為什么數(shù)學(xué)是其他自然學(xué)科的基礎(chǔ)吉懊?

要弄明白標(biāo)題的問(wèn)題庐橙,我們首先要知道數(shù)學(xué)是干嘛,其他自然學(xué)科又是干嘛的借嗽?

越抽象态鳖,也就越具體。


你想下數(shù)學(xué)是干啥恶导?

測(cè)量 計(jì)算距離 角度 之類的

不涉及什麼具體事物性質(zhì)浆竭。

我的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)過(guò)一句話:“來(lái)源于生活,必將應(yīng)用于生活”

數(shù)學(xué)是從人類生活中抽象的出來(lái)的惨寿,覺(jué)有高度的抽象性邦泄。

這有點(diǎn)像,壓縮文件裂垦,解壓縮的一個(gè)過(guò)程顺囊。

或者 像漢字,我們知道漢字的筆畫就那么幾種-橫蕉拢、折 特碳、豎、 彎 晕换、鉤....测萎,但是可以組合各種各樣的漢子。

筆畫就是從漢子中抽象出來(lái)的届巩。


數(shù)學(xué)在自然學(xué)科中的體現(xiàn)


我們?cè)賮?lái)回顧一下小學(xué),中學(xué)的有哪些自然科學(xué)課程份乒?

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)科恕汇。?

按照唯物主義的觀點(diǎn):世界是由物質(zhì)構(gòu)成的』蛳剑可以說(shuō) 物理學(xué)是一門很基礎(chǔ)的學(xué)科瘾英。但是它以數(shù)學(xué)為自己的工作語(yǔ)言。

學(xué)生時(shí)代颂暇,老師常說(shuō)一句話缺谴,物理就是研究聲光電熱力的學(xué)科。(高中階段的物理基本就這幾個(gè)研究對(duì)象)

想必大家都背誦過(guò)很多物理公式耳鸯,舉個(gè)例子:


上面的公式有三個(gè)物理概念:速度湿蛔、路程、時(shí)間 县爬。

V=\frac{s}{t} ? (這個(gè)公式將速度阳啥、路程、時(shí)間三個(gè)物理量統(tǒng)一在這個(gè)數(shù)學(xué)公式之中)

這樣财喳,我們?nèi)我庵榔渲袃蓚€(gè)物理量察迟,我們就能算出第三個(gè)物理量斩狱。

通過(guò)上面的公式,大概可以看出物理通過(guò)數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述 各個(gè)物理概念之間的關(guān)系扎瓶。

可以這么說(shuō)“數(shù)學(xué)學(xué)得好所踊,物理不一定好, 物理學(xué)得好的概荷,數(shù)學(xué)一定差不了”秕岛。


化學(xué)主要是研究分子,原子層面乍赫,物質(zhì)的組成瓣蛀、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律的雷厂。進(jìn)而創(chuàng)造新物質(zhì)的惋增。

化學(xué) 也是一樣的用數(shù)學(xué)在描述

原子的核電荷數(shù)

分子 結(jié)合的空間幾何模型

正四面體什麼的

化學(xué)鍵之間的角度。

大家一定有過(guò)被元素周期表統(tǒng)治過(guò)的噩夢(mèng)改鲫。

在化學(xué)里诈皿,原子是化學(xué)變化中的最小微粒。

元素周期表的排列順序就是根據(jù)原子的核電荷數(shù)從小至大排序的化學(xué)元素列表像棘。

也就是說(shuō)通過(guò)核電荷數(shù)的大小稽亏,以及推算出核外電子層以及最外電子層。

周期表能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)各種元素的特性及其之間的關(guān)系缕题。也是用到了數(shù)學(xué)描述截歉。

通過(guò)這些人類還創(chuàng)造出來(lái)了大自然自然狀態(tài)下不存在的元素,而且還進(jìn)行了元素預(yù)測(cè)烟零。

比如最近有個(gè)新聞瘪松,22歲在讀博士生發(fā)現(xiàn)石墨烯“魔角”,榮登Nature全球十大科學(xué)人物榜首锨阿。

曹原負(fù)責(zé)的工作是研究壘在一起的兩層石墨烯彼此間輕微角度偏轉(zhuǎn)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象宵睦。把平行的兩層石墨烯旋轉(zhuǎn)成約1.1°的,搭成微妙偏轉(zhuǎn)的石墨烯層后墅诡,他發(fā)現(xiàn)當(dāng)把材料置于一個(gè)小型電場(chǎng)壳嚎,且溫度降至絕對(duì)零度以上1.7度時(shí),可以導(dǎo)電的石墨烯竟然變成了絕緣體末早。

1.1°? ?1.7° 這些不都是數(shù)學(xué)描述嘛烟馅。



最后我們來(lái)聊聊生物。

生物 中

物種漫長(zhǎng)的演化

你首先就得把時(shí)間線 梳理清楚吧

比如 白堊紀(jì)荐吉,史前時(shí)期焙糟,冰河時(shí)期。样屠。穿撮。缺脉。

DNA 測(cè)序 這不就是 數(shù)學(xué)的描述,

無(wú)機(jī)物有機(jī)物中元素的含量

細(xì)胞中各種元素的含量

染色體的個(gè)數(shù)

人口普查的統(tǒng)計(jì)

舉個(gè)例子:大家一定有去過(guò)醫(yī)院體檢過(guò)悦穿,那我們來(lái)看看體檢單上有哪些信息.


通過(guò)抽幾管血(或者尿液)測(cè)量體內(nèi)某些 細(xì)胞或者蛋白質(zhì)的含量來(lái)幫助醫(yī)生判斷身體的情況嘛攻礼。 這里面有概率,計(jì)算栗柒,測(cè)量等等數(shù)學(xué)工具礁扮。

?以上不都是在用數(shù)學(xué)來(lái)描述體內(nèi)的細(xì)胞含量嘛。



數(shù)學(xué)是其他自然學(xué)科的基礎(chǔ)瞬沦,與我們的生活息息相關(guān)太伊。

只要大家細(xì)心觀察,就一定能在生活中發(fā)現(xiàn)許許多多跟數(shù)學(xué)息息相關(guān)的事物逛钻。

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