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什么是物理学?

老实说,要准确定义物理学是什么真的很难。首先,随着我们的进步和新发现,物理学也在不断变化。新理论不仅会带来新的答案。它们还产生了新的问题,从以前的物理学理论来看,这些问题甚至可能没有意义。这使得物理学变得令人兴奋和有趣,但它也迫使试图将物理学定义为关于物理学的概括,而不是在未来某个时候它可能是什么。

也就是说,定义是有用的。所以,如果这是一个你想要的定义,那就是你会得到的定义。在大多数情况下,物理学家正试图做到以下几点:

精确定义宇宙中最基本的可测量量(例如,速度、电场、动能)。寻找宇宙最基本描述的努力是历史上一直是物理学的重要组成部分的探索,正如下面的漫画图像所示。[基本面是什么意思?

找到这些基本测量量之间的关系(例如,牛顿定律,能量守恒,狭义相对论)。这些模式和相关性是用文字、方程式、图形、图表、图表、模型和任何其他方式表达的,这些方式使我们能够以我们人类可以更好地理解和使用的方式表达关系。[数学让事情变得更简单?!



图片来源:Adventures Inside the Atom,1948年通用电气,George Roussos(公共领域)

好吧,所以把物理学归结为两件事,诚然有点粗略的简化,掩盖了物理学家做什么和他们如何做的一些细节。但是,试图用简单而有用的澄清定律来描述一个复杂的宇宙,这就是物理学的全部意义所在。因此,也许试图用一个简单而清晰的定义来描述物理学家所做的事情的复杂活动并不是一个坏主意。


在物理学中,我们想解释为什么物体会以它们的方式移动。然而,如果我们不知道如何描述运动,就很难解释运动。因此,首先,在一维运动和二维运动主题中,我们将学习如何精确描述物体的运动并预测它们在一些特殊情况下的运动。

有了精确描述运动的能力,我们将在力和牛顿定律中学习力的概念如何使我们能够解释物体为什么会改变它们的运动。

我们将继续掌握和扩展我们处理运动的能力,证明守恒定律是解释物体运动的另一种方法。这些守恒定律对系统的运动如何变化给出了约束。能量守恒将在功和能量中学习,动量守恒将在冲击和线性动量中学习。

到那时为止,我们将主要考虑那些没有改变其旋转运动的物体,因此在力矩、扭矩和角动量中,我们将学习如何描述和解释旋转运动,并在此过程中获得新的守恒定律——角动量守恒。

在这一点之后,我们将部署我们学到的运动、力和守恒定律来分析如何处理各种新的力和现象。我们将学习如何在流体和热物理中处理液体和气体。然后在电和磁中,我们将学习两种新的力——电力和磁力。在电路中,我们将看到电力如何导致电流流动。在光学中,我们将研究电磁波(即光)弯曲和反射的方式。一旦我们了解了光,我们就可以学习爱因斯坦的狭义相对论。这只是举几例。

最后,你应该对物理学入门和物理学家用来描述和解释宇宙的数学工具有很好的理解。但是没有一个总结可以描述物理学的所有有趣和强大的方面。找出答案的最好方法是跳进去亲眼看看。


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