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物理世界的数学奇迹

从科学巨人爱因斯坦到量子力学大师保罗·狄拉克,众多数学家和理论物理学家都因这样的问题而困惑不解:为何物理学家为描述现实世界而创造出的理论会与数学家以自己的纯粹思想构造出来的数学结构殊途同归?为何宇宙碰巧就是以数学的语言书写而成的?事实上,这种现象正是物理学家维格纳所说的“数学在自然科学中不合理的有效性”。
在长达300多年的时间里,物理和数学时而并驾齐驱,时而渐行渐远。进入21世纪以来,数学家和理论物理学家越发意识到这两门学科交叉的意义。在数学与理论物理学紧密合作的领域已经结出累累硕果,两门学科的发展也互为补充和促进。
在未来,人类可能无法通过实验来证实物理理论的真实性和准确性。未来的理论物理学研究进展可能会以千年为尺度,不再会有20世纪的相对论和量子力学这样全方位的革命性理论。但有了高等数学这一新武器的帮助,在长远的时间尺度上,我们仍可以认为理论物理学的前途是光明的。

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