今天是什么节日12月28日

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2023年3月14日,是第四个“国际数学日”,又被昵称为“π日”。之所以选择这个日期,是因为3.14是数学上最重要和著名的常数——圆周率π的常用近似值。

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3月14日是公历平年中的第73天,离全年的结束还有292天。这一天是爱因斯坦的诞辰,也是马克思、霍金逝世的日子。3月14日因 π 这个神奇的常数,被定为国际圆周率日,还在2023年11月26日,联合国科教文组织第四十届大会宣布,将每年的3月14日成为了国际数学日。

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在数学给化学家提供了许多工具的同时,化学家也自创了一些数学工具。例如,化学家用群论来研究其领域中的一些问题。但与使得化学更加“数学”的最初的工作相比,群论作为数学工具却是很晚的事情了。无疑,在化学中,试验方法的开发是一场革命 :在受控环境下,多次进行一定程序的实验,看是否可以得到可重复的结果。受控实验为应用来自统计学和实验设计的数学工具打开了大门。

对化学有贡献者自然接受过化学训练,但他们也可能将学到的数学用于化学研究。数学与化学的一类相互作用在于提供了一种方法,从而能够体现出化学反应发生时特定量的平衡或保持。

首先,“配平”化学反应就是最基本的应用。

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图 1 分子反应的平衡方程(来自维基百科)

其次,化学家用示意图来辅助思考与分子有关的问题。

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图 2 甲烷分子三维示意图(来自维基百科)

再次,有时“数学魅力”支配着分子发现的尝试,这样的分子可能有有用的性质,或者它的合成可以促成新的化学“集装”方法。

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图 3 从左到右分别为正四面体烷(尚未被合成),立方烷和正十二面体烷

推荐一本书:

《化学键的本质》被认为是化学史上极为重要的著作之一,被誉为“化学圣经”。作者鲍林将量子力学的思想和方法用于分析化学问题,以直观的语言对概念进行阐述,即便未受过量子力学训练的人亦可利用直观图像进行理解。本书不但将化学中的各分支学科统一起来,而且将化学与物理学和数学勾连起来,给化学学科带来了深刻的变化,影响深远。

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本书初版于1938年,1940年即出第二版,1960年第三版。本中译本是根据第三版翻译得来,由卢嘉锡、黄耀曾、曾广植、陈元柱等著名化学家译校,强大的译者团队是中译本准确性的保证。

作者简介

莱纳斯·鲍林(Linus Carl Pauling,1901—1994),美国著名化学家,量子化学和结构生物学的先驱,被誉为20世纪对化学科学影响非常大的人。1954年因在化学键方面的工作成就获得诺贝尔化学奖, 1962年因积极反对美国在大气中进行核试验的行动获得诺贝尔和平奖,成为历史上除了居里夫人之外,两次获得诺贝尔奖不同奖项的著名科学家。《化学键的本质》是鲍林的代表作,也是化学史上重要的著作之一,被认为是现代化学史上的《圣经》。

【译校者简介】

卢嘉锡,物理化学家,中国科学院院士。

黄耀曾,有机化学家,中国科学院院士。

曾广植,中国科学院上海有机化学研究所化学家。

陈元柱,中国科学院福建物质结构研究所化学家。

(来源:数学文化 化学人生编辑 版权属原作者 谨致谢意)