Physik, das systematische Studium der anorganischen Welt, im Unterschied zum Studium der organischen Welt, die die Provinz der biologischen Wissenschaft ist. Physik wird gewöhnlich als bestehend aus vier großen Bereichen betrachtet: Astronomie, Physik, Chemie und Geowissenschaften. Jedes dieser Felder ist wiederum in Felder und Unterfelder unterteilt. Dieser Artikel beschreibt die historische Entwicklung – mit gebührender Aufmerksamkeit auf den Umfang, Hauptanliegen, und Methoden — der ersten drei dieser Bereiche. Die Geowissenschaften werden in einem separaten Artikel diskutiert.
Was ist Physik?
Physik ist das Studium der anorganischen Welt. Das heißt, es studiert keine Lebewesen. (Diese werden in biologischen oder Lebenswissenschaften untersucht.) Die vier Hauptzweige der Naturwissenschaften sind Astronomie, Physik, Chemie und Geowissenschaften, zu denen Meteorologie und Geologie gehören.
Was sind einige der physikalischen Wissenschaften?
Zu den Naturwissenschaften gehört die Astronomie, die das Universum jenseits der Erde untersucht; physik, die Materie und Energie und ihre Wechselwirkungen untersucht; Chemie, die die Eigenschaften von Substanzen und deren Veränderung untersucht; und die Geowissenschaften, die die Erde selbst sowie ihre Atmosphäre und Gewässer untersuchen.
Gehört Biologie zu den Naturwissenschaften?
Nein. Biologie, das Studium der Lebewesen, gehört nicht zu den Naturwissenschaften. Die Naturwissenschaften studieren keine Lebewesen (obwohl die Prinzipien und Methoden der Naturwissenschaften in der Biophysik verwendet werden, um biologische Phänomene zu untersuchen).
Ist Mathematik eine physikalische Wissenschaft?
Obwohl Mathematik in den Naturwissenschaften verwendet wird, wird oft diskutiert, ob Mathematik selbst eine Naturwissenschaft ist. Diejenigen, die es als physikalische Wissenschaft einbeziehen, weisen darauf hin, dass physikalische Gesetze mathematisch ausgedrückt werden können und dass der Begriff der Zahl beim Zählen physikalischer Objekte entsteht. Diejenigen, die sagen, dass Mathematik keine physikalische Wissenschaft ist, betrachten Zahlen als abstrakte Konzepte, die bei der Beschreibung von Objektgruppen hilfreich sind, aber nicht aus den physischen Objekten selbst entstehen.
Die Physik im modernen Sinne wurde Mitte des 19.Jahrhunderts als Synthese mehrerer älterer Wissenschaften gegründet – nämlich der Mechanik, der Optik, der Akustik, der Elektrizität, des Magnetismus, der Wärme und der physikalischen Eigenschaften der Materie. Die Synthese basierte zu einem großen Teil auf der Erkenntnis, dass die verschiedenen Naturkräfte miteinander verwandt sind und tatsächlich miteinander umwandelbar sind, weil sie Energieformen sind.
© 2007 CERN
Die Grenze zwischen Physik und Chemie ist etwas willkürlich. Wie im 20.Jahrhundert beschäftigt sich die Physik mit der Struktur und dem Verhalten einzelner Atome und ihrer Bestandteile, während sich die Chemie mit den Eigenschaften und Reaktionen von Molekülen befasst. Letztere hängen von Energie, insbesondere Wärme, sowie von Atomen ab; Daher besteht eine starke Verbindung zwischen Physik und Chemie. Chemiker neigen dazu, sich mehr für die spezifischen Eigenschaften verschiedener Elemente und Verbindungen zu interessieren, während Physiker sich mit allgemeinen Eigenschaften befassen, die allen Stoffen gemeinsam sind. (Siehe Chemie: Die Geschichte der Chemie.Astronomie ist die Wissenschaft des gesamten Universums jenseits der Erde; Sie umfasst die groben physikalischen Eigenschaften der Erde, wie ihre Masse und Rotation, sofern sie mit anderen Körpern im Sonnensystem interagieren. Bis ins 18.Jahrhundert beschäftigten sich Astronomen vor allem mit Sonne, Mond, Planeten und Kometen. In den folgenden Jahrhunderten wurde jedoch das Studium von Sternen, Galaxien, Nebeln und dem interstellaren Medium immer wichtiger. Die Himmelsmechanik, die Wissenschaft der Bewegung von Planeten und anderen festen Objekten innerhalb des Sonnensystems, war das erste Testfeld für Newtons Bewegungsgesetze und trug damit dazu bei, die Grundprinzipien der klassischen Physik (dh der Physik vor dem 20. Die Astrophysik, die Untersuchung der physikalischen Eigenschaften von Himmelskörpern, entstand im 19.Jahrhundert und ist eng mit der Bestimmung der chemischen Zusammensetzung dieser Körper verbunden. Im 20.Jahrhundert wurden Physik und Astronomie durch kosmologische Theorien, insbesondere solche, die auf der Relativitätstheorie basieren, enger miteinander verbunden. (Siehe Astronomie: Geschichte der Astronomie.)