¿Se necesitan las matemáticas para la física?

Depende de qué tan profunda sea la pregunta que haces. Permítanme imaginar una conversación ficticia con mi hijo (una que espero tengamos algún día, de una forma u otra):

“Papi, cuando llevo patines y me das un empujón, ¿por qué sigo?”

“Bueno, hijo, es porque los objetos en movimiento tienden a permanecer en movimiento, a menos que una fuerza externa actúe sobre ellos. Eventualmente te detienes porque hay fricción entre las ruedas de tus patines y los mecanismos que los sujetan al patín, lo que te frena. Esa “fuerza de fricción” es la fuerza externa; sin ella, seguirías para siempre. Cuando estés en la escuela secundaria y llegues a la clase de física, lo llamarán la Ley de la Inercia, o la Primera Ley de Newton “.

¿Ver? Hicimos física allí. Y no se necesitaban matemáticas. Sin embargo:

“Papi, ¿cuáles son las energías permitidas de una partícula en un oscilador armónico potencial?”

“Ummm … bueno, son discretos y siguen para siempre”.

“¿Por qué?”

“Esas son las soluciones a la ecuación de Schrodinger estacionaria para ese potencial”.

” ¿Por qué ?”

“Ummm … bueno, déjame conseguir papel y lápiz … espero recordar la forma correcta de los operadores de la escalera …”

Esta segunda conversación “física” sería un poco más difícil de tener sin la ayuda de ecuaciones. Pero me gustaría pensar que todavía puedes tener una idea decente de muchos conceptos en física sin usar las matemáticas.

Las matemáticas y la física van de la mano. Algunos problemas básicos se pueden resolver algebraicamente (es decir, plug and chug usando fórmulas), pero se requieren matemáticas más avanzadas (cálculo, álgebra lineal, etc.) para comprender completamente los conceptos. Como estudiante de física de pregrado, tomé cálculo (2 años), álgebra lineal, ecuaciones diferenciales y análisis real.

Como se dijo, las matemáticas son el lenguaje de la ciencia y la física es el estudio de la naturaleza y los eventos que ocurren en la naturaleza, estudiados científicamente mediante la exploración del evento para comprender su causa y el resultado final.

Para expresar estos hechos anteriormente de manera simplista, la respuesta es Sí, usted necesita las matemáticas para comprender la belleza de la naturaleza. Porque las matemáticas dan sentido cuantitativo por medio de números que puedes entender y la física da la razón.

Si. Incluso para la física más básica. Por ejemplo, tome esta declaración:

Si empujo un carro más fuerte, entonces se mueve, se mueve más rápido. Hay matemáticas en esa relación. La matemática no se trata solo de números, se trata de relaciones, patrones, lógica y otros conceptos abstractos. No hay física sin alguna forma de matemática.

Sí, incluso al nivel más simple.