數學方程式的優雅或醜陋如何界定?

時間 2021-05-31 18:56:31

1樓:李溯然

因為是學數學的,所以感覺可以體會到一點。

在我看來,它們都是美的,都是優雅的。不優雅的方面可能在於個人覺得繁複什麼的,但是感覺到現在接觸到的公式,都很漂亮。

是怎麼樣的一種漂亮呢?就是那種有跡可循的漂亮,讓你在看見似是巧合的時候心裡暗爽的那種。或者是那種爽利的漂亮,用數學老師的話來說,就是,這個世界都可以用數學來標示出來。

當你在撥開乙個又乙個繁複的公式時,總可以看見這個世界裡最簡潔的真理。就是這樣一種感覺。

2樓:Jason Black

首次被邀,感謝!我認為好的數學方程式能體現數形的和諧,形式簡潔但資訊量大。最好的就是能涵蓋和統一許多問題,只有普適性和簡潔才能被推廣。比如麥克斯韋方程等。

3樓:

首先,優美的方程式必是簡潔的,對稱的,一眼看過去,具備形式美;其次,方程背後的含義是豐富的,具備普適性的。舉個大家都知道的例子,勾股定理,很簡單的乙個式子,但是揭示所有直角三角形的根本規律。

4樓:何史提

誠邀。這個問題不好答,因為方程式的優雅與否很在乎主觀感受。我嘗試從物理學的角度去界定優雅吧。

簡潔而有內涵

簡潔的方程式讓人一目了然,讓人看到了就覺得得著了很多智慧型一樣。例子一:E=mc^2,這短短的方程式把能量和質量用光速鏈結在一起(注意:

這方程式的推導殊不簡單);例子二:e^(i pi)=-1把微積分、三角學和複數鏈結在一起。

誇領域

優雅的方程式是誇領域的,以上的e^(i pi)=-1是一例。量子力學中的Ehrenfest Theorem又是一例,這量子力學的方程式被寫成經典力學的樣子,把量子和經典物理連在一起。

對稱性

這個不可不提Maxwell』s Equations,因其Lorentz對稱性,我們可以用一方程總括這電磁理論。

Maxwell』s Equations一開始不是那麼漂亮,它包含四個定律,每定律又有三條方程式(三維),後來我們用向量寫成四條方程式,最後愛恩斯坦用field strength tensor把這四式濃縮成乙個方程式。這種簡約有賴於Maxwell』s Equations的對稱美。

實用性

優雅的方程式可解決問題,其中乙個重要的例子是復變數中的residue theorem,我們可以用復變數的特式和拓撲解決實微積分的問題。

5樓:rainy摩羯

如果乙個方程式很簡潔,但卻完美詮釋了乙個複雜問題的本質或者聯絡了很多東西,我覺得這個方程式就是美的。比如e^iπ+1=0和牛頓第二定律

6樓:

我覺得應該是意料之外的簡潔。

1+1=2美嗎?

327+129=456美嗎?

美,應該是在各種不規則中突然找到了某種規則,混亂之中造就秩序,複雜之中體現簡單。

比如勾股定理

斯托克斯公式等等。

7樓:

隔壁物理系的再來亂入一下。

有個老師和我們說到過這個問題,他說完美的物理學方程,是玄妙、對稱、簡潔、和諧、統一的。這應該可以遷移來當答案。有朋友已經舉了Maxwell方程組的例子,我就多舉乙個我老師說的另乙個例子:

Klein-Gordon方程與Dirac方程之間的聯絡是非常奇妙的,形式的將Klein-Gordon方程兩邊開平方,就幾乎能得到Dirac方程。

Klein

Dirac equation

就目前我能欣賞到的程度而言,方程的美一定就在於其對稱性和啟發性(簡潔往往是相對的,例如物理中常常採用的自然單位制能夠刻畫變數的關係,而忽略了那個係數——但這係數有時可能是本質的。另外關於「簡潔的方程容易背住」,我想說的是——唯手熟爾,多抄幾遍,想清楚本質,是不會存在這類問題的)。對稱性已經有朋友說的很清楚了(我也不想再拿麥組舉例= =),就再說一下啟發性。

如果乙個方程將表面上毫無關聯的兩個量聯絡在一起,那麼一定是具有啟發性的。例如尤拉方程。

如果乙個方稱能夠讓人根據美學要求——比如對稱——得到一些對偶的結果,那麼它很有可能是具有啟發性的。

如果乙個方程的適用範圍廣泛,能夠推廣到不同的代數結構上去,那麼它很有可能是具有啟發性的。(總感覺這輩子都不可能理解範疇了……)

最後,按照知乎慣例我應該離個題

在Heroes in my heart那篇文章裡,我看到過一句話,印象很深:

「美麗有兩種,一是深刻而又動人的方程,一是你泛著倦意淡淡的笑容」

離題完畢。

8樓:

首先,我的觀點是,優雅與醜陋本身就是一種審美,而人們的審美存在共性與個性,說到人,就又要考察不同歷史時期的人......我以為,壓根就沒有一般的定界,只有個人意義上的定界。

那麼,現在來看問題本身,如果數學方程式的優雅與醜陋本身就不存在可以定界這一屬性,那麼我們有何從去考察定界的方法。也就是說,如果乙個物件本身就不存在可定界性,也就無從談起如何定界。

接下來,談談我是如何來看待方程的優雅與醜陋的。方程的優雅或醜陋可以從方程的兩個方面來看,其一,直觀的,這可以是方程的幾何表現;其二,抽象的,這可以是數學上的錯落感(比如最後面這個)。當然,也可以從單一和復合上來觀察。

至於說到優雅和醜陋,有一種說法叫「愛屋及烏」,頂多也就對一些方程式沒什麼感覺,醜陋的還真沒見過。如果真要找出個醜陋的,到目前為止,我想應該是影象處理中的數學問題的那些方程,之混亂......但我深深的明白,這明明就是自己無知,一堆符號在我的大腦中沒有形成邏輯關聯。

也許能找到一本專門講解方程優雅的書,但要找到一本專門講解醜陋的書還真有點困難。

(下面這個等式是在某本書上抄的)

9樓:火気厳禁

我覺得數學的方程式的美感在於它的高度統一性和概括性,是有規律可循的,而不是雜亂無章的,例如我覺得泰勒公式就很美。個人見解,說錯勿怪

10樓:

最後引用一句「簡潔是美的,過度簡潔則是醜的」(大體這個意思o(≧o≦)o不過忘記是誰說的了)

其實方程(公式)有沒有才最重要。歷史上不乏結論和公式都很美妙的,但是非常trivial的結果。

11樓:管清文

這麼巨集大的問題我顯然回答不了,我就試圖羅列三個我覺得優雅的公式吧。

* $e = m c^2$

* 直角三角形$a^2 + b^2 = c^2$* $e^ = -1$

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