【西班牙《阿貝賽報(bào)》網(wǎng)站9 月29 日文章】題:4個(gè)改變理解世界方式的方程式(作者 西班牙埃爾埃斯科里亞爾醫(yī)院內(nèi)科醫(yī)生佩德羅·加甘蒂利亞)
方程式是復(fù)雜、有用而美麗的。對于數(shù)學(xué)家而言,這些代數(shù)表達(dá)式的文雅精美可能與語言學(xué)家在西班牙詩人克韋多的十四行詩中看到的一樣。
全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)的基本原理之一是由古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯在25 個(gè)多世紀(jì)以前提出的一項(xiàng)定理。它描述的是平面上的直角三角形三條邊之間的關(guān)系:兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方。
許多個(gè)世紀(jì)后,英國物理學(xué)家牛頓震驚了所有人。他用一個(gè)單一的方程式解釋了宇宙的運(yùn)行,那就是萬有引力定律。
1687 年,牛頓在其著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表了這個(gè)等式,它將蘋果的墜落和行星軌道這樣至少從表面上看很不相同的事物聯(lián)系在一起。
牛頓的方程式可以用一種簡單的方式來總結(jié):宇宙中任意兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相互吸引,引力大小與它們質(zhì)量的乘積成正比,并與它們距離的平方成反比。
在奧地利物理學(xué)家路德維?!げ柶澛L眠的維也納中央公墓,其墓碑上刻有一個(gè)方程式,那就是玻爾茲曼熵公式。玻爾茲曼是統(tǒng)計(jì)力學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū),他提出了最重要的物理學(xué)定律之一:宇宙中的熵會隨時(shí)間的推移而增加。
以玻爾茲曼的名字命名的方程式將氣體的熵與氣體宏觀狀態(tài)所對應(yīng)的實(shí)際微觀狀態(tài)數(shù)聯(lián)系起來。提出于19 世紀(jì)的這一定律能夠幫助我們解釋全球變暖等問題。
還有一個(gè)改變了世界的方程式也是在本文中是不可或缺的。它將能量、質(zhì)量和光速聯(lián)系起來,從根本上改變了物理學(xué)。
該方程式由愛因斯坦在1905 年提出,那時(shí)他的聲望還沒有達(dá)到今天的程度。這也許是整個(gè)科學(xué)史上最有名的方程式:E=mc2。愛因斯坦在試圖解釋電磁學(xué)與牛頓力學(xué)之間的不相容性時(shí)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)公式。
在這個(gè)方程式中,光速(c)是一個(gè)巨大的數(shù)字,其平方值之大幾乎難以想象。由此可以很容易地推斷出,如果將很少量的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成能量,其產(chǎn)生的力量會是巨大的。
這種推論為原子彈的開發(fā)提供了靈感。