Fysikk

Fysikk (fra gresk, φυσικός (physikos), «naturlig», og φύσις (physis), «natur») er vitenskapen om naturen, universets elementære byggestener og de fundamentale kreftene som virker mellom dem. Fysikken utforsker sammenhenger mellom slike fundamentale fenomener som masse, energi (arbeid) og bevegelse. Et viktig mål i fysikken er å oppdage universelle lover som beskriver prosesser og årsakssammenhenger som gjelder overalt i naturen. Ved siden av den matematiske metode søker også fysikken å tilby universelle lover og aksiomer som byggestener for de særskilte studiene av naturen gjennom biologi, kjemi, geologi, og andre naturvitenskaper.
I tillegg til de fundamentale kreftene finnes det symmetri- og bevaringslover for energi, bevegelsesmengde, ladning og paritet. Fysikere studerer et vidt spekter av fysiske fenomener over hele lengdeskalaen; fra de subatomære partiklene all vanlig (baryonsk) masse er bygget opp av (partikkelfysikk) til hvordan det materielle universet som helhet oppfører seg (kosmologi). I denne forskningen benytter fysikerne seg av den vitenskapelige metode.
Da fysikk er studiet av de grunnleggende bestanddelene i naturen, anvendes oppdagelser i faget i alle de andre delene av naturvitenskapen. Noen av fenomenene som studeres i fysikken, som bevaring av energi, er felles for alle massesystemer. Disse kalles ofte fysikkens lover. Andre fenomener, som superledning, utledes fra disse lovene, men er ikke lover selv, fordi de bare gjelder i enkelte systemer. Fysikk kan sies å legge grunnlaget for store deler av andre vitenskaper, som biologi, kjemi og geologi, fordi disse behandler definerte massesystemer som er underlagt fysikkens lover. For eksempel er kjemi vitenskapen om molekyler og kjemikaliene de utgjør. Egenskapene til et kjemisk stoff avgjøres av egenskapene til de underliggende molekylene, som kan beskrives med fysiske teorier om kvantemekanikk, termodynamikk og elektromagnetisme.
Fysikk har tette bånd til matematikk, som bidrar med et logisk rammeverk. Dermed kan fysiske lover formuleres presist og elegant, og forutsigelser kan kvantifiseres. Fysiske teorier uttrykkes nesten alltid med matematiske relasjoner. Forskjellen mellom de to fagene er at mens fysikk er opptatt av å beskrive og forstå den materielle verden, er matematikk studiet av abstrakte, logiske sammenhenger og trenger ikke ha noen praktisk anvendelse.
Det er imidlertid ikke alltid like enkelt å skille mellom fagene. Matematisk fysikk ligger i skjæringspunktet mellom fysikk og matematikk, og forsøker å utvikle det matematiske rammeverket for fysiske teorier.

Beslektede emner

Det finnes mye forskning som kombinerer fysikk med andre disipliner av vitenskapen. I det brede emnet biofysikk ser en på hvordan fysiske prinsipper spiller inn i biologiske systemer, og i kvantekjemien studerer forskerne hvordan kvantemekanisk teori spiller inn på atomer og molekylers kjemiske egenskaper. Andre emner som benytter seg av fysiske teorier er listet opp under.
Akustikk – Astronomi – Agrofysikk – Bilteknologi – Biofysikk – Elektronikk – Fysikalsk kjemi –  Ingeniørvitenskap – Geofysikk – Kjemisk fysikk – Kvantekjemi – Kvanteinformatikk – Materialteknikk – Matematisk fysikk – Medisinsk fysikk – Numerisk fysikk –  Økonomisk fysikk
Den Internasjonale Fysikkolympiaden er en konkurranse for ungdom med interesse for faget.

Teoretisk og eksperimentell fysikk

Fysikken skiller seg ut fra andre vitenskaper, fordi de fleste fysikere siden det 20. århundre har spesialisert seg i enten teoretisk fysikk eller eksperimentell fysikk. Den store italienske fysikeren Enrico Fermi  (1901—1954), som både teoretisk og eksperimentelt bidro sterkt til utviklingen i kjernefysikk, er et viktig unntak. Til sammenligning har nesten alle fremgangsrike teoretikere i biologi og kjemi også vært labforskere. Imidlertid har kvantekjemi og numerisk kjemi i de siste tiårene utviklet seg til å bli autonome fagdisipliner i grenseområdet mellom teoretisk kjemi og teoretisk fysikk. Mange som forsker på kvantekjemi eller atom- og molekylfysikk blir derfor sett på som rene teoretikere.
Teoretikere forsøker å utvikle teorier som kan beskrive og forklare eksisterende resultater fra eksperimenter (empiri), og forutsi framtidige utfall av samme og beslektede forsøk, ved hjelp av matematiske modeller. Labforskere utvikler og gjennomfører eksperimenter for å undersøke nye fenomener og teste teoretiske modeller. Selv om teorier og eksperimenter utvikles relativt separat, er de sterkt avhengige av hverandre. Dersom resultater fra eksperimenter ikke kan forklares med eksisterende teoretisk kunnskap, fører dette ofte til utvikling av nye teorier. På den annen side kan nye teoretiske ideer føre til nye eksperimenter. En del av kritikken mot M-teorien, en populær teori i partikkelfysikk, er at man ikke har funnet noen måter å teste den eksperimentelt.