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大家都知道物理与数学关系密切,其原因是早期数学发展大多来源于解决物理问题,而数学的发展又完善了物理学科。
物理注重的是“理”,数学注重的是“数”。具体说,学物理首先要关注的是理,其次才是计算。例如几何光学,首先关注的是光的传播、折射、反射的形成原因、原理,其次才是计算公式。如果把物理当成数学学,肯定事倍功半。同样,学习数学时经常使用物理例子引入概念,学习时要注意抽象,注意其抽象的数量关系,抛弃其物理意义。用物理例子引入数学概念的目的是为了使我们对数学概念有直观的理解,不能舍本逐末。
相互促进和相互制约的关系。马克思说:当一门学科与数学建立了联系,这门学科才能成为科学。但物理是自然科学的基石,没有数学,物理就会失去灵魂,没有物理,数学就会失去发展的源动力。翻开科学发展史,可以发现,所有的理论物理学家都是著名的数学家,但数学家不一定是物理学家。
迄今为止的一切科学家们皆自以为数学无所不能,殊不知这正是一个天大的误解!因为终极的自然法则:宇宙的组成法则和宇宙的运行法则皆不能用数学推导出来,正因如此,物理学家们至今仍不知道宇宙和物质的终极奥秘。物理学家们应该换一种思维方式了。
比如永动机建模,后运动过程,用数学表达运动过程如何产生动能,各运动点计算结果O与1成立,可以输出动能,实验求证。
物理的本质是对宇宙中的万物建立起数学模型,我们学的所有物理公式都是对现实生活中的事物的数学近似,而非事物本身。现代物理是宇宙本质的研究也越来越依赖数学,比如创立弦论的M理论的爱德华·威腾也是一位数学家。
有人说物理的尽头是数学,这句话应该辩证来看:
首先,随着物理学习或研究的深入,越来越依赖数学,如量子力学的计算就是玩数学(解本征方程会用到微积分、矩阵运算……)。
另一方面,数学并不能替代物理。物理研究自然界物质的运动、相互作用规律,而数学是抽象的智游戏,只有与被物理、化学等学科拿来运用,才有实用价值!
一句话小结:物理依赖数学,数学是工具,只有被物理等其它学科利用才能实现其价值!
数学和物理在各自发展中一直相伴相生密不可分。许多数学理论是在物理问题的基础上发展起来的,很多数学方法和工具通常也只在物理学中找到实际应用。
因为二者的交叉,还诞生了一个叫数学物理的分支,是一种以研究物理问题为目标的数学理论和数学方法。很多物理问题,都需要数学的演绎和解释。比如在经典力学和量子力学中求解运动方程,都可以被归结为求解一定边界条件下的微分方程。因此求解微分方程成为数学物理的最重要组成部分。
现代物理早期也是最著名的书籍作品出自牛顿之手,就叫“自然哲学的数学原理”。而微积分也是牛顿将其作为研究物理问题的一个数学工具“顺手”发明的。
爱因斯坦,有史以来最伟大的理论物理学家。他的理论很多来自于思想实验,可以说靠的是想象,甚至有点哲学味道,在当时技术和实验手段无法验证的时候,就要依靠数学推导过程的自洽。坊间流传爱因斯坦数学不好,这个要看跟谁比,不过在数学计算这个问题上他的朋友们的确是给他提供了很大帮助的
看看世界三大数学家,牛顿、阿基米德、高斯。他们也是物理学家,牛顿和阿基米德排进了十大物理学家。所以,物理和数学的关系是很密切的。
包括与被包括的关系
本人高中物理、数学学得都还可以,以高考分数单独看物理一门学科的话应该有985平均水平,单独看数学一门学科的话应该有211平均水平,奈何高考英语五十几分,最终二本。
大学学得数学,主要是因为选专业的时候自己觉得数学比物理高大上点。数学专业大一开了大学物理,和物理专业同教材,大学教物理的老师说在我们班上课比物理系轻松点,因为我们班数学基础比物理专业强不少。
个人认为高中阶段数学好物理不一定好,但是数学差物理肯定不会太好。高中物理想拔尖,数学肯定也得中等偏上。
我觉得物理比数学容易学,至少在高中阶段甚至大一的《
大学物理
》,这个阶段的物理总体来说还比较形象,即使电场磁场看不见摸不着,也能通过想象,在脑袋里把它们看成绳子、石头一样的现实存在,规律性的东西也多,相比之下,数学就抽象多了,很多时候纯粹靠脑袋想,感觉没有载体。
我觉得数学就像改良土壤,而物理就像在土壤上种的菜。土壤好就具备了种植好菜的基础,但管理不善,一样种不出优质的菜;土壤一般,管理得当也能种出较优质的菜;但是如果是盐碱地戈壁滩,想要种出很好的菜,那就很难了。
物理学有质的定性与量的定性。物理学中量的定性须要运用物理的数学逻辑。也就是说,数学可以反应物理量之间的逻辑关系。
数学肯定是基础学科偏多,物理有些基础,有些应用。学数学做个老师、数学家之类;学物理可以创造发明,卖个专利,办企业之类。


