數學是物理學的基礎?還是說數學只是推動物理發展的工具?

時間 2021-05-06 07:15:05

1樓:程浩傑

不僅僅是工具這麼簡單吧!數學本身包涵科學,就是自然界中有一種運動,我們正好可以在數學上用乙個公式來描述該物理過程,如此緊密,不能簡單的把數學看成工具吧!

2樓:

數學是建立在一些基本定義上的形式演繹,定義是什麼或定義與真實世界是否相符,對數學來說並不重要.

物理則是通過對這個世界的觀察,得到對世界的規律的一些假設,以這些假設為起點,通過數學演繹,解釋這個世界上所有的現象,如果目前觀察到的現象與推演的一致說明我們的假設正確或起碼在目前觀察範圍內正確,如果不一致說明我們的假設部分或全部錯誤,則需要修改假設以便解釋新的現象.即便我們的到了一些與目前觀測到的現象一致的假設,由於我們的觀察是有限的,無法保證以後觀察到的現象也和我們的假設一致,所以也不能說我們得到了整個世界的真實規律,只能說我們得到了更大的範圍內與現象一致的假設.

物理學是歸納和演繹兩部分的綜合,演繹方面用到數學,但不能說數學就是物理學的基礎.也不能說數學是推動物理學發展的工具,因為數學作為純粹的演繹只能得到已有的東西.個人看法:

推動物理學發展的是那些與現有假設不符的實驗事實,上次看到有個知友問做物理實驗的意義何在,總是得到事先就知道會得到的結果,我覺得發現預知結果之外的結果的可能性才是物理實驗的真正意義.

3樓:Rambo Leo

數學推動物理發展的工具。畢竟這個世界是由物質構成的。萬物之理才是本源。

數學。也許通過最終的圖in表達出來了是。萬物的基礎離不開數學。

一切以數學為基礎。這只是事實。很重要的。

內涵緣於物理的內涵。

4樓:qfzklm

物理是一門實驗科學,但只要是科學就一定涉及形式邏輯的推演,也就是數學。。

數學與物理的關係遠比你目前所認識到的更複雜,說是基礎或是工具,都將數學對物理的推動作用所片面化了。。

在我看來,只有一點是成立的,數學將會成為你物理的天花板。。

5樓:喵C物理

首先,我覺得學科之間不存在優劣之分,也不一定,存在基礎或者工具的說法。學物理的人可能覺得,尤其是到了大學物理以後的階段,很多問題都要依靠數學方法來完成。所以,我們可以說,學物理你需要有良好的數學組基礎。

但是,這絕對不是說,數學就是物理的基礎。很多的學科之間都會相互滲透,這個很正常。

往深了講,如果說數學是物理的基礎,那物理不也是哲學的基礎嗎?

在古希臘,人類為了認識這個世界,首先發明了哲學。為了研究哲學,又分割出數學,物理,心理學等等等等。

所以,我從來不認為說,某一學科是某一學科的基礎。最近有學者說,為了培養出能夠回應「錢學森之問」的人才,我們需要的是全面發展的人才。而全面發展就意味著,每一門學科都要一定的精深。

任何一門學科,都是為了讓我們認識這個世界。任何幾門學科之間的知識可能都要有一定的知識遷移。

所以,正確的邏輯表達是,學好數學是學好物理的基礎。而不是某一門學科是某一門學科的基礎。

6樓:習丶丶

基礎和工具都是。因為大學沒有數學你很難學會物理,你連基本的公式都很難解決。如果沒有數學,物理的公式得不到驗證,也缺乏科學性。

7樓:冷情

數學是物理的工具,學物理尤其是理論物理,必須擁有紮實的數學基礎,每個物理學家都是數學家。但反過來就行不通。而物理學的定理都可以通過嚴謹的數學過程推到出來。

物理也是數學的發展動力,每乙個物理問題都可以推動數學的發展,很多的數學公式都有著它的物理意義,純粹的數學可能沒有任何意義。二者相輔相成密不可分,都是基礎科學,相互參雜肯定是很大的。

8樓:速度

物理講規律,數學講計算,不是同乙個頻道上,怎麼扯到一起上了!說有交集,只是有些規律用數學計算得比較像而已。數學可以延伸很多方面,不只是物理!

但目前數學是不完備的!比如氫氣+氧氣得到水!數學只能給出公式,但是為什麼?

數學解釋不了,又靠物理解釋!解釋的對不對,有是另外個問題!

9樓:楊昇山

數學與物理學互相促進,共同發展。相對論誕生以後,出了乙個問題,那就是胡亂使用數學公式與資料的現象多了起來。只求能夠解釋運動現象,把數學公式的適用範圍忘記了。

比如使用光子作為參照系,相對論就看到不能自圓其說,就不允許把光子作為參照系。在所謂的GPS系統使用相對論校對時鐘的問題中,就不允許把衛星作為參照系。

所以,現在的工作就應該反對胡亂使用數學公式與資料的做法,還數學與物理學乙個晴朗的環境。

10樓:言兼

數學絕對不僅僅是物理的基礎這麼簡單。數學也絕對不僅僅時推動物理發展的工具那麼簡單。當然,數學確實有你說的這些作用。

但是這只是冰山一角。數學是與大自然宇宙對話的語言。數學是真理是無條件的是明確的。

在任何時候都是正確的。不存在歧義。數學的作用很大。

當然每門學科都有自己的亮點都有自己適合存在的地方。都是相輔相成共同進步的。

11樓:羅化生

這個問題問得不錯。

在廣義相對論出現之前,可以說數學僅僅是物理學的工具。

牛頓的成功在於他開發了微積分的數學工具。

但是自從愛因斯坦發現了廣義相對論以後,我們要注意這樣愛因斯坦的這樣乙個觀點:

愛因斯坦認為,世界的本質是幾何的。

空間的幾何性質就是物理性質。

楊振寧發現的規範場理論和纖維叢的對應,進一步證明了愛因斯坦的觀點。

楊振寧和陳省身有過一段對話可以說明數學和物理的關係:

楊振寧曾經對陳省身說:「非交換的規範場與纖維叢這個美妙的理論在概念上的一致,對我來說是一大奇蹟。特別是數學家在發現它時沒有參考物理世界。

你們數學家是憑空想象出來的。」陳省身卻立刻加以否認:「不,不,這些概念不是憑空想象出來的,它們是自然的,也是真實的!

」物理規律是客觀存在的,數學規律也是客觀存在的

而楊振寧則發現了彼此之間的對應關係。

如果打乙個比方,將數學理解為乙個宮殿,有著內在的結構的宮殿,那麼物理學也是乙個宮殿。

物理學者的作用是發現彼此之間的聯絡。

從楊振寧發現規範場並且發現規範場和纖維叢的聯絡來看,乙個物理學者最重要的素質是能夠洞察物理規律,並且發現物理規律和數學規律之間的聯絡。

楊振寧的數學並沒有達到數學專業水準,他需要數學學者的幫助。

歷史上法拉第數學不夠,但是對物理規律有著深刻洞察,後來被數學更好的麥克斯韋所發展。

愛因斯坦同樣得到數學學者的幫助才得到了廣義相對論。

,伽利略時期沒有微積分,因而他發現的物理規律很難精確的描述,而牛頓發現了微積分,進而就可以得到他的力學定律。

所以繼續回答這個問題:數學是物理學的基礎?

從物理學史來看,往往是乙個對數學並不太擅長的學者發現物理規律,然後經過數學學者的幫助或者數學更好的物理學者的工作,最後才完成相關理論的構建。

因此,如果想要發現乙個物理世界的新奧秘,首先應該把更多的精力用於對物理世界規律的探尋,然後再思考數學問題。

物理的基礎是物理規律,數學則是物理規律的語言,即物理規律必須使用數學語言來表述才能足夠精確。

12樓:可樂2023年

看你的問題,我覺得題主說的這兩點並不矛盾。「數學是物理的基礎」和「數學是推動物理發展的工具」,這二者不是對立的,只能說不是完全等同。

回到正題,我也思考過這個問題,沒有確切的結果,就談談我自己的想法吧。

諸如微積分這類知識,既是基本的數學工具,同時也是物理學基本原理。但即便如此,我們也是需要賦予實際意義的。比如我們在高數中算積分微分函式的時候,我們在做的工作是數學的過程,能嚴格成立、符合邏輯的推演得到結果,這本身並沒有什麼實際意義,純粹是數字的過程。

高中物理中經常用到「微元法」這一手段,把數學中微積分的推演方法應用到實際問題解決中,當然現實問題的解決遠比這個複雜的多,這時候積分結果可能代表面積,磁場,受力等等,這裡就是物理的過程。

我目前材料物理碩士在讀,比較喜歡理論物理學,但很多理論最終也都需要實驗物理來驗證,或者暫時未能驗證。最終都還是離不開數學來演算、模擬、歸納等,但是好像也沒接觸過脫離物理意義的數學...

舉個例子。虛數剛出現的時候也沒有任何用處,以至於人們甚至懷疑它是否有存在的必要。但現在看來,虛數在物理學領域應用實在太多了!

最簡單的就是交流電的表示。這是不是可以考慮為,現在看似沒用的數學,可能只是我們還沒有發現合適的物理學來運用。

再舉個例子。人們關於自由落體,最早是亞里斯多德認為,越重下落越快,越輕下落越慢。伽利略的質疑是,假設大的物體重量為8,下落速度為8。

另乙個小的物體重量為4,下落速度為4。將二者綁在一起,大物體速度會被小的拖慢,小物體速度會被大的加快,所以速度在4-8之間,但是二者重量合為12,速度應大於8。簡單的數學就能驗證物理。

13樓:羅莫

這個問題等於問,數學是物理的應用,還是物理是數學的應用。通俗地說,到底是誰養活了誰。還是先看一看這兩門學問的門檻吧。

物理學即要求符合形式邏輯,又要求符合自控實驗,數學則要求符合形式邏輯,不必要求符合自控實驗,而是用公理直覺取代。公理直覺是一種高度抽象的自控實驗,正因為如此,物理發現總可以用數學形式來表達。

從這一點來說,物理學只是數學的應用,數學是物理學的基礎,是數學養活了物理學。但物理學也可以反哺數學,倒逼數學發展,物理學中的好多問題需要數學作出回答,但這不是物理養活數學,正如子女盡孝父母,不是養活父母一樣,父母回應盡孝,才從更高層次上養活了子女。正如知乎的發展不是"我們都是有問題的人"推動的,而是那些誠懇回答問題的人推動發展的。

根據兩學科的入門規則看數學的範疇蘊含物理,因為定義物理的內函限制詞多,即要邏輯又要實驗,但數學消減了感官實驗,僅保留了思想實驗即公理直覺,這樣數學比物理的外延就大了。但對每個學習者來說,並不意味著學數學的就比學物理的高明。而是對兩學科的了解,既有交集,又有非交集。

因此沒有資格對未知領域斷言,誰是誰的工具。見賢思齊就是了,能幫助自己或他人成長的就視它為基礎。否則若你認為它只是僵硬的存在,說明你正在視它為工具,顯然僅視他物為工具是不利於自己成長的,也不利於他物對本真的釋放。

萬物僅是工具的思想不可取,不如萬物有靈的價值觀更能幫到你。任何學科都不是另一學科的工具,儘管蘊含工具。各學科只是入門的定義有高低,但其本質都高於學習者,只有敬畏的份,沒有看低的資格。

我們所說的工具是指在邊界之內的,是人們已學到的知識,也就是存量;邊界之外,是那些未知的、陌生的知識,也就是未來的增量。把這些增量一步步轉變成存量,認知邊界就會逐步擴大。破界思維,跳到盒子外思考,是一種本體論的思考方式,而並不是把某一學科僅當工具。

正如劇本構思需要破界思維。不斷地挖出更大的阻力,同時又能不斷地發現更大的推力,即主人翁實現目標或作者實現目標的那個推力。推力來自基礎理論,阻力參照來自工具技術。

工具不會主動解決問題,不是解決問題的充分條件,但可倒逼啟用能量源,是解決問題的必要條件。

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