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国际物理节,记念我们背过的公式

更新时间:2023-11-03 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

出版社:上海联合出版公司·未读LsY物理好资源网(原物理ok网)

出版时间:2018年3月LsY物理好资源网(原物理ok网)

图书分类:科普/物理LsY物理好资源网(原物理ok网)

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伟大的物理公式巡礼LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.1世上最简单的公式LsY物理好资源网(原物理ok网)

稍有物理阅历的人都有这样的直觉,但凡简约的公式就会给人以美感。LsY物理好资源网(原物理ok网)

而1+1=2,这是所有公式中最简单明了的一个了,我们只有把它的发明归功于上帝。LsY物理好资源网(原物理ok网)

公式背后的故事LsY物理好资源网(原物理ok网)

虽然从远古起人们都心照不宣地晓得1+1=2,但直至1557年的某三天,这一方程才写成类似于我们明天的方式。LsY物理好资源网(原物理ok网)

也就是说等号这个每位方程中都有的成份直至16世纪才第一次上场助阵。LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.2毕达哥拉斯定律LsY物理好资源网(原物理ok网)

即勾股定律。『勾三股四弦五』,这一定理是这么地深入每一个月球人的心灵。LsY物理好资源网(原物理ok网)

它是人类初期发觉并证明的重要物理定律之一(公元前约三千年的古巴比伦书版中就有记载),也是用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一。LsY物理好资源网(原物理ok网)

勾股定律(毕达哥拉斯定律)约有400种证明方式,是物理定律中证明方式最多的定律之一。LsY物理好资源网(原物理ok网)

公式背后的故事LsY物理好资源网(原物理ok网)

毕达哥拉斯是古埃及传统物理和哲学的创始人。以他的名子命名的学派是一个个人敬仰的秘密组织,宣扬寡欲、尊长和一夫一妻制。LsY物理好资源网(原物理ok网)

他觉得,世界万物都是由数字统治的,他用数字推算人的命运,如质数被觉得与女性有关,而质数与男性有关。他发觉了称之为『完全数』的数字,也就是这些等于自己全部真因子之和的数字。LsY物理好资源网(原物理ok网)

例如:6(6=1+2+3)和28(28=1+2+4+7+14)。已知的完全数共有47个,随着计算机发展速率的日渐推进,每隔几年才会发觉新的完全数。LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.3圆周率的发觉LsY物理好资源网(原物理ok网)

目前,人类早已能得到圆周率的10万亿位精度。不过现代科技领域使用的圆周率值,有十几位早已足够了。LsY物理好资源网(原物理ok网)

假如用35位精度的圆周率值,来估算一个能把太阳系包上去的圆的边长,偏差还不到质子半径的百万分之一。LsY物理好资源网(原物理ok网)

如今的人估算圆周率,多数是为了验证计算机的估算能力,还有就是为了兴趣。LsY物理好资源网(原物理ok网)

公式背后的故事——布丰投针实验LsY物理好资源网(原物理ok网)

在地板上画一系列宽度为2分米的平行线,之后把一根宽度为1分米的针扔在地板上。这么,这根针与地板上的腰线相交的机率是多少呢?LsY物理好资源网(原物理ok网)

1733年,奥地利博物学家布丰第一次提出了这个问题。LsY物理好资源网(原物理ok网)

1777年,布丰自己解决了这个问题——这个机率值是1/π。LsY物理好资源网(原物理ok网)

听到这个事实,阿基米德会目瞪口呆、刘徽会无语回眸。所以,假若上帝创造了整数,并且他也创造了π,那恐怕上帝似乎是一台计算机。LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.4费马最后的定律LsY物理好资源网(原物理ok网)

1637年的某三天,美国律师兼业余物理家费马,在一本书的空白处写下了下边一段话:LsY物理好资源网(原物理ok网)

任何立方数都不可能写为两个立方数之和的方式,也没有任何四次方数可以写成另外两个四次方数的方式。普遍地说,任何二次以上的幂都不可能写成另外两个同次幂的方式。LsY物理好资源网(原物理ok网)

即,当指数n小于2时,上述等式没有整数解。LsY物理好资源网(原物理ok网)

在写下里面的猜测后,这个天生害羞、沉默寡言的人却跟世界玩了一个恶作剧,他又写道:LsY物理好资源网(原物理ok网)

对此我早已找到了一个真正绝妙的证明,但这儿空白处太小,写不下。LsY物理好资源网(原物理ok网)

但是,他怎料到,他随便写下的两句札记,却让350年间的无数物理家用尽一生,也没能找到那种证明。直至1994年,美国人安德鲁·怀尔斯才证明了费马最后定律。LsY物理好资源网(原物理ok网)

公式背后的故事LsY物理好资源网(原物理ok网)

以费马定律为主题的记念邮品LsY物理好资源网(原物理ok网)

美国人数学家沃尔夫斯凯尔因追求一位漂亮女人被拒绝,遂决定在午夜钟声响起时举枪自尽。他认真地安排好后事,写下遗赠。他的高效率促使所有的事情略早于午夜的期限就办妥了。LsY物理好资源网(原物理ok网)

为了消磨最后的几个小时,他到图书室翻阅物理书籍:一篇关于费马大定律证明的论文……他不知不觉拿起了笔,一行一行进行估算……LsY物理好资源网(原物理ok网)

之后,天亮了。LsY物理好资源网(原物理ok网)

沃尔夫斯凯尔为自己发觉并改正了论文中的一个漏洞倍感无比骄傲,原先的绝望和忧伤消失了,物理将他从死神身边唤回。LsY物理好资源网(原物理ok网)

1908年,得享天年的沃尔夫斯凯尔写下了他新的遗赠:他财产中的一大部份作为一个奖,规定奖给任何能证明费马大定律的人,奖金是10万马克,按现今的币值超过100万欧元。LsY物理好资源网(原物理ok网)

这是他对哪个拯救过其生命的盖世困局的报恩方法。LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.5微积分基本定律LsY物理好资源网(原物理ok网)

微积分是微分和积分的统称,『无限细分』就是微分,『无限求和』就是积分。LsY物理好资源网(原物理ok网)

例如,手榴弹飞出炮膛的顿时速率就是微分的概念,手榴弹每位顿时所飞行的路程之和就是积分的概念。LsY物理好资源网(原物理ok网)

微积分的诞生是物理史上,也是人类历史上最伟大最有影响的壮举,由于自此物理家和科学家在讨论连续变化的数目时便有了科学根据。LsY物理好资源网(原物理ok网)

物理、生物学、地理学、现代信息技术等学科运用微积分的方式推论诠释出各类新的公式、定理,促使了后来一切科学和技术领域的革命。LsY物理好资源网(原物理ok网)

离开微积分阿基米德定律数学公式,人类将停止前进的脚步。恩格斯曾说:『在一切理论成就中,未必再有哪些像17世纪下半叶微积分的发觉那样被看作人类精神的最高胜利了。』LsY物理好资源网(原物理ok网)

公式背后的故事LsY物理好资源网(原物理ok网)

蔡志忠动漫《人生是时间的微积分》——少林寺墓碑LsY物理好资源网(原物理ok网)

牛顿和莱布尼茨几乎是同时独立地发明了微积分,莱布尼茨稍晚几年。在1673到1675年之间的某个时刻,莱布尼茨曾与牛顿联系,想晓得牛顿究竟早已晓得了些哪些,并提出了某种交换信息的建议:你告诉我这个,我就告诉你那种。LsY物理好资源网(原物理ok网)

牛顿在回信中透漏了微积分基本定律,但把它隐藏在一个无法破解的字母易位字谜中。牛顿其实并不想与莱布尼茨分享他的发觉。LsY物理好资源网(原物理ok网)

他只是要留下伏笔,一旦莱布尼茨之后说这一定理是他自己的,牛顿就可以此证明他才是第一个发明人。莫非伟大的科学家也如此当心眼儿呢!LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.6牛顿定理LsY物理好资源网(原物理ok网)

阿基米德定律数学公式_阿基米德定律公式的推算_阿基米德定律故事视频LsY物理好资源网(原物理ok网)

公式背后的故事LsY物理好资源网(原物理ok网)

1684年,牛顿的同学埃德蒙顿·哈雷问牛顿能够证明行星的轨道是椭圆,牛顿说他能。结果两年后,牛顿对这一问题的论证便产生了《自然哲学的物理原理》,该书第一部份就开宗明义表述了牛顿三大定理,为将来的一切数学学书籍定下了基调。LsY物理好资源网(原物理ok网)

哈雷慷慨解囊,赞助牛顿出版了此书,他的这一义举最终以一种特别奇特的方法得到了回报:不仅对苹果和行星以外,牛顿的理论也可应用于慧星。由于慧星的轨道是椭圆阿基米德定律数学公式,所以它们一定会一次又一次地回归。LsY物理好资源网(原物理ok网)

哈雷意识到,人们曾多次观察到一颗特定慧星,它以大概75年的周期回归:1456年、1531年、1606年和1682年。于是他正确地预测了这颗慧星将会在1758年(那时他已经过世)再度回归。LsY物理好资源网(原物理ok网)

从那时起,这颗慧星每隔75至76年都会回归一次,这就是知名的哈雷慧星。LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.7麦克斯韦等式组LsY物理好资源网(原物理ok网)

麦克斯韦多项式最伟大的战功就是将电现象、磁现象与光的本质有机地统一在完整的电磁场理论中。LsY物理好资源网(原物理ok网)

这组公式融合了电的高斯定理、磁的高斯定理、法拉第定理以及安培定理。LsY物理好资源网(原物理ok网)

比较谦逊的评价是:『通常地,宇宙间任何的电磁现象,皆可由此等式组解释。』LsY物理好资源网(原物理ok网)

麦克斯韦阐明了电场和磁场是一种基本媒介,并发觉光速c是一个不变的基本数学常数:磁场是由电压形成的,电场是由变化的磁场引起的。LsY物理好资源网(原物理ok网)

并且说究竟,光只不过就是传播中的电磁波,是震动中的磁场与电场互相交织、精致编就的蜡染,而磁场与电场就似乎一幅纺织品上的纬线与经线。LsY物理好资源网(原物理ok网)

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形成的美丽电磁场LsY物理好资源网(原物理ok网)

麦克斯韦多项式预言电磁波可以以不同的波长存在,比如我们明天叫作微波、红外线、紫外线和X射线的这些光波就都是电磁波。它们预言这样的波可以通过振荡电场形成。LsY物理好资源网(原物理ok网)

1901年,德国人古列尔莫·马可尼正是借助这一原理发射了第一束无线电波。它们暗示光本身可以形成浮力。LsY物理好资源网(原物理ok网)

果然不错,研究人员在20世纪发觉了『太阳风』,它揭露了慧星尾部所指的方向背离太阳的千古之谜。而在1905年,它们又为阿尔伯特·爱因斯坦指明了发觉相对论的公路。LsY物理好资源网(原物理ok网)

NO.8质能公式LsY物理好资源网(原物理ok网)

又一个简约公式的标杆!同时也又一次刷新了人类的世界观。LsY物理好资源网(原物理ok网)

质能多项式深刻地阐明了质量与能量之间的关系,在此之前,人们毫无疑惑的觉得:质量是质量,能量是能量,二者间没有联系,但在相对论热学中,能量和质量是可互换的。LsY物理好资源网(原物理ok网)

公式背后的故事LsY物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦虽然并没有证明E=mc²!他以前做过近似处理,为此他只是证明了E≈mc²(也就是说,能量与物质大体等价)。他没有真正下手确定这一近似估算的偏差是多少。LsY物理好资源网(原物理ok网)

看起来他虽然根本就不在意——作为一位不拘凡俗的天才、数学课的懒狗,为何要用死板的物理证明来玷污这样一个很有趣、很有感染力的看法?LsY物理好资源网(原物理ok网)

其实,爱因斯坦和其他人后来以前回过头来对这个最重要的原理进行了更为严格的论证。LsY物理好资源网(原物理ok网)

当你抬头凝望星空的时侯,是否有过想问为何的冲动?但广袤的宇宙却从来不表露一个字。LsY物理好资源网(原物理ok网)

阿基米德、开普勒、高斯、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦……和我们一样也曾凝望星空。LsY物理好资源网(原物理ok网)

她们用代表着人类的智慧,向宇宙提问、与宇宙对话,将关于宇宙的秘密翻译成我们能懂的语言,这些语言就是如上这种光耀后世的物理公式。LsY物理好资源网(原物理ok网)

每一个伟大公式都是人类文明的集中彰显,每一个伟大公式见证的,都是科学的美丽与人类的尊严,每一个伟大的公式背后,都有一段值得回味的故事。LsY物理好资源网(原物理ok网)

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