فیزیک
فیزیک (به زبان یونانی ?????، طبیعت و ??????، دانش طبیعت) علم مطالعه? خواص طبیعت است. این علم از مفاهیمی مانند انرژی، نیرو، جرم و بار استفاده می‌کند. یکی از کارهای اصلی این علم اندازه‌گیری کمیتهای مختلف و پیدا کردن روابط بین این کمیت‌ها است. برای همین فیزیک را علم اندازه‌گیری نیز خوانده‌اند.
امروزه فیزیکدان‌ها سامانه‌های بسیاری را بررسی می‌کنند: از ساختارهای بسیار بزرگ مانند کهکشان‌ها گرفته تا ذرات بی‌نهایت ریز و حتی سیستم‌های اقتصادی، زیستی،محیطی و مانند آنها.
یکی از دانشمندان بزرگ فیزیک[چه کسی؟] گفته:
| « | زندگی یک بازی پیچیده است که خدا آن را ترتیب داده و ما مهره های این بازی هستیم. این بازی پایانی دارد که فقط خدا از آن آگاه است ولی قوانینی نیز دارد که برای ما معلوم نیست و هدف و وظیفه? ما در این بازی شناخت همین قوانین است. کسی که بتواند بهتر و بیشتر از سایر مهره ها این قوانین را بشناسد، جلوتر است؛ و این قوانین فیزیک نام دارد. | » |
فهرست مندرجات |
//if (window.showTocToggle) { var tocShowText = "نمایش"; var tocHideText = "نهفتن"; showTocToggle(); }
//]]>
نظریه‌ها و مفاهیم
هدف اصلی علم فیزیک توصیف تمام پدیده‌های طبیعی قابل مشاهده برای بشر توسط مدل‌های ریاضی (به اصطلاح کمی کردن طبیعت)است. تا قبل از قرن بیستم، با دسته بندی پدیده‌های قابل مشاهده تا آن روز، فرض بر این بود که طبیعت از ذرات مادی تشکیل شده است و تمام پدیده‌ها به واسطه? دو نوع برهمکنش بین ذرات (برهمکنش‌های گرانشی و الکترومغناطیسی) رخ می دهند. برای توصیف این پدیده‌ها نظریه‌های زیر به تدریج شکل گرفته و تکامل یافتند:
1-مکانیک کلاسیک (توصیف رفتار اجسامی که اندازه ای معمولی دارند و با سرعتی معمولی در حال حرکتند)
2-الکترومغناطیس(توصیف رفتار مواد و اجسام دارای بار الکتریکی)
3-ترمودینامیک و مکانیک آماری (توصیف پدیده‌های مرتبط با گرما بر حسب کمیتهای ماکروسکوپی و یا میکروسکوپی)
به مجموع این نظریه‌ها فیزیک کلاسیک گفته می‌شود.
در ابتدای قرن بیستم پدیده‌هایی مشاهده شدند که توسط این نظریه‌ها قابل توصیف نبودند. بعد از پیشرفتهای بسیار بنیادی در ربع اول قرن بیستم نظریه‌های فیزیکی با نظریه‌های کاملتری که این پدیده‌ها را نیز توصیف می‌کردند جایگزین گشتند. مهم‌ترین تغییر تشکیل دو دینامیک متفاوت برای اجسام ریز و اجسام بزرگ است. چون دینامیک اجسام بزرگ از لحاظ فلسفی به دینامیک قبلی نزدیکی زیادی دارد( بر خلاف دینامیک اجسام ریز که فلسفه‌ای کاملاً متفاوت با آن دو دارد) نظریه‌ها به دو دسته استفاده کننده از دینامیک بزرگ (اصطلاحاً کلاسیک) و کوانتمی تقسیم شدند.نظریه‌های فیزیک مدرن عبارت اند از:
1-نسبیت عام (برهمکنش گرانشی و دینامیک اجسام بزرگ)
2-مکانیک کوانتمی (دینامیک اجسام ریز)
3-مکانیک آماری (حرکت آماری ذرات بر پایه دینامیک کوانتمی)
4- الکترودینامیک کلاسیک (برهمکنش الکترومغناطیسی و نسبیت خاص)
بعدها با پیدا شدن دو برهمکنش دیگر (برهمکنش هسته‌ای قوی و برهمکنش هسته‌ای ضعیف) برای فرمولبندی آنها هم اقدام شد و از نسبیت خاص برای تمام نظریه‌ها استفاده شد و کل نظریه‌ها عبارت شدند از :
1- نسبیت عام
2-مکانیک آماری
3- الکترودینامیک کوانتمی QED (برهمکنش الکترومغناطیسی و دینامیک کوانتمی)
4-کرومودینامیک کوانتمی QCD (برهمکنش هسته‌ای قوی و دینامیک کوانتمی)
5-نظریه ضعیف کوانتمی (برهمکنش هسته‌ای ضعیف و دینامیک کوانتمی بعداً با تلفیق با الکترودینامیک نظریه الکترو ضعیف کوانتمی را ساخت)
تمام این نظریه‌ها به جز نسبیت عام از دینامیک کوانتمی استفاده می‌کنند. به مجموعه‌ای ازQED وQCD ونظریه ضعیف اصطلاحآ مدل استاندارد ذرات بنیادی گفته می‌شود.
امروزه بسیاری از فیزیکدانان به دنبال متحد کردن چهار برهمکنش (نظریه وحدت بزرگ) می‌باشند که مشکل اصلی وارد کردن گرانش و استفاده از دینامیک کوانتمی برای گرانش می‌باشد. نظریه‌های گرانش کوانتمی و به خصوص نظریه ریسمان از نمونه‌های این تلاشها است. همچنین بیشتر نظریه‌های جدید از مفهومی به نام میدان استفاده می‌کنند که به نظریه‌های میدان مشهور هستند.