Descripción

Como todas las demás ciencias, la física se basa en observaciones experimentales y mediciones cuantitativas. El principal objetivo de la física es encontrar el número limitado de leyes fundamentales que gobiernan los fenómenos naturales y utilizarlas para desarrollar teorías que puedan predecir los resultados de futuros experimentos. Las leyes fundamentales utilizadas en el desarrollo de teorías se expresan en el lenguaje de las matemáticas, la herramienta que proporciona un puente entre la teoría y el experimento. Cuando surge una discrepancia entre la teoría y el experimento, se deben formular nuevas teorías para eliminar la discrepancia. Muchas veces una teoría es satisfactoria sólo bajo condiciones limitadas, una teoría más general podría ser satisfactoria sin tales limitaciones.

Por ejemplo, las leyes del movimiento descubiertas por Isaac Newton $16421727$ en el siglo XVII describen con precisión el movimiento de los cuerpos a velocidades normales, pero no se aplican a los objetos que se mueven a velocidades comparables con la velocidad de la luz. Por el contrario, la teoría especial de la relatividad desarrollada por Albert Einstein $18791955$ a principios del siglo XX da los mismos resultados que las leyes de Newton a bajas velocidades, pero también describe correctamente el movimiento a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Por lo tanto, la de Einstein es una teoría del movimiento más general. La física clásica, que significa toda la física desarrollada antes de 1900, incluye teorías, conceptos, leyes y experimentos en mecánica clásica, termodinámica y electromagnetismo. Newton, quien desarrolló la mecánica clásica como una teoría sistemática y fue uno de los creadores del cálculo como herramienta matemática, proporcionó contribuciones importantes a la física clásica.

Los principales desarrollos en mecánica continuaron en el siglo XVIII, pero los campos de la termodinámica y la electricidad y el magnetismo no se desarrollaron hasta la última parte del siglo XIX, principalmente porque antes de esa época el aparato para experimentos controlados era demasiado tosco o no estaba disponible. Una nueva era en la física, generalmente conocida como física moderna, comenzó a fines del siglo XIX. La física moderna se desarrolló principalmente debido al descubrimiento de que muchos fenómenos físicos no podían ser explicados por la física clásica. Los dos desarrollos más importantes de la física moderna fueron las teorías de la relatividad y la mecánica cuántica. La teoría de la relatividad de Einstein revolucionó los conceptos tradicionales de espacio, tiempo y energía, La mecánica cuántica, que se aplica tanto al mundo microscópico como al macroscópico, fue formulada originalmente por varios científicos distinguidos para proporcionar descripciones de fenómenos físicos a nivel atómico.

Los científicos trabajan constantemente para mejorar nuestra comprensión de los fenómenos y las leyes fundamentales, y todos los días se realizan nuevos descubrimientos. En muchas áreas de investigación, existe una gran superposición entre la física, la química, la geología y la biología, así como la ingeniería. Algunos de los desarrollos más notables son $1$ numerosas misiones espaciales y el aterrizaje de astronautas en la Luna, $2$ microcircuitos y computadoras de alta velocidad, y $3$ técnicas de imagen sofisticadas utilizadas en investigación científica y medicina. El impacto que tales desarrollos y descubrimientos han tenido en nuestra sociedad ha sido realmente grande, y es muy probable que los futuros descubrimientos y desarrollos sean igual de emocionantes y desafiantes y de gran beneficio para la humanidad.