NO.6牛頓定律
經(jīng)典物理學中最偉大的沒有之一的核心定律。學過高中物理的你,還記得它們嗎?
公式背后的故事
1684年,牛頓的朋友埃德蒙頓?哈雷問牛頓能否證明行星的軌道是橢圓,牛頓說他能。結(jié)果三年后,牛頓對這一問題的論證便形成了《自然哲學的數(shù)學原理》,該書第一部分就開宗明義敘述了牛頓三大定律,為將來的一切物理學書籍定下了基調(diào)。
哈雷慷慨解囊,贊助牛頓出版了此書,他的這一義舉最終以一種非常獨特的方式得到了回報:除了對蘋果和行星以外,牛頓的理論也可應(yīng)用于彗星。因為彗星的軌道是橢圓,所以它們一定會一次又一次地回歸。哈雷意識到,人們曾多次觀察到一顆特定彗星,它以大約75年的周期回歸:1456年、1531年、1606年和1682年。于是他正確地預(yù)測了這顆彗星將會在1758年(那時他早已離世)再次回歸。從那時起,這顆彗星每隔75至76年就會回歸一次,這就是著名的哈雷彗星。
NO.7麥克斯韋方程組
麥克斯韋方程最偉大的功績就是將電現(xiàn)象、磁現(xiàn)象與光的本質(zhì)有機地統(tǒng)一在完整的電磁場理論中。這組公式融合了電的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律。比較謙虛的評價是:‘一般地,宇宙間任何的電磁現(xiàn)象,皆可由此方程組解釋?!?/span>
麥克斯韋揭示了電場和磁場是一種基本媒介,并發(fā)現(xiàn)光速c是一個不變的基本物理常數(shù):磁場是由電流產(chǎn)生的,電場是由變化的磁場引發(fā)的。而且說到底,光只不過就是傳播中的電磁波,是振動中的磁場與電場相互交織、精致編就的織錦,而磁場與電場就好像一幅紡織品上的經(jīng)線與緯線。
公式背后的故事
麥克斯韋方程預(yù)言電磁波可以以不同的波長存在,例如我們今天叫作微波、紅外線、紫外線和X射線的那些光波就都是電磁波。它們預(yù)言這樣的波可以通過振蕩電場產(chǎn)生。1901年,意大利人古列爾莫?馬可尼正是利用這一原理發(fā)射了第一束無線電波。它們暗示光本身可以產(chǎn)生壓強。果然不錯,研究人員在20世紀發(fā)現(xiàn)了‘太陽風’,它揭開了彗星尾部所指的方向背離太陽的千古之謎。而在1905年,它們又為阿爾伯特?愛因斯坦指明了發(fā)現(xiàn)相對論的道路。
NO.8質(zhì)能公式
又一個簡潔公式的典范!同時也又一次刷新了人類的世界觀。質(zhì)能方程深刻地揭示了質(zhì)量與能量之間的關(guān)系,在此之前,人們毫無疑問的認為:質(zhì)量是質(zhì)量,能量是能量,兩者間沒有聯(lián)系,但在相對論力學中,能量和質(zhì)量是可互換的。
公式背后的故事
愛因斯坦其實并沒有證明E = mc2 !他曾經(jīng)做過近似處理,因此他只是證明了E ≈ mc2(也就是說,能量與物質(zhì)大體等價)。他沒有真正下手確定這一近似計算的誤差是多少。看上去他似乎根本就不在乎——作為一位不拘形骸的天才、數(shù)學課的‘懶狗’,為什么要用迂腐的數(shù)學證明來糟蹋這樣一個‘很有趣、很有感染力’的想法?當然,愛因斯坦和其他人后來曾經(jīng)回過頭來對這個最重要的原理進行了更為嚴格的論證。
(來源于網(wǎng)絡(luò))
聯(lián)系客服