ความสำคัญของฟิสิกส์

เซเรน่า คูโอกี
ชื่อศาสตราจารย์วิชาชีววิทยา

ฟิสิกส์เป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่เก่าแก่ที่สุดที่มีอยู่ มีความสำคัญอย่างประเมินค่าไม่ได้สำหรับการทำความเข้าใจ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ อยู่ในจักรวาลจนวิวัฒนาการของมนุษย์มาถึงจุดที่เราเป็นอยู่ทุกวันนี้ ตั้งแต่สาเหตุที่วัตถุเคลื่อนที่ไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงของสสารและวิธีการค้นพบ เชื่อมโยงอย่างมากกับแนวคิดเรื่องพลังงาน เป็นที่ทราบกันดีว่าฟิสิกส์มีส่วนรับผิดชอบ เปิดเผย.

เช่นเดียวกับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ฟิสิกส์ยังแบ่งย่อยออกเป็นสาขาต่าง ๆ โดยเน้นที่สาขาที่พบบ่อยที่สุด: 1) กลศาสตร์ เน้นการศึกษาเกี่ยวกับ การเคลื่อนไหวและพฤติกรรมของวัตถุที่สัมพันธ์กับแรงที่กระทำต่อวัตถุนั้น ซึ่งแบ่งเป็น กลศาสตร์นิวตัน กลศาสตร์ควอนตัม และเครื่องกล สัมพัทธภาพ; 2) อุณหพลศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษากระบวนการถ่ายเทความร้อนและพลังงาน และความเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของสสาร 3) แม่เหล็กไฟฟ้าและอิเล็กโทรไดนามิกส์ ซึ่งวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของสสาร และวิธีการที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน 4) ทัศนศาสตร์ที่สังเกตปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแสงและพฤติกรรมของแสงในวัสดุและสถานการณ์ต่างๆ 5) ฟิสิกส์ของอะตอมและนิวเคลียร์ เน้นการศึกษาโครงสร้างและคุณสมบัติของอะตอมและนิวเคลียสของอะตอม ตลอดจนปฏิกิริยาของอะตอม 6) ฟิสิกส์ของอนุภาคซึ่งมีการตรวจสอบอนุภาคของอะตอมและการมีปฏิสัมพันธ์กับกองกำลังพื้นฐานของธรรมชาติ 7) ฟิสิกส์คณิตศาสตร์ เชี่ยวชาญในการพัฒนาทฤษฎีและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อนุญาต อธิบายและทำนายพฤติกรรมของสสารและพลังงานในสถานการณ์ต่างๆ และ เงื่อนไข; 8) ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นสาขาที่มีการเปิดเผยข้อมูลมากที่สุดในช่วงเวลาที่ผ่านมา ต้องขอบคุณความก้าวหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับกิจการของเอกภพ

ทำไมต้องเรียนฟิสิกส์?

ผู้เขียนบทความนี้ตั้งสมมติฐานว่าในวัยเยาว์ของเธอ เธอเริ่มสงสัยว่า "การเรียนรู้สูตรและแนวคิดทางฟิสิกส์จะมีประโยชน์อะไร" มันเป็นความจริงที่สูตรจะไม่คงที่ในชีวิตของแต่ละคน แต่ฟิสิกส์จะเป็น มีอยู่ในเกือบทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับชีวิตของเราในลักษณะที่เป็นกิจวัตรจนไม่มีใครสังเกตเห็น แสงไฟ รถที่พาเราไปที่ไหนสักแห่ง การทำอาหารบนเตาแก๊สเป็นตัวอย่าง ว่าฟิสิกส์มีประโยชน์อย่างไร แต่อย่าหลงคิดว่าเป็นเพียงสิ่งอำนวยความสะดวกเท่านั้น ปัจจุบัน. คุณรู้หรือไม่ว่าขนมปังที่คุณลืมทิ้งไว้นอกห่อ มันแข็ง หรือตอนนั้นคุณวิ่งไปที่ป้ายรถเมล์ก่อนที่มันจะมาถึง? พวกเขายังเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์

ต้องขอบคุณการศึกษาฟิสิกส์ที่เราพบคำตอบของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติและด้วยสิ่งนี้ ความรู้ที่เราสามารถพัฒนาเทคนิคเกี่ยวกับวิธีการเชี่ยวชาญหรือปรับปรุงกระบวนการโดยใช้มันให้กับเรา โปรดปราน จากตัวอย่างขนมปังที่เราอ้างถึง เราสังเกตว่าความนิ่มของสถานะเริ่มต้นนั้นสัมพันธ์กับการมีน้ำอยู่ข้างใน เมื่อสัมผัสกับอากาศ จะเกิดการแลกเปลี่ยนความชื้น สูญเสียน้ำไปกับสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้ขนมปังแข็งตัว จากข้อมูลนี้ เราดำเนินการจัดเก็บขนมปังในถุงหรือภาชนะที่ปิดมิดชิด ซึ่งในกรณีนี้จะเป็นตัวกั้นระหว่างอาหารกับ สิ่งแวดล้อมเพื่อให้เก็บรักษาได้นานขึ้น

แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่พวกเราหลายคนจะจินตนาการถึงชีวิตโดยปราศจากข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยี รอบตัวเรา แต่สิ่งนี้จะไม่มีทางเป็นไปได้หากปราศจากความเข้าใจในวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลัง ความรู้. ความเข้าใจนี้ไปไกลกว่าการถนอมอาหารหรือการรู้ถึงข้อดีของไฟฟ้า เนื่องจากผู้คน ด้วยความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับฟิสิกส์พื้นฐาน พวกเขาสามารถป้องกันสถานการณ์อันตรายบางอย่างและแม้แต่ช่วยชีวิตได้ บางคน.

การคำนวณเพื่อการดำรงชีวิต

หากปราศจากความเป็นไปได้ในการจัดการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนและคงที่ในฐานะภาษาพื้นฐาน ปรากฏการณ์ทางกายภาพก็ไม่สามารถทำได้ เข้าใจได้และคาดเดาได้น้อยกว่ามากซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสำหรับความรู้ของมนุษย์ในด้านนี้ปริมาณของ เหตุการณ์

อย่างไรก็ตาม คณิตศาสตร์ยังช่วยให้สามารถพัฒนาแบบจำลองการทำนายโดยอาศัยสมมติฐานเพียงอย่างเดียว ซึ่งบางครั้งขึ้นอยู่กับแนวคิดที่ไร้สาระจริงๆ แต่สิ่งนี้ทำให้ หรืออีกวิธีหนึ่งในการทำให้เกิดรูปร่างในการวิเคราะห์ปรากฏการณ์ที่ยังไม่มีข้อมูลเพียงพอหรือแม้แต่หลักฐานใดๆ ดังนั้น แนวทางส่วนใหญ่และอื่นๆ แม้แต่สิ่งที่ดำเนินการจากสาขาต่างๆ เช่น ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ก็ไม่สามารถพิจารณาได้มากไปกว่าการคาดเดาว่าสิ่งใดในอนาคตที่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างได้ สมบูรณ์. ตัวอย่างของสิ่งนี้แสดงโดยทฤษฎีของหลุมดำเอง ซึ่งเป็นเพียงคำอธิบายที่เป็นไปได้ที่สตีเฟนเสนอมาหลายทศวรรษแล้ว ฮอว์คิงเกี่ยวกับสิ่งที่เขาคิดว่าอาจเกิดขึ้นได้หลังจากปล่อยพลังงานในปริมาณที่มากเกินไปหลังจากปรากฏการณ์บางอย่างในจักรวาล แต่อย่างอื่น ซึ่งมีไม่มากไปกว่าการสะสมตัวเลขและสมการ จนกระทั่งในปี 2019 เทคโนโลยีที่จำเป็นในการสังเกตทีละตัวก็มาถึง ครั้งแรก.

ทั้งหมดนี้เป็นผลมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าเป็นเวลาหลายปีที่ Hawking อุทิศตนเพื่อส่งเสริมแนวคิดของเขา ซึ่งเขารู้ว่าจะต้องมองหาอะไรและใน ที่ซึ่งแม้ว่าจะไม่มีหลักฐานการมีอยู่ของมันมาก่อน นอกเหนือไปจากตรรกะที่มาพร้อมกับสองสามอย่าง ตัวเลข

กำเนิดฟิสิกส์ในฐานะวิทยาศาสตร์

ฟิสิกส์ถูกกำหนดให้เป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับ การสืบสวน ของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติในหลากหลายแง่มุมมากที่สุดในการสืบเสาะหาความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติและความสัมพันธ์ของสสารและพลังงาน อาจกล่าวได้ว่าต้นกำเนิดของมันเชื่อมโยงกับนักปรัชญาธรรมชาติในยุคกรีกโบราณที่ปฏิเสธ คำอธิบายลึกลับต่อปรากฏการณ์ที่พวกเขาสังเกตเห็นและเริ่มหาเหตุผลเข้าข้างตนเองทฤษฎีเกี่ยวกับข้อเท็จจริงที่ว่า ล้อมรอบ.

หลายศตวรรษต่อมา ในช่วงเวลาของ ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยามีความก้าวหน้าอย่างมากในวิชาฟิสิกส์ที่มีชื่อเหมือนกาลิเลโอและนิวตัน และด้วยความรู้ที่สะสมโดยนักวิชาการจำนวนมากก็เกิดขึ้น การกำหนดสูตร การทดลอง และการตีความโดยอาศัยข้อเท็จจริงที่แสดงเป็นภาษาคณิตศาสตร์เป็นหลัก กล่าวคือ สมการ

จากข้อมูลที่กว้างขวางและหลากหลายที่เพิ่มขึ้นนี้ซึ่งเกิดขึ้น/ค้นพบในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ความโง่เขลาของการแบ่งวิทยาศาสตร์นี้ออกเป็นส่วนๆ และเป็นผลให้แบ่งออกเป็นส่วนย่อยๆ ปรากฏขึ้นตามพัฒนาการและความก้าวหน้าของมัน เทคโนโลยี ดังนั้นเราจึงมีฟิสิกส์คลาสสิกและฟิสิกส์สมัยใหม่เป็นสองสาขาหลัก คนแรกชี้นำการศึกษาของเขาเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางมหภาค เช่น อุณหวิทยา ทัศนศาสตร์ กลศาสตร์ คลื่น และไฟฟ้า ในส่วนของ Modern Physics เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางจุลทรรศน์ การศึกษาที่กล่าวถึงข้างต้น เกิดขึ้นได้จากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในด้านย่อยของกลศาสตร์ควอนตัม นิวเคลียร์ฟิสิกส์ และ สัมพัทธภาพ

นักฟิสิกส์ทฤษฎีกำลังเสนอสมมติฐานและแบบจำลองต่างๆ เพื่ออธิบายกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ ธรรมชาติของสสารมืดและพลังงาน มืดและโครงสร้างพื้นฐานของสสารในระดับอนุอะตอม มีการค้นพบใหม่ทุกวัน ข่าวอวกาศจึงกลายเป็นการแข่งขันใหม่ การสื่อสารโดยผู้ที่สามารถให้ข้อมูลเพิ่มเติม ดึงดูดความสนใจของมนุษยชาติต่อประเด็นที่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ถือว่าเป็นชนชั้นนำและเข้าใจได้สำหรับบางคน น้อยคนนักที่แสดงให้เห็นด้วยสิ่งนี้ว่า วิทยาศาสตร์ แม้จะมีความซับซ้อน แต่ก็เป็นเรื่องที่สร้างขึ้นโดยความอยากรู้อยากเห็นของมนุษย์ ดังนั้น วิทยาศาสตร์จึงไม่มีวันอยู่นอกสาระสำคัญที่แท้จริงและ ความสนใจ.

ฟิสิกส์มีอยู่ในชีวิตประจำวันเสมอ

มีแนวคิดที่เกี่ยวข้องมากมายตั้งแต่ การเคลื่อนไหว ตั้งแต่ร่างกายของเราจนถึงการปล่อยจรวดขึ้นสู่อวกาศ ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะบรรยายมันทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ความรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพบางอย่างได้กลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัยและความมั่นคง การอยู่รอดของมนุษย์และถ่ายทอดระหว่างคนรุ่นต่อรุ่นแม้ว่าจะไม่มีความเข้าใจที่ถูกต้องก็ตาม เพราะ. ด้วยการขยายตัวของการศึกษาและการวิจัยและความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้น ฟิสิกส์จึงเริ่มสอนในห้องเรียนตั้งแต่วัยเด็ก

ตัวอย่างเช่น ในช่วงกลางของพายุ เราควรหลีกเลี่ยงที่โล่งเสมอ เนื่องจากฟ้าผ่ามักจะถูกดึงดูดไปที่จุดสูงสุด ซึ่งก็คือคนหรือเสา นอกจากนี้ มันไม่ปลอดภัยที่จะเข้าใกล้ต้นไม้มากเกินไป เพราะน้ำนมที่อยู่ข้างในนั้นเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ซึ่งจะเพิ่มโอกาสที่ต้นไม้จะโดนคุณ ฟ้าผ่า ทำให้รถยนต์ที่จอดอยู่ใต้ต้นไม้ได้รับความเสียหายจากการหักกิ่งไม้เป็นเรื่องปกติเกินไป (ไม่ต้องพูดถึงแรงฟ้าผ่า) ลม).

อ้างอิง

ฮอว์คิง, เอส. (1988). ประวัติของเวลา จากบิ๊กแบงสู่หลุมดำ เอสปาซ่า.

ฮอว์คิง เอส และ จู ดี (2002). จักรวาลโดยสรุป บาร์เซโลนา: การวิจารณ์

ฮอว์คิง, เอส. (2018). ทฤษฎีของทุกสิ่ง (ฉบับภาพประกอบ): กำเนิดและชะตากรรมของจักรวาล อภิปราย.

เรสนิก อาร์ ฮัลลิเดย์ ดี และเครน เค (2004). ฟิสิกส์ฉบับ โย โย

เซอร์เวย์ ร. เอ, & จิวเวตต์, เจ. ว. (2009). ฟิสิกส์สำหรับวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมกับฟิสิกส์สมัยใหม่ สำนักพิมพ์ Cengage Learning