¿Por qué existe la física teórica?

Permítanme responder esta pregunta usando, como ejemplo, una de las primeras ramas de la física: la balística.

La balística, por supuesto, es la ciencia detrás de la artillería. Asegurarse de que cuando disparas un cañón, esa bala de cañón aterriza donde quieres.

Hacer un experimento sin cálculos previos no es práctico. No está bien desperdiciar un montón de balas de cañón, y ciertamente no está bien derribar algunas de sus propias tropas cuando encuentre el ángulo de disparo correcto mediante prueba y error.

Afortunadamente, las trayectorias de las balas de cañón son eminentemente predecibles, predecibles con una precisión decente, de hecho, incluso teniendo en cuenta incógnitas como el viento y la densidad del aire variable.

Sin embargo, no puedes esperar que los artilleros resuelvan todo desde los primeros principios, justo allí en el fragor de la batalla. Es mucho más fácil para ellos usar tablas precalculadas que contienen predicciones para las trayectorias de balas de cañón en diferentes condiciones.

Tampoco es un artillero de campo, un “físico experimental”, necesariamente experto en dicho trabajo con lápiz y papel.

Entonces llega el teórico: calcula las trayectorias a partir de los primeros principios, y luego usa sus fórmulas para producir tablas de tiro. Puede recibir comentarios de artilleros que validan sus resultados y tal vez ayudan a mejorar esas soluciones, pero su trabajo es distinto y sus habilidades son bastante diferentes. No es necesariamente una buena idea esperar que una especie de ratón de biblioteca se “desbaste” en las trincheras con un cañón de la vida real, ni es probable que un soldado robusto, un artillero experimentado disfrute de una vida en una oscura oficina detrás un escritorio, o que sería bueno en eso.

Entonces, ahí lo tiene: la naturaleza es predecible, lo predecimos porque nos ayuda a evitar errores costosos y mejora nuestras vidas, y las habilidades de predicción y las habilidades de realizar un experimento práctico son bastante distintas, por lo que siguen siendo disciplinas separadas.

Muchas personas entienden el término “físico teórico” que es equivalente a: Alguien a quien se le ocurren ideas especulativas e incontestables solo porque es divertido.

Eso no es lo que significan las palabras.

Bueno, la física es el estudio de la naturaleza y, como la conocemos, la naturaleza es impredecible.

Si la naturaleza fuera impredecible, literalmente no sería capaz de escribir esa frase exacta en un dispositivo electrónico.

Entonces, ¿por qué las personas predicen la naturaleza en lugar de hacer el experimento?

Bien, ahora puedo comenzar a responder.

Hacemos experimentos para probar nuestras teorías. Esa es la única forma en que podemos aprender sobre la naturaleza. Puede realizar un experimento para ver si un objeto en particular flota en el agua. Si el resultado del experimento no informara su teoría de flotabilidad, entonces no habría aprendido nada. No podías diseñar naves. Solo se aprende si un objeto en particular flota o no, lo cual es bastante similar al concepto de prueba y error de un hombre de las cavernas.

Las teorías no son solo explicativas, son predictivas y falsificables.

¿Por qué la física teórica y experimental no se fusiona como una cosa?

Pero se fusionan en una cosa. Lo llamamos física.

No estoy seguro de cuál es tu punto? ¿Estás argumentando que cada físico debe hacer ambas cosas? Bueno, algunas personas son mejores para diseñar experimentos, otras prefieren lidiar con las matemáticas. Pero la mayoría de los físicos están al menos involucrados / conocedores de ambos aspectos.

Como la historia nos dice, la ciencia al principio era interdisciplinaria. Científica sabe de física, química, biología, matemáticas e incluso medicina a veces. Pero a medida que la ciencia avanzó con el avance de los pensamientos humanos sobre los muchos fenómenos naturales observados, la ciencia tomó diferentes ramas, donde la especialidad se volvió muy importante para tratar con diferentes tipos de fenómenos naturales. Además, estas ramas de la ciencia se dividen en general en ramas teóricas y experimentales. Por lo tanto, hoy en día existe una matemática teórica y matemática aplicada. De ahí, en general, hay una ciencia teórica y aplicada. En física este hecho es muy claro, el concepto físico se invoca ya sea por pensar en fenómenos naturales notados o por observación práctica. En ambos casos, se necesita la física teórica y aplicada. El fenómeno prácticamente observado necesita una teoría para interpretarlo, donde la física teórica desempeña el papel requerido. Al mismo tiempo, cualquier teoría que se desarrolle simplemente por pensar en un fenómeno natural notado también requiere un experimento para probar su predicción o los resultados teóricos de la teoría. Hay grandes ejemplos en física sobre la correlación entre la física teórica y la física experimental. Por ejemplo, el descubrimiento de la ley de gravedad de Newton debido a su observación de la manzana que cae, la teoría especial de la relatividad y la relatividad general como física teórica trabaja basada en el pensamiento invocado al observar fenómenos naturales, luego el físico experimental con su capacidad tecnológica probaron las predicciones del GR> como ejemplo, las ondas gravitacionales predichas por el GR hace décadas fueron detectadas hace unos meses por el equipo de LIGO. También el bosón de Higgs fue predicho por los físicos teóricos de 1964, luego los físicos experimentales lo han detectado el 4 de julio , 2012. Por lo tanto, tanto la física teórica como la física o física son muy importantes para estar allí.

Hay muchas cosas que dependen de la física teórica. Para nombrar unos pocos:

• Las leyes de la mecánica son útiles para hacer aparatos mecánicos.
• La teoría de la fuerza gravitacional es útil para todos los viajes espaciales.
• La ley de conservación de la energía y las leyes de la termodinámica son útiles para comprender lo que se puede hacer y lo que no se puede hacer.
• La óptica es útil para hacer anteojos y telescopios.
• Las leyes de electricidad han revolucionado el mundo de muchas maneras.
• Las teorías detrás de las radiografías y la resonancia magnética son útiles en la atención médica.

Decir que la física teórica es inútil será una indicación de mala educación.

Es un tema difícil. Pero, es un tema de gran importancia.

Cuanto más aprendimos sobre la naturaleza y la naturaleza acordada en su forma más fundamental no es predecible, mientras más preguntas surgían, más necesitábamos física teórica para encontrar posibles respuestas.

Se necesitaban experimentos para probar esas nuevas teorías y los resultados a veces dieron lugar a preguntas aún más nuevas y más grandes.

Un espacio cada vez mayor entre la física teórica y la experimental fue la realidad inevitable de los últimos 100 años. Un día, este espacio disminuirá nuevamente con preguntas que disminuyen rápidamente, como sucedió hace mucho tiempo.

Bueno, la física es el estudio de la naturaleza y, tal como la conocemos, la naturaleza es impredecible: la naturaleza es un patrón en sí misma y necesitamos entender estos patrones para verificar y probar las leyes naturales. Aunque la naturaleza es impredecible, podemos predecir sus elementos y dimensión.

El experimento es necesario pero necesitamos leyes para hacer tales experimentos. Por ejemplo; No es posible volar aviones o cohetes sin la ley de movimiento de Newton.

La teoría es una cosa y el experimento es otra. Bueno, se fusionan en un punto, pero existe una física teórica para explorar el patrón y la creación del universo, pero no es posible experimentar en todo esto.

No es práctico, ¿verdad? Bueno, por eso existe. Los físicos teóricos están tratando de redefinir la física porque la física actual no explica todo, por lo que los científicos observan lo que no se puede explicar, lo anotan y luego presentan nuevas ideas, a través de las cuales trabajan los físicos experimentales. Es una ciencia utilizada para cuestionar el mundo que nos rodea en lugar de contentarse con las innumerables preguntas sin respuesta que tenemos actualmente.