Vật lý định lượng là gì?

Vật lý định lượng là nhánh vật lý liên quan đến nghiên cứu bằng cách đo lường lặp đi lặp lại và phân tích toán học về kết quả thí nghiệm.Nó khác với một số nhánh của vật lý lý thuyết, chẳng hạn, chẳng hạn như cơ học lượng tử hoặc nghiên cứu lý thuyết chuỗi, trong đó phần lớn lý thuyết cơ bản không thể được kiểm tra trong thế giới thực, hoặc trong phòng thí nghiệm trên trái đất với công nghệ hiện tại vào năm 2011.nghiên cứu định lượng như Vật lý định lượng có được kết luận của nó từ một phân tích thống kê về một lượng lớn dữ liệu thử nghiệm.Dữ liệu này thường rất rộng lớn và phức tạp, tuy nhiên, các máy tính được sử dụng để thực hiện mô hình toán học của dữ liệu để giải thích nó tốt hơn.Một ví dụ về việc sử dụng vật lý định lượng sẽ bao gồm các nghiên cứu khí hậu chạy trên các siêu máy tính để dự đoán sự thay đổi khí hậu từ các lực nhiệt động tự nhiên khác nhau.

Nghiên cứu về vật lý ở cốt lõi của nó là đo lường các thay đổi trong vật chất và năng lượng, và điều này làm cho hầu hết các nghiên cứu vật lý vật lý vật lý định lượng ở dạng này hay dạng khác.Nghiên cứu định lượng cũng rất quan trọng trong vật lý vì nhiều định luật vật lý, chẳng hạn như tốc độ ánh sáng hoặc lực hấp dẫn của trái đất, không thể được định nghĩa định lượng chỉ bằng cách quan sát của con người với năm giác quan.Có thể quan sát một cơ thể rơi, nhưng, không đo chính xác tốc độ gốc của nó, không có hình ảnh rõ ràng nào được đưa ra để thực sự trọng lực mạnh mẽ như thế nào.Do đó, nghiên cứu định lượng, sử dụng toán học như một cách hiểu trừu tượng lực trong công việc trong vũ trụ. Tuy nhiên, các quá trình liên quan đến nghiên cứu định lượng, tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có ý định đại diện cho thực tế hàng ngày.Vật lý xác định các điều kiện lý tưởng theo vật chất, năng lượng, không gian và thời gian tương tác thông qua việc đo lường và quan sát lặp đi lặp lại, sau đó xác định xác suất của các sự kiện xảy ra.Các phương trình vật lý được sử dụng cho điều này dựa trên các khái niệm toán học trừu tượng chỉ được chứng minh đúng với số lượng lớn các thí nghiệm lặp đi lặp lại.Vật lý định lượng, ví dụ, có thể dự đoán diện tích bề mặt của một hành tinh hình cầu trong không gian, nhưng không có gì là hình cầu hoàn hảo hoặc bất kỳ hình dạng hình học hoàn hảo nào khác trong thế giới tự nhiên, do đó, quá trình này là một mức độ gần đúng. Các đại diện lý tưởng trong vật lý, chẳng hạn như quỹ đạo đạn đạo của một viên đạn trong không khí, dựa trên các nguyên tắc vật lý định lượng của lực hấp dẫn và khả năng chống không khí, nhưng chúng chỉ có thể dự đoán một quỹ đạo chung cho một viên đạn, chứ không phải chính xác, chính xácđiểm mà nó sẽ hạ cánh.Sử dụng các phương trình và công thức trong vật lý định lượng thường liên quan đến việc lấy trung bình một số biến phát huy tác dụng hoặc sử dụng các phím tắt toán học để phủ nhận ảnh hưởng của chúng đối với phương trình.Điều này là do mục tiêu là để hiểu các quy luật tự nhiên theo nguyên tắc so với các ứng dụng ngẫu nhiên, cụ thể.Vật lý tính toán thường bổ sung cho vật lý định lượng trong phòng thí nghiệm, trong đó các phương trình không thể được kiểm tra chính thức hoặc đầy đủ trong các thí nghiệm trong thế giới thực.Thông thường các thuật toán được sử dụng để hợp lý hóa các tính toán đó.Các thuật toán là một tập hợp các quy tắc toán học mà máy tính sử dụng để giảm số lượng tính toán cần thiết để giải quyết vấn đề xuống một loạt các bước hữu hạn.Hỗ trợ máy tính cho vật lý định lượng thường được sử dụng trong các khu vực diễn ra các tương tác rất phức tạp, chẳng hạn như trong khoa học vật liệu, nghiên cứu gia tốc hạt nhân và động lực học phân tử trong sinh học.