Física teórica: diferenças entre revisões

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{{Física geral}}
A '''física teórica''' utiliza modelos matemáticos e conceitos físicos, juntos com técnicas de dedução como a [[lógica]] e a [[análise (filosofia)|análise crítica]] com o objectivo de explicar de modo racional e prever os fenômenos físicos. É também o ramo da [[Física]] que tem por finalidade elaborar, aperfeiçoar e eventualmente corrigir uma determinada [[teoria]] física, transposta a uma linguagem matemática apropriada. A teoria assim formulada é alimentada por dados obtidos em experiências e, em contrapartida, oferece explicações para os dados existentes e prevê novos efeitos e fenômenosfenómenos que possam ser testados experimentalmente, sendo assim submetida à [[falseabilidade]].
 
Até o [[Séc. XIX]] não existia realmente separação entre as físicas teórica e experimental. Em geral, os cientistas que se dedicavam à física faziam ou modelos matemáticos que permitiam entender os resultados das suas experiências, ou pequenas experiências que lhes permitiam corrigir os seus modelos matemáticos. É importante não esquecer que a física é uma ciência e por isso se baseia essencialmente na experiência.
 
Foi apenas em virtude da enorme sofisticação dos métodos matemáticos e laboratoriais que surgiu a partir do [[séc. XX]] a necessidade de especialização em uma ou outra destas subáreas, e por tal a necessidade de definir-se a física teórica. A [[física experimental]] e Física Teórica são, contudo, ainda inseparáveis, e juntas formam a [[Física]] - ciência plenamente compatível com as exigências do [[método científico]]. Em verdade, talvez mais correto fosse afirmar que dentro da Física existem, em virtude da natureza dos trabalhos primordialmente desenvolvidos, os [[físico]]s teóricos e os físicos experimentais; mesmo assim ainda cabendo, no primeiro caso, ressalva quanto à denominação "teórico". Uma [[teoria científica]] por obrigação encerra em si o conjunto de fatos verificáveis conhecidos; sendo a palavra "teórico" usada, naquele caso, em notória conexão direta sobretudo ao conjunto de ideias da teoria, e não ao conceito de [[teoria]] científica em [[Albert Einstein|si]].
 
== Relação com a Física experimental e a Matemática ==
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== Regime de validade ==
Um aspecto importante de uma teoria física é o seu regime de validade. Como já mencionado, a falseabilidade é característica de qualquer teoria científica, o que implica que nenhuma teoria científica pode ser definitiva. Consideremos, por exemplo, a [[mecânica clássica|mecânica newtoniana]]. Esta é uma teoria física perfeita no sentido que obedece a todos os requerimentos acima mencionados. Ela explica todos os fenômenos mecânicos observados no dia-a-dia, mas não explica fenômenosfenómenos relativísticos ou quânticos. Podemos dizer que a observação desses fenômenos vem refutar as leis de Newton.
 
No entanto os cientistas preferem, de modo mais pragmático, pensar que, pelo contrário, estes fenômenos estão fora do seu regime de validade. Seria impensável que cada vez que alguém quisera prever a trajetória de um projetoprojéctil, tivera que recorrer à teoria de cordas. Pelo contrário, continua-se com esse objectivo a utilizar a [[lei dos corpos|lei da queda livre de Galileu]]. Esta é válida sempre que a trajetória seja suficientemente curta para que se possa desprezar a curvatura da Terra, o projetoprojéctil suficientemente compacto para que se possa desprezar o atrito do ar, a dimensão deste suficientemente grande para que se possam desprezar os efeitos quânticos e por último a sua velocidade suficientemente baixa para que se possam desprezar os efeitos relativistas. Estas condições formuladas de modo quantitativamente rigoroso formam o regime de validade da lei da queda livre de Galileu. Esta lei é generalizada pelas [[leis de Newton]] e a sua [[gravidade|lei da gravitação universal]], que prescindem das duas primeiras condições, tendo um regime de validade muito maior.
 
Por sua vez a Mecânica Quântica e a Relatividade Restrita vêm generalizar a mecânica newtoniana prescindindo também das outras duas condições, mas tendo estas por sua vez um regime de validade que se relaciona com a curvatura do espaço ser desprezável de acordo com a Relatividade Geral (que por sua vez só é válida se se desprezarem os efeitos quânticos). Deste modo pode-se dizer que se por um lado todas as teorias físicas têm um regime de validade, por outro lado, dentro deste regime, elas são definitivas, pelo menos desde que as leis do Universo permaneçam inalteradas. O que em nada contradiz o requerimento de falseabilidade. Pode-se ainda acrescentar que as novas teorias sendo mais abrangentes que as anteriores têm que ser compatíveis com estas, isto é têm de reduzir-se a estas dentro do seu regime de validade. Por exemplo, a Relatividade Geral reduz-se trivialmente à lei da gravitação universal de Newton ao desprezarem-se os efeitos relativistas. Outro exemplo menos trivial, é a redução da Mecânica Quântica à Mecânica Clássica. Isto sem desprezar as enormes mudanças conceptuais na nossa maneira de entender o Mundo Físico que as novas teorias vêm trazer.
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===A Física na Antiguidade===
Foi na antiga Grécia que os primeiros estudos físicos foram realizados. Os fenômenosfenómenos da natureza eram estudados pelos recém-surgidos "filósofos naturais" que tinham por objetivo racionalizar o mundo, deixando de lado os conceitos míticos e religiosos. Os filósofos [[pré-socráticos]] tentavam entender a ''Physis'' — o mundo natural.
E assim Leucipo de Mileto, e seu aluno Demócrito de Abdera, formularam as primeiras hipóteses do que viria a ser a teoria atômicaatómica, no século V a.C. Segundo eles, o Universo era formado por átomos infinitos e indivisíveis, sólidos porém tão pequenos que não podem ser vistos, e estão em constante movimento no vácuo.
 
Outro pensador importante entre os pré-socráticos foi Pitágoras, que contribuiu de modo decisivo à filosofia natural através sobretudo dos seus estudos da matemática. Pitágoras descobriu a relação entre o comprimento de uma corda vibrante e o tom que emite. À sua escola se deve também a ideia de que a Terra é esférica, os planetas se movem em diferentes velocidades em suas várias órbitas ao redor da Terra. Pela cuidadosa observação dos astros, surge a ideia de que há uma ordem que domina o Universo e que essa ordem se pode expressar através da matemática.
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=== Idade Média ===
A idade média foi um período em que muito pouco se evoluiu a nível da filosofia natural. [[Tomás de Aquino]] estabelece a síntese do [[cristianismo]] e da filosofia aristotélica. Nesta se inclui assim a explicação dos fenômenosfenómenos naturais na visão de Aristóteles e seus sucessores. Em particular a [[Igreja católica|Igreja]] adaptaadopta o modelo geocêntrico de Ptolomeu como o seu modelo cosmológico.
 
=== Galileu e a revolução científica ===
O Renascimento trás no entanto uma verdadeira revolução nesta área. As ideias há muito tempo tidas como quase sagradas foram postas em causa. Surgem novas ideias e novos métodos. No seu livro "Das revoluções dos corpos celestes", [[Nicolau Copérnico]] defende o [[heliocentrismo]]. A observações astronômicasastronómicas muito rigorosas de [[Tycho Brahe]], sugerem a [[Johannes Kepler]] o modelo de órbitas dos planetas elípticas.
O heliocentrismo tem uma influência decisiva na evolução do pensamento humano ao retirar o Homem do centro do Universo, separa também definitivamente a ciência da religião. [[Galileu Galilei]] "o pai da ciência" moderna teve um papel decisivo na chamada revolução científica. Ele contribui decisivamente para a aceitação do heliocentrismo devido às primeiras observações astronômicas feitas com a ajuda do telescópio: descobre quatro dos satélites de [[Júpiter (planeta)|Júpiter]] e as fases de [[Vênus (planeta)|Vênus]] e que a [[Via Láctea]] é formada por miríades de estrelas invisíveis a olho nu. Mas é sobretudo pelo estabelecimento definitivo do chamado [[método científico]] que Galileu contribui ao nascimento da física moderna. Utilizando este método ele revoluciona as leis do movimento. Ele estabelece, por exemplo, que todos os corpos sem atrito caem à mesma velocidade, e que é a resistência do ar que faz uma pena cair mais devagar e não uma propriedade inerente a esta. Estabelece também o conceito de inércia que seria incluído por [[Isaac Newton]] no seus [[Philosophiae Naturalis Principia Mathematica|Principia Mathematica]] como a [[primeira lei de Newton|primeira lei]]. Newton estende amplamente as leis do movimento nesta obra e estabelece as teorias da [[mecânica clássica]] e da [[Lei da Gravitação Universal|Gravitação Universal]]. Ele define a luz como constituída por partículas e a gravidade como uma força instantânea exercida à distância. [[Christiaan Huygens]], opõe-se à teoria corpuscular da luz e é o primeiro a descrever a luz como uma onda. Newton é ainda junto com [[Leibniz]], o fundador do cálculo infinitesimal.
 
=== Física clássica ===
O trabalho de Newton é no [[séc. XVIII]] generalizado por [[Euler]], [[Lagrange]], [[Laplace]] e [[William Rowan Hamilton|William Hamilton]] (já no [[séc. XIX]]) entre outros formando o edifício completo da [[Mecânica Clássica]] incluindo a [[Mecânica Celeste]] devida a Laplace.
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Falta mencionar: a história da física teórica: os gregos como Arquimedes, Pitágoras, Platão ou Aristóteles, Ptolomeu etc. A física teórica medieval, a revolução de Copérnico e Galileu e depois a solidificação da física clássica com Newton, Gauss, Bernoullis, Laplace, o electromagnetismo com Coulomb, Ampere, Faraday e Maxwell. A Física moderna com Planck, Einstein, Bohr, Heisenberg, Schrondinger, Dirac, Feynman, Landau. A física atômica e molecular e a física contemporânea com a física das partículas e a matéria condensada, a cosmologia, etc.
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== Ver também ==
* [[História da Física]]
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{{DEFAULTSORT:Fisica Teorica}}
[[Categoria:Física]]
[[Categoria:Teoria]]