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数学界有4个神奇的数字:圆周率、普朗克常数以及古老的自然对数e和黄金分割比φ。这些数字在数学和科学领域占据着重要地位。圆周率π是一个无限不循环小数,是数学中最重要的常数之一,与圆的直径和周长的比值密切相关。而普朗克常数h则在量子力学中发挥着关键作用,是量子力学基本理论的重要组成部分。另外,自然对数e在计算复利和指数增长时扮演着重要角色,而黄金分割比φ则在美学和自然界中被广泛运用。这些神奇的数字都在数学和科学的发展中扮演着不可或缺的角色。
如果将科学比喻成皇冠,那数学就是上面最亮的宝石。不管科学划分成多少个领域,数学始终都是学科的基础。没有装备足够的数学知识,你学不好物理,学不好天文学,离开了数学的学科是不会有成就的。数学和物理学有着深刻的联系,牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦,他们身上有着物理学家的标签,但不能否认的是,他们也是个数学家。
一个优秀的物理学家,必然要有深厚的数学功底。复杂的公式计算和缜密的逻辑思维能力,都对数学能力提出了高要求。数学的基础是数字,小学老师告诉我们数学就是一门研究数字关系的学科,现在想来说的不够全面,却也揭示了数字在数学领域的地位。在数学界中,有4个神奇的数字,背后都藏着这个世界的真理。
圆周率
圆周率应该是我们最熟悉的数字之一了,小学生都会背3.1415926。圆周率的特点就是它无限不循环,它算不到尽头。人类现在已经制造出了超级计算机,它的计算能力呈几何倍数增长。可在计算圆周率时,仍旧算不到尽头。
和圆周率有关的知识有很多,它在微积分、计算机和物理学等领域,都有着应用。有的人为了培养自己的记忆力,专门去背诵圆周率。如果未来圆周率被证实可以算完,在多个领域都会迎来一场变革。
普朗克常数
不熟悉量子力学的人估计都没有听过这个名字,普朗克常数的作用是描述量子的大小。它的创始人普朗克是能和爱因斯坦并驾齐驱的物理学家,是量子力学的主要开创者。量子力学的基础概念就是量子,而普朗克常数就是专门用来描述它的。量子是微观角度的概念,它的大小是多少对于研究它的性质而言,是个重要的出发角度。
量子力学中有两个重要原理:波粒二象性和不确定度原理,科学家用普朗克常数来研究它们,也可以得出两者之间的关系。
光速
光速的值是每秒30万公里,光速的发现离不开爱因斯坦,是他验证了光的速度。可能很多人觉得光速的作用不大,其实不是,质能公式中光速作为常量出现并参与计算。质能公式的出现,是高能物理和核能应用领域的福音,你还觉得光速不重要吗?
而且光速还有个重要属性,它是永恒不变的,不管在什么地方,以什么东西为参照物,它的数值都是每秒30万公里。有的常数在不同环境中会受到影响,光速则不会。
走马灯数
142857,这个六位数已经不能用“神奇”两个字来描述了,它隐藏的奥秘直到今天都没有全部破解。走马灯数是金字塔里发现的,金字塔本身就是谜团,谁都不知道古埃及人是怎么建造它的。而且它的位置排列也有点不同寻常,隐隐对应着天上的星辰。
感兴趣的朋友可以把走马灯数从1乘到10,你会发现答案都是由6个数字组成的,只不过是调换了顺序出现,这六个数字是1、2、4、5、7、8。用走马灯数乘一个含有7的数字,你会发现结果的每个数字相加,总是等于36。从单纯的数学规律来看,走马灯数的神奇已经超过了前几个数字,谁也不知道古埃及人是怎么发现它的。
这4个神奇数字,背后都对应着数学规律,和其他领域也有关系。可见数学确实是自然科学的基础,相信这4个数字也不是终点,数学是门博大精深的学科,我们还有很多奥秘没有发现。
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