老郭在上一篇文章《科普:浪漫的數學、有趣的物理,科學世界裡的一對情侶》中跟小夥伴們聊了數學的浪漫和物理的有趣。本來文章末尾說接下來這篇文章應該舉幾個例子的,但是由於老郭的水平問題,昨天寫了上萬字的稿子,總感覺沒浪漫起來,有趣的程度也不夠。正好,有個小夥伴私信我,問:「究竟是數學難還是物理難?」我今天就用數學妹子和物理帥哥第一次約會的場景對話,來跟小夥伴們聊聊這個話題,順便帶出一個例子來。
今天的數學妹子的穿搭很有仙氣、一身飄逸的膚色漢服長裙,配上白裡透紅的妝容,就算隔著屏幕我都能聞到她走路時身上散發出來的香味,一副不苟言笑的樣子雖然高冷,但是這種高冷也是仙女應該持有的特質。物理帥哥也比之前認真,他那頭愛因斯坦式的爆炸式頭髮也梳理得很順滑,一身筆挺的民主服,腳上的皮鞋擦得能照出人影。兩個人,走在大明湖畔的樹蔭下……
相比物理帥哥的緊張,數學妹子好像很放鬆,她看物理哥遲遲沒有開口說話,就率先打開了話題。
「物理哥,今天有學弟問我,是數學難還是物理難?」
物理哥心裡一驚,這是有人要挑撥離間嗎?「我覺得物理更難,而數學是更複雜。」物理帥哥還是強壓制著內心的衝動,故作沉穩地說。
「咯咯咯……」,數學妹子發出一串銀鈴般的笑聲,「哥你這是在誇我,還是在損我啊?怎麼聽上去,感覺是在說我們數學妹子是那種捉摸不透的呢?」
「沒有,哪有啊?我的意思是數學妹子你是授人以魚」物理帥哥連忙解釋道,暗自擦了一把冷汗。
「什麼意思呢?」數學妹子忽閃著漂亮的大眼睛望著物理帥哥。
「怎麼說呢,你看啊,我們物理是很簡單的。物理研究的問題就是針對那些客觀存在的物體的運動,對他們的規律進行總結。我舉一個簡單的例子啊,昨天看了世界田徑錦標賽100比賽的實況,博爾特跑得是真快啊,9秒71奪冠了。」(圖3)
「這在我們物理上的研究是這樣的:先以起跑點為原點,以跑道為參照物建立一個以距離和時間為坐標軸的參考系。把運動員抽象成一個質點,按照不同的時間,運動員所處的位置,我就能寫出一個函數。這樣,這個運動員,在這條跑道上任意一點的位置,我都能通過這個函數進行精確地給出定量計算。(假設運動員的速度是勻速)我們給出的公式是這樣的形式s=vt,s是運動員在跑道上的位置坐標,v是運動員的速度,t是運動員出發後的時間。這個公式就是給出質點位置隨著時間變化的關係公式」(圖4)
「所以說,我們物理其實是很簡單、很直接的。」
數學妹子插言問:「那我們數學呢?你是怎麼看的?」
「你們數學處理問題的方式是這樣的,y=f(x),y是因變量,x是自變量,f是對應規則。意思就是因變量y按照對應規則f的約束,隨著著自變量x的變化而變化。」
「那好像咱倆也沒什麼不同嘛?」數學妹子微笑著說。
「還是有區別的。」 物理帥哥囁嚅著說。
「數學是授之以魚,然後考之以:魚、鯊、鱗、魯、鮮、鯉、鯽、鯨、鰲、鰭、鰓、鱖、鱸、鮭、鯤、鯀、鯡、鯢、鯫、鮒、鱒、鯗、鮋、鰟、鮺、鯁、鮐、鮚、鰜、鰈、鰏、鯪、鱷、鱠、鯝、鯛、鮪、鰺、鰱、鰣、鯴、魷、鯷、鱨、鮶、鰂、鯖、鯒、鱺、鰼、鰥、鰩、鱧、鮑、魺、鰁、鯰、鰉、鱟、䰾……」
「啊~~~,哈哈哈~~~」數學妹子已經笑得彎了腰。
「咱倆共同的特點也是有,都會建立函數,都會使用函數的圖像。咱們的函數都是要表現出事物之間的因果關係。可以說,物理是利用函數對客觀規律的直接描述,是具象的;數學是對規律的抽象的概括和總結,是更有普遍意義的。」物理帥哥解釋說。
「那我明白了,物理問題總結完就是一個數學問題,是不是說,物理的是數學的,數學的還是數學的,所以數學要比物理難?」數學妹子一臉壞笑滴看著物理帥哥說。
「咳咳,前面有個咖啡廳,我們去坐一下吧。」物理帥哥小心翼翼地試探著,沒敢接前面的話。
「嗯,我正好有點走得累了,從前面你的描述看,數學的內容是包容物理的。還有個問題想問你呢:我們數學上有極限、連續和導數的概念,不知道物理上怎麼看?」
「那我們邊喝邊聊吧?……」
本文關於物理帥哥和數學妹子的第一次約會,就暫時寫到這裡,我知道大家一定是想知道他們什麼時候能牽手。不過我更希望了解,看完本文小夥伴們有沒有什麼收穫呢?敬請期待下一篇,《咖啡店裡的極限和導數,物理帥哥,你是我的人》
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