scienco pri materio, movo, energio, kaj forto From Wikipedia, the free encyclopedia
Fiziko estas la naturscienco, kiu priskribas la fundamentajn ecojn, la movadon, kaj la interagojn de la konsistaĵoj de la Universo. Fizikistoj priskribas tion ĉi en terminoj de la movokvanto kaj energio de la konsistaĵoj kaj la interagaj fortoj inter la konsistaĵoj. La tempa naturo de agado ĉe distanco de fortoj estas priskribitaj de fizikistoj per fundamentaj partikloj. Ekzemple, la fotono peras la elektromagnetan interagon inter elektrono kaj protono. Fizikistoj ĉiam premas por pli fundamenta priskribo de la konsistaĵoj de naturo; kaj tiel per priskribo de konsistaĵoj de "fundamentaj" partikloj, per ekzemple kvarkoj.
Fizikistoj ellaboras teoriojn pri la konsistaĵoj de la materio per helpo de matematiko. Ekzemploj estas la teorioj de klasika mekaniko, relativeco, kaj kvantuma mekaniko. Termodinamiko estas teorio pri la statistika dinamiko de la konsistaĵoj de la Universo. La fizikistoj studas la ecojn kaj interagojn de materio, radiado kaj kampoj.
Malkovroj en la kampo de fiziko trovas ofte aplikojn en aliaj natursciencoj kiel kemio, inĝenierado, biologio, ktp.
La fizikistoj observas, mezuras kaj modeligas la konduton kaj la interagojn de la materio tra spaco kaj tempo, difinitaj kiel fizikaj fenomenoj.
Fiziko estas ĝenerale konsiderata la branĉo de scienco kiu pleje uzas la sciencan metodon, ĝis tia grado ke tiu ĉi estas ofte priskribata laŭ la modelo de la fizika esplorprocezo. Samtempe, ĝi estas la scienco plej dependa de la uzo de matematiko, speciale por la kreado de fizikaj modeloj, kiu poste povas esti pruvataj per la fizikaj esploroj.
Oni ofte notigas ke inter la fizikistoj ekzistas divido inter la eksperimentistoj kaj la teoriistoj, kaj ke estas maloftaj la homoj kiuj elstaris en ambaŭ branĉoj. Tamen, la teorio kaj la eksperimento estas forte dependaj inter si. La progreso en fiziko okazas ofte kiam la eksperimentoj malkovras fenomenojn, kiujn la teorio ne povas ekspliki, kio kondukas al la lanĉo de novaj teorioj. Siavice, tiuj ĉi montras la vojon al novaj eksperimentoj. Sed la malo okazas. Ekzemple, la neŭtrino kaj la nigra truo estis teorie prognozitaj je multaj jaroj antaŭ siaj eksperimentaj malkovroj.
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Historio de fiziko.
La vorto "fiziko" estas derivita de la antikva greka: φυσική (ἐπιστήμη), latinigita kiel physikḗ (epistḗmē), kiu signifas "scio de naturo". Unu el la plej malfruaj ekzemploj de ĉi tiu scio troviĝis en la praktiko de antikva astronomio dum la komenco de civilizo mem.
Astronomio estas unu de la plej malnovaj natursciencoj surbaze de fiziko. Fruaj civilizoj, kiel la sumeranoj, antikva egiptanoj kaj la civilizo de la Indusa valo, kiuj ĉeestis ĉirkaŭ 3000 a.n.e., posedis antaŭdiran scion kaj bazan konscion de la movoj de la suno, luno kaj steloj. La steloj kaj planedoj ofte estis adoratoj, ĉar oni kredis ke ili reprezentas diojn. Malgraŭ la klarigoj por la observitaj pozicioj de la steloj ofte estis malsciencaj kaj mankantaj pruvon, ĉi tiuj fruaj observadoj starigis la fundamenton por malfrua astronomio, kiel la malkovro, ke steloj trairas grandajn rondojn ĉiele. [1]
El la antikveco la homoj ellaboris teoriojn por kompreni la naturon, kaj la fenomenojn observitajn. Tiuj ĉi ne estis ĝenerale sistemaj, kaj estis malofta la rilato inter teorio kaj eksperimento, kio kondukis al scio praktika unuflanke, disigita de la teoria kono, kiu pli ofte apartenis al la filozofio. Tial, la konsidero de gravuloj kiel Aristotelo, Ptolomeo aŭ Arkimedo kiel fizikistoj estas ebla nur, se oni konsideras la limigojn de tiu difino.
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Naturfilozofio.Naturfilozofio havas siajn originojn en Grekio dum la Arkaika periodo (650 a..e. – 480 a.n.e.), kiam antaŭsokrataj filozofoj kiel Taleso malakceptis nenaturalismajn klarigojn por naturaj fenomenoj kaj proklamis, ke ĉiu okazaĵo havas naturan kaŭzon.[2] Ili proponis, ke ideoj estu verigitaj pere de racio kaj observado, kaj multaj el iliaj hipotezoj montriĝis pravaj pere de eksperimentoj;[3] por ekzemplo, oni trovis atomismon prava proksimume 2 000 jarojn post proponis ĝin Leŭkipo kaj lia disĉiplo Demokrito.
La Okcidenta Romia Imperio falis en la kvina jarcento, kaj tio rezultis en dekadenco de intelektaj atingoj en la okcidenta parto de Eŭropo. Kontraste, la Orienta Romia Imperio (kutime konata kiel Bizanca Imperio) rezistis atakojn el ĝermanoj kaj slavoj, kaj plue progresis en diversaj scifakoj, kiel ekzemple fiziko.[4] En la sesa jarcento, Isidoro de Mileto kreis gravan kompilaĵon de la verkaro de Arkimedo kiu estis kopiita en la Palimpsesto de Arkimedo.
.jpeg)
En la sesa jarcento Johano Filopono, bizanca fakulo, pridubis la instruadojn fare de Aristotelo pri fiziko kaj notis ties mankojn. Li enkondukis la teorion de impeto. La fiziko de Aristotelo ne estis kritikita ĝis la apero de Filopono; male al Aristotelo, kiu bazis sian fizikon sur parola argumentado, Filopono fidis sur observado. Pri la fiziko de Aristotelo Filopono diris:
 |
|
La kritikoj de Filopono al la aristotelaj principoj de fiziko utilos kiel inspiro por Galileo Galilei dek jarcentoj poste,[6] dum la Scienca Revolucio. Galileo citis Filoponon esence en siaj verkoj kiam temas pri argumentado, ke la aristotela fiziko havas mankojn.[7][8] En la 1300-aj jaroj Jean Buridan, instruisto en la fakultato de artoj de la Universitato de Parizo, disvolvis la koncepto "impeto". Ĝi estis paŝo al la modernaj ideoj de inercio kaj Movokvanto.[9]
Islama fakularo heredis la aristotelan fizikon el la grekoj kaj dum la Islama Orepoko disvolvis ĝin plue, speciale metante emfazon al observado kaj "a priori" rezonado, disvolvante fruajn formojn de la scienca metodo.
Kvankam la aristotelajn principojn de fiziko oni kritikis, gravas identigi la pruvojn sur kiuj li bazis siajn konsiderojn. Zorga studado de la historio de scienco kaj matematiko montras la kontribuojn faritajn pli furaj sciencistoj. La scienco de Aristotelo estis la spinaro de la scienco instruata en lernejoj eĉ ankoraŭ. Aristotelo publikigis multajn verkojn pri biologio kiel La Partoj de Animaloj (Περὶ ζῴων μορίων), en kiu li studas kaj biologian sciencon kaj naturan sciencon. Aristotelo ludis gravan rolon en la progreso de fiziko kaj de metafiziko, kaj liaj kredoj kaj trovitaĵoj estas ankoraŭ instruataj en scienca edukado nuntempa. La klarigoj kiujn Aristotelo havigas por siaj trovitaĵoj estas ankaŭ tro simplaj.
Se temas pri elementoj, Aristotelo kredis, ke ĉiu el la kvar klasikaj elementoj (tero, fajro, akvo, aero) havas sian propran naturan lokon.[10] Pro siaj diferencaj densecoj, ĉiu elemento revenos al sia propra specifa loko en la atmosfero.[11] Kaj tial, pro siaj pezoj, fajro estus supren, aero sub fajro, poste akvo, poste kaj fine tero. Li asertis ankaŭ ke kiam malgranda kvanto de unu elemento eniras en la natura loko de alia, la malpli abunda elemento aŭtomate iros al sia propra natura loko. Por ekzemplo, se estas fajro surgrunde, la flamoj supreniros en la aeron kiel klopodo por reveni en sian naturan lokon al kiu ĝi apartenas. Aristotelo nomis sian metafizikon "unua filozofio" kaj karakterizis ĝin kiel studo de "la estaĵo kiel estaĵo".[12] Aristotelo difinis la paradigmon de movado kiel estaĵo aŭ ento enhavanta diferencajn areojn en la sama korpo.[13] Tiel, persono kiu estas en loko (A) povas moviĝi al nova loko (B) kaj ankoraŭ retenos la saman kvanton de spaco. Tio rilatas al la kredo de Aristotelo ke movado estas kontinua. Se temas pri materio, Aristotelo kredis, ke la ŝanĝo en kategorio (ekz. loko) kaj en kvalito (ekz. koloro) de aĵo estas difinita kiel "ŝanĝo". Sed, ŝanĝo en substanco estas ŝanĝo en materio. Tio estas ankaŭ simila al la nuntempa kompreno de materio.
Li ankaŭ skizis siajn proprajn regulojn pri movado kiuj inkludas 1) pli pezaj objektoj falos pli rapide, estante la rapido proporcia al la pezo kaj 2) la rapido de la objekto kiu falas dependas inverse de la denseco de la medio tra kiu ĝi falas (ekz. denseco de aero).[15] Li asertis ankaŭ, ke, kiam venas violenta movado (movado de objekto kiam oni aplikas forton al ĝi fare de dua objekto) la rapido laŭ kiu la objekto moviĝas, estos nur tiom rapida aŭ tiom forta kiel la mezuro de forto aplikita al ĝi.[16] Tio videblas ankaŭ en la reguloj pri rapido kaj forto kiujn oni instruas en nuntempa instruado de fiziko. Tiuj reguloj ne diras necese tion kion oni priskribas en nuntempa fiziko, sed ili estas tre similaj. Evidentas ke tiuj reguloj estis la kerno kiun aliaj sciencistoj reviziis kaj sur kiuj ili reverkis liajn kredojn.
La plej elstaraj plinovigoj fare de la islama fakularo okazis en la fako optiko kaj vidado,[17] kio venis el verkoj de multaj scienculoj kiel Ibn Sahl, Al-Kindi, Ibn al-Hazen, Al-Farisi kaj Aviceno. La plej elstara verko estis Libro de Optiko (konata ankaŭ kiel Kitāb al-Manāẓir), verkita de Ibn al-Hazen, en kiu li prezentis la alternativon al la antikvgreka ideo pri vidado. En sia Traktaĵo pri Lumo same kiel en sia Kitāb al-Manāẓir, li prezentis studon de la fenomeno de la senluma kamero (lia jarmila versio de la objektivhava fotilo) kaj plue esploris en la maniero laŭ kiu la okulo mem funkcias. Uzante la sciaron de antaŭaj fakuloj, li ekklarigis kiel lumo eniras en la okulon. Li asertis, ke la lumradio fokusiĝas, sed la vera klarigo kiel la lumo projekcias al la okulo devos atendi ĝis 1604. Lia Traktaĵo pri Lumo klarigis la funkciadon de la camera obscura, centojn da jaroj antaŭ la moderna disvolvigo de fotografio.[18]
La sep-voluma Libro de Optiko (Kitab al-Manathir) influis la sciaron [19] en fakoj el la teorio de vidpercepto ĝis la naturo de perspektivo en mezepoka arto, kaj en Oriento kaj en Okcidento, dum pli ol 600 jaroj. Tio inkludis postajn eŭropajn fakulojn kaj plursaĝulojn, el Robert Grosseteste kaj Leonardo da Vinci ĝis Johannes Kepler.
La traduko de la Libro de Optiko faris efikon en Eŭropo. El tio, postaj eŭropaj fakuloj kapablos konstrui aparatojn kiuj kopiis tiujn kiujn Ibn al-Hazen konstruis kompreninte kiel la vidkapablo funkcias.
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Klasika fiziko.
La fiziko en sia moderna signifo naskiĝis en la 16-a jarcento, per la uzo de eksperimentado kaj observado fare de homoj kiel Galileo Galilei, kiu estas ĝenerale konsiderata kiel la patro de la fizika scienca metodo. Malsimile al la antikvuloj, Galilejo ne nur observis kaj pensis logike pri naturo, sed ankaŭ faris eksperimentojn kaj aplikis matematikon al sia observado. Per siaj eltrovoj li ŝancelis la mondbildon de la Okcidento. Galileo estis nomita la "patro de la observada astronomio",[20] la "patro de la moderna fiziko",[21][22] la "patro de la scienca metodo"[23] kaj la "patro de la moderna scienco".[24] Galileo studis rapidon kaj rapidecon, graviton kaj la fenomenon de libera falo, la principon de relativeco, la inercion, la parabolan movadon de ĵetaĵoj kaj ankaŭ laboris en aplikita scienco kaj teknologio, priskribante proprecojn de pendoloj kaj de "hidrostatikaj ekvilibriloj", inventis la termoskopon kaj variajn militkompasojn, kaj uzis la teleskopon por scienca observado de ĉielaj astroj.
En la 17-a jarcento okazis forta antaŭeniro de la Fiziko danke al la rezultoj atingitaj de Newton kiu formulis la ĉefajn leĝojn de la dinamiko (leĝoj de Newton) kaj la gravito, krom la disvolvo de diversaj laboroj en la kampo de la optiko. Lia verko Principia Mathematica (Matematikaj Principoj de la Filozofio de Naturo), publikigita en 1687, inkludis priskribon de liaj fizikaj studoj, kiel ekzemple: Kinematiko kaj la tri leĝoj de moviĝo kaj gravito, kaj starigis la fundamenton por klasika mekaniko, kiu regis la tutmondan sciencan alrigardon al fiziko dum ĉirkaŭ tricent jaroj, kaj formis la bazon por moderna inĝenierarto.
La 18-a jarcento vidis la disvolvon de aliaj disciplinoj kiel termodinamiko, statistika mekaniko kaj fiziko de fluaĵoj.
En la 19-a jarcento disvolviĝas avancoj revoluciaj en la fakoj pri elektro kaj magnetismo. En 1855 Maxwell unuigis ambaŭ fenomenojn kaj kreis novan Teorion de Elektromagnetismo. Ĝi ankaŭ provokis fortan ŝanĝon en la kompreno de la teorio de la lumo.
Fine de tiu jarcento kaj komence de la 20-a malkovriĝas diversajn radiadojn, ĝis nun nekonatajn, kaj oni faras gravajn malkovrojn rilate al la elementaj partikloj. Tio kondukas al la naskiĝo de revolucia kampo: la nuklea fiziko.
En 1905 la publikigo de tri fundamentaj sciencaj artikoloj fare de juna fizikisto, Albert Einstein montras la naskiĝon de tiu kiun oni nomis la jarcento de la Fiziko. La plej influa kampo tiam naskita estis la teorio de la relativeco. Iom poste naskiĝas la kvantuma fiziko, aro da teorioj priskribantaj la subatomajn fenomenojn.
Dum la sekvaj jaroj la disvolviĝo de la fiziko estis tre rapida. Diversaj teorioj, ĉiam pli kompleksaj, klopodis ordigi la konojn de la materio, kaj ĝia rilato kun la energio, la spaco kaj la tempo.
En 2005, jaro de la centa datreveno de la artikoloj de Einstein, estis universale festata kiel Jaro de la fiziko.
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Filozofio de fiziko.Filozofio de fiziko, en filozofio esploras la filozofiajn aspektojn (logikaj, epistemologiaj, ontologiaj, metafizikaj) de konceptoj kiaj materio, energio, spaco kaj tempo. Krom tio, ĝi interesiĝas pri la filozofiaj (logikaj, epistemologiaj, ontologiaj] konsekvencoj de la teorioj de fizika relativeco kaj kosmologio, pri la rezultoj kaj interpretoj de la kvantuma mekaniko, pri la fundamentoj de la statistika mekaniko, kaj pri la problemoj koncernantaj la kaŭzecon, determinismon /nedeterminismon, naturon de la fizikaj leĝoj. Kvankam filozofia sub-disciplino, la filozofio de la fiziko kunlimas kaj, laŭkelkaspekte, nedistingeblas el la priscienca studo pri la fundamentoj de fiziko. Kutime iuj de tiuj kunlimaĵoj estas esplorataj ankaŭ kiel partoj de la metafiziko kaj de la ontologio.
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Klasika fiziko.
Klasika fiziko estas ĝenerala nomo por fizikaj teorioj, kiuj ne konsideras la kvantuman teorion. Foje ĉi tiu nomo ankaŭ estas uzata por fizikaj teorioj kiuj ne konsideras ĝeneralan relativecon kaj specialan relativecon.
Ĝenerale, ĉiu fizika teorio evoluigita ĝis la 20-a jarcento povas esti konsiderata kiel apartenanta al la kampo de klasika fiziko.
La branĉoj de fiziko inkluditaj en klasika fiziko estas la jeno:
Neŭtona mekaniko estas konsiderita kiel la komenco de klasika fiziko, fiziko kiu kulminis en la 19-a jarcento kun la eltrovo de la ekvacioj de Maxwell, kaj la leĝoj de termodinamiko.
La difino de la esprimo "moderna fiziko" ne estas rigida difino, kaj povas enhavi nur kvantuman teorion, aŭ ĉion el la fiziko de la 20-a kaj 21-a jarcentoj.
| Teorio | Ĉefaj temoj | Konceptoj |
|---|---|---|
| Kvantummeĥaniko | Pad-integrala formulo, Teorio de dissemiĝo, Ekvacio de Schrödinger, Kvantumkampa teorio, Kvantumstatistika meĥaniko | Adiabata alproksimiĝo, Rilato-principo, Libera partiklo, Hamiltona, Hilberta spaco, Identikaj partikloj, Matric-meĥaniko, Konstanto de Planck, Kvantumo, Kvantumigado, Kvantumimpliko, Kvantumharmona oscililo, Kvantuma nombro, Tunelefiko, Kato de Schrödinger, Spino, Ondfunkcio, Ondomeĥaniko, Dualeco ondo-partiklo, Nulpunkta energio, Ekskludo-principo de Paŭli, Necerteca principo de Heisenberg |
| Teorio de relativeco | Speciala relativeco, Ĝenerala relativeco, Kampekvacioj de Einstein-Hilbert | Covarianto, Varietato de Einstein, Principo de ekvivalento, Kvaromomanto, Kvarovektoro, Geodezia movado, Gravito, Gravitoelektromagnetismo, Inerteca referencsistemo, Nevarianto, Mallongiĝo de Lorentz, Pseŭdo-riemanna varietato (Varietato de Lorentz), Transformado de Lorentz, Diagramo de Minkowski, Spaco de Minkowski, Principo de relativeco, Propra longo, Propra tempo, Referencsistemo, Ripozenergio, Ripozmaso, Relativeco de samtempeco, Spacotempo, Speciala principo de relativeco, Lumrapido, Energi-impuls-tensoro, Templongigo, Ĝemelparadokso, Mondlinio |
La matematika fiziko estas la scienca kampo kiu okupiĝas pri la intereco inter fiziko kaj matematiko. La Journal of Mathematical Physics difinas ĝin kiel «la aplikado de matematiko al problemoj de la medio de la fiziko kaj la disvolvigo de matematikaj metodoj taŭgaj por tiaj uzoj kaj por la disvolvigo de fizika sciaro.»,[25] la teorio de la elasteco, la akustiko, la termodinamiko, la elektro, la magnetismo kaj la aerodinamiko.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
