Տեսական ֆիզիկա

Շվարցշիլդի որդնախոռոչի մոդել

Տեսական ֆիզիկան ֆիզիկայի մի ճյուղ է, որն օգտագործում է մաթեմատիկական մոդելները և աբստրակցիան հիմնավորելու, բացատրելու և կանխագուշակելու բնական երևույթները։ Փորձարարական ֆիզիկան ի տարբերություն տեսական ֆիզիկայի, ֆիզիկական երևույթները հետազոտելու համար օգտագործում է փորձարարական միջոցները։ Գիտության առաջընթացը ընդհանուր առմամբ կախված է փորձնական ուսումնասիրությունների և տեսության փոխգործակցությունից։ Տեսական ֆիզիկայի հիմնական նպատակներն են․

1. Առանցքային ֆիզիկական հասկացությունների առանձնացում (ինչպես՝ ատոմ, զանգված, էներգիա, էնտրոպիա, դաշտ և այլն) և այդ հասկացությունները կապակցող բնության երևույթների մաթեմատիկական ձևակերպումը։
2. Բնության մեջ դիտվող երևույթների բացատրությունը բնության օրենքների ձևակերպման հիման վրա։
3. Բնության նոր երևույթների կանխատեսում։

Տեսական ֆիզիկային մոտ է մաթեմատիկական ֆիզիկան, որն ուսումնասիրում է ֆիզիկական մոդելները հատկությունները մաթեմատիկական խիստ մոտեցումներով, սակայն չի զբաղվում ֆիզիկական հասկացությունների ընտրությամբ և մոդելները իրականության հետ համադրելով, չնայած կորղ է կանխատեսել նոր երևույթներ։

Առանձնահատկություններ

Տեսական ֆիզիկան չի դիտարկում «ինչո՞ւ մաթեմատիկան պիտի նկարագրի բնությունը» տիպի հարցերը։ Տեսական ֆիզիկան որպես պոստուլատ է ընդունում այն, որ ինչ֊ինչ պատճառներով, բնության երևույթների մաթեմատիկական նկարագրությունը չափազանց արդյունավետ է, և ուսումնասիրում է այդ պոստուլատի հետևանքները։ Խստորեն ասած, տեսական ֆիզիկան ուսումնասիրում է ոչ թե հենց բնության հատկությունները, այլ՝ առաջարկվող տեսական մոդելների հատկությունները։ Բացի այդ, հաճախ տեսական ֆիզիկան ուսումնասիրում է որոշ մոդելներ «հենց իրենցով»՝ առանց դրանք կապելու բնության որոշակի երևույթի հետ։

Սակայն տեսական ֆիզիկայի հիմնական խնդիրը մնում է, առաջին, ֆիզիկական երևույթների որևէ տիրույթներում կառավարող բնության առավել ընդհանուր օրենքները բացահայտելը և ըմբռնելը, և երկրորդ, այդ օրենքներից ելնելով, իրականության մեջ ֆիզիկական համակարգերի սպասվող վարքը նկարագրելը։ Ի տարբերություն մյուս բնական գիտությունների, տեսական ֆիզիկայի գրեթե յուրօրինակ առանձնահատկությունը դեռևս անհայտ ֆիզիկական երևույթները կանխատեսելը և չափումների ճիշտ արդյունքներ ստանալն է։

Ֆիզիկական տեսություն

Տեսական ֆիզիկայի արդյունքը ֆիզիկական տեսություններն են։ Քանի որ տեսական ֆիզիկան աշխատում է հենց մաթեմատիկական մոդելներով, խիստ կարևոր պահանջ է ավարտուն ֆիզիկական տեսության՝ մաթեմատիկորեն հակասական չլինելը։ Տեսական ֆիզիկան մաթեմատիկայից տարբերակող երկրորդ պատադիր հատկանիշը տեսության ներսում բնության վարքի համար կանխատեսումներ ստանալու հնարավորությունն է այս կամ այն պայմանների դեպքում, և, եթե արդեն հայտնի է գիտափորձի արդյունքը, փորձնական տվյանլերի հետ համաձայնվելը։

Վերը գրվածը թույլ է տալիս կազմել ֆիզիկական տեսության ընդհանուր կառուցվածքը։ Այն պետք է ներառի՝

• այն երևույթների շրջանակի նկարագրությունը, որոնց համար կառուցվում է մեթեմատիկական մոդելը,
• մաթեմատիկական մոդելը որոշարկող աքսիոմները,
• մաթեմատիկական մոդելներին (կամ գոնե դրանց մի մասին) դիտարկվող ֆիզիկական օբյեկտներ համադրող աքսիոմները,
• մաթեմատիկական աքսիոմների անմիջական հետևանքները և նրանց համարժեքները իրական աշխարհում, որոնք մեկնաբանվում են որպես տեսության կանխատեսումներ։

Սրանից պարզ է դառնում, որ անիմաստ են «իսկ եթե սխա՞լ է հարաբերականության տեսությունը» տիպի պնդումները։ Հարաբերականության տեսությունը արդեն իսկ հավաստի է՝ որպես անհրաժեշտ պայմաններին բավարարող ֆիզիկական տեսություն։ Եթե պարզվի, որ նրա որոշ կանխատեսումներ չեն համապատասխանում փորձնական արդյունքներին, նշանակում է, որ տեսությունն այդ երևույթների համար իրականության մեջ կիրառելի չէ։ Անհրաժեշտ կլինի փնտրել նոտ տեսություն, և կարող է պատահել, որ հարաբերականության տեսությունը լինի այդ նոր տեսության սահմանային դեպքը։ Սկզբունքորեն հնարավոր է այնպիսի իրավիճակ, երբ միևնույն շրջանակի երևույթի համար կան մի քանի տարբեր ֆիզիկական տեսություններ, որոնք հանգում են նման կամ համընկնող կանխատեսումների։ Գիտության պատմությունը ցույց է տալիս, որ նման իրադրությունը սովորաբար ժամանակավոր է․ վաղ թե ուշ տեսություններից մեկը ավելի ադեկվատ է ներկայանում կամ պարզվում է, որ երկուսն էլ համարժեք են։

Հայաստանում

Հայաստանը խորհրդային տարիներին կարողացավ կենտրոնացնել և աճեցնել տեսական ֆիզիկայի ազդեցիկ ներուժ, որը անկախության 20 տարիների ընթացքում Հայաստանի մրցունակ ոլորտներից ամենամրցունակներից է։ Տեսական ֆիզիկայի հիմնական հետազոտությունները իրականացվում են Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտում, Ֆիզիկական հետազոտությունների ինստիտուտում, Ռադիոֆիզիկայի և էլեկտրոնիկայի ինստիտուտում, Բյուրականի աստղադիտարանում, Գիտությունների ազգային ակադեմիայի մի շարք այլ ինստիտուտներում, Երևանի Պետական Համալսարանում և Հայ-ռուսական (սլավոնական) համալսարանում։

Արտաքին հղումներ

• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 01.04.02 «Теоретическая физика» (ռուս.)
• Магистерская программа «Математическая физика» ВШЭ (ռուս.)
• Курсы лекций // Кафедра теоретической физики МГУ (ռուս.)
• Курсы лекций // Кафедра проблем физики и астрофизики МФТИ (ռուս.)
• Курсы кафедры «Проблемы теоретической физики» МФТИ (ռուս.)