Re: [問卦] 物理跟化學的交界點是那些課

作者: iamlittlede (小迪)   2022-02-06 12:57:58
※ 引述《ilovemami (聯絡簿教主)》之銘言:
: 如題
: 物理跟化學
: 走到最後都有一些共同科目
: 有哪些共同科目
: 是化學跟物理都會上到的
: 有沒有八卦
大家好,不只物理跟化學,其實各領域都是互相牽扯的,戰科系的本質不是學問本身,戰
的是學習態度跟產業結構,我來跟大家講點這方面的八卦。
去年剛大學畢業,前陣子剛錄取美國某學店化學phD,來發表一點自己的看法,非常皮毛也
很偏頗,歡迎大家一起來討論。
我個人認為,化學是物理在"微觀層次"的近似。
簡單來說,物理主要研究的是物質運動規律和物質基本結構的學科。
宏觀上是很好理解的,魚在游泳、鳥在飛、文組在噓我......等等。
但微觀層次是很複雜難懂的,比如分子的熱運動、電子的繞核運動、自旋等等。
在宏觀的世界我們可以借助有限元分析,讓這個世界更好懂一點,就像衡量一個正妹奶大
不大可以用罩杯分析一樣,可是到了微觀的世界,一切都是那麼的撲朔迷離、無法準確的
被定位,就好像你永遠無法理解另一伴在想什麼一樣,那是微觀的世界,一切充滿著不確
度,宏觀的法則均無法適用。
一句話濃縮就是,宏觀世界是牛頓管的,微觀世界是量子管的。
原子核外的一舉一動,電子的位置與速度都是無法了解的,取而代之的就是一團模糊的電
子雲,簡單來說就是太複雜了,化學家就是把"電子大概會出現在那裏"劃為一個區域去研
究,所以我才說化學是物理在微觀層次上的近似。
比如很有名的軌域理論、化學鍵理論都是這樣近似出來的。
所以你想說: 難道化學就是一個研究"大概"的科學嘛!?
是的沒錯,因為"精準"的世界要交給物理系的同學們去處理(我真心覺得讀物理的人都是天
才),我們的工作是把它近似為更貼近現實的狀態。
Wheeler也認為化學是物理的延伸,最下方我會把知識結構圖貼上來,大家可以看看。
這個結構圖涵蓋了很大範圍的知識,一但經典model不能用了,出現特例,就像現在四大
理論無法統一一樣,未來的蓋世天才就會發明新的模型或理論,像俄羅斯娃娃一樣新增這
個樹狀圖,讓體系變得更完整,我相信在未來的某一天,會有最上層的萬能理論(比如超
弦理論?)出現,一統不只科學、更是包含文學的人類所有知識。
總結一下,化學終究要站在物理的基礎上,圍繞著微觀的世界去執行一切反映。
比如有機化學一堆理論,終究是核外的電子在搗亂,但如果只研究電子,我們就會像只研
究羅馬史而不研究希臘史的歷史YT一樣成為迷路的孩子,寸步難行。因為不可能遇到的每
個反應都是氧化還原反應。
把現有的知識簡化、近似成一個更好理解的模型,是為了提升研究效率,可以更好的解決
問題,以及面對、預測未來的問題,可以說化學的基礎還是物理法則,但是已經獨立分割
出來且有自己一套獨特的發展模式,也將吸收數學等等的學科,不斷開枝散葉。
走在最前沿的科學其實也很難區分化學或是物理了,那些科學家就像是冒險者,不斷的探
索人類知識的邊界,嘗試理解這個世界,為人類的文明帶來更高的高度。
數學是火,點亮物理的燈;物理是燈,照亮化學的路;化學是路,通往生物的坑。
https://imgur.com/4vBrvD2
圖畫了一個上午,不太會畫樹狀圖,畫得比較醜請見諒。

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