ฟิสิกส์เชิงปริมาณคืออะไร?

ฟิสิกส์เชิงปริมาณเป็นสาขาของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยโดยการวัดซ้ำและการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของผลการทดลองมันแตกต่างจากสาขาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีบางสาขาเช่นกลไกควอนตัมหรือการวิจัยทฤษฎีสตริงที่ซึ่งทฤษฎีพื้นฐานส่วนใหญ่ไม่สามารถทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริงหรือในห้องปฏิบัติการบนโลกด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน ณ ปี 2011 สาขาใด ๆของการวิจัยเชิงปริมาณเช่นฟิสิกส์เชิงปริมาณได้รับข้อสรุปจากการวิเคราะห์ทางสถิติของข้อมูลการทดลองจำนวนมากข้อมูลนี้มักจะกว้างใหญ่และซับซ้อนอย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์จะใช้ในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของข้อมูลเพื่อตีความได้ดีขึ้นตัวอย่างของการใช้ฟิสิกส์เชิงปริมาณจะรวมถึงการศึกษาสภาพภูมิอากาศที่ดำเนินการบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อทำนายการเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศจากกองกำลังอุณหพลศาสตร์ธรรมชาติต่างๆที่เล่นในหรือใกล้โลกรวมถึงการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมสุริยะในระยะเวลานาน. การศึกษาฟิสิกส์ที่แกนกลางคือการวัดการเปลี่ยนแปลงของสสารและพลังงานและสิ่งนี้ทำให้ฟิสิกส์ฟิสิกส์ส่วนใหญ่ฟิสิกส์ฟิสิกส์เชิงปริมาณในรูปแบบเดียวหรืออื่นการศึกษาเชิงปริมาณก็มีความสำคัญในฟิสิกส์เนื่องจากกฎทางกายภาพหลายอย่างเช่นความเร็วของแสงหรือแรงโน้มถ่วงของโลกไม่สามารถกำหนดเชิงปริมาณได้เพียงแค่การสังเกตของมนุษย์ด้วยประสาทสัมผัสทั้งห้ามีความเป็นไปได้ที่จะสังเกตร่างกายที่ตกลงมา แต่หากไม่มีการวัดอัตราการสืบเชื้อสายอย่างแม่นยำไม่มีภาพที่ชัดเจนมาถึงแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งจริง ๆดังนั้นฟิสิกส์การวิจัยเชิงปริมาณจึงใช้คณิตศาสตร์เป็นวิธีที่เป็นนามธรรมในการทำความเข้าใจกองกำลังในการทำงานในจักรวาล

กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาเชิงปริมาณอย่างไรก็ตามไม่ได้ตั้งใจที่จะเป็นตัวแทนของความเป็นจริงในชีวิตประจำวันเสมอไปฟิสิกส์กำหนดเงื่อนไขในอุดมคติที่สสารพลังงานพื้นที่และเวลาโต้ตอบผ่านการวัดซ้ำและการสังเกตจากนั้นกำหนดความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นสมการฟิสิกส์ที่ใช้สำหรับสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับแนวคิดทางคณิตศาสตร์เชิงนามธรรมที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นจริงกับการทดลองซ้ำ ๆ จำนวนมากยกตัวอย่างเช่นฟิสิกส์เชิงปริมาณสามารถทำนายพื้นที่ผิวของดาวเคราะห์ทรงกลมในอวกาศได้ แต่ไม่มีสิ่งใดที่เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบหรือรูปร่างเรขาคณิตที่สมบูรณ์แบบอื่น ๆ ในโลกธรรมชาติดังนั้นกระบวนการคือในระดับหนึ่ง

การเป็นตัวแทนในอุดมคติในฟิสิกส์เช่นวิถีทาง ballistic ของกระสุนผ่านอากาศขึ้นอยู่กับหลักการทางฟิสิกส์เชิงปริมาณของการดึงแรงโน้มถ่วงและการต้านทานอากาศ แต่พวกเขาสามารถทำนายวิถีทั่วไปสำหรับกระสุนไม่ใช่จริงจุดที่มันจะลงจอดการใช้สมการและสูตรในฟิสิกส์เชิงปริมาณมักจะเกี่ยวข้องกับค่าเฉลี่ยของตัวแปรบางอย่างที่เข้ามาเล่นหรือใช้ทางลัดทางคณิตศาสตร์เพื่อลบล้างผลกระทบของพวกเขาต่อสมการนี่เป็นเพราะเป้าหมายคือการเข้าใจกฎของธรรมชาติในหลักการเหนือแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจงและสุ่ม

ฟิสิกส์การคำนวณมักจะเติมเต็มฟิสิกส์เชิงปริมาณในห้องปฏิบัติการซึ่งสมการไม่สามารถทดสอบอย่างเป็นทางการหรือเพียงพอในการทดลองในโลกแห่งความเป็นจริงบ่อยครั้งที่อัลกอริทึมถูกใช้เพื่อปรับปรุงการคำนวณดังกล่าวอัลกอริทึมเป็นชุดของกฎคณิตศาสตร์ที่คอมพิวเตอร์ใช้เพื่อลดจำนวนการคำนวณที่จำเป็นในการแก้ปัญหาลงไปในขั้นตอนที่ จำกัดความช่วยเหลือด้านคอมพิวเตอร์สำหรับฟิสิกส์เชิงปริมาณมักใช้ในพื้นที่ที่มีการโต้ตอบที่ซับซ้อนมากเช่นในวิทยาศาสตร์วัสดุการวิจัยการเร่งความเร็วนิวเคลียร์และการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลในชีววิทยา