ฟิสิกส์และอันตรกิริยาพื้นฐาน

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ฟิสิกส์และอันตรกิริยาพื้นฐาน

ฟิสิกส์ vs. อันตรกิริยาพื้นฐาน

แสงเหนือแสงใต้ (Aurora Borealis) เหนือทะเลสาบแบร์ ใน อะแลสกา สหรัฐอเมริกา แสดงการแผ่รังสีของอนุภาคที่มีประจุ และ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ขณะเดินทางผ่านสนามแม่เหล็กโลก ฟิสิกส์ (Physics, φυσικός, "เป็นธรรมชาติ" และ φύσις, "ธรรมชาติ") เป็นวิทยาศาสตร์ ที่เกี่ยวข้องกับ สสาร และ พลังงาน ศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ และ ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสสารกับพลังงาน รวมทั้งเป็นความรู้พื้นฐานที่นำไปใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีเกี่ยวกับการผลิต และเครื่องใช้ต่าง ๆ เพื่ออำนวยความสะดวกแก่มนุษย์ ตัวอย่างเช่น การนำความรู้พื้นฐานทางด้านแม่เหล็กไฟฟ้า ไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ (โทรทัศน์ วิทยุ คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ ฯลฯ) อย่างแพร่หลาย หรือ การนำความรู้ทางอุณหพลศาสตร์ไปใช้ในการพัฒนาเครื่องจักรกลและยานพาหนะ ยิ่งไปกว่านั้นความรู้ทางฟิสิกส์บางอย่างอาจนำไปสู่การสร้างเครื่องมือใหม่ที่ใช้ในวิทยาศาสตร์สาขาอื่น เช่น การนำความรู้เรื่องกลศาสตร์ควอนตัม ไปใช้ในการพัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ใช้ในชีววิทยา เป็นต้น นักฟิสิกส์ศึกษาธรรมชาติ ตั้งแต่สิ่งที่เล็กมาก เช่น อะตอม และ อนุภาคย่อย ไปจนถึงสิ่งที่มีขนาดใหญ่มหาศาล เช่น จักรวาล จึงกล่าวได้ว่า ฟิสิกส์ คือ ปรัชญาธรรมชาติเลยทีเดียว ในบางครั้ง ฟิสิกส์ ถูกกล่าวว่าเป็น แก่นแท้ของวิทยาศาสตร์ (fundamental science) เนื่องจากสาขาอื่น ๆ ของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เช่น ชีววิทยา หรือ เคมี ต่างก็มองได้ว่าเป็น ระบบของวัตถุต่าง ๆ หลายชนิดที่เชื่อมโยงกัน โดยที่เราสามารถสามารถอธิบายและทำนายพฤติกรรมของระบบดังกล่าวได้ด้วยกฎต่าง ๆ ทางฟิสิกส์ ยกตัวอย่างเช่น คุณสมบัติของสารเคมีต่าง ๆ สามารถพิจารณาได้จากคุณสมบัติของโมเลกุลที่ประกอบเป็นสารเคมีนั้น ๆ โดยคุณสมบัติของโมเลกุลดังกล่าว สามารถอธิบายและทำนายได้อย่างแม่นยำ โดยใช้ความรู้ฟิสิกส์สาขาต่าง ๆ เช่น กลศาสตร์ควอนตัม, อุณหพลศาสตร์ หรือ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น ในปัจจุบัน วิชาฟิสิกส์เป็นวิชาที่มีขอบเขตกว้างขวางและได้รับการพัฒนามาแล้วอย่างมาก งานวิจัยทางฟิสิกส์มักจะถูกแบ่งเป็นสาขาย่อย ๆ หลายสาขา เช่น ฟิสิกส์ของสสารควบแน่น ฟิสิกส์อนุภาค ฟิสิกส์อะตอม-โมเลกุล-และทัศนศาสตร์ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์พลศาสตร์ที่ไม่เป็นเชิงเส้น-และเคออส และ ฟิสิกส์ของไหล (สาขาย่อยฟิสิกส์พลาสมาสำหรับงานวิจัยฟิวชั่น) นอกจากนี้ยังอาจแบ่งการทำงานของนักฟิสิกส์ออกได้อีกสองทาง คือ นักฟิสิกส์ที่ทำงานด้านทฤษฎี และนักฟิสิกส์ที่ทำงานทางด้านการทดลอง โดยที่งานของนักฟิสิกส์ทฤษฎีเกี่ยวข้องกับการพัฒนาทฤษฎีใหม่ แก้ไขทฤษฎีเดิม หรืออธิบายการทดลองใหม่ ๆ ในขณะที่ งานการทดลองนั้นเกี่ยวข้องกับการทดสอบทฤษฎีที่นักฟิสิกส์ทฤษฎีสร้างขึ้น การตรวจทดสอบการทดลองที่เคยมีผู้ทดลองไว้ หรือแม้แต่ การพัฒนาการทดลองเพื่อหาสภาพทางกายภาพใหม่ ๆ ทั้งนี้ขอบเขตของวิชาฟิสิกส์ภาคปฏิบัติ ขึ้นอยู่กับขีดจำกัดของการสังเกต และประสิทธิภาพของเครื่องมือวัด ถ้าเทคโนโลยีของเครื่องมือวัดพัฒนามากขึ้น ข้อมูลที่ได้จะมีความละเอียดและถูกต้องมากขึ้น ทำให้ขอบเขตของวิชาฟิสิกส์ยิ่งขยายออกไป ข้อมูลที่ได้ใหม่ อาจไม่สอดคล้องกับสิ่งที่ทฤษฎีและกฎที่มีอยู่เดิมทำนายไว้ ทำให้ต้องสร้างทฤษฏีใหม่ขึ้นมาเพื่อทำให้ความสามารถในการทำนายมีมากขึ้น. อันตรกิริยาพื้นฐาน (fundamental interaction; บางครั้งก็เรียกว่า แรงพื้นฐาน) ในทางฟิสิกส์ คือวิธีการที่อนุภาคชนิดเรียบง่ายที่สุดในเอกภพกระทำต่อกันและกัน อันตรกิริยานั้นจะถือว่าเป็นอันตรกิริยาพื้นฐานเมื่อมันไม่สามารถอธิบายในรูปแบบอันตรกิริยาอื่นใดได้อีก มีอันตรกิริยาพื้นฐานอยู่ 4 ชนิดที่เรารู้จัก ได้แก่ แรงแม่เหล็กไฟฟ้า อันตรกิริยาอย่างเข้ม อันตรกิริยาอย่างอ่อน (บางครั้งก็เรียกว่า แรงนิวเคลียร์ชนิดเข้ม กับ แรงนิวเคลียร์ชนิดอ่อน) และแรงโน้มถ่วง แรงสามชนิดแรกนั้นสามารถอธิบายได้ในรูปแบบของกระบวนการคำนวณต่างๆ ด้วยทฤษฎีที่เรียกชื่อว่า perturbation theory โดยการพิจารณาการแลกเปลี่ยนโบซอนระหว่างอนุภาค ตารางต่อไปนี้แสดงข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับอันตรกิริยาแบบต่างๆ ค่าของแรงสัมพัทธ์และระยะที่มีผลที่แสดงในตารางนี้ จะมีความหมายก็ต่อเมื่ออยู่ในกรอบการพิจารณาทางทฤษฎีเท่านั้น พึงทราบด้วยว่าข้อมูลในตารางนี้อ้างอิงจากแนวคิดหลักซึ่งยังเป็นหัวข้อวิจัยที่กำลังดำเนินการอยู่ ในฟิสิกส์แผนใหม่ อันตรกิริยาระหว่างอนุภาคมักจะอธิบายได้ในรูปของการแลกเปลี่ยนหรือการคายและดูดกลืนแบบต่อเนื่องของอะไรบางอย่างที่เรียกอนุภาคสนาม (field particles) หรือ อนุภาคแลกเปลี่ยน (exchange particles) ในกรณีอันตรกิริยาไฟฟ้าอนุภาคสนามก็คือ โฟตอน (photon) ในภาษาของฟิสิกส์แผนใหม่เรากล่าวว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้ามีโฟตอนเป็นสื่อ (mediated) หรือพาหะ (carrier) และโฟตอนก็เป็นอนุภาคสนามของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นกัน แรงนิวเคลียร์ก็มีสื่อเรียก      กลูออน (gluons) (ที่มีชื่อเช่นนี้ เพราะมัน “ยึดติด” นิวคลีออนไว้ด้วยกันเหมือนกาว) แรงอ่อนมีอนุภาคสนามเป็นสื่อ ชื่อ W และ Z โบซอน (bosons) และแรงโน้มถ่วงมีอนุภาคสนามเป็นพาหะเรียก      แกรวิตอน (gravitons) อันตรกิริยาเหล่านี้ พิสัยและความเข้มสัมพัทธ์ของมัน.

ริชาร์ด ไฟน์แมน

ริชาร์ด ฟิลลิปส์ ไฟน์แมน (Richard Phillips Feynman) นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน เกิดเมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม ค.ศ. 1918 เสียชีวิต 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1988 เป็นหนึ่งในนักฟิสิกส์ ที่ทรงคุณค่าและมีอิทธิพลมากที่สุดของคริสต์ศตวรรษที่ 20 ในการจัดอันดับนักฟิสิกส์ยอดเยี่ยมตลอดกาลของโลก โดยสำนักข่าวบีบีซี ที่ให้นักฟิสิกส์ชั้นนำของโลกร่วม 100 คนช่วยกันตัดสิน ไฟน์แมน เป็นนักฟิสิกส์สมัยใหม่เพียงคนเดียว ที่ชนะใจเหล่านักฟิสิกส์ชั้นนำทั่วโลก โดยติดอันดับ 10 คนแรกของโลก (สมัยใหม่ในที่นี้ คือนับหลังจากยุคทองของทฤษฎีควอนตัม คือในช่วงครึ่งหลังของคริสต์ศตวรรษที่ 20 ถึงปัจจุบัน ค.ศ. 2005) แม้แต่นักฟิสิกส์ผู้โด่งดังอย่างสตีเฟ่น ฮอว์คิง ก็ยังได้เพียงอันดับ 16 ในผลโหวต แน่นอนผลโหวตนี้ไม่สามารถตัดสินอะไรได้ แต่ก็เป็นเครื่องบ่งชี้อย่างดีว่า ไฟน์แมนมีอิทธิพลต่อวงการฟิสิกส์ยุคปัจจุบันแค่ไหน ทั้งในแง่ผลงานทางวิชาการ การสอนหนังสือ และการใช้ชีวิต ผลงานของไฟน์แมนมีมากมาย เช่น การขยายทฤษฎีพลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัมให้กว้างใหญ่ขึ้นมาก ซึ่งนำไปสู่รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ เมื่อปี ค.ศ. 1965 ซึ่งเขาได้ร่วมกับจูเลียน ชวิงเกอร์ และโทะโมะนะกะ ชินอิจิโร ไฟน์แมนปฏิเสธตำแหน่งนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ที่ที่ไอน์สไตน์อยู่, เพียงเพราะเขาต้องการสอนหนังสือให้กับเด็ก ครั้งหนึ่งเขาเคยพูดว่า "ผมอยากสอน เพราะในตอนที่ผมไม่มีไอเดียอะไรใหม่ ๆ ในงานวิจัย ผมก็ยังสามารถให้อะไรกับสังคมได้" ไฟน์แมนตัดสินใจรับตำแหน่งที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (แคลเทค) สร้างยุคทองของมหาวิทยาลัย ร่วมกับเมอเรย์ เกลมานน์ ผู้คิดค้นทฤษฎีควาร์ก, ไลนัส พอลลิง หนึ่งในนักเคมีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในศตวรรษที่ 20 หนึ่งในผู้คิดค้นทฤษฎีควอนตัมเคมี และนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำท่านอื่นๆ ในแง่ของการเป็นอาจารย์ เขาได้เขียนคำบรรยายฟิสิกส์ของไฟน์แมน (Feynman Lectures on Physics) อันโด่งดัง ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้กับผู้สอนวิชาฟิสิกส์เป็นจำนวนมาก ทั้งในแง่เนื้อหาและการนำเสนอ เป็นการพลิกการเรียนการสอนฟิสิกส์แบบเก่า ๆ ให้เข้าใจง่าย นอกจากนั้นเขายังเป็นหนึ่งในผู้พัฒนาระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรกของโลก ในโครงการแมนฮัตตัน เป็นหนึ่งในผู้ตรวจสอบการระเบิดของกระสวยอวกาศแชลเลนเจอร์ และเป็นผู้ริเริ่มเสนอแนวคิดของนาโนเทคโนโลยี.

ฟิสิกส์และริชาร์ด ไฟน์แมน · ริชาร์ด ไฟน์แมนและอันตรกิริยาพื้นฐาน · ดูเพิ่มเติม »

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

การทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไปความเที่ยงสูงโดยยานอวกาศแคสซินี สัญญาณวิทยุที่ส่งระหว่างโลกและยาน (คลื่นสีเขียว) ถูกหน่วงโดยการบิดของปริภูมิ-เวลา (เส้นสีน้ำเงิน) เนื่องจากมวลของดวงอาทิตย์ สัมพัทธภาพทั่วไปหรือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (general relativity หรือ general theory of relativity) เป็นทฤษฎีความโน้มถ่วงแบบเรขาคณิตซึ่งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์จัดพิมพ์ใน..

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและฟิสิกส์ · ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและอันตรกิริยาพื้นฐาน · ดูเพิ่มเติม »

ความโน้มถ่วง

หมุนรอบดวงอาทิตย์ ไม่หลุดออกจากวงโคจร (ภาพไม่เป็นไปตามอัตราส่วน) ความโน้มถ่วง (gravity) เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งทำให้วัตถุกายภาพทั้งหมดดึงดูดเข้าหากัน ความโน้มถ่วงทำให้วัตถุกายภาพมีน้ำหนักและทำให้วัตถุตกสู่พื้นเมื่อปล่อย แรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่แรงหลัก ซึ่งประกอบด้วย แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์แบบอ่อน และ แรงนิวเคลียร์แบบเข้ม ในจำนวนแรงทั้งสี่แรงหลัก แรงโน้มถ่วงมีค่าน้อยที่สุด ถึงแม้ว่าแรงโน้มถ่วงจะเป็นแรงที่เราไม่สามารถรับรู้ได้มากนักเพราะความเบาบางของแรงที่กระทำต่อเรา แต่ก็เป็นแรงเดียวที่ยึดเหนี่ยวเราไว้กับพื้นโลก แรงโน้มถ่วงมีความแรงแปรผันตรงกับมวล และแปรผกผันกับระยะทางยกกำลังสอง ไม่มีการลดทอนหรือถูกดูดซับเนื่องจากมวลใดๆ ทำให้แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่สำคัญมากในการยึดเหนี่ยวเอกภพไว้ด้วยกัน นอกเหนือจากความโน้มถ่วงที่เกิดระหว่างมวลแล้ว ความโน้มถ่วงยังสามารถเกิดขึ้นได้จากการที่เราเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน เช่น การเพิ่มหรือลดความเร็วของวัตถุ การเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ เป็นต้น.

ความโน้มถ่วงและฟิสิกส์ · ความโน้มถ่วงและอันตรกิริยาพื้นฐาน · ดูเพิ่มเติม »