7 триадами октонионов, использованными при создании седениона посредством конструкции Кэли-Диксона, показаны жирным шрифтом:

Двоичные представления индексов этих троек поразрядно исключают ИЛИ до 0.

{ {1, 2, 3} , {1, 4, 5} , {1, 7, 6} , {1, 8, 9}, {1, 11, 10}, {1, 13, 12}, {1, 14, 15},
{2, 4, 6} , {2, 5, 7} , {2, 8, 10}, {2, 9, 11}, {2, 14, 12}, {2, 15, 13}, {3, 4, 7} ,
{3, 6, 5} , {3, 8, 11}, {3, 10, 9}, {3, 13, 14}, {3, 15, 12}, {4, 8, 12}, {4, 9, 13},
{4, 10, 14}, {4, 11, 15}, {5, 8, 13}, {5, 10, 15}, {5, 12, 9}, {5, 14, 11}, {6, 8, 14},
{6, 11, 13}, {6, 12, 10}, {6, 15, 9}, {7, 8, 15}, {7, 9, 14}, {7, 12, 11}, {7, 13, 10} }

Делители нуля [ править ]

Список из 84 наборов делителей нуля. , где :

Приложения [ править ]

Морено (1998) показал, что пространство пар седенионов нормы один, умножающихся до нуля, гомеоморфно компактной форме исключительной группы Ли G 2 . (Обратите внимание, что в его статье «делитель нуля» означает пару элементов, которые умножаются на ноль.)

Гийяр и Греснигт (2019) продемонстрировали, что три поколения лептонов и кварков , связанные с ненарушенной калибровочной симметрией можно представить с помощью алгебры комплексифицированных седенионов . Их рассуждения заключаются в том, что примитивный идемпотентный проектор - где выбирается как мнимая единица , подобная для в плоскости Фано - который действует на стандартном базисе седенионов, однозначно делит алгебру на три набора расщепляемых базисных элементов для , чьи сопряженные левые действия на себе порождают три копии алгебры Клиффорда которые, в свою очередь, содержат минимальные левые идеалы , описывающие одно поколение фермионов с непрерывными Калибровочная симметрия. В частности, они отмечают, что тензорные произведения между нормированными алгебрами с делением порождают делители нуля, подобные тем, что находятся внутри , где для отсутствие альтернативности и ассоциативности не влияет на построение минимальных левых идеалов, поскольку их лежащая в основе расщепленная основа требует умножения только двух базисных элементов, в которых ассоциативность или альтернативность не участвуют. Тем не менее, эти идеалы, построенные из присоединенной алгебры левых действий алгебры на себе, остаются ассоциативными, альтернативными и изоморфными алгебре Клиффорда. В общей сложности это позволяет создать три копии существовать внутри . Более того, эти три комплексифицированные подалгебры октонионов не являются независимыми; у них есть общее подалгебра, которая, как отмечают авторы, может составить теоретическую основу для матриц CKM и PMNS , которые соответственно описывают смешивание кварков и нейтринные осцилляции .

Нейронные сети Sedenion обеспечивают [ нужны дальнейшие объяснения ] средство эффективного и компактного выражения в приложениях машинного обучения, которое используется при решении множества задач прогнозирования временных рядов и трафика. [3] [4]

За пределами седенионов [ править ]

Применение конструкции Кэли-Диксона к седенионам дает 32-мерные пути с единицами от e 0 до e 31 .

Применение конструкции Кэли-Диксона к путям дает 64-мерные шиноны с единицами измерения от e 0 до e 63 .

Применение конструкции Кэли-Диксона к шинонам дает 128-мерные рутоны с единицами измерения от e0 до e127 .

Применение конструкции Кэли-Диксона к рутонам дает 256-мерные вудоны с единицами измерения от e0 до e255 .

Наглядное пособие от действительных чисел до вудонов можно найти здесь: https://i.sstatic.net/i9NY8.png .

Алгебры Кэли-Диксона, выходящие даже за рамки вудонов, хотя их и возможно построить, изучаются настолько редко, что математики не дали им никаких специальных названий (кроме просто количества измерений или базовых единиц), как описано выше.

См. также [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Рауль Э. Кавагас и др. (2009). «БАЗОВАЯ ПОДАЛГЕБРА СТРУКТУРА АЛГЕБРЫ КЭЛИ-ДИКСОНА РАЗМЕРНОСТИ 32 (ТРИГИНТАДУОНИИ) »
  2. ^ ( Баез 2002 , стр. 6)
  3. ^ Сауд, Лайес Саад; Аль-Марзуки, Хасан (2020). «Метакогнитивная нейронная сеть, оценивающая седенион, и ее алгоритм обучения» . Доступ IEEE . 8 : 144823–144838. дои : 10.1109/ACCESS.2020.3014690 . ISSN   2169-3536 .
  4. ^ Копп, Майкл; Крейл, Дэвид; Нойн, Мориц; Джониц, Дэвид; Мартин, Генри; Эррузо, Педро; Грука, Александра; Сулеймани, Али; Ву, Фанью; Лю, Ян; Сюй, Цзинвэй (07 августа 2021 г.). «Traffic4cast на NeurIPS 2020 – еще больше о необоснованной эффективности геопространственных процессов с привязкой к сетке» . Конкурсно-демонстрационная трасса NeurIPS 2020 . ПМЛР: 325–343.

Ссылки [ править ]