主编的话: 这篇文章展示了很多十分重要也十分漂亮的方程。但还有一些重要的方程,我们在这里补充一下。 (1)牛顿方程: 它描写了粒子性物质的动力学性质,是第一个精确描写我们这个世界的理论。
(2)麦克斯韦方程: 它统一了电、磁、光这三种似乎完全不同的自然现象,揭示了一种新的物质形态的存在——属于波性物质的光波,也描写了这一种新的波性物质的动力学性质。 (3)薛定谔方程: 它统一了粒子性物质和波动性物质,揭示了我们世界的存在既不是粒子也不是波,又是粒子又是波,也描写了这种新类型物质的动力学性质。 (4)狄拉克方程: 它统一了量子力学中的波动性和时空的相对论性,是描写我们波粒物质最基本最精确的方程。
这些方程非常有用。因为它们非常精确地描写了我们的这个世界。这些方程也十分漂亮,它们迷惑了很多人。要知道,非常精确并不等于绝对精确。这些方程很美,但并不代表它们是绝对真理。近代科学的发展需要我们洞察这些方程的丑陋之处,写出更加反映自然界本质的方程,使我们对世界的理解更上一层楼。所以,对各位专业科学工作者,我们想问,你能看出这些方程的丑陋之处吗?你对这些方程有没有自己的批评? ——文小刚 数学方程不仅实用,很多还非常具有美感。很多科学家承认,他们通常不仅会因为其作用而尤为偏爱某些特定方程式,也会因为它们的形态和个中包含的简单、诗意的真理而对它们青睐有加。 尽管爱因斯坦著名的 E = mc^2几乎占尽了风头,许多不那么知名的方程也在科学家群体中有着自己的忠实拥趸。经过对许多物理学家、天文学家和数学家的询问后,我们得出了如下最受科学家欢迎的最美方程式: 1 广义相对论
作为开创性的广义相对论的一部分,由爱因斯坦于1915年创立。该理论将力描述为空间和时间的扭曲,革新了科学家们对于引力的认识。 “一个方程就能将时空描述殆尽,这在今天仍然让我觉得不可思议。”美国太空望远镜科学研究所天体物理学家马里奥·利维奥说道。他因此提名广义相对论方程为他最喜欢的方程。“爱因斯坦真正的天才全都体现在了这一公式中。” “方程右边描述了宇宙的能量内容(包括暗能量),”利维奥解释道:“左边描述了时空几何。这一相等关系反映出在爱因斯坦的广义相对论中,质量和能量决定了几何及随之而来的曲率,即我们称之为引力的一种表现。” “这是一个非常优雅的方程,”纽约大学物理学家凯尔·克兰默说道。他认为此方程揭示了时空、物质及能量间的关系。“这一方程告诉你这三者是如何关联起来的——太阳的存在如何扭曲了时空,使地球围绕它运动等等。它还告诉了人们自大爆炸以来宇宙是如何演化的,并预言了黑洞的存在。” 2 标准模型
标准模型,另一个称霸物理界的理论,描述了被认为组成了宇宙的基本粒子的集合。 该理论可以浓缩成一个名为标准模型拉格朗日函数的主要方程。美国加州国家加速器实验室的理论物理学家兰斯·狄克森称,这是他最喜欢的方程。 “它成功地描述了迄今为止我们在实验室里观察到的所有基本粒子和力——除了引力,”狄克森说道。“这包括最近发现的希格斯玻色子,即公式中的φ。它是完全自洽的。” 然而,标准模型理论尚未与广义相对论统一,因此还无法描述引力。 3 微积分 (责任编辑:本港台直播) |