数学之美铸造物理之矛——“上帝公式”背后的百年奋斗史.doc

东北农业大学学士学位论文 学号： 数学之美铸造物理之矛——“上帝公式”背后的百年奋斗史 学生姓名：孙 铭 指导教师：刘振忠 所在院系：理学院 所学专业：信息与计算科学 东 北 农 业 大 学 中国·哈尔滨 2016 年 5 月 Northeast Agricultural University Bachelor Dissertation Student Number：The beauty of Mathematics casting physical—— the history of the hundred years struggle behind the formula of God Student Name: Sun Ming Tutor Name: Liu zhenzhong Institute : College of Science Speciality: Information and Calculation Science Northeast Agricultural University Harbin ?China May 2016 摘要 数学自诞生以来便被应用于各项学科之中，物理，化学，生物，建筑，医药甚至艺术都与数学息息相关，可以说数学成就了我们的科学大厦。因其结构的严谨与天生的美感，古往今来有数不尽的传奇伴随着数学之美纷至沓来。在各个学科中发挥着它独有的魅力。 而在各学科中，物理尤其与数学亲密。物理学家以严谨精确而有充满美感的数学公式解析这个宇宙的各种现象。而随着研究的深入，物理学家发现我们宇宙的所有现象，都可以简化成四个作用力： 1、电磁力（electromagneticforce)：包括电力、磁力和光本身，合称为电磁力。电荷（磁级）正负相同为排斥力，相反为吸引力。由光子传递，与电量成正比，距离成反比。长程力，在四种力中第2强。 2、强作用力 (strong nuclearforce)：是夸克之间的吸引力，由胶子传递（束缚质子和中子于原子核中的是其附加效果由π介子传递）。在有效距离内，距离越大，力约大。短程力，在四种力中最强，也是恒星燃烧能量的自然力，氢弹的爆炸正是运用强核力的原理。 3、弱作用力 (weak nuclear force)：弱核力左右了部分放射性物质的衰变形态，是造成β衰变一类的衰变的力。由希格斯粒子(W+、W-、Z0)传递，较弱，短程力，作用在夸克级的粒子。是四种力中第3强的。 4、重力 (gravitational force，或称引力）：由引力子传递，与质量成正比，距离成反比。长程力，在四种力中最弱。 多么美好的世界定义啊？让人不禁猜测是否有上帝存在呢？假如上帝真的存在的话，他又是按照着什么样的设计图来构建我们的世界的呢？是否有一个公式可以毫不费力的解释所有的现象呢？自爱因斯坦以来物理学家致力于寻找一张上帝的设计图，并将其用数学的语言——公式表达出来。这就是近百年来量子物理学家对“上帝公式”的探求。2012年7月，位于瑞士的欧洲原子能研究机构CERN宣布希格斯波色子的发现，随着这“上帝粒子”的发现，“上帝公式”缺失的最后一块拼图补齐了。这是关于奋斗在前线的物理学家历经百年探寻世界构成的艰苦奋斗史，也是物理学家以数学之美作为武器打破层层障碍的传奇史诗。 关键词：数学之美，奋斗，上帝公式 Abstract Since the birth of mathematics since it is applied to various disciplines among the physical, chemical, biological, construction, medicine and even arts and mathematics are closely related, it can be said mathematical achievements of our scientific edifice. Because of its natural beauty and rigorous structure, through the ages countless legends associated with mathematical beauty after another. It plays a unique charm in various disciplines. In various disciplines, especial