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相輔相成的數學與科學,誰才真的是「科學的起點」?或許,它們都不是最好的答案——《教出科學探究力》
國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!數學絕對是科學上非常重要的工具,當科學面對重大疑難雜症時,往往確實是由數學來解決問題。歷史上有很多例子,可以用來說明科學家遇到科學問題時,發明數學工具來解決問題。
例如我們知道,一個物體如果維持每秒鐘 30 公尺的速度前進,那麼 100 秒之後,它會前進 3,000 公尺。但如果這個物體的速度是會穩定減少,平均每一秒鐘還會穩定的減少每秒 10 公尺,也就是一秒後它的速度就變成 20m/s、兩秒之後變成 10m/s,以此類推。
這樣的話,我們知道它 3 秒之後會停下來,但你能知道它前進的距離總共有多少嗎?
為了解決這個問題,牛頓發明「微積分」這個數學工具。
現代微積分是由牛頓與萊布尼茲所發展而成的重要工具。圖/Pixabay[1] 先有雞還是先有蛋?先有科學還是先有數學?物理學家為了要處理像是「位移」、「力」、「速度」這類問題,也發明「向量」這樣的數學工具來幫助物理學家解決問題。
這樣看起來,好像應該說「科學是數學之母」才對?
也有的時候,科學家為了精準簡潔的描述自然界規則,運用數學語言來作為描述的方式。
例如我們知道,兩物體之間永遠存在一個互相吸引的萬有引力,萬有引力的大小和兩物體的質量大小乘積成正比,和兩物體的距離平方成反比。這麼一大段落落長的描述,如果用數學符號來表達,就會變成:
(F = G frac{m_{1}m_{2}}{r{2}})
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