數(shù)理化基本知識(shí)(2)
數(shù)理化各個(gè)學(xué)科
數(shù)學(xué)
數(shù)學(xué)(英語(yǔ)：mathematics;希臘語(yǔ)：μαθηματικς)這一詞在西方源自于古希臘語(yǔ)的μάθημα(máthēma)，其有學(xué)習(xí)、學(xué)問(wèn)、科學(xué)，以及另外還有個(gè)較狹意且技術(shù)性的意義-“數(shù)學(xué)研究”，即使在其語(yǔ)源內(nèi)。其形容詞μαθηματικός(mathēmatikós)，意義為“和學(xué)習(xí)有關(guān)的”或“用功的”，亦會(huì)被用來(lái)指“數(shù)學(xué)的”。其在英語(yǔ)中表面上的復(fù)數(shù)形式，及在法語(yǔ)中的表面復(fù)數(shù)形式les mathématiques，可溯至拉丁文的中性復(fù)數(shù)mathematica，由西塞羅譯自希臘文復(fù)數(shù)τα μαθηματικς(ta mathēmatiká)，此一希臘語(yǔ)被亞里士多德拿來(lái)指“萬(wàn)物皆數(shù)”的概念。(拉丁文：mathemetica)原意是數(shù)和數(shù)數(shù)的技術(shù)。中國(guó)古代把數(shù)學(xué)叫算術(shù)，又稱(chēng)算學(xué)，最后才改為數(shù)學(xué)。
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間模型等概念的一門(mén)學(xué)科。通過(guò)抽象化和邏輯推理的使用，由計(jì)數(shù)、計(jì)算、量度和對(duì)物體形狀及運(yùn)動(dòng)的觀察中產(chǎn)生。數(shù)學(xué)家們拓展這些概念，為了公式化新的猜想以及從合適選定的公理及定義中建立起嚴(yán)謹(jǐn)推導(dǎo)出的真理。
數(shù)學(xué)屬性是任何事物的可量度屬性，即數(shù)學(xué)屬性是事物最基本的屬性。可量度屬性的存在與參數(shù)無(wú)關(guān)，但其結(jié)果卻取決于參數(shù)的選擇。例如：時(shí)間，不管用年、月、日還是用時(shí)、分、秒來(lái)量度;空間，不管用米、微米還是用英寸、光年來(lái)量度，它們的可量度屬性永遠(yuǎn)存在，但結(jié)果的準(zhǔn)確性與這些參照系數(shù)有關(guān)。
數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，是研究數(shù)和形的科學(xué)。由于生活和勞動(dòng)上的需求，即使是最原始的民族，也知道簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)，并由用手指或?qū)嵨镉?jì)數(shù)發(fā)展到用數(shù)字計(jì)數(shù)。
基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的知識(shí)與運(yùn)用總是個(gè)人與團(tuán)體生活中不可或缺的一塊。其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達(dá)米亞及古印度內(nèi)的古代數(shù)學(xué)文本內(nèi)便可觀見(jiàn)。從那時(shí)開(kāi)始，其發(fā)展便持續(xù)不斷地有小幅的進(jìn)展，直至16世紀(jì)的文藝復(fù)興時(shí)期，因著和新科學(xué)發(fā)現(xiàn)相作用而生成的數(shù)學(xué)革新導(dǎo)致了知識(shí)的加速，直至今日。
今日，數(shù)學(xué)被使用在世界上不同的領(lǐng)域上，包括科學(xué)、工程、醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等。數(shù)學(xué)對(duì)這些領(lǐng)域的應(yīng)用通常被稱(chēng)為應(yīng)用數(shù)學(xué)，有時(shí)亦會(huì)激起新的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)，并導(dǎo)致全新學(xué)科的發(fā)展。數(shù)學(xué)家亦研究沒(méi)有任何實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的純數(shù)學(xué)，即使其應(yīng)用常會(huì)在之后被發(fā)現(xiàn)。
創(chuàng)立于二十世紀(jì)三十年代的法國(guó)的布爾巴基學(xué)派認(rèn)為：數(shù)學(xué)，至少純粹數(shù)學(xué)，是研究抽象結(jié)構(gòu)的理論。結(jié)構(gòu)，就是以初始概念和公理出發(fā)的演繹系統(tǒng)。該學(xué)派認(rèn)為，有三種基本的抽象結(jié)構(gòu)：代數(shù)結(jié)構(gòu)(群，環(huán)，域……)，序結(jié)構(gòu)(偏序，全序……)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(鄰域，極限，連通性，維數(shù)……)。
地理
地理(geography)是研究地球表面的地理環(huán)境中各種自然現(xiàn)象和人文現(xiàn)象，以及它們之間相互關(guān)系的學(xué)科。漢語(yǔ)“地理”一詞最早見(jiàn)于《易經(jīng)》。英文中地理一詞則來(lái)源于希臘文hê gê(意為“地球”)和graphein(意為“寫(xiě)”)。
中國(guó)古代最早的地理書(shū)籍包括了《尚書(shū)·禹貢》和《山海經(jīng)》等。古代的地理學(xué)主要探索關(guān)于地球形狀、大小有關(guān)的測(cè)量方法，或?qū)σ阎牡貐^(qū)和國(guó)家進(jìn)行描述。
地理非常特殊，因?yàn)榧扔凶匀?自然地理)，又有人文的(人文地理)，所以地理是文理兼并的一門(mén)大科學(xué)。
物理
“物理”(physics)一詞的最先出自希臘文φυσικ，原意是指自然。古時(shí)歐洲人稱(chēng)呼物理學(xué)作“自然哲學(xué)”。從最廣泛的意義上來(lái)說(shuō)即是研究大自然現(xiàn)象及規(guī)律的學(xué)問(wèn)。漢語(yǔ)、日語(yǔ)中“物理”一詞起自于明末清初科學(xué)家方以智的百科全書(shū)式著作《物理小識(shí)》。
在物理學(xué)的領(lǐng)域中，研究的是宇宙的基本組成要素：物質(zhì)、能量、空間、時(shí)間及它們的相互作用;借由被分析的基本定律與法則來(lái)完整了解這個(gè)系統(tǒng)。物理在經(jīng)典時(shí)代是由與它極相像的自然哲學(xué)的研究所組成的，直到十九世紀(jì)物理才從哲學(xué)中分離出來(lái)成為一門(mén)實(shí)證科學(xué)。
物理學(xué)與其他許多自然科學(xué)息息相關(guān)，如數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物和自然地理等?；瘜W(xué)與某些物理學(xué)領(lǐng)域的關(guān)系深遠(yuǎn)，如量子力學(xué)、熱力學(xué)和電磁學(xué)，而數(shù)學(xué)是物理的基本工具。
化學(xué)
化學(xué)(chemistry)是一門(mén)研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化以及變化規(guī)律的科學(xué)。它對(duì)我們認(rèn)識(shí)和利用物質(zhì)具有重要的作用，世界是由物質(zhì)組成的，化學(xué)則是人類(lèi)用以認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，它是一門(mén)歷史悠久而又富有活力的學(xué)科，它與人類(lèi)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系非常密切，它的成就是社會(huì)文明的重要標(biāo)志。
從開(kāi)始用火的原始社會(huì)，到使用各種人造物質(zhì)的現(xiàn)代社會(huì)，人類(lèi)都在享用化學(xué)成果。人類(lèi)的生活能夠不斷提高和改善，化學(xué)的貢獻(xiàn)在其中起了重要的作用。
化學(xué)是重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一，在與物理學(xué)、生物學(xué)、自然地理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的相互滲透中，得到了迅速的發(fā)展，也推動(dòng)了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。例如，核酸化學(xué)的研究成果使今天的生物學(xué)從細(xì)胞水平提高到分子水平，建立了分子生物學(xué);對(duì)地球、月球和其他星體的化學(xué)成分的分析，得出了元素分布的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了星際空間有簡(jiǎn)單化合物的存在，為天體演化和現(xiàn)代宇宙學(xué)提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
它研究的內(nèi)容主要包括：物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化及其相關(guān)的現(xiàn)象、規(guī)律和成因，以及物質(zhì)在自然界中的存在、人工合成和應(yīng)用等。
通俗的說(shuō)，學(xué)習(xí)化學(xué)可以了解化學(xué)變化的原理，搞清發(fā)生在我們身邊的許多“為什么”。比如溶洞中的鐘乳石、石筍、石柱是怎樣形成的?金屬為什么容易生銹?國(guó)慶節(jié)的焰火為什么五彩繽紛?泡沫滅火器為什么能?chē)姵瞿敲炊嗯菽鴾缁?掌握這些原理，控制反應(yīng)的條件，使其向著有利于人類(lèi)的方向發(fā)展。
學(xué)習(xí)化學(xué)可以更好的利用自然資源，提煉物質(zhì)并合成新物質(zhì)。從地下開(kāi)采出的煤和石油可以提煉出汽油、煤油、柴油等燃料，還可以生產(chǎn)出塑料、纖維、橡膠等化工原料，進(jìn)一步加工還可以制得醫(yī)藥、炸藥、農(nóng)藥、化肥、染料等多種化工產(chǎn)品。
學(xué)習(xí)化學(xué)可以幫助人類(lèi)在能源、材料、生命現(xiàn)象、生態(tài)環(huán)境等多領(lǐng)域中研究創(chuàng)新，開(kāi)辟新的道路?，F(xiàn)今，化學(xué)已開(kāi)始向油頁(yè)巖、生物物料、太陽(yáng)能、核能等新能源進(jìn)軍;向先進(jìn)的光子材料、復(fù)合材料等發(fā)起挑戰(zhàn)。
隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，學(xué)科間的相互滲透，自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的相互交叉，無(wú)論將來(lái)從事什么工作，都必須具備起碼的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。
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