¿Por qué se usan las matemáticas en física?

Entonces, voy a escribir algo controvertido al decir que todas las ciencias definen teorías usando alguna relación matemática. Al decir eso, ahora tengo 4 palabras para definir (aunque no de manera estricta), antes de explicar por qué este es el caso:

  • Ciencia: el estudio de observaciones repetibles (es decir, predecibles) de fenómenos, que pueden ser experimentadas por todas las personas.
  • Teoría: una descripción de la parte repetible
  • Matemáticas: un lenguaje que se centra en definiciones estrictas que todas las culturas pueden entender
  • Relación: algo que se puede decir sobre dos o más cosas, como equivalencia, o mayor que, o menor que, etc.

Ahora, con suerte con esas cuasi definiciones, puede quedar claro por qué las matemáticas se usan para describir teorías. Cuando decimos F = ma, describimos:

  • F – una fuerza al dar una descripción de ella y describir lo que significa (una definición, tan cerca como una definición puede venir)
  • m – una masa
  • a – una aceleración

Por supuesto, podríamos decir esto como: “La fuerza por masa es la misma que su aceleración”.

Muchas veces, cuando presentamos la ciencia a los recién llegados, lo decimos así para presentarlos antes de que salgan las matemáticas. Pero en última instancia, esta afirmación es la misma que la matemática anterior.

Ahora lo que sale de esto es esto. Cualquier cosa que podamos hacer matemáticamente en la relación, es verdad. Todos los giros, giros y manipulaciones de variables a ambos lados del signo de igualdad siguen siendo ciertos. Si no fuera así, la teoría no es cierta.

Si no pudiera decir “la aceleración es la fuerza por masa”, entonces la teoría no se sostiene. Mira, manipulamos lo que dijimos, pero es más fácil describirlo con 4 símbolos (incluyendo ‘=’).

No solo en Física, sino en todas las ciencias que se basan en evidencia empírica, se encuentra que las Matemáticas son un lenguaje altamente efectivo para codificar teorías de manera compacta, rigurosa y confiable. La evidencia empírica equivale a mediciones, que invariablemente se asignan sin problemas a los números, una parte clave de las Matemáticas. El resto sigue.

  1. La física es la ciencia que se ocupa de las formas más simétricas y casi simétricas, sus procesos y las relaciones (dinámicas) entre forma y proceso.
  2. La matemática es la ciencia abstracta de la forma, el cambio y la relación.
  3. No es casualidad que gran parte de las matemáticas y la física ‘crecieron’ juntas (por supuesto, también toman caminos separados que con frecuencia se unen nuevamente cuando se descubre que el resumen en matemáticas tiene contrapartes concretas en física).
  4. Por lo tanto, si bien las matemáticas se ‘usan’ en física, es más esclarecedor decir que las matemáticas son el lenguaje de la física o un lenguaje de la física.
  5. Y, por cierto, como lenguaje abstracto no es sorprendente que las matemáticas encuentren usos en otras ciencias y disciplinas.

Las matemáticas no se usan en física, más bien debes decir que la física está escrita en matemáticas. Las matemáticas son un lenguaje para expresar la física y sus fenómenos. Si no hubiera habido matemáticas, sería como tener mucha emoción pero no poder hablar.

Porque permite que las relaciones y regularidades en el mundo natural se describan de manera exacta, cuantitativa y precisa, sin ambigüedad.