חשיבות הפיזיקה

סרינה קווג'י
תואר פרופסור לביולוגיה

פיזיקה היא אחד המדעים הבסיסיים העתיקים ביותר שקיימים, בעל חשיבות שלא תסולא בפז להבנת תופעת טבע נוכח ביקום עד לאבולוציה של האנושות עד לנקודה בה אנו נמצאים היום. מהסיבה שאובייקטים נעים ועד איך החומר משתנה ואיך הוא נמצא קשורים כל כך חזק למושג האנרגיה, הם אלמונים שהפיזיקה אחראית להם לְגַלוֹת.

כמו כל המדעים האחרים, גם הפיזיקה מחולקת לתחומים שונים, תוך הדגשת בין הנפוצים ביותר: 1) מכניקה, המתמקדת בחקר של תנועה והתנהגות של גופים ביחס לכוחות הפועלים עליהם ואשר מחולקים למכניקה ניוטונית, מכניקת קוונטים ומכניקה. רלטיביסטי; 2) תרמודינמיקה, העוסקת בחקר תהליכי העברת חום ואנרגיה, וכיצד הם קשורים לשינויים בתכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר; 3) אלקטרומגנטיות ואלקטרודינמיקה, המנתחות את התכונות החשמליות והמגנטיות של החומר, וכיצד הם מתקשרים זה עם זה; 4) אופטיקה המתבוננת בתופעות הקשורות לאור וכיצד הוא מתנהג בחומרים ובמצבים שונים; 5) פיזיקה אטומית וגרעינית, המתמקדת בחקר המבנה והתכונות של אטומים וגרעינים אטומיים, כמו גם תגובותיהם; 6) פיזיקת חלקיקים, שבאמצעותה נחקרים חלקיקים תת-אטומיים והאינטראקציה שלהם עם כוחות היסוד של הטבע; 7) פיזיקה מתמטית, מתמחה בפיתוח תיאוריות ומודלים מתמטיים המאפשרים להסביר ולחזות את התנהגות החומר והאנרגיה במצבים שונים ו תנאים; 8) אסטרופיזיקה, שללא ספק היא התחום עם החשיפה הגדולה ביותר בתקופה האחרונה, בזכות ההתקדמות הגדולה שנעשתה בהבנת ענייני הקוסמוס.

למה ללמוד פיזיקה?

מחברת מאמר זה מניחה שבנעוריה היא החלה לתהות "מה תועיל ללמוד נוסחאות ומושגים של פיזיקה?". ובכן, נכון שנוסחאות לא יהיו קבועות בחייו של כל אדם, אבל הפיזיקה כן. היא נוכחת כמעט בכל מה שמעורב בחיינו בצורה כל כך שגרתית עד שהיא לא מורגשת. האור החשמלי, המכונית שלוקחת אותנו לאנשהו, בישול על כיריים גז הם דוגמאות. איך הפיזיקה מועילה, אבל אל תטעה לחשוב שזה רק בנוחות שהיא מתנה. מכירים את הלחם הזה שהשארתם נשכח מחוץ לחבילה, שהתקשה, או שהפעם רצתם לתחנת האוטובוס לפני שהגיע? הם כרוכים גם בפיזיקה.

הודות ללימודי הפיזיקה אנו מוצאים את התשובה לתופעות הטבע ועם זה הידע שאנו יכולים לפתח טכניקות כיצד לשלוט או לשפר את התהליכים באמצעותם טוֹבָה. לגבי הדוגמה של הלחם שהבאנו, אנו רואים שהרכות של מצבו הראשוני קשורה לזמינות המים בתוכו, שכאשר הוא במגע עם האוויר הוא עובר חילופי לחות, מאבד מים עם הסביבה וכך, כתוצאה מכך, הלחם מתקשה. על סמך מידע זה, אנו ממשיכים לאחסן את הלחם בשקית או במיכל אטום, שבמקרה זה יהווה מחסום בין המזון לבין סביבה, על מנת להישמר לזמן ארוך יותר.

זה כמעט בלתי אפשרי עבור רבים מאיתנו לדמיין את החיים ללא היתרונות הטכנולוגיים מקיפים אותנו, אבל שום דבר מזה לא יהיה אפשרי ללא הבנה של המדע שמאחוריו. יֶדַע. הבנה זו חורגת הרבה מעבר לשימור מזון או הכרת יתרונות החשמל, שכן אנשים עם הבנה טובה של פיזיקה בסיסית הם יכולים למנוע מצבים מסוכנים מסוימים ואפילו להציל את החיים של מִישֶׁהוּ.

חישובים לחיות

ללא האפשרות של טיפול מתמטי מתמיד ומורכב כשפת בסיס, תופעות פיזיקליות לא יכולות להיות אפילו מובן והרבה פחות צפוי, וזו הסיבה שעבור תחום זה של ידע אנושי, הכימות של אירועים.

עם זאת, המתמטיקה מאפשרת גם לפתח מודלים חיזויים המבוססים על השערות בלבד, לעתים על בסיס רעיונות אבסורדיים באמת, אך המאפשרים או דרך אחרת לתת צורה לניתוח של תופעה שעדיין אין עליה מספיק נתונים או אפילו ראיות כלשהן, לכן, רוב הגישות ועוד אפילו אלה שמתבצעים מתחומים כמו אסטרופיזיקה, לא יכולים להיחשב יותר מאשר בסיסים ספקולטיביים על מה שבעתיד ניתן להוכיח או להפריך על ידי לְהַשְׁלִים. דוגמה לכך מיוצגת על ידי תיאוריית החורים השחורים עצמה, שבמשך עשרות שנים הייתה רק הסבר פוטנציאלי שהציע סטיבן. הוקינג, על מה שהוא חשב שיכול לקרות לאחר שחרור כמויות מוגזמות של אנרגיה לאחר תופעות מסוימות ביקום, אבל אחרת שלא היה בו יותר מצבירה של מספרים ומשוואות, עד שרק ב-2019 הגיעה לרמת הטכנולוגיה הדרושה כדי להיות מסוגלת לצפות בזה אחר זה. פעם ראשונה.

כל זאת כתוצאה מכך שבמשך שנים התמסר הוקינג לקידום הרעיון שלו, שבעזרתו ידע מה לחפש ובו. שבו, למרות שלא היו עדויות קודמות לקיומו, מעבר להיגיון מלווה בכמה מספרים.

מקור הפיזיקה כמדע

פיזיקה מוגדרת כמדע העוסק ב חֲקִירָה של תופעות טבע על היבטיה המגוונים ביותר בחיפוש אחר ידע על תכונות ויחסי החומר והאנרגיה. ניתן לומר שמקורו קשור לפילוסופים של הטבע ביוון העתיקה שהכחישו הסברים מיסטיים לתופעות שצפו והחלו להנמק את התיאוריות לגבי העובדות שהן מוּקָף.

מאות שנים מאוחר יותר, בזמן ה רֵנֵסַנס, הייתה התקדמות גדולה בפיזיקה עם שמות כמו גלילאו וניוטון, ועם הידע שנצבר על ידי חוקרים רבים התעורר ניסוחים, ניסויים ובעיקר פרשנויות המבוססות על עובדות המובעות בשפה מתמטית, כלומר, משוואות.

מתוך מגוון רחב וגדל הזה של מידע שצמח/התגלה במהלך השנים, הטיפשות שבחלוקת המדע הזה לתחומים, וכתוצאה מכך, לתתי תחומים, מופיעה בעקבות התפתחותו והתקדמותו טֶכנוֹלוֹגִי. לפיכך, יש לנו פיזיקה קלאסית ופיזיקה מודרנית כשני הענפים העיקריים. הראשון מכוון את לימודיו לתופעות מקרוסקופיות כמו תרולוגיה, אופטיקה, מכניקה, גלים וחשמל. הפיזיקה המודרנית, מצידה, עוסקת בתופעות מיקרוסקופיות, שמחקרן, כאמור לעיל, התאפשר על ידי התקדמות טכנולוגית בתתי תחומי מכניקת הקוונטים, פיזיקה גרעינית ו תוֹרַת הָיַחֲסוּת.

פיזיקאים תיאורטיים מציעים כיום השערות ומודלים שונים כדי להסביר את מקורו והתפתחותו של היקום, טבעו של החומר האפל והאנרגיה. חשוך, והמבנה הבסיסי של החומר ברמה התת-אטומית, עם תגליות חדשות שנמצאות מדי יום, כך שחדשות החלל הפכו לגזע חדש תקשורת על ידי מי שיכול לספק יותר מידע, למשוך את העניין של האנושות כלפי נושאים שעד לאחרונה נחשבו אליטיסטיים ומובנים לחלק מעטים, המדגימים בכך שהמדעים, למרות מורכבותם, הם עניין שנוצר על ידי הסקרנות האנושית עצמה, ולפיכך, הם לעולם לא יהיו מחוץ למהותם האמיתית. ריבית.

פיזיקה תמיד נוכחת בחיי היומיום

יש כל כך הרבה מושגים קשורים, מה תְנוּעָה מהגוף שלנו ועד שיגור רקטה לחלל, זה כמעט בלתי אפשרי לתאר את כולם. עם זאת, ידע על תופעות פיזיות מסוימות הפך חיוני לבטיחות ולביטחון. הישרדות אנושית, ומועברת בין אנשים לדורות, גם ללא הבנה נכונה של כי. עם התרחבות הלימודים והמחקר והבנה טובה יותר של איך הכל קורה, התחילו ללמד פיזיקה בכיתות מילדות.

כך, למשל, בעיצומה של סערה עלינו להימנע תמיד משטחים פתוחים, שכן ברק נוטה להימשך לנקודה הגבוהה ביותר, כלומר, אדם או עמוד. זה גם לא בטוח להתקרב יותר מדי לעץ מכיוון שהמוהל שבתוכו הוא מוליך חשמלי טוב, מה שמגדיל את הסיכוי שיקבל אותו עליך. פגיעות ברק, מה שהופך את זה לנפוץ מדי שמכוניות שחונות מתחת לעצים ייפגעו על ידי התפרקות ענפים (שלא לדבר על עוצמת הברק). רוּחַ).

הפניות

הוקינג, ס. (1988). היסטוריה של זמן. מהמפץ הגדול ועד חורים שחורים. אספאסה.

הוקינג, ס., וג'ו, ד. (2002). היקום בקצרה. ברצלונה: ביקורת.

הוקינג, ס. (2018). התיאוריה של הכל (מהדורה מאוירת): מקורו וגורלו של היקום. עימות.

Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. (2004). פיזיקה כרך. יו. יו.

סרוויי, ר. A., & Jewett, J. W. (2009). פיזיקה למדע והנדסה עם פיזיקה מודרנית. Cengage Learning Publishers.