İnsanoğlu beslenme ve barınma gibi temel ihtiyaçlarını gidermek, doğayı anlamak için pek çok gözlem yapmıştır. Çevresinde olup bitenleri yorumlarken bazen taklit etmiş, bazen algılayamayıp şimşek yıldırım gibi şeylerden korkmuştur. Ancak duyulan endişe insanın bunları daha da merak etmesine sebep olmuştur ve insanoğlunun doğayı anlama uğraşı ile fizik, kimya, biyoloji ve matematik gibi bilim dallarının temelleri atılmıştır. Her şey doğaya duyulan merakla başlamıştır ve zamanla çalışma alanlarına göre ayrılıp fizik, kimya, biyoloji adını almıştır. Bunlara fen bilimleri denmektedir ve bunlarla birlikte matematik ise bilimin ortak dili olarak kullanılmaktadır.
Fizik; uzay, zaman, madde ve enerji arasındaki ilişkiyi inceleyen, gözlem ve deneye dayalı bir bilim dalıdır. Çok eski zamanlarda insanlar makro evreni yani gezegenlerin hareketlerini, yıldızları, şimşeği, hava olaylarını merak etmiş, nasıl oluştuğunu duyular yoluyla açıklamaya çalışmıştır. Makro evrenle ilgili bu sorular zamanla bilimsel yöntemlerle birleşerek bilgi seviyesini üst seviyelere çıkarmıştır. Bilim insanları duyularla algılanamayan mikro evrende gerçekleşen olaylarla ilgili de cevaplar aramış ve bu alandaki çalışmalar ”modern fizik” olarak adlandırmıştır. Makro evrene ait fizik bilgileri ise ”klasik fizik” olarak tanımlanmaktadır.
Fiziğin Alt Dalları
Fizik biliminin çalışma alanı çok geniş olduğu için alt dalları oluşmuştur. Öncelikle mekanik, optik, elektrik gibi dallara ayrılan fizik; bilgi seviyesi arttıkça manyetizma, termodinamik, atom fiziği, nükleer fizik, katı-hal fiziği, yüksek enerji ve plazma fiziği dallarına ayrılmıştır.
Mekanik
Mekanik; hareket, kuvvet ve denge ile ilgilenir. Kuvvet etkisinde dengede olan cisimler üzerinde çalışan mekaniğin bölümüne statik, kuvvet etkisinde hareket eden cisimler ile ilgilenen bölüme dinamik denir. Kinematik ise cisimlere uygulanan kuvvet veya kuvvetin etkisiyle ilgilenmemekte, sadece cisimlerin hareketleriyle ilgilenmektedir.
Elektromanyetizma
Elektrik akımının manyetizma ile olan ilişkisi keşfedildikten sonra elektrik ve manyetizma alanları elektromanyetizma adını almıştır. Elektromanyetizma birçok alt dala sahiptir. Örnek olarak elektrik yükleri, potansiyel elektrik, statik elektrik, mıknatıslar, manyetik alan, yüklerin hareketi ve etkileşimi veya benzer konular verilebilir.
Termodinamik
Termodinamik; ısı enerjisi ve ısı enerjisiyle sıcaklık, özkütle, basınç gibi nicelikler arasındaki ilişkiyi inceleyen fizik dalıdır.
Optik
Optik; ışık, ışık olayları ve ışığın madde ile etkileşimini inceler. Gölge oluşumu, aydınlanma, yansıma, kırılma, renk ve görme olayı, aynalar, mercekler ve prizmalar gibi ışıkla ilgili konular optiğin konusudur.
Katıhal Fiziği
Katıhal fiziği; kristal yapıdaki katı maddelerin mikroskobik ve makroskobik özelliklerini araştırır. Katı maddelerin özellikle kristallerin ve çok atomlu moleküllerin oluşturduğu yapıları ve bu yapıların elektriksel, manyetik, optik, termal özelliklerini inceler.
Atom Fiziği
Atom fiziği; atomun yapısı, atomik boyutta gerçekleşen olayları, atomların ve moleküllerin birbiriyle olan etkileşimlerini inceler. Nanoteknoloji gibi atomik boyuttaki çalışmalar atom fiziğinin uygulama alanlarından biridir.
Nükleer Fizik
Diğer adıyla çekirdek fiziği; atom çekirdeğinin yapısını, çekirdekteki etkileşimleri ve çekirdek tepkimelerini inceler. Radyasyon ve canlıların radyasyondan korunma yolları gibi konuları ele alırken aynı zamanda günümüzde birçok alanda nükleer fizik kullanılmaktadır. Bu alanlara nükleer tıp (röntgen, tomografi, vücut içi görüntüleme sistemleri vb.), dünyanın yaş hesabı, arkeoloji, gıdaların raf ömürleri gibi örnekler verilebilir.
Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği
Atom altı parçacıklar ve bu parçacıklar arasındaki ilişkileri inceleyen bilim dalıdır. Atom altı parçacıklarla yapılan deneyler oldukça yüksek enerjilerde yapıldığı için yüksek enerji fiziği olarak adlandırılır.
Yüksek enerjilerde çalışan diğer bir bilim dalı da plazma fiziğidir. Güneş ve diğer yıldızların yapısını ve enerjilerinin kaynağını inceler.
Fiziğin Diğer Disiplinlerle İlişkisi
Fizik, bilim tarihinde diğer bilim dalları gibi felsefenin içinde yer almış ve felsefeden ayrılan ilk bilim dalı olmuştur. Fizik kelimesi, Eski Yunancada “doğa” anlamına gelen physis kelimesinden türemiştir. Doğadaki tüm olayları inceleyen ve bunlar arasında bir neden sonuç ilişkileri kuran doğa bilimlerinin kaynağı fizik bilimidir. Fiziğin ilkelerinin uygulanmasıyla Kimya, biyoloji gibi disiplinlerin alt dalları doğmuştur. Felsefe, biyoloji, kimya, matematik, teknoloji, mühendislik, sanat ve spor gibi disiplinlerle fizik bilimi etkileşimde bulunmaktadır.
Felsefe tarihi boyunca evren, zaman ve mekan kavramları üzerine düşünceler tartışılmıştır. Fizik biliminde de Newton ve Einstein gibi fiziğin temel ilkelerini belirleyen bilim insanları aynı zamanda evren, zaman ve mekan hakkında yorumlar yapmışlardır. Newton’ın doğada insan bilincinden bağımsız zaman ve mekan olduğunu, Einstein’ın uzay ve zamanın mutlak olmadığı görüşleri fizik bilimine verdikleri katkı kadar felsefi açıdan da çok önemli olmuştur.
Biyoloji ve kimya, fizikle yakın ilişkileri olan bilim dallarıdır ve bu yakınlık bilim dalları arasında yeni alanların oluşmasına sebep olmuştur. Örnek olarak kimyasal reaksiyonların oluşumunda fiziğin alt dallarından yararlanılmasıyla fizikokimya, fiziğin kimyadan aldığı desteklerle katı hal fiziği ve nanoteknoloji, fiziğin teknik prensiplerinin biyolojiye uygulanmasıyla tıpta geniş bir uygulama alanına sahip olan biyofizik bilim dalı ortaya çıkmıştır.
Fizik biliminde yapılan çalışmaların ifade edilmesinde, fiziksel ilkelerin matematiksel olarak yapılan ispatlarında matematik kullanılır. Örnek olarak bir fizik deneyinin sonucu, formüller ve işlemler kullanılarak matematik sayesinde anlaşılır hale gelir.
Teknoloji ve mühendislik, fizikle çok yakından ilişkili kavramlardır. Tekerleğin icadından şimdiki arabalara, gaz lambalarından sese duyarlı aydınlatma sistemlerine günümüzde kullanılan çoğu teknolojik aletlerin gelişmesinde fizik büyük rol oynamıştır.
Coğrafya alanında gelgit olayının, meteorolojik olayların, yerin manyetik alanı ve etkilerinin açıklanması, pusula ile coğrafi keşiflerin başlaması fizik kanunları sayesinde geliştirilmiş ve olmuştur. Diğer yandan sanat dallarından müzik, sahne sanatları, sinema ve görsel sanatlar yine fizikle yakından ilişkili alanlardır. Örnek olarak görsel sanatlarda ışık ve renkler, müzikte sesin titreşimden oluşması yine fizik kanunları ile açıklanır.
Son olarak spor dallarında fizikten çok faydalanılır. Futbol, basketbol veya tenis gibi bir çok spor dalında top atışlarında daha uzağa atmak veya istediğimiz yere göndermek için farkında olmasak bile fizik kurallarını uygularız. Başka bir örnek olarak sırıkla atlamada sırığın esnekliği ve bir kaldıraç gibi kullanılması sayesinde sporcu yukarı doğru yükselir.
