Važnost fizike u suvremenom svijetu

Fizika je po čistoći svojih principa na drugom mjestu nakon matematike. Fizika opisuje kako prirodni svijet djeluje kroz primijenjene matematičke formule. Bavi se temeljnim silama svemira i njihovim interakcijom s materijom, promatrajući sve, od galaksija i planeta do atoma i kvarkova i svega između. Sve ostale prirodne znanosti potječu iz fizike. Kemija je u osnovi primijenjena fizika, a biologija u biti primijenjena kemija. Teorija fizike odgovorna je za otkriće u elektronici koja ubrzavaju napredak modernih računala i elektroničkih medija.

Jedno od najvećih otkrića koje je čovječanstvo ikada napravilo je električna energija. Kroz pravilno razumijevanje fizike uspjeli smo je iskoristiti u nešto korisno za električnu energiju, što je samo velika kolekcija elektronike. Stvaranjem razlike napona kroz nešto jednostavno poput baterije, možemo pokrenuti elektrone da se kreću, što je cjelokupna osnova električne energije. Pokretni elektroni napajaju krugove koji omogućuju radio, televizore, svjetla i svaki drugi elektronički uređaj.

Tranzistor je najosnovniji dio računala koji je omogućio stvaranje računalnih čipova i potaknuo računalno doba. Tranzistor je razvijen kroz napredak u fizici čvrstog stanja - izum poluvodiča. Poluvodiči su jednostavno dijelovi elemenata koji različito djeluju pod različitim temperaturama i naponima. To znači da se pri različitim primjenama napona može napraviti poluvodič koji čuva informacije, koji je pohranjen jer, sve dok ne primijenite napon da ga promijenite, poluvodič daje visoki ili niski napon. Visoki naponi tumače se kao 1s, a niski naponi kao 0s. Kroz ovaj jednostavni sustav sva računala mogu pohraniti informacije u milijarde malih tranzistora.

Napredak zrakoplova posljedica je prvenstveno napretka u fizici. Avioni su sposobni letjeti prema Bernoullijevim formulama dinamike fluida. Količina ljudi koju avion može nositi proporcionalna je količini potiska koji može stvoriti. To je istina jer potisak gura krilo prema naprijed, a zrak zavija preko krila i uzrokuje podizanje. Zrak koji se zavija nad krilom uzrokuje područje niskog tlaka, a zrak koji se sporije kreće ispod krila gura prema dnu. Što je vjetar brži, avion stvara više dizanja i veću težinu.

Raketologija se u velikoj mjeri oslanja na fiziku, izvodeći formule za potisak i izgaranje izravno iz nje. Sila izgaranja je mjerljiva veličina, a sila se može usmjeriti kroz mlaznicu kako bi se stvorio poznati potisak. Pomoću ovih poznatih jednadžbi možemo izračunati potisak potreban za postizanje podizanja. Vakuum prostora nadvladava se razumijevanjem pritiska. Niski tlak izvan posude mora se nadvladati brtvom odgovarajuće čvrstoće. Za izračunavanje čvrstoće brtve možemo se koristiti proračunima tlaka. Zaključno, let u svemir jedno od najvećih dostignuća, budućnost čovječanstva određena je razumijevanjem fizike.

Nuklearna bomba, jedno od najmoćnijih oružja kojim čovječanstvo raspolaže, izravno je povezana s fizikom. Atomska bomba koristi proces koji se naziva fisija za razdvajanje teških atoma. Taj nam postupak omogućuje otključavanje energije koja je inherentno prisutna u materiji. Ovo razumijevanje materije također ima mogućnost da nam omogući proizvodnju neiskorištenih količina energije koju možemo iskoristiti u nevojne svrhe. Uz to, fuzija ili kombinacija različitih atoma mogla bi biti buduće rješenje svih naših energetskih potreba.