Kas ir teorētiskā fizika?

Fizika ir intriģējoša zinātņu nozare, jo tā bieži ir saistīta ar tādu teoriju izstrādi, kuras nevar pārbaudīt ar eksperimentālu modeli, pārkāpjot vienu no empīriskās zinātnes pamatprincipiem. Zinātniskie pētnieki parasti vēlas izstrādāt teoriju, izstrādāt eksperimentu, kas pārbaudīs šo teoriju, veiks eksperimentu un publicēs rezultātus. Teorētiskajā fizikā pētnieki izstrādā teorijas, taču viņi nespēj tās pārbaudīt. Tas atdala teorētisko fiziku no eksperimentālās fizikas, kurā pētnieki izstrādā un veic eksperimentus, lai izpētītu savas teorijas.

Tā kā teorētisko fiziku nevar atbalstīt, izmantojot eksperimentus, pētnieki paļaujas uz citiem instrumentiem, lai noteiktu, vai viņu teorijas ir precīzas. Teorijai jāspēj precīzi paredzēt vai izskaidrot, piemēram, fiziskas parādības, un tā būtu jāatbalsta ar zināmiem novērojumiem. Ideālā gadījumā teorijai vajadzētu būt arī tīrai un glītai, un daži teorētiskie fiziķi piekrīt Occam’s Razor idejai, uzskatot, ka visvienkāršākais izskaidrojums ir labākais. Teorijām vajadzētu arī izturēt enerģiskas diskusijas un debates, teorētiskajiem fiziķiem pastāvīgi apmainoties ar idejām un kritiku, lai uzlabotu savu zinātņu jomu.

Dažas teorijas šajā jomā ir plaši pieņemtas, un tās regulāri tiek mācītas klasēs, tiek izmantotas fizikas pētījumos un tiek pielietotas nozarēs visā pasaulē. Pastāvīgie šo teoriju pētījumi turpinās, jo zinātnieki vēlas pilnībā izpētīt visus teorētiskās fizikas aspektus. Ir ierosinātas citas teorijas, un tās šķiet ticamas, taču tās nav pilnībā atbalstītas vai prasa vairāk pētījumu, un jaunākās teorijas tiek uzskatītas par “malas teorijām”, kas prasa daudz vairāk izpētes, diskusiju un novērojumu.

Sers Īzaks Ņūtons, tāpat kā Alberts Einšteins, tiek plaši uzskatīts par pionieri teorētiskās fizikas jomā. Abi fiziķi izcēlās ar loģisku lēcienu veikšanu, kas dažkārt bija pretrunā zināmai informācijai vai novērojumiem un prasīja ļoti teorētisku skatījumu uz pasauli. Ņūtona darbs pat ietvēra būtisku aprēķinu matemātiskās valodas paplašināšanu, lai viņš varētu izteikt savas teorijas. Teorētiskie fiziķi arī lieliski iesaistās domu eksperimentos, kuros viņi pēta savas idejas savā prātā, neizmantojot laboratoriju.