驚歎自然律之美---ZT《物理世界》讀者投票世上最偉大的十個公式。

來源: 白瑞德 2015-02-06 10:02:22 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (13404 bytes)
 

世上最偉大的十個公式,薛定諤方程排名第六,質能方程排名第五。

---我看到這些公式,麵對自然界背後如此簡潔,如此完美的規律,真的不敢相信這一切都隻是巧合。您呢?

2011-09-08 08:49:56 192944次閱讀 984次推薦 稿源: 0條評論

 
英國科學期刊《物理世界》曾讓讀者投票評選了“最偉大的公式”,最終榜上有名的十個公式既有無人不知的1+1=2,又有著名的E=mc2;既有簡單的-圓周公式,又有複雜的歐拉公式……

 
這些東西原本如此美麗,如此精妙。這個地球上有多少偉大的智慧曾耗盡一生,才最終寫下一個等號。因為你正在見證的,是科學的美麗與人類的尊嚴。

No.10 圓的周長公式(The Length of the Circumference of a Circle)

 

 

這公式賊牛逼了,初中學到現在。目前,人類已經能得到圓周率的2061億位精度。還是挺無聊的。現代科技領域使用的-圓周率值,有十幾位已經足夠了。如果用 35位精度的-圓周率值,來計算一個能把太陽係包起來的一個圓的周長,誤差還不到質子直徑的百萬分之一。現在的人計算圓周率,多數是為了驗證計算機的計算能力,還有就是為了興趣。

 

No.9 傅立葉變換(The Fourier Transform)

 

 

這個挺專業的,一般人完全不明白。不多作解釋。簡要地說沒有這個式子沒有今天的電子計算機,所以你能在這裏上網除了感謝黨感謝政府還要感謝這個完全看不懂的式子。另外傅立葉雖然姓傅,但是法國人。

 

No.8 德布羅意方程組(The de Broglie Relations)

 

 

這個東西也挺牛逼的,高中物理學到光學的話很多概念跟它是遠親。簡要地說德布羅意這人覺得電子不僅是一個粒子,也是一種波,它還有 “波長”。於是搞啊搞就有了這個物質波方程,表達了波長、能量等等之間的關係。同時他獲得了1929年諾貝爾物理學獎。

 

No.7 1+1=2

這個公式不需要名稱,不需要翻譯,不需要解釋。

 

No.6 薛定諤方程(The Schrödinger Equation)


 

也是一般人完全不明白的。因此我摘錄官方評價:“薛定諤方程是世界原子物理學文獻中應用最廣泛、影響最大的公式。”由於對量子力學的傑出貢獻,薛定諤獲得1933年諾貝爾物理獎。

另外薛定諤雖然姓薛,但是奧地利人。

 

No.5 質能方程(Mass–energy Equivalence)

 

 

好像從來沒有一個科學界的公式有如此廣泛的意義。在物理學“奇跡年”1905年,由一個叫做愛因斯坦的年輕人提出。同年他還發表了《論動體的電動力學》——俗稱狹義相對論。

這個公式告訴我們,愛因斯坦是牛逼的,能量和質量是可以互換的。副產品:原子彈。

 

No.4 勾股定理/畢達哥拉斯定理(Pythagorean Theorem)

 

 

做數學不可能沒用到過吧,不多講了。

 

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家在有史以來最偉大沒有之一的科學巨作《自然哲學的數學原理》當中的被認為是經典物理學中最偉大的沒有之一的核心定律。動力的所有基本方程都可由它通過微積分推導出來。對於學過高中物理的人,沒什麽好多講了。

 

No.2 歐拉公式(Euler's Identity)

 

 

這個公式是上帝寫的麽?到了最後幾名,創造者個個神人。歐拉是曆史上最多產的數學家,也是各領域(包含數學的所有分支及力學、光學、音響學、水利、天文、化學、醫藥等)最多著作的學者。數學史上稱十八世紀為“歐拉時代”。歐拉出生於瑞士,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現的東西命名。不過還是命名了一個最重要的一個常數——e。

關於e,以前有一個笑話說:在一家精神病院裏,有個病患整天對著別人說,“我微分你、我微分你。”也不知為什麽,這些病患都有一點簡單的微積分概念,總以為有一天自己會像一般多項式函數般,被微分到變成零而消失,因此對他避之不及,然而某天他卻遇上了一個不為所動的人,他很意外,而這個人淡淡地對他說,“我是e的x次方。”

這個公式的巧妙之處在於,它沒有任何多餘的內容,將數學中最基本的e、i、pie放在了同一個式子中,同時加入了數學也是哲學中最重要的0和1,再以簡單的加號相連。

高斯曾經說:“一個人第一次看到這個公式而不感到它的魅力,他不可能成為數學家。”

 

No.1 麥克斯韋方程組(The Maxwell's Equations)

積分形式:

 

微分形式:

 

任何一個能把這幾個公式看懂的人,一定會感到背後有涼風——如果沒有上帝,怎麽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。比較謙虛的評價是:“一般地,宇宙間任何的電磁現象,皆可由此方程組解釋。”到後來麥克斯韋僅靠紙筆演算,就從這組公式預言了電磁波的存在。我們不是總喜歡編一些故事,比如愛因斯坦小時候因為某一刺激從而走上了發奮學習、報效祖國的道路麽?事實上,這個刺激就是你看到的這個方程組。也正是因為這個方程組完美統一了整個電磁場,讓愛因斯坦始終想要以同樣的方式統一引力場,並將宏觀與微觀的兩種力放在同一組式子中:即著名的“大一統理論”。愛因斯坦直到去世都沒有走出這個隧道,而如果一旦走出去,我們將會在隧道另一頭看到上帝本人。


 

所有跟帖: 

還是溝股定理最親切。。。嗯。。。 -慕容西瓜- 給 慕容西瓜 發送悄悄話 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 10:59:27

:)嗬嗬,不看不知道,世界真奇妙~ -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:05:28

就是名字不太好,讓人想到不該想的部位 -大財主- 給 大財主 發送悄悄話 大財主 的博客首頁 (33 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:05:50

名字很好 -就愛喝酒的家夥- 給 就愛喝酒的家夥 發送悄悄話 就愛喝酒的家夥 的博客首頁 (48 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:39:40

No.7 1+1=2 -大財主- 給 大財主 發送悄悄話 大財主 的博客首頁 (36 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:04:48

這個還真不是胡扯,是科學第一公理,你不承認就啥也別玩了。 -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:11:10

對呀,這一條是公理, -大財主- 給 大財主 發送悄悄話 大財主 的博客首頁 (106 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:20:38

讚一個. 財主談論科學還是很嚴謹的. -八落- 給 八落 發送悄悄話 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:39:40

這個list估計是搞物理的人弄出來的 -大財主- 給 大財主 發送悄悄話 大財主 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:12:25

是的。物理理論的公式都很簡潔。你搜搜《量子之謎-物理學遇到意識》這本書,翻翻看,就覺得意識和物質絕對不是相互獨立的。 -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:21:07

太小看上帝了。上帝日理萬機,哪有空搞這些沒用的東西。 -苗盼盼- 給 苗盼盼 發送悄悄話 苗盼盼 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:20:27

苗哥啊,這些東西都是現代科技的理論基礎。光,電,磁,原子能,都依賴這幾個公式。 -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:24:22

對於你我來說當然重要,對於上帝來說就不重要了。上帝每天多少事情啊,光奔赴各地處理各種祈禱,時間都不夠用。 -苗盼盼- 給 苗盼盼 發送悄悄話 苗盼盼 的博客首頁 (123 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:33:27

:)理解你苗哥,很多人都不敢想象一個超越了無窮大的無限,超越了時間的永恒是什麽概念。。 -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:42:20

上帝的能力我怎麽會懷疑呢,我是覺得他未必有這個閑心思。 -苗盼盼- 給 苗盼盼 發送悄悄話 苗盼盼 的博客首頁 (237 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:49:31

我的理解,人的自由意誌這個說法賦予人足夠的決心和能力去做任何事。因為有自由意誌,人的愛才會真實。即便人再犯類似巴別塔那樣的錯誤, -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (60 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:07:31

所以嘛,這些定理公式都是人的自由意誌的結果啊。上帝最多隻是放任自由,才懶得替人類思考呢。 -苗盼盼- 給 苗盼盼 發送悄悄話 苗盼盼 的博客首頁 (6 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:40:12

:)不想了。粥饃魚塊~ -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:50:20

是很奇妙,生物界也很奇妙的。 -沙丁- 給 沙丁 發送悄悄話 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:31:43

生物學我不太懂但是也有興趣看看,你如果有類似的例子可以貼上來。遺傳基因就是那麽四個堿基對排列的螺旋組合,已經讓我很驚歎了。 -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (39 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:45:59

看來,人類的先知看來都是瘋子。 -就愛喝酒的家夥- 給 就愛喝酒的家夥 發送悄悄話 就愛喝酒的家夥 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:46:02

哈哈。。。也有可能很多瘋子就是太專注了而忽視正常社會規範。 -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:09:21

我覺得萬有引力公式比裏麵很多公式更基本更重要 -大財主- 給 大財主 發送悄悄話 大財主 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:12:09

同意,是很不可思議的公式。 -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:25:16

世界上沒有最偉大,隻有更偉大。這條公理也是齊哥 -七零- 給 七零 發送悄悄話 七零 的博客首頁 (263 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:33:28

問題是在無窮之前再加一個無窮沒有意義啊,無限,永恒之外如何加入更大的無限和永恒呢? -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (6 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:39:03

這個求證的意義在於讓人明白:無限是你 -七零- 給 七零 發送悄悄話 七零 的博客首頁 (70 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:44:23

不想了,今天灌水不少,該撤了。周末愉快! -白瑞德- 給 白瑞德 發送悄悄話 白瑞德 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:48:37

居哥魚快 -七零- 給 七零 發送悄悄話 七零 的博客首頁 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:55:06

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