Physịk

die Wissenschaft von den Vorgängen in der unbelebten Natur. Die Physik umfasst sowohl die Beschreibung vielfältiger physikalischer Erscheinungen als auch die Formulierung von Gesetzmäßigkeiten, durch die die Erscheinungen vorhersehbar und quantifizierbar werden. Modelle, das sind anschauliche oder gelegentlich auch abstrakte Vorstellungsgerüste, führen zu einem theoretischen Gesamtrahmen, in dem die physikalische Welt „erklärt“ werden kann. Physikalische Modelle müssen mit der im Experiment beobachteten Wirklichkeit verträglich sein; stellt sich ein Modell aufgrund eines neuen Experimentes als unbrauchbar heraus, so muss es durch ein anderes ersetzt werden, das seinerseits einer experimentellen Prüfung standhält. In diesem Wechselspiel von theoretischer und experimenteller Arbeitsweise hat sich die Physik von ihren wissenschaftlichen Anfängen an bis heute entwickelt. Ziel der physikalischen Grundlagenforschung, so z. B. der Elementarteilchenphysik, wo nach den letzten Bausteinen der Materie gesucht wird, ist eine vollständige und allgemeine Beschreibung der physikalischen Welt durch einige wenige Grundgesetze und Prinzipien, wenn möglich sogar durch eine einzige Weltformel. Der Hauptteil heutiger Forschung jedoch ist anwendungsorientiert und eng an technische Interessen gekoppelt.

Die wichtigsten Teilgebiete der Physik sind: Mechanik, Akustik (Lehre des Schalls), Thermodynamik (Wärmelehre), Elektrodynamik (Elektrizitätslehre und Magnetismus), Optik, Atom- und Kernphysik, Relativitätstheorie und Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik und Quantenchromodynamik. Die sog. klassische Beschreibung von physikalischen Vorgängen oder Problemen ist anschaulich und geht von einer absoluten, an sich seienden, also vom Beobachter und dessen Wahrnehmungen unabhängigen Natur aus. Eine solche Beschreibung ist immer dann möglich, wenn es um makroskopische Vorgänge geht und wenn keine zu hohen Geschwindigkeiten im Spiel sind. Die Physik vor 1900 war eine ausschließlich klassische. Bei Vorgängen jedoch, bei denen Geschwindigkeiten eine Rolle spielen, die der des Lichts nahe kommen, oder bei mikroskopischen, z. B. atomistischen Vorgängen, versagt jede klassische Beschreibung. In der Quantenphysik zeigte sich z. B., dass im mikroskopischen Bereich physikalische Eigenschaften nicht mehr als „objektiv bestehend“ betrachtet werden können, sondern nur so lange „existieren“, wie sie tatsächlich beobachtet werden. Ferner fordert die Relativitätstheorie eine Korrektur des gewohnten Zeitbegriffs: Zeit ist hier nichts Absolutes, an Uhren Ablesbares, sondern hängt entscheidend davon ab, in welchem Bewegungszustand sich Uhr und Beobachter befinden. Die Modelle der nicht-klassischen, modernen Physik sind nicht anschaulich vorstellbar; sie stehen vielmehr zum klassischen Weltbild im Widerspruch und stellen z. T. grundlegende Begriffe menschlicher Wahrnehmung in Frage. So ist die moderne Physik nicht mehr lediglich Beschreibung in Raum und Zeit bestimmter beobachteter Erscheinungen, sondern vielmehr die Beschreibung eines zusammenhängenden, den Menschen miteinbeziehenden Gesamtuniversums.