Question

为什么化学极度缺少具有数学意义的定理和公式？

为什么化学极度缺少具有数学意义的定理和公式？而且化学的很多结论都没有精密的计算和逻辑推理，就是搞几个实验就能算结论了？

Answer 1

郭敦顒回答：
你是高一学生，能提出如此深刻的问题，真是难能可贵，并且是超前了。
的确很多数学定理和公式是从研究物理学而得到的，特别是因研究高等物理学而得到了一些高等数学定理和公式；反之，对高等数学的研究和应用更推动了物理学；自然所有自然科学，经济学等无不与数学息息相关，数学是其它自然科学，经济学等的基础。
关于化学、物理学与数学相互间关系的讨论与论述——
http://tieba.baidu.com/p/1984841917
深夜来说说数学、物理和化学之间的关系
【Question 2: 化学反应的物理表述】
说到这里有很多喜欢找茬的孩纸有一套理论：“所有的化学反应本质都是粒子之间的相互作用，因此能用物理解释。”理论上是这样，但是谁也没有通过量子物理计算出过氢气和氧气为什么会得到水。而用数学来表述物理则容易的多。问题出在哪里？

由于数学、物理和化学是三种不同的语言，他们之间的表述必然的存在一个“翻译”的问题。如果两个语言本身具有相似的语法结构和词汇，那他们之间的翻译会比较容易——比如法语和西班牙语的互译基本不算是问题。但是如果两个语言的语法差别极大，那么翻译将会非常困难——比如汉语和英语；而且这里更加严重的问题是，这时的翻译有时候会让结果比原文更加复杂，甚至无法避免的改变原文某些细腻的表达。

幸运的是，数学和物理都具有公式化表达的语法结构，因此数学对物理的表述不但非常容易，而且是非常自然的——你能想象一个成文的物理定律没有数学表达么？

但是不幸的是，化学和物理有完全不同的语法结构，虽然理论上他们之间的翻译可行，但是现在再高明的翻译家也无法翻译一个最简单的方程式——也许将来会出现这样的翻译家，但是这样的译本真的有实用价值么？当物理学家用一个月的时间精确计算出一个反应的产物的时候，化学家早就用一周的时间实验+分析知道产物了。

既然这样，物理定律表述下的化学反应毫无实用意义。

因此化学永远不可能包含于物理之下。为什么？两个学科不论分离还是融合，最终的目的都是让研究更加简单——也就是“能量”尽可能的降低。当化学被物理合并反而让化学的研究更加纠结，这样的合并价值何在？
【Question 3: 学科突破与大神】
在想明白上面的两个问题之前，本鸟也为化学突破的终极方向在哪里迷茫过。的确，物理电磁学家能用麦克斯韦方程组高度概括电磁学——这个结果却是简单而漂亮。那化学呢？似乎除了热力学和动力学那些东西，还真没有一个什么数学表达式能概括起一个化学的分支。

这套理论在化吧已经被提起了多次，而这个理论持有者的论证结果就是——化学不会有本质的突破。

但是为什么一定要有数学表述？——因为物理的数学表述高度精简，引起了各种突破性进展？——因为作为哺乳动物的海豚经过多年的进化能在水下呼吸，所以同样作为哺乳动物的人类进化的终极目标也是能在水下呼吸？

这显然不靠谱对吧。海豚和人类通常都属哺乳动物，但动物分类学上的相似性到此而止。之后他们走了完全不同的进化道路，因而有了截然不同的特性。

之前已经说到，物理和化学是两种拥有完全不同语法结构的表述自然的语言。这个差异至关重要。

先回到比较熟悉的人类自然语言来看一下这个差异意味着什么。Je t’aimerai是一句法语句子，这是西方诸多屈折语的一个代表。最显眼的动词aimerai中，前三个字母aim已经表达了这个动词本身的含义——爱——那erai是什么呢，这个结构仅仅表达此动词发生在将来，动词发出者是第一人称单数，而且此动词未完成。不需要任何的时间助词，这个句子就仅仅依靠动词本身的变化表达出了将来的含义，这是一种简洁——但是这种简洁仅仅是给懂法语的人看的，你无法想象一个完全不懂法语的人能够通过查词典就能知道这句句子是将来时，其实你根本不可能在词典上查到aimerai。那中文呢？刚才那句话的中文翻译是我将来也会爱你，注意这里的一个词“将来”——虽然句子中动词没有任何词尾变化，但是通过时间词依然表达出了将来时的含义。这何尝不是另一种简洁——虽然增加了一个词，但是让语言的初学者能够通过简单的查词典的活动来确定句子的含义。

相比而言，物理更像前者——所有的物理定律都以一段极为抽象的编码构成，你既需要理解这段编码每个字母的含义——是磁感强度还是电场强度，又需要理解这段编码是以怎样的语法构成——是点积还是叉积还是别的什么。而化学毫无疑问更像后者——没有奇妙的语法，而通过简单的图画和箭头来表达深刻的内涵。例如你理解一个有机反应的机理需要做什么？看清图上标的箭头的走向就好了

这个差异意味着什么呢？意味着物理会有严格的数学表述——这产生了大名鼎鼎的麦克斯韦方程组，薛定谔方程，牛顿力学，相对论。而化学很少有数学表述，大多情况下是机理图，这给人有一种错觉，也就是化学没有物理来的精妙——但是有多少人知道，卤代烃的取代、Aldol缩合等反应在亲核机理提出前几十年就被发现了，而亲核机理的提出则是对这些反应高度精简的概括——这和Maxwell方程组同意电磁理论有什么本质的区别呢。

物理的突破方向在于找到更多的数学表达来完善自己的理论。而化学的突破方向在于找到更多的机理图来完善自己的理论（虽然元素化学现在似乎没有简单的通式性的机理，但鸟相信是有的，只是没有发现，而一旦发现必将惊天动地）。这只是两种不同的语法罢了。
很多人看的就是个表面而已，肤浅至极，又迫于表述自己宏大的观点，因此也看不见太多深层的东西。
化学很多很多的东西都是独立的，不依附于他人的。如果黑化学是因为化学部分基于其他学科，真心呵呵了。
这东西，高中生特喜欢讨论，低年级本科生也是。可悲的是这二者的特点都是处世不深，学艺不精型，未曾见识过化学，物理，数学等学科的博大精深。提出的论点也就是相当肤浅，不足为据了。
前面提到的薛定谔方程是化学中的重要数学公式（你需到大二才能理解，可是现在你才高一呀）。
说点高中化学中与数学相关的较重要的公式吧：
PH=－lg[H+]。

追问

知乎抄的吧？

追答

的确，是抄了相当多的部分，并且给出了网址和标题——
http://tieba.baidu.com/p/1984841917
深夜来说说数学、物理和化学之间的关系
Question
学会从网上或其它书籍上学习复制摘抄引用自己需要的东西，并且能辨别是非，这要有相当的水平，也是判断一个人是否成熟的表现。有不少人大学毕业了还没掌握这种本领，他们离开老师离开别人的帮助则难有所为，这是一种悲哀！

在我给你的回答中，诚然是抄了（引用了）相当多的部分，但回答的主题思想却是个人的，反映在：
1，首先的论述——“你是高一学生，能提出如此深刻的问题，真是难能可贵，并且是超前了。
的确很多数学定理和公式是从研究物理学而得到的，特别是因研究高等物理学而得到了一些高等数学定理和公式；反之，对高等数学的研究和应用更推动了物理学；自然所有自然科学，经济学等无不与数学息息相关，数学是其它自然科学，经济学等的基础。
关于化学、物理学与数学相互间关系的讨论与论述——”
2，最后提出；“前面提到的薛定谔方程是化学中的重要数学公式（你需到大二才能理解，可是现在你才高一呀）。
说点高中化学中与数学相关的较重要的公式吧：
PH=－lg[H+]。”
3，赞同了Question的观点。
Question的论述你未必都能看懂，故有“前面提到的薛定谔方程是化学中的重要数学公式（你需到大二才能理解，可是现在你才高一呀）”，你看不懂的应该说还有很多。所以说“你是高一学生，能提出如此深刻的问题，真是难能可贵，并且是超前了。”是说你提的问题涉及到很多你未学过的超前内容。怎样回答都难以让你满意，只能是留待之后你的知识增加了，阅历丰富了，这问题会自然得解。

Answer 2

化学贴近生活，而生活中用不到数学😂

追问

😊，生活中用不到数学，你牛逼，