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最偉大的幾條公式,那一條最對你的胃口!學渣請繞道走

積分形式:

微分形式:

任何一個能把這幾個公式看懂的人,一定會感到背後有涼風——如果沒有上帝,怎麼解釋如此完美的方程?這組公式融合了電的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律。

比較謙虛的評價是:「一般地,宇宙間任何的電磁現象,皆可由此方程組解釋。」到後來麥克斯韋僅靠紙筆演算,就從這組公式預言了電磁波的存在。我們不是總喜歡編一些故事,比如愛因斯坦小時候因為某一刺激從而走上了發奮學習、報效祖國的道路么?事實上,這個刺激就是你看到的這個方程組。也正是因為這個方程組完美統一了整個電磁場,讓愛因斯坦始終想要以同樣的方式統一引力場,並將宏觀與微觀的兩種力放在同一組式子中:即著名的「大一統理論」。愛因斯坦直到去世都沒有走出這個隧道,而如果一旦走出去,我們將會在隧道另一頭看到上帝本人。

這個公式是上帝寫的么?到了最後幾名,創造者個個神人。歐拉是歷史上最多產的數學家,也是各領域(包含數學的所有分支及力學、光學、音響學、水利、天文、化學、醫藥等)最多著作的學者。數學史上稱十八世紀為「歐拉時代」。歐拉出生於瑞士,31歲喪失了右眼的視力,59歲雙眼失明,但他性格樂觀,有驚人的記憶力及集中力。他一生謙遜,很少用自己的名字給他發現的東西命名。不過還是命名了一個最重要的一個常數——e。

這個公式的巧妙之處在於,它沒有任何多餘的內容,將數學中最基本的e、i、π放在了同一個式子中,同時加入了數學也是哲學中最重要的0和1,再以簡單的加號相連。

高斯曾經說:「一個人第一次看到這個公式而不感到它的魅力,他不可能成為數學家。」

可以計算出瞬時速率的變化

「微積分",正如我們所知在17世紀晚期由艾薩克?牛頓和戈特弗里德?萊布尼茨所發現。有關發現權的剽竊和先後有著長時間的爭論。這也許永遠無法解決。現在我們使用的邏輯和部分符號來自於上面兩個人。

摘自斯圖爾特的書,「對比任何其他的數學技術,它創造了現代世界」。微積分是我們理解如何測量線、面、體的關鍵。它是許多自然法則的基礎,也是微分方程的來源。

計算兩個物體之間的引力。

艾薩克?牛頓在翰尼斯?開普勒早期工作的幫助下得到了該定律。 他還使用甚至剽竊了羅伯特?胡克的工作。

微積分技術一直用於描述世界是如何運行的。時至今日我們仍然將它用於衛星和探測器的軌道設計。即使後來被愛因斯坦的相對論所取代,但它對於闡述物體之間如何相互作用仍然是至關重要的。

我們有太空發射任務時,該方程是用來尋找最佳的引力「管道」或路徑,使它們可以儘可能地節約燃料。同時它也使得衛星電視成為可能。

描述了一個空間的的形狀或結構,與度量方式無關。

笛卡爾首次表述了頂點、棱、面三者之間的數量關係,隨後的定義、證明和發表是萊昂哈德?歐拉在1750年完成的。

地形測量學發展的基礎,它可以延伸到任何連續表面的幾何形狀。也是工程師和生物學家的一個重要工具。

拓撲學可以用於解釋DNA的行為和功能。

描述波的行為的微分方程,最初始於對振動小提琴弦的行為的研究。

18世紀數學家丹尼爾?伯努利和讓?達朗貝爾首次闡述了該公式,儘管他們是以略微不同的方式提出。

由波的行為推廣到聲音的傳遞方式,地震如何發生,以及海洋的行為。

石油公司引爆炸藥,然後可以從隨後的聲波中讀取數據來預測地質構造。

描述時間作為頻率的函數模式。

約瑟夫?傅里葉發現了這一方程,該方程是從他著名的熱流方程和前面描述的波動方程中擴展而來。

該方程可以將複雜的模式分離、清理和分析,對於許多類型的信號分析是至關重要的。

映射出電場和磁場之間的關係。

邁克爾?法拉第對電磁之間的聯繫做了開創性的研究,詹姆斯?克拉克?麥克斯韋將其轉化為方程,從根本上改變物理學。

有助於預測和幫助理解電磁波,同時也有助於許多現代技術的實現。

能量和熱量隨時間的推移而消散。

薩迪?卡諾首次提出自然界是不可逆的。數學家路德維希?玻爾茲曼拓展了該定律,威廉?湯姆森正式表述了該定律。

它對於我們通過熵的概念來理解能量和宇宙是必不可少的。它有助於我們認識到熱能提取工作的限制,並有助於發明更好的蒸汽機。

現代證明物質是由原子構成時,起到了一定的作用。

能量等於質量乘以光速的平方。

很少有人知道(非物理學家)愛因斯坦的方程起源於由阿爾伯特?邁克爾遜和愛德華?莫雷實驗,該實驗證明了按牛頓的方式改變參照系條件下,光並沒有發生移動。隨後愛因斯坦在他的著名論文中就狹義相對論和廣義相對論(1915)和廣義相對論(1905)進行了深入的研究。

也許它是歷史上最著名的方程式。徹底改變了我們對物質和現實的看法。

建立物質的波模型而不是粒子模型。

1924年路易?維克多?德布羅意發現物質的雙重性質。我們所見的方程是1927年埃爾溫?薛定諤推導的,構建工作是由沃納?海森堡那樣的物理學家完成的。

徹底改變了物理學在微觀尺度的觀點。粒子以概率的方式出現,具有不確定的觀點是革命性的。

在有限資源的條件下估計種群隔代的數量變化。

1975年羅伯特?梅可能是第一個指出該模型人口增長可能產生混沌的人。數學家弗拉基米爾?阿諾德和斯蒂芬?斯梅爾的重要工作使人們認識到混沌是微分方程產生的結果。

有助於混沌理論的發展,該理論完全改變了我們對自然系統工作方式的理解。

對衍生品的定價是基於無風險假設,並且當不存在套利機會時它的價格是正確的。

費舍爾?布萊克和邁倫?斯科爾斯建立了模型,羅伯特?莫頓進行了拓展,後面兩個人獲得了1997年諾貝爾經濟學獎。

有助於建立現在上萬億美元的衍生品交易市場。有人認為不當的使用公式(及其推論)導致了金融危機。特別是方程的幾個假設不適用在現實金融市場。

在金融危機之後,仍有更多的拓展模型用來對大多數衍生品進行定價。


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