Fizik formülleri nasıl keşfedildi?

Bağıntıların nasıl türetildiğini açıklarken yardım alacağım temel aksiyomatik metodun nasıl işlediğini bir görelim , bunun için birkaç tanımla başlayacağım :

Önermeler , doğru yada yanlış diyebildiğimiz - başka değeri olmayan ifadeler.

Aksiyomlar , doğruluk yada yanlışlığı belirli önermelere dayandırılamayacak ve bu yüzden başlangıç noktası olabilecek önermeler olarak tanımlanır.

Teoremler , aksiyomlar üzerinden doğrulanarak ve yanlışlanarak hakkında bir sonuca vardığımız önermeler.

Postülatlar , doğru yada yanlış olduğu kanıtlanamayacağı için doğru olarak kabul edilecek hüküm ifadeleri , aksiyomlardan farkı bir başlangıç noktası alınacak bir ifade olmayıp kanıt gerektirmeyen bir ifade oluşudur.

Şimdi burada bu aksiyomatik yapıyı şu şekilde analojiye uğratacağım , Fizik üzerine gözlediğimiz olguları (yani örneğin maddeye dair zaten olması gereken özellikleri , örneğin uzunluk gibi) birer aksiyom olarak alalım. (Tanımlar ) Bu aksiyomlardan maddenin olası davranışlarına yönelik herhangi bir şeyi türetirken bunu teorem olarak alalım. (Tanımlardan yola çıkarak oluşturduğumuz formüller ) Bu teoremlerden bir doğru-yanlış kanıtını yapamayarak varlığını inkar etmediğimiz olguları postülat olarak alalım. (Tanım niteliğinde formüller)

Şimdi genel olarak bağıntılarla ilgili şunu söyleriz: Ya belirli aksiyom düzeyindeki ilişkilerden üst üste konularak ve aralarındaki değişim ilişkisinin biçiminden yardım alınarak türetilebilir ( Örnek : Kuvvete dair temel tanımdan , bir çok kuvvet türünün olası formülü) , ya da bir tanım düzeyinde sadece aradığımız değişkene bağlı değişkenler üzerinden türetilir ( Örnek : Yay sabiti , Sürtünme Katsayısı , Sığa)

Örnekler verelim ...

1. "İlişkili değişkenlerden tanımlanan bir ifade" Sığa : Sığa aslında bir şey üzerinde çalışırken ona dair kapasite kavramını insanlara betimlemek için kullanacağımız bir tanımdır. Bu tanım aslında nelerle ilgilidir , bunu düşünürüz. Mesela Elektrik sığası , bir gerilimde ne kadar yükün kapasiteye dahil edildiğini betimlemelidir ki bunu anca dQ/dV diye düşünmemiz gerekir. Isı sığası , kapasite edilen sıcaklıkta 1 birimlik artışı daha kapasite etmeyle ilişkili değişkenlerle oluşturulur - ki bunlar kütledir (ne kadar maddenin kapasite edeceği) ve bu kütledeki sıcaklığın 1 derece artması için ne kadar enerji gerektiğinin ifadesidir (öz ısı). Zaten bu kapasiteyi sıcaklık değişimiyle çarpmak , kapasiteyi bir sıcaklığa çekmek için ne kadar ısı gerektiğini söyler.
2. "Tanımlanan ifadelerden yola çıkılan sonuçlar" Merkezcil Kuvvet : Bu aslında bir net kuvvet tanımın farklı bir durumda nasıl değiştiğidir. İlgili değişkenlerden ivme , artık farklı bir hal almıştır. O zaman önce ivmeye dair veri elde etmek için geometrik ilişkilerden yararlanılır (vektörel büyüklüklerin incelenmesi) ve gerekli kalkülüs bilgisi ikame edilir. Kaldırma Kuvveti : Temel kuvvet tanımındaki kütlenin yine belirli başka tanımlardan yararlanılarak başka birimlere çevrilmesi ve ivmenin incelenmesi sonucunda birim değişikliği yaşayan bir kuvvet türüdür.
3. "Olgular" Bu direkt olarak maddeye dayanabilir (Klasik mekanikteki uzunluk , hız gibi tüm maddeye dair varoluşsal nicelikler) , enerjiye dayanabilir (Dalga Mekaniği için örneğin frekans terimi).

Mesela ileri okuma için , Elektromanyetik Teori'nin temel 4 bağıntısı olan Maxwell Denklemlerinden nasıl tüm elektrik bağıntılarının türetildiğini araştırabilirsiniz. Ama EM Teori diğerlerinden farklı olarak bir alan teorisi olduğu için somutlaştırılamayabilir.