数学和物理的本质区别是什么?

作者&投稿:粱梁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
数学和物理的区别~

1、概念不一样:数学是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科。而物理则是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
2、精密性不一样:物理的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,是当今最精密的一门自然科学学科。数学在精密性这方面相对来说不像物理那般,而是用严谨性来形容。
3、起源不一样:数学起源于人类早期的生产活动,古巴比伦人从远古时代开始已经积累了一定的数学知识,并能应用实际问题。物理则是起源于人类社会实践的发展。

扩展资料:
数学简史:
西方数学简史
数学的演进大约可以看成是抽象化的持续发展,或是题材的延展.而东西方文化也采用了不同的角度,欧洲文明发展出来几何学,而中国则发展出算术。
第一个被抽象化的概念大概是数字(中国的算筹),其对两个苹果及两个橘子之间有某样相同事物的认知是人类思想的一大突破.除了认知到如何去数实际物件的数量,史前的人类亦了解如何去数抽象概念的数量,如时间—日、季节和年.算术(加减乘除)也自然而然地产生了。
中国数学简史
数学古称算学,是中国古代科学中一门重要的学科,根据中国古代数学发展的特点,可以分为五个时期:萌芽;体系的形成;发展;繁荣和中西方数学的融合。
物理简史:
伽利略·伽利雷(1564~1642年)人类现代物理学的创始人,奠定了人类现代物理科学的发展基础。
当今物理学和科学技术的关系两种模式并存,相互交叉,相互促进“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”。
参考资料:
百度百科-数学
百度百科-物理

物理学(拉丁语:Physica,希腊语:Φυσική,英语:Physics)是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学,简称物理。“物理”一词的最先出自古希腊文φυσικ,原意是指自然,泛指一般的自然科学。在古希腊人那里,物理学就是“自然哲学”,出现了泰勒斯、阿基米德等一批著名的自然哲学家、科学家,“物理学”的名称就来自亚里士多德的《物理学》一书。后来牛顿的经典物理学奠基之作,就叫做《自然哲学之数学原理》。由此可见,物理学的历史源远流长。在过去两千年里,物理学与化学、天文学都曾归属于自然哲学,相提并论。直到十七世纪科学革命之后,物理学才成为一门独立的实证科学。物理学与很多其它领域有相当的交集,从而发展出不少跨领域学科,如生物物理学、量子化学等等。物理学的疆界并不是固定不变的,物理学里的创始突破时常可以用来解释这些跨领域学科的基础原理,有时还会开启崭新的跨领域研究。

数学无法描述宇宙,就像锤子无法描述摩天大楼一样。它只是一个工具。从数学家的角度来看,如果物理学家觉得它有用,那对他们来说就是好事……但数学并不关心这两者的关系。另一方面,最伟大的数学家也是最伟大的物理学家。牛顿和高斯。所以数学和物理之间存在某种共生关系。但数学既不能描述“宇宙”也不能描述“一个”宇宙。如果我给你数字5,那就是数学。如果我告诉你5英里每小时,这是物理。如果我说5棵树,那就是林业。数学是一种工具。就其本身而言,它孤立地不适用于任何东西,也不意味着任何东西。

此外,数学并不声称是“正确的”。在20世纪,很多聪明人用数学来研究数学本身。从语法的角度来看,你能做的最好的事情就是同意1+1=2符合集合理论的泽梅洛-弗伦克尔公理,以及通常的冯·诺伊曼对自然数的解释。

但是1+1 = 2是真的吗?它是关于世界的。但在数学中,这只是因为符号1、+、=和2的定义方式。所以这是一件很棘手的事情,从罗素到弗雷格,维特根斯坦,哥德尔,图灵,以及所有深刻的思想家,他们都有自己的看法,这些人都在思考,按照规则使用一连串的符号意味着什么。

但在我看来,如果你不给符号赋予意义,数学就毫无意义。的确,数学受到了物理学的启发。但数学不是物理。

数学对物理学家的重要性不亚于书面语言对作家的重要性。但是数学可以作为物理之外的许多其他学科的工具。物理学的每一个方面都依赖于数学来解决问题——描述和探索宇宙的本质,并做出重要的预测,比如导弹以特定角度发射时,将在哪里着陆?



简单讲,物理体现的是世界的本质,当然这里的本质是相对的,因为人类的认知一定是具有局限性的。说白了,物理体现的是现实,是大自然的客观实在性。

而数学就不同了,数学是人类了解认知宇宙的一个手段和方法,数学并不能等同于现实,甚至可以说与现实没有任何关系,只是认知现实的一种方法,人类通过数学手段可以更好地了解认知大自然。

物理学没有绝对准确的数学值,而数学没有近似的物理量,数学是普遍适用,绝对准确,一旦推理无误就确定了,而物理学有适用范围限制,有后面的规律修正甚至推翻前面的规律,物理学要使用数学作为工具,而数学要使用物理对象具体化。

举个例子。阿基里斯的龟(芝诺悖论)相信很多人听说过。阿基里斯与乌龟赛跑,阿基里斯的速度是乌龟的十倍(方便起见,假设阿基里斯速度为10米每秒,乌龟为1米每秒),让乌龟在阿基里斯前面100米的地方开始赛跑。

数学上分析,阿基里斯跑100米,乌龟跑10米。而阿基里斯跑10米,乌龟跑1米。阿基里斯跑1米,乌龟跑0.1米……

如此下去,阿基里斯永远追不上乌龟。

但现实中我们都知道,阿基里斯会很快追上反超乌龟!这牵扯到极限概念,用极限概念很容易理解(其实不用极限概念也不难理解,这里不再详述)。

这就是数学与物理的区别。数学上没有最小的数,你永远找不到比零大的最小的数,但物理上存在最小的概念,比如说普朗克长度,普朗克时间。时间存在一个最小的单位:普朗克时间,任何小于普朗克时间的单位都没有意义。



于 1965 年在康奈尔大学举办的关于“数学与物理的关系”的信使讲座系列中,费曼解决了他发现的数学和物理之间的主要区别。他的想法总结如下。

认识论的差异

首先,费曼解决了那些研究数学的人在认识论分析水平上的差异,特别是挑出元数学家:数学家只处理推理的结构,他们并不真正关心他们在说什么。他们甚至不需要知道他们在说什么,正如他们自己所说的那样,或者他们所说的是否属实。

也就是说,如果关于公理的陈述是正确的,即经过仔细制定和足够完整,进行推理的人就没有必要了解这些词的含义。他将能够用同样的语言推导出新的结论。如果我在其中一个公理中使用三角形这个词,那么结论中可能会有一些关于三角形的陈述。而做推理的人,他可能连三角形是什么都不知道!但是,然后他可以读回他的东西并说“哦,一个三角形,这只是一个三边形的东西,你有什么等等”。换句话说,数学家准备了“可以使用”的抽象推理。

这与物理学中分析的认识论水平形成对比:

物理学家对所有短语都有意义,而且有一点很重要,很多研究物理学但不是数学专业的人不明白:物理学不是数学,数学也不是物理学。

但是,您必须对单词与现实世界的联系有所了解。如有必要,最后将你想出的东西翻译成英文,翻译成你将要进行实验的铜块和玻璃块的世界,以确定结果是否正确。这是一个根本不是数学问题的问题。

适用性差异

“数学家喜欢使他们的推理尽可能通用”

如果你说“我有一个三维空间”并且你向数学家询问定理,那么他们会说“现在看,如果你有一个n 维空间”,那么这里是定理。“是的,好吧我只想要三个维度的情况……” “好吧,那么用 n = 3 代替!” 结果证明,他们拥有的许多复杂定理要简单得多,因为它们恰好是特殊情况。

物理学家总是对特殊情况感兴趣。他对一般情况从不感兴趣。他在谈论某事。他不是抽象地谈论任何事情。他知道自己在说什么,他要讨论新的万有引力定律,他要的不是任意力案例,他要的是万有引力定律!

直觉与严谨

当你知道你在说什么,这些东西是力,这些是质量,这是惯性等等,那么你可以使用很多常识,感觉世界。你已经看到了各种各样的东西,你或多或少知道这种现象会如何表现。

然而,或多或少知道答案如何发展的物理学家会出来并猜测中途,然后很快地进行下去。

高精度的数学严谨性在物理学中不是很有用,现代数学中看待公理的态度也不是很有用。现在,数学家可以做他们想做的事,不要批评他们,因为他们不是物理学的奴隶。没有必要仅仅因为这对你有用,他们就必须那样做。他们可以为所欲为,这是他们自己的工作,如果您想要别的东西,那么您自己解决。

费曼在这里认为,因为物理学关注自然现象,人类在这个领域更倾向于直觉。这有点与某些数学定理的发现过程的描述方式相反,包括小约翰·福布斯·纳什。关于非线性偏微分方程的发现:

1950 年代的数学家已经知道使用计算机求解常微分方程 (ODE) 的相对简单的例程。然而,还没有确定的方法来求解非线性偏微分方程,例如在喷气发动机湍流运动过程中出现的那些方程。

论数学物理的适用性

为什么需要无穷无尽的逻辑才能弄清楚一小撮时空会做什么?

奇怪的是,费曼继续预测,在未来的某个时刻,世界的本质将不会用数学语言来表达。相反,将有一些其他方法来表达自然如何运作,这需要较少的计算:

我必须说,我经常假设物理学最终不需要数学陈述。机器最终将被揭示。总是让我烦恼的是,尽管有所有这些本地事务,无论空间区域多么微小,时间区域多么微小,根据法律以及我们今天对它们的理解,都需要计算机器无数次的逻辑运算来解决。

现在这一切怎么会在那个狭小的空间里发生呢?为什么需要无穷无尽的逻辑才能弄清楚一小撮时空会做什么?所以,我经常做出一个假设,最终证明这些定律会像棋盘一样简单,所有的复杂性都来自大小

但是,这与其他人所做的其他推测具有相同的性质。它说“我喜欢它”,“你不喜欢它”。对这些事情抱有太大的偏见是不好的。



数学和物理,是对立的统一,相辅相成,相互转化,相依为命的。是抽象和具体的关系,数学是物理的抽象,物理是是数学的具体;是形式和内容的关系,数学是物理存在的形式,物理是数学存在的内容。两者的本质区别仅仅在于:数学是一切存在和一切非存在的抽象,是“有”和"无”的抽象;而物理只是“有”的学问,不承认"无”的存在!从这种意义上讲,物理仅仅只是数学的一部分!物理仅仅是数学的半壁江山。因而,物理的尽头是数学。正因为如此,当代量子物理学的突破,正等待着数学的新突破。

物理和数学的概念不同,数学的理论性更加的强一些,而物理则需要实际的操作。


化学变化和物理变化的本质区别
化学变化就是物质的本质发生了变化,而物理变化则不是。比如:冰化为水为物理变化,不涉及本身的变化。氧气变为臭氧则是化学变化。

化学变化和物理变化的本质区别是
化学变化和物理变化的本质区别是有新物质生成。物理变化的核心是没有新物质生成的变化。它只是讲形态或状态的变化。比如:水凝结成冰,水受热蒸发变成水蒸气,石蜡的熔化等等。这些都是讲物质的状态发生变化了。谈论的是我们物理里面的物态变化!化学变化的核心是有新物质生成的变化。一般还会伴随一些现象...

物理变化和化学变化的本质区别
物理变化解释 实质:保持物质化学性质的最小粒子本身不变,只是粒子之间的间隔运动发生了变化,没有生成新的物质。很多同学会把物理变化与化学变化混淆,其实物理变化与化学变化的根本区别就在于物理变化没有新物质生成,而化学变化有新物质生成(如铁生锈就是化学变化)。化学变化解释 化学变化过程中总...

化学变化和物理变化的本质区别
不管是物理变化还是化学变化,实质是构成物质的分子有没有发生变化,通常在发生化学变化的时候,与此同时一定会发生的会有物理变化。但是在发生物理变化的过程中,却不一定会有化学变化发生,那么化学变化和物理变化的本质区别是什么呢?化学变化和物理变化的本质区别为是否有新物质生成。两种变化本质区别为...

物理和化学的本质区别
物理和化学在研究内容、学科分类、性质方面都有不同。化学主要在分子、原子层面,研究物质的组成、性质、结构与变化规律,创造新物质;物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。研究内容不同:化学是研究在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律,从而创造新物质的科学。物理学是...

化学变化和物理变化的本质区别
- 例如分子之间的反应生成大分子,或者分子断裂形成小分子,分子内部原子重组等。物理化学变化是指:- 既发生了物理变化又发生了化学变化的过程。- 例如扩散、聚集、膨胀、压缩、挥发、升华、摩擦生热、铁变磁铁、通电升温发光、活性炭吸附氯气等。物理变化和化学变化的本质区别在于:- 物理变化不涉及新...

物理学与数学在思维方式上有哪些本质上的区别?
引言:物理学和数学都是理科中非常重要的,不过物理学和数学在学习的时候思维模式有很大的差异,数学是更加抽象的,而且非常考验逻辑。而物理学是更加客观的在解决问题的过程中,更加注重根据实际的定理和所发现的规律来进行解决,所以说步骤性和套公式会更多一些,那么怎么处理物理和数学的学习呢?处理物理...

物理学与数学在思维方式上都有哪些本质上的区别?
引言:一些理科生在学习理科的时候就会发现物理学和数学在很多地方都有相似性,但是物理和数学又是两门不同的学科。在本质上又有很大的区别,最能体现的就是思维方式上。那么物理学和数学在思维方式上都有哪些本质上的区别,今天小编就来给大家讲解一下。一、在本质上的区别数学就是研究世界数量关系和...

物理中建立数学模型与物理模型有什么区别?
这其实就是数学和物理的区别,数学和物理的联系很紧密,很多模型你不能单纯地说是物理还是数学模型.当然数学模型更纯粹和抽象.自然科学的研究一般思路可以说是先建立物理模型,再抽象成数学模型,再由解算结果反过来反映物理意义,进而得出实际意义.针对研究对象,根据某种物理思想勾画出的用数学公式表达的模型,...

物理和化学的分界是?
化学属于物理 因为化学变化还是基于物理中研究的一些微粒的运动,微粒运动的特殊形式就形成了化学反应,化学和物理没有本质上的区别。最大的区别是化学不考虑原子核内部的问题而物理考虑。在我看来物理是化学的基础。这方面的东西你可以看一下量子力学的内容。如果你是个理性的人最好学物理。

昔阳县15784314490: 数学与物理区别是什么 -
子丰度更舒: 数学不是物理现象,你的理解有偏差. 数学是研究物理以及其它理科学科时,抽象出来的一种计算工具而已. 如有帮助请采纳,或点击右上角的满意,谢谢!!

昔阳县15784314490: 人们都说,物理与数学有着很大的关系.当然,我并不反对着句话,但是,它们并不是完全相同的.所以,在此,我想问问大家,它们的不同之处在哪呢? -
子丰度更舒:[答案] 物理是生活中的科学,我们随时随地用得到,可以用来解释生活中的很多事.而数学嘛,则是科学之母,不能说现在学的方程,函数什么的以后一定用得到(如果只是买买菜什么的小学加减就可以了),但学习数学是以后掌握多门理科的基础. 我最讨...

昔阳县15784314490: 物理和数学最大的区别是什么? -
子丰度更舒: 数学,顾名思义就是关于数字的学习 物理,顾名思义就是关于物体的理论物理大多都是实践性的,数学是为物理服务的 数学大多抽象,物理的大多具体

昔阳县15784314490: 数学和物理的区别是 ??
子丰度更舒: 数学是理科的基础,也就是说物理其实就是用数学来解题,换句话来说就是数学是工具,而物理就是机器.数学就是解决一些纯理论的比较抽象的问题,而物理就是解决些比较常见的有事实的问题.

昔阳县15784314490: 物理和数学最根本区别是什么?悬赏100分
子丰度更舒: 数学是物理的基础 而物理则是数学理论的应用与延伸

昔阳县15784314490: 物理世界和数学科学的区别是什么? -
子丰度更舒: 物理是研究物质的质量和分析,数学是研究数字的结果,求最终的答案,加减乘除,还是有区别的.其实,关于对物理界和数学界的一些关系早有人研究过.存在中西方文化之间有很大的差异,其中牵涉到对终极问题的认知,对此略做剖析....

昔阳县15784314490: 物理与数学的区别是?
子丰度更舒: 数学更多的是理论基础, 物理着重在于应用实践

昔阳县15784314490: 计算思维与物理学的思维方式,数学思维方式有什么区别 -
子丰度更舒: 数学与物理在思维模式上没有区别,都需要的逻辑思维,定向思维与抽象思维本身是不好界定的. 数学与物理不同的是:物理需要动手能力,在我接触的上千人学生中发现,数学成绩好的人,物理不一定很好,问题不在于逻辑思维上,在于实验部分内容.很多学生从小没有动手的习惯和能力(家长、学校未培养).物理学习在同等努力的情况下,亲手做实验的人可以学到90%以上,当看客的学生(只看不做的)可以学到80%-90%;如果连看客都不做(认为物理、包括化学实验课就是放羊--趁机玩耍)可以学到70%,当然不努力的人连及格就难

昔阳县15784314490: 物理与数学的区别是? -
子丰度更舒: 数学是计算 物理是应用 更加需要一点抽象思维

昔阳县15784314490: 数学和物理有什么差别
子丰度更舒: 物理建立在数学的基础上

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