“علم تنها فیزیک است، باقی علوم تنها تمبرجمع‌کنی است”. این جمله منتسب به فیزیکدان بزرگ نیوزیلندی، ارنست رادرفورد می‌باشد. اینجا منظور از سایر رشته‌ها همین رشته‌های علمی غیرفیزیکی مانند شیمی و زیست شناسی و روانشناسی و چنین رشته‌هایی‌ست، وگرنه تکلیف مدیریت و پزشکی و این فیلدها که واضح و مشخص است. البته ممکن است ادعای رادرفورد به مذاق دانشمندان سایر رشته‌ها خوش نیاید. اما این جمله که علم تنها فیزیک است و مابقی فقط جمع آوری تمبر، صرفا از سر یک علاقه‌ی شدید به فیزیک نیست.
همچنین نباید فکر کنیم که فیزیکدانان خیلی روی فیزیک تعصب دارند و با یک نوع خودبرتربینی و تکبر، سایر رشته‌ها را جزو علم به حساب نمی‌آورند.
همچنین منظور این جمله این هم نیست که چون فیزیک به سطوح بنیادین اتمی و زیراتم می‌پردازد، علم است و مابقی رشته‌ها که به سطوح بالاتر مثل مولکول و سلول می‌پردازند، علم نیستند. پشت این جمله یک مساله‌ی عمیق وجود دارد و آن هم به کارگیری ریاضیات است. از بین تمام رشته‌هایی که تحت عنوان علم از آن‌ها یاد می‌بریم، این تنها فیزیک است که با فرضیات ساده شروع کرده و تمام ادامه‌ی مسیر را با ریاضیات تکمیل می‌کند.
شما اگر در رشته‌ی ریاضیات کاربردی درس بخوانید، متوجه نمی‌شوید که دانشجوی رشته‌ی ریاضیات هستید یا دانشجوی رشته‌ی فیزیک. همینطور اگر در رشته‌ی فیزیک درس بخوانید، گاهی فراموش می‌کنید که شما یک فیزیکدان هستید نه یک ریاضیدان. اساسا کسی نمی‌تواند بدون مبنای ریاضیاتی، نظریه‌ی جدیدی هم بدهد. شما می‌بینید که فیزیکدانان بزرگ به نوعی ریاضی‌دانان بزرگی هم بوده اند. حتی می‌بینید که خیلی از نظریات جدید فیزیکی، بعد از توسعه‌ی ریاضیات پایه‌ای این نظریات، ارائه شده است. یعنی اول یک قضیه‌ی ریاضی اثبات شده و بعد از آن، یک موضوع جدید در فیزیک پیش کشیده شده است. در حالیکه در شاخه‌های دیگر به اصطلاح علمی، ریاضیات چیزی در حد یک حساب و کتاب است نه بیشتر.
اما این ریاضیات چه فایده و اهمیتی دارد که ما می‌گوییم هر نظریه‌ی علمی باید به زبان ریاضیات قابل بیان باشد؟
ببینید شما هر متنی را بخوانید براحتی می‌توانید در داخل همان متن، نکات متناقض زیادی را پیدا کنید. یک متن می‌تواند مقدمات درستی داشته باشد و به نتیجه‌گیری نادرستی برسد. حتی می‌توانید یک نظریه‌ی اشتباه را به زبان درست نشان دهید. اما اگر بخواهید نظریه را به زبان ریاضی بنویسید، ممکن نیست که با چنین مواردی روبرو شوید. فرض کنید در نظریه‌ی شما از ابتدا مقدار a از مقدار b بزرگتر است. شما اگر با زبان ریاضی نظریه‌تان را بیان کنید، تا انتهای اثبات نظریه‌تان، بایستی این شرط را رعایت کنید و هیچ کجا نمی‌توانید آن را نقض کنید.
به همین خاطر، وقتی به زبان ریاضی نظریه را بیان و اثبات می‌کنید، تمام بخش‌های نظریه‌تان با یکدیگر سازگار است و از همین رو، مدل شما در درون خودش به تناقض نمی‌رسد و خودش خودش را نقض نمی‌کند. از همین بابت، نظریات فیزیکی دارای یک نوع خودسازگاری یا self-consistency هستند و این چیزی‌ست که شما در نظریات سایر رشته‌ها نمی‌توانید براحتی پیدا کنید.
پی‌نوشت: البته این موضوع به معنای بی‌ارزش بودن سایر رشته‌ها نیست، بلکه صرفا اشاره به اهمیت ریاضیات در علم دارد. از طرف دیگر، ما باید در نهایت بتوانیم از فیزیک به همه‌ی علوم برسیم و نظریات فیزیکی ما، بتواند تمام نظریات علمی دیگر را به زبان ریاضی در دل خودش جای دهد. هدف رشته‌های بیوفیزیک، زیست‌شناسی محاسباتی و شیمی-فیزیک نیز در نهایت همین است.
– اَبا اِباد