怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)

当数学家得出方程式和公式,如同看到雕像,美丽的风景,听到优美的曲调等等一样而得到充分的快乐。

——柯普宁

公式,是数学世界中一道美丽的风景,一个小小的等式,可以看穿自然的奥秘,也可以道尽宇宙的玄机,这一切的背后,是人类举着好奇心火把的发现之旅。

英国权威科学期刊《物理世界》(Physics World)曾让读者投票评选“历史上最伟大的公式”,最终入选的十大公式,可以说包含了整个人类文明的智慧结晶,堪比神仙打架。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(1)

今天,超模君就来给大家盘一盘这十个公式,如果你喜欢的公式没有上榜,记得在评论区为它打Call:

No.10 德布罗意方程组(The de Broglie Relations)

创立者:路易·维克多·德布罗意

提出时间:1924年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(2)

德布罗意认为,任何物质既有粒子性,又有波动性,或者说,任何物质都可以看成是一种波,包括人本身。德布罗意方程组就是描绘物质波的方程组,它构成了量子力学理论的核心部分。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(3)

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(4)

1927年,在首次通过实验证明了物质的波状行为后,德布罗意于1929年获得了诺贝尔物理学奖。

No.9 最小作用量原理(Principle of least action)

创立者:皮埃尔·莫佩尔蒂(有争议)

提出时间:1744~1746年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(5)

最小作用量原理,是一种变分原理,当应用于机械系统的作用力时,可以用来获得该系统的运动方程。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(6)

这原理的研究引导出经典力学的拉格朗日表述和哈密顿表述的发展。卡尔·雅可比特称最小作用量原理为分析力学之母。

No.8 1 1=2

这个公式还需要解释吗?

No.7 玻尔兹曼公式(Boltzmann transport equation)

创立者:路德维希·玻尔兹曼

提出时间:1872年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(7)

玻尔兹曼公式,又称玻尔兹曼熵公式。熵,指的是封闭体系杂乱程度的一个量。这个量在可逆过程不会变化,在不可逆过程会变大,此公式用来表示系统无序性的大小。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(8)

由于观点新颖,一开始并不被学界所接受,玻尔兹曼在沉重的精神压力下,选择了自杀。

No.6 质能方程(Mass–energy Equivalence)

创立者:阿尔伯特·爱因斯坦

提出时间:1905年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(9)

可能是知名度最高的方程之一?提到爱因斯坦,大多数人都能脱口而出,至于要解释它是干啥的嘛....这么说好了,在它出现之前,人们毫无疑问的认为:质量是质量,能量是能量,两者间没有联系,而质能方程将两者联系了起来。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(10)

原子弹、氢弹因此应运而生,这可能是它排名靠后的原因。

No.5 薛定谔方程(Schrödinger equation)

创立者:埃尔温·薛定谔

提出时间:1926年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(11)

薛定谔方程是量子力学的最基本方程之一。它揭示了微观物理世界的物质运动的基本规律。在量子力学的地位与牛顿在经典力学的地位相当。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(12)

由于对量子力学的突出贡献,薛定谔获得1933年诺贝尔物理学奖。

No.4 勾股定理/毕达哥拉斯定理(Pythagorean Theorem)

创立者:毕达哥拉斯(也有认为我国商代就已经出现勾股定理并加以证明)

提出时间:不可考

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(13)

勾股定理是几何中最为基础的方程式之一,它简洁明了地表达了直角三角形三边的关系,勾三股四弦五至今深入每一个地球人的心灵。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(14)

做数学不可能没用到过吧,不多讲了。

No.3 牛顿第二定律(Newton’s Second Law of Motion)

创立者:艾萨克·牛顿

提出时间:1687年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(15)

牛顿第二定律是经典物理学的核心,它适用于我们日常生活的方方面面,它标志着真正物理学研究的开始。没有牛顿,人类文明会在黑暗的世界中度过更长的时间。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(16)

只要学过高中物理,都认识吧。

No.2 麦克斯韦方程组(The Maxwell’s Equations)

创立者:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦

提出时间:1861~1862年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(17)

将电场和磁场有机地统一成完整的电磁场。并创立了电磁场理论,而没有电磁学理论,就不会有现在的社会文明。

积分形式:

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(18)

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(19)

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(20)

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(21)

微分形式:

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(22)

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(23)

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(24)

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(25)

这组神奇的方程融合了电的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律。有人评价它:“一般地,宇宙间任何的电磁现象,皆可由此方程组解释。”

No.1 欧拉公式(Euler’s Identity)

创立者:莱昂哈德·欧拉

提出时间:1748年

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(26)

数学上有许多公式都是欧拉发现的,因此欧拉公式并不是某单一的公式,欧拉公式广泛分布于数学的各个分支中,比如分式、拓扑学、平面几何等等。

这个公式的巧妙之处在于:它没有任何多余的内容,将数学中最基本的e、i、π放在了同一个式子中,同时加入了数学也是哲学中最重要的0和1,再以简单的加号相连。

怎样理解爱因斯坦质能方程(权威杂志评选出十个最伟大的公式)(27)

欧拉数e,由欧拉首创,表示增长的极限,在我们的生活中无处不在,包括复利的增长,细胞的繁殖...

圆周率π,源自世界上最完美的对称图形,由欧拉第一个命名并普及。

虚数i,同样由欧拉第一个命名,一切事物的值都可以表示为a bi....

由此组成的欧拉公式,研究交流电时少不了它,信号分析依赖它,研究任何圆周运动免不了用到它,还是量子力学的重要数学工具....几乎所有的数学领域,都会使用到它。

后来,这个公式更被誉为“上帝公式”,无数公式中只有它获得了如此高的评价,不得不服!

高斯曾经说:“一个人第一次看到这个公式而不感到它的魅力,这个人绝不会成为一流的数学家!”

以上,就是《物理世界》所评选的十个最伟大的公式。只能说欧拉公式的人气实在太高,不少榜单,欧拉公式都是妥妥的第一!

来源:超级数学建模

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页