Co to jest fizyka teoretyczna?
Fizyka teoretyczna jest gałęzią fizyki, której zadaniem jest przedstawianie matematycznych wyjaśnień zjawisk naturalnych. Wiele dyscyplin fizyki wchodzi w zakres fizyki teoretycznej, ponieważ dotyczą one wzorów, których testowanie empiryczne może nie być możliwe. Badacze w tej dziedzinie zastanawiają się nad bardzo złożonymi problemami i pytaniami, takimi jak rozwój wszechświata.
Fizyka jest intrygującą gałęzią nauki, ponieważ często wiąże się z rozwojem teorii, których nie można przetestować za pomocą modelu eksperymentalnego, co jest sprzeczne z jedną z podstawowych zasad nauki empirycznej. Naukowcy zwykle chcą opracować teorię, zaprojektować eksperyment, który przetestuje tę teorię, przeprowadzi eksperyment i opublikuje wyniki. W fizyce teoretycznej badacze rozwijają teorie, ale nie są w stanie ich przetestować. To oddziela fizykę teoretyczną od fizyki eksperymentalnej, w której badacze projektują i przeprowadzają eksperymenty w celu zbadania swoich teorii.
Ponieważ fizyki teoretycznej nie można poprzeć eksperymentami, badacze polegają na innych narzędziach, aby ustalić, czy ich teorie są dokładne. Teoria ta powinna na przykład być w stanie dokładnie przewidzieć lub wyjaśnić zjawiska fizyczne i powinna być poparta znanymi obserwacjami. Idealnie, teoria powinna być również czysta i schludna, z pewną fizyką teoretyczną popierającą ideę brzytwy Ockhama, wierząc, że najprostsze wyjaśnienie jest najlepsze. Teorie powinny również wytrzymać ożywioną dyskusję i debatę, podczas gdy fizycy teoretyczni stale wymieniają się pomysłami i krytyką, aby ulepszyć swoją dziedzinę nauki.
Niektóre teorie w tej dziedzinie zostały powszechnie zaakceptowane i są rutynowo nauczane w klasach, wykorzystywane w badaniach fizyki i stosowane w branżach na całym świecie. Trwają badania nad tymi teoriami, ponieważ naukowcy chcą w pełni zbadać wszystkie aspekty fizyki teoretycznej. Inne teorie zostały zaproponowane i wydają się prawdopodobne, ale nie zostały w pełni poparte lub wymagają dalszych badań, a najnowsze teorie są uważane za „teorie poboczne”, które wymagają znacznie więcej badań, dyskusji i obserwacji.
Sir Isaac Newton jest powszechnie uważany za pioniera w dziedzinie fizyki teoretycznej, podobnie jak Albert Einstein. Obaj fizycy wyróżnili się logicznymi skokami, które czasami przeciwstawiały się znanym informacjom lub obserwacjom i wymagały wysoce teoretycznego spojrzenia na świat. Praca Newtona wymagała nawet znacznego rozszerzenia matematycznego języka rachunku różniczkowego, aby mógł wyrazić swoje teorie. Fizycy teoretyczni również znani są z eksperymentów myślowych, podczas których badają swoje pomysły w swoich umysłach, bez korzystania z laboratorium.