¿Cómo pueden ayudar las matemáticas a revelar los secretos del universo y la existencia humana?

Parece que debería dividirse en varias preguntas más específicas, pero intentaré trabajar con lo que está aquí.

Parte de lo que queda ambiguo aquí es el objeto indirecto de la palabra “revelar”. Es decir, ¿a quién se revelan estos secretos, a la humanidad en su conjunto, oa una persona específica? La mayoría de los estudiantes de ciencias matemáticamente versados ​​le dirán que las matemáticas son parte de cómo entienden su campo, y esto se aplica a prácticamente cualquier campo de la ciencia. La mecánica cuántica se rige por la estadística y el álgebra lineal; la química física se rige por la teoría de campo; la relatividad se rige por la topología y el cálculo; la informática involucra muchas ramas de las matemáticas discretas; La economía se basa en la teoría de juegos y las ecuaciones diferenciales. Hay mucha superposición entre los campos, por supuesto, pero el tema unificador es la matemática. Entonces, si lo que busca es iluminación personal, las matemáticas definitivamente pueden ayudarlo a comprender el funcionamiento del universo.

Mucho de esto se debe al hecho de que las matemáticas son, fundamentalmente, sobre reglas y patrones. Cualquier sistema de reglas rígidas va a producir patrones, y eso lo convierte en un campo válido de las matemáticas. La mayoría de las personas aprenden solo algunas matemáticas muy básicas: suma y multiplicación de números pequeños, tal vez un poco de uso de fracciones, tal vez cómo graficar algunas funciones o al menos leer una tabla, pero aun así, probablemente detectan algunos patrones. Por ejemplo, notan que, si tomas un número d, donde 2 <= d <= 9, y lo multiplicas por 9, obtienes un número de dos dígitos cuyo primer dígito es (d-1) y cuyos dígitos suman a 9. Los realmente atentos notarán que también funciona para d = 1, excepto que lo que obtienes es 09, que es solo 9; o notarán que la parte sobre los dígitos que suman 9 continúa siendo verdadera para números más grandes, excepto que es posible que necesite sumar más de una vez –1728, por ejemplo, tiene su suma de dígitos a 18, pero si suma el dígitos de * que * obtienes 9. Las reglas son simples, pero los patrones son complejos. Y con algunas matemáticas un poco más avanzadas, puede entrar y desempaquetar cómo surgen estos patrones, si siempre serán ciertos, etc.

Dado que la ciencia, en todas sus formas, se trata de descubrir y documentar reglas y patrones que ocurren en la naturaleza, no es sorprendente que sea tan natural con las matemáticas.

Dependiendo de lo que quieras decir con “secretos del universo”, entonces, las matemáticas pueden ser esenciales: si te refieres a las regularidades en el universo, las reglas y los patrones que sustentan todo, entonces definitivamente querrás aportar un fuerte sentido matemático a la búsqueda . Es sin duda lo que la mayoría de los científicos quieren decir con la frase “secretos del universo”.

En el caso de la existencia humana, el caso es un poco más blandito. Ciertamente es posible mirar a los humanos matemáticamente: científicos sociales, economistas, politólogos, lingüistas … hay muchos científicos que estudian a los humanos, y siempre están buscando regularidades, reglas y patrones. Sin embargo, estos estudios tienden a ser más exitosos en conjunto. Una persona puede ser bastante errática, pero las personas son tan predecibles como un reloj. Entonces, a gran escala, las matemáticas son útiles.

En una escala muy pequeña, resulta que las matemáticas también son útiles: los biólogos y los químicos saben que hay una gran cantidad de desorden en los sistemas, muchas fuentes de ruido, pero aún puedes entender más o menos lo que está sucediendo. Una persona puede ser complicada, pero una celda es … bueno, no simple, pero más simple. Como especie, tenemos suficiente control sobre los procesos involucrados a ese nivel que, cuando surge algo que no entendemos, podemos enmarcar con bastante rapidez las preguntas correctas y ver cómo buscar Nuevos mecanismos. Un ejemplo es la epigenética: recientemente nos hemos dado cuenta de que hay factores en las células que regulan la forma en que se decodifica y expresa el ADN, factores que no están codificados en el ADN pero que, sin embargo, son heredables, y estos factores que no son de ADN pueden ser cambiado dentro de la vida del organismo. En otras palabras, Lamarck no estaba completamente equivocado acerca de que los rasgos adquiridos fueran heredables. Obviamente, esta no es una idea completamente nueva, ya que Lamarck lo hizo avanzar, pero la evidencia es muy, muy reciente, pero dado que nuestro modelo de la célula está bastante bien establecido, incluidos modelos de gran parte de cómo se copia el ADN. replicación celular, los científicos han hecho un progreso extremadamente rápido en la comprensión de esta nueva característica. Entonces, en este tipo de nivel, nuevamente, la ciencia es bastante sólida, y esa ciencia hace un uso extensivo de las matemáticas.

Incluso a un nivel superior a este, podemos ver muchas regularidades. Los psicólogos pueden ver patrones comunes en la forma en que las personas responden a los desafíos o éxitos, a pesar de que los detalles específicos varían según el individuo y la situación. Los científicos cognitivos pueden encontrar patrones en las formas en que nuestro pensamiento se distorsiona de lo lógico, cosas como “anclaje” o “heurística de disponibilidad” o “errores de atribución fundamentales”. Estos son patrones que podemos ver en el comportamiento de las personas, a pesar de que no podemos explicar o predecir el comportamiento completo de un individuo.

Sin embargo, aún no podemos modelar el comportamiento de los humanos solteros con las matemáticas. Del mismo modo, no siempre podemos predecir cómo un patrón social más amplio observable afectará a un individuo. Las estadísticas ayudan, pero desde una perspectiva inmediata, cuando te enamoras o chocas tu auto o haces tu trabajo justo antes de la fecha límite, la vida no se siente muy matemática. Se siente vibrante, desordenado y caótico, y la idea de que hay reglas y patrones se siente irremediablemente ingenua y abstracta.

Entonces este es quizás el problema fundamental con esta pregunta. Creo que las matemáticas son increíbles, me encanta ver cómo encajan las cosas, y creo que es tremendamente poderoso. Creo que la ciencia tiene una comprensión asombrosa de una variedad inimaginable de aspectos de la vida, el universo y todo, y continuará explicando cada vez más de estos aspectos, y las matemáticas serán fundamentales para eso. Creo que es extremadamente probable que, antes de fin de siglo, tengamos la capacidad de modelar las mentes humanas en las computadoras, con tal precisión que podamos resolver una gran cantidad de problemas psicológicos mediante un proceso esencialmente como la depuración de una computadora, y que habrá computadoras que interactuarán con nosotros como lo hacen otras personas. (De hecho, sospecho que no habrá muchas computadoras que confundiríamos con humanos bajo un escrutinio minucioso, no porque no podamos crearlas, sino porque la mayoría de las veces, será más útil y más sensato crear computadoras útiles mentes sin muchas de las imperfecciones que hacen que los humanos sean tan creativos, tan fascinantes y tan exasperantes.) En este sentido, sí, uno podrá mirar el código fuente de una mente, podrá examinar las matemáticas que hay detrás. El alma y el libre albedrío. Pero, y es por eso que sospecho que ninguna respuesta a esta pregunta parecerá particularmente satisfactoria, la vida será exactamente tan vibrante, desordenada y caótica. La gente todavía se enamorará y seguirá entregando el trabajo justo a tiempo. No chocarán los autos con tanta frecuencia, porque las computadoras serán mejores conductores que nunca, pero tendremos todo tipo de crisis y triunfos. Y cada momento será tan cristalino e inefable como lo son hoy. Estas no son cosas que serán particularmente iluminadas por las matemáticas, ni de hecho por los secretos del universo y la existencia humana, excepto en la medida en que aspirar a tales respuestas pueda informar su sensación de asombro.

La pregunta es profunda y bastante general, por lo que es un desafío mantenerla breve sin entrar en toda la historia del descubrimiento a través de ideas matemáticas.

Las matemáticas tienen dos objetivos distintos:
1) Descripción precisa de procesos o eventos relacionados con grupos
2) Predicción precisa de procesos o eventos relacionados con grupos

* Tenga en cuenta que un proceso o evento puede ser estático o dinámico; Estas generalizaciones no hacen distinción entre esos dos estados.

Casi todo lo demás de naturaleza matemática puede agruparse en una de las dos categorías generales anteriores a través del principio de relación de ideas, que son de naturaleza no contradictoria en sí mismas. Eso es para excluir las matemáticas “engañosas” o las matemáticas puramente teóricas (que pueden o no tener una base en la realidad, y que pueden o no ser contradictorias). Para aquellos matemáticos que se encogen ante esa última observación, no fue un ataque a las matemáticas abstractas, pero la esencia de la pregunta trata de las matemáticas en relación con la realidad, así que me quedaré con eso.

Para apreciar el papel que las matemáticas han desempeñado con respecto a nuestra comprensión actual del universo, uno solo necesita mirar a la historia y rastrear nuestros descubrimientos que conducen a la invención y, en última instancia, a la comprensión.

Por ejemplo, a través de las matemáticas, Newton pudo describir la gravedad, y luego esos cálculos demostraron ser capaces de predecir eventos con gran precisión. Esta tendencia se ve a lo largo de nuestra historia, a veces con eventos descritos por las matemáticas después del hecho, a veces predicciones esclarecedoras que resultan útiles para la vida cotidiana y para descubrir cómo funciona el universo y todo en él, y cómo se relacionan las cosas, los eventos y los procesos, desde la física hasta la biología y en todas partes.

Las matemáticas son solo una herramienta para explicar mejor lo que generalmente es una idea oscura para entender … pero esencialmente lo que importa no es la herramienta, es la idea (imaginación) o el ingenio del pensador

Hmmm, la pregunta, para mí, parece implicar un propósito (revelar / existencia). En otras palabras, uno debería comenzar con una pregunta simple … Las matemáticas han sido útiles, creo mucho, pero es una gran herramienta que podría o no dictar cómo funciona la realidad (sea cual sea la realidad, espero que no sea simulada). ¿Es posible que revele secretos? Supongo que es solo que siento que es bastante improbable, sin embargo, no imposible. ¿Tal vez?

Descubra el secreto del universo a través de cálculos matemáticos, algunos se han completado con éxito para la creación del universo; Si la teoría del Big Bang sigue siendo esta teoría, en realidad ha recibido un gran impulso por parte de la ciencia. Einstein ha demostrado la expansión del universo si no ha sido influenciado por los instigadores del [modelo cosmológico cerrado]. Luego cometió el error del siglo al agregar a sus cálculos una constante cosmológica, afortunadamente Edwin Hubble presentó el registro directamente Al anunciar que el universo se está expandiendo rápidamente a través del [modelo cosmológico abierto], tan vivo. Mucho tiempo para que muchas matemáticas logren en el futuro para traernos visiones más claras.