e-maileket kap a közelgő NOVA programokról és a kapcsolódó tartalmakról, valamint kiemelt jelentést készít az aktuális eseményekről egy tudományos lencsén keresztül.

” a matematika nyelvének a fizika törvényeinek megfogalmazásához való megfelelőségének csodája csodálatos ajándék, amelyet nem értünk, nem érdemelünk meg.,”

Eugene Wigner ezeket a szavakat írta 1960-as cikkében ”

a matematika ésszerűtlen hatékonysága a természettudományokban .”A Nobel-díjas fizikus jelentése még mindig megragadja a matematika rejtélyes képességét, nemcsak leírni és megmagyarázni, hanem megjósolni a fizikai világ jelenségeit.,

hogyan lehetséges, hogy a klasszikus elektromosságban és mágnesességben megfigyelt összes jelenség csak négy matematikai egyenlettel magyarázható? Sőt, James Clerk Maxwell fizikus (aki után az elektromágnesesség négy egyenletét nevezték el) 1864-ben kimutatta, hogy az egyenletek azt jósolták, hogy a változó elektromos vagy mágneses mezőknek bizonyos szaporító hullámokat kell létrehozniuk., Ezek a hullámok-az ismerős elektromágneses hullámok (amelyek közé tartozik a fény, rádióhullámok, röntgen, stb)- végül Heinrich Hertz német fizikus fedezte fel az 1880-as évek végén végzett kísérletsorozatban.

és ha ez nem elég, a modern matematikai elmélet, amely leírja, hogy a fény és az anyag kölcsönhatásba lép, a kvantumelektrodinamika (QED) néven ismert, még megdöbbentőbb., 2010-ben a Harvard Egyetem fizikusainak egy csoportja meghatározta az elektron mágneses pillanatát (amely méri, hogy az elektron milyen erősen kölcsönhatásba lép egy mágneses mezővel) egy trillió résznél kisebb pontossággal. A QED-en alapuló elektron mágneses pillanatának számításai nagyjából ugyanakkora pontosságot értek el, és a két eredmény egyetért! Mi az, ami ilyen hihetetlen erőt ad a matematikának?

a matematika erejének rejtvénye valójában még összetettebb,mint az elektromágnesesség fenti példái., Valójában két aspektusa van az “ésszerűtlen hatékonyságnak”, az egyik, amelyet aktívnak nevezek, a másik pedig passzívnak. Az aktív aspektus arra a tényre utal, hogy amikor a tudósok megpróbálják megvilágítani az utat a természeti jelenségek labirintusán, a matematikát használják fáklyájuknak. Más szavakkal, a természet törvényeinek legalább egy részét közvetlenül alkalmazandó matematikai kifejezésekben fogalmazzák meg. Az ezekben a törvényekben használt matematikai entitásokat, kapcsolatokat és egyenleteket egy adott alkalmazáshoz fejlesztették ki., Newton például azért fogalmazta meg a matematika mateknak nevezett ágát, mert szüksége volt erre az eszközre a mozgás és a változás rögzítéséhez, apró képkockánként bontva őket. Hasonlóképpen, a vonós teoretikusok ma gyakran fejlesztik a szükséges matematikai gépeket.,

Passzív hatékonyságát, másrészt utal az esetben, matematikusok kifejlesztett, absztrakt ága a matematika egyáltalán nincs alkalmazások szem előtt; még évtizedek, vagy néha csak évszázadokkal később, a fizikusok felfedezték, hogy azok az elméletek, amennyiben szükséges matematikai megalapozása a fizikai jelenségek. A passzív hatékonyság példái bővelkednek. Bernhard Riemann matematikus például az 1850-es években megvitatta az új típusú geometriákat, amelyekkel olyan felületeken találkozhat, mint egy gömb vagy egy nyereg (az iskolában megtanult síkgeometria helyett)., Aztán, amikor Einstein megfogalmazta az Általános relativitáselméletét (1915-ben), Riemann geometriái pontosan a szükséges eszköznek bizonyultak!

ennek a matematikai rejtélynek a középpontjában egy másik érv áll, amelyet a matematikusok, filozófusok, és legutóbb a kognitív tudósok már régóta rendelkeztek: a matematika az emberi agy találmánya? Vagy létezik-e a matematika valamilyen elvont világban, az emberek csak felfedezik igazságait? A kérdésről folytatott vita ma is dübörög.,

személy szerint úgy gondolom, hogy azzal, hogy egyszerűen megkérdezzük, hogy a matematikát felfedezték vagy feltalálták-e, elfelejtjük annak lehetőségét, hogy a matematika a találmányok és felfedezések bonyolult kombinációja. Valójában azt állítom, hogy az emberek feltalálják a matematikai fogalmakat-számokat, formákat, készleteket, vonalakat stb.—azáltal, hogy kivonják őket a körülöttük lévő világból. Ezután felfedezik a komplex kapcsolatokat az általuk feltalált fogalmak között; ezek a matematika úgynevezett tételei.,

el kell ismernem, hogy nem ismerem a teljes, kényszerítő választ arra a kérdésre, hogy mi az, ami a matematikának elképesztő erejét adja. Ez rejtély marad.

Go Deeper
A szerkesztő választásai a további olvasáshoz

NOVA: A nagy matematikai rejtély
az emberek által feltalált matematika, vagy az univerzum nyelve? NOVA veszi ezt a kérdést egy új film premierje április 15, 2015 at 9pm a legtöbb PBS állomások.

NOVA: A természet leírása matematikával
hogyan használják a tudósok a matematikát a valóság meghatározására? És miért?, Peter Tyson két évezredes matematikai felfedezést vizsgál.

The Washington Post: the Structure of Everything
Tudjon meg többet a” ésszerűtlen hatékonyságát matematika “ebben a felülvizsgálat Mario Livio könyve” Isten egy matematikus?”