世界上最偉大的10個(gè)公式，第一名出乎你的意料！

在自然愛好者眼中，人間最美的是高山流水！

在人文閱讀者眼中，人類至美的是詩詞歌賦！

在愛情至上者眼中，世間最美的是化蝶共舞。

英國(guó)科學(xué)期刊《物理世界》曾讓讀者投票評(píng)選了“最偉大的公式”，最終上榜的十個(gè)公式從第一名到第十名依次為：麥克斯韋方程組、歐拉公式、牛頓第二定律、勾股定理/畢達(dá)哥拉斯定理、質(zhì)能方程、薛定諤方程、1+1=2、德布羅意方程組、傅立葉變換、圓的周長(zhǎng)公式。有的公式無人不知，有的公式簡(jiǎn)單，有的卻十分復(fù)雜……

有時(shí)候，我們會(huì)對(duì)這些方程十分厭惡，可能我們沒有意識(shí)到，我們痛恨的竟然是人類最高智慧！而原因竟然是，我們沒有發(fā)現(xiàn)它們的偉大而已。

No.1

麥克斯韋方程組

The Maxwell's Equations

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  麥克斯韋

領(lǐng)域 物理

題詞  如果你能看懂這組方程，那么恭喜你，高數(shù)基本不會(huì)掛掉了。如果你能看懂這組方程，并為之虎軀一震，認(rèn)為只有上帝才能創(chuàng)造如此完美的公式，那更恭喜你，你離一流科學(xué)家不遠(yuǎn)了。因?yàn)?，全世界至少?00個(gè)物理學(xué)家跪倒在它的石榴裙下。簡(jiǎn)單地說，這是一組描述電場(chǎng)、磁場(chǎng)與電荷密度、電流密度之間關(guān)系的偏微分方程，由兩個(gè)散度方程兩個(gè)旋度方程組成，相互之間耦合，變化萬千。在整體微分幾何建立之后，用外微分形式，可以將麥克斯韋方程組用一個(gè)極其簡(jiǎn)單的方程來表示。所以，回答麥克斯韋方程組到底有幾個(gè)公式，已經(jīng)成了考驗(yàn)一個(gè)真正的物理學(xué)者的神器。

麥克斯韋的公式融合了電與磁的四大定律，在此之后，電即是磁，磁即是電。所以，這個(gè)方程組是人類歷史上空前絕后的物理學(xué)大一統(tǒng)。它也是物理學(xué)家們的一劑雞血，以愛因斯坦為首的眾多一流物理學(xué)家，都緊跟麥克斯韋的腳步，尋找物理學(xué)大統(tǒng)一。愛因斯坦在奇跡之年之后孜孜不倦幾十年，想建立引力場(chǎng)理論，以失敗告終。號(hào)稱勾通量子力學(xué)與宏觀世界，并建立物理大一統(tǒng)的M理論，至今問題重重。

No.2

歐拉公式

Euler's Identity

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  歐拉

領(lǐng)域 數(shù)學(xué)

題詞  歐拉此人，堪稱神人，28歲右眼失明、年過60完全失明，多舛多才，憑數(shù)學(xué)、力學(xué)和航海建筑學(xué)等方面的廣博造詣，被評(píng)為歐洲歷史上最多產(chǎn)的數(shù)學(xué)家，十八世紀(jì)被稱為歐拉世紀(jì)也毫不過分。歐拉內(nèi)心純粹，正如這個(gè)歐拉公式，也是用最簡(jiǎn)明的方式，溝通了世界上幾乎全部的數(shù)學(xué)元素。無理數(shù)e，它是自然對(duì)數(shù)的底，隱藏于飛船的速度和蝸牛的螺線。無理數(shù)Π，隱藏于世界上最完美的平面對(duì)稱圖形，引爆數(shù)字狂熱。最簡(jiǎn)單的兩個(gè)實(shí)數(shù)0和1，是構(gòu)造代數(shù)的基礎(chǔ)。甚至，最重要的虛單位i也在其中。在歐拉之后的未來，虛數(shù)引發(fā)了電子學(xué)革命的量子力學(xué)的理論基礎(chǔ)

No.3

牛頓第二定律

Newton's Second Law of Motion

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  牛頓

領(lǐng)域 物理

題詞  這個(gè)公式重要到難以估量，它昭示著人類最偉大的科學(xué)家、最后的煉金師牛頓，用F、M、A三個(gè)字母構(gòu)造的經(jīng)典物理學(xué)大廈拔地而起。盡管牛頓看誰撕誰，牛逼哄哄且不近人情。但我們這等凡人只能跪在他腳邊，乖乖接受他的俯視。1666年，以牛頓第二定律為首的一系列成果，劃開了人類與自然關(guān)系的新紀(jì)元，自然被他轉(zhuǎn)化成一個(gè)用數(shù)學(xué)來測(cè)算的精密系統(tǒng)。某種程度上，即使相對(duì)論都無法與之媲美，從火車進(jìn)站到火箭升空，牛頓第二定理公式在應(yīng)用層面至今仍是霸主。

No.4

勾股定理/畢達(dá)哥拉斯定理

Pythagorean Theorem

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  畢達(dá)哥拉斯和商高

領(lǐng)域 數(shù)學(xué)

題詞  這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的聯(lián)合獲獎(jiǎng)人是中國(guó)周朝的商高和古希臘的畢達(dá)哥拉斯。商高只說了這一定理的表象：“勾三股四弦五”，卻沒有去深究這背后的奧秘，作為商高的子孫我們得反思一下自己。而畢達(dá)哥拉斯則得出背后的規(guī)律，這位數(shù)字原教旨主義者高舉“萬物皆數(shù)”的暴君，愛上數(shù)學(xué)真不是故弄玄虛，畢達(dá)哥拉斯定理是人類歷史上第一次讓數(shù)字與幾何完美融合。牽一發(fā)而動(dòng)全身，畢達(dá)哥拉斯定理在溝通數(shù)字與客觀世界的同時(shí)，還導(dǎo)致了人類歷史上第一次數(shù)學(xué)大危機(jī)——√2無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)。

No.5

質(zhì)能方程

Mass–energy Equivalence

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  愛因斯坦

領(lǐng)域 物理

題詞  1905年，史上最牛逼的公務(wù)員愛因斯坦，提出了若干顛覆人類三觀的理論，想象力和膽量都比正常人高出一大截的愛因斯坦宣稱，能量和質(zhì)量是可以轉(zhuǎn)換的，一個(gè)小小的水杯都能炸掉半個(gè)城市，不僅如此，能量和質(zhì)量之間的關(guān)系還超級(jí)簡(jiǎn)單。愛因斯坦曾戲稱：“當(dāng)結(jié)論看起來很簡(jiǎn)單時(shí)，一定是上帝在回答?！贝朔哉摕o疑打了無神論者愛因斯坦的臉。但換句話說，如果這個(gè)方程來自上帝，那原子彈一定是上帝對(duì)人類開的玩笑。但這個(gè)方程的出現(xiàn)，也打開了潘多拉魔盒，全人類都在這個(gè)公式下已經(jīng)顫抖了60年！

No.6

薛定諤方程

The Schr?dinger Equation

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  薛定諤

領(lǐng)域 物理

題詞  關(guān)于薛定諤，恐怕他的那只貓比他本人更加出名，因?yàn)檠Χㄖ@的貓雖然成功在宏觀層面闡釋了量子疊加原理問題，但卻像一個(gè)潘多拉魔盒，引出了平行宇宙等一系列爭(zhēng)議，搞得很多科學(xué)家都懷疑人生，最后連薛定諤都搞不懂薛定諤方程了，它相當(dāng)于量子力學(xué)界的牛頓第二定律，只不過，公式的主人是史上最傲驕的處子，一個(gè)是荷爾蒙泛濫成災(zāi)的把妹大神。

回歸正題，薛定諤方程顛覆了人類所認(rèn)知下，這個(gè)確鑿無疑的世界。薛定諤說，世界是隨機(jī)的，這一結(jié)論直接挑戰(zhàn)了愛因斯坦建立的確定宇宙觀，薛定諤方程為好萊塢大片提供了理論基礎(chǔ)，騙取了無數(shù)票房。迄今為止，量子力學(xué)與相對(duì)論是關(guān)于宇宙彼此不同，又平分秋色的解釋。

No.7

1+1=2

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>   ？

領(lǐng)域 數(shù)學(xué)

頒獎(jiǎng)詞 這個(gè)公式不需要名稱，不需要翻譯和解釋。這個(gè)三歲小孩都知道的公式是人類的奇點(diǎn)，它昭示著自然數(shù)的誕生，引發(fā)持續(xù)數(shù)千年的數(shù)字大爆炸。數(shù)學(xué)創(chuàng)生的全部基本公理都蘊(yùn)含其中。要回答這個(gè)公式的邏輯可不簡(jiǎn)單，他的衍生品“1+2=3”所引發(fā)的哥德巴赫猜想，困擾人類數(shù)百年。而它究竟從何而來，又將引領(lǐng)人類向何而去？人類的所有煩惱，也是不是因?yàn)橹懒?/span>1+1=2呢？作為數(shù)學(xué)規(guī)律的起源，冠軍當(dāng)之無愧。

No.8

德布羅意方程組

The de Broglie Relations

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  德布羅意

領(lǐng)域 物理

題詞  你可能不了解德布羅意，但你一定還記得高中物理中有個(gè)東西叫“波粒二象性”。沒錯(cuò)，波粒二象性就是這位眼神憂郁的小哥提出的。如果說愛因斯坦的質(zhì)能方程確定了質(zhì)量與能量的關(guān)系，那德布羅意方程就揭示了波長(zhǎng)、能量等之間的關(guān)系，并畫上了一個(gè)完美的等號(hào)。

不像愛因斯坦有如此多的風(fēng)流韻事，德布羅意打了一輩子光棍，并終身過著平俗簡(jiǎn)樸的生活，他也是量子學(xué)派主編“德不羅意”的人生偶像——與世無爭(zhēng)，寫個(gè)方程式就能追求世界和平。他的德布羅意方程一出現(xiàn)，讓爭(zhēng)論不休的量子理論各大佬握手言歡，成為現(xiàn)代量子力學(xué)的基石之一。

No.9

傅立葉變換

The Fourier Transform

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  傅里葉

領(lǐng)域 數(shù)學(xué)

題詞  這個(gè)方程，估計(jì)很多人都愛不起。它不僅折磨著眾多高數(shù)困難戶，甚至在凌虐丘成桐、陳省身這樣的數(shù)學(xué)大師，一眼看過去，這公式就是個(gè)空虛寂寞冷的無聊數(shù)學(xué)家，整天沒事干，盡想著虐待智商低的科學(xué)怪人，數(shù)學(xué)系大學(xué)生現(xiàn)在最恨的人就包括傅立葉，但傅立葉表示，自己很冤。因?yàn)?，他之所以搞出這個(gè)傅里葉變換，主要是想讓大家更容易社交和找女朋友，這個(gè)公式是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)地最重要的基礎(chǔ)。今天，我們能夠遨游互聯(lián)網(wǎng)，全都得感謝傅里葉在兩百年前的功勞。

No.10

圓的周長(zhǎng)公式

The Length of the Circumference of a Circle

獲獎(jiǎng)?wù)?/span>  ？

領(lǐng)域 數(shù)學(xué)

題詞  它為自然界最完美的形狀找到了數(shù)學(xué)表達(dá)，同時(shí)引爆了一場(chǎng)全人類的數(shù)字狂歡。從祖沖之到歐拉，無數(shù)的π迷們?yōu)橹畠A倒。從3.14到 3.1415926535 897932384...，人類執(zhí)著地追求π的2061億位精度，在算力時(shí)代，這個(gè)原始的公式間接成為計(jì)算機(jī)算力的試金石。可至今，π的玄奧還未揭開。1965年，英國(guó)數(shù)學(xué)家約翰·沃利斯發(fā)現(xiàn)圓周率等于無窮個(gè)分?jǐn)?shù)相乘的積。2015年，羅切斯特大學(xué)的科學(xué)家們?cè)跉湓幽芗?jí)的量子力學(xué)計(jì)算中發(fā)現(xiàn)了與圓周率相同的公式。