《公式之美》:別小看公式,若沒有它們,世界將黯淡無光

2020-10-13 七頃茶館

「萬物速朽,唯有公式永恆;人間虛妄,數學是唯一真理;存在即數,0和1統治一切;大道至簡,數是最美的語言......」



01、


如今,「薛丁格的貓」這一理論,常被用到。若從源頭說起,只怕它因何而來,多數人並不知曉。而關於薛丁格與貓的往事,還要回溯到1935年。

這一年,薛丁格做了一個實驗:將一隻貓關在密閉的盒子裡,盒子裡有些放射性物質。一旦放射性物質衰變,毒藥瓶便會被事先放於其上的錘子砸碎,貓隨之將被毒死。

反之,若衰變未發生,貓也就順利活了下來。

對物理學家而言,他們並不知道放射性物質,具體在哪個時間點衰敗,也就意味著如果不揭開瓶蓋,誰也無法確定貓的死活。

所以薛丁格說,這隻貓處在「生死疊加」的狀態。只有揭開蓋,才能得出確切答案。

基於此,薛丁格無心插柳般用貓的實驗,將微觀和宏觀聯繫起來,把屬於微觀的量子行為,延伸至宏觀世界,欲求證微觀介入宏觀時,量子的存在形式。

結果,此實驗反倒將原本討論微觀不確定的原理,變成了討論宏觀。在宏觀世界,貓既活又死,很明顯違背邏輯。

久而久之,「薛丁格貓態」被人們用來說明那些不確定的事,薛丁格方程也漸漸走入我們的視野。此刻我想問你,關於這個方程,你了解多少?



02、


想來多數人能解釋薛丁格的貓,卻無法解釋薛丁格方程,這便是方程,或者說公式,在當下面臨的尷尬。

我想起學生時代,老師在教授某個公式時,極少會掰開揉碎地講清楚它的來源。而來源,確是深入了解的鑰匙。比如我們所熟知的勾股定理——勾三股四弦五,在我國,最早是周朝的貴公子商高發現的,而他只是發現者,真正的證明者是三國時的趙爽和魏晉時的劉徽(前者是無字證明法,後者有記載)。

儘管比西方晚了些,卻簡單易懂。在西方,最早證明勾股定理的是畢達哥拉斯。據猜測,畢達哥拉斯用的是正方形剖分法。相比之下,趙爽的勾股圓方圖,採用幾何圖形可截、割、拼、補的特點,證明方式更富趣味。

可見,一個方程的出世,雖是前無古人,卻不代表後無來者。公式在不斷被推翻,被證明,並選取最精華的結論。推導的過程,是前人智慧的體驗。只有知其如何而來,才知其為何有存在的價值。也只有了解一步步是怎麼得出的,才不會產生思想的斷層,對公式的認識方可稱為完整。



03、


如果你熟悉凱利公式,那麼在賭場上或許能成為贏家。因為凱利會告訴賭徒們,當你下注的比例,佔總資產多少百分比時,你的收益是最大的;

如果你知道香農公式,想必會了解若沒有它,人類既不能用數學的方式將信息編碼,也無法掌握現代通信的「金科玉律」。可以說我們能進入5G時代,香農功不可沒;

如果你聽過蝴蝶效應,我猜你肯定聽過,也就曉得由此而來的公式,是混沌的證明。混沌理論是20世紀自然科學的重要發現,人類因此能夠把握無常的命運,在自然面前不至於束手無策。

如果你讀過《公式之美》這本書,你至少能學習23個公式,以及確信如果沒有它們,我們的生活將多麼乏味。曾經,我以為公式不過是由數字組成,並無情感。讀過本書後,即便有些內容仍不解,但公式由此多了幾分意義。



每個公式都有一段歷史,它將推動時代發展,讓新的歷史強於過往;

每個公式都蘊含著理性世界,推理過程嚴謹,不容分毫「可能」;

每個公式都是至美語言,如詩般耐人尋味。若你用公式表白,成功率興許能高些;

每個公式都集結了人類最高智慧,將這些公式的創造者比作天才,絕不為過,但他們亦有勤奮和韌性。

別小看一個公式,若沒有它,我們的生活將會多麼黯淡無光。


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