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1701052743 [16]Herbert Turnbull引用Felix Klein的《数学的世界》(The World of Mathematics,纽约:Simon and Schuster,1956年)中的“The Great Mathematicians”,第1卷,James R. Neuman编,第151页。
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1701052748 [17]不过这并不是通用的表达式。例如,数学家有时会争论π的定义是不是最经济的。也就是说,对数学和科学中业已发现的2πs,以及把π作为单位圆的弧度所产生的极大简化,此处把圆的周长与半径的比值定义为基本常数的做法是否更美、更经济呢?换句话说,有没有什么例子能表明π确实有其美和经济性呢?eiπ+1=0就是最明显的例子。这个方程如果变成eiπ/2+1=0的话,乍看上去美感会降低。不过数学家发现了一个窍门。假定用ψ表示2π,那么就能写出一个更美、更经济的公式:欧拉公式只是上述公式的特殊情形。因为1有一个平方根是-1,所以公式更为一般化。欧拉公式是的特殊情形,就像毕达哥拉斯定理是余弦定律的特殊情形一样。
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1701052750 [18]Larry Wilmore,引自《纽约时报》(The New York Times),2007年4月15日,第4节,第4页。
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1701052752 [19]Len Fisher,“日常生活中的方程”,《新科学家》(New Scientist),2005年7月30日;Simon Singh,“谎言、该死的谎言和PR”,《新科学家》,2005年8月20日。
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1701052754 [20]关于此点的讨论,参见William Steinhoff,《乔治·奥韦尔与1984的起源》(George Orwell and the Origins of 1984,安阿伯:密歇根大学出版社,1975年),第12章。
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1701052756 [21]这位领导人指的是Eugene Lyons,他起草过前苏联的第一个五年计划,引自Steinhoff,《乔治·奥韦尔与1984的起源》,第172页。
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1701052758 [22]引自Robert A. Orsi,“2+2=5”,《美国学者》(American Scholar,2007年春)76,第34~43页。
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1701052763 历史上最伟大的10个方程 [:1701051615]
1701052764 历史上最伟大的10个方程 5 科学上的莎士比亚剧 热力学第二定律
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1701052766 s′-S≥0
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1701052768 说明:整个世界的熵值向着达到最大值的方向变化。
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1701052770 发现者:各国科学家。
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1701052772 发现时间:19世纪40年代到19世纪50年代。
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1701052774 我经常会遇到很多这样的人:按照传统文化的标准来看,他们算得上是受过高等教育的人,这些人喜欢兴致勃勃地表达自己对科学家的怀疑。有那么一两次,我被激怒了,就问他们谁能描述一下热力学第二定律。结果一下子冷场了,没有人能说得上来。在科学界来看,我问的这个问题其实就相当于问人文领域的人:“你读过莎士比亚的作品吗?”
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1701052776 ——C. P. 斯诺(C. P. Snow),《两种文化》(The Two Cultures)
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1701052778 热力学第一定律和热力学第二定律的叙述很简单。热力学第二定律是由鲁道夫·克劳修斯提出的。他发明了“熵”(entropy)一词来描述混乱度。克劳修斯是这样描述这两个定律的:“世界的能量总量是恒定的,世界的熵值总是向着达到最大值的方向变化。”简而言之就是:“你永远不可能赢,也不可能不赔不赚。”本文一开始给出的公式是马克斯·普朗克提出的,其中S是之前的熵,S′是一段时间之后的熵。世界上的所有活动都会涉及热力学第二定律。不理解这一点,就无法理解世界运行的内在机制。C. P. 斯诺认为,问人家能否描述热力学第二定律就好比是问:“你读过莎士比亚的作品没有?”当然,这也正是他本人提问的初衷。对于自认为有文化的人来说,这两个问题只要有一个答不上来,就可算是颜面尽失了。
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1701052780 谈到这个话题,我的想法更偏激一些。我认为热力学第二定律实际上就像一部莎士比亚的作品。它也有自己的故事,故事里面还有精心刻画的角色。它对人的生活有着重要的意义。故事情节的展开,在某种程度上与莎士比亚剧如出一辙。
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1701052782 以下就是“剧情介绍”。
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1701052784 序幕
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1701052786 18世纪末的欧洲
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1701052788 此时一种新的力学理论已初见端倪。蒸汽机和其他技术的发展,使人们把注意力集中到与热有关的现象上来。受实际需要和好奇心的驱动,很多发明者开始尝试设计更好的蒸汽机。不过当时人们对热几乎一无所知,这些人的工作也只不过是“缝缝补补”。人们似乎认为热就是力,热可以用来做功。但是,热却不能用牛顿的推力和拉力来解释。此时,人们对热的理论产生了迫切的需求,不久就出现了一种称为“热质说”的粗糙理论。该理论于18世纪下半叶由法国科学家、“现代化学之父”安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)提出。热质论认为热是不断流动的、肉眼看不见的流体,没有重量。这是人们把热理解为力的雏形。随后有几位科学家,受好奇心和科学家的自尊和自信的驱使,也开始将注意力转移到热力上来。很快,他们就在热力的利用过程中是否涉及热的守恒和转化这一问题上,发生了争执。也就是说,热的总量是否守恒?或者热能否转化成其他能量?这场争论的解决成为新力学的关键。
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1701052790 剧中人物
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1701052792 路德维希·玻耳兹曼
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