Fisica teorica

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February 2, 2023

La fisica teorica utilizza modelli matematici e concetti fisici, insieme a tecniche di deduzione come la logica e l'analisi critica, al fine di spiegare e prevedere razionalmente i fenomeni fisici. È anche la branca della Fisica che si propone di elaborare, migliorare ed eventualmente correggere una data teoria fisica, trasposta in un linguaggio matematico appropriato. La teoria così formulata è alimentata da dati ricavati da esperimenti e, d'altro canto, offre spiegazioni ai dati esistenti e prevede nuovi effetti e fenomeni che possono essere testati sperimentalmente, venendo quindi soggetti a falsificabilità.Fino all'Ottocento esisteva davvero nessuna separazione tra fisica teorica e sperimentale. In generale, gli scienziati che si dedicavano alla fisica realizzavano modelli matematici che consentivano loro di comprendere i risultati dei loro esperimenti o piccoli esperimenti che consentivano loro di correggere i propri modelli matematici. È importante non dimenticare che la fisica è una scienza e quindi si basa essenzialmente sull'esperienza. Fu solo a causa dell'enorme raffinatezza dei metodi matematici e di laboratorio che emerse dal XX secolo in poi. XX la necessità di specializzazione in una o l'altra di queste sotto-aree, e quindi la necessità di definire la fisica teorica. La Fisica Sperimentale e la Fisica Teorica sono, tuttavia, ancora inseparabili, e insieme formano la Fisica, una scienza pienamente compatibile con le esigenze del metodo scientifico. In effetti, sarebbe forse più corretto dire che all'interno della Fisica vi sono, in virtù della natura dei lavori prevalentemente sviluppati, fisici teorici e fisici sperimentali; anche così, nel primo caso, una riserva sulla denominazione "teorica". Una teoria scientifica dell'obbligazione contiene in sé l'insieme dei fatti verificabili conosciuti; il termine "teorico" essendo usato, in tal caso, in notoriamente diretto collegamento soprattutto all'insieme delle idee della teoria, e non al concetto stesso di teoria scientifica.

Relazione con la fisica e la matematica sperimentali

Insieme alla Fisica Sperimentale, che utilizza metodi di osservazione sperimentale, forma l'intera Fisica. Tuttavia, questi due non sono parti indipendenti della Fisica, ma al contrario hanno una forte relazione di interdipendenza e simbiosi. Un modello fisico non ha interesse o validità nella fisica teorica se non spiega e prevede i risultati ottenuti dalla fisica sperimentale, ma il risultato sperimentale ha bisogno anche di un modello teorico che lo spieghi per avere il suo posto nella fisica. Poiché l'obiettivo primario della Fisica è, come quello della Fisica Teorica, spiegare e prevedere razionalmente i fenomeni fisici. Il progresso della fisica emerge così da questa simbiosi: nuove osservazioni generano nuove teorie, che a loro volta, attraverso le loro previsioni, generano nuove esperienze. La prova sperimentale di ipotesi teoriche costituisce la base del metodo scientifico. I requisiti fondamentali per la validità di una teoria scientifica sono, oltre alla sua capacità di spiegare e prevedere i fenomeni fisici, già menzionata sopra, la sua consistenza e rigore matematico. Da questo punto di vista, la Fisica Teorica ha anche un rapporto simbiotico con la Matematica. Un ottimo esempio di ciò è lo sviluppo simultaneo del calcolo infinitesimale e della meccanica classica, ma esistono molti altri esempi.

Origine di nuove teorie

Una nuova teoria fisica può nascere da osservazioni sperimentali che non sono spiegate nell'ambito delle teorie precedenti, o dall'esigenza di rigore e coerenza matematiche o dalla generalizzazione dei concetti. Un esempio della prima è la meccanica quantistica, che deriva dalla spiegazione della radiazione del corpo nero e dell'effetto fotoelettrico di Max Planck e Albert Einstein, rispettivamente. Esempio del secondo sono i due contenuti