欧拉公式：宇宙第一公式

欧拉恒等式是：

其中e是自然指数的底，i是虚数单位，π是圆周率。

这条恒等式第一次出现于1748年欧拉在洛桑出版的书Introduction，它是复分析的欧拉公式特例。

对于任意实数x，则有

令x=π代入上式，则可得出欧拉恒等式。

在欧拉公式中，虚数i占有特殊的地位，认识这个公式就需先从i开始：

虚数i大家在高中接触过，但那时我们只知道它是-1的平方根，可是它真正的意义是什么呢?

这里有一条数轴，在数轴上有一个红色线段，它的长度是1。当它乘以3的时候，它的长度发生了变化，变成了蓝色的线段3，而当它乘以-1的时候，就变成了绿色的线段，或者说线段在数轴上围绕原点旋转了180度。

我们知道乘-1其实就等于乘了两次 i，因i×i=-1，这样就使线段旋转了180度，那么乘一次 i 呢？

答案很简单：旋转了90度呗。

如果我们将这种运算放到坐标平面上来表示，则实轴与虚轴就构成了一组对称线段，我们再在0处安插一个垂直此线段的轴，这样就构成了一个平面，我们称之为复数平面；在这个平面上，我们可以看出，虚数i的功能就是旋转。

对于欧拉公式

这个公式在数学领域的意义要远大于傅里叶分析，当x=π时，则有

它对描述圆周运动的物理意义就是圆心位移为0，如下图：

这个公式的关键作用就是将正弦波统一成了简单的指数形式，我们来看看它图像上的涵义：

可见，欧拉公式所描绘的正是在复平面上做圆周运动的点，随着时间的改变，这个点在时间轴上就成了一条螺旋线。如果只看它的实数部分，也就是螺旋线在左侧的投影，就是一个最基础的余弦函数，而右侧投影则是一个正弦函数。

现代物理学告诉我们，宏观宇宙的构成本质是旋转的，带有圆周运动和自旋性；微观世界也是旋转的，也带有圆周运动和自旋性，而欧拉公式描述的核心正是旋转与频率，因此，在物理学定量意义上讲，称它是宇宙第一公式一点也不为过！

来源：今日头条，转自：环球物理 2022-12-22返回搜狐，查看更多