فيزياء نظرية
ملخص

| 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- |
| ” |   \mathrm {Ric} =kg معادلات مشعب أينشتاين، المستخدمة في النسبية العامة لوصف انحناء الزمكان | “ |
: 
النظرية الفيزيائية هي نموذج للأحداث الفيزيائية. يُحْكَم عليها من خلال مدى توافق تنبؤاتها مع الملاحظات التجريبية. يتم الحكم على جودة النظرية الفيزيائية أيضًا من خلال قدرتها على عمل تنبؤات جديدة يمكن التحقق منها من خلال الملاحظات الجديدة. تختلف النظرية الفيزيائية عن النظرية الرياضية في أنه في حين أن كلاهما يعتمد على شكل من البديهيات، فإن الحكم على التطبيق الرياضي لا يعتمد على الاتفاق مع أي نتائج تجريبية. تختلف النظرية الفيزيائية بالمثل عن النظرية الرياضية، بمعنى أن كلمة «نظرية» لها معنى مختلف في المصطلحات الرياضية.
تتضمن النظرية الفيزيائية علاقة واحدة أو أكثر بين كميات مختلفة قابلة للقياس. أدرك أرخميدس أن السفينة تطفو عن طريق إزاحة كتلتها من الماء، وفهم فيثاغورس العلاقة بين طول الوتر المهتز والنغمة الموسيقية التي ينتجها. تشمل الأمثلة الأخرى الإنتروبيا كمقياس لعدم اليقين فيما يتعلق بمواقف وحركات الجسيمات غير المرئية وفكرة ميكانيكا الكم بأن (الفعل و) الطاقة لا تتغير باستمرار.
تتكون الفيزياء النظرية من عدة مناهج مختلفة. في هذا الصدد، تشكل فيزياء الجسيمات النظرية مثالًا جيدًا. على سبيل المثال: قد يستخدم «علماء الظواهر» الصيغ (شبه) التجريبية والاستدلال للاتفاق مع النتائج التجريبية، غالبًا بدون فهم مادي عميق. حاولو تصميم نظريات تخمينية لها سمات معينة مرغوبة (بدلاً من البيانات التجريبية)، أو تطبيق تقنيات النمذجة الرياضية على مسائل فيزيائية. يحاول البعض إنشاء نظريات تقريبية، تسمى النظريات الفعالة، لأن النظريات المطورة بالكامل يمكن اعتبارها غير قابلة للحل أو معقدة للغاية. قد يحاول منظرين آخرين توحيد النظريات الموجودة أو إضفاء الطابع الرسمي عليها أو إعادة تفسيرها أو تعميمها، أو إنشاء نظريات جديدة تمامًا. في بعض الأحيان، يمكن أن توفر الرؤية التي توفرها الأنظمة الرياضية البحتة أدلة على كيفية نمذجة نظام فيزيائي؛ على سبيل المثال، الفكرة، بسبب ريمان وآخرين، أن الفضاء نفسه قد يكون منحنيًا. غالبًا ما تكون المسائل النظرية التي تحتاج إلى تحقيق حسابي هي الشغل الشاغل للفيزياء الحسابية.
قد تتكون التطورات النظرية في تنحية النماذج القديمة غير الصحيحة جانباً (على سبيل المثال، نظرية الأثير لانتشار الضوء، نظرية السيال الحراري، الاحتراق الذي يتكون من فلوجستون متطور، أو نموذج مركزية الأرض) أو قد يكون نموذجًا بديلًا يوفر إجابات هي أكثر دقة أو يمكن تطبيقها على نطاق أوسع. في الحالة الأخيرة، سيكون هناك حاجة لمبدأ التطابق لاستعادة النتيجة المعروفة سابقًا. في بعض الأحيان، قد يستمر التقدم على طول مسارات مختلفة. على سبيل المثال، قد تحتاج النظرية الصحيحة أساسًا إلى بعض التنقيحات المفاهيمية أو الواقعية؛ النظرية الذرية، التي تم افتراضها لأول مرة منذ آلاف السنين (من قبل العديد من المفكرين في اليونان والهند) ونظرية السائل للكهرباء هما حالتان في هذه النقطة. ومع ذلك، فإن الاستثناء لكل ما سبق هو ازدواجية موجة-جسيم، وهي نظرية تجمع بين جوانب من نماذج مختلفة ومتناقضة عبر مبدأ بور التكميلي.
تصبح النظريات المادية مقبولة إذا كانت قادرة على عمل تنبؤات صحيحة وليس هناك (أو القليل) من النظريات غير الصحيحة. يجب أن تحتوي النظرية، كهدف ثانوي على الأقل، على اقتصاد وأناقة معينة (مقارنة بالجمال الرياضي)، وهي فكرة تسمى أحيانًا «نصل أوكام» على اسم الفيلسوف الإنجليزي وليم الأوكامي في القرن الثالث عشر، حيث أن الاختيار يقع على أي النظريتين الأبسط لوصف نفس المسألة تمامًا كما هو مفضل بشكل كافٍ (لكن البساطة المفاهيمية قد تعني تعقيدًا رياضيًا). من المرجح أيضًا أن يتم قبولهم إذا ربطوا مجموعة واسعة من الظواهر. يعد اختبار نتائج النظرية جزءً من المنهج العلمي.
يمكن تصنيف النظريات الفيزيائية إلى ثلاث فئات: النظريات السائدة والنظريات المقترحة والنظريات الهامشية.