浅谈数学在其他学科中的应用

浅谈数学在其他学科中的应用
作者：王进朵
来源：《考试周刊》2013年第106期
摘要：数学是一门很实用的学科，从人类出现在地球上那天起，人们便在认识世界、改造世界的同时对数学有了逐步深入的了解。

如今，数学知识和数学思想在其他学科中得到了极其广泛的应用。

本文主要考察了数学在物理、化学、计算机学科中的应用，突现了数学在其他学科中的重要性。

关键词：数学其他学科应用
数学是一门应用非常广泛的学科。

伟大的数学家华罗庚曾说：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生活之谜，日月之繁，无处不用数学。

”这应该算得上是对数学与其他学科关系的完美阐述。

马克思指出：“一种科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步。

”可见，任何一门自然学科的发展都离不开数学。

数学的基础作用，无不在其他学科的深入研究中显示出来，因此，有人说数学是自然科学之母。

当今社会，物理、化学、计算机等学科与人们的日常生活息息相关，它们影响着人类文明的进步和社会的发展，因此本文主要考察数学在物理、化学、计算机学科中的应用和影响。

1.数学在物理学科中的应用
物理要创新，不仅仅靠物理实验，还要有数学作为其理论基础。

数学，尤其是微积分学，是研究近代物理的不可或缺的重要工具，数学也因此有了实际意义[1]。

纵观整个物理学，任何一个分支都不能离开数学，不能离开微积分，任何一门理论都是依靠数学建立起来的，尤其是经典力学，更离不开微积分。

微积分产生于十七世纪末，是物理学奠基人牛顿在研究经典力学的过程中创立的。

他的巨著《自然哲学中的数学原理》就是应用微积分这个数学工具，构建了地球和天体主要运动现象的完整力学体系。

《自然哲学中的数学原理》的诞生，使整个物理学与数学的星空为之一亮，为物理学及数学的进一步发展开辟了更广阔的空间，它既是物理学巨著又是数学巨著，是应用微积分解决物理问题的经典之作。

可以毫不夸张地说，离开了数学，离开了微积分，物理研究将寸步难行。

2.数学在化学学科中的应用
从学科的发展和人们的认识来看，化学家们比起物理学家们，对数学在学科发展中的重要作用的认识要来得迟一些。

直到近代化学，数学才显现出其特别的基础作用来，从定量分析到
量子化学，从数量分析到计量化学，数学在化学中的作用日益增强，所涉及的数学知识也越来越深奥。

数学方法在化学各分支中的应用非常多[2，3]，如向量分析、常微分方程、微分与变分法、偏微分方程、有限差分计算、数值方法、矩阵、群论、过程最优化方法、概率与统计，等等。

大部分的化学计算问题都编成了计算机程序。

化学家和化学工作者只要学会一些简单的操作就可进行大量繁重而复杂的计算，计算机将化学家们从繁重的数学计算中解放出来了。

但是，化学工作者和尤其是肩负时代重任的化学家们，应该而且必须掌握基本的数学计算方法在化学中的应用，只有深刻掌握数学知识和方法，并把它们灵活地运用到化学学科中，才能使化学学科为人类作出更大的贡献。

3.数学在计算机学科中的应用
随着计算机技术的快速发展，数学知识在计算机技术发展中，尤其是在计算机应用程序设计中处于及其重要的地位[4]。

同时，用数学的思维解决各种程序设计方面的难题也是十分重要的。

在程序设计中所解决的相当一部分问题都会涉及各种各样的科学计算，这需要程序员将实际问题转换为程序，要经过对问题抽象的过程，建立起完善的数学模型，才能设计出好的软件。

如今形形色色的软件，都与数学有必然联系，它们相辅相成。

计算机程序设计解决问题都是实际应用问题，涉及各种各样的科学计算，而实际问题转换为程序，要经过一个对问题抽象的过程，建立起完善的数学模型，才能设计一个问题解决的程序。

这需要程序员具有良好的数学基础。

软件编程的思想最重要是算法，而算法是建立在数学思维上的，其实说白了，程序只是一件衣服，算法才是它的灵魂，算法就来自于数学，没有深厚的数学思维功底，是弄不懂算法的。

所以，科学计算到信息处理，从理论计算机科学到计算机应用技术，从计算机软件到计算机硬件，从人工智能到分布式系统，无不与数学密切相关。

在现代计算机科学中，如果不了解离散数学的基本内容，则在计算机科学中就寸步难行了。

以上介绍了数学在物理、化学和计算机中的应用，实际上数学在经济学、金融学等学科中也有重要的应用，数学的重要应用深深地嵌入了各个学科中。

因此，全社会应大力开展数学的基础知识学习，调动人们对数学学习的积极性，让数学知识和计算方法融汇到其他各个学科中，才能使得数学在其他学科中发挥更大的作用。

参考文献：
[1]高相兰.浅谈数学方法在物理学中的应用[J].中国科教创新导刊，2011，20.
[2]邓从豪，张道民，曹阳，等.现代化学的前沿和问题[M].山东：山东大学出版社，1987.
[3]吴永兰.数学在化学中的应用问题[J].郴州师范高等专科学校学报，2002，23：5.。