江苏龙网

  1. 首页 > 社会 > >

生活里的创意|单单一个字母e，却在自然界有多种身份


e是什么？
e有很多种“身份” 。 它是英语字母表中的第5个字母 ， 第二个元音 。 它来自希腊字母ε ， 是英语和很多欧洲语言中最常用的字母之一 。
e同样跨越了多个学科 ， 串起了科学的历程 。 它让我们熟悉到鹦鹉螺锦绣的螺壳曲线 ， 勾画出行星运行的轨道 ， 了解不可分割的基本粒子及其四周的场 ， 将物质的本质揭示出来 。
生活里的创意|单单一个字母e，却在自然界有多种身份
本文插图

天然常数
生活里的创意|单单一个字母e，却在自然界有多种身份
本文插图

数学家看到e ， 最先想到的或许是2.7182818284590……这串数字 。 天然常数e是我们最认识的无理数之一 ， 它是自然对数的底数 ， 是(1 + 1/n)n的极限 ， 是数学中最令人印象深刻的数字之一 。 有关e的科学故事用几本书都也讲不完 。
17世纪 ， 数学家约翰·纳皮尔发明了对数 ， 在纳皮尔的著作的附录中 ， 这个常数第一次以一种绝不起眼的方式泛起在了一系列数字中 。 直到1683年 ， 雅各布·伯努利在研究连续复利时 ， 他第一次尝试计算出了e的近似值 。 真正的突破来自18世纪中叶 。 e有时也被称为欧拉数 ， 由于闻名数学家莱昂哈德·欧拉将对数函数与指数函数联系在了一起 ， 让人们对e有了更透彻的熟悉 。 欧拉恒等式eiπ + 1 = 0将人们最认识的几个数字结合在了同一个等式里 ， 仿佛展现了数学的极致之美 。
除了数学之美 ， e还总与天然之美联系在一起 。 利用e可以构造出柔美的等角螺线 ， 这个图形被隐藏在天然的各个角落 ， 鹦鹉螺的螺壳、向日葵的种子、银河系的旋臂……或许也难怪人们把e称为“天然”常数 。
生活里的创意|单单一个字母e，却在自然界有多种身份
本文插图

偏心率
生活里的创意|单单一个字母e，却在自然界有多种身份
本文插图

假如告诉你 ， 圆和椭圆属于“同一类”图形 ， 你或许不会惊奇 ， 但假如继承说 ， 这类外形里还包括了双曲线和抛物线 ， 你或许会觉得 ， 它们的外形看起来也太不一样了 。 事实上 ， 这些图形确实属于一类曲线 ， 它们都可以通过一个正圆锥面和一个平面相切而得 ， 被称为圆锥曲线 。
早在公元前的古希腊时代 ， 数学家已经开始研究圆锥曲线 ， 而定义圆锥曲线最枢纽的参数也是e ， 这里的e代表偏心率 。 或许可以这么理解 ， 偏心率衡量了一种圆锥曲线的外形偏离正圆形有多“远” 。
数学中的偏心率而后被应用在多个学科中 。 好比 ， 天体物理学中的轨道偏心率是天体运行的一个枢纽参数 。 早在1609年 ， 天文学家约翰内斯·开普勒发表开普勒第一定律 ， 提出太阳系的行星围绕太阳运行的轨道是卵形 ， 太阳在其中一个焦点上 。 轨道偏心率对行星上的气候变化、四季更迭等都会产生影响 。
生活里的创意|单单一个字母e，却在自然界有多种身份
本文插图

电子
生活里的创意|单单一个字母e，却在自然界有多种身份
本文插图

我们很早就观察到了“电” ， 从远古时期开始 ， 人类就时常看见闪电 ， 古希腊时期人们发现了摩擦起电的现象 。 “Electric”这个词就来自古希腊语的“λεκτρον”（琥珀） ， 由于琥珀在摩擦之后能够吸引微小的物体 。
但直到19世纪之后 ， 在某种程度上来说 ， 我们才真正从本质上重新认识了“电” 。 在粒子物理学家的眼中 ， e就是第一个被发现的亚原子粒子——电子 。 电子是尺度模型中的第一代轻子 ， 它是一种不可再分割的基本粒子 。 1897年 ， 英国物理学家约瑟夫·汤姆孙发现阴极射线是由一种以前未知的带负电的粒子构成 ， 这种物质要比原子小得多 ， 荷质比也很大 ， 这种粒子后来就被称为电子 。 20世纪初 ， 欧内斯特·卢瑟福以为电子是围绕在原子核四周的电子云 ， 随后尼尔斯·玻尔提出了一种原子结构模型 ， 利用量子化的概念研究原子内电子的运动 。


推荐阅读


上一篇：变废为宝|速看！辽宁省教育厅发布重要高校名单

下一篇：旅途蓬安|明天依旧“热”，但后天起有“雨”来降温