霍金亲传弟子解密宇宙奥义:24个神奇公式
提起“公式”,你的脑海中会浮现什么?是那些让你蹙眉深思的考题,还是那些难以记住的字母数字组合?对于很多人来说,公式似乎总与晦涩枯燥的习题画等号,是学生时代一道难以逾越的坎。
换个角度审视这些看似冰冷的符号,我们会发现公式蕴含着前人对世界的深刻洞察,是科学巨匠呕心沥血的智慧结晶,是连接人类与浩瀚宇宙的桥梁。每一个公式,都记录着一段探索未知的旅程,一段揭示真理的冒险。
它们不仅仅是数字和符号的组合,更是凝聚多个时代人类思想精华的瑰宝。
今天,我们推荐一部由霍金亲传弟子倾情打造的作品——《统治宇宙的24个公式》。
这本书通过24个代表性公式,深入浅出地揭示了从广袤宇宙到日常生活,再到量子世界的内在运行规律。
它巧妙地将公式诞生的历史故事和科学家探索世界的秘闻交织其中,为我们展现了一幅人类不断探索世界的壮美画卷。
霍金亲传弟子、日本星云奖提名作家倾情打造本书
本书作者高水裕一,是日本早稻田大学理工学部物理系博士,曾师从斯蒂芬·霍金在英国剑桥大学深造,历任东京大学研究生院科学研究科大爆炸研究中心特聘研究员、京都大学基础物理研究所日本学术振兴会特别研究员,并获日本星云奖提名。
在书中,高水裕一带你走进公式的神奇世界,探寻浩瀚宇宙的无尽奥秘。
从数学视角透视万物运行规律
如果说上帝是一位创造广袤宇宙的伟大艺术家,那么公式便是其手中的神秘颜料。
这些看似简单的字符组合,实则蕴含着大自然的真谛。科学家如同一群虔诚的译者,不断探索着宇宙中至高无上的真理,并努力将这些深奥的法则转化为人类可以理解的语言。
本书正是以公式为切入点,通过简要描述其数学含义,展现万事万物的运行规律。
德国物理学家卡尔·史瓦西在第一次世界大战期间推导出这一特殊解。早在当时,这个公式就预言了黑洞这一神秘天体的存在。
2019年,人类首次公开发布黑洞可视化影像,让我们得以真正“看见”宇宙中最神秘的存在。
在提出广义相对论后不久,爱因斯坦根据波动方程的计算结果预言,时空扭曲会以波的形式传播。
2015年,美国的激光干涉引力波天文台成功观测到引力波。正如这个公式开头部分所言,引力波的传播速度与光速相当。而引力波几乎不与其他物质发生相互作用,因此从传播距离而言,引力波比光更胜一筹。可以说,这个公式为我们带来了全新的天文观测手段。
大多数宇宙学研究者认为,暗能量与弗里德曼方程最后一项中的宇宙学常数有着密切的关系。
运用适当的数学变换对弗里德曼方程进行处理后,可以发现:恒定且正向的宇宙学常数将促使宇宙加速膨胀。
从数学的角度而言,暗能量极有可能是造成宇宙加速膨胀的原因。
模拟宇宙膨胀图像。自然界的验证经常需要漫长时间跨度,甚至可能超出人的一生。公式犹如灯塔,见证了科学理论的诞生、发展和验证,跨越时空,承载着一代又一代人的智慧。
在这本书中,还有泊松方程、测地线方程、不确定性原理、薛定谔方程、狄拉克方程、洛伦兹力公式、麦克斯韦方程组、欧拉恒等式……公式的内涵远不止这些,宇宙的奥秘还等待着我们去探索。让我们共同解读,开启发现之旅。
顶尖科学家探索自然的传奇。在科学领域,每一个公式都宛如璀璨星辰,闪烁着智慧光芒。这些公式背后,隐藏着顶尖科学家孜孜不倦的努力与追求,他们怀揣坚定的信念和无限热情,探寻自然界的真理。
这些公式并非遥不可及的深奥理论,而是紧密联系着我们日常生活的实用工具。本书不仅解析了每个公式的读法和含义,还穿插了许多充满生活气息的奇闻趣事,阐述公式与日常生活的联系,带领我们感受科学与生活的交融之美。
公式背后鲜为人知的诞生秘史。一个公式的提出往往凝聚着科学家的勇气和智慧。他们不畏惧可能的谬误,不受时代的约束,凭借坚定的信念和毅力,在科学道路上不断前行。正是他们的勇敢和坚持,点亮了科学探索的道路,让人类得以真正理解万物的运行规律。
爱因斯坦曾尝试研究整个宇宙的演化,但他发现宇宙受物质影响而不断变化。那时,尽管爱因斯坦才华横溢,却未能明确提出膨胀宇宙的理论设想,反倒认为宇宙是静态的,因此在爱因斯坦方程中引入了宇宙学常数。
在爱因斯坦生前,宇宙膨胀的证据就被发现,与他所坚信的理念相悖。爱因斯坦本人也遗憾地表示,引入宇宙学常数可能是他此生犯下的最大错误。
德布罗意认为所有物质都会以波的形式存在,但这个观点当时难以得到认可。1924年,德布罗意把这一观点写在了博士论文中,然而他的导师无法理解,于是致信爱因斯坦求教。爱因斯坦回信称该理论的价值远超博士学位,甚至可以获得诺贝尔奖。正如爱因斯坦预言的,德布罗意于1929年荣获诺贝尔物理学奖。
科学家的奇闻趣事。我们很少听到有关科学家的“八卦”。虽然人们常把科学家描述为纯粹的学术追寻者,但事实上他们也拥有丰富多彩的生活。本书将带领我们一起揭开科学家的神秘面纱,认识他们更加真实的一面。尽管我们经常听说“薛定谔的猫”,但可能对薛定谔本人却知之甚少。
薛定谔生活充实,除物理研究外,还热衷东方哲学。
年轻时的薛定谔虽然称不上英俊,但略带倦意的迷人双眸散发着深邃智慧。这种跨学科兴趣和独特个性赋予了他非凡的魅力。
薛定谔在生活中一直颇受女性青睐。
着名数学家欧拉自青年起便饱受眼疾折磨。不到30岁,一次严重发烧致其右眼近乎失明。晚年,左眼也因白内障而濒临失明。
即便双目几近失明,欧拉凭借惊人的毅力和心算能力,仍继续数学研究,口述笔记撰写论文。他在分析学、几何学、整数论等诸多领域做出了重大贡献,被人称为数学界的“独眼巨人”。
那些看似遥不可及的数学公式,早已融入我们的日常生活。本书将带我们跨越理论与实践的鸿沟,发掘公式背后的生活智慧。
爱因斯坦的理论仍在科学界发挥着重要作用。卫星通信运用狭义和广义相对论修正位置偏差;质能方程揭示了质量与能量的等价关系,为核电站运行提供理论基础。
高斯分布(正态分布)是统计学中的重要公式。股价预测中,高斯分布可分析股价波动范围;教育领域,高斯分布可帮助教师更准确评估学生能力。
在《统治宇宙的24个公式》中,我们将探索数学、物理、宇宙学、历史、哲学等学科的交叉碰撞与融合。踏上这场跨学科之旅,感受知识的力量,点燃思维的火花,共同揭开未知的奥秘。
本书深入解读了科学内核,勾勒了历史脉络。精彩的观点将引导我们重新审视世界,启发我们从多个维度探索未来。
人类先驱们世代相继,对自然现象进行归纳总结,最终凝结成伟大的公式。这些公式连接着个体和浩瀚宇宙,让我们重新思考生活琐事的意义。
海森堡曾描述自己提出不确定性原理时的兴奋心情:“凌晨三点,我解开了让量子力学诞生的公式。激动不已,我起身外出,跑向岩石上观赏日出。”
那天早晨,他的双眸中映照出的晨曦必定与以往大不相同——那是人类从未见过的,通往崭新世界的曙光。
物理学与数学的关系往往是相辅相成的。
有时,新的数学理论会先于物理理论出现,并成为其基础。而另一些时候,新的物理概念会先于相应的数学理论提出。
至于左手定则为何要使用三根手指,其根本原因在于我们生活的三维空间。