الفيزياء هي العلوم الأساسية، إن هدف

الفيزياء

هو العثور على القوانين التي تحكم كل شيء في الكون وفهمها ، بدءًا من سلوك أصغر كتل بناء المادة إلى بنية الزمكان والكون نفسه، بالنظر إلى التنوع الرائع للظواهر في الكون وحجم الكون .

النسبية والميكانيكا

لقد أتاح لنا اكتشاف النسبية والميكانيكا الكمومية في

القرن العشرين

، ولأول مرة في التاريخ ، الأمل في أن يكون هذا الهدف ممكنًا حقًا، اليوم ، لدينا نظرية ناجحة بشكل مذهل تسمى “النموذج المعياري” والتي توفر مع النظرية العامة للنسبية القوانين الفيزيائية التي تحكم جميع الظواهر المعروفة للإنسان حتى الآن، هل هذا يعني أن كل شيء يمكن أن يفهمه النموذج القياسي؟ الجواب، بالطبع، لا .

أولاً ، الظواهر التي استطعنا مراقبتها ودراستها جزء صغير من كوننا، ومثلما أتاح الميكانيكا النيوتونية المجال لميكانيكا الكم ، فإن فهمنا الحالي يجب أن يفسح المجال لفهم جديد إذا تطلبت الاكتشافات على حدود الفيزياء ذلك، ثانياً ، إن معرفة قوانين الفيزياء المجهريّة لا تعني أنّ المرء يفهم جميع الظواهر الماكروسكوبية، وهناك أنواع لا نهاية لها من المفاجآت في الطبيعة مثل كيفية عمل خلية أو كيف تتصرف المواد في درجات الحرارة القصوى التي تنتظر مزيدًا من الفهم .

فالفيزيائي ، بغض النظر عن التخصص ، هو شخص متحمس من هذه التحديات اليومية: كيف أجد ظواهر جديدة؟ كيف أفهم الظاهرة الجديدة؟ كيف يمكنني تحسين النظريات والتقنيات الحالية للقيام بذلك؟ كيف تتلاءم جميعًا معًا؟

حدود الفيزياء

حدود الفيزياء ليست فقط للإنجاز الفكري، تم إجراء اكتشافات وتغييرات كبيرة في مجال

التكنولوجيا

من قبل علماء الفيزياء، وتشمل هذه الترانزستور والليزر ، وهما أهم تفاصيل سطح المكونات الهامة لتكنولوجيا المعلومات الحديثة، بالإضافة إلى ذلك ، لدى الفيزياء تقليد توسيع مجال نشاطها إلى مجالات جديدة حيث تكون وجهة نظرنا الفريدة – قدرتنا على تحديد السمات الشاملة لمشكلة ما ، بخلاف تفاصيل المشكلة المعنية – ذات قيمة كبيرة، على وجه الخصوص ، عملت البحوث المكثفة بمثابة الجسر من الفيزياء إلى العلوم الأخرى ، مثل

علم الأحياء

والكيمياء والهندسة .

القوانين الأساسية للفيزياء

الهدف من الفيزياء هو تطوير نماذج دقيقة للواقع الفيزيائي، أفضل سيناريو هو وضع سلسلة من القواعد الأساسية للغاية لوصف كيفية عمل هذه النماذج، غالباً ما تسمى هذه القواعد “القوانين” بعد أن تم استخدامها بنجاح لسنوات عديدة .

الفيزياء معقدة ، لكنها تعتمد بشكل أساسي على عدد من قوانين الطبيعة المقبولة، بعضها اكتشافات تاريخية ورائدة في العلوم، وتشمل هذه القوانين قانون السير نيوتن الجاذبي بالإضافة إلى قوانينه الثلاثة للحركة، إن النظرية النسبية لـ

ألبرت آينشتاين

وقوانين الديناميكا الحرارية تقع ضمن هذه الفئة .

الفيزياء الحديثة تبني هذه الحقائق الضخمة لدراسة أشياء مثل فيزياء الكم التي تستكشف الكون غير المرئي، وبالمثل ، تسعى فيزياء الجسيمات لفهم أصغر أجزاء المادة في الكون، هذا هو المجال الذي تدخل فيه كلمات غريبة مثل الكواركات ، والبوزونات ، والهادرونات ، والليبتونات إلى الحوار العلمي الذي يتصدر عناوين الصحف اليومية .

الأدوات المستخدمة في الفيزياء

تتنوع الأدوات التي يستخدمها الفيزيائيون من المادية إلى المجردة، وهي تشمل موازين التوازن وأجهزة بث

شعاع الليزر

بالإضافة إلى الرياضيات، إن فهم هذه المجموعة الواسعة من الأدوات وطرق تطبيقها هو أمر ضروري لفهم العملية التي يمر بها الفيزيائيون في دراسة العالم المادي .

وتشمل الأدوات المادية أشياء مثل الموصلات الفائقة والمزامنة ، والتي تستخدم لإنشاء مجالات مغناطيسية مكثفة، ويمكن تطبيق هذه في دراسات مثل مصادم الهادرون الكبير أو عمليا في تطوير

القطارات المغنطيسية

.

الرياضيات هي في صميم الفيزياء وهي حيوية في جميع مجالات العلوم، عند البدء في استكشاف الفيزياء ، ستكون العوامل الأساسية مثل استخدام الأرقام المهمة وتجاوز أساسيات النظام المتري أمرًا مهمًا. الرياضيات والفيزياء تذهب أعمق من ذلك بكثير ، ومفاهيم مثل

الرياضيات

المتجهية والخصائص الرياضية للأمواج ضرورية لعمل العديد من الفيزيائيين .