数学化学物理生物都是理科吗(数理化生四大学科关系详解)
发布时间:2024-11-11 19:14:53来源:未知
我们习惯上把数学归并在理科类,而在西方和美国没有理工科的说法,他们都不认为数学属于科学学科,他们认为数学就是数学,是单独的一门学科;他们认为科学学科就是物理、化学和生物等学科。我们所说的理工科在美国被称为"STEM", S代表科学、T代表技术、E代表工程、M代表数学,数学被单独分出来。
在我国数学专业大学毕业生被授予理学士学位,美国可以授予数学专业毕业生文学士学位,国内外对数学专业的理解不同。中国授予数学、物理、化学和生物等的理学博士学位,美国授予这些专业哲学博士学位,看授予的博士学位也不一样。
二百多年前,牛顿影响人类历史的巨著《自然哲学的数学原理》中的自然哲学就是自然科学,包括物理、天文、化学等。该书的题目就把科学与数学分开了,是把自然科学与数学看作不同的学科,而又把自然科学与数学结合在了一起,能够把自然科学与数学结合在一起是牛顿这本书的主要贡献。
数学是自然的语言,数学可以对自然给出准确描述,可以告诉你几百年甚至几千年后日全食的准确时间(在地月系没有意外引力干扰的情况下)。凡是能够用到数学的地方,数学会给出你准确的、恒定的答案,这就是数学的强大所在,没有模糊空间,一五一十。
与数学的特性最接近的就是物理,其实,牛顿最早也是把数学与物理(准确说是力学)结合了起来.发现了牛顿运动三大定律和万有引力定律。
物理是自然的数学化,或者说是数学化的物理,所以,物理问题有着准确的答案,可以重复。也就是说,物理与数学是宇宙大爆炸产生的孪生姊妹,但长得不太像,没有人能够发现,是牛顿把这对孪生姊妹发现了,从此不再分离,且关系越来越紧密。
数学与物理关系紧密,现在来说,数学家可能是半个物理学家,但物理学家一定是半个数学家,这也就是数学与物理的关系。杨振宁是物理学家,但杨振宁也是半个数学家,杨振宁还不是完全的数学家,因此,杨振宁常找大数学家陈省身和谷超豪请教或讨论数学问题,杨与陈、谷是莫逆之交,所以,物理与数学关系密切。
虽然数学与物理关系紧密,但数学思维与物理思维还是不一样的,自然在数学家大脑里显示的是点、线、面;自然在物理学家大脑里显现的是图像,数学家是把自然抽象化,物理学家是把自然形象化。
学习数学的动手能力要求少很多,学习物理则要求有很强的动手能力,甚至是力气,学习和研究数学要求有耐性,有毅力和恒心,适合于独自研究,而学习和研究物理往往要团队合作,联合作战,甚至是要有国家的大量资金支持。
纯理科专业还有化学和生物学专业,之所以把这两个专业放在一起,是因为这两个专业有共同点,它们是以实验为主的科学。前面所讲的数学和物理,特别是物理也有实验的特点,但与数学更紧密。而化学与生物学与数学关系就疏远多了,对数学兴趣不高的学生,又要学纯科学,那就学化学或生物学好了。
如果把数学和物理看做是数字世界的话,那么,化学和生物学就是模拟世界。在模拟世界里,更多地是用实验的方法探寻自然的规律,没有或很少能够用数学公式表达自然世界,更多地是通过记忆和经验及实验技巧学习和掌握理论知识。化学和生物学尤其是生物学没有严格的数字逻辑关系,更不能用数学公式描述。
目前,在工业大类中,机械、化工、电子仍然是的要的产业,需要的人也多。而生物学或称生物科学的研究还没有形成大的产业群,不像机械、化工、电子等实体经济发达,就业人数庞大。
生物科学可能是人类投入最多也是最难肯的最后一块硬骨头,从植物、动物和人,都是研究的对象.研究面很宽,目前,需要的是研究人才,尤其是高级研究人才。
化学和生物的高端研究的目的和结果是新型药品和人类疾病的治疗方法,因为人类与疾病的斗争是长期和艰巨的任务,学习化学和生物学要有这样的目标。否则,就到低端的食品厂、酿造厂等企业工作,虽然工作无贵贱之分,但贡献和成就有大有小。
很多重庆的高中生家长,在高中选科时很茫然,在孩子高考填志愿的时候也茫然,对于理科学生来说,分清楚数学、物理、化学、生物之间的关系非常重要。