物理和數學是什麽樣的關係？

數學自古以來跟物理其實不分家，數學跟物理都是很重要的學科。

其實物理學家有時候將數學家的貢獻變成物理學家的貢獻，是不大公平的。很多主要的物理貢獻是數學家做的....

——丘成桐

今年年初，國際著名數學家丘成桐院士接受了清華大學物理係樓宇慶教授的采訪，分享了自己關(guan) 於(yu) 數學和物理的一些獨特看法。

如果你對這兩(liang) 個(ge) 學科有興(xing) 趣，來一起跟著大師的步伐， 重新了解下這兩(liang) 個(ge) 相似又各有特色的學科吧！

以下為(wei) 第一人稱自述?

相輔相成的物理和數學

數學對物理學的貢獻

在牛頓之前，不少傑出的物理學家都跟數學有關(guan) 。一直到20世紀以前，像麥克斯韋、拉格朗日，他們(men) 既是物理學家，又是數學家，對物理也都有貢獻。

有時候物理學會(hui) 將數學家的貢獻變成物理學家的貢獻，這樣不大公平。很多主要物理貢獻都有數學家的付出，譬如狹義(yi) 相對論就不是愛因斯坦一個(ge) 人的成就，有很多數學家也參與(yu) 其中，龐加萊就在狹義(yi) 相對論上做了很重要的工作。

大步走的量子力學

到了20世紀初期，因為(wei) 物理不嚴(yan) 格的地方變多，尤其是量子力學出現以後，這個(ge) 問題更加嚴(yan) 重：不但在數學上不嚴(yan) 格，在物理上也不嚴(yan) 格。即使是現在，關(guan) 於(yu) 量子力學的很多問題還有爭(zheng) 議。

在上世紀20、30年代的時候，量子力學剛開始成為(wei) 影響科學的重要學問，也實現了很多成果，所以物理學家就認為(wei) 這些都是物理的成就，其實數學家也參與(yu) 量子力學的發展，比如大衛·希爾伯特和後來的馮(feng) ·諾依曼、

數學是理論物理的基礎

在量子場論產(chan) 生以後，理論越來越嚴(yan) 格，所以數學家也參與(yu) 幫忙完善了很多基礎理論。物理學家總是跳躍地向前走，用實驗來證明他們(men) 做的東(dong) 西是對的，發展到了一個(ge) 地步以後，物理學家就以為(wei) 數學家做的東(dong) 西不重要。

到了60-70年代，他們(men) 發覺自己的數學水平不夠，物理學需要大量的數學。數學到了70年代以後成為(wei) 整個(ge) 理論物理的基礎，現在很多重要的工作都是從(cong) 數學而來，所以數學跟物理其實不分家的。因此我在物理係也有個(ge) 位置，其實還是物理係的教授自己投票讓我當選的。

物理學提供了另一種思路

我主要有幾個(ge) 方麵的工作和物理學相關(guan) ，一是我70年代在廣義(yi) 相對論方麵做了一些重要工作，到目前過了50年了我現在還在做廣義(yi) 相對論的工作。

第二是物理學的弦理論產(chan) 生以後，我做的工作就成為(wei) 他們(men) 最重要的工具，大家要檢測很多重要物理理論的時候，還是要用我的模型卡拉比-丘流形來測，因此我跟物理學家有很多來往。

物理學對我做數學有很大的影響。因為(wei) 物理產(chan) 生的問題，物理學家沒辦法給出一個(ge) 數學證明。他們(men) 提出一個(ge) 觀點，卻沒有能力借助數學去完成它。他們(men) 提出來的很多看法，其實數學家也沒有辦法做到。不過物理學家提出的一些看法可以解決(jue) 數學上幾個(ge) 重要的老問題。

如何看待人工智能？

對很多事情而言，人工智能是很重要的。我不能否認有些東(dong) 西有好處，但是現在（主流的人工智能）做出來的是一種算法，並不是真的一個(ge) 定理，它可以從(cong) 很亂(luan) 的東(dong) 西裏找到一些新的方法，但是它不會(hui) 總結出一個(ge) 新的（更高的認知）。

一位物理學家講過，海裏邊的魚很多，假如放一張網進去，網上的洞都是一尺大，那麽(me) 我們(men) 看到世界上所有的魚就都是一尺以上的魚，是不是我們(men) 的工具阻礙了我們(men) 的看法？

因此基於(yu) 人類思考之下的機器是看不全麵的。機器從(cong) 數據裏不停產(chan) 生一些東(dong) 西出來，但機器不是真的思考，而是將累積下來、看到的事實解決(jue) 。

*以上內(nei) 容來源於(yu) 網絡

丘成桐院士對現代數學發展有著根本性影響，對數學學科的許多分支都作出了意義(yi) 深遠的貢獻，對應用數學的發展也作出了傑出貢獻。

丘成桐先生發起設立的《丘成桐中學科學獎》，也是始於(yu) 單一的數學獎，曆時十數年發展到今天的數學、物理、化學、計算機、生物、經濟金融建模這六大學科獎項，丘獎的國際影響力正在變得越來越深遠。