Conexiunea fizicii cu știinţa şi tehnologia actuală

Dezvoltarea accelerată a ştiinţei şi tehnologiei pe parcursul secolului XX şi în anii parcurşi în secolul XXI a schimbat extrem de mult modul de viaţă al oamenilor. Chiar dacă uneori progresul ştiinţific şi tehnologic ridică şi probleme de protecţie a civilizaţiei umane şi a mediului ambiant, raţiunea umană poate distinge aspectele pozitive de cele negative ale acestui progres.

Fizicienii şi-au pus amprenta din plin pe această evoluţie. Dacă ne gândim doar la trei personalităţi, Michael Faraday, părintele energiei electrice, prin descoperirea fenomenului de inducţie electromagnetică, James Clerk Maxwell, părintele comunicaţiilor moderne, prin elaborarea teoriei câmpului electromagnetic şi Albert Einstein, părintele Universului, prin publicarea teoriei relativităţii putem afirma fără lipsă de modestie că fizica reprezintă una din ştiinţele de bază în lumea noastră şi totodată sursa unui număr extrem de mare de aplicaţii tehnologice.

Dacă alegem ca şi criteriu de clasificare a unor aplicaţii ale fizicii domenii de studii universitare se pot enumera următoarele „tentacule” ale acestei ştiinţe:

Automatică şi Calculatoare

Practic toate procesele industriale actuale conţin elemente de automatizare a maşinilor din procesul tehnologic, iar aceste automatizări sunt comandate de calculatoare. În interiorul calculatorului se află circuite electronice miniaturale, care conţin dispozitive fizice. Unitaţile de stocare a datelor funcţionează pe baza unor fenomene electromagnetice, optice etc. O gamă foarte largă de periferice utilizează de asemenea cele mai variate fenomene mecanice, termice, electrice, magnetice şi optice.

Electronică şi Telecomunicaţii

Electronica este un domeniu derivat din fizică, care a debuat cu tuburi cu electrozi şi a ajuns la dispozitive semiconductoare de nivel nanometric. Microprocesoarele sunt aşa-numitele creiere artificiale. Toate sistemele automate conţin circuite electronice. Radioul, televiziunea, telefonia, Internetul şi comunicaţiile cu nave spaţiale se realizează prin unde electromagnetice şi cu sprijinul unui întreg arsenal de fenomene fizice. Multitudinea de dispozitive electronice: smartphone-uri, receptoare gps, camere foto-video înglobează o mare parte a fizicii în dimensiuni din ce în ce mai reduse.

Energetică şi Electrotehnică

Dacă ne gândim în primul rănd la sursele regenerabile de energie: hidrocentrale, turbine eoliene, pompe de căldură, panouri solare vedem că fiecare funcţionează pe baza legilor fizicii. Dar şi sursele clasice, care constituie încă partea dominantă a surselor de energie reprezintă tot aplicaţii ale unor fenomene şi legi fizice. Producerea energiei nucleare în mod controlat are chiar o perspectivă de neegalat, dacă se va reuşi producerea artificială a fuziunii controlate. Transportul energiei electrice, motoarele electrice constituie elemente de supravieţuire în civilizaţia actuală.

Construcţii

Şi sectorul construcţiilor a cunoscut o dezvoltare fără precedent odată cu integrarea în acest domeniu a multor aplicaţii din celelate domenii ale ingineriei: automatizări, ingineria materialelor, construcţii de maşini etc. Rezultatele nu se reflectă doar în viteza de construcţie ci şi în dimensiunile şi performanţele clădirilor, drumurilor, podurilor construite.

Mecanică, Instalaţii şi Construcţii de maşini

Bătrâna, clasica mecanică nu este deloc de neglijat în tehnologia modernă. Principiul fundamental al mecanicii, teorema variaţiei energiei mecanice sau legea conservării impulsului sunt doar câteva principii şi legi care se vor aplica totdeauna la construcţia şi utilizarea maşinilor, instalaţiilor casnice sau industriale, în deplasarea vehiculelor.

Ingineria materialelor

Noile materiale sintetizate în industrie au la bază studii de fizica corpului solid. Fibrele optice, semiconductorii, cristalele sintetice, dar şi combinaţiile între materiale clasice au adus şi aduc mereu noi posibilităţi de dezvoltare ale altor domenii tehnologice: telecomunicaţii, industria aerospaţială, metalurgia. O subcategorie a ingineriei materialelor îl reprezintă nanotehnologia, care permite controlul structurilor interne ale unor materiale până aproape de nivelul atomilor ce intră în componenţa lor.

Medicină

Deşi pare că aparţine mai mult biologiei şi chimiei acest domeniu are totuşi un sprijin puternic în fizică. Dacă ne gândim la metodele de investigare a organismului uman ne dăm seama că fără radiaţiile X, fără rezonanţa magnetică nucleară, fără ultrasunete am avea mari dificultăţi în diagnosticarea bolnavilor. Dar şi funcţionarea organismului unor bolnavi depinde tot mai mult de salvarea adusă de fizică prin dispozitive care înlocuiesc părţi ale corpului uman, cum ar fi: proteze locomotorii, ochiul bionic, inima artificială, plămânul artficial şi altele.

Fizică fundamentală

Fizica ca ştiinţă are şi un rol de sine stătător în cercetarea fundamentală, în cunoaşterea Universului şi desigur în formarea generaţiilor de tineri prin profesorii de specialitate.