Co to jest fizyka ilościowa?

Fizyka ilościowa jest gałęzią fizyki, która obejmuje badania poprzez powtarzane pomiar i analizę matematyczną wyników eksperymentalnych.Różni się od niektórych gałęzi fizyki teoretycznej, na przykład, takimi jak mechanika kwantowa lub badania teorii strun, w których znacznej części teorii podstawowej nie można przetestować w świecie rzeczywistym lub w laboratorium na Ziemi z obecną technologią od 2011 r.badań ilościowych, takich jak fizyka ilościowa, wywodzi swoje wnioski z analizy statystycznej dużych ilości danych eksperymentalnych.Dane te są często tak ogromne i złożone, że komputery są używane do wykonywania matematycznego modelowania danych, aby lepiej je interpretować.Przykład zastosowania fizyki ilościowej obejmowałby badania klimatyczne przeprowadzane na superkomputerach w celu przewidywania zmian klimatologicznych z różnych naturalnych sił termodynamicznych, którzy grają na ziemi, lub w pobliżu ziemi, a także zmiany aktywności słonecznej przez długi czas czasu.Badanie ilościowe jest również ważne w fizyce, ponieważ wiele praw fizycznych, takich jak prędkość światła lub grawitacyjne przyciąganie Ziemi, nie można ilościowo zdefiniować tylko przez ludzką obserwację z pięcioma zmysłami.Możliwe jest obserwowanie spadającego ciała, ale bez precyzyjnego pomiaru jego szybkości zejścia nie osiągnie wyraźnego obrazu, jak faktycznie jest silna grawitacja.Dlatego fizyka badań ilościowych wykorzystuje matematykę jako abstrakcyjny sposób zrozumienia sił pracujących we wszechświecie. Procesy obejmujące badanie ilościowe nie zawsze mają na celu reprezentowanie codziennej rzeczywistości.Fizyka określa idealne warunki, w których materia, energia, przestrzeń i czas oddziałują poprzez powtarzane pomiar i obserwację, a następnie określa prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzeń.Zastosowane do tego równania fizyki oparte są na abstrakcyjnych koncepcjach matematycznych, które są udowodnione tylko w przypadku dużej liczby powtarzających się eksperymentów.Na przykład fizyka ilościowa może przewidzieć powierzchnię sferycznej planety w przestrzeni, ale nie ma czegoś takiego jak idealna kula lub inny idealny kształt geometryczny w świecie przyrody, więc proces jest w pewnym stopniu przybliżeniem przybliżenia.miejsce, na którym wyląduje.Wykorzystanie równań i wzoru w fizyce ilościowej często obejmuje uśrednienie niektórych zmiennych, które wchodzą w grę lub stosowanie skrótów matematycznych w celu zredagowania ich wpływu na równanie.Wynika to z faktu, że celem jest zrozumienie praw natury w zasadzie w stosunku do konkretnych, losowych zastosowań.

Fizyka obliczeniowa często uzupełnia fizykę ilościową w laboratorium, gdzie równania nie można formalnie lub odpowiednio przetestować w eksperymentach w świecie rzeczywistym.Często algorytmy są używane do usprawnienia takich obliczeń.Algorytmy są zestawem reguł matematycznych, których komputer używa do zmniejszenia liczby obliczeń potrzebnych do rozwiązania problemu do skończonej serii kroków.Pomoc komputerowa dla fizyki ilościowej jest zwykle stosowana w obszarach, w których odbywają się bardzo złożone interakcje, takie jak w naukach materiałowych, badania akceleratora jądrowego i dynamika molekularna w biologii.