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1 # for墨韓黎伊
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2 # 我有酒你有故事
數學是物理的基礎。特別是對於那些需要大量計算和推論的物理。
在讀書的時候你會發現,物理成績特別拔尖的同學,數學都很好。對於基礎物理和數學的關係並不是很大,是以宏觀具體低速的研究為主。而到了微觀或者高速的領域的研究,沒有足夠的數學基礎,在物理的研究上是不會走遠的。物理中會用到很多數學方法,微積分,向量,倒數......
因此,我認為數學是物理的基礎。物理研究的發展,受數學水平的限制。
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3 # 代華的時間軸
宇宙中比如球體的引入、π的預設、力的加入、對稱的疊加、虛數的應用。使我們不得不說宇宙給大家的感覺很數學,宇宙更像一個數學的存在。正像很多科學家驚奇的發現數學對於物理世界的描述能力,遠遠超出了想象。數學似乎深刻的表達了物理現實的本質。這似乎證明也許數學比目前物理定義的範疇要大。
但並不是說物理本身比數學小,而是說目前物理自身的框架在一定程度上限制了自身的發展,導致很多數學理論、概念和猜想都無破解的方法和用武之地,其實數學的實質和概念都是預設的條件和真實的存在。物理本身的目的其實就是為了描述宇宙和萬物及其演變的規律,因此物理與數學的大小其實是一致的,也共同指向宇宙的答案本身,所以數學與物理最終也必然會重新走到一起,交匯在時間裡。
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4 # 卓越物理
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-為什麼物理定律都要精確地符合數學呢?
大到行星軌道,小到電子磁矩,無論怎麼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。
這是為什麼呢?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,這個世界不但軟體是數學,就連硬體從根本上來說,也是純數學結構。
比如,一個物質是什麼?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。
那數學到底是什麼呢?
一般人都覺得數學跟別的學科一樣,都是從簡單到複雜這麼發展過來的。但實際上數學一直都存在,跟人類,人類中的數學家都沒關係。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是什麼,加法是什麼,你就可以知道4的意思就是2+2。這跟你用什麼符號,怎麼去寫公式都沒關係,本質上是一樣的。
再舉個例子,如果有個外星文明,他們那裡的物理定律跟咱們這不一樣。但只要是那裡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,數學家並沒有發明數學,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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5 # 太極寄暢
用最簡單的方式描述就是:尺子與刻度的關係,物理就是一把尺子,數學就是上面的數字刻度。尺子是用於度量的方法,刻度可以得出度量的精確數值。
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6 # 日出觀海
數學是科學的基礎,物理是方法論。
數學不以認知,時空而改變,是人類最最基礎的知識。
物理結合認知,透過理論假想結合數學論證
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7 # 哈里陀佛
數學的最開始也是源於現實中存在的物質和現象吧,也就是說數學源於對物質和現象的表達,只不過定量表達。物理是定性表達吧
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8 # shawn25
數學是物理的靈魂,是物理的核心。
從本質上來講,物理其實就是透過觀察自然現象,然後利用數學建立模型,來描述自然現象的過程。
物理理論,從本質上講,就是一個建立在實驗結果之上的數學模型。
沒有數學,物理就不能叫做物理,只能叫做哲學。
那麼為什麼一定需要數學? 數學是人類發明的一套高度抽象的邏輯語言,只有這種語言才能夠描述我們所處的世界。
如果用我們平時說話和語言來描述世界,就只能做到表面上邏輯描述。
而只有利用數學,才有可能深入自然現象的本質,從根本上描述自然,並且可以做到預測。
預測是非常重要的,如果物理理論不能預測將要發生的事,還有什麼存在的意義??
數學的發明,根本就是為了預測。
人類生活中肯定需要數數。比如你養了5只羊,每天都要數一數有沒有丟。但是後來丟了一隻,然後你又買了三隻回來,最後丟的那隻又回來了。這時候一共有幾隻呢?難道重新數一遍?太麻煩了。
所以我們就發明了數學,可以方便的計算出到底我有幾隻羊。
物理也是同樣的道理。比如牛頓第二定律,"物體的加速度和受力成正比,和質量成反比。"
這是一個自然現象,我們很容易觀察到。但是如果僅僅是用語言描述這個現象,是毫無意義的。
透過語言描述,我們僅僅能知道"你越用力推一個物體,這個物體加速的越快"。
僅僅知道這個自然現象,又有什麼用呢?這不叫物理。
但是,如果我們知道了F = MA 就可以做很多事情了。 比如,工程製造汽車,可以計算出我需要多大的推力,能在多長時間加速到多少的速度。
工程師只需要用數學,就可以計算出各種性質,然後進行製造。
如果沒有數學,工程師就只能瞎猜,造出東西來亂試,現代科技將不可能存在。
最後,用數學這個工具可以將一些基礎和自然現象透過邏輯聯合起來,形成一個物理理論。這樣似的人類的認知上升到很高的層次上。
沒有物理理論之前,我們對自然界的觀察僅僅侷限於某個現象。現象和現象之間沒有任何關聯。
比如,"物體在不受外力的情況下,將保持靜止或者迅速直線運動","物體的加速度和受力成正比,和質量成反比。", "物體所受的作用力和反作用力相當","所有物體之間都存在引力作用"
這是四個自然現象,如果我們僅僅用自然語言描述,那麼我們僅僅知道了四種現象而已。沒什麼大不了的。
但是,如果我們把這四個物理現象用數學描述,並且聯合起來,就形成了著名的牛頓定律,或者叫牛頓力學。
根據牛頓定律的數學公式,我們各自利用數學方法進行推翻,結果得到了一大堆其他物理定理。
我們可以利用數學公式,直接去研究世界。而不僅僅是觀察周圍發生過的自然現象。
利用數學,我們就可以預測我們從來沒有見過的物理現象,然後主動去發現他。
這是一種人類認知上質的飛躍,我們不在需要等待物理現象發生,再去觀察,解釋。而是直接去預測可能發生的現象,直接去找出問題。
所以說,有數學,才有物理。沒有數學的物理,什麼都不是。
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9 # 酒邀月
應該首先符合唯物辨證的哲學思想,它是人類在認識自然,改造自然,服從自然的實踐過程中在意識的抽象思維活動中創造出用壹繫列的符號來描述自然界的變化規律的方法。是物質作用下的感知行為。它其實也伴隨人類與自然不斷互動作用的過程而發展。它不是上帝賦予的先於人類的產生而產生的。所以它也可能存在一些不符合自然規律的錯誤定義和法則。由此也可能使人類在感知和認知物質變化規律時出現超自然規律的所謂新事物新定律甚至視為真理。如果能將物理學中符合自然規律的方法論與數學中符合自然規律的方法論結合,相輔相成,就有可能互相糾錯,共同產生各自新的方法論。而所有從事科學研究的人們都應該本著大道至簡,道法自然的哲學思想。不要人為地誇大科學的復雜性和神秘感!
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10 # 人類永續生存和發展
數學是人類邏輯的一種表達方式,根據不同的邏輯種類,數學分類也不同。
物理則是人類對世界或宇宙的表現進行探索的方式。
數學是一切學科之本,特別對於物理來說。
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11 # 自然法則是真理
物理學有質的定性與量的定性。物理學中量的定性須要運用物理的數學邏輯。也就是說,數學可以反應物理量之間的邏輯關係。
回覆列表
無論哪個宇宙空間的本質都是幾何的,但誰說高維宇宙空間必須是用代數板塊工具的代數幾何、微分幾何、代數拓撲?凡是宇宙空間和幾何絕對永遠都會有純幾何板塊!(也必須包括極限多的甚至無限高維宇宙空間)只不過任何智商極高的數學家也永遠無法思維能力智商水平而已!代數和幾何結合不是最難的,代幾綜合、數形結合大大降低了純幾何板塊的無限數學思維智商巔峰難度!微分流形主要是太複雜,代數拓撲主要是抽象難理解,但這些還不是最燒智商的,純幾何的純幾何拓撲流形(完全不用任何代數,函式,分析,微積分工具的純幾何拓撲流形以及其它極限多的甚至無限高維宇宙空間的純幾何與純幾何拓撲幾何學的純幾何板塊形體…)思維能力智商難度絕對永遠比這些用到代數函式微分分析工具的幾何與拓撲幾何難無數無限次方倍!!!要說無限高等的無限高深的研究,純幾何板塊(純宇宙非歐黎曼橢圓幾何學(因為純黎曼幾何最高是四維的,所以難度差不多是無限,不能完全說就是無限),純宇宙空間分形幾何學(因為純幾何,要求不用分形函式),純歐氏空間歐幾里德宇宙幾何學,純宇宙非歐羅氏雙曲空間羅巴切夫斯基雙曲幾何學,以及與純歐氏空間歐幾里德宇宙幾何學、純宇宙非歐羅氏雙曲空間羅巴切夫斯基雙曲幾何學一體的純宇宙空間幾何拓撲幾何學)也絕對是理科學界第一難的領域分支!!!(沒有之一!)(尤其是極限多的甚至無限高維宇宙空間!!!)這都需要永恆唯一的無限理性數學思維智商巔峰難度板塊的巔峰中的巔峰的無限智商巔峰難度的巔端之尖之巔點之巔的無限次方中的無限次方的無限次方無限智商巔峰難度!!!(純幾何與純幾何拓撲幾何學的無限次方中的無限次方的無限次方無限智商巔峰難度——無限的極限多的甚至無限高維宇宙空間幾何直觀能力智商(省略“純”),滲透著無限的極限多的甚至無限高維宇宙空間幾何直觀能力智商的無限的極限多的甚至無限高維宇宙空間幾何空間想象能力智商(省略“純”),以及滲透著無限的極限多的甚至無限高維宇宙空間幾何直觀能力智商(省略“純”)、無限的極限多的甚至無限高維宇宙空間幾何空間想象能力智商(省略“純”)的無限的極限多的甚至無限高維宇宙空間純幾何拓撲幾何空間想象能力智商的無限極限多的甚至無限高維宇宙空間純幾何拓撲幾何學空間想象能力智商!!!(因為說過要是純幾何板塊的,所以也可省略“純”)實在抱歉,這麼說確實像是在吹牛似的,但事實確實如此,而且我這麼說肯定是對的!要不然我不會這麼說,真的抱歉!請見諒!首先,計算機現在已經能計算人類都很難做到的接近極限的分析,代數,函式,邏輯列舉列舉與邏輯推理,但計算機能研究高維宇宙空間純幾何嗎?!不能!就說龐加萊猜想吧,雖說偉大的智商智商超高的佩雷爾曼證明了幾何化猜想,但他和研究這道幾何板塊絕世難題的數學家都用了大量的代數、函式、分析手段作為工具才進展並解決了這道題,但如果就用純幾何與純幾何拓撲幾何學的方法去研究這道本身就是一道幾何拓撲命題的絕世難題,那恐怕佩雷爾曼和其他任何人都做不到吧?!這就體現了純幾何板塊無限次方的無限數學思維智商巔峰難度!!!再說楊米爾斯質量缺口問題猜想,這也是一道物理幾何的絕世難題,如果就從這道題的前身楊米爾斯方程的角度出發,通過幾何方程去求質量缺口的方程解,則這個方法就和用到很多代數函式分析工具的代數幾何學,微分拓撲幾何學,代數拓撲幾何學,微分幾何學與代數,函式,分析的綜合結合有關,基本上不需要極限的純幾何板塊的智商巔峰難度,雖然這個方法是代幾綜合,很難理解,但只要有智商很高的數學透過抽象理解和數形結合的方法去研究,在多年多年以後是很可能有大進展的;但同樣,如果就從這道題的背景四維歐幾里德宇宙幾何空間幾何的角度出發,完全就用純幾何與純幾何拓撲幾何學的方法研究四維宇宙空間幾何中的幾何空間質量缺口的純幾何量,那也和龐加萊猜想的純幾何板塊方法是同樣道理,同樣無限次方的無限數學思維智商巔峰難度!!!所以現在為什麼數學前沿基本上都是代數幾何、代數拓撲、幾何分析這些代數大板塊與幾何結合的領域分支?卻基本上可以說沒有稍微高深一點的純幾何板塊?就是因為智商最高的頂尖幾何學家與數學家的智商都永遠不可能達得到純幾何板塊無限次方的無限數學思維能力智商水平!!!無數年後,任何有智商學習發展數學的人類與生物也絕對不可能有絲毫進展!形象地說,無限高等無限高深的極限多的甚至無限高維宇宙空間的純幾何板塊的進展度最大值為人類存在時期進展度Max-0!永恆不變!人類誕生前進展度為負,人類滅絕後進展又變成負,這其實就是一條二次函式,拋物線y=-x的平方,最大值頂點為0。最後說一下我上面說的那麼多“純”這個字的意思,這裡意思是完全不用代數、函式、分析、微積分去研究,完全就只用純幾何與純幾何拓撲幾何學的方法去研究幾何板塊的純幾何板塊。我說的太多了,實在抱歉!但我說的一定沒錯,希望您能支援,真的會感謝! 謝謝!