¿Cómo se crean representaciones algebraicas de fenómenos o procesos de la vida real? (¿Paso a paso, en términos simples?)

No hay “paso a paso”.

Los modelos matemáticos para las cosas en el mundo real son analogías. Las matemáticas son simplemente la mejor fuente posible de analogías, porque cualquier cosa que sea lógicamente autoconsistente es parte de las matemáticas. Entonces, la pregunta es sobre cómo llegar a una analogía. Bueno, considere tres analogías:

  • El béisbol es como el póker: nadie quiere renunciar mientras está adelante, y nadie quiere renunciar mientras está atrás. (atribuido a Jackie Robinson)
  • En lugar de tratar de competir en el mercado más grande, compite en el mercado donde puedes ser el mejor: ser un pez grande en un estanque pequeño.
  • El agua, que en realidad es un montón de moléculas de tres átomos que rebotan entre sí, es como un medio continuo que se comporta como si [matemática] \ rho \ frac {D v} {D t} = – \ nabla p + \ nabla \ cdot T + f [/ matemáticas]

Nadie podría haber llegado a las dos primeras analogías como resultado de un proceso paso a paso; Del mismo modo, nadie podría haber encontrado el tercero simplemente siguiendo las instrucciones. En cada caso requiere algo de creatividad: debes reconocer algo en la vida real que se comporta como algo en matemáticas, y ver hasta qué punto puedes explotar esa analogía.

Enfoque de Isaac Newton: – reunir grandes volúmenes de datos en bruto; detectar un patrón emergente; luego ajuste una curva al patrón y deduzca la ecuación de la curva. Kepler lo probó durante años con movimiento planetario (utilizando los datos de Tycho Brahe), suponiendo que el patrón sería un círculo, y un día probó una elipse, y Bingo.