Ka Pilina ma waena o ke Kino a me ka Makemakika
ʻO ke kinoea a me ka makemakika he ʻelua mau aʻo i aneane hiki ʻole ke hoʻokaʻawale ʻia. ʻOiai ke ʻimi nei ke kinoea e hoʻomaopopo i ke ʻano o ka hana ʻana o ke ao holoʻokoʻa—mai ka neʻe ʻana o nā mea, nā nalu, ka uila, a hiki i ke ʻano o nā ʻātoma—hāʻawi ka makemakika i ka ʻōlelo, nā mea hana, a me ke kahua no ka hoʻokumu pololei ʻana i kēlā ʻike. ʻOi aku ka pilina ma waena o nā mea ʻelua ma mua o ka "hoʻohana ʻia ka makemakika e helu" i ka kinoea, akā hele hohonu: hoʻohālike ka makemakika i ke ʻano o ka hōʻike ʻana o ke kinoea i nā kānāwai o ke ʻano, ʻoiai ʻo ke kinoea e hoʻoulu pinepine i ka hānau ʻana o nā lālā hou o ka makemakika.
ʻO ka makemakika ma ke ʻano he ʻōlelo o ka physics
ʻO kekahi o nā kumu nui e hilinaʻi nui ai ka physics i ka makemakika no ka mea hiki i ka makemakika ke hōʻike i nā pilina quantitative me ka pololei loa. Ke hoʻoholo ka physicist e hilinaʻi ana kekahi nui i kekahi, ʻae ka makemakika e kākau ʻia kēlā pilina ma ke ʻano o kahi hoohalike. No ka laʻana, ua hoʻokumu ʻia ke kānāwai ʻelua o Newton penei:
F = ma
He manaʻo ākea ko kēia kaulike pōkole: ua kūlike ka ikaika (F) me ka nuipa (m) a me ka wikiwiki (a). Me ka ʻole o ka makemakika, e lilo kēia kānāwai i ʻōlelo lōʻihi a maopopo ʻole. Me ka makemakika, lilo ka pilina i mea ākea, pōkole, a hiki ke hoʻāʻo ʻia.
Kōkua pū ka makemakika i ke kūkulu ʻana i nā kumu hoʻohālike e hiki ke hoʻohana ʻia no ka wānana. ʻAʻole wale ka wehewehe ʻana o ka physics i ka mea i ʻike ʻia akā wānana pū kekahi i ka mea e hana ʻia ma lalo o kekahi mau kūlana. No ka laʻana, hiki i nā kaulike o ka neʻe ʻana ke wānana i ke kūlana o kahi mea i kekahi mau kekona i ka wā e hiki mai ana, a i ʻole hiki i nā kaulike o ke kahua electromagnetic ke wānana i ke ʻano o ka laha ʻana o nā nalu lekiō.
Nā manaʻo makemakika kumu nui i ka physics
Ua ʻike maopopo ʻia ka pilina ma waena o ka physics a me ka makemakika mai nā manaʻo makemakika he nui i hoʻokumu i ke kahua o ke aʻo ʻana i ka physics.
1. ʻAlgebra a me nā hana
Hoʻohana ʻia ka Algebra e hoʻoponopono i nā kaulike, hoʻokumu i nā pilina ma waena o nā nui, a hoʻoponopono i nā helu ʻana. Kōkua nā hana i ka wehewehe ʻana pehea e loli ai kekahi nui e pili ana i kekahi, e like me ke kūlana e pili ana i ka manawa, a i ʻole ke au e pili ana i ka voltage.
I loko o ke kinoea, he mau mea hana koʻikoʻi pinepine nā kiʻi o nā hana. ʻO kahi kiʻi wikiwiki-manawa, no ka laʻana, hiki ke hāʻawi i ka ʻike e pili ana i ka wikiwiki (ka piʻo o ke kiʻi) a me ka neʻe ʻana (ka ʻāpana ma lalo o ke kūlou). Hōʻike kēia i ka "heluhelu ʻana" i nā hanana kino i kekahi manawa ke ʻano o ka heluhelu ʻana i ka ʻōlelo makemakika ma ke ʻano o nā kiʻi.
2. Trigonometry a me ke geometry
ʻIke pinepine ʻia ka trigonometry i ka nānā ʻana i ka neʻe ʻana, nā ikaika, a me nā nalu. No ka laʻana, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia kahi ikaika e hana ana i kahi kihi i kona mau ʻāpana ākea a me ke kū pololei me ka hoʻohana ʻana i nā sines a me nā cosines. I nā nalu, hoʻohana ʻia nā hana sinusoidal e wehewehe i nā oscillations e like me ke kani a me ka mālamalama.
Kōkua ke ʻano honua i ka hoʻomaopopo ʻana i nā alahele, nā ʻano ʻāina, a me ke ʻano o ka lewa. I ka ʻepekema physics hou, ʻo ke ʻano honua ke kikowaena o nā kumumanaʻo, e like me ka relativity laulā, ka mea e wehewehe ana i ka umekaumaha ma ke ʻano he curvature o ka lewa-manawa.
3. Calculus (nā derivatives a me nā integrals)
ʻO Calculus ke alahaka nui ma waena o ka makemakika holomua a me ka physics. Hoʻohana ʻia nā derivatives e hōʻike i nā wikiwiki o ka loli, e like me ka wikiwiki e like me ka derivative o ke kūlana e pili ana i ka manawa, a i ʻole ka wikiwiki e like me ka derivative o ka wikiwiki:
– v = dx/dt
– a = dv/dt = d²x/dt²
Hoʻohana ʻia nā hoʻohui e hoʻohui i nā haʻawina liʻiliʻi he nui ʻole, no ka laʻana ka helu ʻana i ka hana i hana ʻia e kahi ikaika like ʻole, a i ʻole ka hoʻoholo ʻana i ka uku holoʻokoʻa mai kahi hoʻokaʻawale uku.
Me ka ʻole o ka calculus, hiki ke kūkākūkā ʻia nā kānāwai he nui o ke kino ma ke ʻano maikaʻi. Me ka calculus, hiki i ke kino ke hoʻokō i nā wānana pololei loa.
4. Nā kaulike ʻokoʻa
He nui nā kānāwai o ke kino e lilo i mau kaulike ʻokoʻa, nā kaulike e pili ana i nā derivatives. ʻO kēia no ka mea ua wehewehe pinepine ʻia ke ʻano ma ke ʻano o nā wikiwiki o ka loli: pehea e loli ai nā kūlana, pehea e loli ai ka ʻāina, pehea e pālahalaha ai nā mahana, a pēlā aku.
ʻo kahi laʻana:
– Ke wehewehe nei ka hoohalike nalu i ka laha ʻana o nā nalu i loko o ke kaula, ka ea, a i ʻole ke kahua electromagnetic.
– Ke wehewehe nei ka hoʻohālikelike wela i ka hoʻokaʻawale ʻana o ka wela i loko o kahi mea.
– Ke wehewehe nei ka hoohalike Schrödinger i ka mechanics quantum i ka ulu ʻana o nā ʻōnaehana microscopic.
ʻAe nā kaulike ʻokoʻa i ka physics e hoʻopili i nā "lula kūloko" (nā loli liʻiliʻi) i ka "ʻano honua" (nā hopena holoʻokoʻa).
Kūkulu ka makemakika i nā kumu hoʻohālike, hoʻāʻo ka physics i nā kumu hoʻohālike
Ma kekahi ʻaoʻao, hiki i ka makemakika ke hana i nā hiʻohiʻona nani loa, akā ʻaʻole pono lākou e hōʻike i ka ʻoiaʻiʻo. ʻO ke kuleana o ka physics ke hoʻāʻo i ka pono o kēia mau hiʻohiʻona ma o nā hoʻokolohua a me nā nānā ʻana. He ʻokoʻa koʻikoʻi kēia: he ʻepekema empirical ka physics, ʻoiai he ʻepekema deductive ka makemakika. Loaʻa i ka makemakika nā hopena mai nā axioms a me nā wehewehe; loiloi ka physics i ka pono o nā hiʻohiʻona ma muli o ko lākou kūlike me ke ʻano.
Eia nō naʻe, ua huahua nui kā lākou hana like ʻana. I ka wā i hoʻokumu ai nā kānaka physicists i nā kumumanaʻo ma ke ʻano makemakika, ua hāʻawi ka makemakika i nā mea hana e loaʻa ai nā hopena kūpono mai kēlā mau kumumanaʻo. A laila ua hoʻāʻo ʻia kēia mau hopena e nā kānaka physicists. Inā ʻaʻole like nā nānā ʻana, pono e hoʻoponopono hou ʻia ke kumu hoʻohālike.
ʻO kahi laʻana maopopo ka hoʻomohala ʻana o ke kumumanaʻo o ka umekaumaha. Ua hana maikaʻi loa ke kānāwai umekaumaha o Newton no ka hapa nui o nā hihia, akā ua hōʻike nā nānā ʻana o ka orbit o Mercury i nā ʻokoʻa liʻiliʻi. A laila ua hoʻomohala ʻo Einstein i ka relativity laulā me ka hoʻohana ʻana i ka makemakika paʻakikī (tensor a me ke geometry differential). Ua wehewehe pono kēia kumumanaʻo i ka ʻokoʻa orbital o Mercury a ua wānana i nā hanana ʻē aʻe, e like me ka lensing umekaumaha, i hōʻoia ʻia ma hope.
Hoʻokele ka physics i ka holomua o ka makemakika
ʻAʻole he alanui hoʻokahi ka pilina ma waena o ke kino a me ka makemakika. Ua ulu aʻe nā lālā he nui o ka makemakika mai nā pono o ke kino. Eia kekahi laʻana:
– Ua ulu koke ka Calculus ma muli o ka pono e kālailai i ka neʻe ʻana a me ka loli, ʻoiai hoʻi i ka wā o Newton lāua ʻo Leibniz.
– Ua hoʻoikaika ʻia ka loiloi Fourier, ka mea e kālele ana i ka hoʻokaʻawale ʻana o nā hana i nā nalu sine a me cosine, e ke aʻo ʻana i ka wela a me ka haʻalulu.
– Loaʻa i ke kumumanaʻo hui kahi wahi koʻikoʻi i ka physics hou, ʻoi aku hoʻi no ka hoʻomaopopo ʻana i ka symmetry i loko o nā mechanics quantum a me nā ʻāpana mua.
– Ua lilo ke ʻano geometry non-Euclidean a me ke ʻano geometry differential i mea pili loa ma muli o ka relativiti laulā.
Hōʻike pinepine ka ʻepekema kino i nā pilikia o ke ao maoli e koi ana i ka makemakika hou. ʻO ka ʻoiaʻiʻo, ua lilo kekahi mau manaʻo makemakika i manaʻo ʻia he "maʻemaʻe" i mau mea hana koʻikoʻi o ka ʻepekema kino. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, ʻo nā ʻano hana i ka ʻepekema kino, e like me ka intuition, approximation, a me ke kumu hoʻohālike, hoʻoulu pinepine i nā ʻano makemakika i hoʻopili ʻia.
ʻO ka makemakika ma ke ʻano he mea hana noʻonoʻo: mai ka manaʻo a i ka hoʻomaopopo ʻana
Ma waho aʻe o ka lilo ʻana i mea hana no ka helu ʻana, hoʻomaʻamaʻa ka makemakika i nā mākau noʻonoʻo e pono ai i ka physics: ka noʻonoʻo kūpono, kūlike, a me ka ʻōnaehana. ʻAʻole wale ka physics e pili ana i ka hoʻopaʻanaʻau ʻana i nā haʻilula, akā e pili ana hoʻi i ka hoʻomaopopo ʻana i ke ʻano o nā nui, nā ʻāpana, a me nā pilina kumu-a-hopena.
Eia kekahi laʻana, ʻo ka loiloi dimensional kahi ʻano hana makemakika maʻalahi i pono loa i ka physics no ka nānā ʻana inā kūpono nā kaulike. Inā ʻōlelo kahi kaulike ua like ka ikehu me ka nuipa me ka wikiwiki, hiki iā mākou ke haʻi koke he hewa ia no ka mea ʻaʻole kūlike nā anakahi. Hōʻike kēia e kōkua ka makemakika i ka mālama ʻana i ke kūlike o nā manaʻo physics.
ʻAe pū ka makemakika i ka hoʻohana ʻana i nā ʻano hoʻokokoke. He nui nā ʻōnaehana kino i paʻakikī loa e hoʻoponopono pololei ʻia. Ma ka hoʻohana ʻana i ka makemakika, hiki i nā physicists ke hana i nā hoʻokokoke helu, nā ʻano hana iterative, a i ʻole nā simulations kamepiula e loaʻa ai nā hopena pololei.
Ke kuleana o ka ʻenehana a me ka helu kamepiula
I kēia au hou, ua lilo ka pilina ma waena o ke kinoea a me ka makemakika i mea ikaika loa ma o ka helu ʻana. Hoʻoponopono ʻia nā pilikia kinoea he nui me ka hoʻohana ʻana i nā ʻano helu, kahi lālā o ka makemakika i hoʻopili ʻia. Pono nā simulation o ke aniau, nā dynamics wai no ka hoʻolālā mokulele, ke kumu hoʻohālike o ka hopena nukelea, a me nā simulation ʻāpana subatomic i ka makemakika holomua a me nā algorithms.
ʻAʻole pani nā kamepiula i ka makemakika, akā, hoʻonui lākou i kona hiki ke lawelawe i nā ʻōnaehana paʻakikī. Hiki ke hoʻoponopono ʻia nā kaulike paʻakikī ke hoʻoponopono ma ke ʻano loiloi ma ke ʻano helu e loaʻa ai nā wānana e kokoke ana i nā wānana hoʻokolohua.
Ka hopena
Ke hoʻoikaika nei kekahi i kekahi i kekahi i ka pilina ma waena o ke kinoea a me ka makemakika. ʻO ka makemakika ka ʻōlelo kūhelu o ke kinoea, e hiki ai ke hoʻokumu pololei i nā kānāwai kūlohelohe a hiki ai ke wānana i nā wānana helu. ʻO ke kinoea, ma ka huli ʻana, hāʻawi i nā pilikia a me ka hoʻoikaika ʻana, e hoʻoulu ana i ka hānau ʻana o nā ʻano hana makemakika hou a me nā lālā. Hoʻokumu nā mea ʻelua i kahi pālua kumu i ka hoʻomohala ʻana o ka ʻepekema a me ka ʻenehana.
ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ka physics me ka ʻole o ka makemakika e hoʻonele iā kākou i kona pololei a me ka mana wānana, ʻoiai ʻo ka makemakika me ka ʻole o ka physics e nele i nā pōʻaiapili noi waiwai he nui. I ka hana maoli, ʻike pinepine ʻia nā holomua nui i ka ʻepekema i ka wā e hui ai nā manaʻo kino me ka mana o nā ʻano makemakika. No laila, he mea nui ke aʻo ʻana i ka pilina ma waena o nā mea ʻelua ʻaʻole wale no nā haumāna a me nā mea akamai, akā no kekahi mea e ʻimi nei e hoʻomaopopo pehea e heluhelu ai a wehewehe ai ke kanaka i ka "code" o ke ao holoʻokoʻa.
