科学中的数学
『壹』 对“数学到底是不是科学
对于这个问题,我们首先搞清楚什么是科学?在华语文化里,要搞清楚科学,首先要为科学正名。华语的科学这个名称,是日本人借用华国隋唐以来产生的科举制度的“分科之学”来翻译西方对应概念产生的一个错误名称。华语对西方“科学”的对应名称叫“格学”“格术”,也叫“格原”“格致”,其中西方自然科学在华语里叫“格物学”“天物学”,人文科学叫“格人学”或者“人学”。受到日本翻译语言影响,现代中国人说“科学”一般是指西方的自然科学即东方的格物学。因此,科学即格物学,其实就是研究天然物象存在本原(主要是物象天然结构及其运动变化因由及性质)的一类学科,一般是具体物象。
再来看看数学。人类对数学一直没有作学科性质界定。实际上,现代人说的数学分为两大类,一是数理学或狭义数学(华语古代叫数术或算术、数学、数算术),即关于万事万物的相对独立存在性(数性)及其结构组合关系即数量结构关系的逻辑理论学科,按照易学原理,这类数学实际上就是数量逻辑思维工具学。二是形理学或形学,也就是即几何学,即格究各种物象的空间形体及其关系的理论学科,实际上就是格形学。由于形理学要随时用到数理学,古希腊人把数学与形学合称数学,实际上就是形理学。西方文化源于古希腊文化,就沿用了古希腊人的这个分类标准。数学与形学真正的跨学科建立关系是法国人笛卡尔建立的解析几何学~笛卡尔用人为建立的定数化坐标来解决形的数量关系。解析几何恰恰充分说明了形学与数学是两个不同性质的学科,说明了数学同语言逻辑理论学一样是公共的思维认知工具学科。东方数学实际上只有神华(神州华夏简称及大中华的美称)数学,基本上就是数理学。神华人对形的研究很少,只有商高、赵爽、刘徽、祖冲之父子等。
因此,广义数学中的数理学即狭义数学不是科学即不是格物学;广义数学中的形理学或形学即几何学属于科学即属于格物学,其研究对象是各种具体物象的空间形构关系。
说明:以上回答采用了弘申钰《易学本原道论~亘易科学基本原理》一书的易学理论。
『贰』 数学与科学的关系
科学起源于数学,数学早于科学产生。5000多年前,四大文明古国和古希腊都产生了数学,公元前300年左右,古希腊数学蓬勃发展,产生了真正成体系的欧几里得几何学。当数学蓬勃发展的时候,产生了科学的萌芽,而科学则是产生于14世纪中叶至17世纪初在欧洲发生的思想文化运动后,在伽利略等人的努力下制定了科学研究的规范,才产生真正意义上的科学。用我们今天定义的数学和科学来区分年代的话,科学只有400多年的历史,而数学却有2000多年的历史。
两者研究对象不同。数学是用符号语言研究数量和空间关系,研究对象可以是实的,也可以是虚的,具有很强的抽象性。科学则是研究自然界物质的现象和事物的发生、发展和变化规律,既包括物体个体、物体系统、物体细分,也包括宏观现象、微观现象等,科学研究的对象必须是真的,具有很强的实证性。
研究方法不同。数学比较注重逻辑推理,2000多年前的数学家们就确定了“大胆猜测,严密论证”的演绎论证方法。所有数学定理全部要经过演绎论证,否则不可以进入严密认证自洽的数学体系。科学则侧重于实验,是基于推理的摸索与探索,自然科学的所有学科都是注重实验、观察的科学,从实验中得出的结论。
结论的可靠性不同。数学定理一般非常可靠,等同于真理,不易被后来者推翻。科学上的结论往往只是一个时代的真理,随着数学理论的更加完善,实验和检测手段的不断提高,其它学科提供了更加充分的证据,使得有些前人认为是真理的东西被证明是落后的,科学结论过了它所处的时代可能就不再可靠了。
数学是科学的先锋。马克思曾明确指出“一种科学只有在成功运用数学时,才算达到了真正完善的地步”。数学为科学研究提供了工具,数学推理为科学探索提供了研究方向。只有数学发展到更高水平,科学才能上升迈上新的理论体系。如在物理学领域,当数学发展水平处于欧几里德几何学时期,科学研究只能建立在静止力学的基础上,对应的科学体系是托勒玫的“地心说”;牛顿发明了微积分,科学研究才可能在动态力学的基础上进行,逐步建立了哥白尼—牛顿的科学体系;当数学发展到非欧几里德几何学阶段,爱因斯坦以发展演变的动态宇宙观,用黎曼几何推演,才发明了广义相对论,建立了当今的爱因斯坦—霍金的科学体系。
科学的好奇和探索推动数学不断向前发展,在科学发展过程中,也给数学提出一些新的课题。量子力学是在20世纪初由一大批科学家共同创立的,创立初期所用的数学是线性代数,彻底改变了科学家对物质组成成分的观点。量子力学研究了差不多一百年,特别是对量子纠缠的研究,有些现象既无法用代数来描写,也无法用分析来推演,由于数学发展水平的限制,至今无重大突破,并没有改变大众对物质组成成分的认知。量子力学没有取得突破,是因为没有现成可用的数学方法,急需要发明新的数学。
数学与科学有着天然的联系。现代科技的发展得益于数学的发展,可以说几乎所有科技领域都用到数学,数学用的越好,科技水平和技术含量就越高。数学认知能力的发展是人类探究和解决问题的前提,人类解决问题,从宏观到微观,从宇宙到地球,所有的探索都离不开数学。
『叁』 科学中包含了哪些数学知识
别亲了,再亲就不得了了。
科学包括的数学:算术、方程式、代数、几何、概率论、线性代数、非线性数学、工程数学、、、、、、、、、剩下来的不知道了
『肆』 数学是科学吗
数学是研复究抽象事物之制间内在关系的思维学科,而科学是研究客观世界的学问,科学的特征是可验证可重复,而验证与重复也是证伪的过程,科学总是在不断修正错误中前进,而数学要求体系的完备,不能有内在的逻辑错误,因此数学不属于严格意义下的科学,但是一切科学研究的必须依存的基础。
补充例子:
1.数系只有扩展,没有否定过去;而科学中的物理学会否定过去--牛顿力学是速度远远小于光速的相对论近似,而不能说实数是复数的近似,因为复数是完全包含了实数。
2.无理数只需要逻辑反正即可确定成立,不会采用计算出无穷小数来验证,而验证是科学最重要的特征;
3.科学建立在对客观认识的基础上,数学是建立在假设基础,按照逻辑推演得到结果,二者从方法、目的以及体系都有截然不同的区别。
『伍』 数学和科学中的希腊字母,
α,β,γ,θ在数学中通常表示一个角,如sinθ等;
α,β,γ在科学中通常也可表示某种粒子,射线,如α粒子,β射线,γ射线等;
λ在科学中通常表示波长;
π在数学中通常表示圆周率,即圆的周长与直径的比值;
ρ在科学中通常表示密度;
σ,τ将来到大学里会在高等数学,尤其是概率和统计中用到;
μ在科学的单位里通常表示"微",如微米可表示为"μm";
ω在高中数学中会学到,它可表示1的除了1之外的另外两个复数立方根.
还有很多希腊字母会在高等数学,物理,化学等学科中用到,限于本人水平,不能一一介绍!
『陆』 数学是科学吗
数学[英语:mathematics,源自古希腊语μθημα(máthēma);经常被缩写为math或maths],是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科。
数学是人类对事物的抽象结构与模式进行严格描述的一种通用手段,可以应用于现实世界的任何问题,所有的数学对象本质上都是人为定义的。从这个意义上,数学属于形式科学,而不是自然科学。不同的数学家和哲学家对数学的确切范围和定义有一系列的看法。
在人类历史发展和社会生活中,数学发挥着不可替代的作用,同时也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。
中文名
数学
外文名
Mathematics(简称 Math 或 Maths)
学科分类
一级学科
相关著作
九章算术、几何原本
著名数学家
阿基米德、牛顿、欧拉、高斯等
快速
导航
发展历史
定义
结构
空间
基础
逻辑
符号
严谨性
数量
简史
相关
数学名言
标点符号
学科分布
公式
参见
八大难题
数学分支
1. 数学史
2. 数理逻辑与数学基础
a:演绎逻辑学(也称符号逻辑学),b:证明论(也称元数学),c:递归论,d:模型论,e:公理集合论,f:数学基础,g:数理逻辑与数学基础其他学科。
3. 数论
a:初等数论,b:解析数论,c:代数数论,d:超越数论,e:丢番图逼近,f:数的几何,g:概率数论,h:计算数论,i:数论其他学科。
4. 代数学
a:线性代数,b:群论,c:域论,d:李群,e:李代数,f:Kac-Moody代数,g:环论(包括交换环与交换代数,结合环与结合代数,非结合环与非结合代数等),h:模论,i:格论,j:泛代数理论,k:范畴论,l:同调代数,m:代数K理论,n:微分代数,o:代数编码理论,p:代数学其他学科。
5. 代数几何学
6. 几何学
a:几何学基础,b:欧氏几何学,c:非欧几何学(包括黎曼几何学等),d:球面几何学,e:向量和张量分析,f:仿射几何学,g:射影几何学,h:微分几何学,i:分数维几何,j:计算几何学,k:几何学其他学科。
7. 拓扑学
a:点集拓扑学,b:代数拓扑学,c:同伦论,d:低维拓扑学,e:同调论,f:维数论,g:格上拓扑学,h:纤维丛论,i:几何拓扑学,j:奇点理论,k:微分拓扑学,l:拓扑学其他学科。
8. 数学分析
a:微分学,b:积分学,c:级数论,d:数学分析其他学科。
9. 非标准分析
10. 函数论
a:实变函数论,b:单复变函数论,c:多复变函数论,d:函数逼近论,e:调和分析,f:复流形,g:特殊函数论,h:函数论其他学科。
11. 常微分方程
a:定性理论,b:稳定性理论。c:解析理论,d:常微分方程其他学科。
12. 偏微分方程
a:椭圆型偏微分方程,b:双曲型偏微分方程,c:抛物型偏微分方程,d:非线性偏微分方程,e:偏微分方程其他学科。
13. 动力系统
a:微分动力系统,b:拓扑动力系统,c:复动力系统,d:动力系统其他学科。
14. 积分方程
15. 泛函分析
a:线性算子理论,b:变分法,c:拓扑线性空间,d:希尔伯特空间,e:函数空间,f:巴拿赫空间,g:算子代数 h:测度与积分,i:广义函数论,j:非线性泛函分析,k:泛函分析其他学科。
16. 计算数学
a:插值法与逼近论,b:常微分方程数值解,c:偏微分方程数值解,d:积分方程数值解,e:数值代数,f:连续问题离散化方法,g:随机数值实验,h:误差分析,i:计算数学其他学科。
17. 概率论
a:几何概率,b:概率分布,c:极限理论,d:随机过程(包括正态过程与平稳过程、点过程等),e:马尔可夫过程,f:随机分析,g:鞅论,h:应用概率论(具体应用入有关学科),i:概率论其他学科。
『柒』 数学中的科学
伽罗华生于离巴黎不远的一个小城镇,父亲是学校校长,还当过多年市长。家庭的影响使伽罗华一向勇往直前,无所畏惧。1823年,12岁的伽罗华离开双亲到巴黎求学,他不满足呆板的课堂灌输,自己去找最难的数学原著研究,一些老师也给他很大帮助。老师们对他的评价是“只宜在数学的尖端领域里工作”。
阿基米德公元前287年出生在意大利半岛南端西西里岛的叙拉古。父亲是位数学家兼天文学家。阿基米德从小有良好的家庭教养,11岁就被送到当时希腊文化中心的亚历山大城去学习。在这座号称"智慧之都"的名城里,阿基米德博阅群书,汲取了许多的知识,并且做了欧几里得学生埃拉托塞和卡农的门生,钻研《几何原本》。
高斯
印象中曾听过一个故事:高斯是位小学二年级的学生,有一天他的数学老师因为事情已处理了一大半,虽然上课了,仍希望将其完成,因此打算出一题数学题目给学生练习,他的题目是:1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=?,因为加法刚教不久,所以老师觉得出了这题,学生肯定是要算蛮久的,才有可能算出来,也就可以藉此利用这段时间来处理未完的事情,但是才一转眼的时间,高斯已停下了笔,闲闲地坐在那里,老师看到了很生气的训斥高斯,但是高斯却说他已经将答案算出来了,就是55,老师听了下了一跳,就问高斯如何算出来的,高斯答道,我只是发现1和10的和是11、2和9的和也是11、3和8的和也是11、4和7的和也是11、5和6的和还是11,又11+11+11+11+11=55,我就是这么算的。高斯长大后,成为一位很伟大的数学家。 高斯小的时候能将难题变成简易,当然资质是很大的因素,但是他懂得观察,寻求规则,化难为简,却是值得我们学习与效法的。
『捌』 数学在现代科学技术中的地位
我可以说说我的想法,目前数学的发展还绝对没有到瓶颈,毕竟学无止境,肯定还有更多的数学定理与奥妙等着我们去开发,数学对现代科学发展的推动作用一定是不可撼动的,因为基本上所有的科学理论都离不开数学,天文地理,物理化学,生物,地质,气象,等等,就包括日常使用的手机电脑全部都是在数学的基础上开发出来的,如果没有数学,那么一切科学都发展不起来,就目前数学的发展我感觉也只是到了少年期,肯定还有更大的开发空间,比较瞩目的数学问题嘛,我感觉不是纯粹的考验数学能力,更像是脑筋急转弯,如果智商够高的话,就算没有多高数学造诣的人也能解答,最后,中国数学在国际上我想排前五应该没问题吧,毕竟中国的重型工业还是比较厉害的,像核武器,载人航天甚至是登月,在世界上都是排前三的,能做到这一点的国家数学能力也绝对是名列前茅。
『玖』 科学所用到的数学
目前中国数学系本科分数学与应用数学、信息与计算科学两个专业,学制四年,授予理学学士学位。
数学与应用数学专业旨在培养德、智、体全面发展,系统掌握数学专业基础理论、基础知识和基本技能的高素质数学人才。主要课程有:数学分析、高等代数、解析几何、普通物理、概率论、数学建模、近世代数、高等几何、微分几何、常微分方程、复变函数、实变函数、初等数学研究、数学实验等。
信息与计算科学专业是数学系为适应社会需要而开办的专业。该专业毕业生将具有良好的数学基础和数学思维能力,掌握信息与计算科学的基本理论、方法和技能,接受科学研究的基本训练,能运用所学知识解决信息处理和工程计算中的实际问题。该专业人才市场需求前景广阔,主要为科技、金融、教育和经济管理等部门培养应用型的研究人才和管理人才,也可以通过教师资格证书的考试,进入学校成为当前学校紧缺的、适应面更宽的数学教师,或通过考研继续深造。主要课程:数学分析、高等代数、数理方法、数理统计、概率论、数学建模、数据结构、计算机科学基础、信息论基础、操作系统、算法设计与分析、数值分析、语言程序设计等。