¿Un teorema matemático nos dice algo sobre el mundo?

¿Un teorema matemático nos dice algo sobre el mundo?

No , en un sentido formal, un teorema matemático es la manipulación de símbolos que produce una tautología. Dados ciertos axiomas y una lógica, el teorema sigue necesariamente.

Por otro lado, una teoría matemática junto con un modelo (o isomorfismo), que correlaciona correctamente entre las entidades matemáticas y las entidades del mundo real, produce predicciones comprobables que pueden usarse para validar (o falsificar) el modelo. Esta es la esencia misma del método científico, pero está estrictamente hablando más allá de las matemáticas mismas.

A menudo, ese modelo es tan “obvio” o “intuitivo” que apenas notamos su existencia. Por lo tanto, un teorema simple en los números naturales, a saber [matemáticas] 2 + 2 = 4 [/ matemáticas], “obviamente” se aplica a las manzanas. Entonces podemos agregar dos manzanas a dos manzanas y obtener cuatro manzanas. Sin embargo, algo sale mal si intentamos “agregar” dos pasos hacia el Este a dos pasos hacia el Norte [1]. O si intentamos agregar una velocidad a otra cuando las velocidades se acercan a la velocidad de la luz [2]. O cuando intentamos modelar fotones pasando por rendijas dobles [3]. O…

Todo tipo de cosas pueden salir mal del modelo. De hecho, nunca podemos estar seguros de que alguna teoría científica sea absolutamente correcta. Por lo tanto, nunca podemos estar absolutamente seguros de que la predicción de la teoría matemática subyacente sea correcta, incluso si es un teorema innegable de la teoría matemática. Al mismo tiempo, podemos estar bastante seguros de que el Sol “saldrá” mañana, o te lastimarás si saltas por una ventana del tercer piso [matemáticas] _ {\ ddot \ smile} [/ matemáticas]

Notas al pie

[1] Vector euclidiano

[2] Fórmula de adición de velocidad

[3] Experimento de doble rendija

Como señaló Alan Bustany, la matemática formal en sí misma no nos dice nada sobre el mundo real, ya que se basa en deducciones lógicas de algunos axiomas. Los axiomas pueden ser cualquier cosa arbitraria (por ejemplo, las matemáticas de la teoría especial de la relatividad se descubrieron décadas antes de Albert Einstein, basándose en algunos axiomas asumidos. Einstein identificó correctamente que la realidad sigue los axiomas de esos teoremas. Dado que usted supone que la velocidad de las soluciones de propagación de las ecuaciones de Maxwell son constantes, todos esos teoremas conocidos ahora dieron predicciones físicas correspondientes que podrían medirse)

Sin embargo, si basa sus axiomas en el mundo real, entonces las matemáticas son el lenguaje más adecuado para hacer cualquier paso deductivo de esos axiomas. Especialmente en los casos en que los axiomas están casi cerca de la realidad (por ejemplo, dos cuerpos masivos en el espacio, un solo átomo o molécula aislada, átomos a muy baja temperatura en el vacío), los teoremas matemáticos pueden predecir muchos resultados medibles con una precisión asombrosa.

Entonces, si puedes identificar una situación realista para ser el axioma de una teoría conocida, los teoremas relacionados te dirán mucho sobre el mundo real. Pero solo bajo la estricta condición de que su situación realista coincida con los axiomas. Que es exactamente donde prospera la física.

Hmm GST viene a la mente. Espero que ayude. 🙂

Enlace de referencia: la respuesta de David Cole a ¿Cuál es el mayor teorema de las matemáticas?