除了无中生有外,有没有其它路径抵达惊奇? 所谓惊奇,是一层又一层的逻辑加码,最后抵达直觉上的震动。
比如,如何模拟天空?如何捕捉人物的动作?甚至面部表情?在所有举的 例子中间,使用什么来表达这个过程呢?数学公式?数学模型?已经知道的答案可能是偏微分方程,解答偏微分方程的过程就是解决问题的过程。通过实验拟合检验观察到的现象,来证实之前建立的模型是否切合实际,这个过程是怎么完成的?存不存在一个可以通行的公式,可以解决所有问题?答案是要按照具体的需求来定。是不是所有的难题都能归约到数学模型的建立呢?除了思考复杂的模型公式之外,还能在其它什么地方使劲?

说白了,没有万能公式:

很遗憾,不存在一个可以解决所有问题的万能公式。 每个问题都需要根据具体情况选择合适的数学工具和建模方法。 这也是科学研究的魅力所在:需要不断探索、创新和尝试。

从观察到问题:

你的例子很好地说明了这一点:观察天空、人物动作、面部表情,这些都是从对现实世界的观察开始的。 观察引发了问题:如何用数学语言描述这些现象?如何捕捉它们的本质特征?

建立假设和简化:

为了将复杂的现实转化为可处理的模型,我们需要做出一些简化假设。 例如,在模拟天空颜色时,我们可以假设大气是均匀的,忽略云层和空气污染的影响。 这些假设允许我们聚焦于核心问题,抓住主要矛盾。

选择合适的数学工具:

基于观察和假设,我们需要选择合适的数学工具来描述现象。 你提到的偏微分方程,在描述物理现象(如流体运动、热传导)方面非常强大。 其他工具包括:统计模型(用于分析数据)、几何模型(用于描述形状)、概率模型(用于处理随机事件)等等。 选择的关键在于:哪种数学工具最能捕捉到现象的本质特征?

模型建立和求解:

利用选择的数学工具,我们可以建立一个数学模型来描述观察到的现象。 这可能涉及到建立方程式、定义变量、确定参数等等。 然后,我们需要求解这个模型,得到具体的数学表达式或数值解。

实验验证和模型修正:

建立的模型必须经过实验验证。 我们需要收集数据,并将模型的预测结果与实际观测结果进行比较。 如果模型与实际不符,我们需要修正模型,例如调整参数、改变假设、甚至重新选择数学工具。 这是一个迭代的过程,不断改进模型,使其更接近现实。