Number theory as the ultimate physical theory

At the Planck scale doubt is cast on the usual notion of space-time and one cannot think about elementary particles. Thus, the fundamental entities of which we consider our Universe to be composed cannot be particles, fields or strings. In this paper the numbers are considered as the fundamental entities. We discuss the construction of the corresponding physical theory. A hypothesis on the quantum fluctuations of the number field is advanced for discussion. If these fluctuations actually take place then instead of the usual quantum mechanics over the complex number field a new quantum mechanics over an arbitrary field must be developed. Moreover, it is tempting to speculate that a principle of invariance of the fundamental physical laws under a change of the number field does hold. The fluctuations of the number field could appear on the Planck length, in particular in the gravitational collapse or near the cosmological singularity. These fluctuations can lead to the appearance of domains with non-Archimedean p-adic or finite geometry. We present a short review of the p-adic mathematics necessary, in this context.     

A model for the homotopy theory of homotopy theory

We describe a category, the objects of which may be viewed as models for homotopy theories. We show that for such models, ``functors between two homotopy theories form a homotopy theory', or more precisely that the category of such models has a well-behaved internal hom-object.

     

Applications of the theory of semi-embeddings to Banach space theory

Let X and Y be Banach spaces and T:X → Y an injective bounded linear operator. T is called a semi-embedding if T maps the closed unit ball of X to a closed subset of Y. (This concept was introduced by Lotz, Peck, and Porta, Proc. Edinburgh Math. Soc.22 (1979), 233–240.) It is proved that if X semi-embeds in Y, and X is separable, then X has the Radon-Nikodym property provided Y does. It is shown that if L¹ semi-embeds in Y, then Y fails the Schur property and contains a subspace isomorphic to l¹. As a consequence of the proof, it is shown that if X is a subspace of L¹, either L¹ embeds in X or l¹ embeds in $\text{L}{}^1\text{X}$. The simpler result that L¹ does not semi-embed in c₀ is treated separately. This result is used to deduce the classic result of Menchoff that there exists a singular probability measure on the circle with Fourier coefficients vanishing at infinity. Some generalizations of the notion of semi-embedding are given, and several complements and open questions are discussed.     

Applications of the theory of modular forms to number theory

The survey is devoted to arithmetic questions in the theory of modular forms and, in particular, to arithmetic applications of modular functions; mainly only elementary and analytic aspects of this topic, as a rule, for the case of a single variable are presented.Translated from Itogi Nauki i Tekhniki, Algebra, Topologiya, Geometriya, Vol. 15, pp. 5–91, 1977.     

Unbounded probability theory compatible with the probability theory of numbers

We study the case in which the values of random variables increase without bound.     

The application of the methods of the theory of logical derivation to graph theory

We give an inductive definition of the property a graph which cannot be colored with n colors.Translated from Matematicheskie Zametki, Vol. 12, No. 6, pp. 781–790, December, 1972.     

Lifting-line theory of swept wings based on the full potential theory

The asymptotic theory of high-aspect-ratio transonic swept wings of Refs. [2–5] is extended to irrotational compressible flows based on equations of the full-potential theory. The formulation allows for imbedded supercritical flows with shocks; the results are applicable to oblique wings, swept-back as well as swept-forward wings, but restricted to planforms with centerlines composed of straight segments. The free-stream velocity is assumed to remain below the sonic speed. For a wing geometry generated from a single airfoil shape, the reduced system of 2-D equations admits solutions with similarity structures, permitting the problem to be solved only once for all span stations. The application of the theory is expected to lead to a substantial improvement over the earlier analysis of transonic swept wings based on the small-disturbance theory, concerning the accurate determination of inviscid drag and lift. The study provides also a basis for examining the influence of the trailing vortex sheet geometry, which are incompletely accounted for in current 3-D computer programs.

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Zusammenfassung Die asymptotische Theorie von transonischen gepfeilten Flügeln mit hohem Seitenverhältnis (Ref. [2]–[5]) wird erweitert auf wirbelfreie kompressible Strömungen mit Verwendung der Gleichungen der vollständigen Potentialtheorie. Die Formulierung gestattet die Behandlung von eingeschlossenen superkritischen Gebieten mit Stößen; die Resultate sind für schiefe, rückwärts- und vorwärtsgepfeilte Flügel verwendbar, sind aber auf Flügelgrundrisse mit streckenweise geraden Mittellinien beschränkt. Die Anströmgeschwindigkeit liegt immer unterhalb der Schallgeschwindigkeit. Für Flügelgeometrien die durch ein einziges Profil erzeugt werden, gestattet ein reduziertes System in zwei Dimensionen Lösungen mit einer Ähnlichkeits-Struktur, die eine Lösung für alle Stationen entlang der Spannweite liefert. Betreffend der genauen Bestimmung von Widerstand und Auftrieb wird von der Theorie eine wesentliche Verbesserung gegenüber der Analyse von Pfeilflügeln erwartet, die auf der Theorie von kleinen Störungen basiert. Die Arbeit gibt auch die Grundlage für eine Untersuchung des Einflusses von abgehenden Wirbeln, die in bisherigen dreidimensionalen Computer-Programmen nur unvollständig berücksichtigt worden sind.

     

On the theory of fronts on the 2-sphere and the theory of space curves

We apply the singularity theory of caustics and wave fronts on the 2-sphere and the theory of Legendrian curves of the (contact) manifold ST ^{* 2} P ³ (consisting of tangent contact elements of the sphere ²) to obtain new results in the theory of curves in the Euclidean 3-space. In this way, the singularity theory of caustics and wave fronts provides a new insight to the differential geometry of curves in the Euclidean 3-space.Translated from Sovremennaya Matematika i Ee Prilozheniya (Contemporary Mathematics and Its Applications), Vol. 7, Suzdal Conference-1, 2003.This revised version was published online in April 2005 with a corrected cover date.     

Number theory, dimension theory, and the crisis of overproduction

We consider the relationship between probability theory and the economics of assets. We show that the notion of Bose condensate can be applied in economics.     

On the theory of the gyropendulum

Precession equations of motion of the gyropendulum relative to the accompanying Darboux trihedron /1/ and, also, precession equations of the gyropendulum motion relative to the geographic trihedron, considered in /2, 3/, are given a kinematic interpretation. Linear differential equations that define the gyropendulum behavior at finite deflection angles of the rotor axis from the vertical are established for arbitrary motions of its suspension point over the surface of the Earth. These equations have the form of kinematic equations of a solid body spherical motion in terms of Rodrigues-Hamilton parameters, and in the case of stationary base they are in agreement with equations established in /4/. The Liapunov stability ot the gyropendulum equations in both the finite Euler—Krylov angles and in the Rodrigues — Hamilton parameters is proved. Particular cases of integrability in quadratures of the gyropendulum precession equations at finite angles are indicated.     

On the theory of grossone

A trivial formalization is given for the informal reasonings of a series of papers by Ya. D. Sergeyev on a positional numeral system with an infinitely large base, grossone; the system which is groundlessly opposed by its originator to the classical nonstandard analysis.     

On the theory of Schur-Rings

Zusammenfassung Diese Arbeit versucht, die von Issai Schur[1] entdcckte und von Wielandt ([14], [15], [16], [17]) betr?chtlich neiterentwickelte Methode zur Untersuchung von endlichen Permutationsgruppen zu einer Theorie der Schur-Ringe zu entfalten. Der Grundgedanke ist sehr einfach: Die Schur-Ringe werden nicht als eine spezielle Klasse von Ringen aufgefaβt, sondern als eine eigene mathematische Struktur. Nach unserer heutigen Ansicht f?llt der Begriff der mathematischen Struktur weitgehend mit dem Begriff der Kategorie zusammen. Daher wird für die Schur-Ringe (genauer: für die Schur-Algebren) ein eigener Homomorphiebegriff (Definition1.5) eingeführt, der eine Kategorie liefert (Theorem1.6). Ein weiterer Leitgedanke ist mit dem kategoriellen Grundgedanken sehr eng verknüpft. Die Theorie der Schur-Ringe wird als eine Verallgemeinerung der Theorie der endlichen Gruppen aufgefaβt und in diesem Sinne entwickelt. Dabei ist die Theorie der endlichen Gruppen vermittelst der Gruppenringe der endlichen Gruppen (die eine spezielle Teilkategorie der Kategorie aller Schur-Ringe sind) in die Theorie der Schur-Ringe eingefügt. Hierfür ist es wichtig, daβ die Morphismen der Gruppenringe in der Kategorie der Schur-Ringe genau die von den Gruppenhomomorphismen induzierten Gruppenringhomomorphismen sind. Die Einbettung der Theorie der endlichen Gruppen in die Theorie der Schur-Ringe vollzieht sich entlang dreier Entwicklungslinien. Die erste ist eine verallgemeinerte Charakterentheorie ([2], [3], [5], [6], [7] und[8]), die die Theorie der (gen?hnlichen) Charaktere von endlichen Gruppen als Spezialfall enth?lt. Die zweite ist die Verknüpfung der Struktur jedes Schur-Ringes T auf einer endlichen Gruppe G mit gewissen Klassen von Untergruppen von G. Es werden die Begriffe der T-Untergruppe (Abschnitt 3), des T-Normalteilers (Abschnitt 4), und der T-subnormalen Untergruppe (Abschnitt 8) eingeführt. Die T-Untergruppen bilden einen Teilverband des Verbandes aller Untergruppen von G (Theorem3.4). Die T-Normalteiler sind genau die Kerne (Definition6.1) der Homomorphismen der Schur-Algebren QT (Theoreme6.2 und6.3). Der dritte und wohl zugleich der wichtigste Aspekt ist die Gültigkeit des Homomorphiesatzes (Theorem6.2) und der Isomorphies?tze (Theoreme7.1 und7.2) für Schur-Algebren. Auf diese S?tze gründet sich der Vier-Untergruppen-Satz (Zassenhaus’ Lemma; Theorem9.1), der den Verfeinerungssatz für T-Subnormalketten (Theorem9.2) und den Jordan-H?lder Satz für T-Kompositionsketten (Theorem10.3) nach sich zieht. Als die Theorie der Schur-Ringe ungef?hr den soeben geschilderten Stand erreicht hatte, tauchte die Idee auf, diese Theorie auf beliebige Gruppen zu verallgemeinern ([9], [10], [11], [12], [13]). Das führte zum Begriff der Schur-Halbgruppe (Definition1.9). Der zugeh?rige Homomorphiebegriff (Definition1.11) liefert die Kategorie aller Schur-Halbgruppen (Theorem1.12), die die Kategorie aller Gruppen als echte Teilkategorie enth?lt. Jedem Schur-Ring T über einer endlichen Gruppe G wird eine Schur-HalbgruppeT über G zugeordnet (Theorem1.15). Jedem Homomorphismus ϕ einer Schur-Algebra ΘT über G wird ein Homomorphismus φ vonT zugeordnet (Theorem1.16). Das Paar der Zuordnungen ΘT →T, ϕ → Φ ist ein Funktor auf der Kategorie aller Schur-Algebren in die Kategorie aller Schur-Halbgruppen über endlichen Gruppen (Theorem1.17).