世上最偉大的十個(gè)公式，麥克斯韋方程組排名第一...

2016-09-22 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

英國(guó)科學(xué)期刊《物理世界》曾讓讀者投票評(píng)選了“最偉大的公式”,最終榜上有名的十個(gè)公式既有無(wú)人不知的1+1=2,又有著名的E=mc2;既有簡(jiǎn)單的-圓周公式,又有復(fù)雜的歐拉公式……多少偉大的智慧曾耗盡一生,才最終寫下一個(gè)等號(hào)!從什么時(shí)候起我們開始厭惡數(shù)學(xué)?這些東西原本如此美麗,如此精妙。這個(gè)地球上有多少偉大的智慧曾耗盡一生,才最終寫下一個(gè)等號(hào)。每當(dāng)你解不開方程的時(shí)候,不妨換一個(gè)角度想,暫且放下對(duì)理科的厭惡和對(duì)考試的痛恨。因?yàn)槟阏谝娮C的,是科學(xué)的美麗與人類的尊嚴(yán)。
No.1 麥克斯韋方程組The Maxwell'sEquations

積分形式:

微分形式:

任何一個(gè)能把這幾個(gè)公式看懂的人,一定會(huì)感到背后有涼風(fēng)——如果沒有上帝,怎么解釋如此完美的方程?這組公式融合了電的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律。比較謙虛的評(píng)價(jià)是:“一般地,宇宙間任何的電磁現(xiàn)象,皆可由此方程組解釋。”到后來麥克斯韋僅靠紙筆演算,就從這組公式預(yù)言了電磁波的存在。我們不是總喜歡編一些故事,比如愛因斯坦小時(shí)候因?yàn)槟骋淮碳亩呱狭税l(fā)奮學(xué)習(xí)、報(bào)效祖國(guó)的道路么?事實(shí)上,這個(gè)刺激就是你看到的這個(gè)方程組。也正是因?yàn)檫@個(gè)方程組完美統(tǒng)一了整個(gè)電磁場(chǎng),讓愛因斯坦始終想要以同樣的方式統(tǒng)一引力場(chǎng),并將宏觀與微觀的兩種力放在同一組式子中:即著名的“大一統(tǒng)理論”。愛因斯坦直到去世都沒有走出這個(gè)隧道,而如果一旦走出去,我們將會(huì)在隧道另一頭看到上帝本人。
No.2 歐拉公式Euler's Identity

這個(gè)公式是上帝寫的么?到了最后幾名,創(chuàng)造者個(gè)個(gè)神人。歐拉是歷史上最多產(chǎn)的數(shù)學(xué)家,也是各領(lǐng)域(包含數(shù)學(xué)的所有分支及力學(xué)、光學(xué)、音響學(xué)、水利、天文、化學(xué)、醫(yī)藥等)最多著作的學(xué)者。數(shù)學(xué)史上稱十八世紀(jì)為“歐拉時(shí)代”。歐拉出生于瑞士,31歲喪失了右眼的視力,59歲雙眼失明,但他性格樂觀,有驚人的記憶力及集中力。他一生謙遜,很少用自己的名字給他發(fā)現(xiàn)的東西命名。不過還是命名了一個(gè)最重要的一個(gè)常數(shù)——e。

關(guān)于e,以前有一個(gè)笑話說:在一家精神病院里,有個(gè)病患整天對(duì)著別人說,“我微分你、我微分你?！币膊恢獮槭裁?這些病患都有一點(diǎn)簡(jiǎn)單的微積分概念,總以為有一天自己會(huì)像一般多項(xiàng)式函數(shù)般,被微分到變成零而消失,因此對(duì)他避之不及,然而某天他卻遇上了一個(gè)不為所動(dòng)的人,他很意外,而這個(gè)人淡淡地對(duì)他說,“我是e的x次方?！边@個(gè)公式的巧妙之處在于,它沒有任何多余的內(nèi)容,將數(shù)學(xué)中最基本的e、i、pie放在了同一個(gè)式子中,同時(shí)加入了數(shù)學(xué)也是哲學(xué)中最重要的0和1,再以簡(jiǎn)單的加號(hào)相連。高斯曾經(jīng)說:“一個(gè)人第一次看到這個(gè)公式而不感到它的魅力,他不可能成為數(shù)學(xué)家。”
No.3 牛頓第二定律Newton's Second Law of Motion

有史以來最偉大的沒有之一的科學(xué)家在有史以來最偉大沒有之一的科學(xué)巨作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》當(dāng)中的被認(rèn)為是經(jīng)典物理學(xué)中最偉大的沒有之一的核心定律。動(dòng)力的所有基本方程都可由它通過微積分推導(dǎo)出來。對(duì)于學(xué)過高中物理的人,沒什么好多講了。
No.4 勾股定理/畢達(dá)哥拉斯定理Pythagorean Theorem

做數(shù)學(xué)不可能沒用到過吧,不多講了。

No.5 質(zhì)能方程Mass–energy Equivalence

好像從來沒有一個(gè)科學(xué)界的公式有如此廣泛的意義。在物理學(xué)“奇跡年”1905年,由一個(gè)叫做愛因斯坦的年輕人提出。同年他還發(fā)表了《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》——俗稱狹義相對(duì)論。這個(gè)公式告訴我們,愛因斯坦是牛逼的,能量和質(zhì)量是可以互換的。副產(chǎn)品:原子彈。
No.6 薛定諤方程The Schrödinger Equation

也是一般人完全不明白的。因此我摘錄官方評(píng)價(jià):“薛定諤方程是世界原子物理學(xué)文獻(xiàn)中應(yīng)用最廣泛、影響最大的公式。”由于對(duì)量子力學(xué)的杰出貢獻(xiàn),薛定諤獲得1933年諾貝爾物理獎(jiǎng)。另外薛定諤雖然姓薛,但是奧地利人。
No.7 1+1=2
這個(gè)公式不需要名稱,不需要翻譯,不需要解釋。
No.8 德布羅意方程組The de Broglie Relations

這個(gè)東西也挺牛逼的,高中物理學(xué)到光學(xué)的話很多概念跟它是遠(yuǎn)親。簡(jiǎn)要地說德布羅意這人覺得電子不僅是一個(gè)粒子,也是一種波,它還有 “波長(zhǎng)”。于是搞啊搞就有了這個(gè)物質(zhì)波方程,表達(dá)了波長(zhǎng)、能量等等之間的關(guān)系。同時(shí)他獲得了1929年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
No.9 傅立葉變換The Fourier Transform

這個(gè)挺專業(yè)的,一般人完全不明白。不多作解釋。簡(jiǎn)要地說沒有這個(gè)式子沒有今天的電子計(jì)算機(jī),所以你能在這里上網(wǎng)除了感謝黨感謝政府還要感謝這個(gè)完全看不懂的式子。另外傅立葉雖然姓傅,但是法國(guó)人。
No.10 圓的周長(zhǎng)公式The Length of the Circumference of a Circle

這公式賊牛逼了,初中學(xué)到現(xiàn)在。目前,人類已經(jīng)能得到圓周率的2061億位精度。還是挺無(wú)聊的。現(xiàn)代科技領(lǐng)域使用的-圓周率值,有十幾位已經(jīng)足夠了。如果用35位精度的-圓周率值,來計(jì)算一個(gè)能把太陽(yáng)系包起來的一個(gè)圓的周長(zhǎng),誤差還不到質(zhì)子直徑的百萬(wàn)分之一?，F(xiàn)在的人計(jì)算圓周率,多數(shù)是為了驗(yàn)證計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,還有就是為了興趣。

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