不可逆变换英文解释翻译、不可逆变换的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 irreversible transformation
分词翻译:
不的英语翻译:
nay; no; non-; nope; not; without
【医】 a-; non-; un-
可逆变换的英语翻译:
【计】 reversible transformation
专业解析
在汉英词典视角下,“不可逆变换”(Irreversible Transformation)指无法通过逆向操作完全恢复原始状态的过程或映射。这一概念在数学、物理学及工程学中具有核心地位,其核心特征为信息损失或熵增导致的单向性。以下从学科维度解析其内涵:
一、数学定义与特性
在泛函分析中,不可逆变换指非单射或非满射的线性算子。例如,降维映射(如三维到二维投影)因丢失深度信息而不可逆。矩阵理论中,行列式为零的方阵(奇异矩阵)对应的线性变换不可逆,因其压缩了向量空间维度。数学表达式为:
$$
det(A) = 0 implies
exists A^{-1}
$$
此特性在信号处理中体现为信息熵的不可恢复性(如JPEG压缩后的图像细节丢失)。
二、物理学中的热力学诠释
热力学第二定律指出:孤立系统的熵变恒增($Delta S geq 0$)。宏观过程的不可逆性源于微观粒子运动的统计规律,例如:
- 热量自发从高温物体传向低温物体(克劳修斯表述)
- 机械能转化为内能时伴随熵产生(如摩擦生热)
此过程满足玻尔兹曼熵公式:
$$
S = k_B ln Omega
$$
其中$Omega$为微观状态数,系统自发趋向高概率状态。
三、工程应用实例
- 密码学:哈希函数(如SHA-256)设计为计算不可逆,确保明文无法从哈希值反推,保障数据安全。
- 材料科学:金属塑性变形后位错增殖导致微观结构不可恢复,需重熔才能重置晶格。
- 化学反应:燃烧过程(如$CH_4 + 2O_2 rightarrow CO_2 + 2H_2O$)因吉布斯自由能降低而不可逆。
权威参考文献
- Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists (Academic Press) 定义线性算子可逆条件
- Kittel, C. Thermal Physics (W.H. Freeman) 阐释熵增原理
- Shannon, C.E. A Mathematical Theory of Communication (Bell System Tech. Journal) 论述信息熵不可逆性
该术语的本质在于揭示自然界与人工系统中时间箭头的方向性,其理论基石已获实验反复验证(如贾尔辛斯基等式对涨落定理的支撑)。
网络扩展解释
不可逆变换是指一种无法通过逆向操作完全恢复原始状态或数据的转换过程。其核心特征是变换过程中存在信息丢失或数学上的不可逆性,主要应用于数学、计算机科学和信息处理领域。以下是详细解释:
1.数学定义
在数学中,若函数 ( f(x) ) 不存在逆函数 ( f^{-1}(x) ) 使得 ( f^{-1}(f(x)) = x ),则该变换称为不可逆变换。
典型例子:
- 平方运算:( f(x) = x ) 在实数域不可逆,因为无法从结果确定原始值的正负(如 ( f(2)=4 ) 和 ( f(-2)=4 ) 结果相同)。
- 取模运算:( f(x) = x mod 5 ) 无法还原原始数值(如 ( 7 mod 5 = 2 ),但原始数可能是7、12、17等)。
2.计算机科学中的应用
- 哈希函数:如SHA-256,将任意长度数据映射为固定长度的哈希值。其不可逆性保障了密码存储的安全性。
- 数据压缩:有损压缩(如JPEG图像)通过丢弃部分信息实现压缩,无法完全恢复原始数据。
3.信息丢失的本质
不可逆变换通常伴随信息熵的减少。例如:
- 将RGB图像转为灰度图时,丢失颜色信息;
- 语音降噪处理可能消除部分原始声波细节。
4.与可逆变换的对比
特性 |
不可逆变换 |
可逆变换 |
信息保留 |
部分丢失 |
完全保留 |
数学性质 |
无逆函数 |
存在逆函数 |
典型应用 |
哈希、有损压缩 |
加密解密、无损压缩 |
5.现实意义
- 安全性:密码学依赖不可逆哈希函数保护敏感信息。
- 效率:有损压缩通过牺牲可逆性换取存储/传输效率提升。
- 唯一性:不可逆性可确保某些操作的确定性(如哈希表的键值映射)。
总结来说,不可逆变换通过牺牲可恢复性,在信息安全、数据优化等领域实现了独特价值。其核心在于平衡功能需求与信息保留的取舍。
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