Kiekybinė fizika yra fizikos šaka, apimanti tyrimus atliekant pakartotinius matavimus ir matematinę eksperimentinių rezultatų analizę. Ji skiriasi nuo kai kurių teorinės fizikos šakų, pavyzdžiui, kvantinės mechanikos ar stygų teorijos tyrimų, kur didžioji dalis teorijos negali būti išbandyta realiame pasaulyje arba laboratorijoje Žemėje, kurioje 2011 m. naudojamos dabartinės technologijos. Bet kuri sritis Kiekybinių tyrimų, tokių kaip kiekybinė fizika, išvados daromos iš statistinės didelio eksperimentinių duomenų kiekio analizės. Tačiau šie duomenys dažnai yra tokie dideli ir sudėtingi, kad kompiuteriai naudojami matematiniam duomenų modeliavimui, kad juos būtų galima geriau interpretuoti. Kiekybinės fizikos panaudojimo pavyzdys būtų klimato tyrimai, atliekami superkompiuteriais, siekiant numatyti klimato pokyčius dėl įvairių natūralių termodinaminių jėgų, veikiančių Žemėje, joje ar šalia jos, taip pat dėl saulės aktyvumo pokyčių per ilgą laiką. .
Fizikos studijų esmė yra medžiagos ir energijos pokyčių matavimas, todėl dauguma fizikos tyrimų viena ar kita forma atlieka kiekybinę fiziką. Kiekybinis tyrimas taip pat svarbus fizikoje, nes daugelio fizinių dėsnių, tokių kaip šviesos greitis ar Žemės gravitacinė trauka, neįmanoma kiekybiškai apibrėžti vien stebint žmones penkiais pojūčiais. Galima stebėti krintantį kūną, tačiau tiksliai neišmatavus jo nusileidimo greičio, negaunama aiškaus vaizdo, kokia iš tikrųjų stipri gravitacija. Todėl kiekybinių tyrimų fizikoje matematika naudojama kaip abstraktus būdas suprasti visatoje veikiančias jėgas.
Tačiau procesai, apimantys kiekybinį tyrimą, ne visada yra skirti kasdienei tikrovei reprezentuoti. Fizika nustato idealias sąlygas, kuriomis materija, energija, erdvė ir laikas sąveikauja pakartotinai matuodami ir stebint, o tada nustato įvykių tikimybę. Tam naudojamos fizikos lygtys yra pagrįstos abstrakčiomis matematinėmis sąvokomis, kurios pasitvirtina tik atlikus daugybę pakartotinių eksperimentų. Pavyzdžiui, kiekybinė fizika gali numatyti sferinės planetos paviršiaus plotą erdvėje, tačiau gamtoje nėra tobulos sferos ar bet kokios kitos tobulos geometrinės formos, todėl procesas tam tikru mastu yra apytikslis. .
Idealūs fizikos atvaizdai, tokie kaip balistinė kulkos trajektorija per orą, yra pagrįsti kiekybiniais gravitacinės traukos ir oro pasipriešinimo fizikos principais, tačiau jie gali numatyti tik bendrą kulkos trajektoriją, o ne tikrąją, tikslią tašką. tai nusileis. Naudojant lygtis ir formulę kiekybinėje fizikoje, dažnai reikia apskaičiuoti kai kurių kintamųjų vidurkį arba naudoti matematinius sparčiuosius klavišus, siekiant paneigti jų poveikį lygčiai. Taip yra todėl, kad tikslas yra suprasti gamtos dėsnius iš esmės, o ne konkrečių atsitiktinių pritaikymų dėsnius.
Skaičiavimo fizika dažnai papildo kiekybinę fiziką laboratorijoje, kur lygčių negalima formaliai arba tinkamai patikrinti realaus pasaulio eksperimentuose. Dažnai tokiems skaičiavimams supaprastinti naudojami algoritmai. Algoritmai yra matematinių taisyklių rinkinys, kurį kompiuteris naudoja, kad sumažintų skaičiavimų, reikalingų problemai išspręsti, skaičių iki baigtinės žingsnių serijos. Kiekybinės fizikos kompiuterinė pagalba paprastai naudojama srityse, kuriose vyksta labai sudėtingos sąveikos, pavyzdžiui, medžiagų moksle, branduolinio greitintuvo tyrime ir biologijos molekulinėje dinamikoje.