盤點改變世界的六個偉大數學方程式:勾股定理上榜
西班牙《阿貝賽報》網站10月8日報道稱,里奇·科克倫所著《方程式的秘密生活》一書以簡練而幽默的文字介紹了有史以來最重要的50個數學公式,從愛因斯坦著名的E=mc2(平方)等式,到畢達哥拉斯定理(勾股定理)和谷歌搜索演算法等。以下是其中對世界改變最大的6個數學方程式。
質能方程
流行文化已經將E=mc2變成了印在T恤上的符號,但它可是有史以來最著名的方程式。任何上過中學的人都能將其與愛因斯坦聯繫起來。而且知道E和m是什麼意思也不難。但你知道為什麼寫的是c的平方嗎?總之,我們真的清楚這個公式的全部含義嗎?
愛因斯坦的質能方程描述的是令人驚奇的東西,質量和能量是同一事物的兩種不同表現形式。「這不僅從科學觀點的角度震動了世界,而且在哲學上也令人驚奇,」科克倫在他的書中寫道,「我們似乎能夠想像一個擁有質量但沒有能量的宇宙,通過這個宇宙,惰性物質堆積在一起。但我們能想像一個擁有能量但沒有質量的宇宙嗎?」
這個公式改變了自17世紀末以來關於宇宙如何運行的基本假設。它顛覆了牛頓的時空概念,用一些更奇怪的東西取代了它:一個扭曲的空間、時間的膨脹和物質與能量之間的關係。從這裡引出了相對論的概念,從而為天體物理學和GPS等定位系統的計算提供了基礎。不幸的是,這個等式的最著名應用與製造原子彈有關。
順便說一句,E是能量,m是質量,c是真空中的光速。
毛球定理
毛球定理指出,如果我們有一隻體表長滿毛的圓滾滾的貓,我們永遠也無法把所有的毛全部梳平,而不在任何角落留下小撮的毛或類似頭髮上的那種旋。這是很難在家裡用自己的寵物貓進行證明的,但在理論中有各種應用。根據這個公式,地球表面總會有一個風吹不到的地方。如果我們忽略那一點並讓風吹到那裡,它就會出現在世界另一個地方的另一個點上。這是一個基本的幾何事實。
事實上,空氣是不可能在某一區域處於絕對靜止的,因為空氣總在運動。但毛球定理說明有這種「靜止點」存在。
谷歌的演算法
這個搜索引擎設法給出了一個重要的等式。它使用定位公式(PageRank)通過潛入數十億個網頁,從任意語言的數以千計的常用詞中為用戶選擇信息。
1997年拉里·佩奇讀博士學位時開發了這一演算法。
斐波那契數列
斐波那契數列具有解決無數數學問題的功效。數學家萊昂納多·斐波那契以兔子繁殖為例引入了這一概念,因此又被稱為「兔子數列」。
斐波納契提出了這個無限自然數序列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55 ......
每一項都是前兩個項的和。這一非同尋常的發現與古老的黃金比例有關,許多人認為這種黃金比例是神聖或神秘的,並且與其他數學謎團有「驚人的聯繫」。
斐波那契數列無所不在,特別是在生物學中。
德·摩根定律
德·摩根定律是信息技術的基礎,是最簡單、最有用的邏輯工具。德·摩根定律在數理邏輯的定理推演、計算機的邏輯設計以及數學的集合運算中都發揮著重要的作用。
正如科克倫在他的書中所寫,德·摩根定律創造了我們周圍的世界,從醫療器械到工業工具以及計算機設備等科技奇蹟。該定律為晶元提供了理論基礎。
畢達哥拉斯定理
也就是勾股定理,是一個基本的幾何定理,指直角三角形的兩條直角邊的平方和等於斜邊的平方。畢達哥拉斯定理在我們的日常生活中應用十分廣泛。要知道這種應用是從公元前6世紀開始的!毫無疑問,它是古代數學的偉大成就之一,告訴我們如何計算空間中兩點之間的距離。
編輯 | 馮翀


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