宇宙的一切事物都可以用牛頓的微積分來解釋嗎?為什麼?

未來探索菌


牛頓確實是創造了微積分的雛形,但是牛頓創造出來的微積分還是現代微積分學的前身,非常原始,大量的問題說不清楚。而且,解釋紛繁複雜的事物還有賴於幾何學、代數學相關的知識,並不是單純一個微積分就可以描述的。

牛頓確實可以稱得上是有史以來最偉大的物理學家,甚至於連“之一”都不用加。但是他受時代所困,他提出來的微積分的思想還是很原始的。

所謂的微積分,就是研究極限、微分、積分和無窮級數的學科。按照我的理解,微積分就是用來連接物理現象局部和整體的學科。比如說最簡單的通過速度變化曲線積分出來走過的路程【如下圖所示】, 就是把某一時刻物體的運動特徵跟一段時間這個物體總的運動特徵聯繫起來的過程。正是因為這種非常獨特的性質,所以微積分在物理中的應用非常廣泛。

但是牛頓因為是發明微積分的人,所以剛剛被髮明出來的微積分還有很多的缺陷,比如說什麼叫“無窮小量”?怎麼描述它?再比如說如果影響物理現象局部特徵的因素有很多,不能單純地用dy/dx來表示,這該怎麼辦?

所以說,牛頓那個時代的微積分是很原始、很粗糙的,只能夠研究簡單的物理現象,而且用法也很模糊,求解方法也很少,複雜的物理現象根本研究不了。等到了日後微積分充分完善發展之後,這門學科才逐漸發揚光大。比如說下圖用來研究流體流動的N-S方程,本質上也是用微積分(偏微分)來研究物理現象,但是遠遠不是牛頓那個時代的微積分能夠處理的。

而且微積分只是數學中的一個門類,僅僅依靠微積分也是不足以描述整個世界的。

微積分是聯繫物理現象局部和整體之間的學科,它的作用是連接,但是怎麼描述一個複雜的物理現象?這些複雜的物理現象的描述式之間想要運算要怎麼做到?這就不是微積分可以做到的了。這個時候就要用到代數學、幾何學等等學科。

比如說下圖就是“矩陣”,用來表達很多個有規律的物理量之間的運算求解方法。

再比如說再下面這張圖就是“張量”,只要用一個物理量就可以把下圖中密密麻麻箭頭表示地物理量打包成一起描述,極大地方便了運算和對物理問題的描述。

所以說,微積分固然偉大,但是要想描述、解釋世界萬物那麼多的東西,僅僅依靠微積分還是不夠的。


SilentTurbine


宇宙的一切事物都可以用牛頓的微積分來來解釋嗎?

首先我必須伸明,唯物主義者從來都是用一分為二的辯證法去提出問題,研究問題,解決問題的,只有這樣才能夠得到合乎邏輯的正確科學答案。我不是研究宇宙學的專家,但我想用我的社會實踐來回答這個問題。如果我們人類居住的地球也屬於宇宙一部分(肯定是宇宙的一部分)的話,微積分已經被充分的利用解釋和解決問題。比如,我們在建設水利工程和水電工程的水帳數據就是用微積分計算的。水速,洪峰流量,水的壓力,水的出電能量,水的反衝力計算等都是用微積分計算出來的。

其次,既然地球是宇宙的一部分,那麼,按物質的保密定律,地球上的一切物理運動規律必然與整個宇宙有共性,因此我認為宇宙的一切事物也可以用微積分來解釋的,只是由於人類對於宇宙的瞭解很有限,究竟在那個方面能用微積分來分析,尚屬摸索研究階段。

其三,既然科學是以一分為二的觀點去觀察問題,分析問題,在宏觀的宇宙(強調一下,我說的是宏觀)中也可能存在不用微積分分析解釋的地方。例如在前幾天,我從參考消息報上看到一條消息,Y國(好像是印度)的科學家發現了銀河系中的一個黑洞,周邊跟黑洞轉旋的物質速度競達0.9(0為靜止,1為光速,此消息也得到美國科學家的證實),可見微積分只能用來解釋宇宙中流動的物理現象,靜止的宇宙現象是不能解釋的(不排除在物質微觀上的解釋)。

宇宙實在太大了,人類對於宇宙的瞭解太無足道了,人類創造的科學數據,定律,規則,方法等等都必須通過人類對大自然大宇宙的不斷探索研究總結實踐,才能撐握它們的自然規律,才能更好地為人類的生存服務。

以上只是個人觀點,僅供大學參考和欣賞,希望有更多這方面的專家發表高見,謝謝!|


鄧工280


提出這個問題的人連基本的科學素養都沒有,可能不知道什麼是微積分!

微積分對於自然界,人類社會中有關連續變量或近似連續變量的數量關係進行處理,但仍舊存在不可積,不可導的系統;更不要說宇宙中還有離散的數量關係。那種想把宇宙中的一切規律用數學方程(微積分)來表述是不符合自然辨證法的。


歸根覆命


微積分只是一種計算的手段和方法,不存在解釋宇宙的能力,只存在表述宇宙的方便,一個極限的術語使人們知道那個值的存在,但其意義還需要多叢知識來解析。宇宙不完全是數學能夠解釋得了的。簡單的例子:就是0和1這兩個數,就有存在和不存在的意義,且1這個單獨的數還有更深層的意義是數本身的單位。它的存在就不用微積分來計算而是直觀的表述的存在。


雅安李光傑


首先應當指出的是,微積分是一種專門對變量進行運算的數學方法,微分是指根據變化量求變化速度的運算,積分是指根據變化速度求變化量的運算 。當然,現實世界中需要研究的東西並不是只有這兩種類型,所以,微積分的用途是有限的。


問天老人


如果一切事物在其全程內都是連續變化當然可微可導。


擁抱吉祥952


不能,存在不可微積分運算的函數


王俄語



遼寧郭英森


搞科學探索是發現。自然界的規律性。千萬不能生搬硬套。


偉松12


還是聽不懂你想問什麼。


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