数学描述的世界,和物理世界的区别是什么?

数学是一套工具,或者说是一套语言,能描述物理世界的一切可能性;就好比在操作系统中,数学如程序设计语言,在屏幕中实际表现出来的图像,就是操作系统中的“物理世界”。

在十九世纪以前,数学和物理是相互重叠的,如果那时候有人称呼高斯为数学家,那么他一定会很惊讶,那时候数学家和物理学家都称为科学家;后来数学和物理完全分离,成为两个独立的科目。

在公元前500年左右,毕达哥拉斯学派创立,毕达哥拉斯学派认为“数是万物的本源”,一切事物都可以用数学来描述,认同世界是高度和谐的。

数学不依赖于客体事物,是和人类的思维逻辑息息相关,数学演算可以只在人的思维中进行,也能得到正确的结果,具有高度的抽象性。

物理世界则不同,物理世界必须依赖于客观事实,物理参数只能通过实验手段得到,不能通过数学演算得到;比如万有引力常数G=6.67×10-11N·m^2/kg^2,直到牛顿提出万有引力定律后100多年,才被英国科学家卡文迪许首次测量出来。

在对世界的描述上,数学可以允许世界有零到无穷多个维度,多一个维度的区别,在于多了一个维度的变量而已,在不同的维度中,数学法则并不会发生本质的变化;但是我们的物理世界,只能有一个确定的维度,目前人类发现的是“三维空间+一维时间”,一些比较前沿的物理理论,已经利用数学去研究更高的空间维度。

这就是数学和物理世界的区别,数学是一种语言,可以描述一切物理世界的可能性,但是真实的物理世界只有一个。