Chemistry 版 (精华区)

发信人: goodchance (goodchance), 信区: Chemistry
标  题: 我看化学与数学
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年06月17日13:39:28 星期二), 站内信件

数学在人们的心中一直是一门基础的工具的学科。我个人认为有一定的道理，从大方 

面来说，数学主要是研究代数,几何,拓扑学,函数论,偏微分方程等众多学科方面。他与 

其他的学科，尤其是自然科学学科之间有着千丝万缕的关系。我想谈谈的是： 

1  数学与化学 

    化学是以实验现象来揭示与概念理论反映客观世界，探索物质原子、分子，大分子 

以及物质体系的质变规律。经过300多年的发展，已建立起了庞大的科学体系。 

    现在个人认为化学主要存在以下2个挑战：（1）由宏观结构理论迈向微观结构又拓 

向宇观领域的深入研究：这一点就要充分用到数学知识，来发展量子化学，尤其是介观 

太化学（当然其中很多是物理的研究课题：这是一个交叉的科学）。（2）化学反应过程 

由静态、平衡研究转向动态、非平衡态研究：动态的方法，自然界广泛存在着非平衡非 

线性的复杂系统，从理论和试验上对非平衡非线性的复杂系统的研究都是非常重要的。 

  

    数学已经发展到了一个比较成熟（个人只言），偏微分方程一直从非线性、及完全 

非线性椭圆型、抛物型偏微分方程来研究，并发展了完全非线性方程粘性解等新理论， 

与实际密切关联的自由边界问题的理论与应用。拓扑学的发展及其对其它数学学科的渗 

透和影响是现代数学的一个重要特征。低维(3维和4维)流形的拓扑学有其特别的困难。 

  

    数学与化学的联系没有想象中的那么的完美，当然基本的微分和积分，还有偏微分 



方程，线形代数还是有一点用武之地的。例如：常微分方程解决化学反应的机理，化学 

动力学问题是一个有力的工具。如果那一天达到和谐，那将是数学和化学的飞速发展期 

，说不定产生一门或是几门新的学科。个人认为：微分方程的不变变换理论（本人也不 

大了解）抓住了方程内在"对称性"这个基本问题，引伸Lax对,Backlund变换，相似约化 

，守恒定律等等，可能为化学物理系统内在规律开辟一条崭新途径。特别是混沌、分形 

、3维流形几何学等分支，不仅在化学理论研究上有重要意义，而且在化学应用上也有广 

度的前景。希望好好加以研究，尤其在表面化学，分子工程，晶体学方面，包括现在很 

热的  米材料化学。 

  

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