Що таке фізика?

Слов "фізика" має грецьке походження, дослівно перекладається як "природа". На сьогоднішній день це одна з найдавніших наук природничо-наукового циклу, згадки про яку зустрічаються ще у давньогрецького вченого Аристотеля (6 століття до н. Е.). Що таке фізика? Сьогодні під нею розуміють науку про загальні закони природи, матерії, її русі і будову. Класичні закони фізики вважаються основою всього сучасного природознавства.

предмет науки

Фізику можна назвати наукою про природу в найзагальнішому сенсі цього слова. Вона вивчає речовина або матерію, енергію, загальні види взаємодії сил природи. Фізика вважається фундаментальною наукою, так як інші природничі дисципліни вивчають лише класи матеріальних систем, які підкоряються фізичним законам. Фізика тісно пов`язана з математикою, так як всі фізичні закони описуються за допомогою методів математичного апарату. Крім цього, розвиток деяких областей математики відбулося виключно завдяки досягненням фізиків. Так, існує цілий розділ - математична фізика.

Історія фізики

Становлення сучасної фізики пройшло безліч етапів, кожен з яких вносив щось нове в фізичне знання, модернізував фундаментальні фізичні поняття.

стародавній період

Основи сучасної фізики зародилися ще в 5-6 ст. до н. е. Вважається, що сам термін «фізика» вперше опублікував у своїх працях давньогрецький філософ Аристотель. Інші грецькі філософи Евклід і Птолемей створили основи механіки, оптики та інших розділів сучасної фізики. Великий внесок внесли і індійські вчені. Так, астроном Аріабхата запропонував еліптичні моделі планетарних систем, а мислителі Дігнага і Дхармакірті поклали початок фізики елементарних частинок.

середньовіччя

В середині XVI століття в Європі почалася наукова революція в зв`язку з винаходом наукових методів дослідження. Так, протягом наступних 100 років вченими були розроблені і доведені основи всієї сучасної фундаментальної фізики. Цей період часу починається роботою Миколи Коперника, а закінчується цілою плеядою талановитих дослідників: Г. Галілей, І. Кеплер, Б. Паскаль і, звичайно, І. Ньютон, який створив основні закони механіки.

Переломний момент

В кінці XIX - початку XX століття вся класична фізика була перевернута з ніг на голову дослідженнями А. Ейнштейна, Е. Резерфорда, Н. Бора. Вони змінили механічну парадигму у фізиці, винайшовши теорію відносності і теорію атома.

сучасна фізика

На сьогоднішній день фізика по здебільшого займається дослідженням фундаментальних законів. Крім того, акцент змістився на розвиток ядерної фізики завдяки відкриттю радіоактивності речовин Анрі Беккерелем. Створення квантової фізики дало поштовх до активного розвитку мікроелектроніки і фізики твердого тіла, без яких неможливо існування цілих галузей сучасної промисловості.

Напрямки фізики як науки

Головними галузями фізики як науки є наступні напрямки: теоретична, прикладна і експериментальна фізика.

теоретична фізика

Головним завданням теоретичної фізики є формулювання і уточнення основних законів і явищ природи. Крім цього, теоретики безпосередньо вивчають, що таке фізика, закладають основи для практичних досліджень.

експериментальна фізика

Цей розділ вважається базовим для природної науки, адже саме за допомогою експериментів доводять або спростовують закони і теорії, шукають досвідчені дані. Теоретична і експериментальна фізика доповнюють і підкріплюють один одного. До речі, багато відкриттів у фізиці з`явилися в експерименті, а не шляхом теоретичного аналізу.

Прикладна фізика

З моменту свого зародження фізика шукає відповідь на питання: де можна застосувати теоретичні основи науки. Саме прикладна фізика дозволяє на практиці використовувати наукові відкриття, так саме цей розділ є основою інженерії, всіх винаходів. Наприклад, ядерна фізика допомогла створити ядерну енергетику, а застосування електрики було б неможливо без знань фізики твердого тіла. Прикладна фізика має безліч зв`язків з іншими науками, такими як хімія, біологія і т. Д.

Основні фізичні теорії

На сьогоднішній день існує безліч розділів фізики, які охоплюють практично всі явища природи. Ось основні з них:

• Класична механіка - розділ фізики, який вивчає зміни положення тіла в просторі, шукає причини, які це викликають. Механіка грунтується на теорії І. Ньютона. Класична механіка ділиться на статику (вивчає рівновагу тіл), кінематику (вивчає геометрію руху тіл) і динаміку (вивчає причини руху тіл).
• Термодинаміка - розділ фізики, який вивчає властивості макроскопічних систем, способи і шляхи трансформації енергії в цих системах. Вся термодинаміка ділиться на рівноважну (класичну) і нерівноважну.
• Теорія електромагнетизму - вивчає взаємодії між частинками з електричним зарядом. Сюди входять такі підрозділи, як електростатика, електродинаміка, магнітна гідродинаміка і інші.
• Квантова механіка - розділ теоретичної фізики, який описує фізичні явища, дія яких можна порівняти з дуже маленькою величиною - постійної Планка.
• Молекулярна фізика - розділ, який вивчає властивості речовини на рівні молекул і атомів.
• Теорія відносності - це сучасна теорія, яка вивчає простір і час в контексті фізичних процесів.
• Ядерна фізика - вивчає фізичні властивості радіоактивних речовин.
• Оптика - розділ фізики, що вивчає явища, які пов`язані з поширенням електромагнітних хвиль, зокрема світло, рентген та інші.