现代数学和理论物理学发展到什么程度了?

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百度网友770c4cc
2020-09-30 · TA获得超过657个赞
知道答主
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牛顿时期: 牛顿真是给我们开了一个好征兆,为了建立物理,理论自己先搞出来了微积分,也算是数学和物理结合的最初模范,简简单单的三个公式上能预测天体运动,下能解释斜坡上的小球,真的很让人佩服。

 

牛顿力学的基本物理量的空间坐标是x,时间是t,质量是m,还有能量,这几个量人们都能很直观地理解是什么意思。而且微积分这个东西直观性也很好,想想我们解高数题的时候用到了很多的思维,比如说我们可以把微分理解为小量,把积分理解为求和,仔细想想和初等数学差别不大。

后牛顿时期:牛顿之后就是统计力学,麦克斯韦电磁学,分析力学。虽然这些理论一定程度上独立于牛顿力学,但是和牛顿力学根本没有世界上的矛盾。而且这些理论需要的数学也不过就是初等数学+微积分。其中电磁学的基本物理量是电场和磁场,总体来说直观性还是不错的。分析力学比较微妙,虽然理论体系和牛顿力学完全等价,但是拉格朗日量和哈密顿量为基本物理量,之所以定义这两个量完全出于数学上的考量,并没有直观性。后来却证明了他们俩在现代物理中发挥了很重要的作用。

 

爱因斯坦时期:自从爱因斯坦降临时,物理学就开始让人琢磨不透了,在牛顿时期,是先有物理学的直观,然后才发展出了所需要的数学,而爱因斯坦时期恰恰相反,有些数学家瞎写的东西,本来和现实无关的东西,却被引到了物理学里,狭义相对论告诉我们,时间空间地位相等,切换惯性系实际上是在对四维时空进行旋转,我们可以类比三维旋转来理解。像动量,波矢,电磁场这些物理量都可以找到相应的四维协变形式。

 

广义相对论告诉我们,时空不是平坦的而是拧在一起的,我们之所以感觉是平坦的是因为我们周围没有密度特别大的东西,时间和空间第一次在物理学里发生了如此深刻的关联,总体来说,爱因斯坦用微分流形的语言取代了正常人对时空naive的理解,我们发现直观上想当然是对的东西不一定是对的。

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