Fysiikka

Fysiikka on luonnontieteen ala, joka tutkii luonnonilmiöiden perusperiaatteita ja lakien toimintaa. Sen tavoitteena on ymmärtää, kuvailla ja ennustaa materiaalisten järjestelmien käyttäytymistä sekä niiden vuorovaikutuksia energian, voiman ja muutosten kanssa. Fysiikka käyttää matematiikkaa työvälineenä ja perustaa teorioitaan kokeellisella evidenssillä.

Se jakautuu teoreettiseen ja kokeelliseen tutkimukseen sekä useisiin ala- ja sovellusalueisiin. Keskeisiä teoreettisia osa-alueita ovat klassinen mekaniikka, termodynamiikka ja lämpöfysiikka, sähkömagnetismi ja optiikka, kvanttimekaniikka sekä suhteellisuusteoria. Käytännön tasolla fysiikka kattaa myös ydin- ja hiukkasfysiikan, kondensoitu aine, astrofysiikan ja kosmologian sekä biophysikan. Monet tutkimuskohteet risteytyvät kemian, matematiikan ja tekniikan kanssa.

Tutkimusmenetelmät perustuvat tieteelliseen menetelmään: havaintoihin, mittauksiin, järjestelmälliseen analyysiin ja teorian kehittämiseen. Teoriat muodostavat malleja, joita testataan kokeellisesti tai laskennallisesti simuloimalla. Fysiikka on sekä perusfysikaalista ymmärrystä että merkittäviä sovelluksia teknologian kehittämisessä, energia-, tieto- ja materiaaliteknologioissa sekä monilla teollisuuden aloilla.

Historian kannalta fysiikka juontaa juurensa antiikin luonnontieteistä ja kehittyi 1700–1800-luvuilla klassisen mekaniikan sekä sähkömagnetismin myötä. 1900-luvulla kvanttimekaniikka ja suhteellisuusteoria mullistivat käsityksiä maailmasta. Viime vuosikymmeninä tutkimus on laajentunut hiukkas- ja kosmologien sekä uusien materiaalien tutkimukseen.