Fysiikka

Fysiikka on hiukkasia ja kappaleita ja niiden välisiä vuorovaikutuksia tutkiva ala. Kappaleet voivat olla mitä vaan, laatikoita hihnalla tai petankkipalloja vierimässä, hiukkaset taas esimerkiksi säteilyn osia. Fysiikka tutkii näiden eri kappaleiden vuorovaikutusta toisiinsa, tutkivana alana fysiikka voidaan jakaa etä- ja kosketusvuorovaikutukseen. Etävuorovaikutuksella tarkoitetaan esimerkiksi planeettoja ja kosketusvuorovaikutuksella petankkipalloja.

Fysiikka on kaikki, mitä on ja tapahtuu ympärillämme. Luonnonilmiöitä tapahtui jo ennen elämän syntyä maapallollamme. Antiikin aikana kreikkalaiset filosofit, kuten Thales Miletolainen, alkoivat pohtia maailman ja aineen syntyä. He tekivät tutkimuksia havaintoihin perustuen, ei yliluonnollisiin ilmiöihin, joihin uskottiin vielä vahvasti. Antiikin aikana ei kuitenkaan tehty järjestelmällisiä kokeita vaan havainnoitiin näkyviä ilmiöitä. Yhteiskunnan paineen vuoksi, fysiikka ei pystynyt kaikkina aikakausina kehittymään vapaasti.  Lopulta tiede voitti ja modernin fysiikan voidaan katsoa kehittyneen 1800–1900- lukujen taitteessa.

Fysiikan voidaan katsoa olevan koko maailmankuvamme tukipilari ja fysiikkaan perustuva käsityksemme luonnosta ja fysikaalinen ajattelutapamme ohjaavat yhteiskuntamme kaikkien osa-alueiden toimintaa. Fysiikka kehittyy jatkuvasti, teoriat täydentyvät ja kuvamme maailmankaikkeudesta muotoutuu.

Aine, energia ja liike ovat fysiikan tutkimuksen avainkäsitteitä. Fysiikan tutkimus nostaa esiin monia luonnon ymmärtämiseen ja maailmankuvamme rakentumiseen liittyviä kysymyksiä, kuten mitä ovat aineen perusosat? Miten aineen ominaisuudet selitetään? Miten aurinkokuntamme on syntynyt? Millainen on aurinkokuntamme rakenne?

Fysiikka on empiirinen tiede eli fysiikalliset tulokset perustuvat kokeisiin. Luontoa tutkivat kokeet ja havainnot ovat tieteen pohja. Fysiikan tutkimuksen pääkohteet ovat kvanttimekaniikka, suhteellisuusteoria ja klassinen mekaniikka. Sen lisäksi eri teoriat voidaan jaotella erilaisin perustein. Perusteorioita ovat moderni ja klassinen fysiikka. Fysiikan opetuksessa tehdään jaottelu historiallisen kehityksen valossa ja siinä fysiikka jakautuu sähköoppiin, mekaniikkaan, lämpöoppiin, optiikkaan, akustiikkaan, atomifysiikkaan, ydinfysiikkaan, hiukkasfysiikkaan sekä astrofysiikkaan ja tiiviin aineen fysiikkaan. Fysiikantutkimus sivuaa monesti lähitieteitä ja sen tutkimustuloksilla on tärkeä sija esimerkiksi matematiikan, kemian, tähtitieteen, maantieteen, biologian ja lääketieteen alalla.

Fyysikot menetelmineen ja tutkimuksineen ovat tärkeä osa arkeamme, ilman heitä ei olisi lentoliikennettä, matkapuhelimia tai öljynporausta. Koska fysiikka kehittyy jatkuvasti, vaatii se tutkijoilta aina vain tarkempia kokeita ja havainnointia luonnonilmiöistä.  Fysiikka ei vastaa kaikkiin kysymyksiimme mutta siitä kumpuavat arvot, kriittinen tutkimus ja oman maailmamme kehityksen ymmärtäminen ovat kaikille kuuluva tietoa. Fysiikka on tekijälleen kovaa työtä, intuitiota, kehittelyä ja mielikuvitusta, nämä kaikki ovat merkittävässä osassa kun kehitellään kokeita ja havaintotapoja erilaisista ilmiöistä. Kokeiden suunnittelu, tarkka toteutus, havainnointi ja ilmiöiden jäsentäminen ovat fyysikon arkea. Fyysikoita työskentelee esimerkiksi opetustehtävissä, tutkijoina ja yritysten tuotekehittelijöinä, jonkun verran myös kaupan alalla ja hallinnollisissa tehtävissä.

Fysiikan tutkimuksen taso Suomessa on arvostettua kansainvälisesti, sen tulee kuitenkin uudistua ja etsiä uusia tutkimuksenaloja tulevaisuudessa. Suomessa tehtävää fysiikan tutkimusta tehdään monissa eri aineissa, merkittäviä kohteita ovat esimerkiksi materiaalitutkimus, ydinfysiikka ja hiukkasfysiikka. Uutena ja lupaavana alana pidetään nanotiedettä, jonka tutkimuskenttä käsittelee biotieteellisiä, kemiallisia ja fysikaalisia tapahtumia nanometrimittaluokassa. Fysiikan tutkimusnäkymien etuna on tulevaisuudessakin selvä kytkös teknologiaan ja tuotekehittelyyn, tämä osaltaan vahvistaa rahoituksen suuntautumista alan tutkimukseen. Paikallistasolla tutkimus riippuu paljon kansallisista ja kansainvälisistä hankkeista, kaksi keskeistä alaa tällä hetkellä ovat nanotiede ja hiukkasfysiikan tutkimus, selvä painopiste on materiaalitutkimuksen puolella. Euroopan hiukkasfyysikot ovat keskittäneet tutkimustyönsä CERN:in ydintutkimuskeskukseen ja siellä työskentelee suomalaisiakin tutkijoita.