miniatura| miniatura| A física (do latín physica, e este do grego antigo φυσικός physikós «natural, relativo a natureza») é unha ciencia que estuda as propiedades da materia, os seus constituíntes fundamentais, o seu movemento e comportamento a través do espazo e tempo, e as entidades relacionadas de enerxía e forza, "PA ciencia física é ese departamento de coñecemento que se relaciona coa orde da natureza, ou, noutras palabras, coa sucesión regular dos acontecementos.." considerando unicamente os atributos susceptíbeis de seren medidos.
A física é unha das disciplinas científica máis fundamentais, sendo o seu principal obxectivo comprender como se comporta o universo. "A física é unha das ciencias máis fundamentais. Científicos de todas as disciplinas usan as ideas da física, incluíndo químicos que estudan a estrutura das moléculas, paleontólogos que tratan de reconstruír como andaban os dinosauros e climatólogos que estudan como as actividades humanas afectan á atmosfera e aos océanos. A física é tamén a base de toda a enxeñaría e tecnoloxía. Ningún enxeñeiro podería deseñar un televisor de pantalla plana, unha nave espacial interplanetaria ou mesmo unha trampa para ratos mellor sen comprender antes as leis básicas da física. (...) Chegarás a ver a física como un logro impoñente do intelecto humano na súa procura por comprender o noso mundo e a nós mesmos." "A física é unha ciencia experimental. Os físicos observan os fenómenos da natureza e tratan de atopar patróns que relacionen estes fenómenos." "A física é o estudo do teu mundo e do mundo e universo que te rodea." Un científico que se especializa no campo da física chámase físico.
A física é talvez a máis antiga de todas as disciplinas académicas xa que a astronomía é unha das súas subdisciplinas. Durante gran parte dos últimos dous milenios, a física, a química, a bioloxía e certas ramas das matemáticas formaron parte da filosofía natural, pero durante a revolución científica no século XVII estas ciencias naturais xurdiron como esforzos de investigación únicos por dereito propio. A física cruzase con moitas áreas da investigación interdisciplinaria, como a biofísica e a química cuántica, e os límites da física non están definidos de forma ríxida. As novas ideas en física explican a miúdo os mecanismos fundamentais estudados por outras ciencias e suxiren novas vías de investigación nestas e noutras disciplinas académicas como as matemáticas e a filosofía.
A formulación das teorías sobre as leis que gobernan o Universo foi un obxectivo central da física desde tempos remotos, coa filosofía do emprego sistemático de experimentos cuantitativos de observación e proba como fonte de verificación. A clave do desenvolvemento histórico da física inclúe fitos como a lei da gravitación universal e a mecánica clásica de Newton, a comprensión da natureza da electricidade e a súa relación co magnetismo de Faraday , a teoría da relatividade especial e teoría da relatividade xeral de Einstein, o desenvolvemento da termodinámica con James Prescott Joule e Sadi Carnot e o modelo da mecánica cuántica aos niveis da física atómica e subatómica con Louis-Victor de Broglie, Heisenberg e Erwin Schrödinger.
Esta disciplina incentiva competencias, métodos e unha cultura científica que permiten comprender o noso mundo físico e vivente, para logo actuar sobre el. Os seus procesos cognitivos convertéronse en protagonistas do saber e facer científico e tecnolóxico xeral, axudando a coñecer, teorizar, experimentar e avaliar actos dentro de diversos sistemas, clarificando causa e efecto en numerosos fenómenos. Desta maneira, a física contribúe á conservación e preservación de recursos, facilitando a toma de conciencia e a participación efectiva e sostida da sociedade na resolución dos seus propios problemas.
A física é significativa e influente, non só porque os avances na comprensión adoitan traducirse en novas tecnoloxías, senón tamén porque as novas ideas en física resoan coas outras ciencias, as matemáticas e as ciencias. filosofía.
A física non é só unha ciencia teórica; tamén é unha ciencia experimental. Como toda a ciencia, busca que as súas conclusións poidan ser verificadas mediante experimentos e que a teoría poida facer predicións de futuros experimentos baseándose en observacións anteriores. Dada a amplitude do campo de estudo da física, así como o seu desenvolvemento histórico en relación con outras ciencias, pódese considerar a ciencia fundamental ou central, xa que inclúe dentro do seu campo de estudo a química, a bioloxía e electrónica, ademais de explicar os seus fenómenos.
A física, no seu intento de describir os fenómenos naturais con precisión e veracidade, alcanzou límites impensables: os coñecementos actuais van dende a descrición de partículas fundamentais microscópicas ata o nacemento das estrelas no universo e mesmo poder coñecer con gran probabilidade o que aconteceu nos primeiros momentos do nacemento do noso universo, por citar algúns campos.
Os avances da física adoitan permitir avances nas novas tecnoloxías. Por exemplo, os avances na comprensión do electromagnetismo, a física do estado sólido e a física nuclear levaron directamente ao desenvolvemento de novos produtos que transformaron drasticamente a sociedade moderna, como televisión, ordenadores, electrodomésticos e armas nucleares; os avances na termodinámica levaron ao desenvolvemento de industrialización; e os avances na mecánica inspiraron o desenvolvemento do cálculo.
Historia
A historia da física engloba os esforzos e estudos realizados por persoas que trataron de comprender a razón da natureza e os fenómenos que nela se observan: o paso das estacións, o movemento dos corpos e dos astros, os fenómenos climáticos, as propiedades dos materiais, entre outros. Grazas ao seu amplo alcance e longa historia, a física está clasificada como unha ciencia fundamental. Esta disciplina científica pódese dedicar a describir as partículas máis pequenas ou explicar como nace unha lúa. miniatura|upright|Tales de Mileto considerado o primeiro filósofo da "physis" (física), porque outros, despois del, seguiron o seu camiño procurando o principio natural das cousas. A maioría das civilizacións antigas tentaron dende o principio explicar o funcionamento do seu medio; miraron as estrelas e pensaron como podían gobernar o seu mundo. Isto levou a moitas interpretacións de carácter máis filosófico que físico; non en balde daquela a física chamábase filosofía natural. No desenvolvemento primitivo da física atópanse moitos filósofos, como Aristóteles, Tales de Mileto ou Demócrito, xa que foron os primeiros en tratar de atopar algún tipo de explicación aos fenómenos que rodeáronos. As primeiras explicacións que apareceron na antigüidade baseábanse en consideracións puramente filosóficas, sen ser verificadas experimentalmente. Algunhas interpretacións erróneas, como a que fixo Claudius Ptolomaeus no seu famoso Almaxesto —«A Terra está no centro do Universo e das estrelas. ”- durou miles de anos. Aínda que as teorías descritivas do universo deixadas por estes pensadores estaban erróneas nas súas conclusións, foron válidas durante moito tempo, case dous mil anos, en parte debido á aceptación da Igrexa católica de varios dos seus preceptos. como a teoría xeocéntrica.
Esta etapa, chamada escurantismo na ciencia de Europa, remata cando o cóengo e científico Nicolao Copérnico, que é considerado o pai da astronomía moderna, recibe en 1543 o primeiro exemplar do seu libro, titulado De Revolutionibus Orbium Coelestium. Aínda que Copérnico foi o primeiro en formular teorías plausibles, é outro personaxe que se considera o pai da física tal e como a coñecemos hoxe. O profesor de matemáticas da Universidade de Pisa, Galileo Galilei, a finais do século XVI cambiaría a historia da ciencia, utilizando experimentos por primeira vez para verificar as súas afirmacións. Mediante o uso do telescopio para observar o ceo e o seu traballo sobre planos inclinados, Galileo utilizou por primeira vez o método científico e chegou a conclusións susceptibles de ser verificadas. Ás súas obras uníronse grandes achegas doutros científicos como Johannes Kepler, Blaise Pascal e Christiaan Huygens.
Máis tarde, no século XVII, un científico inglés reuniu nun só traballo as ideas de Galileo e Kepler, unificando as ideas do movemento celeste e as do movemento da Terra no que el chamou gravidade . En 1687, Isaac Newton formulou, na súa obra titulada Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, os tres principios do movemento e a cuarta lei da gravitación universal, que transformou completamente o mundo físico; todos os fenómenos podían verse de forma mecánica. miniatura|upright|Isaac Newton O traballo de Newton neste campo continúa ata os nosos días, xa que todos os fenómenos macroscópicos poden describirse segundo as súas tres leis. É por iso que durante o resto dese século e no posterior, o século XVIII, todas as investigacións baseáronse nas súas ideas. De aí que desenvolvéronse outras disciplinas como a termodinámica, a óptica, a mecánica de fluídos e a mecánica estatística. As obras coñecidas de Daniel Bernoulli, Robert Boyle e Robert Hooke, entre outros, pertencen a este período.
No século XIX prodúcense avances fundamentais na electricidade e no magnetismo, principalmente da man de Charles-Augustin de Coulomb, Luigi Galvani, Michael Faraday e Georg Simon Ohm, culminando co traballo de James Clerk Maxwell en 1855, que logrou a unificación ambos os fenómenos e as respectivas teorías vixentes ata entón na teoría electromagnética, descrita a través das ecuacións de Maxwell. Ademais, os primeiros descubrimentos sobre a radioactividade e o descubrimento do electrón por parte de Joseph John Thomson en 1897.
Durante o o século XX a Física desenvólvese plenamente. En 1904, Hantarō Nagaoka propuxera o primeiro modelo do átomo, que foi confirmado en parte por Ernest Rutherford en 1911, aínda que ambos enfoques serían substituídos máis tarde polo modelo atómico de Bohr, de 1913. En 1905 Einstein formulou a Teoría da Relatividade especial, a cal coincide coas Leis de Newton cando os fenómenos se desenvolven a velocidades pequenas comparadas coa velocidade da luz. En 1915 Einstein estendeu a Teoría da Relatividade especial formulando a Teoría da Relatividade xeral, a cal substitúe á Lei da gravitación de Newton e compréndea nos casos de masas pequenas. Planck, Einstein, Bohr e outros desenvolveron a teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentais anómalos sobre a radiación dos corpos. En 1911 Rutherford deduciu a existencia dun núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925 Heisenberg e en 1926 Schrödinger e Dirac formularon a mecánica cuántica, que comprende as teorías cuánticas precedentes e fornece as ferramentas teóricas para a física da materia condensada.
Posteriormente formulouse a teoría cuántica de campos para estender a mecánica cuántica de xeito consistente coa teoría da relatividade especial, acadando a súa forma moderna a finais da década de 1940 grazas ao traballo de Feynman, Schwinger, Tomonaga e Dyson, quen formularon a teoría da electrodinámica cuántica. Así mesmo, esta teoría forneceu as bases para o desenvolvemento da Física de partículas. En 1954 Yang e Mills desenvolveron as bases do modelo estándar. Este modelo completouse nos anos 1970 e con el foi posible predicir as propiedades de partículas non observadas previamente pero que foron descubertas sucesivamente sendo a última delas o quark top. Na actualidade o modelo estándar describe todas as partículas elementais observadas así como a natureza da súa interacción. Astronomía antiga
miniatura|upright|A astronomía do antigo Exipto é evidente en monumentos como o teito da tumba de Senemut da dinastía XVIII de Exipto.