改變世界的17個方程式——每一個都是天才的設計

改變世界的17個方程式——每一個都是天才的設計

寫作大師之一、數學家伊恩·斯圖爾特(Ian Stewart)寫了17個改變世界的方程式。在他的書《追求未知:17個改變世界的方程》中,他對每一個方程都進行了富有吸引力和實踐性的討論。他舉了幾個例子來說明這些方程式是如何影響我們的生活的。

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勾股定理

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勾股定理幫助我們創造了更好的地圖。我們用這個定理來求最短的距離。對於建築,木工或其他物理建築項目,這是一個很有用的技術。

對數

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在沒有計算器之前,對數幫助我們進行繁瑣的計算。它們在科學和測量方面尤其明顯。當我們討論非常小和非常大的數字時,我們總是使用對數。例如,當我們研究對光的敏感度、地震的意義、分貝的噪音水平、酸度(pH)、以固定利率增長的貨幣、在皮氏培養皿中生長的細菌和放射性衰變時,我們使用對數。

微積分

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微積分幫助我們從神秘主義和鍊金術轉向理性科學。在現代科學技術中,它無處不在,無論是我們模擬股票市場的漲跌,還是確定一枚太空火箭何時會進入地球軌道。基本上,微積分創造了現代世界。它通過建模和控制系統,對物理世界擁有不可思議的力量。它是醫學專家、科學家、工程師、統計學家、物理學家和經濟學家的語言。如果一個量或者一個系統發生了變化,我們可以用微積分的數學建模來分析一個系統,找到一個最優解,並預測未來。

牛頓萬有引力定律

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牛頓的萬有引力定律幫助我們瞭解了恆星和行星的運動。這是理解神的力量、動力和許多其他法則的關鍵。

複數

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發明了負1的平方根是為了求解具有負根的方程。我們大多數現代技術都依賴於它們。儘管許多人討厭複雜的數字,但i²是一個偉大的發現,與量子力學的發展有很大關係。它提出了非常重要的想法。

多面體的歐拉公式

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歐拉公式幫助我們在太空中發射火箭,瞭解DNA複製。它是為網絡信息尋找解決方案的基本要素。歐拉的發明是一種思考形狀和空間的新方法。它還提供了一個清晰的幾何結構和DNA的結結構之間的聯繫。

正態分佈

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正態分佈改變了我們對醫學試驗和賭博的理解。它也改變了我們現代世界幾乎所有的心理和教育應用。統計學家和科學家使用正態分佈來測量閱讀能力、工作滿意度、調查、智商分數、血壓、測量誤差等。

波動方程

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它告訴我們地球是由什麼構成的,並幫助我們更容易地找到石油。它在電磁學、光學、流體力學和傳熱等領域起著至關重要的作用。此外,它讓我們預測未來的動態特性,如能量和衝動。

傅里葉變換

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你看這篇文章多虧了這些算法,因為互聯網,WiFi,智能手機,電腦,路由器,幾乎所有的網絡內部都使用了傅里葉變換算法。傅里葉變換在信號處理中是必不可少的。我們現在可以把成千上萬的信息壓縮到一個小型加密狗中。


納維-斯托克斯方程

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納維-斯托克斯方程在純科學和數學中具有重要意義。該方程代表了一個流體流動模型的控制方程。該方程式還告訴我們生活中所有快速的事物可以更快地前進。

麥克斯韋方程

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我們今天所有的現代無線通信都與麥克斯韋方程組有關。這些方程是電磁學的數學總結。

熱力學第二定律

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它確實推動了工業革命,併為我們提供了高效的發電機。它也代表了熱和能量之間的關係。例如,它解釋瞭如果我們5分鐘不喝茶會發生什麼。

相對論

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相對論是非常重要的,因為它解答了以前幾乎所有未解的問題。它改變了我們看待時間、空間和重力的方式。它是黑洞、大爆炸、核能等一切的理論基礎。

薛定諤方程

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這個定理改變了量子物理學的領域。它使量子研究成為可能,並計算接下來會發生什麼。它對現代電腦芯片、激光和貓也很重要。

信息理論

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信息論意味著整個互聯網。它從字面上模擬了人機交流過程。這個理論現在比溝通本身更重要。

混沌理論

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混沌理論幫助我們更好地預測天氣,“這是蝴蝶拍打翅膀的錯”。該方程還預測了蝴蝶種群的增長率。

布萊克-斯科爾斯公式

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這個等式模擬了金融業的巨大增長和利潤。一些人認為,布萊克-斯科爾斯方程預測了2008-2009年的金融危機。

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