เราอธิบายว่าฟิสิกส์สมัยใหม่คืออะไร เป้าหมายของมัน และความแตกต่างจากฟิสิกส์คลาสสิกคืออะไร นอกจากนี้ยังมีสาขาอะไรบ้าง
ฟิสิกส์สมัยใหม่คืออะไร?
ในสาขาวิทยาศาสตร์เราพูดถึง ทางกายภาพ สมัยใหม่เพื่ออ้างถึงการศึกษาร่วมสมัยเกี่ยวกับกฎหมายพื้นฐานของ จักรวาลซึ่งใช้เป็นจุดเริ่มต้นของการกำหนดในปลายศตวรรษที่ 19 และจุดเริ่มต้นของทฤษฎีปฏิวัติสองประการในเรื่องนี้:
- ทฤษฎีควอนตัมของ Max Planck ในปี 1900
- ดิ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ โดย อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ค.ศ. 1905
ความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กในปี ค.ศ. 1927 มักถูกเพิ่มเข้าไปในเรื่องนี้ ไม่ว่าในกรณีใด การศึกษาฟิสิกส์ก่อนหน้านี้ทั้งหมดจะเรียกว่าฟิสิกส์คลาสสิก
อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนี้ไม่ได้เป็นเพียงประวัติศาสตร์เท่านั้น อย่างที่เห็น ในทางหนึ่งฟิสิกส์สมัยใหม่แตกต่างจากฟิสิกส์คลาสสิกเนื่องจากแนวคิดของ "ควอนตัมของการกระทำ" (วิกุงสควอนตัม) เสนอโดยพลังค์ซึ่งเสนอเป็นระดับของ พลังงาน ขั้นต่ำที่เป็นไปได้
นั่นคือตามแนวทางสมัยใหม่นี้ พลังงานในจักรวาลสามารถแบ่งออกเป็นหน่วยที่น้อยที่สุดและแบ่งแยกไม่ได้ (แต่ละหน่วยเรียกว่า "ควอนตัม" หรือ ควอนตัม) ในขณะที่พลังงานฟิสิกส์คลาสสิกมีความต่อเนื่องและแบ่งแยกไม่ได้
ในทางกลับกัน ฟิสิกส์สมัยใหม่เข้ามาแทนที่แนวคิดของฟิสิกส์ที่กำหนดขึ้นเอง ซึ่งปรากฏการณ์ทั้งหมดของจักรวาลสามารถอธิบายได้ว่าเป็นผลจาก เหตุและผลโดยฟิสิกส์ของความไม่แน่นอนและความไม่ถูกต้อง ดังนั้น ฟิสิกส์สมัยใหม่มักจะพูดถึงความน่าจะเป็นของปรากฏการณ์ เพราะมันเกี่ยวข้องกับกฎลึกลับที่ควบคุม สสารและพลังงาน.
อย่างหลังเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าฟิสิกส์คลาสสิกส่วนใหญ่ศึกษาสถานการณ์ที่ประสาทสัมผัสของมนุษย์สามารถครอบคลุมได้ กล่าวคือ สถานการณ์จากมุมมองมหภาค
ฟิสิกส์สมัยใหม่กลับเจาะลึกเข้าไปในบริเวณที่ซับซ้อนมากขึ้นของจักรวาล เช่น สสารของอะตอมและพฤติกรรมของอนุภาคคลื่นของจักรวาล เรื่องหรือ ปรากฏการณ์ทางกายภาพ ที่เกิดขึ้นที่ ความเร็วของแสง. ในสถานการณ์เหล่านี้ กฎคลาสสิกจะไม่มีประโยชน์อีกต่อไป
ในทางกลับกัน หนึ่งในแรงบันดาลใจหลักของฟิสิกส์สมัยใหม่คือการบรรลุการบูรณาการในทฤษฎีฮาร์มอนิกเดียวของแรงธรรมชาติที่รู้จักทั้งหมด: แรงโน้มถ่วง, ที่ แม่เหล็กไฟฟ้ากองกำลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและกองกำลังนิวเคลียร์ที่อ่อนแอ
ทฤษฎีที่รวมกันเป็นหนึ่ง ซึ่งยังไม่มีอยู่จริง จะเรียกว่า "ทฤษฎีสำหรับทุกสิ่ง" ทฤษฎีนี้จะทำหน้าที่ทำความเข้าใจทั้งความสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคเล็ก ๆ ของสสารและความสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคขนาดมหึมา ดวงดาว ของจักรวาล
สาขาฟิสิกส์สมัยใหม่
ฟิสิกส์สมัยใหม่แบ่งออกเป็นสองสาขาหลัก ซึ่งแต่ละสาขาจะมีสาขาย่อยเฉพาะทางมากขึ้น
- ดิ กลศาสตร์ควอนตัม, ทุ่มเทให้กับการศึกษาของ ตาชั่ง อวกาศขนาดเล็กมาก เช่น ระบบอะตอมและอะตอม หรือการโต้ตอบกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มักเป็นปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ หลักการพื้นฐานของมันคือพลังงานทุกรูปแบบถูกปล่อยออกมาในหน่วยปกติที่เรียกว่า "ควอนตั้ม" ภายในพื้นที่ที่เขาสนใจ เช่น ฟิสิกส์นิวเคลียร์ ฟิสิกส์อะตอม หรือฟิสิกส์ระดับโมเลกุล เป็นต้น
- ดิ ทฤษฎีสัมพัทธภาพที่อุทิศให้กับการศึกษาแรงโน้มถ่วง นั่นคือ เหตุการณ์ทางกายภาพทั้งใน สภาพอากาศ เช่นเดียวกับในอวกาศ แต่สัมพันธ์กับผู้สังเกตตัวแปรเสมอ ซึ่งหมายความว่าเวลาและพื้นที่ไม่คงที่แต่สัมพันธ์กัน ไม่เหมือนกับที่ฟิสิกส์คลาสสิกมีอยู่สาขาย่อยของการศึกษานี้มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่สองทฤษฎีของไอน์สไตน์: ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษปี 1905 และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปปี 1915 สาขาวิชาประยุกต์คือ ส่วนใหญ่ เกี่ยวกับจักรวาลวิทยา นั่นคือ การศึกษาจักรวาล โดยรวมและในวงกว้าง