Fysiikan merkitys

Serena Cuoghi
Biologian professorin arvonimi

Fysiikka on yksi vanhimmista olemassa olevista perustieteistä, jolla on mittaamaton merkitys sen ymmärtämiselle luonnolliset ilmiöt läsnä maailmankaikkeudessa ihmiskunnan evoluutioon asti siihen pisteeseen, jossa olemme nyt. Siitä, miksi esineet liikkuvat, siihen, miten aine muuttuu ja miten se löydetään ovat niin vahvasti sidoksissa energian käsitteeseen, ovat tuntemattomia, joista fysiikka on vastuussa paljastaa.

Kuten kaikki muut tieteet, myös fysiikka on jaettu useisiin eri alueisiin, joista yksi yleisimmistä korostuu: 1) mekaniikka, joka keskittyy kappaleiden liike ja käyttäytyminen suhteessa niihin vaikuttaviin voimiin ja joka jakautuu newtonilaiseen mekaniikkaan, kvanttimekaniikkaan ja mekaaniseen relativistinen; 2) termodynamiikka, joka tutkii lämmön- ja energiansiirtoprosesseja ja niiden yhteyttä aineen fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien muutoksiin; 3) sähkömagnetismi ja sähködynamiikka, jotka analysoivat aineen sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia ja niiden vuorovaikutusta keskenään; 4) optiikka, joka tarkkailee valoon liittyviä ilmiöitä ja sen käyttäytymistä eri materiaaleissa ja tilanteissa; 5) atomi- ja ydinfysiikka, joka keskittyy atomien ja ytimien rakenteen ja ominaisuuksien sekä niiden reaktioiden tutkimiseen; 6) hiukkasfysiikka, jonka avulla tutkitaan subatomisia hiukkasia ja niiden vuorovaikutusta luonnon perusvoimien kanssa; 7) matemaattinen fysiikka, joka on erikoistunut sellaisten teorioiden ja matemaattisten mallien kehittämiseen, jotka mahdollistavat selittää ja ennustaa aineen ja energian käyttäytymistä eri tilanteissa ja ehdot; 8) astrofysiikka, joka on epäilemättä viime aikojen eniten paljastunut ala, kiitos kosmoksen asioiden ymmärtämisessä saavutetun suuren edistyksen.

Miksi opiskella fysiikkaa?

Tämän artikkelin kirjoittaja olettaa, että hän pohti nuoruudessaan "mitä hyötyä olisi oppia fysiikan kaavoja ja käsitteitä?". No, on totta, että kaavat eivät ole vakio jokaisen ihmisen elämässä, mutta fysiikka on. Se on läsnä melkein kaikessa, mikä liittyy elämäämme niin rutiininomaisesti, että sitä ei huomaa. Esimerkkejä ovat sähkövalo, auto, joka vie meidät jonnekin, ruoanlaitto kaasuliesillä. siitä, kuinka fysiikasta on hyötyä, mutta älä mene lankaan ajattelemaan, että se on vain mukavuudessa. esittää. Tiedätkö sen leivän, jonka jätit unohtumaan paketin ulkopuolelle, joka kovetti tai juoksit bussipysäkille ennen kuin se saapui? Niihin liittyy myös fysiikka.

Fysiikan tutkimuksen ansiosta löydämme vastauksen luonnonilmiöihin ja sitä kautta Tietoa voimme kehittää tekniikoita prosessien hallitsemiseksi tai parantamiseksi niiden avulla suosi. Mitä tulee mainitsemamme leivän esimerkkiin, huomaamme, että sen alkuperäisen tilan pehmeys liittyy veden saatavuuteen sen sisällä, että kun se on kosketuksissa ilman kanssa, se käy läpi kosteuden vaihdon, jolloin se menettää vettä ympäristön kanssa ja tämän seurauksena leipä kovettuu. Näiden tietojen perusteella säilytämme leivän ilmatiiviissä pussissa tai astiassa, joka tässä tapauksessa muodostaa esteen ruoan ja ympäristöön, jotta se säilyy pidempään.

Monien meistä on käytännössä mahdotonta kuvitella elämää ilman niitä teknisiä etuja ympäröivät meitä, mutta mikään tästä ei olisi mahdollista ilman taustalla olevan tieteen ymmärtämistä. tietoa. Tämä ymmärrys menee paljon muutakin kuin elintarvikkeiden säilyttäminen tai sähkön edut, koska ihmiset hyvällä fysiikan ymmärtämisellä he voivat estää tietyt vaaratilanteet ja jopa pelastaa ihmishenkiä joku.

laskelmia elää

Ilman jatkuvan ja monimutkaisen matemaattisen käsittelyn mahdollisuutta peruskielenä fyysisiä ilmiöitä ei voisi edes olla ymmärrettävä ja paljon vähemmän ennustettavissa, minkä vuoksi tällä ihmistietämyksen alueella on kvantifioitu Tapahtumat.

Matematiikka mahdollistaa kuitenkin myös peleihin hypoteeseihin perustuvien ennustavien mallien kehittämisen, jotka perustuvat joskus todella absurdeihin ideoihin, mutta jotka mahdollistavat tai muu tapa muotoilla sellaisen ilmiön analysointia, josta ei vieläkään ole tarpeeksi tietoa tai edes todisteita, siksi useimmat lähestymistavat ja paljon muuta edes niitä, jotka suoritetaan astrofysiikan kaltaisista aloista, ei voida pitää enemmän kuin spekulatiivisina perusteina siitä, mitä tulevaisuudessa voidaan osoittaa tai kumota. saattaa loppuun. Esimerkkinä tästä on itse mustien aukkojen teoria, joka vuosikymmeniä oli vain Stephenin tarjoama mahdollinen selitys. Hawking siitä, mitä hänen mielestään voisi tapahtua liiallisten energiamäärien vapautumisen jälkeen tiettyjen maailmankaikkeuden ilmiöiden jälkeen, mutta muuten jossa oli vain kasa numeroita ja yhtälöitä, kunnes vasta vuonna 2019 saavutettiin se tekniikan taso, joka tarvitaan havainnointiin yksitellen. ensimmäinen kerta.

Kaikki tämä johtui siitä, että Hawking omistautui vuosien ajan edistämään ideaansa, jolla hän tiesi mitä etsiä. jossa, vaikka sen olemassaolosta ei ollut aikaisempaa näyttöä, muutamien logiikan lisäksi numeroita.

Fysiikan synty tieteenä

Fysiikka määritellään tieteeksi, joka käsittelee tutkinta luonnonilmiöistä sen monipuolisimmilla puolilla etsiessään tietoa aineen ja energian ominaisuuksista ja suhteista. Voidaan sanoa, että sen alkuperä liittyy antiikin Kreikan luonnonfilosofeihin, jotka kielsivät mystisiä selityksiä havaitsemilleen ilmiöille ja alkoivat järkeistää teorioita tosiasioista, joita ympäröimä.

Monia vuosisatoja myöhemmin, tuolloin renessanssi, fysiikassa tapahtui suurta edistystä nimillä, kuten Galileo ja Newton, ja monien tutkijoiden keräämän tiedon ansiosta. formulaatiot, kokeet ja pääasiassa tulkinnat, jotka perustuvat matemaattisella kielellä ilmaistuihin faktoihin, eli yhtälöt.

Tästä laajasta ja kasvavasta tiedon määrästä, joka on syntynyt/löydetty vuosien varrella, tyhmyys jakaa tämä tiede alueisiin ja siten osa-alueisiin, ilmenee sen kehityksen ja edistymisen jälkeen. teknologinen. Näin ollen meillä on kaksi päähaaraa klassinen fysiikka ja moderni fysiikka. Ensimmäinen suuntaa opintonsa makroskooppisiin ilmiöihin, kuten termologiaan, optiikkaan, mekaniikkaan, aalloihin ja sähköön. Moderni fysiikka puolestaan ​​käsittelee mikroskooppisia ilmiöitä, joiden tutkiminen, kuten edellä mainittiin, sen teki mahdolliseksi teknologinen kehitys kvanttimekaniikan, ydinfysiikan ja suhteellisuusteoria.

Teoreettiset fyysikot ehdottavat tällä hetkellä erilaisia ​​hypoteeseja ja malleja selittääkseen maailmankaikkeuden syntyä ja kehitystä, pimeän aineen ja energian luonnetta. tumma ja aineen perusrakenne subatomitasolla, ja uusia löytöjä löydetään päivittäin, joten avaruusuutisista on tullut uusi rotu viestintää, kuka voi tarjota enemmän tietoa, herättää ihmiskunnan kiinnostuksen aiheisiin, joita pidettiin viime aikoihin asti elitisteinä ja joidenkin ymmärrettävinä harvat osoittavat tällä, että tieteet ovat monimutkaisuudestaan ​​​​huolimatta itse ihmisen uteliaisuuden luomaa asiaa ja että ne eivät siksi koskaan jää todellisen olemuksensa ulkopuolelle. kiinnostuksen kohde.

Fysiikka on aina läsnä jokapäiväisessä elämässä

On niin monia toisiinsa liittyviä käsitteitä, alkaen liikettä kehostamme raketin laukaisuun avaruuteen, että niiden kaikkien kuvaaminen on lähes mahdotonta. Tietämyksestä tietyistä fysikaalisista ilmiöistä on kuitenkin tullut turvallisuuden kannalta olennaista. ihmisen selviytymiseen, ja se välittyy ihmisten välillä sukupolvien ajan, jopa ilman oikeaa ymmärrystä koska. Opiskelun ja tutkimuksen laajenemisen ja paremman ymmärryksen myötä siitä, miten kaikki tapahtuu, fysiikkaa alettiin opettaa luokkahuoneissa lapsuudesta lähtien.

Siten esimerkiksi keskellä myrskyä kannattaa aina välttää avoimia tiloja, sillä salama vetää puoleensa korkeinta kohtaa eli henkilöä tai tolppaa. Ei myöskään ole turvallista mennä liian lähelle puuta, koska sen sisällä oleva mahla on hyvä sähköjohdin, mikä lisää mahdollisuuksia saada puuta. salama iskee, jolloin puiden alle pysäköityjen autojen vaurioituminen oksien katkeamisesta (puhumattakaan salaman voimasta) on aivan liian yleistä. tuuli).

Viitteet

Hawking, S. (1988). Ajan historia. Alkuräjähdyksestä mustiin aukkoihin. Espasa.

Hawking, S. ja Jou, D. (2002). Universumi pähkinänkuoressa. Barcelona: Kritiikkiä.

Hawking, S. (2018). Kaiken teoria (kuvitettu painos): Universumin alkuperä ja kohtalo. Keskustelu.

Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. (2004). Physics Voi. YO. YO.

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2009). Fysiikkaa tieteelle ja tekniikalle modernin fysiikan kanssa. Cengage Learning Publishers.