الفيزياء النظرية
الفيزياء النظرية هي الفيزياء التي تعتمد على البناء الرياضي لدراسة وفهم الظواهر الطبيعية لاستنتاج القوانين الفيزيائية التي تفسر تلك الظواهر وصياغتها على شكل معادلات فيزيائية رياضية .
غالبا ما تكون ابحاث الفيزياء النظرية بعيدة عن انشغالات الناس في حياتهم اليومية بسبب تعقيداتها وماهية الشيء الذي تدرسه النظرية كالثقوب السوداء والاهتمام بنشأة الكون والظروف البدئية لتكونه وايضا كيفية تشكل المادة الاولية للوجود وقيس على ذلك من المفاهيم والظواهر الفيزيائية الاخرى .
تنفق الملايين من الدولارات حول ابحاث نظرية وتطبيقاتها من اجل تاكيد استنتاجاتها وتفاسيرها , نذكر كمثال مسرع الجسيمات سيرن الموجود بين سويسرا وفرنسا وايضا صناعة اقمار اصطناعية ومركبات فضائية وتيلسكوبات لالتقاط المواد والاشعة الكونة لدراستها ومعرفة كيفية تكونها وتاكيد وتوسيع الفهم حول اطروحات الفيزياء النظرية .
تتميز الفيزياء النظرية بكونها تعطي تنبأ وتكون اطروحاتها ثورية غير مألوفة في الفترة او الوقت الذي طرحت فيه وتأتي تطبيقات الفيزياء النظرية في الحياة اليومية من خلال تلك التجارب والابحاث الممولة حيث يتم اكتشاف تقنيات او اساليب سواء بالصدفة اتت خلال الابحاث او كانت مقصودة وتدخل في اطار اهداف الابحاث , ليتضح ان العلم متكامل واننا في طريقنا في فهم الكون والوجود نكتشف تقنيات نستغلها في حياتنا اليومية لرفاهيتنا وتسهيل امورنا وايضا لا تنسينا في الاسئلة الوجودية التي نبحث عن الاجابة عن بعضها .
طريقة عمل الفيزياء النظرية
يتضح من خلال اسم الفيزياء النظرية طريقة عملها والادوات التي تعتمدها حيث تبقى في الجانب النظري البعيد عن التجربة والقياس في المختبرات حيث الفيزياء النظرية تعتمد على الرياضيات ونماذجه من خلال صياغة نماذج نظرية رياضية للظاهرة الطبيعية كما انه ايضا يتم الاعتماد على التحليل الرياضي لتفسير الظاهرة الفيزيائية .
يتم تحرير تقارير وكتابة اوراق ومناشير علمية بحثية حول الظاهرة الفيزيائية ونشرها في مجلات علمية مرموقة او بين العلماء في الاكاديميات ومن تم مناقشة اطروحات الفيزياء النظرية والافاق التي فتحتها لفهم الانسان عن الظاهر الفيزيائية المدروسة .
من بعد طرح الفيزياء النظرية لاستنتاجاتها واطروحاتها يتم القيام بابحاث تجريبية من اجل التاكيد وتوسيع دائرة الفهم وربط الاستنتاجات مع بعضها البعض من اجل اكمال الفهم الكلي للظاهرة الفيزيائية .
من اجل الوصول للفهم والحصول على تفسير مضمن ضمن نظرية شاملة في الجانب النظري في الفيزياء يتم الاعتماد على ما اشير اليه سالفا من رياضيات بالخصوص للحصول على الحقيقة المتمناة وذلك باكمال البحث بالتجربة المتكررة .
للمزيد من المعلومات عن الفيزياء والظاهرة الفيزيائية زيارة الرابط التالي : https://www.brefphysique.com/2022/04/blog-post.html
امثلة لبعض الفيزياء النظرية
-النظرية النسبية العامة والخاصة : من طرح العالم الكبير البرت اينشتاين حيث تعتمدان بشكل شبه كلي على الرياضيات مما يجعلهما مصنفتين ضمن الفيزياء النظرية حيث الاولى تدرس الجاذبية الكونية وتنبأت بالثقوب السوداء عبر نماذج رياضية محضة , فيما الثانية تهتم بدراسة سرعة الضوء وسلوك الاجسام اثناء السير بها وتاثير تلك السرعة على الوقت والكتلة والطاقة حيث تمكن اينشتاين بمخيلته وعبر رياضيات من شرح ذلك فيما اتت التجارب لتؤكد صحة اطروحاته .
-فيزياء الكون والمادة المظلمة: هذا المجال يعتمد بشكل كلي هو الاخر على الشق النظري بشكل مهم حيث من خلال انشاء النماذج الرياضية والمعادلات يتم تفسير كيفية تشكل المادة وشرح البدايات الاولى لتكون الكون والتعمق الى الوصول الى نظرية تعدد الاكوان , وايضا فهم طبيعة المادة المظلمة التي يصعب معرفة ماهيتها تجريبيا والاكتفاء بالشق النظري لمعرفة طبيعتها .
-فيزياء الجسيمات والدقائق: نقصد بها الجسيمات تحت الذرية كالنوترينو والبوزون والكوارك حيث لصغر حجمها الشديد وصعوبة التعامل معها يتم الاعتماد على الرياضيات لدراسة سلوكها وتاثيراتها .
-ميكانيك الكم: فرع رئيسي في الفيزياء يهتم بالجانب الذري والتحت الذري , ميكانيك الكم تعتمد بشكل محوري على الرياضيات منذ ظهورها في مطلع القرن العشرين لظرفية عملها حيث يستحيل رؤية الاليكترون بالعين المجردة مثلا فتستعين بمعادلات رياضية لدراسة حركته موازاة مع التجربة .
بعض علماء الفيزياء النظرية
هناك علماء كبار ومشهورين في الفيزياء افنو عمرهم في الابحاث في مجال الفيزياء النظرية وساهمو بابحاثهم في تحقيق انجازات واكتشافات مهمة غيرت فهمنا للطبيعة او في اختراع واكتشاف تقنيات نستعملها في حياتنا اليومية , نذكر من بين هؤلاء العلماء العظام منهم :
-الفيزيائي الايطالي جاليلو جاليلي: ابحاثه في حركة الاجسام والفلك واكتشافه لمبدأ النسبية .
-الفيزيائي الالماني البرت اينشتاين: ابحاثه واسهاماته العظيمة في الفيزياء من تفسير ظاهرة التاثير الكهرو ضوئي وطرح النظريتين العظمتين النسبية العامة والخاصة .
-الفيزيائي الالماني هايزنبيرغ: ابحاثه في ميكانيك الكم وصياغة مبدئه المعروف باسمه المتعلق بعدم اليقين او الارتياب .
-الفيزيائي الالماني ماكس بلانك: ابحاثه في ميكانيك الكم وايضا على الجسم الاسود وشعاعه .
-الفيزيائي النمساوي شرودينغر: ابحاثه في ميكانيك الكم وصياغة معادلته التي تعتبر الاساس لدراسة سلوك الاليكترون في ميكانيك الكم .
-الفيزيائي الدانماركي نيلز بور : ابحاثه في ميكانيك الكم خصوصا على ذرة الهيدروجين وطيفها المنبعث منها .
تعمل الفيزياء النظرية في النطاق الذي يعجز فيه الانسان الاعتماد على الادوات التجريبية للفهم والتفسير , حيث الاعتماد على التجريد والرياضيات يساعد العلماء في سبر وفهم تلك الظاهرة المدروسة ’ وبناءا على استقراء المعادلات الرياضية المستنبطة من التجريد والعمل النظري تمد العلماء بفهم وتصور يحثهم على الاعتماد والعمل بالادوات التجريبية والملموسة للتاكد من الاستنتاجات النظرية .
امثلة لفائدة ابحاث الفيزياء النظرية
فائدة الفيزياء النظرية وتطبيقاتها في الحياة اليومية كثيرة تاتي حسب كل تخصص تهتم به الفيزياء النظرية حيث نجد ميكانيك الكم مثلا وابحاثها حول الذرة ونواتها الشيء الذي خول من استغلال الطاقة النووية في مجالي الطاقة والطب كما لها اسهامات اخرى في تطوير وتسهيل عمل الحاسوب وصولا بالحاسوب الكمي وايضا اختراع الترازيستور والثورة التى خلقها الاخير في الاليكترونيك وزد على ذلك الليزر والرنين المغناطيسي اسهامات كثيرة ومهمة تطبق في حياة الانسان عموما .
النظرية النسبية العامة والخاصة التي ساعدت في ضبط وتحديد الفرق الزمني بين نقطة في الارض والاقمار الاصطناعية لتحديد عمل نظام تحديد المواقع العالمي GPS بدقة الذي اغنانا من الاستعانة بمرشد وشجعنا على السفر لمفردنا لاي مكان بالعالم واحسسنا كاننا لسنا غرباء .
الابحاث في الفضاء حيث بغية تسهيل عمل رواد الفضاء في الفضاء تم اختراع ادوات من اجل ذلك نظرا للظروف الصعبة المحيطة بالرواد , ذكرنا ابحاث الفضاء لا لها علاقة بالفيزياء النظرية في مجال الكون حيث تلك الابحاث التجريبية محركها وموجهها الاطروحات النظرية فتلك الادوات التي اخترعت وصنعت وايضا بعض المواد تم تطبيقها ايضا في حياتنا اليومية العادية على سطح الارض .
عموما ذكرنا بعض امثلة لمنافع ودور الفيزياء النظرية وتطبيقاتها في الحياة اليومية وهذا هو العلم ورسالته فبجانب العمل في المختبر وصياغة المعادلات والقيام بالابحاث وفهم ظاهرة طبيعية معينة يتوصل الى ادوات ويستغل معرفته سلوك تلك الظاهرة لتطبيقها في ما هو يعود بالنفع على الانسان من اجل رفاهيته وتسهيل سبل حياته , فالفيزياء النظرية مكملة للفيزياء التجريبية والعكس صحيح بغية الوصول لما اشرنا له اعلاه .