物理数学中10个最伟大公式

10个最伟大公式

10 Greatest Formulae

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……这些公式美丽而精妙，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，你正在见证的，是科学的美丽与人类的尊严。

让我们一起来看看这十个公式，你认识几个呢?

No.10 圆的周长公式

The Length of the Circumference of a Circle

Cπ

=

2

r

这个公式虽然简单，但却蕴含着深刻的智慧。任何圆——不论大小——用它的周长比上直径，一定得到一个常数π。你别小看圆周率π。众所π是一个无限不循环小数，也是数学中最重要的常数周知，...

=

1415926

.3

之一。许多数学家终其一生, 才能将圆周率计算到小数点后几十位. 而目前人类制造的超级计算机已经能得到圆周率的30万亿位，却仍然没有找到任何循环的迹象。

No.9 傅立叶变换

The Fourier Transform

[]dt

e t

f t f F F t i ωω-∞

∞-⎰=

= )()()(

傅里叶变换是一种特殊的积分变换。虽然这个公式复杂难懂，但是它在物理学、电子类科学、信号处理、统计学、密码学、声学、光学、海洋学等领域都有着广泛的应用。另外，没有这个公式，就没有今天的电子计算机。因此，你今天能够享受网上冲浪带来的乐趣，除了要感谢党和政府, 还要感谢傅里叶。

No.8德布罗意方程组

The de Broglie Relations

p=ħk=h/λ

E=ħw=hv'

这个方程组不仅指出了微观粒子波长和动量的关系，频率和能量的关系，还表明了粒子具有“波粒二象性”，彻底颠覆了牛顿的光粒子说，还否定了光的波动说。德布罗意凭借这一发现荣获了1929年诺贝尔物理学奖。

No.71+1=2

是不是感觉这个公式很简单? 然而，这个式子也有着深刻的含义。当还是原始人的人类第一次意识到1+1=2，进而认识到两个数相加可以得到另一个确定的数时，这一刻是人类文明伟大的开端。

在英国著名的杂志《物理世界》曾举办过一场别开生面的评选，邀请全世界各地的读者投票选出自己心中最伟大、最喜爱的公式、定理或定律，最终“1+1=2”这个连小学生都能理解都知道的数学公式高居第一。

No. 6薛定谔方程

The Schrödinger Equation

薛定谔那只既死又活的猫大家都再熟悉不过了，薛定谔方程是量子力学中的重要公式，是世界原子物理学文献中应用最广泛、影响最大的公式。薛定谔方程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。

No. 5质能方程

Mass–Energy Equivalence

E=mc2

爱因斯坦或许是上帝派来地球的使者，他的理论完全颠覆了人类的世界观，从根本上改变了物理学的走向。质能方程创造性的指出了质量与能量之间的关系，这对原子弹的发展起到了关键性的作用！BOOM

No. 4勾股定理

Pythagoras Theorem

·

勾股定理又称毕达哥拉斯定理(Pythagoras Theorem)，是几何中最为基础的方程之一。它简洁明了地表达了直角三角形三边的关系，是几何学中最重要、最稳固的基石。

No. 3牛顿第二定律

Newton's Second Law of Motion

F=ma

牛顿第二运动定律和牛顿第一运动定律、牛顿第三运动定律共同组成了牛顿运动定律，是研究经典力学的基础，阐述了经典力学中基本的运动规律。

牛顿第二运动定律是一座结实的桥梁，是整个牛顿动力学的基础，对物理学的发展意义重大。

No. 2欧拉公式

Euler's Identity

πi e

+

1=

这个公式被称为“最完美公式”、“上帝公式”。它沟通了数学中最重要的几个常数：自然常数e，虚数单位i，圆周率π，以及最重要的两个自然数：0和1。这个公式展现出了高度的严谨、简洁和优美，著名的数学王子高斯都曾经说：

“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。爱因斯坦曾受到这个公式的启发，想要以同样的方式统一引力场，可惜最终没能成功。