کاربرد ریاضی در علوم دیگر

ریاضی فیزیک

فیزیک علمی است که قوانین حاکم بر جهان طبیعت را به صورت مدون بیان می کند. بنابراین برای ارائه این قوانین به صورت معادلات و روابط ریاضی ، لازم است که یک فیزیکدان باید با اصول و قوانین اساسی ریاضی آشنا باشد.

التبه در بعضی از علوم دیگر مانند شیمی نیز این ضرورت احساس می شود، ولی اغراق آمیز نیست بگوییم که ریاضیات به عنوان الفبای فیزیک می باشد. این ضرورت سبب شده است که درسی تحت عنوان روشهای ریاضی در فیزیک ایجاد شود.

ضرورت با هم بودن ریاضی و فیزیک:

اگر تاریخچه پیدایش علوم را مورد توجه قرار دهیم. ملاحظه می گردد که فیزیک در ریاضی معمولا پا به پای هم گسترش و رشد یافته اند. و اکثر فیزیکدانان قدیمی ، ریاضیدان نیز بوده اند. بعنوان مثال به اسحاق نیوتن ، گالیله و دیگران اشاره کرد. علاوه بر این هر مبحث فیزیک را مد نظر قرار دهیم، ملاحظه می کنیم که به نوعی دریایی از ریاضیات در آن وجود دارد.

احتمال و ژنتیک

انسانها دارای صفتهای اکتسابی و ارثی هستند. صفتهای ارثی؛ صفاتی هستند که از آغاز تولد همراه انسان بوده و تا آخر عمر ثابت می مانند. این صفتها از والدین به او می رسند و او نیز آنها را به نسل و حتی نسلهای بعدی انتقال می دهد. این انتقال به وسیله ژنها انجام می پذیرد. برای هر صفتی ژن خاصی وجود دارد که نوزاد از والدین خود به ارث می برد. برای آن که موضوع روشن شود؛ موضوع RH خون را در نظر می گیریم. عامل تعیین کننده RH خون ژنی است که سبب می شود RH خون مثبت و یا منفی شود و هر ژن از دو قسمت تشکیل یافته است که یک قسمت آن از پدر و یک قسمت دیگر آن از مادر به نوزاد می رسد. اکنون اگر این دو بخش، هر دو از نوع RH منفی باشند، گروه خونی نوزاد منفی خواهد بود و در غیر این صورت RH خون نوزاد مثبت خواهد شد. در این گونه موارد، می گویند ژن RH مثبت غالب است (بر ژن RH منفی چیره می شود). معمولاً ژن های را با حروف انگلیسی نشان می دهند. اگر ژنی غالب باشد، آن را حرف بزرگ و اگر مغلوب باشد، با حرف کوچک نشان می دهند. مثلاً اگر ژن تعیین کننده RH خون را با R نشان دهیم، آن گاه: R عامل تعیین کننده RH مثبت و تعیین کننده منفی RH است. پس اگر ژن مربوط به تعیین RH خون فرزندی به یکی از صورتهای Rr، RR و r R باشد، RH خونی او مثبت خواهد شد. فقط در حالت است که RH او منفی می شود. حالت زیر را برای والدین در نظر بگیرید.

ریاضیات و صنعت

کاربردهای ریاضیات،بی اندازه زیاد و بسیار گوناگون است.در واقع به کار بردن روشهای ریاضی مرزی نمی شناسد: همه شکلهای مختلف ، حرکت ماده را میتوان با روش ریاضی بررسی کرد.البته،نقش و اهمیت روش ریاضی در حالتهای مختلف متفاوت است.هیچ طرح معین ریاضی نمی تواند از عهده بیان همه ویژگیهای پدیده های حقیقی برآید.وقتی میخواهیم پدیدهای را بررسی کنیم،شکل خاصی از آن را در معرض تحلیل منطقی قرار میدهیم،در ضمن تلاش میکنیم نکته هایی را بیابیم که،در این شکل جدا شده از پدیده واقعی وجود ندارد و شکلهای تازهای پیدا کنیم که بیشتر و کاملتر، در برگیرنده پدیده ما باشد.

ولی اگر در هر گام تازه، نیاز به بررسی کیفی جهتهای تازهای از پدیده باشد.روش ریاضی،خود را عقب میکشد.در این جا تحلیل منطقی همه ویژگیهای پدیده، تنها می تواند طرح ریزی ریاضی را مبهم کند.ولی اگر شکلهای ساده و پایدار یک پدیده یا یک روند بتواند تمامی پدیده یا روند را با دقت و به طور کامل بپوشاند،اما در مرزهای این شکل مشخص ،به جنبه های پیچیده و دشواری برخورد کنیم، نیاز به بررسی ریاضی و بویژه استفاده از نمادها و جستجوی الگوریتم خاص برای حل آنها پیدا شود. این جاست که در قلمرو فرمانروایی روشهای ریاضی قرار میگیریم.