Fizyka

Fizyka jest nauką przyrodniczą, która zajmuje się badaniem najbardziej fundamentalnych oraz uniwersalnych własności i przemian energii oraz materii, a także oddziaływań zachodzących między nimi. Zjawiska fizyczne opisuje się przy pomocy wielkości fizycznych, które wyraża się za pośrednictwem pojęć matematycznych – wektorów, liczb czy tensorów. Przy pomocy rozmaitych hipotez i teorii fizycznych konstruuje się relacje pomiędzy poszczególnymi wielkościami. Z fizyką związane są liczne nauki przyrodnicze, a w szczególności chemia. Przyjmuje ona bowiem teorie fizyki, które dotyczą cząsteczek i związków chemicznych – termodynamika i mechanika kwantowa. Za ich pomocą chemicy tworzą teorie w ich własnych gałęziach badawczych. Fizyka zajmuje więc szczególne miejsce pośród nauk przyrodniczych, gdyż objaśnia podstawowe zależności obowiązujące w przyrodzie. Z roli i charakteru fizyki wywodzi się też jej nazwa - „fizyka”, pochodząca z języka greckiego klasycznego. Powstała ona od słowa physis, które w języku polskim brzmi „natura”. Historię fizyki poznasz tutaj.

Czym zajmuje się fizyka?

W przeciwieństwie do wielu innych nauk w fizyce istnieje podział na eksperyment oraz teorię, który to jest dla niej fundamentalny i powszechnie uznawany. Pod tym kątem wyróżniamy fizykę teoretyczną oraz doświadczalną. Od początku XX wieku fizycy specjalizują się w jednej z tych gałęzi, a bardzo niewielka ich część odnosi sukcesy w obu jej typach. Jest to zjawisko przeciwne do chemii, czy biologii gdzie wielu teoretyków osiąga również sukcesy w eksperymentach.

Fizyka teoretyczna zajmuje się rozwojem teorii, przy pomocy których można interpretować i opisywać wyniki doświadczeń oraz przewidywać wyniki przyszłych. Fizyka doświadczalna natomiast wykonuje eksperymenty, aby zbadać nowe zjawiska i zweryfikować tezy fizyki teoretycznej. Gałąź praktyczna często wymaga stworzenia własnej, innowacyjnej aparatury. Choć może wydawać się, że oba warianty fizyki są od siebie z tego powodu odrębne, to w praktyce są one od siebie wysoce zależne i ściśle powiązane. Postęp fizyki teoretycznej często bierze się z osiągnięć doświadczalnych, które pozostają niewyjaśnione z punktu widzenia gałęzi praktycznej. Analogicznie świeżo sformułowane teorie wymagają weryfikacji przez techniki doświadczalne. Podobnie jak teoria musi być uzasadniona doświadczalnie, tak każdy fakt doświadczalny potrzebuje uzasadnienia w teorii.

Fizyka jest nauką, w której występuje wiele elementów spornych, ale część teorii jest uznawana przez wszystkich fizyków. Każdą z nich uznaje się za fundamentalnie prawdziwą we wskazanym dla niej zakresie. Przykładem jest mechanika klasyczna, opisująca precyzyjnie ruch ciał, pod warunkiem, że są one wiele większe od atomów oraz poruszają się z prędkościami znacznie mniejszymi od prędkości światła w próżni. Część z tych teorii nadala jest obszarami badań, a zaskakujący aspekt mechaniki klasycznej określany chaosem został zbadany dopiero w XX wieku, aż trzysta lat po jego sformułowaniu przez Newtona i doprowadził do wprowadzenia mechaniki statystycznej. Do grupy głównych teorii zaliczamy teorię względności, mechanikę klasyczną, termodynamikę i mechanikę statyczną, elektrodynamikę klasyczną oraz mechanikę kwantową.