惊叹自然律之美---ZT《物理世界》读者投票世上最伟大的十个公式。

 

世上最伟大的十个公式,薛定谔方程排名第六,质能方程排名第五。

---我看到这些公式,面对自然界背后如此简洁,如此完美的规律,真的不敢相信这一切都只是巧合。您呢?

2011-09-08 08:49:56 192944次阅读 984次推荐 稿源: 0条评论

 
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……

 
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。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。”由于对量子力学的杰出贡献,薛定谔获得1933年诺贝尔物理奖。

另外薛定谔虽然姓薛,但是奥地利人。

 

No.5 质能方程(Mass–energy Equivalence)

 

 

好像从来没有一个科学界的公式有如此广泛的意义。在物理学“奇迹年”1905年,由一个叫做爱因斯坦的年轻人提出。同年他还发表了《论动体的电动力学》——俗称狭义相对论。

这个公式告诉我们,爱因斯坦是牛逼的,能量和质量是可以互换的。副产品:原子弹。

 

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

 

 

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)

 

 

有史以来最伟大的没有之一的科学家在有史以来最伟大没有之一的科学巨作《自然哲学的数学原理》当中的被认为是经典物理学中最伟大的没有之一的核心定律。动力的所有基本方程都可由它通过微积分推导出来。对于学过高中物理的人,没什么好多讲了。

 

No.2 欧拉公式(Euler's Identity)

 

 

这个公式是上帝写的么?到了最后几名,创造者个个神人。欧拉是历史上最多产的数学家,也是各领域(包含数学的所有分支及力学、光学、音响学、水利、天文、化学、医药等)最多著作的学者。数学史上称十八世纪为“欧拉时代”。欧拉出生于瑞士,31岁丧失了右眼的视力,59岁双眼失明,但他性格乐观,有惊人的记忆力及集中力。他一生谦逊,很少用自己的名字给他发现的东西命名。不过还是命名了一个最重要的一个常数——e。

关于e,以前有一个笑话说:在一家精神病院里,有个病患整天对着别人说,“我微分你、我微分你。”也不知为什么,这些病患都有一点简单的微积分概念,总以为有一天自己会像一般多项式函数般,被微分到变成零而消失,因此对他避之不及,然而某天他却遇上了一个不为所动的人,他很意外,而这个人淡淡地对他说,“我是e的x次方。”

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、pie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。

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,他不可能成为数学家。”

 

No.1 麦克斯韦方程组(The Maxwell's Equations)

积分形式:

 

微分形式:

 

任何一个能把这几个公式看懂的人,一定会感到背后有凉风——如果没有上帝,怎么解释如此完美的方程?这组公式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。比较谦虚的评价是:“一般地,宇宙间任何的电磁现象,皆可由此方程组解释。”到后来麦克斯韦仅靠纸笔演算,就从这组公式预言了电磁波的存在。我们不是总喜欢编一些故事,比如爱因斯坦小时候因为某一刺激从而走上了发奋学习、报效祖国的道路么?事实上,这个刺激就是你看到的这个方程组。也正是因为这个方程组完美统一了整个电磁场,让爱因斯坦始终想要以同样的方式统一引力场,并将宏观与微观的两种力放在同一组式子中:即著名的“大一统理论”。爱因斯坦直到去世都没有走出这个隧道,而如果一旦走出去,我们将会在隧道另一头看到上帝本人。


 

所有跟帖: 

还是沟股定理最亲切。。。嗯。。。 -慕容西瓜- 给 慕容西瓜 发送悄悄话 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 10:59:27

:)呵呵,不看不知道,世界真奇妙~ -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:05:28

就是名字不太好,让人想到不该想的部位 -大财主- 给 大财主 发送悄悄话 大财主 的博客首页 (33 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:05:50

名字很好 -就爱喝酒的家伙- 给 就爱喝酒的家伙 发送悄悄话 就爱喝酒的家伙 的博客首页 (48 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:39:40

No.7 1+1=2 -大财主- 给 大财主 发送悄悄话 大财主 的博客首页 (36 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:04:48

这个还真不是胡扯,是科学第一公理,你不承认就啥也别玩了。 -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:11:10

对呀,这一条是公理, -大财主- 给 大财主 发送悄悄话 大财主 的博客首页 (106 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:20:38

赞一个. 财主谈论科学还是很严谨的. -八落- 给 八落 发送悄悄话 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:39:40

这个list估计是搞物理的人弄出来的 -大财主- 给 大财主 发送悄悄话 大财主 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:12:25

是的。物理理论的公式都很简洁。你搜搜《量子之谜-物理学遇到意识》这本书,翻翻看,就觉得意识和物质绝对不是相互独立的。 -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:21:07

太小看上帝了。上帝日理万机,哪有空搞这些没用的东西。 -苗盼盼- 给 苗盼盼 发送悄悄话 苗盼盼 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:20:27

苗哥啊,这些东西都是现代科技的理论基础。光,电,磁,原子能,都依赖这几个公式。 -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:24:22

对于你我来说当然重要,对于上帝来说就不重要了。上帝每天多少事情啊,光奔赴各地处理各种祈祷,时间都不够用。 -苗盼盼- 给 苗盼盼 发送悄悄话 苗盼盼 的博客首页 (123 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:33:27

:)理解你苗哥,很多人都不敢想象一个超越了无穷大的无限,超越了时间的永恒是什么概念。。 -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:42:20

上帝的能力我怎么会怀疑呢,我是觉得他未必有这个闲心思。 -苗盼盼- 给 苗盼盼 发送悄悄话 苗盼盼 的博客首页 (237 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:49:31

我的理解,人的自由意志这个说法赋予人足够的决心和能力去做任何事。因为有自由意志,人的爱才会真实。即便人再犯类似巴别塔那样的错误, -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (60 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:07:31

所以嘛,这些定理公式都是人的自由意志的结果啊。上帝最多只是放任自由,才懒得替人类思考呢。 -苗盼盼- 给 苗盼盼 发送悄悄话 苗盼盼 的博客首页 (6 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:40:12

:)不想了。粥馍鱼块~ -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:50:20

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

生物学我不太懂但是也有兴趣看看,你如果有类似的例子可以贴上来。遗传基因就是那么四个碱基对排列的螺旋组合,已经让我很惊叹了。 -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (39 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:45:59

看来,人类的先知看来都是疯子。 -就爱喝酒的家伙- 给 就爱喝酒的家伙 发送悄悄话 就爱喝酒的家伙 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 11:46:02

哈哈。。。也有可能很多疯子就是太专注了而忽视正常社会规范。 -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:09:21

我觉得万有引力公式比里面很多公式更基本更重要 -大财主- 给 大财主 发送悄悄话 大财主 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:12:09

同意,是很不可思议的公式。 -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:25:16

世界上没有最伟大,只有更伟大。这条公理也是齐哥 -七零- 给 七零 发送悄悄话 七零 的博客首页 (263 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:33:28

问题是在无穷之前再加一个无穷没有意义啊,无限,永恒之外如何加入更大的无限和永恒呢? -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (6 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:39:03

这个求证的意义在于让人明白:无限是你 -七零- 给 七零 发送悄悄话 七零 的博客首页 (70 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:44:23

不想了,今天灌水不少,该撤了。周末愉快! -白瑞德- 给 白瑞德 发送悄悄话 白瑞德 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:48:37

居哥鱼快 -七零- 给 七零 发送悄悄话 七零 的博客首页 (0 bytes) () 02/06/2015 postreply 12:55:06

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