数学工作者最看不习惯的物理学方法是什么?

玩转智能

个人觉得就是各种近似和理想化描述。

对数学家而言,严格的论证和推演是必须的,任何一步都要有理有据,不能胡来。总之,就是能算出来,算准确的,才是真。

但是物理学往往不是如此。物理学研究特别喜欢做近似化。例如我们最早接触的理想化概念之一就是质点——把物体理想化成一个有一定质量,但却无体积的点。因此,描述它的运动,只要给出它在不同时刻下的坐标就可以。后者是数学,但是从物理到数学的步骤确是令人难以接受的,哪里有这样的一个点啊?

物理在处理很多物体之间相互作用时候,也是喜欢做近似。原则上,即使是在牛顿力学框架,面临三体问题,也是无法从数学意义上给出严格的解析解的。如果方程是非线性的,还极有可能出现敏感依赖初始条件的结果,就是未来一片混沌,无法预测。那么物理学在这个时候,就干脆忽略掉一些所谓次要因素,只抽出理想化的相互作用。比如理想气体,就是完全不考虑气体分子之间的相互作用,就把它们当做弹性碰撞的小球来处理。这种思想甚至引入到了固体物理里面,面对大量的电子运动,如果忽略电子之间的相互作用,可以把它们当做电子气体,就可以只针对单个电子的运动来描述集体行为。这种砍掉绝大部分实际而只抓主线的行为,在数学家看来估计无法接受。

物理在处理某些复杂问题的时候,喜欢用微扰来解决。设想一个极小的相互作用引入到体系当中,由此引发的一系列变化,对应着某些具体的物理现象。微扰的方法在相互作用比较弱的情况下是成立的,但是一旦相互作用比较强,当做理想气体就不行了,需要当做液体甚至固体行为来描述。此时物理一般就一筹莫展,顶多能够模拟几十个或上百个体(质点)之间的相互作用,然后假想着推广到无穷多个的整体。同样,在数学看来,从一百到无穷大,是一条无法逾越的鸿沟。


飞贼克斯和康德马特

科学发展的局限性及是否偏离方向?(彭彤彬)

数学理论太深奥,但解决的问题又太少,好多学科内的问题就解决不了,更不要说学科外的,更不要说自然界的。

一个三体问题就解决不了,宇宙中多少体,物体中多少原子?都是无数的。

所有数学知识能拿来描绘一个人体所有部分组成整体的所有活动吗?不能。

能不能建立一个眼睛实体活动的模型,让人随时能感知它的运行,知晓它的各方面运行情况,是否正常运行?不正常时提前预个警?不能。

只去作抽象抽象,抽象本质就是省略,将好多次要的东西忽略不计,可不知不觉中就变得不再是实物,研究得到的结论也离现实甚远,使人感到学不学无用,当然无所谓了。

这样看来,数学很粗浅,是一个很不得力的工具。

数学的出路在哪?是人工智能,大数据摸拟吗?不知道。

另说说发展方向,老百姓都感到不是那么回事的。

其实,数学的研究已经走偏。无穷,无穷空间呀,质数研究呀……,好多东西显示出离人类生活越来越远。

其实,物理的研究一样走偏。什么银河系,河外星系,黑洞,平行宇宙……,与现在人类现实生活密切吗?

科学的研究还是要现实点好,还是要围绕人的生存,生活,生产,工作,吃喝玩乐享受,改善人类生存环境等去做。

比如植物如何进行光合作用?工厂能造粮食蔬菜或营养品就好了。那人一下子就从温饱这个困境中解放出来了,那人的生存就舒服多了,不会再去为吃喝挣扎花精力花时间。

比如说研究人类短缺的资源工厂造,免得互相争夺取战争。

比如说,控制天气,让天气无雨灾无早灾温度益人。改变沙漠生态,变成人们想要的环境。

比如说,造个什么都有,能随着人飞行的房子。

比如说,改变基困或人的结构,让人无病无痛。

现实中这样的人的期望太多,估计科学技术永远不能满足人的愿意。


彭彤彬

这样说就清楚了,所有看不习惯物理方法的数学家,都是没有科学思维的数学家,都不是科学家。要论数学成就,牛顿差吗?牛顿也是数学鼻祖级人物,也是物理级鼻祖级人物,牛顿会因为数学高超而看不惯物理吗?牛顿能看惯物理,是因为他对物理和数学都有深度理解,知道数学存在的问题在那理,物理存在的问题在那理。举个例子,数学中有平面,物理同样有平面,对数学和物理没有深度了解的人,就会认为两个平面是一样的,实际上真的是一样的吗?数学平面是绝对平面,平面任何位置都与地心吸引力保持垂直,地球是圆的,在地球上根本不存在这样的平面,物理上说的平面是水平面,本身就不是绝对平面,两个平面不是一回事,这些事情还有很多,这决定了在研究时必须有差别,如果数学家看不惯这些差别,只能说明这些数学家不知道为什么数学和物理在研究时会有这些差别,所以这些数学家都不是科学家。


龙一欧


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