Co je to teoretická fyzika?

Teoretická fyzika je oborem fyziky, který se věnuje vymezení matematických vysvětlení přírodních událostí. Mnoho disciplín ve fyzice spadá pod zastřešující teoretickou fyziku, protože zahrnují návrh vzorců, které nemusí být možné empiricky testovat. Vědci v této oblasti uvažují o některých velmi složitých problémech a otázkách, jako je například vývoj vesmíru.

Fyzika je zajímavým odvětvím věd, protože často zahrnuje vývoj teorií, které nelze testovat na experimentálním modelu, což porušuje jedno ze základních zásad empirické vědy. Vědci obvykle chtějí vyvinout teorii, navrhnout experiment, který tuto teorii otestuje, provede experiment a zveřejní výsledky. V teoretické fyzice vědci rozvíjejí teorie, ale nejsou schopni je otestovat. To odděluje teoretickou fyziku od experimentální fyziky, ve které vědci navrhují a provádějí experimenty, aby prozkoumali své teorie.

Protože teoretickou fyziku nelze pomocí experimentů podpořit, vědci se spoléhají na jiné nástroje k určení, zda jsou jejich teorie přesné. Teorie by například měla být schopna přesně předpovědět nebo vysvětlit fyzikální jevy a měla by být podložena známými pozorováními. V ideálním případě by měla být tato teorie také čistá a elegantní, s nějakou teoretickou fyzikou, která se podřizuje myšlence Occamova břitvy, a věří, že nejjednodušší vysvětlení je nejlepší. Teorie by také měly odolávat intenzivní diskusi a debatě, s teoretickými fyziky, kteří si neustále vyměňují myšlenky a kritiku, aby zlepšili svůj obor věd.

Některé teorie v této oblasti byly široce přijímány a běžně se vyučují ve třídách, používají se ve výzkumu fyziky a používají se v průmyslových odvětvích po celém světě. Probíhající výzkum těchto teorií pokračuje, protože vědci chtějí plně prozkoumat všechny aspekty teoretické fyziky. Byly navrženy jiné teorie, které se zdají hodnověrné, ale nebyly plně podporovány nebo vyžadují více výzkumu, a nejnovější teorie jsou považovány za „okrajové teorie“, které vyžadují mnohem více průzkumu, diskuse a pozorování.

Sir Isaac Newton je široce považován za průkopníka v oblasti teoretické fyziky, stejně jako Albert Einstein. Oba fyzici se vyznamenali logickým skokem, který občas vzdoroval známé informaci nebo pozorování a vyžadoval vysoce teoretický pohled na svět. Newtonova práce dokonce zahrnovala podstatnou expanzi matematického jazyka počtu, aby mohl vyjádřit své teorie. Teoretičtí fyzici se také skvěle zabývají myšlenkovými experimenty, ve kterých zkoumají své myšlenky ve svých myslích, bez použití laboratoře.