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繩結數學與應用

在2023年富比士(Forbes)在北美每年選出的"30 under 30 in Science"之中,有一位數學家入選 ── Maggie Miller,一直以來,數學家獨立地工作,這位數學家研究打繩結的數學。打繩結和高科技有甚麼關係?


當過童軍的知道會打繩結可以野外求生,原來,打結(Knot)對數學家來說是可以系統性地研究的學問,早在1980年代Charles Livingston已經在研究,對打結的數學維度深入地研究,它還對於化學反應有非常重大的影響。自DNA發現以來,它在人體中是立體的,當它像一條長長的繩子 ,它是怎樣作用的,好像一條繩子打了很多結嗎? 數學家早已經將各種各樣打結分類成165種形態,它是屬於拓樸學(Topology)的研究範疇,如果將這些想法引伸到化學和醫療的層面,原子分子和原子分子之間的連結,當然不是童軍的繩結來連繫地簡單,從化學的角度,那些連結可以用化學鍵來描述,所引伸到DNA分子這條像長繩子的分子也是用得著,甚至形容量子電腦中粒子跑的軌道也用得著,因為軌道不是直線,它依循物理法則跑。所以數學家發明了這門數學,在還未知道如何應用時,已經不知不覺地為工程和其它範疇的應用,打下堅實的基礎,和所將要用的表達工具了。



原先Charles Livingston的學術論文引於此,想挑戰可以看看(Charles Livingston's Paper )。




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