رابطه‌ي رياضيات و فيزيك

گاليله در آساير(1622) خاطر نشان مي‌كند كه رياضيات زباني است كه طبيعت قوانين‌اش را با آن بيان مي‌‌كند. بيشتر نتايج تجربي در فيزيك محاسبات عددي هستند و نظريه‌ها در فيزيك از رياضيات براي نتايج عددي استفاده مي‌كنند كه اين با محاسبات در توافق باشد.

فيزيك رياضيات را در خود دارد چراكه رياضيات ساختار منطقي قوانين فيزيك را مي‌تواند دقيقاً فرموليزه كرده و كميت‌ها را پيش‌بيني كند. هروقت حل‌هاي تحليلي معادلات ممكن نباشد، آناليز عددي و شبيه‌سازي مي‌تواند راه‌گشا باشد. بنابراين محاسبات علمي بخش انتگرالي فيزيك و حوزه‌ي فيزيك محاسباتي حوزه‌هاي فعال تحقيقاتي هستند.

اختلاف اساسي بين فيزيك و رياضيات اين‌است كه فيزيك در نهايت به‌دنبال توصيف ماده و جهان است و نظريه‌هايش را با مقايسه نظريه‌ها از داده‌هاي مشاهده‌اي و آزمايش‌ها مي‌آزمايد. و رياضيات بخش مشخص و محدودي را در رفتار طبيعت دربرمي‌گيرد در حالي كه خود رياضيات محدود نيست. حوزه‌ي تحقيقاتي بسيار گسترده اي بين فيزيك و رياضيات هست بنام رياضي‌فيزيك.

فيزيك به علوم ديگر ارتباط زيادي دارد مثل مهندسي و پزشكي. اصول فيزيك كاربردهايي دارد كه به آن علوم طبيعي گفته مي‌شود. مثلاً بقاي انرژي كه در تمام سيستم‌هاي مادي برقرار است. پديده ديگر ابررسانايي است، از خانواده‌ي قوانين فيزيك است ولي خودش قانون نيست بلكه در قالب سيستم‌هاي مختلف ظاهر مي‌شود.

فيزيك را علم بنيادي مي‌ناميم (گاهي شيمي هم به اين نام خوانده مي‌شود)، زيرا هر كدام از رشته‌هاي ديگر علوم طبيعي (شيمي، زيست، جغرافيا، مواد،‌مهندسي، داروسازي و غيره) تماماً از قوانين بنيادي فيزيك تبعيت مي‌كنند. مثلاً  شيمي علم مجموعه‌ي ماده است (مثل گازها و مايعات كه از اتم‌ها و مولكول‌ها شكل مي‌گيرند و به‌صورت واكنش‌هاي شيميايي فرايندي دارند كه نتيجه تغيير در شكل مواد شيميايي است.

ساختار، واكنش و ويژگي‌هاي تركيبات شيميايي با قوانيني عمل مي‌كنند كه نقش اصلي‌شان در فيزيك است (مكانيك كوانتم، شيمي كوانتمي، ترموديناميك و الكترومغناطيس.