Что такое теоретическая физика?

Теоретическая физика является отраслью физики, которая занимается математическим объяснением природных явлений. Многие дисциплины в физике подпадают под эгиду теоретической физики, потому что они включают разработку формул, которые не могут быть проверены эмпирически. Исследователи в этой области размышляют над некоторыми очень сложными проблемами и вопросами, такими как развитие вселенной.

Физика - интригующая отрасль наук, потому что она часто включает в себя разработку теорий, которые не могут быть проверены экспериментальной моделью, нарушая один из фундаментальных принципов эмпирической науки. Научные исследователи обычно хотят разработать теорию, разработать эксперимент, который проверит эту теорию, проведет эксперимент и опубликует результаты. В теоретической физике исследователи разрабатывают теории, но они не могут их проверить. Это отделяет теоретическую физику от экспериментальной физики, в которой исследователи разрабатывают и проводят эксперименты, чтобы исследовать свои теории.

Поскольку теоретическая физика не может быть подкреплена экспериментами, исследователи полагаются на другие инструменты, чтобы определить, точны ли их теории. Теория должна быть в состоянии точно предсказывать или объяснять физические явления, например, и это должно подтверждаться известными наблюдениями. В идеале, теория также должна быть чистой и опрятной, с некоторой теоретической физикой, поддерживающей идею Бритвы Оккама, полагая, что самое простое объяснение - лучшее. Теории должны также противостоять активному обсуждению и дебатам, с физиками-теоретиками, постоянно обменивающимися идеями и критикой, чтобы улучшить их область наук.

Некоторые теории в этой области получили широкое признание, и их регулярно преподают в классных комнатах, используют в физических исследованиях и применяют в отраслях промышленности во всем мире. Продолжаются исследования по этим теориям, поскольку ученые хотят полностью изучить все аспекты теоретической физики. Другие теории были предложены и кажутся правдоподобными, но не получили полной поддержки или требуют дополнительных исследований, а новейшие теории считаются «периферийными теориями», которые требуют гораздо большего изучения, обсуждения и наблюдения.

Сэр Исаак Ньютон широко известен как пионер в области теоретической физики, как и Альберт Эйнштейн. Оба физика отличались тем, что делали логические скачки, которые иногда бросали вызов известной информации или наблюдениям и требовали очень теоретического взгляда на мир. Работа Ньютона даже включала существенное расширение математического языка исчисления, чтобы он мог выразить свои теории. Физики-теоретики также, как известно, участвуют в мысленных экспериментах, в которых они исследуют свои идеи в своем уме, без использования лаборатории.