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数学真好玩 [:1701019795]
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数学真好玩 “4”的故事
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科学世界中神奇的“4”
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提到“4”大家会想到什么？
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在日本将“4”与“死”联系到了一起，所以是个有些忌讳的数字，但是在科学的世界里可就不同了。神奇的“奇”说不定指的就是“4”。
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宇宙是什么？
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数是什么？
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生命是什么？
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物理学、数学及生物学一直在挑战这些终极之谜。在那里，“4”的故事正悄声发生着。
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“4个力”的统一是物理学的梦想，那个“统一理论”与宇宙的“四维空间”之谜有着紧密的关系。
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只要“四种颜色”就能把地图区分涂色。“四色问题”已经被翻译成图表理论，最后以“四色定理”的形式得到了解决。
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“四碱基配对”支配着生命的设计图——DNA。完成解读自身所有碱基配对这个不可能任务的正是我们人类。
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以追根溯源为使命的科学发现了神奇的“4”。下面就让我们看看在物理学、数学、生物学中关于“4”的故事吧。
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物理学中的“4”，将4个力统一！
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物理学成功说明了宇宙是由“物体”和“力”构成的原理。“物体”由原子构成，“力”则被分为了“重力”“电磁力”“弱力”“强力”四种。
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结果到了20世纪，人们开始提倡比原子还小的“基本粒子”的存在，于是“力”也可以用“基本粒子”来进行说明，“场的理论”也逐渐被构筑起来。
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“重力”是牛顿提出的“万有引力”的一个分力。牛顿认为作用于月亮和苹果的力没有本质上的区别。将天界和地界从数学理论范畴内达成统一的就是天才牛顿。
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英国化学家、物理学家法拉第（1791～1867）发现了“电力”和“磁力”，同为英国物理学家的麦克斯韦（1831～1879）从数学理论的角度完美地将这两者之间的关系用方程式表现了出来，并统一成一种叫作“电磁力”的全新的力。
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我们所处的时空，既有传播电力的“电场”的性质，又有传播磁力的“磁场”的性质。而电场和磁场相互作用产生了“电磁场”，那就存在着“电磁波”（也就是电波）。
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从麦克斯韦方程式中我们可以得知，电磁波是以一定的速度传播的，而令人震惊的是，那个速度其实是“光速”。由此得出了假设光速不变的爱因斯坦“狭义相对论”。
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在那以后，人们发明出基本粒子加速器这种强力助手，粒子物理学也得到了更显著的发展，原子内部隐藏的令人震惊的构造正一个一个被人们认识。那就是被称为“弱力”和“强力”的“核力”。
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物理学家在其掌握的思想和数学知识的驱使下，持续探索着粒子世界中的“协调”。
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比如，“超弦理论”的起源“弦理论”（string theory）就是物理学家南部阳一郎（1921～2015）构思出来的，使用“string”（弦、线）这个词也是由他开始的。
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“弦理论”的诞生是这么一回事儿：“展示强力的实验数据需要用由伽马函数构成的‘贝塔函数’来说明”这一奇妙的事实首先被发现，然后在1968年，南部想到了将强电和贝塔函数结合。
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