ธรรมชาติของฟิสิกส์

ฟิสิกส์เป็นวิชาที่ไม่เคยหยุดนิ่งทั้งด้านการค้นคว้าหาคำตอบ และการเปลี่ยนแปลงความรู้ใหม่ๆที่เข้าไปแทนที่ความรู้เก่า เช่นเดียวกับวิทยาศาสตร์สาขาอื่นๆ ทฤษฎีเก่าถูกแทนด้วยทฤษฎีใหม่ ครั้งแล้วครั้งเล่าไม่มีที่สิ้นสุด ฟิสิกส์จึงเป็นวิชาที่ “ไม่มีความจริงอันสุดท้าย”

สมัยที่อริสโตเติลได้กล่าวว่าวัตถุขนาดใดๆก็ตาม เมื่อปล่อยลงจากระดับความสูงเดียวกัน วัตถุที่น้ำหนักมากกว่าจะตกลงสู่พื้นก่อนวัตถุที่มีน้ำหนักน้อยกว่า จนกระทั่งกาลิเลโอได้ลบล้างความเชื่อนี้โดยการปล่อยวัตถุสองชิ้นที่มีน้ำหนักต่างๆกัน จากหอคอยสูงที่เป็นที่รู้จักกันดี คือ หอคอยเอน แห่งเมืองปิซา ณ ประเทศอิตาลี ผลการทดลองเป็นไปตามที่เขาตั้งสมมติฐานไว้ คือ วัตถุทั้งสองตกถึงพื้นพร้อมกัน ธรรมชาติของฟิสิกส์

ถึงแม้กาลิเลโอจะค้นพบทฤษฎีการตกของวัตถุดังที่กล่าวไป ก็ใช่ว่าจะใช้อธิบายได้ทุกสถานการณ์ เพราะทฤษฎีของเขามีขอบเขตการใช้งานได้อยู่ กล่าวคือ การทดลองของกาลิเลโอจะเป็นจริงภายใต้สภาพแวดล้อมที่ไม่มีแรงต้านอากาศเลย หรือน้ำหนักของวัตถุหนักมากกว่าแรงต้านอากาศมากๆ

ทฤษฎีของนิวตันก็ยังเจ๋งไม่พอ

หรืออีกตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติในวิชาฟิสิกส์ เดิมนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเป็นกฎแห่งจักรวาลไม่แปรเปลี่ยนหรือถูกแก้ไขได้อีก สามารถนำไปทำนายการเคลื่อนที่ของวัตถุได้ทุกรูปแบบ จนกระทั่งไอน์สไตน์ได้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ โดยทฤษฎีของเขาได้กล่าวถึงข้อจำกัดกฎของนิวตันที่ไม่สามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของวัตถุเมื่อมีความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสงได้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษจึงเกิดขึ้นมาอุดช่องโหว่ทฤษฎีเดิมที่นิวตันได้เสนอไว้

เมื่อกล่าวโดยสรุปแล้วธรรมชาติของฟิสิกส์มีอยู่ด้วยกัน 2 อย่าง คือ

กฎหรือทฤษฎีต่างๆก็มีการเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาหากมีการค้นพบใหม่ๆหรือการตรวจสอบที่แย้งหลักการเดิม
มีขอบเขตการใช้งานได้เฉพาะสถานการณ์หนึ่งๆเท่าน้ั้น

การทดลองพิสูจน์กฎ/ทฤษฎี ในขณะเดียวกันทฤษฎีก็ทำให้เกิดการทดลอง

ในปัจจุบันก็มีนักวิทยาศาสตร์ที่สงสัยว่าการทดลองของกาลิเลโอเป็นไปตามที่เขากล่าวไว้หรือไม่ โดยปล่อยลูกโบว์ลิ่ง กับขนนก ในสภาวะที่ไม่มีอากาศเลย หรือเกือบสุญญากาศ โดยใช้กล้องวีดิโอจับภาพความเร็วสูง ดังคลิปด้านล่าง