1️、基本信息
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单词:singularity
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词性:名词(可数/不可数)
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发音:
- 🇺🇸 /ˌsɪŋ.ɡjəˈler.ə.t̬i/
- 🇬🇧 /ˌsɪŋ.ɡjʊˈlæ.rə.ti/
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词源 :
来自拉丁语 singularis ("唯一的、独特的、单一的")
→ 引申为 特殊点、奇点、异常现象
→ 后在数学、物理、机器人学等领域被专业化为"奇异性、奇点"。
核心词根:
- singul- = "单个、独一"
- → 引申为:普通规律不再适用 → 奇点、异常点
2️、核心含义
singularity 有三个常见含义,具体语境依赖领域。
A. 奇点;奇异点(数学 / 物理)
表示一个函数、空间或方程在该点失去正常性质,如不可导、无定义、值趋向无穷。
例句:
- The function has a singularity at x = 0.
该函数在 x = 0 有一个奇点。
常见出现:
- 数学中函数的奇点
- 微分方程解的奇点
- 机器人工具坐标系统退化(奇异位形)
B. (物理)奇点;密度为无穷的点(如黑洞)
在广义相对论中,指时空弯曲趋于无限的区域。
例句:
- A black hole contains a gravitational singularity at its center.
黑洞中心存在一个引力奇点。
用于:
- black hole singularity(黑洞奇点)
- spacetime singularity(时空奇点)
C. (一般意义)独特性、特殊性、非凡性(较文雅)
更接近其原始词源"unique"。
例句:
- Her voice has a certain singularity that makes it unforgettable.
她的声音有一种独特性,使之难以忘记。
3️、常见搭配
| 搭配 | 含义 |
|---|---|
| mathematical singularity | 数学奇点 |
| singularity of a function | 函数的奇点 |
| rank deficiency / singularity | 线性代数中的矩阵奇异 |
| robot singularity | 机器人奇异位形(雅可比矩阵退化) |
| spacetime singularity | 时空奇点 |
| gravitational singularity | 引力奇点 |
| AI singularity / technological singularity | 技术奇点(人工智能能力爆发) |
工程/SLAM常见:
- Jacobian singularity(雅可比矩阵奇异)
- Hessian singularity(海森矩阵奇异)
- matrix singularity(矩阵不可逆)
- pose graph singularity(位姿图奇异性)
4️、衍生词
| 单词 | 词性 | 含义 |
|---|---|---|
| singular | 形容词 | 单数的;奇异的;异常的 |
| singularly | 副词 | 特别地;异常地 |
| singularize(少用) | 动词 | 使变得特殊 |
5️、同义词与区别
| 单词 | 区别说明 |
|---|---|
| anomaly | 异常点,但不一定是数学奇点 |
| degeneracy | 退化(数学/机器人学中常见) |
| instability | 不稳定,非专指奇点 |
| uniqueness | 独特性,与技术含义无关 |
| breakdown | 系统失效、算法崩溃 |
singularity → 更强调数学性质失效(如不可逆、无穷、退化)
6️、语法用法
| 用法 | 示例句 | 说明 |
|---|---|---|
| a singularity in ... | There is a singularity in the solution. | 表示某个区域存在奇点 |
| reach a singularity | The robot arm reached a singularity. | 表示机械臂进入奇异位形 |
| matrix becomes singular | The Hessian became singular at iteration 10. | 表示不可逆 |
注意:
singularity 通常用于不可逆、退化、失效相关语境。
7️、技术、工程、SLAM 场景例句
A. SLAM / 后端优化
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The Hessian matrix becomes singular when the landmarks are collinear.
当特征点共线时 Hessian 会变成奇异矩阵。
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A gauge freedom introduces a singularity in the pose graph.
规范自由度会给位姿图带来奇异性。
B. 机器人学(机械臂)
- The robot enters a singularity when the Jacobian loses rank.
当雅可比矩阵降秩时,机器人进入奇异位置。
C. 控制与线性代数
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A singular matrix cannot be inverted.
奇异矩阵无法求逆。
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Singularity occurs when constraints are redundant.
当约束冗余时会产生奇异性。
D. 物理
- A gravitational singularity forms when matter collapses infinitely.
当物质无限坍缩时会形成引力奇点。
E. 人工智能
- Some futurists predict a technological singularity within decades.
一些未来学家预测几十年内会出现技术奇点。
8️、总结
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singularity(名词) 有三大主要含义:
- 数学/工程:奇点、奇异性、矩阵不可逆点(最常用)
- 物理学:黑洞奇点、时空奇点
- 一般意义:独特性、特殊性(文学化)
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工程与 SLAM 中重点记忆:
- 雅可比奇异
- Hessian 奇异(不可逆)
- 估计问题在某点退化
- 位姿图存在自由度导致"rank deficiency"
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词根 "singul-(单一、独特)" → 引申到 常规数学规律失效的位置。