【科学知识】看过《隐秘的角落》才知道，理科生有多可怕！

数学算法俱乐部

日期 ： 2020年12月03日       

正文共 ：3169字21图

来源 ： 超级数学建模

最近，大家都被《隐秘的角落》刷屏了吧？

但吃瓜、看瓜的背后，我看到了理科生的可怕之处。

数学课上，为了暗示朱朝阳自己杀人其实是因为被背叛，张东升利用笛卡尔在爱情里或美好与悲惨交织的故事，三两句话，就向朱朝阳抛出一个敏感的问题：

“童话与真相，你愿意相信哪个？”

数学思维的理性和作为人的感性，在他身上显露无疑。谁说理科生除了整天做题，啥都不知道，也不懂浪漫？

超模君我作为理科生阵营的一员，也经常被嘲笑，他们称我为——理科·莫得感情·口才不好·标配格子衫眼镜·不修边幅·没有头发的胖子·生。

为了给自己理科生正名（我们知道很多文科生不知道的！这些知识一样很浪漫！）

今天超模君整理了“八大必知理科知识”给大家感受一下，快去问问你身边的文科生，都能说得上来几个！

1、相对论

相对论的大名大家都听过，但很难讲得又简单又清楚，超模君就挑好懂的部分讲。

先说狭义相对论，起因是人们发现光的速度很神奇：

假如你不动，一辆车以10m/s的速度开过去，你测量车的速度就是10m/s；如果你以1m/s的速度与车同向走路再测，那车速就是9m/s。

但你测光速，两次结果却是一样的，无论你以什么速度走，光速都不变，与你的速度无关。这就是光速不变原理。

爱因斯坦

在这个基础上，爱因斯坦认为光速是最快的速度，然后一通操作，得出结论：速度越大，质量越大，长度越短，时间变慢。

不过这个要在接近光速的时候才能体现，平时速度慢感觉不到。

而广义相对论的基础是重力效果等于加速度效果。

比如你坐电梯，电梯上升加速的时候你会感觉身体一沉，这和地心引力增大感觉相同。下降的时候会失重，身体一飘和地心引力减小感觉相同。

然后爱因斯坦又是一通操作得出：光受引力会弯曲。比如光经过太阳时，所以我们能看到太阳后面的星球。

万有引力是通过引力波转递产生效果的，引力波的速度等于光速。

质量很大的恒星会变成黑洞，光都跑不出来。

爱因斯坦曾说，如果我没有提出狭义相对论或许有人在10年内会提出，如果我没有提出广义相对论，50年内都不会有人提出。

哦，大神，接受我的膜拜。

2、费马大定理

简单来说就是，勾股定理，在指数为不是1或2的正整数时，都不成立。

费马也是一位数学家，他提出这个猜想后，在旁边写了一句很有意思的话：“我确信已发现了一种美妙的证法 ，可惜这里空白的地方太小，我写不下”。

然后历代数学家前赴后继，一共用了354年，高斯欧拉等大神都未能证明它。

费马

300年啊，所有数学家一起围攻的一个问题，都没能被解决。直到1995年，才被英国数学家怀尔斯证明。

在证明期间，许多全新的数学思想就此诞生，所以当它被证明之时。有人说，会下金蛋的鸡死了……

后来人们也基本认定费马没证明，他写那句话就是装个逼……

3、麦克斯韦方程组

麦克斯韦是牛顿之后，爱因斯坦之前最伟大的物理学家。这四个简洁的方程统一了电磁学。

类比一下就是现代物理大致分为经典力学、量子力学、相对论、弦理论，但四个领域的公式很多互不通用。

爱因斯坦毕生的遗憾就是没能写出统一所有物理领域的大统一方程。

之前电磁学的公式和知识也是如此散乱，直到麦克斯韦方程组一出。

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麦克斯韦方程组相当于电磁学的大统一公式。（相当于牛顿把苹果掉到地上的物理公式，和天体运行公式，统一在了万有引力定律。）

这个公式是理科生最常用，也最易理解的公式之一，很多理科生看了之后都想跪下来膜拜大神……

4、笛卡尔心形曲线

这是一个用极坐标表示的曲线，极坐标是拿长度和角度表示函数的一种坐标。

这个函数的形状是一个心形，表达式也很简洁优美，就如纯粹的爱心。

笛卡尔是个单身的数学家和物理学家，人们给他和这个函数编了一个凄美的爱情故事，百岁山的广告就是在讲这个故事。

这个心形函数是初阶版本，进阶版本也有，但较为复杂。

不过不少人觉得这个函数更像屁股……

受此启发，理科生开始了他们的浪漫。

5、潮汐锁定

月球为什么始终一个面对着地球？这和钱江潮、每天的涨潮落潮是一个原因。

由于地球直径很长，所以近日点比远日点受到太阳引力大。

而地球中心是平衡点，所以两端一端被拉向太阳，一端被抛离太阳：

又由于地球表面是水，所以两端水被拉高了（即涨潮），另外两端就是落潮。

每天地球转一圈就是潮涨潮落。

月球地球太阳一条线，且月球在中间时，引力最大，潮水最大，即每月十五十六的样子。

同理，由于力的作用是相互的，月球给地球上的水潮汐力，也会受到地球的反作用力。

但月球上是石头，所以月球被拉成了椭圆形。

又因为受力平衡，椭圆形瘦长的一端必须始终朝向地球。

于是月球就被潮汐引力锁住了，始终只能一面朝着地球。

古人因此展开了许多遐想，创作了许多浪漫的文学佳作。

6、欧拉公式

欧拉

欧拉是数学史上最伟大的四位数学家之一（阿基米德、牛顿、欧拉、高斯）。

这个公式的重要意义，在于把指数函数，和三角函数联系在了一起。

有趣的地方在于，当x等于π的时候，公式就变成了e^(iπ)+1=0

这个公式没有任何多余的内容，将数学中最基本的e、i、π放在了同一个式子中，同时加入了数学也是哲学中最重要的0和1，再以简单的“+”相连。

简洁优美，被人们称为“上帝创造的公式”。

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高斯曾经说：“一个人第一次看到这个公式而不感到它的魅力，他不可能成为数学家。”

7、薛定谔方程

薛定谔方程

曾有人问，如果知道所有物体的物理状态，那是不是就可以计算出他的未来的轨迹，可以预测未来？

薛定谔方程否决了这一点，它表明量子力学中，粒子以概率的方式出现，具有不确定性。知道位置就不知道速度，知道速度就不知道位置。

这不能用经典物理公式计算，也就无法计算他未来的位置，彻底否决了预测未来的言论。因此，这个公式在量子力学中有重要地位。

薛定谔

提到薛定谔就不得不提到薛定谔的猫，这个实验表明，不确定状态的量子，只有被打开观测了你才知道他的状态，没被观测前你是不知道它的状态的。

但这个量子的状态又是肯定存在而且确定的，只是你不知道。

所以生命被量子决定的猫在盒子被打开观测前也不知死活。

但猫的死和活的状态又应该是确定的，从而造成这只猫处于既死又活的不确定状态。

正是因为这只假想出来的既死又活的猫，才延伸出来被玩坏的薛定谔的处女的梗。

8、黎曼猜想

黎曼猜想

黎曼猜想和哥德巴赫猜想同样重要，只不过黎曼猜想难以对常人讲述，所以很少提起。

它和哥德巴赫猜想一样是研究质数分布的，猜想质数的分布有着一定的规律。

先说说质数，质数是无穷多的，在数学中还很重要，所以人们对它的分布十分好奇。

波恩哈德·黎曼

但是黎曼提出了一个猜想，如果被证实了，那可以说明部分质数的分布确实有一定的规律。

然而，数学家们证了100多年还没证出来......

虽然证不出来，但是所有数学家都认为他是对的。于是，数学家们直接以黎曼猜想为基础，继续往后推，又搞出了一堆重要猜想。

黎曼猜想证对了问题不大，一堆猜想升级为定理，如果证明是错的，数学大厦塌一层楼。

那黎曼猜想有多重要呢？重要到可能会推进哥德巴赫猜想的证明，密码学的重新洗牌。

1900年，被誉为最后一位，精通所有数学领域的数学大师——希尔伯特提出来了23个世纪数学难题，黎曼猜想就在其中。

希尔伯特曾说，如果自己在500年后复活，第一个想问的就是：黎曼猜想被证明出来了吗？

写在最后

科学之美，让无数伟人投毕生于其中。

戴维招法拉第为助手时问他：“科学是很苦的，而且没有回报，你做好准备了吗？”

法拉第回答：“我觉得科学本身就是一种回报。”

科学之美，在法拉第看来超乎一切世间珍宝。

如果不知道科学之美，那超模君觉得，确实是文科生的一个遗憾。

参考来源：

https://www.zhihu.com/question/270455074/answer/1083842487

— THE END —

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