9650942603

Metodologia fizyki

W tym rozdziale zdefiniujemy pojęcie nauki, odpowiemy na pytanie co to jest fizyka, dokonamy jej historycznego podziału oraz przedstawimy metodologię fizyki.

Rozpoczniemy od odpowiedzi na pytanie: Co to jest nauka? Rada Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego zaproponowała następujące określenie:

Nauka to systematyczne przedsięwzięcie gromadzenia wiedzy o świecie i porządkowania tej wiedzy w zwartej postaci weryfikowalnych praw i teorii. Sukces i wiarygodność nauki są oparte na gotowości naukowców do:

1.    Poddawania (wystawiania) swoich idei i wyników na niezależne sprawdzanie (weryfikowanie)¹¹ i odtwarzanie przez innych naukowców; wymaga to pełnej i otwartej wymiany danych, procedur i materiałów.

2.    Porzucania (odstępowaniu) lub modyfikowania przyjętych wniosków, kiedy zostają one skonfrontowane z pełniejszymi lub bardziej wiarygodnymi dowodami doświadczalnymi¹².

Stosowanie się do powyższych zasad dostarcza mechanizmu samokorekcji, który jest fundamentem wiarygodności nauki.

Tak zdefiniowana nauka jest nazywana nauką twardą, co odpowiada w języku angielskim słowu

science.

Co to jest fizyka? Fizyka to podstawowa nauka przyrodnicza. Zajmuje się badaniem właściwości materii i zjawisk zachodzących we Wszechświecie oraz wykrywaniem ogólnych praw, którym te zjawiska podlegają. Pod pojęciem Wszechświatu rozumiemy dostępny doświadczeniu¹³ obszar czasoprzestrzeni.

Nowożytną fizykę rozwijaną od wieku XVI do dzisiaj można podzielić na:

1.    Fizykę klasyczną obejmującą mechanikę, termodynamikę i elektromagnetyzm.

2.    Fizykę postklasyczną¹⁴, do której zaliczamy: szczególną i ogólną teorię względności, mechanikę kwantową (w tym fizykę: atomu, jądra atomowego, ciała stałego), elektrodynamikę kwantową, fizykę cząstek elementarnych i astrofizykę. Te dziedziny powstały w wieku XX.

¹¹ Jest to podstawowy atrybut tzw. twardej nauki, która jest otwarta, przeźroczysta, transparentna.

¹²Twarda nauka jest falsyfikowalna w sensie zaproponowanym przez K. Poppera.

¹³Znaczenia terminów zredagowanych czcionką, jakiej użyto w słowie doświadczenie są podane w słowniku terminologicznym.

^,4Za datę narodzin fizyki postklasycznej można umownie przyjąć rok 1900 (należący do wieku XIX), kiedy to Max Planck podał wzór określający zależność spektralnej zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego od częstotliwości i temperatury. Miało to miejsce na dwóch zebraniach Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego, które odbyły sie w Berlinie 19 października i 14 grudnia 1900 roku.