了解一個文明的等級，是通過了解其數學水平好呢？還是了解其物理水平好呢？

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在大劉的《鄉村教師》中看到使用物理來判斷一個文明的等級，覺得有點奇怪，為什麼不是通過數學來了解一個文明的等級呢？

突然覺得這個問題可能不那麼好。問題出在「文明的等級」。
究竟差距多大才能算是「文明」差了一個等級？
同樣的狩獵採集，尼安德特人和農業革命之前的智人，文明差了一個等級嗎？
游牧和農耕文明差了一個等級嗎？宋和蒙古算是有文明等級差的嗎？
今天的辛巴威和美國，有文明的等級差嗎？

我們承認，不同的群體（國家？民族？聚落？）在科技樹和技能點上的傾向和方向是不同的，同一方向上點的長度也可能不同。
但是，這些具體科技樹和技能點的差異，足以影響他們之間的生存競爭了。
有答主提到古希臘數學水平很高，不過在生存競爭上還是敗了。歷史上不乏「略先進一點兒」的文明被蠻族入侵一鍋端的情景。
極端一點兒，HG威爾斯的《世界大戰》，技術碾壓人類的火星人，被地球的病菌給擊敗了，嘖嘖嘖。

數學和物理，作為科技樹的根基，完全不適合拿出來進行對比競爭。我數學比你強一點，你物理比我強一點，能體現文明的等級嗎？不能。
又不是雙方物理學家和數學家分兩組進行鬥法，五局三勝江湖大排名？

真正的文明級別的等級差。都是全方位碾壓的。
文明等級基本相同的時候，物理強一點還是數學強一點兒，沒有意義的。

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有意義的對比是通過其工程水平和工程潛力。

文明≈對物質和技術的應用

之前沒有看說明，想到的例子就是大劉的《鄉村教師》。
我們先假定一個情境。你是一艘太空飛船（殖民船或者軍艦）的船長。你和你的飛船biubiu的兩聲躍遷到一個行星的同步軌道上。這個行星上生機勃勃，你怎麼在儘可能在不暴露自己的前提下正缺掌握這顆行星的文明等級呢。

首先，把目光（探測器）投向行星的外層空間，同步軌道及更遠的地方。
根據《伊萬十誡》，我們相信，任何足夠先進的文明，都會有向太空發展的傾向，且只有足夠先進的文明才能夠支撐太空生存和發展。
一旦我們看到任何「不天然」的東西，即可認為該星球已經產生了足夠克服地心引力的技術文明。或者該星球已經接觸過類似太空文明。

太空痕迹是最讓一個（星球）文明「露富」的方式。

然後要看這顆行星上「非自然的外觀」。
比如很多人都想到的「燈光」，因為這是最好觀察的。
比如城市建築。
比如水利工程。
典型的如果看到川陀或者科洛桑這樣的星球，二話不說跪下來叫爸爸吧。

以上兩個證據基本上就能反應這個星球文明的等級了，基本數量級不會搞錯的。

然後是對於文明造物困難度的考察。這個是從工程製造的光度和深度進行考察的。

脫離劑量談毒性，都是耍流氓，
脫離毒性談計量，也是耍流氓。

一台量子計算機比十億個算盤更能體現文明水準。尖端技術代表文明的深度。
，亂拳打死老師傅的事情也有，用規模的龐大來彌補原理的落後也是很有可能的。前提是代差不那麼明顯

根本不需要再像《鄉村教師》裡面那樣抓人去審。
大劉之所以這麼設定，是為了給他的核心設定鋪路，換個沒有鄉村教師而是兩軍交戰的場景的話，他肯定又換個測試方法了。

如果以上痕迹都沒有，再去尋找和觀察這個星球的支配性物種，比如現在的人類老鼠和蟑螂。

對支配性物種或者說是疑似文明創造者的物種進行考察，是為了印證或者推到根據其工程水準進行的判斷。

先說結論：
如果要判斷他們是否能具有一定程度的文明，應該是通過數學水平。
如果要判斷他們的整體水平到了一個怎樣的高度，應該是通過物理知識。

簡單的說，數學只需要紙筆（沙子和樹枝）就能發展到極高深的程度。因此，考察數學水平，可以判斷這個文明是否具備發展文明的能力。但物理知識的推進，必然是全社會的綜合能力的體現，例如望遠鏡之於萬有引力，例如電子對撞機之於量子力學。

我們可以設想這樣的一種情況：
一種居住在深海的海底生物，發展出了文明。
他們對力學的研究，會因為水體的阻力，而無法獲得一個清晰的模型。
他們對元素（基本粒子）的研究，會因為水底無法進行大多數的化學反應而停滯不前。
他們認為頭頂那個不停晃動，每天有一半時間發出昏暗光芒的面就是天空。因此無法觀測天體運行，進而推導出萬有引力。
因為金屬的易腐蝕，他們無法建立起任何基於金屬的技術體系。
他們甚至可能天生耳聾目盲。
按照小說里的標準，他們可能沒有值得一提的物理知識水平。所以應該被毀滅。

但說不定他們解決了哥德巴赫猜想呢？

×××××××12月5日的分隔線××××××××
關於異種文明的文明路線，是我個人非常喜歡的一個題材。
對水生生物的文明進程的思考，是因為一個朋友問過這樣的一個問題：「水生生物可能視力不好，那他們如何研究波粒二象性？」
從這個問題，推出了上述種種困境。誠如評論中的 @eflay 所說，水下文明的發展發展路徑，會遇到全方位的阻礙。

當然，從一個更廣的時間範疇來看，一個走向宇宙的文明，並不一定遵循與人類相同的科技路線。
例如我一直覺得，如果是海豚發展出文明，可能會對湍流和波形，有豐富的認識。這種認識從實踐中來，總結出經驗公式，最後形成數學表達。而如果是珊瑚蟲的文明，可能會有一個專門提取金屬，用金屬直接塑形造物的「貴族階層」。
凡此種種，不一而足。

作為科幻小說作者，我不認為水底文明無法達到與人類相同的物理水平，但發展方式和路線肯定不一樣。但按照問題的語境，放在大劉的小說中，可能出現在特定的時間點上被檢測的這個文明，因為水平不足而被毀滅了。
所以，回到問題上來，我的想法是：數學用於檢測下限，物理用於檢測上限。
簡單的說，對一個已知的低級文明，要通過他們的數學水平，來決定是不是值得保護。對於一個未知文明，則通過他們的物理水平，來決定是不是丟一片二向箔。
而反過來，就可能會出現問題。

評論中， @劉一銘所說：數學水平受限於實際的問題水平。
讓我聯想到一本關於「經度」的書，裡面提到英國這類殖民國家，為了解決航海問題，而尋找能夠精確的確定經度的方案。在天文表之前最受推崇的方案，是通過月球與其他行星的相對位置。或者木星的衛星的位置。為了簡化航海者們使用這種方法的難度，推出了對應的曆書和計算工具。
不知道微積分的發展，是否和當時的這個需求有關。
而中國數學理論的發展，一直沒有進入到這個範疇。不知是否與缺乏類似的應用需求有關係。
我發現，知乎上有一個有關的問題，大家可以在這些問題下繼續討論：
理論物理在哪些方面促進了數學的發展？ - 物理學 - 知乎
數學哪些分支的發展受益於物理，物理能夠長期為數學提供動力嗎，相對純粹的數學領域是否不與物理相互作用？ - 物理學 - 知乎

但反過來，如果數學水平的發展受限於實際的問題水平。是否可以說，數學因此成為了一個「泛用」標準。如果水平不到，就不會去思考對應的數學問題，自然無法將數學水平發展到某個高度。
從而推論出，數學是評判文明水平的充分標準。
好像也說得過去。

謝邀。
對於文明的等級，在這裡的語境中相當於硬實力，物理是比數學更可靠的指標。原因很明顯：歷史上出現過數學超強、物理沒那麼強的文明，結局是被消滅。這個文明就是古希臘文明。
古希臘的數學成就是超越時代的，只有他們想到了演繹法、公理體系，奠定了整個數學和自然科學的基礎，別的文明全都沒有向這個方向發展。可是古希臘人在物理上並不特別突出（跟自己的數學成就比），在軍事上也就不特別突出，經過幾百年的周折之後，被羅馬滅了。
顯然，能直接轉化成軍事實力的是物理。數學如果能轉化成軍事實力，也是通過物理。物理好的文明，數學也不會差。因此，作為一個初步的觀察，首先看物理是沒錯的。

亂入提一個問題：
為什麼地外文明大老遠跑到地球，就不能看一下地球背朝太陽的那一面，那一片夜間的星星點點的人造燈光，人類都能搞夜間照明了，那就自然而然地點亮了電學等一系列技能點了吧。何必大費周章得搞一套。再說，就不能檢測無線電信號么？

評論裡面說生物輻射射電信號的，這個腦洞很好。
不過據我的了解，生物的『視力』敏感範圍都是和恆星熱輻射的主要輻射頻段有關的，最極端的一些生物能看到紅外，那也不過是常見的熱輻射，在行星層面，產生射電輻射的機制缺乏，所以生物按理說很難產生朝向射電輻射敏感的進化壓力，進而也就沒有進化出輻射射電信號的動力了。所以我個人覺得有射電輻射就是有文明了

當然是物理學，因為如果物理學要想發展到高級已經是有深厚的數學基礎支撐，而且這兩個學科有的時候是互相促進的，數學雖然是完全抽象的，但也不是憑空產生的

愚意數學水平決定了文明能達到的上限，物理水平決定了文明實際的發展程度。

數學是理論層，物理是實現層，一個文明強大與否不在他們的理論層有多麼的屌，而在於他們到底能有多變態的實現創意的能力。一個公司的核心競爭力也在於此，這才是真正的科技大爆炸。

從這個問題可以看出很多人對「數學」的理解主要停留在高中階段，基本上沒有超過微積分。

數學水平。

中國就是個典型的例子，歐洲人還在樹上的時候中國的官員就已經在馬車上巡視郡縣，統治龐大的國家了。結果到唐宋時代就被追平了，明代就已經落後了。so ，別老賴清朝坑了中國，清朝真的是一個認真學習中華文化體制的好學生，只不過老師已經過時了。我國正統文化就是只能出技術，不能出科學，特別是數學，因為技術問題一往深處走，中國人動不動就往玄學走，這就是個文化問題，從漢代為了好好奴役人民選擇罷黜百家獨尊儒術，後續儒釋道輪流唱戲我們中國人就已經被坑了。以前學歷史，能拿出來證明我國數學好的動不動就是什麼幾千年前首先提出了鉤三股四弦五還有什麼九章算數。這都是什麼時候的事情了。

目測大批明粉、國學粉、清黑自帶乾糧在前來抽死我的路上。

死前最後喊一句：中國需要的是現代國民教育，而不是復活所謂的儒家國學。

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果然，評論區開始出現了熟悉的身影：

「李家狼
明朝後期，幾何原本演算法統宗農政全書等都被介紹到中國或被中國人自己總結出來了，有用的學科都有人感興趣並且大力研究，但是清朝斷然打斷了這一進程。要賴漢人這個老師太菜也可以，畢竟當時世界哪個地區也不會有西歐那樣開掛式的科學革命，但是把科學的停滯都賴到國學身上，這還有邏輯嗎，這還是知乎嗎？」

聽起來好有道理的樣子，可問題是：

1、春秋戰國秦漢動不動說工具製造，技術開發領先歐洲八九百年一千多年，憋到明末出一堆然後說你看我們漢人文化能出這麼多科學。首先一個問題，這些聰明人早幹嘛去了？我就不說上下5000年幹什麼去了，那明朝頭幾百年都是白痴憋大招憋到最後幾年么？所以經過中國優秀知識分子五千年的不斷努力，我們成功的從領先歐洲幾千年發展到落後歐洲幾百年？幾何原本歐洲成書於公元前4世紀，1607年被徐光啟翻譯了前6章，全書的後9章是被清朝數學家李善蘭在19世紀中葉完整翻譯的。這個故事從哪裡體現出中國文化的優越性了？清朝的數學家和科學家只會比明朝多。要是拼末期那就更多了。

2、這幾個科學家的出現，都是明朝統治搖搖欲墜全面失控的時代，要麼是沒做過官，要麼就是根本就不是當權時候完成的，形成這麼多成果，有用么？為什麼？因為在正統統治健全的時候，這些人根本就不會出現，特別是在明朝。公正的說，從春秋戰國到明末，中國的科學不是沒有人才，甚至不乏天才，可是這人中有多少人因為自己科學的工作得到過重視？全部都是後世發現說我操原來我們歷史上還有這麼牛逼的書，還有這麼牛逼的人。科學進展隨著一個天才或者眼界開闊的人出現而突然進兩步，又隨著這個人的死去而後退，出現過學派么？出現過繼承性的科學體系么？這種情況不僅出現在科學界，就算是政治界又如何？天降救星張居正又如何？以超人的能量沒有宰相之位卻行宰相之權，可是縱使國庫充盈天下太平又如何呢？一朝失勢所有成果一網打盡。這種事情發生一次叫歷史的偶然，發生兩次叫驚人的巧合，發生三次那就是規律性掉鏈子了。

3、漢族喪失中國政權，明朝爛到根的政治體制和神經分裂的儒家文化路線只能是幫倒忙。看歷史我甚至都不斷地問自己，這麼垃圾的政權是如何做到還能堅持276年的。真是天滅我大漢啊。清朝不要看諸如錢穆等明顯的大漢族文化中心論的意識形態歷史學家，我們老老實實就從人均壽命、糧食產量、經濟發展指數、人口增長以及政權穩定性來參考。黃仁宇等歷史學家的評價很清楚，清朝是中國傳統政治體制發展到頂峰的狀態。其傳統意義上外族的特性甚至成為了中國傳統政治體制的良好補丁，確保了政權交接的穩定性。清朝二百六十多年，就算髮生類似九子奪嫡，所有的爭鬥斗在上層有限的範圍內進行，整個帝國的中下層政治統治一直穩定而可靠的運行。任何一個腦子清楚的歷史學家，不包括那些從文學家帶著感情半路殺入歷史學界的那種，都應給清朝從政權運作方面一個公正的評價。如果鴉片戰爭提前300年，我其實還頗為懷疑可能我們現在是大不列顛、北愛爾蘭及大東亞聯合王國。

作為一個中國人，用中國文字，了解中國文化，這沒有錯。但是這不是強行安利人生觀價值觀的理由。曾經有人認為，一個國家，一個民族，一種文化，一個聲音，這個國家才能穩定，這個集團才有前途。胡說八道，荒謬至極。我這個人很極端，我認為中國文化很重要，但我們應該open的一起用現代的思維來研討法家、墨家、儒家、道家等等的成果，也不排斥的大規模學習西方的文化哲學，我就覺得韓非子的見解就很好。而不是所謂的新儒家所謂的一天到晚以人生雞湯的態度刷屏國學，以為穿幾件衣服，以為來幾個段子，自己就懂中國，就是弘揚中國文化，就是偉大的代言人了。我見過太多的國學派，漢服狂熱派，還有近幾年的王陽明派，連論語都沒看全，更別說四書五經，我這個人是反儒家反國學熱的，但是我反對我也要看儒家經典，論語我高中就能背誦，《大學》《中庸》《孟子》掛在書架時常閱讀，論語有多少個仁，各自如何解釋，孔孟關於理想世界的描述具體原文是怎麼寫的都搞不清楚，更不要說連「色難」和「容易」這種論語冷僻知識，還來和我灌輸孔孟最偉大，國學是我媽。我只想說：

你走開。

物理能體現一個文明的綜合發展程度……比如數學，生產力水平，從理論到實際啥的……

個人觀點：物理學體現文明硬實力，數學體現文明軟實力

數學發展不起來, 物理能走多遠?
所以物理水準的高低, 實際上就是數學水準的標杆.
但是, 光有理論有什麼用?
外星人真會無聊到抓幾個地球人來出張試卷考物理? 小說看多了沒關係, 真要這麼想才是純二.

各位還記得否, 如何判斷一個國家乃至地區的發達程度?
很簡單的就是谷歌地球看地表的夜景, 燈光越明亮, 說明經濟越發達.

然後怎麼看一個地區的信息化程度?
也很簡單, 就是看某個區域網路鏈接數量活躍程度的高低.

那麼, 作為來自外星的高級文明又要如何去了解一個星球的發展程度呢?

第一直觀的就是看這個星球向外散發的無線電波. 信號越多, 說明通訊越發達. 當然, 地面的光亮也是一個很明顯的表徵, 雖然不屬於通訊, 卻也代表了文明活躍的程度.
當然, 你也可能說可能存在更加高端的通訊方式, 電磁波通訊只能代表比較落後的技術.
但是, 說話豈不是更加原始? 大家還不是天天要說話么. 至少電磁波通訊說明了一個文明已經發展到了某個程度, 上不封頂而已.

第二直觀的就是看這個星球周圍的非自然飛行物, 可以是人造衛星, 飛船, 甚至太空垃圾.
這也很簡單, 就和城市一樣. 經濟越發達的城市, 產生的垃圾也必然越多.
或許文明發展到某個階段的時候, 垃圾回收和綠色產業會變得越來越重要,甚至是主流, 但是至少能夠產生這麼多垃圾, 已經能說明了這個城市的發展程度了.

第三直觀的就是看星球周圍略遠一點的人造物分布, 比如外星人觀測到了人類在月球的基地, 那麼他們就明白地球人已經可以征服自己的衛星了.
如果外星人還觀測到了人類的火星基地, 那麼他們就明白地球人已經開始向本星系邁出腳步了.

想想陳景潤....華羅庚。數學是少數幾個全靠天才就能撐起成就的學科。
民國有數學家，但物理學家似乎得從國外引進。

現代物理若無對撞機，那還不如一算卦的。筆者曾經在一個靠譜的論壇見過幾個理論物理的，但只能是自己打嘴炮....

但一個對撞機就不光是錢的問題了。

看單位物質的能量轉化率和單位能量的利用率。

數學代表了可用的工具，
物理則意味著用工具的方法。
結論：通過物理判斷。
打個比方就很容易理解了：
A有個原子彈，但A不知道怎麼使用，也是起不了作用。
再給A把刀，A知道是可以用來砍的，能轉化為生產力或者戰鬥力。
所以這時候同時擁有原子彈和刀的A，你覺得應該以哪個為標準來判斷其實力？
當然這不意味著數學不重要，事實上數學是研究物理的基礎。如果你連工具都沒有，應用工具又從何談起呢？

說到底物理髮展不能超脫數學工具的限制。

就像球隊，一個好球隊當然不一定能拿冠軍，但拿冠軍的一定是好球隊。

所以考察好球隊就考察冠軍好了。

看文明間有沒有貿易需求和貿易內容。
工程/物理/數學是三回事。

"所有的科學不是物理學,就是集郵"

我們要用物理學來了解存在於自然深處的規律,這個思想在考慮什麼是物理學時不可忽視.物理學的進一步發展不僅使自身範圍擴大了,由力學發展到光、熱、電磁、原子和分子等方面甚至連化學等也納入了物理學範疇.有重新統一一切現象、整合一切學科的趨勢,我們不妨與分化論相對稱之為統一論.著名物理學家盧瑟福的這句名言:「一切科學要麼是物理學,要麼是集郵術.」可以看成物理學大統論的最簡潔的定義說明.

這樣簡單的定義對實際從事科學研究的科學家來說是方便而具體的.但對大眾而言則有點摸不著頭腦.這意味著當科學家在說科學的時候,普通大眾說科學的時候,甚至不同學科研究者（比如：自然科學和人文科學）在說科學的時候,他們心裡的定義可能並不一樣.

我們認為科學一般包括：天文學、物理學、化學、生物學、醫學等.與英語中關於Science的定義一致,即指自然科學.

我們為什麼不把數學包括在科學的領域中,是因為數學討論的是純粹形式的問題,不與任何具體現象有關.當然,如果我們考察數學產生的歷史過程,我們會認為經驗仍然發揮了不可替代的作用,但數學一旦形成嚴格體系,即與經驗無關,而導致數學出現的各種經驗可看作是促使數學產生的樓梯,在上樓前,樓梯是有用的,一旦已經上了樓,樓梯則成為多餘的東西.

如果把科學定義為自然科學,我們會發現所有自然科學會形成一個以物理學為基礎的有機整體.當我們在講到科學的基礎時候,我們會說,量子力學和相對論就是所有科學的基礎.
有些物理學家,如費曼,乾脆就認為只有物理學這樣的有系統理論而且定量的學問才能算科學.盧瑟福也表達了類似的觀點,他的這句名言明確得表達了他的這種觀點,這也是為什麼他對於頒發給他諾貝爾化學獎而不是物理學獎不以為然.

盧瑟福之所以能說出那麼極端的話是因為在那個時代除了物理學之外,其他科學定量化研究的程度還很低.比如生物學,主要還是停留在收集素材,分類描述的階段,這和集郵確實有點類似.但DNA雙螺旋結構發現後,生物學和醫學的研究很大程度上被物理化了.一方面,大量優秀的物理學家直接投身生命科學領域,另一方面生命科學研究大量使用物理學原理和技術,使生物學的研究一下子從宏觀敘述性科學進入到了分子水平.

物理學確實是最具擴張性的學科,我們今天經常展望生命科學研究的美好前景,其實恰恰是物理學學科生命力的體現,真正在這個過程中走向衰落的,其實恰恰是傳統的生物學.
系統化、定量化是科學研究的趨勢,從這個意義上說,物理學是所有科學研究的典範,而我們說科學的誕生也一般以牛頓的經典力學作為標誌.牛頓之後,科學毫無疑問是誕生了,在牛頓之前可以看作是科學的產生和萌芽期.

顯然是應該了解經濟政治水平才對吧……

嗯，別的文明不一定有數學或者物理哦，既然說到大劉，不知道答主有沒有看過他的另一篇小說，好像是吞噬地球吧，裡面的一個文明星際航行都是靠它星球上的物種協同進化實現的哦。有理由認為他們能星際航行靠的是本能，就像我們能看東西或者會走路一樣。
我認為不能把本能看做物理或者數學水平吧。

所以你根本不知道他們會是什麼樣的。

因此我不認為判定文明等級可以簡單的靠判斷物理水平或者數學水平就實現。
那靠什麼？我怎麼知道，我也只見過人類一個文明啊。