世界上最偉大的10個公式,第一名出乎你的意料!
在自然愛好者眼中,人間最美的是高山流水!
在人文閱讀者眼中,人類至美的是詩詞歌賦!
在愛情至上者眼中,世間最美的是化蝶共舞。
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”,最終上榜的十個公式從第一名到第十名依次為:麥克斯韋方程組、歐拉公式、牛頓第二定律、勾股定理/畢達哥拉斯定理、質能方程、薛定諤方程、1+1=2、德布羅意方程組、傅立葉變換、圓的周長公式。有的公式無人不知,有的公式簡單,有的卻十分復雜……
有時候,我們會對這些方程十分厭惡,可能我們沒有意識到,我們痛恨的竟然是人類最高智慧!而原因竟然是,我們沒有發現它們的偉大而已。
No.1
麥克斯韋方程組
The Maxwell's Equations
獲獎者 麥克斯韋
領域 物理
題詞 如果你能看懂這組方程,那么恭喜你,高數基本不會掛掉了。如果你能看懂這組方程,并為之虎軀一震,認為只有上帝才能創造如此完美的公式,那更恭喜你,你離一流科學家不遠了。因為,全世界至少有100個物理學家跪倒在它的石榴裙下。簡單地說,這是一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關系的偏微分方程,由兩個散度方程兩個旋度方程組成,相互之間耦合,變化萬千。在整體微分幾何建立之后,用外微分形式,可以將麥克斯韋方程組用一個極其簡單的方程來表示。所以,回答麥克斯韋方程組到底有幾個公式,已經成了考驗一個真正的物理學者的神器。
麥克斯韋的公式融合了電與磁的四大定律,在此之后,電即是磁,磁即是電。所以,這個方程組是人類歷史上空前絕后的物理學大一統。它也是物理學家們的一劑雞血,以愛因斯坦為首的眾多一流物理學家,都緊跟麥克斯韋的腳步,尋找物理學大統一。愛因斯坦在奇跡之年之后孜孜不倦幾十年,想建立引力場理論,以失敗告終。號稱勾通量子力學與宏觀世界,并建立物理大一統的M理論,至今問題重重。
No.2
歐拉公式
Euler's Identity
獲獎者 歐拉
領域 數學
題詞 歐拉此人,堪稱神人,28歲右眼失明、年過60完全失明,多舛多才,憑數學、力學和航海建筑學等方面的廣博造詣,被評為歐洲歷史上最多產的數學家,十八世紀被稱為歐拉世紀也毫不過分。歐拉內心純粹,正如這個歐拉公式,也是用最簡明的方式,溝通了世界上幾乎全部的數學元素。無理數e,它是自然對數的底,隱藏于飛船的速度和蝸牛的螺線。無理數Π,隱藏于世界上最完美的平面對稱圖形,引爆數字狂熱。最簡單的兩個實數0和1,是構造代數的基礎。甚至,最重要的虛單位i也在其中。在歐拉之后的未來,虛數引發了電子學革命的量子力學的理論基礎
No.3
牛頓第二定律
Newton's Second Law of Motion
獲獎者 牛頓
領域 物理
題詞 這個公式重要到難以估量,它昭示著人類最偉大的科學家、最后的煉金師牛頓,用F、M、A三個字母構造的經典物理學大廈拔地而起。盡管牛頓看誰撕誰,牛逼哄哄且不近人情。但我們這等凡人只能跪在他腳邊,乖乖接受他的俯視。1666年,以牛頓第二定律為首的一系列成果,劃開了人類與自然關系的新紀元,自然被他轉化成一個用數學來測算的精密系統。某種程度上,即使相對論都無法與之媲美,從火車進站到火箭升空,牛頓第二定理公式在應用層面至今仍是霸主。
No.4
勾股定理/畢達哥拉斯定理
Pythagorean Theorem
獲獎者 畢達哥拉斯和商高
領域 數學
題詞 這個獎項的聯合獲獎人是中國周朝的商高和古希臘的畢達哥拉斯。商高只說了這一定理的表象:“勾三股四弦五”,卻沒有去深究這背后的奧秘,作為商高的子孫我們得反思一下自己。而畢達哥拉斯則得出背后的規律,這位數字原教旨主義者高舉“萬物皆數”的暴君,愛上數學真不是故弄玄虛,畢達哥拉斯定理是人類歷史上第一次讓數字與幾何完美融合。牽一發而動全身,畢達哥拉斯定理在溝通數字與客觀世界的同時,還導致了人類歷史上第一次數學大危機——√2無理數的發現。
No.5
質能方程
Mass–energy Equivalence
獲獎者 愛因斯坦
領域 物理
題詞 1905年,史上最牛逼的公務員愛因斯坦,提出了若干顛覆人類三觀的理論,想象力和膽量都比正常人高出一大截的愛因斯坦宣稱,能量和質量是可以轉換的,一個小小的水杯都能炸掉半個城市,不僅如此,能量和質量之間的關系還超級簡單。愛因斯坦曾戲稱:“當結論看起來很簡單時,一定是上帝在回答。”此番言論無疑打了無神論者愛因斯坦的臉。但換句話說,如果這個方程來自上帝,那原子彈一定是上帝對人類開的玩笑。但這個方程的出現,也打開了潘多拉魔盒,全人類都在這個公式下已經顫抖了60年!
No.6
薛定諤方程
The Schr?dinger Equation
獲獎者 薛定諤
領域 物理
題詞 關于薛定諤,恐怕他的那只貓比他本人更加出名,因為薛定諤的貓雖然成功在宏觀層面闡釋了量子疊加原理問題,但卻像一個潘多拉魔盒,引出了平行宇宙等一系列爭議,搞得很多科學家都懷疑人生,最后連薛定諤都搞不懂薛定諤方程了,它相當于量子力學界的牛頓第二定律,只不過,公式的主人是史上最傲驕的處子,一個是荷爾蒙泛濫成災的把妹大神。
回歸正題,薛定諤方程顛覆了人類所認知下,這個確鑿無疑的世界。薛定諤說,世界是隨機的,這一結論直接挑戰了愛因斯坦建立的確定宇宙觀,薛定諤方程為好萊塢大片提供了理論基礎,騙取了無數票房。迄今為止,量子力學與相對論是關于宇宙彼此不同,又平分秋色的解釋。
No.7
1+1=2
獲獎者 ?
領域 數學
頒獎詞 這個公式不需要名稱,不需要翻譯和解釋。這個三歲小孩都知道的公式是人類的奇點,它昭示著自然數的誕生,引發持續數千年的數字大爆炸。數學創生的全部基本公理都蘊含其中。要回答這個公式的邏輯可不簡單,他的衍生品“1+2=3”所引發的哥德巴赫猜想,困擾人類數百年。而它究竟從何而來,又將引領人類向何而去?人類的所有煩惱,也是不是因為知道了1+1=2呢?作為數學規律的起源,冠軍當之無愧。
No.8
德布羅意方程組
The de Broglie Relations
獲獎者 德布羅意
領域 物理
題詞 你可能不了解德布羅意,但你一定還記得高中物理中有個東西叫“波粒二象性”。沒錯,波粒二象性就是這位眼神憂郁的小哥提出的。如果說愛因斯坦的質能方程確定了質量與能量的關系,那德布羅意方程就揭示了波長、能量等之間的關系,并畫上了一個完美的等號。
不像愛因斯坦有如此多的風流韻事,德布羅意打了一輩子光棍,并終身過著平俗簡樸的生活,他也是量子學派主編“德不羅意”的人生偶像——與世無爭,寫個方程式就能追求世界和平。他的德布羅意方程一出現,讓爭論不休的量子理論各大佬握手言歡,成為現代量子力學的基石之一。
No.9
傅立葉變換
The Fourier Transform
獲獎者 傅里葉
領域 數學
題詞 這個方程,估計很多人都愛不起。它不僅折磨著眾多高數困難戶,甚至在凌虐丘成桐、陳省身這樣的數學大師,一眼看過去,這公式就是個空虛寂寞冷的無聊數學家,整天沒事干,盡想著虐待智商低的科學怪人,數學系大學生現在最恨的人就包括傅立葉,但傅立葉表示,自己很冤。因為,他之所以搞出這個傅里葉變換,主要是想讓大家更容易社交和找女朋友,這個公式是數字信號處理領地最重要的基礎。今天,我們能夠遨游互聯網,全都得感謝傅里葉在兩百年前的功勞。
No.10
圓的周長公式
The Length of the Circumference of a Circle
獲獎者 ?
領域 數學
題詞 它為自然界最完美的形狀找到了數學表達,同時引爆了一場全人類的數字狂歡。從祖沖之到歐拉,無數的π迷們為之傾倒。從3.14到 3.1415926535 897932384...,人類執著地追求π的2061億位精度,在算力時代,這個原始的公式間接成為計算機算力的試金石。可至今,π的玄奧還未揭開。1965年,英國數學家約翰·沃利斯發現圓周率等于無窮個分數相乘的積。2015年,羅切斯特大學的科學家們在氫原子能級的量子力學計算中發現了與圓周率相同的公式。