Как физики-теоретики используют математические модели для понимания природы?

Физики-теоретики используют математические модели для понимания природы, чтобы описывать физические явления и предсказывать новые. dzen.ru ru.m.wikipedia.org

Некоторые способы применения математических моделей:

• Исследование ситуаций, которые нельзя наблюдать напрямую. dzen.ru С помощью математических моделей физики изучают поведение частиц в экстремальных условиях, например, в чёрных дырах или ранней Вселенной. dzen.ru
• Обобщение и абстрагирование реальных явлений. dzen.ru Это позволяет создавать концептуальные каркасные теории, которые могут применяться к множеству различных ситуаций. dzen.ru
• Формулировка гипотез в виде уравнений. dzen.ru Затем эти уравнения используются для предсказания, как физическая система будет вести себя в различных условиях. dzen.ru
• Исследование взаимодействия частиц. dzen.ru Например, теория поля, которая используется для описания взаимодействий частиц, основана на идее, что поля могут быть представлены как математические функции, которые распространяются через пространство-время. dzen.ru

Математическое моделирование включает несколько этапов: moluch.ru

1. Построение модели. moluch.ru Задаётся объект или явление природы, выявляются их основные особенности и связи между ними. moluch.ru Затем найденные зависимости формулируются на языке математики. moluch.ru
2. Решение математической задачи, к которой приводит модель. moluch.ru Решение может быть аналитическим (выводится определённая формула) или численным (приближённое решение на компьютере). moluch.ru
3. Интерпретация полученных следствий из математической модели на язык, принятый в данной области. moluch.ru
4. Проверка адекватности модели. moluch.ru Выясняется, согласуются ли результаты эксперимента с теоретическими следствиями из модели в пределах границ её применения. moluch.ru
5. Модификация модели. moluch.ru Происходит либо усложнение модели, чтобы она была более адекватной действительности, либо её упрощение ради достижения практически приемлемого решения. moluch.ru