Cu ce se ocupă fizica? La care întrebări despre natura obiectelor fizicienii au dat răspunsuri? La ce întrebări ei să străduie să răspundă astăzi? De ce fizica este așa de importantă? Cum ea influențează la dezvoltarea omenirei?
Vom încerca să răspundem la întrebările menționate mai sus. Scopul este de a expune elementar starea lucrurilor în fizica contemporană și a caracterului cercetărilor ce au loc la momentul actual.
În dezvoltarea fizicii într-o măsură arbitrară se poate de evedențiat trei perioade – clasice, moderne și contemporane. La sfârșitul secolului XIX au fost detaliat studiate așa compartemente ale fizicii ca, mecanica, termodinamica, electromagnetizmul, optica și hidrodinamica. Elaborarea teoriilor acestor compartimente în linii generale se considera finalizată, așa că în viitor nu se așteptau careva noi descoperiri. Totalitatea acestor compartimente noi o considerăm fizica clasică.
La sfârșitul secolului XIX și pe parcursul a primelor trei decenii secolului XX în fizică au fost efectuate un șir de descoperiri uimitoare. A fost depistat fenomenul radioactivității, care în continuare a fost utilizat la studierea structurei atomului. Crearea teorie relativității a impus reviziunea privirii la spațiu și timp. Încercările de descriere a structurii atomului au condus la crearea teoriei cuantice. Această perioadă în care s-a modificat întreg caracter al cercetărilor fizice, noi o numim fizica modernă.
În anii treizecii al secolului trecut pentru prima oară se observă emisia radio al stelelor, au fost descoperite neutronul și dezintegrarea atomilor, a fost descoperită particula elementară ce nu face parte din atom. Aceste descoperiri au condus la acumularea unui volum enorm de rezultate în compartimentele noi ale fizicii, ce are loc și în timpul actual. O astfel de dezvoltare a cercetărilor în fizică, consecințele fiind noi descoperiri și apariției unor noi idei, a condus la crearea fizicii contemporane.
Începem de la faptul cu se ocupă fizica, de ce un rol important în ea îl joacă experimentul, ce noi înțelegem sub teoria fizică și cum de aplicat această teorie la lumea fizică reală. Trebuie de menționat, că fizica este bazată pe vizualizări cantitative în așa fel limba adevărată pentru ea este matematica.
1.1 Ce este fizica?
Studiul legilor naturii. Câteva sute de ani în urmă volumul cunoștințelor științifice cunoscute era așa de mic, astfel în cât un singur om era capabil să facă cunoștință cu toatele ideile științifice de bază. Într-adevăr savanții în acel timp erau numiți filosofi naturaliști, ce presupune, că el studiază toate aspectele naturale. Acumularea informației științifice începând cu perioada Renașterii avea loc atât de repede, astfel încât conceptul de om de știință, ca o persoană ce deține de cunoștințe universale, de mult și-a pierdut sensul. La momentul actual cercetătorii științifici se împart în științe așa ca fizicieni, chimiști, biologi, geologi etc. Însă și acum se tinde spre integrarea diferitor ramuri ale știinților. Când cunoașterea noastră despre natură va fi mai deplină, noi vom fi capabili să înțelegem, ce legătură există între fizică – biologie, între chimie – geologie, între meteorologie și oceanografie.
Fizicianul se străduie să cunoască cele mai elementare sisteme din natură. Descoperirile efectuate de fizicieni nu numai lărgesc cunoștințele noastre despre procesele fizice, dar des joacă un rol decesiv în dezvoltarea altor științe. De exemplu, descoperirea teoriei cuantice a permis chimiștilor să conșteintezeze tot spectrul de factori acumulat de ei despre construcția chimică și reacția chimică. Legile formulate de fizicieni despre propagarea undelor sonore în corpuri solide au permis geologilor să utilizeze metodele seismologice pentru studiul măruntailor Pământului. Teoria despre mișcarea fluidelor de gaze este foarte importantă pentru meteorologi și oceanologilor. Legile fizicii dirijează cu toate procesele fizice. Noi am descoperit doar unele din aceste legi alte țușnesc la moment de la noi.
Fizica începe cu sisteme simple
Așa științe ca geologia, meteorologia sau oceanologia fizică, încearcă să descrie în linii generale comportamentul unor sisteme foarte compuse. Fizica, invers, la început studiază cele mai elementare sisteme, însă foarte amănunțit. De exemplu, dacă geologul poate să se ocupe cu descrierea procesului de formare a munților din roci tari, atunci fizicianul, rezolvând problema corpului solid, la început studiază amănunțit porcesele, ce au loc în interiorul unui atom, de exemplu atomul de hidrogen. Numai după acesta fizicanul poate trece la studierea unui sistem mai complicat așa ca molecula de hidrogen, iar după acesta la cercetarea sistemelor mai compuse așa ca corpul solid. La fiecare etapă a unui așa tip de cercetare fizicianul se ciocnește cu noi probleme fundamentale, care necesită soluționări, înainte de a efectua următorul pas. Des soluționarea a unei oarecare probleme nu se primește, atunci el e nevoit să i-a în considerației, cum această cunoștință incompletă se poate reflecta la întrebarea pusă. Dacă are noroc, atunci e posibil, că următoarea problemă sau următoarele două vor încheia cercul de cercetare, întorcândul la problema anterior ne soluționată, va permite încă odată de o privit din alt punct de vedere și de a o soluționa. Succesul în fizică se atinge anume cu așa metode; pentru acesta trebuie corect de formulat întrebarea, de ocolit problemele ne soluționate, apoi de întors la ele și în baza datelor noi de obținut răspunsuri mai precise și la întrebările anterioare cât și cele noi.
Descoperiri întâmplătoare.
Uneori descoperirile în fizică sunt condiționate doar de noroc. Există probabilitatea, că studiind o anumită problemă, se poate destul de întâmplător de efectuat o descoperire importantă. Când Galilei a început să studieze planetele cu telescopul inventat de el, pentru prima oară a observat, că în jurul Jupiterului se rotesc patru sateliți.
Becquerel întâmplător a descoperit fenomenul radioactivității, developând o peliculă fotografică, pe care câteva săptămâni se afla o bucată de zăcăminte de uran. Desigur, noi nu putem miza pe faptul că vom obține răspunsuri în așa mod la toate întrebările, însă știința tinde spre descoperiri și unele din ele se obțin întâmplător. Savantul mereu trebuie să fie gata de a aprecia și a utiliza acest noroc aliator.
În continuare seria articolelor Structura fizicii și limba ei!, va încerca să răspundă la următoarele întrebări: De ce fizica este atât de importantă?, Este oare fizica o știință exactă? Ce înseamnă o teorie ”bună”?. La fel vor fi abordate subiectele: Fizica ca o știință experimentală, Metoda științifică,Teoriile fizice, Modele-teorii-legi.
