Teoretisk fysikk

Den teoretiske fysikken er en gren av fysikken , begrepet står i kontrast til eksperimentell fysikk som brukes. Målet er å utvikle matematiske modeller (teorier) for oppførselen til fysiske systemer som gir kvantitative, eksperimentelt verifiserbare spådommer. Disse blir deretter sammenlignet med eksperimentelle resultater innenfor rammen av eksperimentell fysikk for å avgjøre om modellen er egnet for å beskrive det respektive systemet. Hvis den ikke er det, kan det hende den må revideres eller kastes fullstendig. På den annen side kan en teori aldri bekreftes uten tvil fordi det generelt ikke er mulig å teste den på alle tenkelige systemer den beskriver.

På samme måte er den "korrekte" teorien for å beskrive et system generelt ikke entydig, siden forskjellige perspektiver kan velges, men som de samme spådommene må følge for å være enige i eksperimentet. For eksempel, i klassisk mekanikk, den Lagrange formalisme og Hamilton formalisme føre til forskjellige bevegelsesligninger , men gir de samme baner for de samme systemene . For individuelle, konkrete problemer kan imidlertid innsatsen som kreves for å løse problemet avvike betydelig, avhengig av hvilken av teoriene, som er likeverdige i denne forstand, brukes til beskrivelsen.

Et vanlig middel for å beskrive et system er spesielt differensiallikninger , hvis løsninger beskriver systemets utvikling over tid. I dette tilfellet er tilstanden til systemet etter en viss tid, der det kan utvikle seg uforstyrret, det eksperimentelle funnet som kan sammenlignes med prediksjonen i teorien. Eksempler på slike differensialligninger er Maxwell-ligningene , Newtons andre lov eller Schrödinger-ligningen .