对物理学而言,哪些数学是重要的
admin
2023-06-24 14:16:13

我觉得还是要看情况。比如做固体物理的人,数值解的意义就非常大了。举个例子,现在很多人在做实验之前,会用第一性原理计算软件,去算某个结构的能带结构。这个能带结构基本都是纯数值解,这是因为,与课程中所学到的内容不同,真实的结构中,能带非常难以计算。如果表达式极为复杂,那还不如直接给数值解来的明了。有了能带结构之后,其实不需要解析的表达式,就可以得知非常多的东西,足够进行后面的实验了。

另一个方面,甚至很多做理论物理的人,也会去搞数值解。比如做渝渗模型的,很多东西都是无法解析求解的,但是用超算去跑,也可以得到很精密的解。不过我个人觉得把渝渗阈值算到小数点后十几位没有太大的意义,这类工作经常是因为提出了某个新算法,新的蒙特卡洛方法,所以就拿到这个模型上去试试,看看加速的效果怎么样。

现在有的学者似乎过于推崇解析解了。不是说解析解不重要,而是没有必要把它当作信仰。之前有学者甚至直言「宇宙是解析的!」,未免太过草率。万一宇宙是有精度限制的呢?这些都没有最终的结论,解析也就没有必要被奉到神坛。

但是,解析解当然有很大的意义。能有不太复杂的解析解的时候,我们一般会倾向于去追求解析解。因为解析解对应的是无限的情况,任意情况都饱含在里面。而数值解都是有限的,即便看起来很密集的采样,其实还是插值,无法推广到一般情形。

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