İçeriğe atla

Fizik yasası

Fizik yasası ya da bilim yasası, belirli şartlar altında her zaman olan olayları belirli gerçeklerle ve uygulanabilir olaylarla açıklamaktır.[1] Fizik yasaları, bilim insanları tarafından kanıtlanmış ve tüm evren için geçerli olan, yıllar boyu yapılan gözlemlere ve deneylere dayanarak çıkarılan sonuçlardır. Bilimin amacı çevremizdeki olayları özetleyip tanımlamaktır. Bu, bilim camiasındaki herkesin kabul ettiği bir görüş değildir.

Siyasi-hukuki anlamda doğal yasalar ile bilimsel anlamdaki doğal yasalar arasındaki fark birisinin modern olmasıdır. Her iki kavramda Yunanca kelime olan physis'den türemiştir (İngilizce’de fizik physics demektir) ve İngilizceye doğa olarak çevrilmiştir.[2]

Tanım

Fizik yasalarının birçok genel özellikleri tanımlanmıştır. Fizik yasaları:

  • Gerçek, eninde sonunda geçerlilik düzeninin içinde yer alacaktır. Bu tanımdan, asla tekrarlanabilir çelişen gözlem olmaz
  • Evrensel. Evrenin herhangi bir yerinde uygulanabilir. (Davies, 1992:82)
  • Basit. Bunlar tipik olarak tek bir matematiksel denklem ile ifade edilmiştir. (Davies)
  • Mutlak. Evrendeki hiçbir şey bunları etkileyemez. (Davies, 1992:82)
  • Sabit. İlk keşfedildiğinden beri değişmezdir.
  • Her şeye gücü yeten. Evrendeki her şey bunlara boyun eğer. (Davies, 1992:83)
  • Genellikle niceliklerin korunumu. (Feynman, 1965:59)
  • Sık sık zamanın ve uzayın simetrisinin varlığını açıklama. (Feynman)
  • Zamanda tersinme, zamanın kendisi tersinmez olmasına rağmen. (Feynman)

Fizik yasaları bilimsel teorilerden basitliklerinden dolayı ayrılır. Bilimsel teoriler genellikle yasalardan daha karmaşıktır. Daha çok ögeleri vardır ve deneysel verilerin ve analizlerin gelişmesiyle değişme olasılıkları vardır. Bunun sebebi fizik yasaları yapılan gözlemlerin özetidir. Teoriyse, bir modeldir, yapılan gözlemlerin açıklamasıdır, diğer gözlemlerle onu ilişkilendirir ve buna dayanarak test edilebilir tahminler yapılır. Basitçe açıklanacak olunursa, yasa olan bir şeyi açıklar, teoriyse bir şeyin neden ve nasıl olduğunu açıklar.

Örnekler

Bazı ünlü doğa yasalarından Isaac Newton’un klasik mekanik teorileri, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica’ da gösterilmiştir ve Albert Einstein'ın görelilik teorisi. Diğer yasa örneklerinden Boyle'ın gaz yasası, korunum yasası, termodinamiğin dört yasası.

Tanım olarak yasalar

Bazı bilim yasaları matematiksel tanım olarak yer alırlar (Newton'un ikinci yasası, nedensellik, belirsizlik ilkesi gibi). Bu yasalar bizim duyumuzun neyi algıladığını açıklamasına rağmen, hala deneyseldirler ve bu nedenle matematiksel bir olgu değildirler.

Matematiksel simetri sonucu olan yasalar

Diğer yasalar doğada bulunan matematiksel simetrileri yansıtmaktadır. yasalar yüksek hassaslık için, kesinlik için sıkça test edilir. Bu bilimin ana amaçlarından birisidir. yasalara uymak, onların test edilemeyeceği anlamına gelmez. Onları test etmek, doğruluğunu artırmak, yeni koşulları doğrulamak, eski koşulları tuttuğunu görmek ya da süreç içinde neler keşfedileceğini görmek için yapılır. yasaların geçerliliğini yitirmesi ya da yapılan deneylerle yeni limitler eklemek her zaman mümkündür. Fakat yasaların temelini değiştirmek imkânsızdır. İyi yapılan yasaların geçerliliğini yitirmesi mümkündür fakat yeni formüller yasası yıkmak yerine ondaki tutarsızlıkları geneller. Yani geçersiz yasalar sadece tahmine yakın olarak bulunur ve yeni bulunan koşullar eskisine eklenir. Yani değiştirilmeyen bilgiden ziyade fizik yasaları, geliştirilen bakış açısı dizisi veya daha doğru genellemelerdir.

Yaklaşık olarak yasalar

Bazı yasalar diğer daha genel yasaların sadece iyi bir tahmini, yaklaşık olanlarıdır. Mesela, Newton dinamik yasası özel göreliliğin düşük hız limiti içindir. Benzer bir şekilde Newton'un yer çekimi yasası genel göreliliğin düşük kütle için ona yaklaşık bir yasadır. Coulomb yasası kuantum elektrodinamiğine yaklaşık bir yasadır. Bazı durumlarda, yaklaşık yasaları daha genel olan yasalar yerine kullanmak daha doğrudur.

Simetri prensiplerinden türeyen fizik yasaları

Birçok temel fizik yasası, uzayın, zamanın ve doğanın diğer yönlerinin çeşitli simetrilerinin matematiksel sonuçlarıdır. Özellikle Noether teoremi, bazı korunum yasalarını kesin simetrilere bağlamaktadır. Mesela enerji korunumu zaman simetrisinin kaymasının bir sonucuyken, momentum korunumuysa uzay simetrisinin sonucudur. Ayırt edilemez bütün temel parçacıklar (elektron ya da foton gibi) Satyendra Nath Bose ve Paul Dirac kuantum istatistiği olarak sonuçlanır ki bu da fermiyonlar için Pauli dışlama ilkesi ve bozonlar için Bose-Einstein yoğunlaşması olarak sonuçlanır. Zaman ile uzay arasındaki dairesel simetri, eksenleri koordine eder. Bu da özel görelilik olarak sonuçlanan Lorentz dönüşümü ile sonuçlanır. Eylemsizlik ile kütle arasındaki simetri genel görelilik olarak sonuçlanır.

Kütlesiz bozonlar aracılığıyla etkileşimlerin ters kare yasası, uzayın 3 boyutlu olmasının matematiksel sonucudur. Doğanın en temel yasalarını araştırma esnasındaki bir amaç, temel etkileşimlere uygulanabilen en temel matematiksel simetri gruplarını araştırmadır.

Tarihi

Doğadaki belli sistemler çerçevesi içinde bulunan gözlemler tarih öncesine dayanmaktadır. Bu tarih öncesinde neden sonuç ilişkisini tanıma, kesin bir kabul olarak görüldüğünden beri doğanın yasaları olduğu kabul edilmiştir. Animizdeki karmaşıklık ve birçok olayın meteorolojik,astronomik, biyolojik olaylara neden olduğunu ya da tanrılar, ruhlar ve doğaüstü olayların eylemlerine neden olduğunu, tam olarak anlaşılmamasına rağmen bağımsız bilim yasaları sınırlanmıştır. Doğa hakkındaki gözlemler ve tahminler metafizik ve ahlak ile sınırlandırılmıştır.

Avrupa'da, sistematik teoriler Yunan filozofları ve bilim adamlarıyla başlar ve Helenistik, Roma İmparatorluğu dönemiyle devam eder.

Doğa yasaları ilk olarak canlı metafor olarak Latin şairler Lucretius, Marcus Manilius, Virgil ve Ovid tarafından benzetildi. Zaman içinde, Seneca the Younger ve Pliny the Elder' in düz yazı makalelerinde sıkı kuramsal varoluş olarak isim kazandı. Neden Roma köklü? Lehoux'ın ikna edici anlatımına göre[3] fikirler, Roma kültürü ve yaşamındaki sistemleştirilmiş yasaların asıl rolüyle ve adli argümanlarca mümkün kılındığından dolayıdır. Şu anda tanıdığımız geçerli yasaların formülleri Avrupa'da 17. Yüzyıla, matematiğin geliştiği ve kesin deneylerin yapıldığı zamana dayanmaktadır. Bilimsel yöntem de bu zamanda şekil almıştır. Evrensel olarak tasarlanmış politik anlamda doğa yasaları da bu zamanda ayrıntılı olarak tasarlanmıştır.

Diğer alanlar

Bazı matematik teorileri ve belitler, yasalar olarak bilinmektedir çünkü deneysel yasalarla mantıksal temeli ispat edilmiştir. Diğer gözlemlenmiş olayların örnekleri de bazen yasalar olarak tanımlanır mesela Titius-Bode yasası, Zipf yasası ve Moore yasası. Bu yasaların çoğu rahatsız edici bilim tanımına düşmüşlerdir. Diğer yasalar pragmatik ve gözlemlenebilirdir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ " Law of Nature." Oxford Dictionary of English 2e, Oxford University Press, 2003.
  2. ^ Some modern philosophers, e.g. Norman Swartz, use "physical law" to mean the laws of nature as they truly are and not as they are inferred by scientists. See Norman Swartz, The Concept of Physical Law (New York: Cambridge University Press), 1985. Second edition available online [1] 12 Ağustos 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  3. ^ in Daryn Lehoux, What Did the Romans Know? An Inquiry into Science and Worldmaking (Chicago: University of Chicago Press, 2012), reviewed by David Sedley, "When Nature Got its Laws", Times Literary Supplement (October 12, 2012).

İlgili Araştırma Makaleleri

Fizik, maddeyi, maddenin uzay-zaman içinde hareketini, enerji ve kuvvetleri inceleyen doğa bilimi. Fizik, Temel Bilimler'den biridir. Temel amacı evrenin işleyişini araştırmaktır. Fizik en eski bilim dallarından biridir. 16. yüzyıldan bu yana kendi sınırlarını çizmiş modern bir bilim olmasına karşın, Bilimsel Devrim'den önce iki bin sene boyunca felsefe, kimya, matematik ve biyolojinin belirli alt dalları ile eş anlamlı olarak kullanılmıştır. Buna karşın, matematiksel fizik ve kuantum kimyası gibi alanlardan dolayı fiziğin sınırlarını net olarak belirlemek güçtür.

<span class="mw-page-title-main">Enerji</span> bir sistemin iş yapabilme yeteneğinin ölçüsü

Fizikte enerji, bir cisime veya fiziksel bir sisteme aktarılan, işin performansında ve ısı ve ışık biçiminde tanınabilen niceliksel özelliktir. Enerji korunan bir miktardır; Enerjinin korunumu yasası, enerjinin istenen biçime dönüştürülebileceğini ancak yaratılamayacağını veya yok edilemeyeceğini belirtir. Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) enerjinin ölçü birimi joule'dür (J).

Teori veya kuram, bilimde bir olgunun, sürekli olarak doğrulanmış gözlem ve deneyler temel alınarak yapılan bir açıklamasıdır. Kuram, herhangi bir olayı açıklamak için kullanılan düşünce sistemidir. Genel anlamda kuram, bir düşüncenin genel, soyut ve ussal olmasıdır. Ayrıca bir kuram, açıklanabilir genel bağımsız ilkelere dayanmaktadır. Bu ilkelere bağlı kalarak doğada sonuçların nasıl örneklendirileceğini açıklamaya çalışır. Sözcüğün kökü Antik Yunan’dan gelmektedir. Ancak günümüzde birçok ayrı anlamlarda kullanılmaktadır. Kuram, varsayımla (hipotez) aynı anlama sahip değildir. İkisinin de anlamı başkadır. Kuram bir gözlem için açıklanabilir bir çerçeve sağlar ve kuramı sağlayacak olan sınanabilir varsayımlar tarafından desteklenir.

<span class="mw-page-title-main">Özel görelilik</span> izafiyet teorisi, uzay ve zaman arasındaki ilişkiyi açıklayan bir bilimsel teoridir

Fizikte, özel görelilik teorisi veya izafiyet teorisi, uzay ve zaman arasındaki ilişkiyi açıklayan bir bilimsel teoridir. Albert Einstein'ın orijinal çalışmalarında teori, iki varsayıma dayanmaktadır:

  1. Fizik yasaları, tüm süredurum referans çerçevelerinde değişmezdir.
  2. Işık kaynağının veya gözlemcinin hareketinden bağımsız olarak vakumdaki ışığın hızı, tüm gözlemciler için aynıdır.

Kütleçekim ya da çekim kuvveti, kütleli her şeyin gezegenler, yıldızlar ve galaksiler de dahil olmak üzere birbirine doğru hareket ettiği doğal bir fenomendir. Enerji ve kütle eşdeğer olduğu için ışık da dahil olmak üzere her türlü enerji kütleçekime neden olur ve onun etkisi altındadır.

<span class="mw-page-title-main">Newton'un hareket yasaları</span> Bilimsel Yasalar

Newton'un hareket yasaları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin yaptığı hareket arasındaki ilişkileri ortaya koyan üç yasadır. İlk kez Isaac Newton tarafından 5 Temmuz 1687 tarihinde yayımlanan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı çalışmada ortaya konmuştur. Bu yasalar klasik mekaniğin temelini oluşturmuş, bizzat Newton tarafından fiziksel nesnelerin hareketleri ile ilgili birçok olayın açıklanmasında kullanılmıştır. Newton, çalışmasının üçüncü bölümünde, bu hareket yasalarını ve yine kendi bulduğu evrensel kütleçekim yasasını kullanarak Kepler'in gezegensel hareket yasalarının elde edilebileceğini göstermiştir.

1. Yasa
Eylemsiz referans sistemi adı verilen öyle referans sistemleri seçebiliriz ki, bu sistemde bulunan bir parçacık üzerine bir net kuvvet etki etmiyorsa cismin hızında herhangi bir değişiklik olmaz. Bu yasa genellikle şu şekilde basitleştirilir: “Bir cisim üzerine dengelenmemiş bir dış kuvvet etki etmedikçe, cisim hareket durumunu korur.”
2. Yasa
Eylemsiz bir referans sisteminde, bir parçacık üzerindeki net kuvvet onun çizgisel momentumunun zaman ile değişimi ile orantılıdır:
<span class="mw-page-title-main">Doğa bilimleri</span> doğal dünyayı inceleyen bilim dalları

Doğa bilimleri, gözlem ve deneylerden elde edilen ampirik kanıtlara dayalı olarak doğal olayların tanımlanması, anlaşılması ve tahmin edilmesiyle ilgilenen bilim dallarından biridir. Akran değerlendirmesi ve bulguların tekrarlanabilirliği gibi mekanizmalar, bilimsel ilerlemelerin geçerliliğini sağlamaya çalışmak için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Fizik felsefesi</span>

Fizik felsefesi, klasik ve modern fiziğin içerisindeki teori ve yorumları inceleyen bir bilim felsefesi dalıdır. Fizik teorileri ve yorumlarından yola çıkarak sorduğu sorularla çeşitli cevaplara ulaşmayı amaçlamaktadır. Uzay ve zaman felsefesi, kuantum mekaniği felsefesi, termal ve istatistiksel felsefe gibi alt dallara ayrılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Teorik fizik</span> fizik biliminin bir branşı

Teorik fizik, fiziğin matematiksel modellemeler ve fiziksel nesnelerin soyutlandırılmaları çalışmaları ve doğa olaylarını açıklayan, gerçekselleştiren ve tahmin yürüten fizik dalıdır. Bu deneysel fiziğin zıttıdır ki deneysel fizik araçlarla bu olayları soruşturur.

Her şeyin kuramı (HŞK), bilinen tüm fizik fenomenlerini bağlayan, onları tümüyle açıklayan ve yürütülen herhangi bir deneyin sonucunu prensipte tahmin edebilen kuramsal fizikte farazi bir kuramdır. Kuram; kuvvetli etkileşim, elektromanyetik etkileşim, zayıf etkileşim ve kütleçekim etkileşimi olmak üzere dört temel etkileşimden hareket ederek bu etkileşimler için gerekli olan değiş tokuş bozonlarını da her bir etkileşim türü için farklı özellikleri ile söz konusu sınıflandırmaya dahil eden standart modelin aslında ortak bir çatı altında toplanabileceği fikrinden yola çıkmıştır. Elektromanyetik ve zayıf etkileşimin Abdus Salam, Sheldon Glashow ve Steven Weinberg tarafından kısmen birleştirilmesi bazı umutlar doğurduysa da, aradan geçen zamana rağmen deneyleri ve kuramları tatmin edecek nitelikte yeni birleştirimler henüz sağlanamamıştır.

<span class="mw-page-title-main">Görelilik ilkesi</span> Fizik yasalarının tüm referans çerçevelerinde aynı olması gerektiğini belirten fizik ilkesi

Görelik teorisi ya da basitçe fizikte görelilik genellikle Albert Einstein'ın iki teorisini kapsar. Bunlar özel görecelik ve genel göreceliktir.

Matematiksel fizik, matematik ve fizik arasındaki alakayla ilgilinen bilimsel disiplindir. Matematiksel fiziğin neyi içerip içermediği ile ilgili tam bir mutabakat yoktur. Ancak Journal of Mathematical Physics konuyla ilgili bir tanım yapar: Matematiğin fiziksel sorunlara uygulanması ve fiziksel kuramlar için matematiksel yöntemlerin uygunluğunun geliştirilmesi.

Kuantum kütleçekim kuramsal fiziğin bir dalı olup doğanın temel kuvvetlerinden üçünü tanımlayan kuantum mekaniği ile dördüncü temel kuvveti kütleçekimin kuramı olan genel göreliliğini birleştireceği düşünülen bir kuramdır.

<span class="mw-page-title-main">Fizik tarihi</span> fizik biliminin tarihi

Fizik, felsefe ürünü bir çalışma alanıdır ve bu yüzden 19. yüzyıla kadar doğa felsefesi diye adlandırıldı. Ünlü fizik bilgini Isaac Newton (1642-1726) bile temel yapıtını "Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri" olarak adlandırmış ve kendisini de bir doğa filozofu olarak görmüştür. Günümüzde ise fizik; madde, enerji ve bunların birbiri arasındaki ilişkiyi inceleyen bir bilim dalı olarak tanımlanır. Fizik bir bakıma en eski ve en temel kuramsal bilimdir; onun keşifleri doğa bilimleri'nin her alanı hakkındadır çünkü madde ve enerji; doğanın temel ögeleridir. Diğer bilim dalları genellikle kendi alanlarıyla sınırlıdır ve fizikten sonradan ayrılıp bir bilim dalı olmaya hak kazanmış diye düşünülebilinir. 16. yüzyılda fizik doğa bilimlerinden ayrılmış, Rönesans dönemi sonrasında hızla artan bilgi birikimi ile mekanik, optik, akustik, elektrik gibi alt bilim dalları ortaya çıkmıştır. Fizik günümüzde klasik fizik ve modern fizik olarak ikiye ayrılır.

Mach prensibi, belirli bir bölgedeki hareketin başka bir referans noktasına göre hareketin belirlenmesi büyük ölçekteki madde dağılımına dayalı olduğunu belirtir. Teorik fizikteki, yerçekimi teorilerinden olan Mach prensibi Einstein tarafından isimlendirilmiştir. Fikir filozof Ernst Mach'a atfedilir.

Çoklu evren veya çoklu kâinat, birbirinden farklı, gözlemlenebilir evrenlerin hipotezsel toplamı. Teleskop ile gözlemleyebildiğimiz bilinen evren yaklaşık 93 milyar ışık yılı genişliğindedir. Ancak bu evren, farazî çoklu evrenin çok küçük bir kısmına tekabül eder. Çoklu evren sonlu ve sonsuz var olan muhtemel evrenlerin hipotezsel bütünü olup bu evrenler var olan her şeyi - bütün mekân, zaman, madde ve enerji ile birlikte fizik kanunları ve fizikî değişimleri - kapsar. Bu evrenlere "alternatif evrenler" ya da "paralel evrenler" de denir.

Bilimsel kuram; iyi kanıtlanmış, sürekli olarak test edilen ve doğrulanan deney ve gözlem ile bilimsel metot aracılığıyla elde edilen, doğanın bazı yönlerinin açıklamasıdır. Tüm bilimsel bilgiler gibi, bilimsel kuramlar doğaları gereği tümevarımsaldır, tahmin edilebilir gücü ve açıklayıcı kuvveti amaçlar. Bilimsel bir kuramın gücü, açıklayabildiği durumların çeşitliliği, anlaşılabilirliği ve kolaylığı ile ilişkilidir. Yeni bilimsel kanıtlar elde edildikçe, yeni bulgulara uymaması durumda, bilimsel bir kuram reddedilebilir ya da değiştirilebilir. Böyle durumlarda, daha doğru bir kuram benimsenir. Bazı durumlarda, doğruluğu kesin olmayan, değiştirilmemiş bir bilimsel kuram, özel bazı durumlara benzerliği açısından kullanışlı ise yine de kuram olarak ele alınır. Bilimsel kuramlar test edilebilir ve yanlış/çürütülebilir tahminler üretebilirler. Bilimsel kuramlar doğal olaylardan sorumlu bazı nedensel elementleri açıklarlar ve fiziksel evrenin yönleri ile elektrik, kimya, astronomi gibi özel araştırma alanlarını tahmin etmek ve açıklamak için kullanılırlar. Bilim insanları kuramları, teknolojiyi geliştirmek ve hastalıklara çare bulmak gibi amaçlar dışında, daha sonraki bilimsel bilgiler için temel olarak da kullanırlar. Bilimsel kuramlar, bilimsel bilginin en güvenilir, en kesin ve kapsamlı formudur. Bu, varsayım, hipotez ya da tahmin anlamlarına gelebilen kuram kelimesinin genel kullanımından büyük ölçüde farklıdır.

Fizik'te, yerçekimi teorileri kütleli cisimlerin hareket mekanizmalarını kapsayan etkileşimleri esas alır. Antik zamanlardan bu yana birçok Yerçekimi teorisi ortaya atılmıştır.

On dokuzuncu yüzyıldan beri, bazı fizikçiler doğanın temel kuvvetlerini dikkate alan tek bir kuramsal çerçeve geliştirmeye çabaladılar: birleşik alan teorisi. Klasik birleşik alan teorileri, klasik fizik temelinde bir birleşik alan teorisi yaratmaya çalıştı. Bir kısım fizikçi ve matematikçi tarafından, Birinci ve İkinci Dünya Savaşları arasındaki yıllarda, özellikle yerçekimi ve elektromanyetizmin birleştirilmesi konusunun hararetle peşinden koşuldu. Bu çalışmalar, diferansiyel geometrinin saf bir matematiksel gelişim olarak ortaya çıkmasını teşvik etti. Albert Einstein klasik birleşik alan teorisini geliştirmeye çabalayan pek çok fizikçi arasında en tanınmışıdır.

<span class="mw-page-title-main">Görelilik teorisi</span> zamanın göreceli olduğunu söyleyen teori

Görelilik teorisi, Albert Einstein'ın çalışmaları sonucu önerilen ve yayınlanan, özel görelilik ve genel görelilik adlarında birbirleriyle ilişkili iki teorisini kapsar. Özel görelilik, yer çekiminin yokluğunda tüm fiziksel fenomenler için geçerlidir. Genel görelilik, yer çekimi yasasını ve bu yasanın diğer doğa kuvvetleri ile ilişkisini açıklar. Astronomi de dahil olmak üzere kozmolojik ve astrofiziksel alem için geçerlidir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.