La interrelación entre la física y las matemáticas

Las ciencias tienen ciencias auxiliares, no son independientes, la principal ciencia auxiliar de la física son las matemáticas, puesto que todas las leyes de la física se dan en lenguaje matemático. Las matemáticas son el lenguaje de la física, por lo que no se puede dar la física sin las matemáticas. Están completamente ligadas por las siguientes razones: en la antigüedad el progreso de las matemáticas se daba por el desarrollo de la física, supeditadas a las necesidades de los físicos. Actualmente se desarrollan a las matemáticas no solo por los físicos, sino por otras materias: medicina, biología, etc. Al calcular por ejemplo el crecimiento de una familia microbiana, etc.

Desarrollo histórico

En la antigüedad podemos citar a los griegos que desarrollaron las matemáticas, la geometría euclidiana a través de la física, resolviendo problemas de agrimensura (medir terrenos, caminos, carreteras, etc.); estaban atrasados en algebra, en esta los mayas estaban más avanzados porque tenían el concepto del cero, que es un concepto complejo. El álgebra lo desarrollaron los árabes utilizando simbología arábiga que aún se conserva. Newton en el siglo XVII tuvo que resolver problemas de cálculo diferencial e integral para explicar el concepto de la velocidad instantánea y de los cuerpos y después establecer la teoría del electromagnetismo de Maxwell, la termodinámica, física molecular, estadística, teoría de las probabilidades y otras más. Por lo tanto cuando los físicos encuentran un nuevo conocimiento se produce un progreso de la física y consecuentemente de las matemáticas, pues ambos progresos van ligados, descubriendo nuevos horizontes (geometría no euclidiana).

Principios fundamentales

Los primeros principios de las ciencias son conceptos no definibles. Todo fenómeno que se produce en la naturaleza, se produce en un lugar del Espacio. Se produce durante un intervalo de tiempo (todo fenómeno se produce en un instante y termina en otro instante). El fenómeno físico no es instantáneo sino que se produce en el transcurso del tiempo. Los que son instantáneos no tienen existencia real, los que sí, son los no instantáneos.

Todo fenómeno de la naturaleza es consecuencia de la interacción de la materia (entre cuerpos materiales). Por lo tanto si todo fenómeno se produce en un espacio, en un determinado tiempo y tiene su origen entre cuerpos materiales, entonces los conceptos fundamentales de la física son: Espacio, Tiempo y Materia, por lo dicho anteriormente.

Definiciones no definibles

El espacio, el tiempo y la materia son conceptos no definibles, porque no tienen el requisito de una definición de conceptos más sencillos. Si se llegan a definir pueden darse definiciones mal elaboradas o incompletas, o las llamadas tautologías: tiempo = duración de dos instantes: instante = Intervalo de tiempo. Dos conceptos se incluyen entre sí. Materia = es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, pero el vacío ocupa un lugar en el espacio y no es materia. (Sócrates daba importancia a las definiciones no había discusión).

No tendremos las definiciones, pero sí un concepto intuitivo del tiempo, espacio y materia, tendremos una noción intuitiva a través de nuestros sentidos corporales o de ciertos instrumentos. Sabemos que si nos trasladamos de un lugar a otro nos movemos en un espacio; medimos el tiempo con un reloj; la materia se presenta en forma de sustancia = sólido, líquido o gaseoso, en colores, con propiedades particulares, tamaño, forma.

Es lógico que no se puedan definir porque día con día los físicos descubren nuevas propiedades del espacio, tiempo y materia, por el principio de simetría de materia = átomo con más de 30 partículas.