Teorik fizik
Genel bakış

Fiziksel olayların modellemesidir. Bu, öngörülerinin deneysel gözlemleri ile olan uyumunun derecesi ile değerlendirilir. Ayrıca teorik fiziğin kalitesi, yeni gözlemlerle doğrulanmış yeni öngörülerin yapılabilmesi özelliği ile de değerlendirilir. Fiziksel teori ile matematiksel teoremler şöyle birbirinden farklıdır; her ikisi de bazı aksiyomların formuna bağlı olsa da, matematiksel uygulanabilirliğin hükmü, herhangi bir deneysel sonucun uyuşmasına bağlı değildir. Bir fiziksel teori aynı şekilde matematiksel teoriden farklıdır; ‘teori’ kelimesi matematiksel terimlerde farklı anlama sahiptir.
Fiziksel teori bir veya birden fazla çeşitli ölçülebilir nicelikler arasındaki ilişkiyi içerir. Archimedes, bir geminin suyun kütlesinin yer değiştirmesi farkı ile yüzdüğünü fark etti. Pythagoras, titreşimli telin uzunluğu ile ürettiği müzikal tonun ilişkisini anladı. Enerjinin, sürekli değişken olmadığı mekanik kuantum görüşlerinin ve görünmeyen parçacıkların hareketleri ve konumları hakkındaki belirsizliğin ölçümlerinin entropisi diğer örnekler arasındandır..
Teorik fizik birkaç tane yaklaşım barındırır. Bu konuda teorik parçacık fiziği güzel bir örnek türüdür. Meselâ, fenomenologlar çoğu kez derin fizik anlayışı olmadan, yarı deneysel formüllerin deneysel sonuçlarla bağdaştırılmasında istihdam oluşturabilirler. Modelleyiciler (Model-Yaratıcısı da denir.) sık sık fenomenologlar gibi görünürler lakin onlar matematiksel modelleme tekniklerini fizik problemlerine uygulayan veya deneysel verilerden kesin olarak daha hoş özellikleri olan kurgusal teoriler oluşturmaya çalışırlar. Gelişmiş teoriler çok fazla karmaşık ve çözülemez olarak kabul edildiği için, bazıları yaklaşık değere ulaşabilmek için girişimde bulunur ki buna etkili teoriler denir. Diğer teorisyenler kaybolmamış teorileri birleştirmeyi, resmîleştirmeyi, yeniden yorumlamayı veya genellemeyi deneyebilirler. Bazen saf matematiksel sistem ile sağlanan vizyonlar, fiziksel sistemin nasıl oluşturulduğunun ipuçlarını sağlarlar; Örneğin, Kavram; Reinmann ve diğerlerinden dolayı, uzay kendi kendini büzebilir. Hesaplamalı araştırma olması gereken teoritik problemler çoğu kez hesaplamalı fiziğin ilgisidir.
Teoriksel avantajlar, bir kenarı eski ve doğru olmayan paradigmalar içerebilir. Örneğin yayılan ışığın teorisi, ısının kalori teorisi, gelişen Phologistonun yanan oluşumu ya da Dünyanın etrafında dönen astronomik cisimler. Paradigmalar, daha yaygın olarak uygulanabilen ya da daha çok doğru olan cevapların sağlanmasındaki alternatif modellerdir. İkinci durumda, haberleşme ilkesi, önceki bilinen sonuçların korunmasında gerekli olacaktır. Bazen de, avantajlar farklı yollar boyunca devam edebilir. Örneğin, aslında doğru olan teori, bazı kavramsal ve olgusal gözden geçirmelere ihtiyaç duyar: atom teorisi, ilk bin yıl önce doğru sayıldı bazı Yunan ve Hint düşünürler tarafından ve elektriğin iki sıvı teorisi bu noktadaki iki olgudur. Ancak farklı yönleri birleştirme teorisi, Bohr'un tamamlayıcılık ilkesi yoluyla modellere karşı olan, yukarıdaki her şeye istisna bir dalga parçacık ikiliği vardır.
Eğer fiziksel teoriler doğru tahminler ve az ya da hiç yanlış teoriler yapabilirse, onlar kabul edilir. Teori -en azından ikincil bir amaç olarak- belli bir ekonomi ve zarafet, bir kavram; bazen, 13.yüzyılda İngiliz filozof Ockham'dan sonra Ockham'ın usturası denmeye başlandı, burada aynı maddeden yeterli olarak tanımlanabilen iki teorinin basit hali tercih edilir (fakat kavramsal basitlik matematiksel karmaşıklık denebilir). Eğer onlar geniş bir fenomenler yelpazesine bağlanırlarsa, onlar daha çok kabul edilebilir. Bir teorinin sonuçlarını deneme, bilimsel yöntemin parçasıdır.
Fiziksel teoriler üç gruba ayrılabilirler: anagörüş teorisi, önerilen teoriler ve saçak teoriler.
Fiziksel kuram bir fiziksel olayın modelidir. Bir fiziksel kuramın doğruluk derecesi, kuramın önerdikleri ile deneysel gözlemlerin ne kadar uyum içerisinde olduğuna bakılarak anlaşılır. Bir fiziksel kuramın kalitesi ise, yeni gözlemlerle doğrulanabilir tahminler yapabilmesi ile ölçülür, basit aksiyomlarla açıklanamaz. Fiziksel teori matematiksel teoremden farklıdır; fiziksel teoriler gerçeği modeller, gözlenenleri ifade eder ve yeni gözlemler hakkında tahminde bulunurlar.
| 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- |
| “ |   \mathrm {Ric} =k\,g Genel Görelilikte uzay-zamanın eğilmesini açıklamakta kullanılan bir Einstein manifoldu | ” |

Fiziksel kuram değişik ölçülebilir değerler arasındaki bir ya da birden fazla bağı içerir. Archimedes bir geminin kendi kütlesi kadar bir su ile yer değiştirerek yüzdüğünü fark etmiş; Pythagoras titreşen bir telin uzunluğu ile telin ürettiği müziksel ton arasında bir ilişki olduğunu anlamıştır. Ayrıca bir diktörtgenin köşegen uzunluğunun nasıl hesaplanacağını bulmuştur. Görünmeyen parçacıkların hareketleri ve pozisyonları ile ilgili belirsizliğin ölçüsü olan entropi, enerji ile hareketin sürekli değişmediğini öne süren kuantum mekaniksel yaklaşım fiziksel kuramla ilgili diğer örneklerdir.
Bazen salt matematiksel sistemlerin sağladığı bir bakış açısı fiziksel sistemlerin nasıl modelleneceği hakkında ipuçları verebilir; örneğin Riemann uzayın bükülebilir olduğunu ifade etmiştir.