Wie die Physik funktioniert

Physik ist die wissenschaftliche Untersuchung von Materie und Energie und wie sie miteinander interagieren. Diese Energie kann die Form von Bewegung, Licht, Elektrizität, Strahlung, Schwerkraft annehmen - ehrlich gesagt fast alles. Die Physik befasst sich mit Materie auf Skalen, die von subatomaren Partikeln (d. H. Den Partikeln, aus denen das Atom besteht, bis zu den Partikeln, aus denen es besteht) reicht jene Teilchen) zu Sternen und sogar ganzen Galaxien.

Wie die Physik funktioniert

Als ein Experimental- Wissenschaft, Physik verwendet die wissenschaftliche Methode, um Hypothesen zu formulieren und zu testen, die auf der Beobachtung der natürlichen Welt beruhen. Das Ziel der Physik ist es, die Ergebnisse dieser Experimente zu verwenden, um wissenschaftliche Gesetze zu formulieren, die üblicherweise in der Sprache der Mathematik ausgedrückt werden und die dann zur Vorhersage anderer Phänomene verwendet werden können.

Wenn Sie über theoretische Physik sprechen, sprechen Sie von dem Bereich der Physik, der darauf abzielt, diese Gesetze zu entwickeln und sie zur Extrapolation in neue Vorhersagen zu verwenden. Diese Vorhersagen von theoretischen Physikern erzeugen dann neue Fragen, die experimentelle Physiker dann zu testende Experimente entwickeln. Auf diese Weise interagieren die theoretischen und experimentellen Komponenten der Physik (und der Wissenschaft im Allgemeinen) miteinander und treiben sich gegenseitig voran, um neue Wissensbereiche zu entwickeln.

Die Rolle der Physik in anderen Bereichen der Wissenschaft

Im weiteren Sinne kann die Physik als die grundlegendste der Naturwissenschaften angesehen werden. Die Chemie kann beispielsweise als komplexe Anwendung der Physik angesehen werden, da sie sich auf die Wechselwirkung von Energie und Materie in chemischen Systemen konzentriert. Wir wissen auch, dass die Biologie im Kern eine Anwendung chemischer Eigenschaften in Lebewesen ist, was bedeutet, dass sie letztendlich auch den physikalischen Gesetzen unterliegt.

Natürlich betrachten wir diese anderen Bereiche nicht als Teil der Physik. Wenn wir etwas wissenschaftlich untersuchen, suchen wir nach Mustern in der am besten geeigneten Größenordnung. Obwohl jedes Lebewesen auf eine Weise handelt, die von den Teilchen, aus denen es besteht, grundlegend gesteuert wird, würde der Versuch, ein gesamtes Ökosystem in Bezug auf das Verhalten grundlegender Teilchen zu erklären, in eine nicht hilfreiche Detailebene eintauchen. Selbst wenn wir das Verhalten einer Flüssigkeit betrachten, betrachten wir im Allgemeinen die Eigenschaften der Flüssigkeit als Ganzes durch die Fluiddynamik, anstatt dem Verhalten der einzelnen Partikel besondere Aufmerksamkeit zu schenken. 

Wichtige Konzepte in der Physik

Da die Physik so viele Bereiche abdeckt, ist sie in verschiedene Fachbereiche unterteilt, wie z. B. Elektronik, Quantenphysik, Astronomie und Biophysik.

Warum ist Physik (oder irgendeine Wissenschaft) wichtig??

Die Physik umfasst das Studium der Astronomie, und in vielerlei Hinsicht war die Astronomie das erste organisierte Wissenschaftsgebiet der Menschheit. Die alten Völker schauten zu den Sternen und erkannten dort Muster und begannen dann, mathematische Präzision zu verwenden, um anhand dieser Muster Vorhersagen darüber zu treffen, was am Himmel passieren würde. Was auch immer Fehler in diesen spezifischen Vorhersagen waren, die Methode, das Unbekannte zu verstehen, war eine würdige.

Der Versuch, das Unbekannte zu verstehen, ist immer noch ein zentrales Problem im menschlichen Leben. Trotz all unserer Fortschritte in Wissenschaft und Technologie bedeutet es, ein Mensch zu sein, dass Sie in der Lage sind, einige Dinge zu verstehen, und dass es auch Dinge gibt, die Sie nicht verstehen. Die Wissenschaft lehrt Sie eine Methodik, um sich dem Unbekannten zu nähern und Fragen zu stellen, die den Kern dessen auf den Punkt bringen, was unbekannt ist und wie man es bekannt macht.

Insbesondere die Physik konzentriert sich auf einige der grundlegendsten Fragen unseres physikalischen Universums. Ziemlich genau die einzigen grundlegenderen Fragen, die gestellt werden könnten, fallen in den philosophischen Bereich der "Metaphysik" (wörtlich "jenseits der Physik" genannt), aber das Problem ist, dass diese Fragen so grundlegend sind, dass viele der Fragen im metaphysischen Bereich auftreten bleiben auch nach Jahrhunderten oder Jahrtausenden der Forschung durch die meisten großen Köpfe der Geschichte ungelöst Die Physik hat andererseits viele grundlegende Probleme gelöst, obwohl diese Lösungen dazu neigen, ganz neue Arten von Fragen zu eröffnen.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie unter "Warum Physik studieren?" (mit freundlicher Genehmigung aus dem Buch übernommen Warum Wissenschaft?? von James Trefil).