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  • 1 # 王上帝國理工

    數學和化學有挺多聯絡的,而且是重要聯絡。大家都知道在英國的大學,凡和專業無關的是不會必須學習的,但是英國大學化學專業是會學一些數學的。現在就來具體講一些例子吧,畢竟從宏觀上講確實有點困難,太過寬泛。

    首先,來講講無機。無機最基礎的說白了就是原子結構。原子結構其實真正解構是個很複雜的東西,如何類比電子在原子裡的行徑軌道就需要建立數學模型。每個電子又有多少能量等等都是數學算出來的。進一步,就是原子形成分子,那麼分子簡單的講,具有振動能量,平移能力和動能,而這能量也可以透過數學建模評估。

    第二,分子的形狀。數學真是個神奇的東西,尤其是矩陣!化學一些簡單的分子有各自不同的對稱性,而分子的結構就可以用這種對稱性來描述,而對稱性是可以透過矩陣來描述的。進一步,透過這些對稱性的資料還可以推算分子的成鍵情況,以及不同電子軌道在分子中的能量級。

    第三,就是物理化學,簡直就是物理。這些物理公式都是透過實驗測算出來的。物理化學實驗就是在推算和驗證各種公式,透過公式試圖解釋現象的科目。

    第四,量子化學,也是物理化學裡一個分支。量子化學是一門讓人頭大的藝術,他生動的用數學來描述宇宙,把原子分子等等的結構解釋的更加清晰完整。比如一個看似最簡單的氫原子,用量子表示,最後會寫成一個50餘項的式子。以我現在的水平暫且解釋不了,只是會應用的水平,但是還是會被量子之美深深折服。

    最後,數學是科學的基礎,而最近我更是感覺機率是解釋宇宙的一把鑰匙。想要用化學視角去解釋宇宙,數學是最有效直觀的工具。

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