علم الفيزياء وارتباطه بالعلوم الأخرى

بدني

الفيزياء هي العلوم الطبيعية التي تدرس المادة وحركتها وسلوكها عبر المكان والزمان والكيانات المرتبطة بالطاقة والقوة.

الفيزياء هي أحد التخصصات العلمية الأساسية ، وهدفها الرئيسي هو فهم كيف يتصرف الكون.

الفيزياء هي واحدة من أقدم التخصصات الأكاديمية ، ومن خلال تضمين علم الفلك ، ربما تكون الأقدم.

على مدار الألفي عام الماضيين ، كانت الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا وبعض فروع الرياضيات جزءًا من الفلسفة الطبيعية.

ولكن خلال الثورة العلمية في القرن السابع عشر ، ظهرت هذه العلوم الطبيعية كمحاولات بحثية فريدة في حد ذاتها.

تتقاطع الفيزياء مع العديد من مجالات البحث متعددة التخصصات ، مثل الفيزياء الحيوية وكيمياء الكم.

لا يوجد تعريف صارم لحدود الفيزياء ، وغالبًا ما تشرح الأفكار الجديدة في الفيزياء الآليات الأساسية التي تدرسها العلوم الأخرى.

يمكن أن يوفر طرق بحث جديدة في المجالات الأكاديمية ، مثل الرياضيات والفلسفة.

الفيزياء وعلاقتها بالكيمياء.

ربما يكون 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.

كان مطلوبًا إجراء تحليل كبير لاكتشاف وجود العديد من العناصر ، وعلاقاتها ، وكيفية صنع المركبات المختلفة البسيطة نسبيًا الموجودة في الصخور والتربة وما إلى ذلك.

كانت هذه الكيمياء المبكرة مهمة جدًا للفيزياء ، وكان التفاعل بين العلمين كبيرًا جدًا ، لأن نظرية الذرات أثبتت إلى حد كبير من خلال التجارب في الكيمياء.

نظرية الكيمياء

إن نظرية الكيمياء ، أي التفاعلات نفسها ، تتلخص إلى حد كبير في الرسم البياني الدوري لمندلييف ، الذي يسلط الضوء على العلاقات الغريبة العديدة بين العناصر المختلفة.

كانت عبارة عن مجموعة من القواعد حول المادة التي يجب دمجها مع أي مادة ، وكيفية تكوين كيمياء غير عضوية.

وجميع هذه القواعد تم شرحها أخيرًا من حيث المبدأ من خلال ميكانيكا الكم ، لذا فإن الكيمياء النظرية هي في الواقع فيزيائية.

من ناحية أخرى ، يجب التأكيد على أن هذا التفسير هو من حيث المبدأ ، حيث أن هناك فرقًا بين معرفة قواعد لعبة الشطرنج.

والقدرة على اللعب ، حتى نتمكن من معرفة القواعد ، لكن لا يمكننا اللعب بشكل جيد ، من الصعب للغاية التنبؤ بدقة بما سيحدث في تفاعل كيميائي معين.

ومع ذلك ، يجب أن ينتهي الجزء الأعمق من الكيمياء النظرية بميكانيكا الكم.

هناك أيضًا فرع للفيزياء والكيمياء طوره كلا العلمين معًا ، وهو أمر مهم جدًا.

هذه هي الطريقة الإحصائية المطبقة في حالة القوانين الميكانيكية ، والتي تسمى على نحو ملائم الميكانيكا الإحصائية.

في أي حالة كيميائية يشارك عدد كبير من الذرات ، وقد رأينا أن الذرات كلها تهتز بطريقة عشوائية ومعقدة للغاية ، إذا تمكنا من تحليل كل تصادم.

تمكنا من متابعة حركة كل جزيء بالتفصيل ، ويمكننا أن نأمل في معرفة ما سيحدث ، ولكن كانت هناك حاجة إلى الكثير من الأرقام.

إن تتبع كل هذه الجسيمات هو أمر يفوق قدرة أي جهاز كمبيوتر ، وبالتأكيد يتجاوز قدرة العقل.

كان من المهم تطوير طريقة للتعامل مع مثل هذه الحالات المعقدة.

الميكانيكا الإحصائية

هذا هو علم ظاهرة الحرارة أو الديناميكا الحرارية. يتم الآن اختزال الكيمياء غير العضوية كعلم بشكل أساسي إلى ما يسمى بالكيمياء الفيزيائية وكيمياء الكم.

الكيمياء الفيزيائية لدراسة معدلات حدوث التفاعلات وماذا يحدث بالتفصيل (كيف تصطدم الجزيئات)؟

(ما هي القطع التي تطير أولاً؟ إلخ) ، كيمياء الكم لمساعدتنا على فهم ما يحدث ، من حيث القوانين الفيزيائية ، والفرع الآخر من الكيمياء هو الكيمياء العضوية.

يمكن تطبيق الكثير من الكيمياء الفيزيائية وميكانيكا الكم على المركبات العضوية وغير العضوية.

الفيزياء وعلاقتها بالبيولوجيا.

وهكذا نصل 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.

وبعد ذلك كان عليهم فقط عد الأشياء مثل الشعر على أطراف البراغيث ، وبعد ذلك تم التعامل مع هذه الأشياء بعناية فائقة.

دخل علماء الأحياء إلى الآلات داخل الأجسام الحية ، أولاً من منظور شامل ، بالطبع ، لأن الأمر يتطلب القليل من الجهد للوصول إلى أصغر التفاصيل.

كانت هناك علاقة مبكرة مثيرة للاهتمام بين الفيزياء والبيولوجيا ساعد فيها علم الأحياء الفيزياء على اكتشاف الحفاظ على الطاقة.

تم عرض هذا لأول مرة بواسطة ماير فيما يتعلق بكمية الحرارة التي يتم امتصاصها وإطلاقها بواسطة كائن حي.

إذا نظرنا عن كثب إلى العمليات البيولوجية للحيوانات الحية ، فإننا نرى العديد من الظواهر الفيزيائية: الدورة الدموية ، والمضخات ، والضغط ، وما إلى ذلك.

الفيزياء وعلاقتها بعلم الفلك

يجب أن ننتقل الآن إلى علم الفلك ، وعلم الفلك أقدم من الفيزياء ؛ في الواقع ، بدأت الفيزياء في إظهار البساطة الجميلة لحركة النجوم والكواكب.

الذي كان فهمه بداية الفيزياء ؛ لكن أهم اكتشاف في علم الفلك كله هو أن النجوم تتكون من ذرات من نفس نوع ذرات الأرض ، فكيف تم ذلك؟

تصدر الذرات ضوءًا له ترددات محددة ، مثل جرس الآلة الموسيقية ، التي لها نغمات أو ترددات صوتية محددة.

عندما نسمع نغمات مختلفة يمكننا تمييزها ، لكن عندما ننظر بأعيننا مزيج من الألوان.

لا نستطيع أن نقول ما هي الأجزاء التي صنعت منها ، لأن العين ليست حريصة مثل الأذن في هذا الصدد.

ومع ذلك ، باستخدام مقياس الطيف ، يمكننا تحليل ترددات موجات الضوء وبهذه الطريقة يمكننا أن نرى نغمات الذرات الموجودة في النجوم المختلفة.

أحد أكثر الاكتشافات إثارة للإعجاب هو أصل الطاقة في النجوم التي تبقيها مضاءة.

اتبع أيضًا:

الفيزياء وعلاقتها بالجيولوجيا

دعونا ننتقل الآن إلى ما يسمى بعلوم الأرض أو الجيولوجيا. أولاً ، الطقس والطقس. بالطبع ، أدوات الطقس هي أدوات مادية.

جعل تطوير الفيزياء التجريبية هذه الأدوات ممكنة. ومع ذلك ، لم يتم وضع نظرية الأرصاد الجوية بشكل مرضٍ من قبل علماء الفيزياء.

تقول: “حسنًا ، لا يوجد شيء سوى الغلاف الجوي ، ونحن نعرف معادلات الحركة للغلاف الجوي.” نعم ، لقد عرفناهم. “إذا عرفنا حالة الطقس اليوم فقط.

فلماذا لا نعرف كيف سيكون الطقس غدًا؟ “أولاً ، لا نعرف حقًا الوضع الحالي ، لأن الغلاف الجوي يدور في كل مكان واتضح أنه حساس للغاية ، وحتى غير مستقر.

ماذا عن باطن الأرض؟ يُعرف الكثير عن سرعة الموجات الزلزالية عبر الأرض وشدة توزيع الأرض.

ومع ذلك ، لم يتمكن الفيزيائيون من الحصول على نظرية جيدة حول مدى كثافة المادة في الضغوط المتوقعة في مركز الأرض.

بعبارة أخرى ، لا يمكننا أن نعرف جيدًا إلا عن خصائص المادة في ظل هذه الظروف ، إلا بالتجربة.

ويتم ذلك من خلال علم الجيولوجيا ، فكلاهما مهم لتحقيق الآخر.

الفيزياء وعلاقتها بعلم النفس.

بعد ذلك ، نعتبر علم النفس ، وبالمناسبة ، التحليل النفسي ليس علمًا: إنه ، في أحسن الأحوال ، عملية طبية ، وربما أكثر شبهاً بعلاج السحر.

لديه نظرية حول أسباب الأمراض – العديد من “الأرواح” المختلفة ، وما إلى ذلك ، والطبيب الساحر لديه نظرية مفادها أن مرضًا مثل الملاريا ناتج عن روح تأتي في الهواء.

لا يتم علاجه بإلقاء ثعبان عليه ، لكن الكينين يساعد في الإصابة بالملاريا ، لذلك إذا كنت مريضًا ، أنصحك بالذهاب إلى المعالج ، وهو رجل القبيلة الذي يعرف المرض بشكل أفضل.

من ناحية أخرى ، فإن معرفته ليست علمًا ، ولم يتم فحص التحليل النفسي بعناية بالوسائل التجريبية.

ولا توجد طريقة للعثور على قائمة بعدد الحالات التي تعمل فيها ، وعدد الحالات التي لا تعمل فيها ، وما إلى ذلك.

قد يثير اهتمامك: