數(shù)學(xué)和物理有什么關(guān)系

廣西戴氏教育來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 時(shí)間:2021-05-23 22:36:10 點(diǎn)擊：0次

數(shù)學(xué)和物理有什么關(guān)系？這是一個(gè)好問(wèn)題，可能很多人學(xué)了很多年物理都會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)-為什么物理定律都要精確地符合數(shù)學(xué)呢?今天我們就來(lái)詳細(xì)討論一下吧，希望能夠給大家一些啟發(fā)！

大到行星軌道，小到電子磁矩，無(wú)論怎么去推導(dǎo)證明或做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算都必須精確符合，如果有一點(diǎn)點(diǎn)不符合，物理學(xué)家就要找個(gè)新的理論。

這是為什么呢?因?yàn)槭澜绲谋举|(zhì)就是數(shù)學(xué)。MIT物理系終身教授泰格馬克認(rèn)為，這個(gè)世界不但軟件是數(shù)學(xué)，就連硬件從根本上來(lái)說(shuō)，也是純數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。

比如，一個(gè)物質(zhì)是什么?它是由分子組成的，分子是原子組成的，原子是質(zhì)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(jīng)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(qū)分的。就是，帶2/3個(gè)電荷、1/3個(gè)單位的重子數(shù)、1/2個(gè)自旋和1/2個(gè)同位旋，再有一些質(zhì)量，那就是上夸克。你看，上夸克的所有性質(zhì)都只是數(shù)學(xué)性質(zhì)，是純數(shù)學(xué)的產(chǎn)物。

那數(shù)學(xué)到底是什么呢?

一般人都覺得數(shù)學(xué)跟別的學(xué)科一樣，都是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜這么發(fā)展過(guò)來(lái)的。但實(shí)際上數(shù)學(xué)一直都存在，跟人類，人類中的數(shù)學(xué)家都沒關(guān)系。數(shù)學(xué)是一套純粹的邏輯系統(tǒng)。

不管你是亞洲人，美洲人還是歐洲人，只要你思考數(shù)學(xué)，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(hào)，怎么去寫公式都沒關(guān)系，本質(zhì)上是一樣的。

再舉個(gè)例子，如果有個(gè)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(jié)論，平行空間中的三角形有且只有一個(gè)外接圓。

在我們?nèi)祟愇拿鬟€是遠(yuǎn)古的時(shí)候，我們沒有思考過(guò)幾何問(wèn)題，那勾股定理就不存在了嗎?勾股定理永遠(yuǎn)都在，只是我們暫時(shí)不知道而已。所以，數(shù)學(xué)家并沒有發(fā)明數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)家只是發(fā)現(xiàn)了數(shù)學(xué)。

總結(jié)：數(shù)學(xué)是是一套純粹的邏輯系統(tǒng)，一切都是自然存在的，只是發(fā)現(xiàn)沒發(fā)現(xiàn)的區(qū)別。宇宙，只不過(guò)是數(shù)學(xué)中某些數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的物理實(shí)體而已。