专栏名称: 张是之

笔耕不辍，这里将分享我关于经济学、教育、成长等方面的思考。

科学日历，科学之美

张是之 · 公众号 · · 2020-01-02 22:39

正文

「科学+艺术」限量1000本

▲万物沉默，聆听“物理的忧伤”

●人间虚妄，逃不过琴弦振动？

◆众生极乐，奔向“数学的深渊”

■娱乐至死，谁在意量子轮回？

一份日历，穿越138亿年。

366张手绘， 重新描画宇宙地图。
广袤星空，银河不过是一粒 微尘。

99处知识点， 读懂人类科学简史

浩瀚银河，地球不过是一 “暗淡蓝点”。

12个数理公式， 领略数理之美。

数亿光阴，人类只是虚空中刹那烟花。

『封里：宏观坐标』

一张 138亿年的时间坐标图

生命卑微，却又傲视苍穹

从大爆炸起，宇宙已有 138亿年

人类却能看到 930亿光年 的范围

『封外：微观世界』

61种基本粒子，

微观的尽头 是什么 ？

紧闭的夸克里面

到底藏着什么样的 创世秘密 ？

万物只是上帝指尖撩拨的琴弦？

『一月：混沌尽头』

混沌尽头，奇点爆炸，

宇宙是这样诞生的？

▲ 10E－43秒，宇宙诞生十维宇宙分裂成一个四维宇宙和一个六维宇宙。

▲ 10E－35秒，大统一作用力崩解。

▲ 10E－3秒，夸克开始凝聚，中子与质子出现。

▲ 3分钟，质子与中子开始凝聚成稳定的原子核。

日历相关

别闹了，一张照片看不清黑洞

她的孩子诞生了，是一种无法用肉眼直接分辨的奇异星体——黑洞。

不过，我的诞生也可能来自某场宇宙交通事故。比如，两颗恒星的大打出手，往往会造成星系级的巨大黑洞。

『二月：远古岁月』

当古人在思考1+1=？时

文明加速进化

▲ 石器时代： 始于距今二三百万年，止于约距今5000至2000年。

▲ 钻木取火： 100万年前古人开始利用火，公元前4354年 燧人氏 最早进行人工取火。

▲ 结绳记事： 绳子出现在28000年前，《易系辞》上记载:“上古结绳记事，后世圣人易之以书契。”

日历相关

1+1=2：数学的原点

意大利数学家皮亚诺用公理把自然数安放在了数学世界里面，用五条公理建立了一阶算术系统，可以用来推导出“1+1=2”这一数学世界的原点。

『三月：中国科学』

故折矩，以为句广三，

股修四，径隅五。

▲ 《周易》： 公元前1046年—公元前771年，相传系周文王姬昌所作。

▲ 勾股定理： 商高在公元前1000年发现勾股定理的一个特例：勾三，股四，弦五。
▲ 五行： 公元前770年—公元前476年的春秋时期。五行是指包涵借着阴阳演变过程的五种基本动态：水、火、金、木、土。

▲ 造纸术： 公元105年的汉朝时期，蔡伦改进了造纸术，是现代纸的渊源。

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中国不缺《朗读者》，中国最缺“赛先生”

很多时候并不需要深刻，只需一抹粉红“哲思小语”，涂抹在失血已久精神之唇上，就能感觉到自己面如冠玉。

『四月：希腊诸神』

逻辑思辨，

是一切的讨论基石

▲ 毕达哥拉斯： 约公元前580年—公元前500（490）年。他是某种意义上数论的创世始祖，数即一切。同时，毕达哥拉斯也算是第一个数学学派的创始人。

▲ 亚里士多德： 公元前384—公元前322年，亚构建了西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。

▲ 欧几里得： 约公元前330年—公元前275年，著作《几何原本》是欧洲数学的基础。

▲ 阿基米德： 公元前287年—公元前212年，百科式科学家、被誉为“数学之神”。他是数学史开创时期最灿烂的光辉，古希腊时代文明的最后的辉煌！

日历相关

缺乏逻辑的人为什么看不到真相？

直到有一个囚徒转身，看见火把，他顺着火光走出洞穴，看到了太阳，才明白影子是火光照射出来的，而火光的范围远远不如阳光，他终于知道了真正的光是阳光。

『五月：人类曙光』

让牛顿去吧，

万物遂成光明

▲ 《天体运行论》： 论述太阳位于宇宙的中心，地球和其它行星都是绕太阳运行的。当代天文学起点，也是现代科学的起点。
▲ 实验科学： 伽利略认为实验是知识的唯一源泉，为牛顿理论体系的建立奠定基础。

▲ 我思故我在： 公元1641年由近代哲学奠基人笛卡儿提出，被誉为人类真正的觉醒。

▲ 经典力学： 牛顿发现了运动三定律和万有引力定律，奠定了宏观力学的基石。

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天不生牛顿，万古如长夜

自然和自然的规律隐藏在茫茫黑夜之中，

上帝说：让牛顿降生吧。于是一片光明。

——英国诗人亚历山大·蒲柏

『六月：蒸汽社会』

如果违背了热力学第二定律，

那你一定是错的

▲ 光的研究： 波动说和微粒说被相继提出。

▲ 热力学第二定律： 克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。

▲ 蒸气机发明： 1781年瓦特发明双动式蒸汽机，导致了第一次工业技术革命的兴起。

▲ 元素周期律： 1869年门捷列夫将已知的63种元素依相对原子质量大小并以表的形式排列，制成元素周期表雏形。

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世界上最美丽的12个公式

从基本的1+1=2到揭示电磁现象的“麦克斯韦方程”，从开启暗黑之门的E = mc2到神秘的“德布罗意方程组”，从简洁至极的eπi+1=0欧拉公式到让相对论量子理论牵手的“狄拉克方程”……这些公式如此美丽而精妙，是地球上伟大智者一生的凝练。

『七月：电磁世纪』

电和磁相互转换，

能量级数获得飞跃

▲ 电磁感应： 法拉第于1831年发现了电磁感应现象，并总结出电磁感应定律，发明第一台电动机。

▲ 《电磁学通论》： 1873年，麦克斯韦完成的电磁理论经典著作，与牛顿的《自然哲学的数学原理》和达尔文的《物种起源》一样，都被视为科学巨著。

▲ 光电效应： 1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，同时发现光电效应。

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站在麦克斯韦后面的男人

“你是光，你是电，你是唯一的神话”，歌声响起的时候，我眼前闪过的不是那三个蹦蹦跳跳的小女孩，而是一个睿智的英俊少年，是的，他就是光，他就是电，他就是唯一的神话，他就是superstar——詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。

『八月：绝对时空』

质量和能量可以被统一起来

▲ 黎曼几何： 非欧几何的一种，德国数学家黎曼于1854年《论作为几何学基础的假设》一文中提出。

▲ 洛伦兹变换： 狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系(S和S′)之间的坐标变换。用来调和19世纪建立起来的经典电动力学同牛顿力学之间的矛盾。
▲ 广义相对论： 由爱因斯坦于1915年完成，这一理论首次把引力场解释成时空的弯曲。

▲ 虫洞： 1916年由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出，1930年由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的，认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。

日历相关

危险的“黎曼猜想”

过直线外一点，可作其几条平行线？

欧氏几何说，只能作一条；

罗氏几何说，至少可以作两条（包括一组和无数）。

黎曼慢悠悠地反问：谁知道平行线相交还是不相交呢？

『九月：量子世界』

这只量子猫穿梭在

宏观和微观世界里

▲ 黑体辐射： 德国物理学家普朗克1900年所创的“黑体辐射定律”是公认的物体间热力传导基本法则，第一次提出“量子”的概念。

▲ 玻尔模型： 在卢瑟福模型的基础上提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题。

▲ 薛定谔的猫： 1935年薛定谔提出的有关猫生死叠加的著名思想实验。

▲ 狄拉克方程： 为量子场论奠定了基础，为统一量子力学与相对论提供了可能性。

日历相关

狄拉克方程：反物质的“先知”

在浩瀚宇宙的某个地方，存在着一个地球的孪生兄弟，只是一切都是左右颠倒的。脑洞再大点，也许还有反物质构成的反银河系、反太阳系，甚至是居住着反人类的反地球。

『十月：微观尽头』

建立粒子标准模型，

统一宇宙四种力

▲ 夸克的发现： 夸克互相结合，形成一种复合粒子，叫强子。强子中最稳定的是质子和中子，它们是构成原子核的单元。
▲ 规范场论： 基于对称变换可以局部也可以全局地施行这一思想的一类物理理论，成功为量子电动力学、弱相互作用和强相互作用提供了一个统一的数学形式化架构——标准模型。

▲ 弦理论： 自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子，而是很小很小的线状的“弦”。
▲ M理论： 物理的终极理论，由单一个理论来解释所有物质与能源的本质与交互关系。

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