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  • 1 # 數學李老師

    我是數學李老師,看說說我的看法。

    對於數學和物理,這兩門學科,在我看來其實是相互促進的。

    我們平時總說數學是一門工具學科,應用數學可以來更好的研究其他學科。

    但其實,數學對物理的發展絕不僅僅是工具。

    這裡,我來舉一下牛頓的例子來解釋上面這句話是什麼意思。

    如果說到牛頓,大家想到他的很多都是物理學家,但其實他也是最偉大的數學家之一。

    牛頓對數學的貢獻之一就是創立了微積分。

    透過微積分的引入,讓數學的計算一下拓展了不知道多少,藉由微積分,數學的計算開始更多的思考所謂的極限問題。

    但這還不是最偉大的。偉大的是牛頓將微積分引入了物理。

    將微積分引入物理的意思,大致如下:

    我們在學習初中物理時,很多物理量是透過多個量的乘積來定義的,如s=vt,做功可用力與位移的乘積。在這些乘法定義中,都是一個恆定量乘某段時間間隔,在經典物理中,時間與空間都是連續而又均勻變化的,如我們研究的勻速運動。而恆定物理量並不隨著時間空間的變化而變化。但這必然都是特殊情況,是為了讓初學物理者能較容易明白其中的概念。在一般情況下,我們討論的物理量都是以時間空間為基本變數的函式,類似“變力做功”“變速運動”,這些問題就需要微積分的思想來進行求解。而微積分解決物理問題的關鍵就是用無窮次分割,將物理量分解為微小的單元量,每一個單元量都與中學物理定義相對應,然後在進行累加。舉個簡單的例子,在研究變速運動時,可以進行對於速度進行無限分割,這樣在每一個小段中的速度最終趨近於勻速,這樣就對應了我們理解的勻速運動,然後將這些小段累加起來,表示的就是這一變速運動的過程

    所以數學引入物理,除了幫助更好的理解物理,同時也在發展物理。這時候數學就不僅僅是工具這麼簡單了。

  • 2 # 貓先生內涵科普

    在問答裡面講數學,估計得冷,大家看到數學加物理得瘋掉。

    我還是想試試能不能講點新意思,讓大家丟棄數學只能用來燒腦的刻板印象。其實學好數學絕對能發財,這個我們最後講。先從基礎知識點開始吧。

    數學對於物理乃至前沿物理無比重要

    有志於在科學上有一番成就的同學,請注意以下這個基本聯絡:

    力學→熱學→電磁學→光學→理論力學→數學物理方法→原子物理→電動力學→熱力學統計→量子力學→固體物理→微分幾何與廣義相對論→高等量子力學→量子場論基礎→量子電動力學→量子色動力學→弦理論和M理論!

    如果你對自己在科學界封神抱有極大的渴望,想在前沿物理留名,或者有朝一日捧起諾貝爾獎,光宗耀祖,請參照上述路線進行修煉即可。不出二十年可神功大成。

    現代科學根本離不開數學

    愛因斯坦說:“科學沒有宗教如同瘸子,宗教沒有科學如同盲人。”我們也可以說,“科學沒有數學那叫民科”。

    科學正式從哲學和神學中分離出來,就是從牛頓的神作《自然哲學中的數學原理》開始。

    “大統一”的路上的巔峰之作,目前佔統治地位的是“麥克斯韋方程組”:

    麥克斯韋方程組以如此優美的形式,完整闡述了電和磁的相互轉化規律,堪稱物理學中最優美的方程沒有之一!它也正是現在生活在這個時代我們一切技術的最大支撐。

    統一了電和磁後,人類當然還不滿足,我們再次向粒子之間的強力、弱力、電磁力這三種作用關係發起挑戰。這檔事要取個通俗且高大上的名字,就叫“粒子標準模型”。有志於獻身當前最前沿學科的同學先別激動,我們看看下面的標準模型的數學表達公式:

    別以為標準模型是拍腦袋拍出來的,這可是有嚴密的數學推導和實驗資料的,這個模型能精確地解釋和預言很多現象。當然你連讀第一段都困難,那可以當我沒說。

    數學專業是最賺錢的專業

    很多同學讀完上面的文字和公式就得跪了。覺得那是書呆子玩的文字遊戲吧?學這個有啥用,還不得餓死!

    本貓只能說同學們別傻了,人家能弄這兩個方向的,首先智力就碾壓99%的人了好不好。現代社會什麼最賺錢?當然是去金融市場裡面收割菲菜最流行啦。什麼時候讓你上車,什麼時候讓你解套,什麼時候讓你跟風清倉,都可以建模分析預測的,這些就是數學應用的本事啦。

    能算出基本粒子軌跡的人,弄這個還不小菜一碟?

    結語

    所以嘛,本貓放棄什麼股票和基金之類的啦,玩不過我還躲不起嗎。

    我是貓先生,感謝閱讀。

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