Fizik veya Doğabilim (Yunanca; φυσικός (physikos: doğal), φύσις (doğa: doğa)), enerji ve maddenin etkileşimini inceleyen bilim dalıdır. Fen bilimlerinin en eskisi olan ve temelini oluşturan Fizik kainatın temel prensipleriyle ilgilenir.
Madde ve madde bileşenlerini inceleyen, aynı zamanda bunların etkileşimlerini açıklamaya çalışan Fizik'in amacı evrendeki "gözlenebilir" niceliklerin (enerji, momentum, açısal momentum, spin, v.s...) "nasıl" değiştiğini anlamaktır. "Niye" değiştiğini sorgulamak çoğunlukla Felsefe'nin Metafizik dalının veya Teoloji'nin işidir.
Fiziğin evinimi anlatmak için, temel fizik kuramlarının formulasyonunda kullandığı temel araçlar Diferansiyel denklemler ve İntegro-diferansiyal denklemler olarak sıralanabilir. Hatta çoğu temel fizik kuramı sadece diferensiyal denklemler kullanarak formule edilmiştir. (örn. Newton'un hareket kanunları, Maxwell denklemleri, Einstein denklemleri, Kuantum Fiziği ya da Schrödinger denklemi, Dirac denklemi).
Fizik araştırmalarının türleri
Fizik araştırmaları genellikle Kuramsal fizik ve Deneysel fizik olarak ikiye ayrılır. Bu iki alandaki araştırmalar ise temel ya da uygulamalı araştırmalar şeklinde ayrılır.
Kuramsal fizik, evrenin yasalarını deneysel fiziğin gözlemlerini kullanarak açıklamaya çalışır. Deneysel fizik, önerilen kuramlardan hangisinin doğru olduğuna karar vermek için tasarlanan deneyleri gerçekleştirir. Deneysel fizik sıklıkla, hiçbir kuramı olmayan yepyeni doğa olayları da keşfeder: Elektromanyetizma ve Radyoaktivite bu şekilde keşf edilmiştir. Fiziğin yeni alanları çoğunlukla deneylerde gözlenen çelişkili ya da açıklanamayan fenomenlere yanıt olarak geliştirilir. Fiziğin yeni alanları bazen, deneysel olarak doğrulanmadan önce, tamamiyle kuramsal olarak ortaya atılır (örneğin Görelilik kuramı ya da son zamanda önerilen yeni kuramlardan M-Kuramı gibi..)
Temel araştırmalar, yasaların pratikteki anlaşılabilirliği üzerinde yoğunlaşırken, uygulamalı fizik, adının da belirttiği gibi, varolan bilgiyi karmaşık sistemleri çözümlemek üzere pratik hayatta, ekonomide ya da başka fizik araştırmalarında kullanmaya gayret eder. Hem temel araştırmaların hem de uygulamalı araştırmaların kuramsal ve deneysel yönleri bulunur. Örneğin uygulamalı fiziğin çok verimli bir alanı Katı hal fiziğidir. Bu alanda araştırmacılar, kuantum mekaniğinin ve elektromanyetizmanın temel yasalarına dayanarak, katı cisimleri oluşturan atomların davranışlarını çözümlemeye çalışır.
Fizik araştırmalarındaki gelenek ve kültür kuramsal araştırmaları özelleşme/uzmanlaşma olarak kabul etmesi nedeniyle diğer bilimlerden ayrılır. Biyoloji ve Kimya'da da kuramsal araştırmacılar bulunmasına karşın en başarılı kuramsal araştırmacılar aynı zamanda deneysel araştırmacı olmuştur ve bu bilimlerde salt kuramsal araştırmacılara karşı (bazen aleni olarak) büyük ön yargılar bulunur.
Ana kuramlar
- Ana madde: Kuramsal fizik
Ana kuramlar; Klasik mekanik, Termodinamik, Elektromanyetik, Relativite, Kuantum mekaniği şeklide sıralanabilir.
Önerilen kuramlar
Herşeyin kuramı, Büyük birleştirici kuram, M-kuramı, Sarmal kuramı, Döngüsel kuantum yer çekimi, Proses fiziği ve Birleşik alan kuramı bazı önerilen kuramlar arasındadır.
Fizik kavramları
Madde Antimadde Temel parçacık Bozon Fermiyon
Simetri Hareket Korunum yasası (fizik) Kütle Enerji Momentum Açısal momentum Spin
Zaman Uzay Boyut Uzayzaman Uzunluk Hız Kuvvet Tork basınç
Dalga Dalga fonksiyonu Kuantum içiçeliği Harmonik salınıcı Manyetizma Elektrik Elektromanyetik ışın Sıcaklık Entropi Fiziksel bilgi Vakum enerjisi Sıfır noktası enerjisi
Faz geçileri Kritik fenomenler Kendi kendini örgütleme Ani simetri bozulması Süper iletkenlik Süper akışkanlık Kuantum fazı geçişleri
