الفيزياء وعلاقتها بالعلوم الأخرى غالبًا ما يمكّن التقدم في الفيزياء من تطوير تقنيات جديدة، على سبيل المثال، أدى التقدم في فهم الكهرومغناطيسية وفيزياء الحالة الصلبة والفيزياء النووية إلى تطوير منتجات جديدة غيرت بشكل أساسي الحديث المجتمع.
نظرًا لأن تطوير الميكانيكا ألهم تطوير الحوسبة، اتبع المقالات الموجودة على الموقع للتعرف على الفيزياء وعلاقتها بالعلوم الأخرى.
الفيزياء
الفيزياء هي علم طبيعي يدرس المادة وحركتها وسلوكها في المكان والزمان والطاقة والقوة المرتبطة بها.
الفيزياء هي أحد التخصصات العلمية الأساسية، وهدفها الرئيسي هو فهم كيف يتصرف الكون.
الفيزياء من أقدم التخصصات الأكاديمية، ولأنها تشمل علم الفلك، فربما تكون الأقدم.
لأكثر من ألفي عام، كانت الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والأقسام المنفصلة للرياضيات جزءًا من الفلسفة الطبيعية.
لكن خلال الثورة العلمية في القرن السابع عشر، ظهرت هذه العلوم الطبيعية كدراسات فريدة في حد ذاتها.
تتقاطع الفيزياء مع العديد من مجالات الدراسة متعددة التخصصات، مثل الفيزياء الحيوية وكيمياء الكم.
لا يوجد تعريف صارم لحدود الفيزياء، وغالبًا ما تشرح الأفكار الرائدة في الفيزياء الآليات الأساسية التي تدرسها العلوم الأخرى.
يمكن أن يوفر هذا طرق بحث جديدة في المجالات الأكاديمية مثل الرياضيات والفلسفة.
أنظر أيضا: دراسة درجة الحرارة والطاقة الحرارية في الفيزياء
الفيزياء وعلاقتها بالكيمياء
ربما كان العلم الأكثر تأثرًا بالفيزياء هو الكيمياء. تاريخياً، كانت الأيام الأولى للكيمياء مهتمة بشكل كامل بما نسميه الآن الكيمياء غير العضوية، كيمياء المواد غير المرتبطة بالكائنات الحية.
مطلوب تحليل شامل للكشف عن وجود العديد من العناصر وعلاقاتها المتبادلة. كيفية صنع العديد من المركبات البسيطة نسبيًا الموجودة في الصخور والأرض وما إلى ذلك.
كانت هذه الكيمياء المبكرة مهمة جدًا للفيزياء، وكان التفاعل بين العلمين كبيرًا جدًا لأن نظرية الذرات تم إثباتها بشكل أساسي من خلال التجارب في الكيمياء.
نظرية الكيمياء
يتم تلخيص نظرية الكيمياء، التفاعلات نفسها، إلى حد كبير في الجدول الدوري، الذي يسلط الضوء على العديد من العلاقات المفاجئة بين العناصر المختلفة.
كانت عبارة عن مجموعة من القواعد حول ماهية المادة التي يجب دمجها، وماذا، وكيفية تكوين كيمياء غير عضوية.
تم شرح كل هذه القواعد في النهاية من حيث المبدأ من خلال ميكانيكا الكم، بحيث تكون الكيمياء النظرية فيزياء فعالة.
من ناحية أخرى، يجب التأكيد على أن مثل هذا التفسير أساسي، حيث يوجد فرق بين معرفة قواعد لعبة الشطرنج.
والقدرة على اللعب، حتى نتمكن من معرفة القواعد، لكن لا يمكننا اللعب بشكل جيد، واتضح أنه من الصعب للغاية التنبؤ بالضبط بما سيحدث في هذا التفاعل الكيميائي أو ذاك.
ومع ذلك، يجب أن ينتهي الجزء الأعمق من الكيمياء النظرية بميكانيكا الكم.
هناك أيضًا فرع للفيزياء والكيمياء، يتطور كلا العلمين معًا، وهو أمر مهم جدًا.
إنها طريقة إحصائية تنطبق على حالة القوانين الميكانيكية، وتسمى على نحو ملائم الميكانيكا الإحصائية.
يشارك عدد كبير من الذرات في أي حالة كيميائية، وقد رأينا أن جميع الذرات تهتز بطريقة عشوائية ومعقدة جدًا إذا تمكنا من تحليل كل تصادم.
وتمكنا من تتبع حركة كل جزيء بالتفصيل، لذلك نأمل أن نعرف ما سيحدث، لكننا نحتاج إلى الكثير من الأرقام.
يعد تتبع كل هذه الجزيئات أمرًا يفوق قدرة أي جهاز كمبيوتر، وبالتأكيد يتجاوز قوة العقل.
كان من المهم تطوير طريقة لحل مثل هذه المواقف الصعبة.
الميكانيكا الإحصائية
لذلك فهو علم ظاهرة الحرارة أو الديناميكا الحرارية. يتم الآن اختزال الكيمياء غير العضوية كعلم، في المقام الأول إلى ما يسمى بالكيمياء الفيزيائية وكيمياء الكم.
الكيمياء الفيزيائية لدراسة معدل حدوث التفاعلات وماذا يحدث بالتفصيل (كيف تصطدم الجزيئات)؟
(أي القطع تطير أولاً؟ إلخ)، كيمياء الكم لمساعدتنا على فهم ما يحدث من منظور القوانين الفيزيائية، وفرع آخر من الكيمياء هو الكيمياء العضوية.
يمكن تطبيق الكثير من الكيمياء الفيزيائية وميكانيكا الكم على المركبات العضوية وغير العضوية.
الفيزياء وعلاقتها بالبيولوجيا
وهكذا نأتي إلى علم الأحياء، دراسة الكائنات الحية، في الأيام الأولى لعلم الأحياء.
كان على علماء الأحياء التعامل مع المشكلة الوصفية البحتة المتمثلة في معرفة الكائنات الحية الموجودة.
ولذا كان كل ما كان عليهم فعله هو عد الأشياء مثل الشعر على أطراف البراغيث، وبعد ذلك تم التعامل مع هذه الأشياء بعناية فائقة.
دخل علماء الأحياء إلى الآلات داخل الأجسام الحية، بالطبع، أولاً من وجهة نظر شاملة، لأنه يجب بذل بعض الجهد للوصول إلى أصغر التفاصيل.
كانت هناك علاقة مبكرة مثيرة للاهتمام بين الفيزياء والبيولوجيا، حيث ساعدت البيولوجيا الفيزياء على اكتشاف الحفاظ على الطاقة.
هذا ما أظهره ماير لأول مرة من حيث كمية الحرارة التي يمتصها الجسم ويطلقها.
إذا نظرنا عن كثب إلى العمليات البيولوجية للحيوانات الحية، فسنرى العديد من الظواهر الفيزيائية: الدورة الدموية، والمضخات، والضغط، إلخ.
الفيزياء وعلاقتها بعلم الفلك
يجب أن ننتقل الآن إلى علم الفلك، وعلم الفلك أقدم من الفيزياء ؛ في الواقع، بدأت الفيزياء في إظهار البساطة الرائعة لحركة النجوم والكواكب.
فهم الذي كان بداية الفيزياء. لكن أهم اكتشاف في علم الفلك كله هو أن النجوم تتكون من نفس النوع من الذرات الموجودة على الأرض، فكيف تم ذلك؟
تصدر الذرات ضوءًا له ترددات محددة، مثل رنين آلة موسيقية لها نغمات أو ترددات محددة.
عندما نستمع إلى نغمات مختلفة يمكننا التمييز بينها، ولكن عندما ننظر بأعيننا إلى مزيج من الألوان.
لا يمكننا تحديد الأجزاء المكونة لها، لأن العين في هذا الصدد ليست مدركة مثل الأذن.
ومع ذلك، باستخدام مقياس الطيف، يمكننا تحليل ترددات موجات الضوء وبالتالي رؤية نغمات الذرات الموجودة في النجوم المختلفة.
أحد أكثر الاكتشافات إثارة للإعجاب هو أصل طاقة النجوم التي تجعلها تحترق.
إقرأ أيضاً: دراسة قانون كيرشوف في الفيزياء
الفيزياء وعلاقتها بالجيولوجيا
ننتقل الآن إلى ما يسمى بعلوم الأرض أو الجيولوجيا، أولاً، الأرصاد الجوية والطقس، بالطبع، أدوات الأرصاد الجوية هي أدوات فيزيائية.
جعلت التطورات في الفيزياء التجريبية هذه الأدوات ممكنة ؛ ومع ذلك، لم تحقق الفيزياء مطلقًا نظرية مرضية للأرصاد الجوية.
تقول: “حسنًا، لا يوجد شيء سوى الهواء، ونحن نعرف معادلات علم الحركة.” نعم عرفنا. “لو عرفنا حالة الطقس اليوم فقط.
فلماذا لا نعرف كيف سيكون الطقس غدًا؟ ” أولاً، لا نعرف حقيقة الوضع اليوم، لأن الجو يدور ويدور في كل مكان، واتضح أنه حساس للغاية، وحتى غير مستقر.
ماذا عن مترو الأنفاق؟ يُعرف الكثير عن سرعة موجات الزلزال عبر الأرض وشدة انتشارها على الأرض.
ومع ذلك، لم يتمكن الفيزيائيون من الحصول على نظرية جيدة حول مدى كثافة المادة عند الضغط المتوقع في مركز الأرض.
بعبارة أخرى، فقط من خلال التجربة يمكننا أن نعرف جيدًا خصائص المادة في ظل هذه الظروف.
يتم ذلك من خلال علم الجيولوجيا، وكلاهما ضروري لتحقيق الآخر.
الفيزياء وعلاقتها بعلم النفس
بعد ذلك ننظر إلى علم النفس، وبالمناسبة، فإن التحليل النفسي ليس علمًا: إنه في أفضل الأحوال عملية طبية، وربما أكثر شبهاً بالسحر.
لديه نظرية حول أسباب المرض – العديد من “الأرواح” المختلفة وما إلى ذلك، والطبيب لديه نظرية مفادها أن مرضًا مثل الملاريا ناتج عن روح ترتفع في الهواء.
تأرجح الثعابين فوقه ليس علاجًا، لكن الكينين يساعد في علاج الملاريا، لذلك إذا مرضت، أنصحك بالذهاب إلى رجل الطب، لأنه رجل القبيلة الذي يعرف هذا المرض بشكل أفضل.
من ناحية أخرى، فإن معرفته ليست علمًا، ولم يتم اختبار التحليل النفسي بشكل كامل تجريبيًا.
ولا توجد طريقة للعثور على قائمة بعدد المرات التي يعمل فيها، وعدد المرات التي لا يعمل فيها، وما إلى ذلك.
قد تكون مهتمًا بـ: معلومات حول الفوتون في الفيزياء
كانت لمحة عامة عن علم الفيزياء وعلاقته بالعلوم الأخرى. من أجل أن تكون الفيزياء مفيدة للعلوم الأخرى بالمعنى النظري، بالإضافة إلى اختراع الأدوات، يجب أن يقدم العلم بالمعنى المادي وصفًا لشيء ما بلغة الفيزياء.