يعد علم الرياضيات ركيزة أساسية تعتمد عليها جميع العلوم الأخرى الإنسانية والتطبيقية، لكن العلاقة التي تجمع بين علم الرياضيات وعلم الفيزياء علاقة خاصة جدا فهما مثل التوأم لا يمكن فصلهما، وسوف نتناول اليوم بالتفصيل ما أهمية الرياضيات في علم الفيزياء؟ والعلاقة بينهما وتأثير كلا منهما على الآخر.
ما أهمية الرياضيات في علم الفيزياء؟
يستخدم علم الرياضيات للتعبير عن القوانين والظواهر الطبيعية بشكل واضح وتفسيرها وتحليلها لكي يسهل دراستها، وقد عبر عالم الفيزياء “يوجين ويجنر” عن العلاقة بين الرياضيات والفيزياء بمصطلح “التأثير الغير معقول للرياضيات”، وذلك كان عام 1960م.
وقال ويجنر حينها أن علم الرياضيات هو الذي يفسر عالم الفيزياء ويصفه بشكل أفضل من أي آلات أو أدوات أخرى من اختراع العلماء، وقد أكد علماء الفيزياء في المجمل على أهمية الرياضيات لتحليل وفهم الفيزياء، وقد وصفوا عن تلك العلاقة بأن الرياضيات قادرة على أن تعبر عن كل شيء متصل بالطبيعة الفيزيائية للأشياء.
تأثير الرياضيات على الفيزياء
يعرف علم الرياضيات بأنه علم مجرد يقوم بدراسة الأرقام والأعداد والعمليات الحسابية والأشكال الهندسية والإحصاء والاحتمالات وحساب المساحات وجداول التمثيل البيانية وغيرها العديد من المجالات الأخرى، كما أن دراسته أساسية في العلوم الإنسانية والعلوم التطبيقية كالفيزياء والكيمياء ليسهل دراستها وتفسير قوانينها.
يسمى علم الرياضيات بعلم العلوم حيث أنه أكثر العلوم تأثيرا في حياة الإنسان والعلوم الأخرى، فلا يوجد فرع من فروع العلم إلا ويرتبط بها كالطب والزراعة والتجارة وغيرها، كما تترك الرياضيات تأثيرا كبيرا في ثقافة المجتمع ككل والعوامل الأخرى السياسية والاجتماعية والاقتصادية، فهي لا تنفصل عن أي وجه من أوجه الحياة عموما.
العلاقة بين الرياضيات والفيزياء
يعرف علم الفيزياء بأنه العلم الذي يختص بدراسة كل ما يرتبط بالمادة وأشكالها وتحولات الطاقة والحركة، فهو يبحث في كل الظواهر الطبيعية وآليات حدوثها والحركة التي تنتج عنها والتأثير الذي تتركه، مثل حركة الأرض حول الشمس وحركة الأرض حول نفسها، وتحولات الطاقة وتطبيقاتها مثل تحول الطاقة الكهربية إلى حرارية في المكواة.
كما تبحث الفيزياء في العلاقة بين الزمن والمسافة والسرعة، وهي تساعد الإنسان في تفسير كل ما يحدث حوله في الكون من ظواهر، عبر استخدام القوانين الرياضية والمعادلات الفيزيائية، ولذلك فإننا يمكننا التأكيد على أن العلاقة بين الفيزياء والرياضيات علاقة أبدية تقوم على المنفعة المتبادلة، حيث يستفيد كلا منهما من الآخر، ولا يمكن أن يستغني أحدهما عن الآخر.
ومن أبرز استخدامات علم الرياضيات في تفسير ظواهر الفيزياء ووضع قوانينها، نظرية النسبية العامة التي وضعها العالم أينشتاين، فقد اعتمد أينشتاين بشكل كامل على الحسابات الرياضية لتأكيد نظريته، كما استخدمها أيضا العالم نيوتن في قوانين الجاذبية، ونجح علماء الفيزياء في استخدام علم الرياضيات لمعرفة قياس ثابت الجاذبية الأرضية بدقة، حيث تم تحديد ثابت الجاذبية الأرضية بأنه يساوي 9.80665 m/s2.
