Hva er kvantitativ fysikk?

Kvantitativ fysikk er grenen av fysikk som involverer forskning ved gjentatt måling og matematisk analyse av eksperimentelle resultater.Det skiller seg fra noen grener av teoretisk fysikk, for eksempel, for eksempel kvantemekanikk eller strengteoriforskning, der mye av den underliggende teorien ikke kan testes i den virkelige verden, eller i et laboratorium på jorden med nåværende teknologi fra 2011. Ethvert feltav kvantitativ forskning som kvantitativ fysikk henter konklusjonene fra en statistisk analyse av store mengder eksperimentelle data.Disse dataene er imidlertid ofte så store og komplekse at datamaskiner brukes til å gjøre matematisk modellering av dataene for å tolke dem bedre.Et eksempel på bruk av kvantitativ fysikk vil omfatte at klimestudier kjøres på superdatamaskiner for å forutsi klimatologiske endringer fra forskjellige naturlige termodynamiske krefter på spill på, i eller i nærheten av jorden, så vel som fra endringer i solaktivitet over lengre perioder.

Studien av fysikk i kjernen er måling av endringer i materie og energi, og dette gjør mest fysikkforskning kvantitativ fysikk i en eller annen form.Kvantitativ studie er også viktig i fysikk fordi mange av de fysiske lovene, for eksempel lyshastigheten eller gravitasjonell trekk på jorden, ikke kan defineres kvantitativt bare ved menneskelig observasjon med de fem sansene.Det er mulig å observere en fallende kropp, men uten å måle nedstigningshastigheten, er det ikke oppnådd noe klart bilde for hvor sterk tyngdekraft faktisk er.Kvantitativ forskningsfysikk bruker derfor matematikk som en abstrakt måte å forstå krefter på jobb i universet.

Prosesser som involverer kvantitativ studie er imidlertid ikke alltid ment å representere hverdagens virkelighet.Fysikk bestemmer de ideelle forholdene under hvilke materie, energi, rom og tid samhandler gjennom gjentatt måling og observasjon, og bestemmer deretter sannsynligheten for at hendelser oppstår.Fysikklikninger brukt for dette er basert på abstrakte matematiske begreper som bare er bevist sanne med et stort antall gjentatte eksperimenter.Kvantitativ fysikk, for eksempel, kan forutsi overflatearealet til en sfærisk planet i verdensrommet, men det er ikke noe som heter en perfekt sfære eller annen perfekt geometrisk form i den naturlige verden, så prosessen er til en viss grad en tilnærming.

Ideelle representasjoner i fysikk, for eksempel den ballistiske banen til en kule gjennom luften, er basert på kvantitative fysikkprinsipper for gravitasjonsprakt og luftmotstand, men de kan bare forutsi en generell bane for en kule, ikke den faktiske, presisested det vil lande på.Å bruke ligninger og formel i kvantitativ fysikk innebærer ofte i gjennomsnitt noen av variablene som spiller inn eller bruker matematiske snarveier for å negere deres effekt på ligningen.Dette er fordi målet er å forstå naturlovene i prinsippet om spesifikke, tilfeldige applikasjoner.

Beregningsfysikk kompletterer ofte kvantitativ fysikk i laboratoriet, der ligninger ikke kan testes formelt eller tilstrekkelig i virkelige eksperimenter.Ofte brukes algoritmer til å effektivisere slike beregninger.Algoritmer er et sett med matematiske regler som datamaskinen bruker for å redusere antall beregninger som trengs for å løse et problem ned til en begrenset serie trinn.Datamaskinhjelp for kvantitativ fysikk brukes vanligvis i områder der veldig komplekse interaksjoner finner sted, for eksempel i materialvitenskap, kjernefysisk akseleratorforskning og molekylær dynamikk i biologi.