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Fisica matematica

branca della fisica che utilizza la matematica per spiegare i fenomeni fisici

La fisica matematica è quella disciplina scientifica che si occupa delle "applicazioni della matematica ai problemi della fisica e dello sviluppo di metodi matematici adatti alla formulazione di teorie fisiche e alle relative applicazioni"[1].

La storia della fisica matematica può essere tracciata fino alle origini del metodo scientifico, quando Galileo affermava che "il mondo naturale va descritto con il suo linguaggio, e questo linguaggio è la matematica". Oggi la fisica matematica si concentra soprattutto sullo sviluppo della fisica da un punto di vista più generale possibile.

DescrizioneModifica

Una fisica matematicamente rigorosaModifica

Il termine fisica matematica è spesso usato in un senso speciale, per definire le ricerche rivolte alla soluzione di problemi ispirati dalla fisica in un ambito matematicamente rigoroso. La fisica matematica in questa accezione copre un ampio spettro di argomenti, caratterizzati dall'unione della matematica pura con la fisica. Benché correlata con la fisica teorica, la fisica matematica sottolinea il rigore matematico, così come sviluppato in matematica, mentre la fisica teorica pone l'accento sui collegamenti con la fisica sperimentale e le osservazioni, richiedendo spesso l'uso di argomentazioni euristiche. Conseguentemente la fisica matematica è la branca della fisica in assoluto più vicina alla matematica.

In tempi recenti l'attività dei fisici matematici si è concentrata principalmente sulle seguenti aree:

Se consideriamo che la meccanica quantistica non può essere compresa senza una cospicua competenza matematica, risulta chiaro come il suo sviluppo, spesso indicato come teoria quantistica dei campi, sia una delle branche più astratte e matematizzate della fisica, tanto che alcuni dei suoi strumenti risultino estranei persino a fisici di altre specializzazioni.

Gli strumenti matematici oggi utilizzati nel campo della fisica matematica includono la teoria delle equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali, l'analisi funzionale, la teoria della probabilità, l'algebra degli operatori, la geometria differenziale, la geometria algebrica, la teoria dei gruppi, la topologia, la geometria simplettica e la geometria non commutativa.

Importanti fisici matematiciModifica

La fisica matematica intesa in senso moderno si è sviluppata soprattutto a partire dal XIX secolo, ma le idee che ne sono alla base hanno origine nel metodo scientifico stesso. Contributi fondamentali si hanno da:

Nel XX secolo contributi fondamentali all'evoluzione degli strumenti matematici usati in fisica sono venuti da:

e da molti tra i padri fondatori della meccanica quantistica e la teoria quantistica dei campi, tra cui ricordiamo:

NoteModifica

  1. ^ Definizione tratta dal Journal of Mathematical Physics - (EN) Copia archiviata, su jmp.aip.org. URL consultato il 3 ottobre 2006 (archiviato dall'url originale il 3 ottobre 2006).

BibliografiaModifica

  • P. Szekeres, A Course in Modern Mathematical Physics: Groups, Hilbert Space and differential geometry. Cambridge University Press, 2004.
  • J. von Neumann, Mathematical Foundations of Quantum Mechanics. Princeton University Press, 1996.
  • J. Baez, Gauge Fields, Knots, and Gravity. World Scientific, 1994.
  • R. Geroch, Mathematical Physics. University of Chicago Press, 1985.
  • V. Moretti, Spectral Theory and Quantum Mechanics; With an Introduction to the Algebraic Formulation. Springer, 2013 (2nd edition)

Voci correlateModifica

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