¿Por qué el universo está estructurado de tal manera que se puede representar de manera tan elegante y precisa a través de las matemáticas?

Esta cuestión ha sido discutida una y otra vez en diferentes momentos cuando diferentes paradigmas de la ciencia se habían desarrollado y refinado junto con sistemas particulares de matemáticas. En consecuencia, no intentaré obtener una respuesta profunda que pueda encontrarse buscando en la vasta literatura sobre este tema.

Solo señalaré que las matemáticas son una invención humana, y somos increíblemente buenos para imponer patrones en todo lo que percibimos. Esta idea se ve respaldada por nuestra tendencia a ver caras en muchas características que claramente no tienen nada que ver con las caras. Las matemáticas son una forma más formal para nosotros de imponer patrones. Algunos de estos funcionan muy bien con lo que percibimos como realidad física, pero el hecho es que hay muchas áreas de estudio, como la cromodinámica cuántica, que se ven mal representadas por cualquier matemática existente.

Matemáticas es un lenguaje Específicamente, es un lenguaje que hemos inventado para describir las relaciones entre las cosas. El universo no se ajusta a las reglas de las matemáticas; las matemáticas describen la forma en que opera el universo.

Es un poco como preguntar cómo evolucionaron los elefantes para adaptarse tan perfectamente a las palabras “grande” y “gris”. Ellos no lo hicieron. Las palabras fueron inventadas por humanos para describir elefantes, y no al revés.

Hay un excelente artículo sobre este tema llamado “Eficacia irracional de las matemáticas en las ciencias naturales”, publicado por el físico Eugene Wigner en 1960. Wigner se dio cuenta de que los fundamentos matemáticos de una teoría física a menudo producen avances adicionales de esa teoría e incluso pueden conducir a observaciones empíricas. Las matemáticas no solo constituyen un buen lenguaje descriptivo para los fenómenos físicos, sino que también conducen directamente a los descubrimientos de los fenómenos físicos. Esta conexión no es filosóficamente trivial. Si bien no hay una respuesta concreta a su pregunta, sin duda es interesante.

El artículo de wikipedia sobre el artículo mencionado anteriormente también ofrece una buena visión general del tema: La efectividad irracional de las matemáticas en las ciencias naturales

PBS Nova tuvo un programa justo sobre este tema, que es una pregunta profunda y abierta.
Matemáticas: ¿Descubierto, Inventado o Ambos? – La naturaleza de la realidad – La naturaleza de la realidad | PBS

No me había dado cuenta de que era. Me parece que la estructura subyacente es bastante desordenada y tan complicada que todavía no la comprendemos lo suficiente como para poder modelarla adecuadamente. Aunque QM se acerca en ciertos contextos.