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数学和物理有什么关系?为什么物理定律都要精确地符合数学?

教育新闻 来源:网络 编辑:小敏 2018-11-09 16:19:00 浏览:

  数学和物理有什么关系?这是一个好问题,可能很多人学了很多年物理都会有一个疑问-为什么物理定律都要精确地符合数学呢?今天我们就来详细讨论一下吧,希望能够给大家一些启发!

  大到行星轨道,小到电子磁矩,无论怎么去推导证明或做实验,实验结果和理论计算都必须精确符合,如果有一点点不符合,物理学家就要找个新的理论。

  这是为什么呢?因为世界的本质就是数学。MIT物理系终身教授泰格马克认为,这个世界不但软件是数学,就连硬件从根本上来说,也是纯数学结构。

数学和物理有什么关系?为什么物理定律都要精确地符合数学?

  比如,一个物质是什么?它是由分子组成的,分子是原子组成的,原子是质子、中子和电子组成的,这些又是由夸克组成的。推到粒子这就已经到头了。

  上夸克没有历史,世界上所有上夸克都是一模一样不可区分的。就是,带2/3个电荷、1/3个单位的重子数、1/2个自旋和1/2个同位旋,再有一些质量,那就是上夸克。你看,上夸克的所有性质都只是数学性质,是纯数学的产物。

  那数学到底是什么呢?

  一般人都觉得数学跟别的学科一样,都是从简单到复杂这么发展过来的。但实际上数学一直都存在,跟人类,人类中的数学家都没关系。数学是一套纯粹的逻辑系统。

  不管你是亚洲人,美洲人还是欧洲人,只要你思考数学,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。这跟你用什么符号,怎么去写公式都没关系,本质上是一样的。

  再举个例子,如果有个外星文明,他们那里的物理定律跟咱们这不一样。但只要是那里的人能想到直线和圆的概念,他们就只能得出结论,平行空间中的三角形有且只有一个外接圆。

  在我们人类文明还是远古的时候,我们没有思考过几何问题,那勾股定理就不存在了吗?勾股定理永远都在,只是我们暂时不知道而已。所以,数学家并没有发明数学,数学家只是发现了数学。

  总结:数学是是一套纯粹的逻辑系统,一切都是自然存在的,只是发现没发现的区别。宇宙,只不过是数学中某些数学结构的物理实体而已。

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