自然受到許多物理定律的支配,其中一些是由最偉大的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)和理論化的,并由于工程師的工作而在社會中實施。每個物理定律都需要能夠充分理解其含義的熟練人員:數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家可以就此事提供不同的觀點,但工程師負責(zé)實際方面。有些人聲稱科學(xué)家和工程師之間沒有區(qū)別,而另一些人則認(rèn)為這兩個職業(yè)完全不同。工程師、物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家對他們在發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和試圖改善我們的社會時所做的事情有著強烈的看法。
科學(xué)家創(chuàng)造理論;工程師實施它們。他們可能沒有意識到這一點,但他們相輔相成:他們有不同的觀點,但得到相同的技術(shù)或科學(xué)解決方案。科學(xué)家的目標(biāo)是了解自然界中發(fā)生的事情并用數(shù)學(xué)方法描述它們,而工程師則使用科學(xué)家建立的理論來創(chuàng)造解決方案。
科學(xué)和工程之間有相當(dāng)多的重疊,所以你會發(fā)現(xiàn)科學(xué)家設(shè)計和制造設(shè)備,工程師做出重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。信息論由理論工程師克勞德·香農(nóng)創(chuàng)立。彼得·德拜(Peter Debye)獲得了諾貝爾化學(xué)獎,獲得了電氣工程學(xué)位和物理學(xué)博士學(xué)位。
工作的重要性
科學(xué)主要是理論;實驗部分涉及科學(xué)家和工程師組織工作,以微調(diào)旨在發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)??茖W(xué)家在某種意義上是“浪漫的”:他們做研究是因為這是他們的主要目標(biāo),而不用擔(dān)心實際的發(fā)展。另一方面,工程師依賴于實際細節(jié),以及正在設(shè)計或?qū)⒁O(shè)計的系統(tǒng)的社會效用和利潤。一般來說,物理學(xué)是一門研究原子及其在地球環(huán)境中運動的學(xué)科。它涉及對能量和宇宙中各種力量的研究。例如,電子學(xué)是研究電子運動的物理學(xué)分支。那是,通過物理定律分析它們的傳播,以定義一個非常具體的任務(wù)。設(shè)計師或電子工程師利用物質(zhì)物理學(xué)領(lǐng)域的所有這些發(fā)現(xiàn),根據(jù)電路定律組裝晶體管、二極管和 MOSFET,以制造智能手機和計算機。。
智能手機代表了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的電磁波物理學(xué)與對社會有用的系統(tǒng)的電子/計算機工程之間的完美匹配。
物理學(xué)家了解與機器和物體相關(guān)的一切,而數(shù)學(xué)家用適當(dāng)?shù)姆匠堂枋瞿P?,但工程師檢查機器的運行效率及其與各種元素的相互作用。
圖 :電磁波譜
我們基本上可以在兩個主要領(lǐng)域總結(jié)物理和數(shù)學(xué)之間的差異:學(xué)科范圍和采用的方法。如前所述,物理學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域是現(xiàn)實、宇宙和自然現(xiàn)象。物理學(xué)家通過創(chuàng)造理論來解釋這些現(xiàn)象,這些理論導(dǎo)致通過科學(xué)方法通過實驗檢驗的預(yù)測。在后一種情況下,很可能會找到執(zhí)行(實驗)物理學(xué)家工作的工程師,反之亦然。數(shù)學(xué)涵蓋了一切可以想象的東西,它基于邏輯推理鏈為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等各種應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)定理和模型。密碼學(xué)和一般模型描述了一系列源自對數(shù)學(xué)規(guī)則的深入研究的現(xiàn)象。對于一些專家來說,它們可能在描述這一現(xiàn)象時發(fā)揮了不起眼但肯定是基本的作用。很少有了解量子力學(xué)或廣義相對論的工程師或使用弗里斯公式在天線之間傳輸信號的數(shù)學(xué)家,以及接觸過 PID 控制器的物理學(xué)家(理論)。
圖 :加密算法是基于橢圓曲線的研究,橢圓曲線密碼學(xué)。
注意事項
物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和工程師從事重要但未被充分重視的工作。就像物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)并制定了引力波存在的理論一樣,工程師和物理學(xué)家開發(fā)了測量和檢測其強度的系統(tǒng)。簡而言之,科學(xué)家傾向于以普遍的方式發(fā)展理論。另一方面,工程師會發(fā)現(xiàn)日常生活中實用的東西??茖W(xué)家研究和發(fā)現(xiàn)材料的特性,而工程師則在考慮效率、成本和其他利益方面尋找如何以最佳方式使用這些特性??茖W(xué)和工程之間存在重疊:有(實驗)物理學(xué)家從事工程師的工作,同時也有從事微調(diào)系統(tǒng)/機器工作的物理學(xué)家,以及為一些數(shù)據(jù)分析而苦苦掙扎的數(shù)學(xué)家軟件。工程師和科學(xué)家最終以不同的方式和不同的技術(shù)為同一個目的而工作,在相同程度上代表著,
審核編輯:湯梓紅
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