Περίπατοι στις γειτονιές της Φυσικής.

There is probably no area of science more bizarre and confusing than trying to understand the behavior of matter and energy at the smallest scales. In the early part of the twentieth century, physicists such as Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, and many others laid the foundation for understanding this bizarre realm of nature: quantum physics.

The equations and methods of quantum physics have been refined over the last century, making astounding predictions that have been confirmed more precisely than any other scientific theory in the history of the world.

Quantum mechanics works by performing an analysis on the quantum wavefunction(defined by an equation called the Schroedinger equation).

The problem is that the rule about how the quantum wavefunction work seem to drastically conflict with the intuitions we have developed to understand our day-to-day macroscopic world. Trying to understand the underlying meaning of quantum physics has proven to be much more difficult than understanding the behaviors themselves. The most commonly-taught interpretation is known as the Copenhagen interpretation of quantum mechanics … but what is it really? Διαβάστε περισσότερα «The Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics»

Η κβαντομηχανική δεν είναι μια θεωρία που προέκυψε από τη φαντασία ενός φυσικού. Οι περισσότεροι φυσικοί την αποδέχτηκαν κάτω από την πίεση των πειραματικών δεδομένων, μια και ερχόταν σε σύγκρουση με τις καθιερωμένες τους αντιλήψεις. Μερικοί μάλιστα, όπως ο Αϊνστάιν, συνέχισαν να την αμφισβητούν μέχρι το τέλος της ζωής τους.(Επειδή η κβαντική θεωρία στηρίζετε σε πιθανότητες όπως έλεγε «Ο θεός δεν παιζει ζάρια».)

• Το 1900 ο Μαξ Πλανκ (Max Planck) μελετά την ακτινοβολία του μέλανος (μαύρου) σώματος. Προσπαθεί να βελτιώσει μια σχέση στην οποία είχε καταλήξει πριν από αυτόν ο Wien που αφορά την κατανομή της ακτινοβολούμενης ενέργειας στις διάφορες συχνότητες. Το πετυχαίνει χρησιμοποιώντας την υπόθεση πως το φως εκπέμπεται από ένα μέλαν σώμα μόνο σε συγκεκριμένα ποσά ενέργειας (κβάντα) ανάλογα με τη συχνότητά του, δηλαδή ακέραια πολλαπλάσια της ποσότητας  όπου  η συχνότητα και  μια σταθερά (που ονομάστηκε σταθερά του Πλανκ).

Διαβάστε περισσότερα «Η ιστορία της κβαντομηχανικής.»

Η Κλασική Φυσική είναι ένας θεμελιώδης κλάδος της επιστήμης της Φυσικής. Χαρακτηρίζει ιστορικά τη φυσική που αναπτύχθηκε από τα μέσα του 17ου έως τα τέλη του 19ου αιώνα περίπου. Η Σχετικιστική Φυσική, που αναπτύχθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα, μερικές φορές κατατάσσεται επίσης στην Κλασική Φυσική, με την έννοια ότι δεν συμπεριλαμβάνει την αρχή της αβεβαιότητας που διαχωρίζει την κλασική από την κβαντική φυσική.

Υποδιαιρείται σε δύο μεγάλους υπο-κλάδους:

α) Κλασική μηχανική και

β) Κλασική Ηλεκτροδυναμική.

Η Κλασική Φυσική πραγματεύεται κατά κύριο λόγο τα φυσικά φαινόμενα που εμπίπτουν στην περιοχή της καθημερινής εμπειρίας, συγκεκριμένα δε ασχολείται με την ανάλυση και τη μελέτη των αιτίων (δυνάμεις) των μακροσκοπικών κινήσεων. Συνήθως δεν ενδιαφέρεται για τη σύσταση και τη δομή των σωμάτων, αλλά τα αντιμετωπίζει ποσοτικά, λαμβάνοντας υπόψη μόνο την ποσότητα της ύλης τους (μάζα). (Η μελέτη της δομής της ύλης αποτέλεσε παραδοσιακά αντικείμενο της χημείας και, αργότερα, της κβαντικής χημείας).

Οι κλίμακες στις οποίες χονδρικά εφαρμόζεται κυμαίνονται από μερικά εκατοστά του χιλιοστού (διακριτική ικανότητα οπτικού μικροσκοπίου) έως τις διαστάσεις των ουρανίων σωμάτων και των πλανητικών συστημάτων. Η κλίμακα αυτή είναι απλώς ενδεικτική, μιας και ορισμένα φαινόμενα του μικρόκοσμου (π.χ. μοριακή κίνηση στα αέρια) και του μακρόκοσμου (περιστροφή των γαλαξιών, κινήσεις αστέρων και νεφελωμάτων κ.α.) μπορούν να περιγραφούν επιτυχώς με έννοιες της κλασικής φυσικής.

Αντιθέτως, η Κλασική φυσική αποτυγχάνει όταν εφαρμόζεται σε συστήματα σωμάτων που κινούνται με εξαιρετικά μεγάλες ταχύτητες, παραπλήσιες της ταχύτητας του φωτός, ή όταν αντιμετωπίζει κοσμικές δομές εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας (σμήνη γαλαξιών ή το σύμπαν ως όλον), οπότε ο χωρόχρονος δεν μπορεί πλέον να θεωρηθεί επίπεδος. Στις περιπτώσεις αυτές η Κλασική Φυσική αντικαθίσταται από την Ειδική ή τη Γενική Σχετικότητα αντίστοιχα.

Επίσης, αποτυγχάνει όταν εφαρμόζεται σε πολύ μικρές κλίμακες, της τάξης μεγέθους της ατομικής δομής της ύλης. Σγκεκριμένα, αδυνατεί να εξηγήσει τη σταθερότητα και τις χημικές ιδιότητες της ύλης, οπότε και αντικαθίσταται από την Κβαντική Φυσική.