Siri Mengenal Ilmu (Fizik) – Bahagian I

Fizik adalah kajian khusus terhadap jirim dan saling tindakbalas antara kedua-duanya. Kajian yang dilakukan mendorong kepada pembentukan persamaan-persamaan untuk mewakili fenomenon-fenomenon fizik atau peristiwa yang berbeza. Oleh itu, kajian fizik melibatkan penyiasatan ke atas perkara-perkara seperti hukum gerakan, binaan ruang dan masa, sifat dan jenis daya yang mengikat bersama bahan-bahan yang berbeza, saling tindak pancaran elektromagnet (seperti cahaya, sinar-X dan sinar gamma) dengan jirim dan sebagainya

Istilah fizik berasal daripada perkataan Yunani yang bermaksud semulajadi. Pada pertengahan abad ke-19, fizik dikenali sebagai falsafah semulajadi. Ia adalah mengenai semua penyiasatan saintifik ke atas fenomenon semulajadi yang mendorong kepada pembentukan asas fizik. Pertambahan pengetahuan saintifik itu semakin besar dan meluas dalam tiga abad yang lalu, menyebabkan sains semulajadi dibahagikan kepada beberapa disiplin seperti fizik, astronomi, kimia, geologi dan biologi.

Walaubagaimanapun, takrif seperti ini tidak dapat memberikan perbezaan yang jelas antara fizik dengan lain-lain disiplin, kerana kimia juga merupakan satu bidang sains yang mengambil kira molekul-molekul dan atom-atom, manakala kejuruteraan elektrik ialah satu bidang mengenai penghasilan, penghantaran dan pengawalan tenaga elektromagnet.

Fizik berubah mengikut masa seiring dengan aktiviti dan minat ahli-ahli fizik. Banyak subbidang fizik yang aktif kini tidak pernah dijangka dalam satu atau dua abad yang lalu tetapi sebaliknya beberapa bahagian yang dahulunya dianggap fizik telah menjadi bidang-bidang lain seperti kimia dan kejuruteraan. Ini kerana ahli fizik kadang-kadang meninggalkan sesuatu bidang setelah memahami prinsip-prinsip asas bidang tersebut dan perkembangan selanjutnya atau kegunaan praktikalnya diteruskan oleh orang lain.

Kajian fizik meliputi keseluruhan bidang daripada zarah yang paling kecil hinggalah kepada objek-objek astronomi yang berjuta-juta kali lebih besar daripada matahari atau tersangat padat sehingga secebis sahaja bahan itu beratnya berjuta-juta tan. Kajian ini juga meliputi suatu jangka masa yang panjang, iaitu dari awal kejadian hinggalah kepada nasib muktamad terakhir alam semesta ini. Dalam jangka masa yang panjang dan skop kajian yang luas ini, para penyelidik dalam bidnag fizik mempunyai satu matlamat, iaitu untuk memahami struktur alam semulajadi bersama isi kandungannya dan menerangkan fenomenon-fenomenon semulajadi yang berlaku di dalamnya. 

Oleh sebab kelakuan sesuatu sistem fizik itu hanya diketahui melalui pemerhatian, teori-teori fizik yang berdasarkan kepada lanjutan logik daripada hukum-hukum asas nestilah berupaya menerangkan dan meramlakn hasil pemerhatian eksperimen. Dalam keadaan skala, fizik ialah sains yang mengaitkan satu set pemerhatian yang lain, samada telah dilakukan atau yang akan dilakukan. Secara falsafah, kesahihan sesuatu teori fizik dan hukum-hukum mengenainya tidak diketahui. Ia tidak dapat dibuktikan dengan logik semata-mata, seperti dalam geometri atau matematik. Oleh itu, istilah sains digunakan untuk membezakannya dengan lain-lain bidang pengetahuan manusia yang tidak berdasarkan kepada pemerhatian eksperimen. Kebiasaannya sesuatu teori fizik itu hanya dapat disahkan jika ia menerangkan semua pengukuran-pengukuran berkaitan yang telah dibuat.

Terdapat kemungkinan bahawa pengukuran yang baru akan mendedahkan suatu pertentangan antara satu teori yang telah wujud dengan pemerhatian yang dilakukan. Kebenaran teori tersebut akan menjadi pudar walau disebabkan oleh pertentangan yang kecil. Contohnya, dalam eksperimen Michelson-Morley, yang menafikan kewujudan eter. Pertentangan yang sangat kecil telah mendorong kepada suatu konsep yang baru dan pembentukan teori-teori baru. Begitu juga dengan kajian struktur halus spektrum atom dan kejanggalan momen magnet bagi elektron. Kemajuan besar bidang fizik adalah berkait lansung dengan perkembangan dalam pemerhatian eksperimen.