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數學和物理有什么關系?為什么物理定律都要精確地符合數學?
教育新聞 來源:網絡 編輯:小新 2018-11-09 16:22:21

  數學和物理有什么關系?這是一個好問題,可能很多人學了很多年物理都會有一個疑問-為什么物理定律都要精確地符合數學呢?今天我們就來詳細討論一下吧,希望能夠給大家一些啟發!

  大到行星軌道,小到電子磁矩,無論怎么去推導證明或做實驗,實驗結果和理論計算都必須精確符合,如果有一點點不符合,物理學家就要找個新的理論。

  這是為什么呢?因為世界的本質就是數學。MIT物理系終身教授泰格馬克認為,這個世界不但軟件是數學,就連硬件從根本上來說,也是純數學結構。

數學和物理有什么關系?為什么物理定律都要精確地符合數學?

  比如,一個物質是什么?它是由分子組成的,分子是原子組成的,原子是質子、中子和電子組成的,這些又是由夸克組成的。推到粒子這就已經到頭了。

  上夸克沒有歷史,世界上所有上夸克都是一模一樣不可區分的。就是,帶2/3個電荷、1/3個單位的重子數、1/2個自旋和1/2個同位旋,再有一些質量,那就是上夸克。你看,上夸克的所有性質都只是數學性質,是純數學的產物。

  那數學到底是什么呢?

  一般人都覺得數學跟別的學科一樣,都是從簡單到復雜這么發展過來的。但實際上數學一直都存在,跟人類,人類中的數學家都沒關系。數學是一套純粹的邏輯系統。

  不管你是亞洲人,美洲人還是歐洲人,只要你思考數學,如果你明白2是什么,加法是什么,你就可以知道4的意思就是2+2。這跟你用什么符號,怎么去寫公式都沒關系,本質上是一樣的。

  再舉個例子,如果有個外星文明,他們那里的物理定律跟咱們這不一樣。但只要是那里的人能想到直線和圓的概念,他們就只能得出結論,平行空間中的三角形有且只有一個外接圓。

  在我們人類文明還是遠古的時候,我們沒有思考過幾何問題,那勾股定理就不存在了嗎?勾股定理永遠都在,只是我們暫時不知道而已。所以,數學家并沒有發明數學,數學家只是發現了數學。

  總結:數學是是一套純粹的邏輯系統,一切都是自然存在的,只是發現沒發現的區別。宇宙,只不過是數學中某些數學結構的物理實體而已。

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文章標簽: 數學 物理
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