影响世界的十大方程式
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改变世界的17个方程1. 爱因斯坦的质能方程E=mc²这是最为著名的方程之一,它揭示了物质与能量之间的等价性,并且在原子能领域有着广泛的应用。
2. 牛顿第二定律F=ma这个方程描述了物体在受到力作用下的运动状态,是现代物理学和工程学中最基本的公式之一。
3. 麦克斯韦方程组这是描述电磁场中电荷和电流行为的一组方程。
它们包括四个基本公式:高斯定律、法拉第定律、安培环路定理和麦克斯韦-安培定理。
4. 波尔-卢米耳定律E=hv这个公式描述了光子能量与频率之间的关系。
它对于研究光学和原子物理学都有着重要意义。
5. 热力学第二定律这个定律表明了热量不可能从低温物体自发地流向高温物体。
它是热力学中最基本的规律之一,也被称为“自然界中最不可逆转的过程”。
6. 维纳-费希尔方程这个方程描述了随机过程中的概率分布。
它在金融、天气预报和信号处理等领域都有着广泛的应用。
7. 薛定谔方程这个方程描述了量子力学中粒子的运动状态。
它是量子力学中最基本的公式之一,对于研究原子和分子结构以及材料科学都有着重要意义。
8. 熵增定律这个定律表明了在一个封闭系统中,熵总是增加,而不会减少。
它是热力学中最为基本的规律之一。
9. 黑洞面积定理这个定理表明了黑洞的面积与质量之间存在着一种关系。
它对于研究黑洞物理学和引力波探测都有着重要意义。
10. 欧拉-拉格朗日方程这个方程描述了物体在受到作用力时的运动状态。
它是经典力学中最为基本的公式之一。
11. 傅里叶变换这个变换可以将一个函数表示成一组正弦和余弦函数的和。
它在信号处理、图像处理和物理学等领域都有着广泛应用。
12. 爱德华兹方程这个方程描述了种群数量在时间上的变化。
它在生态学、经济学和流行病学等领域都有着重要应用。
13. 马尔可夫过程这个过程描述了状态随时间发展的概率分布。
它在统计物理学、金融学和信号处理等领域都有着广泛应用。
14. 瑞利-泰勒公式这个公式可以将任意函数表示成一组多项式的和。
改变世界的17个方程1. E=mc^2 (爱因斯坦的质能方程,改变了人们对能量和物质的理解)2. F=ma (牛顿的第二定律,描述了物体运动的力学关系)3. G=6.67430 × 10^-11 N(m/kg)^2 (引力常数,描述了万有引力的强度)4. PV=nRT (理想气体状态方程,描述了气体的压力、体积和温度之间的关系)5. Schrödinger equation (薛定谔方程,描述了量子力学中粒子的行为)6. Maxwell's equations (麦克斯韦方程组,描述了电磁场的行为)7. Navier-Stokes equations (纳维-斯托克斯方程,描述了流体的运动)8. Black-Scholes equation (布莱克-斯科尔斯方程,描述了金融市场中期权的定价)9. General relativity equation (广义相对论方程,描述了引力的弯曲时空)10. Logistic growth equation (Logistic增长方程,描述了生物种群的增长模式)11. Wave equation (波动方程,描述了波的传播)12. Heat equation (热传导方程,描述了热的传播)13. Bernoulli's equation (伯努利方程,描述了流体在不同高度下的压力和速度之间的关系)14. Euler's equation (欧拉方程,描述了理想流体的流动)15. Drake equation (德雷克方程,用于估算外星文明的存在概率)16. Lorenz equations (洛伦兹方程,描述了混沌系统的行为)17. Schrödinger-Poisson equation (薛定谔-泊松方程,描述了半导体中电子的行为)。
世界史上10个最伟大的公式,没有它们就没有现在的世界1、麦克斯韦方程组: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。
不管是对于我们对宇宙的理解,还是对于现代科技的发展,这一方程组都意义重大。
微观麦克斯韦方程组宏观麦克斯韦方程组2、薛定谔方程:薛定谔方程的解完备地描述物理系统里,微观尺寸粒子的量子行为;这包括分子系统、原子系统、亚原子系统;另外,薛定谔方程的解还可完备地描述宏观系统,可能乃至整个宇宙。
薛定谔方程3、圆周长公式:精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键值。
也可应用于工程师或物理学家要进行较精密的计算圆周长公式4、欧拉公式:欧拉公式也被称为世界上最完美的公式,在数学历史上有很多公式都是欧拉发现的,它们都叫做欧拉公式,它们分散在各个数学分支之中。
如:分式里的、复变函数论里的、三角形中的、拓扑学里的、初等数论里的欧拉公式等等。
欧拉公式5、牛顿第二定律:牛顿第二定律证明物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛顿第二定律6、1+1=2:这个公式不需要名称,不需要解释,大家不要强行给它加戏码了。
1+1=27、勾股定理/毕达哥拉斯定理:勾股定理是几何学中的明珠,所以它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若骛,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。
也许是因为勾股定理既重要又简单,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。
勾股定理/毕达哥拉斯定理8、傅里叶变换:如果没有它,就没有今天的电子计算机,我们除了要感谢国家给我们上网以外,还得感谢它,另外虽然看上去是中文名,但他是法国人。
但不幸的是,傅里叶分析的公式看起来太复杂了,所以很多新生上来就懵圈并从此对它深恶痛绝。
傅里叶变换傅里叶变换9、德布罗意方程组:德布罗意认为电子不仅是一个粒子,也是一种波,它还有“波长”。
历史上最伟大的十个方程方程作为数学中重要的工具和思维模型,在科学研究和技术应用中扮演着重要的角色。
在历史的长河中,有许多方程被认为是最伟大的,它们对于数学和科学的发展产生了深远的影响。
下面将介绍历史上最伟大的十个方程,它们代表了不同领域的重要成就。
一、欧拉恒等式(Leonhard Euler)欧拉恒等式是数学中的经典方程,由瑞士数学家欧拉于18世纪提出。
它表达了自然常数e、虚数单位i、圆周率π和自然对数的关系,即e^(iπ)+1=0。
这个简洁而优雅的等式将数学中的重要常数和虚数联系在了一起,体现了数学的美妙和深刻。
二、相对论方程(Albert Einstein)相对论方程是德国物理学家爱因斯坦于20世纪初提出的,它是描述质量和能量之间关系的方程,即E=mc^2。
这个方程揭示了质能转化的本质,引发了对于时间、空间和引力的全新理解,对现代物理学的发展产生了重大影响。
三、量子力学方程(Er win Schrödinger)量子力学方程是奥地利物理学家薛定谔于20世纪提出的,它是描述微观粒子行为的方程,即薛定谔方程。
这个方程通过波函数描述了粒子的运动和性质,揭示了微观世界的奇妙和不确定性,对现代物理学和化学的研究有着重要的指导作用。
四、热力学方程(Rudolf Clausius)热力学方程是德国物理学家克劳修斯于19世纪提出的,它是描述热力学系统的方程,即熵增定律。
这个方程揭示了热力学过程中能量转化和熵的增加规律,为热力学的发展奠定了基础,对工程和能源领域有着重要的应用价值。
五、麦克斯韦方程组(James Clerk Maxwell)麦克斯韦方程组是苏格兰物理学家麦克斯韦于19世纪提出的,它是描述电磁场的方程组。
这个方程组统一了电场和磁场的描述,揭示了电磁波的存在和传播,为电磁学的发展做出了重大贡献,对通信和电子技术的发展有着巨大的影响。
六、波动方程(Jean le Rond d'Alembert)波动方程是法国数学家达朗贝尔于18世纪提出的,它是描述波动现象的方程,即达朗贝尔方程。
人类史上最伟大的10个方程式从什么时候起,我们开始对数学心生厌倦?又是哪一刻,物理成了我们难以跨过的沟坎?这些东西原本如此的精妙而美丽,有多少人为了他们而耗尽毕生心血?当你遇到“难解难分”的方程的时候,何不换一个角度想想,放下对理科的厌恶和对考试的痛恨?你所在见证的,是科学的美丽与人类的尊严。
No.10 The Length of the Circumference of a Circle圆的周长公式这公式估计大家从小学用到现在。
它表述了最完美的图形的一个最明显的特征。
而且,里面还有一个奇妙的因子:圆周率π。
目前,人类已经能得到圆周率的上千亿位精度。
不过现代科技领域使用的圆周率值,有十几位已经足够了(和物理研究的空间尺度下线接近)。
如果用40位精度的圆周率值来计算一个太阳系行星轨道的话,误差还不到质子直径的百万分之一。
因此现在的人计算圆周率,多数是为了验证计算机的计算能力,还有就是为了兴趣。
No.9 The Fourier Transform傅里叶变换这个挺专业的,一般人完全不明白。
甚至用数学很多的物理类普通物理也不会涉及多一点,所以就不作解释了。
简要地说,没有这个式子就不会有设计精良的镜头。
哦,不,我说的太狭隘了,主要是没有它就不会有现代信息技术和产品。
所以你能在这里看见我讲这个,除了感谢电脑公司、ISP,还要感谢这个完全看不懂的式子。
No.8 The de Broglie Relations德布罗意方程(组)上面是这个方程的基础表达。
高中物理的波粒二象性会对此作过简单介绍。
简要地说德布罗意类比光子,认为电子不仅表现粒子态,也表现波的性质,它可以用波长和频率等波的物理量描述。
于是就在博士论文里写了这个物质波方程,表达了波长、能量等等之间的关系。
论文曾被导师寄给爱因斯坦,获得了高度评价。
薛定谔也受此启发写下了后来那以他自己名字命名的方程式。
因为这些研究,德布罗意获得了1929年诺贝尔物理学奖。
这个方程的通常形式列在下面:No.7 Dirac Equation狄拉克方程这是开创现代物理学的最重要的方程式之一,它将我们带入了量子场论的世代,又避开了昔日克莱因-戈尔登方程的种种困难。
世界十个最伟大的公式1. 爱因斯坦的质能方程 (E=mc^2):这个公式表达了能量和质量之间的等价关系。
它揭示了质量可以转化为能量,也证明了能量是相对的,并且仅通过达到光速的粒子才能完全转化为质量。
2. 普朗克的能量量子化公式 (E=hf):这个公式描述了能量与频率之间的关系,其中h是普朗克常数。
它改变了人们对能量和物质的理解,展示了它们是由离散的能量量子组成的。
3. 爱因斯坦的相对论(E=mc^2/√(1-v^2/c^2)):这个公式描述了相对论效应中动能和质量之间的关系。
它表明物体的动能随着速度的增加而变大,而且在接近光速时,动能趋近于无穷大。
4.斯托克斯方程(∇×v=-∇p+μ∇^2v+f):这个公式描述了流体力学中的运动方程。
它连接了速度、压力、黏度以及外部力之间的关系,是研究流体运动行为的基石。
5.纳维-斯托克斯方程(∂v/∂t+v·∇v=-(1/ρ)∇p+ν∇^2v):这个公式描述了流体运动的内在动力学。
它揭示了速度、压力、密度、粘度之间的非线性关系,并可以用来研究湍流流体运动的行为。
6.欧拉方程(∂v/∂t+v·∇v=-∇p/ρ):这个公式描述了不可压缩流体的运动行为。
它是纳维-斯托克斯方程在流体密度恒定的情况下的特例,适用于一些工程应用。
7.黎曼-庞加莱公式(e^(iπ)+1=0):这个公式连接了数学中的重要常数e、i和π。
它展示了复数与三角函数之间的关系,为复数分析和解析几何提供了基础。
8.斯帕赫-波尔兹曼方程(∂f/∂t+v·∇f=Q(f)):这个公式描述了分子动力学中粒子碰撞和输运的过程。
它连接了分子的速度分布、碰撞频率和物质输运之间的关系,是研究分子动力学的基本方程之一9.黄金比例公式(φ=(1+√5)/2):这个公式描述了一种特殊的数学比例关系。
它被广泛运用于建筑、美学和自然界的规律中,被认为是最美的比例之一10. 斯温顿方程 (F = ma):这个公式表达了牛顿经典力学中的力、质量和加速度之间的关系。
世界十大著名方程
以下是世界十大著名方程:
1. 欧拉公式:e^ix = cos(x) + i*sin(x)
这是一个重要的数学公式,将指数函数、三角函数和虚数单位i联系在一起。
2. 相对论的质能方程:E = mc^2
由爱因斯坦提出的公式,描述了物质和能量之间的等效关系。
3. 热力学第二定律:ΔS ≥ 0
描述了热力学系统中熵的增加性质,表明自然界中的熵总是增加或保持不变。
4. 麦克斯韦方程组:
这是一组描述电磁场行为的方程,包括麦克斯韦方程的四个基本方程:
a) 电场的高斯定律
b) 磁场的高斯定律
c) 电场的法拉第电磁感应定律
d) 磁场的安培定律
5. 波动方程:∂^2u/∂t^2 = c^2∇^2u
描述了波动传播的方程,出现在许多物理学和工程学领域中。
6. 黎曼猜想:ζ(s) = Σ(n=1至∞) 1/n^s = 0
这是一项尚未解决的数学猜想,涉及到复数域中的黎曼ζ函数。
7. 汉密尔顿-雅可比方程:∂S/∂t + H(q, ∂S/∂q) = 0
描述了在哈密顿力学中质点系统的运动的方程。
8. 流体力学的纳维-斯托克斯方程:∂v/∂t + (v·∇)v = -∇p/ρ + ν∇^2v
描述了不可压缩流体中速度场和压力的运动方程。
9. 黑洞的爱因斯坦场方程:
这是描述引力场和时空弯曲的爱因斯坦广义相对论方程。
10. 薛定谔方程:iħ∂ψ/∂t = Hψ
描述了量子力学中粒子波函数随时间演化的方程。
改变世界的十七个方程1.勾股定理(毕达哥拉斯定理)这一定理是我们理解几何学的基础。
它描述了平面中直角三角形几条边的关系:两条短边a和b,它们的平方相加等于长边c的平方。
在某种程度上,这一方程将我们通常的欧几里得几何与曲面的非欧几里得几何区分开来。
比如,一个画在球体表明的直角三角形并不遵循勾股定理。
带来了测绘、导航,以及较近代出现的狭义和广义相对论——现有最好的关于空间、时间和重力的理论。
2.对数方程对数方程可以理解为指数方程的反向公式。
它旨在求一个底数的多少次方可以得到给定的量。
比如,以10为底1的对数表示为log(1)=0,因为这里1 = 100;log(10) = 1,因为10 = 101;很自然地,log(100) = 2。
图中公式log(ab) = log(a) + log(b)展示了对数方程最有用的一个功能:将乘法转化为加法。
在现代数字计算机普遍应用之前,这一直是快速计算大数乘法的便利手段,在物理学、天文学和工程学计算中起到了重要作用。
带来了计算日食和行星轨道等天文现象的高效方法。
快速进行科学计算的方法。
工程师的忠实伴侣——计算尺。
放射性衰变和关于人类感知的心理物理学。
3.微积分图中公式为微积分中导数的定义。
导数可理解为一个数量的变化率。
比如,我们可以把速度看作是位移的导数。
如果我们步行的速度是每小时4公里,那么每个小时,我们的位移变化为4公里。
实际上,很多研究都着眼于事物是如何变化的。
而导数与积分(微积分的另一个重要公式) 是数学家与科学家们理解变化的根本工具。
可以用来切线和面积的计算。
立体体积和曲线长度公式。
牛顿运动定律、微分方程。
能量和动量守恒定律。
数学物理的大部分内容。
4.万有引力定律牛顿的万有引力定律描述了两个物体间的引力作用F。
其中G为万有引力常数,m1和m2表示两个物体的质量,r为物体间距离。
在科学史上,牛顿的这一笔有着举足轻重的地位。
它不仅解释了地球上的重力作用,还几乎完美地诠释了行星的运行方式。
英期刊评选世上最伟大的十个方程式英国科学期刊《物理世界》曾让读者投票评选了“最伟大的公式”,最终榜上有名的十个公式既有无人不知的1+1=2,又有著名的E=mc2;既有简单的-圆周公式,又有复杂的欧拉公式……从什么时候起我们开始厌恶数学?这些东西原本如此美丽,如此精妙。
这个地球上有多少伟大的智慧曾耗尽一生,才最终写下一个等号。
每当你解不开方程的时候,不妨换一个角度想,暂且放下对理科的厌恶和对考试的痛恨。
因为你正在见证的,是科学的美丽与人类的尊严。
No.10 圆的周长公式(The Length of the Circumference of a Circle)这公式贼牛逼了,初中学到现在。
目前,人类已经能得到圆周率的2061亿位精度。
还是挺无聊的。
现代科技领域使用的-圆周率值,有十几位已经足够了。
如果用35位精度的-圆周率值,来计算一个能把太阳系包起来的一个圆的周长,误差还不到质子直径的百万分之一。
现在的人计算圆周率,多数是为了验证计算机的计算能力,还有就是为了兴趣。
No.9 傅立叶变换(The Fourier Transform)这个挺专业的,一般人完全不明白。
不多作解释。
简要地说没有这个式子没有今天的电子计算机,所以你能在这里上网除了感谢党感谢政府还要感谢这个完全看不懂的式子。
另外傅立叶虽然姓傅,但是法国人。
No.8 德布罗意方程组(The de Broglie Relations)这个东西也挺牛逼的,高中物理学到光学的话很多概念跟它是远亲。
简要地说德布罗意这人觉得电子不仅是一个粒子,也是一种波,它还有“波长”。
于是搞啊搞就有了这个物质波方程,表达了波长、能量等等之间的关系。
同时他获得了1929年诺贝尔物理学奖。
No.7 1+1=2这个公式不需要名称,不需要翻译,不需要解释。
No.6 薛定谔方程(The Schrödinger Equation)也是一般人完全不明白的。
因此我摘录官方评价:“薛定谔方程是世界原子物理学文献中应用最广泛、影响最大的公式。
世界上伟大的十大公式:1.文明的基础:勾股定理直角三角形斜边长度c的平方等于另两边a、b长度的平方和。
C2=A2+B2勾股定理独立的被古中国、古印度、古希腊所发现,自发现便广泛应用于工程建筑、天文、航海等领域。
对于定理的论证方法层不不穷,至今估计至少有400余种方法。
2.牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学的灵魂,定律指出:运动的变化与施加的力成正比,并且变化的方向沿着所施加力的方向。
F=ma这个简单的公式,将物体所受力与质量、以及描述其运动的加速度完美的统一到一起,深刻的影响了力学的发展。
牛顿否定了前人运动变化要从内部解释的观念,而是从外部施加的力考虑。
3.万有引力定律万有引力在所有物体之间普遍存在。
两个物体之间万有引力的大小与两物体的质量成正比,与两个物体距离的平方成反比。
F g=Gm1m2/r2从苹果落地到万有引力,这可能是人类历史上最伟大的类比联想和归纳。
万有引力定律不仅被用于解释天体行星的运动,其影响力扩展到了哲学、神学等领域。
4.欧拉公式一个将自然对数的底、圆周率、虚数i、1和0这5个数学上的基本概念,联系在一起的神秘公式。
e iπ+1=0这个简单、完美的方程被称为上帝的方程,可以看成下面方程的特例:e iπ=cosx+isinx当取x=π时,即可得到欧拉公式。
欧拉之后,印度的天才数学家拉马努金曾独立地发现该方程,但当他知道自己不是最先发现而倍感沮丧。
5.热力学第二定律世界的能量总量是恒定的,其熵值向着达到最大值的方向变化。
S,-S≥06.麦克斯韦方程组19世纪最重要的事件,一定是麦克斯韦发现了电动力学定律。
它完整地描述了包括电磁学在内的物理现象,说明了变化的磁场如何产生变换的电场,强调磁单极是不存在的,描述了电流和变化的电场如何产生磁场以及电场是如何产生。
麦克斯韦方程组描述的电磁场开创了一个全新的领域,超出了牛顿力学的范畴,并预测了不可思议的穿越时空的电磁波。
麦克斯韦的工作指向了:电磁波的产生和探测问题;以太的漂移的测量问题;使用更简洁的方式对方称进行重写,以方便实际应用。
数学方程式不仅能够帮助人们解决知识上的问题,同时,从某种角度来看,它们本身也是非常美丽的。
许多科学家都曾坦承,自己非常喜欢某些方程式,并不仅仅因其功能,更在于它们所表现出的那种简约而不简单、形式如诗句般优雅的美感。
以下,便是由LiveScience 网站刊登出的世界各国科学家们鼎力推荐的美丽方程:
一、广义相对论
该方程式由20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦于1915年提出,是开创性理论——广义相对论的组成部分。
它颠覆了科学家们此前对于引力的定义,将其描述为时空扭曲的结果。
“直到现在,我依然为单独一个数字方程就可以完整覆盖时空的定义而感到震惊。
”美国空间望远镜研究所天体物理学家马里奥·利维奥表达了自己对该方程的推崇,“这个方程式堪为爱因斯坦天才智慧的结晶。
”
利维奥解释道:“该方程式的右边部分,代表着我们所在宇宙,包括推动宇宙膨胀的暗物质在内的总能量。
左边则表述了时空的几何形式。
左右两边合起来描述了爱因斯坦广义相对论的实质,即质量和能量决定了时空的几何形式以及曲率,表现为我们俗称的引力。
”
“这是个优雅的方程。
”纽约大学的物理学者凯尔·克兰默尔对利维奥的意见表示赞同。
同时,他还指出该方程式展示了时空、质量与能量之间的关系。
“这个方程式告诉人们三者之间的相互关联,比如太阳的存在是如何扭曲了时空,导致地球围绕它进行轨道运动。
它还解释了宇宙自大爆炸之后的进化情况,以及预言了黑洞的存在。
”
二、标准模型
这是另外一条被物理学界奉为经典条文的方程式。
标准方程描述了那些被认为组成了当前宇宙的基本粒子。
它还能够被压缩为以18世纪法国著名数学和天文学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日命名的简化形式。
美国加州斯坦福直线加速器中心理论物理学家兰斯·迪克森推荐了该方程式。
在他看来,它成功地描述了除重力之外,人们迄今为止在试验室中所发现的基本粒子与力,其中就包括新近被发现的被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,即该方程式中的希腊字母“φ”。
不过,尽管标准方程与量子力学、狭义相对论可以彼此兼容,但是却难与广义相对论建立统一关系,因此它在描述重力上无能为力。
三、微积分基本定理
如果说,广义相对论与标准方程描述的是宇宙的某些特殊方面,那么其他一些方式则适用于所有情况,比如微积分基本定理方程。
该方程式堪为微积分学的肱骨理论,并且把积分与导数这两个微积分学中最为重要的概念联系在一起。
“简单地说,它表述了某平滑连续变量的净变值,比如其在特定时间内走过的距离,等于这个量变化率的积分,即速度的积分。
”美国福特汉姆大学数学系主任马尔卡纳·布拉卡洛娃-特里维西克说。
“微积分基本定理让我们能够在整个间隔变化率的基础上,测算某一间隔的净变值。
”
说到微积分,实际上早在古代该学科的萌芽就已经开始萌发,直到17世纪时最终由伊克萨·牛顿整理成科,并开始将其应用于描述行星围绕太阳的运动规律。
四、勾股定理(也称:毕达哥拉斯定理)
该定理可谓老而弥香的骨灰级理论,几乎是每个学生开始学习生涯后,学到的第一批几何知识之一。
这条定理的具体内容是:任何直角三角形的两个直角边长度的平方相加,其和等于剩下那条斜边长度的平方。
“毕达哥拉斯定理,是第一个让我感到震惊的数学定理。
”推荐这条方程式的美国康奈尔大学数学家戴安娜·塔米娜说。
而她给出的理由是:“这条几何学中的定理,也同样能够用数字进行表达。
这对于当时还是个孩子的我来说,是多么的奇妙有趣。
”
五、欧拉方程
这个看起来非常简单的方程式,实质上描述了球体的本质。
用马萨诸塞州威廉姆斯学院的数学家科林·亚当斯的话说:“如果你能够将一个球体分割成为面(F)、边(F)和点(V),那么这些面,边和顶点之间的关系,必定符合V-E+F=2。
”
在亚当斯看来,该方程式最大的魅力在于,它以一个包含面、棱和顶点数目的方程,体现了不同形状物体的本质属性。
不管代入的是什么样的物体,该程式的结论都是成立的。
比如,除了球体,如果人们考察5面金字塔形,即4个三角形与1个正方形的组合,就会发现等号的右边,一样会是数字2。
六、狭义相对论
爱因斯坦再次因为自己的相对论入选本次评选,只不过这次是狭义而不是广义相对论。
狭义相对论并没有把时间和空间看做绝对、静止的概念,它们呈现的状态与观察者的速度有关。
这个方程式描述了随着观察者向某一方向移动的速度加快,时间是如何膨胀,或者说开始变慢。
“该方程式最伟大的一点,恰恰在于它是那么的平易近人。
”欧核中心粒子物理学家比尔·莫瑞说。
“整个方程中并没有代数等复杂的运算,一个普通中学生都能够完成计算。
当然,它不可能仅仅只是这么简单。
实际上,这个方程式提供了一种全新的看待宇宙的角度和方式,一种看待人们与现实世界之间关系的态度。
而最精妙的是,要反映这么深厚的内涵,该方程式却只借助了最为简单的数学方式,任何想要解读它的人都可以得偿所愿。
”莫瑞表示。
在莫瑞看来,与爱因斯坦的广义相对论相比,这位大科学家的狭义相对论更令自己钟爱。
因为理解前者所需要的那些深奥数学知识,连他这样的专业学者都会感到一头雾水。
七、1=0.999999999…
从形式上看,这是一个很简单的等式。
1等于0.99999……这个无穷数。
之所以推荐这个等式,美国康奈尔大学数学家斯蒂文·斯特罗盖茨的理由是“每个人都能理解它,但同时人们又会觉得有些不甘心,不太愿意相信这种“简单”意味着“正确”。
在他看来,这个等式展现了一种优雅的平衡感——1代表着数学的起始点,而右边的无穷数则寓意无限的神秘。
八、卡伦·西曼吉克方程
“卡伦·西曼吉克方程可以说是上世纪70年代以来,最为重要的方程之一。
它告诉我们在量子世界里,需要全新的思维和眼光。
”美国罗格斯大学理论物理学家马特·斯特拉瑟给出了自己的推荐理由。
多年来,该方程在诸多方面都得到了有效应用,包括令物理学家们测量质子和种子的质量。
按照基础物理学,两个物体之间的引力和电磁力,与两物体之间距离的平方成反比。
将质子、中子聚合在一起组成原子核的那种力量,也具有此属性。
它同样也是将夸克聚合在一起形成质子和中子本身的原因。
不过,哪怕微小的量子震荡,都会或多或少地改变这种力量与距离之间的关系状况。
“这种特性,阻止了该力量做长距离延伸时产生衰减,并且使其令其能够捕获夸克并将其压聚成为质子和中子,进而构成组成人类世界的原子。
因此,卡伦·西曼吉克方程的意义就在于,用相对简单易行的计算效果,将这种剧烈且难于计算的重要关系表达了出来。
”斯特拉瑟说。
九、极小曲面方程
“这个方程某种程度上解释了人们吹出的那些肥皂泡的秘密。
”威廉姆斯学院数学家弗兰克·摩根在推荐时表示,该程式是非线性的,蕴含了指数、微积分等知识,描述了美丽肥皂泡性质背后的数学。
这与人们相对熟悉的热方程,波动方程以及量子力学领域的薛定谔方程等线性偏微分方程,有着很大的不同。
十、欧拉线
“首先,从任意一个三角形开始,画出圆周经过该三角形三个顶点的圆并找到圆心。
接着,找出三角形的重心,并对着它的三条边分别作垂线,画出相交点。
这样,得到的三个点都位于一条直线上(即三角形的外心、重心和垂心处于同一直线),而这条直线就是这个三角形的欧拉线。
”纽约数学博物馆创办人格兰·惠特尼如此解释欧拉线。
在他看来,这条定理展现了数学的魅力与力量,因为那些表面显得简单而熟悉的图形,实际上却展示了足以令人惊讶的内容。
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