Kuinka fysiikka toimii ja miksi me tutkimme sitä

Fysiikka on asia ja energia ja kuinka he ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Tämä energia voi olla liikkeen, valon, sähkön, säteilyn, painovoiman muodossa - rehellisesti mitä tahansa. Fysiikka käsittelee asteikkoa asteikolla aina alaatomisista hiukkasista (ts. Hiukkasista, jotka muodostavat atomin ja hiukkasista, jotka muodostavat nuo hiukkaset) tähtiin ja jopa kokonaisiin galakseihin.

Kuten kokeellinen tiede, fysiikka hyödyntää tieteellinen metodi muotoilla ja testihypoteesit jotka perustuvat luonnon havaitsemiseen. Fysiikan tavoitteena on käyttää näiden kokeiden tuloksia muotoiluun tieteelliset lait, yleensä ilmaistu matematiikan kielellä, jota voidaan sitten käyttää muiden ilmiöiden ennustamiseen.

Kun puhut teoreettisesta fysiikka, puhut fysiikan alueelta, joka keskittyy näiden lakien kehittämiseen ja käyttämiseen niiden ekstrapoloimiseksi uusiin ennusteisiin. Nämä teoreettisen fysiikan ennusteet luovat sitten uusia kysymyksiä, joita kokeelliset fyysikot kehittävät sitten kokeisiin testaamiseksi. Tällä tavoin fysiikan teoreettiset ja kokeelliset komponentit (ja yleisesti tiede) ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja työntävät toisiaan eteenpäin uusien tietoalueiden kehittämiseksi.

Laajemmassa merkityksessä fysiikkaa voidaan pitää luonnontieteiden perusteellisimpana. Esimerkiksi kemiaa voidaan pitää fysiikan monimutkaisena sovelluksena, koska se keskittyy energian ja aineen vuorovaikutukseen kemiallisissa järjestelmissä. Tiedämme myös, että biologian ytimessä on kemiallisten ominaisuuksien käyttö elävissä olosuhteissa, mikä tarkoittaa, että sitä hallitsevat viime kädessä myös fyysiset lait.

Emme tietenkään ajattele näitä muita aloja osana fysiikkaa. Kun tutkimme jotain tieteellisesti, etsimme malleja sopivimmasta mittakaavasta. Vaikka jokainen elävä olento toimii tavalla, jota ohjaavat pohjimmiltaan sen muodostamat hiukkaset, yrittävät selittää koko ekosysteemin perushiukkasten käyttäytymisen suhteen olisi sukellus hyödytöntä tasoa yksityiskohta. Vaikka tarkastelemme nesteen käyttäytymistä, tarkastelemme yleensä nesteen ominaisuuksia kokonaisuutena Neste dynamiikkaasen sijaan, että kiinnittäisimme erityistä huomiota yksittäisten hiukkasten käyttäytymiseen.

Koska fysiikka kattaa niin paljon aluetta, se on jaettu useisiin erityisiin tutkimusaloihin, kuten elektroniikka, kvanttifysiikka, tähtitiede ja biofysiikka.

Fysiikka sisältää tähtitieteen tutkimuksen, ja monella tavalla astronomia oli ihmiskunnan ensimmäinen organisoitu tieteenala. Muinaiset kansat katselivat tähtiä ja tunnistivat siellä olevat kuviot, sitten alkoivat käyttää matemaattista tarkkuutta tehdä ennusteita siitä, mitä taivaassa tapahtuu näiden kuvioiden perusteella. Mitä tahansa näissä erityisissä ennusteissa oli puutteita, menetelmä yrittää ymmärtää tuntematonta oli arvokas.

Yrittäminen ymmärtää tuntematonta on edelleen keskeinen ongelma ihmisten elämässä. Kaikista tieteen ja tekniikan kehityksistämme huolimatta ihminen on se, että pystyt ymmärtämään joitain asioita ja että on myös asioita, joita et ymmärrä. Tiede opettaa sinulle metodologian lähestyä tuntematonta ja esittämään kysymyksiä, jotka saavat ytimen siihen, mikä on tuntematonta ja miten se saadaan tunnetuksi.

Erityisesti fysiikka keskittyy joihinkin fyysisen maailmankaikkeutta koskeviin kysymyksiin. Aivan ainoat perustavanlaatuisimmat kysymykset, joita voidaan kysyä, kuuluvat "metafysiikan" (nimeltään olevan kirjaimellisesti "fysiikan ulkopuolelle") filosofiseen valtakuntaan, mutta ongelma on, että nämä kysymykset ovat niin perustavia, että monet metafyysisen alueen kysymyksistä jäävät ratkaisematta jopa vuosisatojen tai vuosituhansien tutkimuksen jälkeen, kun suurin osa historian suurimmista mielissä on tutkittu. Fysiikka puolestaan ​​on ratkaissut monia perustavanlaatuisia kysymyksiä, vaikkakin nämä päätöslauselmat avaavat kokonaan uudenlaisia ​​kysymyksiä.

Katso lisätietoja tästä aiheesta "Miksi opiskella fysiikkaa? " (mukautettu luvalla kirjasta Miksi tiede? kirjoittanut James Trefil).