Kvantitativna fizika je veja fizike, ki vključuje raziskave s ponavljajočimi se meritvami in matematično analizo eksperimentalnih rezultatov. Razlikuje se od nekaterih vej teoretične fizike, na primer, kot je kvantna mehanika ali raziskava teorije strun, kjer velikega dela osnovne teorije ni mogoče preizkusiti v resničnem svetu ali v laboratoriju na Zemlji z trenutno tehnologijo od leta 2011. Vsako področje kvantitativnih raziskav, kot je kvantitativna fizika, izhaja iz statistične analize velikih količin eksperimentalnih podatkov. Vendar so ti podatki pogosto tako obsežni in zapleteni, da se za matematično modeliranje podatkov uporabljajo računalniki, da bi jih bolje interpretirali. Primer uporabe kvantitativne fizike bi vključeval študije podnebja, ki se izvajajo na superračunalnikih za napovedovanje klimatskih sprememb zaradi različnih naravnih termodinamičnih sil, ki delujejo na, v ali blizu Zemlje, kot tudi zaradi sprememb sončne aktivnosti v daljših časovnih obdobjih. .
Študij fizike je v svojem jedru merjenje sprememb snovi in energije, zaradi česar večina fizike v takšni ali drugačni obliki raziskuje kvantitativno fiziko. Kvantitativno preučevanje je pomembno tudi v fiziki, ker številnih fizikalnih zakonov, kot sta hitrost svetlobe ali gravitacijski vlek Zemlje, ni mogoče kvantitativno opredeliti samo s človeškim opazovanjem s petimi čutili. Možno je opazovati padajoče telo, vendar brez natančnega merjenja njegove hitrosti spuščanja ni mogoče dobiti jasne slike o tem, kako močna je dejansko gravitacija. Kvantitativna raziskovalna fizika torej uporablja matematiko kot abstrakten način razumevanja sil, ki delujejo v vesolju.
Vendar pa procesi, ki vključujejo kvantitativno študijo, niso vedno namenjeni predstavljanju vsakdanje realnosti. Fizika z večkratnim merjenjem in opazovanjem določi idealne pogoje, v katerih medsebojno delujejo snov, energija, prostor in čas, nato pa določi verjetnost, da se bodo dogodki zgodili. Fizikalne enačbe, ki se uporabljajo za to, temeljijo na abstraktnih matematičnih konceptih, ki se izkažejo za resnične le z velikim številom ponavljajočih se poskusov. Kvantitativna fizika, na primer, lahko napove površino sferičnega planeta v vesolju, vendar v naravnem svetu ni popolne krogle ali katere koli druge popolne geometrijske oblike, zato je proces do neke mere približek. .
Idealne predstavitve v fiziki, kot je balistična pot krogle po zraku, temeljijo na kvantitativnih fizikalnih načelih gravitacijskega vleka in zračnega upora, vendar lahko napovejo le splošno pot krogle, ne pa dejanske, natančne točke, na kateri pristalo bo. Uporaba enačb in formule v kvantitativni fiziki pogosto vključuje povprečenje nekaterih spremenljivk, ki pridejo v poštev, ali uporabo matematičnih bližnjic, da se izniči njihov učinek na enačbo. To je zato, ker je cilj načeloma razumeti zakone narave v primerjavi s posebnimi, naključnimi aplikacijami.
Računalniška fizika pogosto dopolnjuje kvantitativno fiziko v laboratoriju, kjer enačb ni mogoče formalno ali ustrezno preizkusiti v eksperimentih v resničnem svetu. Za poenostavitev takšnih izračunov se pogosto uporabljajo algoritmi. Algoritmi so niz matematičnih pravil, ki jih računalnik uporablja za zmanjšanje števila izračunov, potrebnih za rešitev problema, na končno vrsto korakov. Računalniška pomoč za kvantitativno fiziko se običajno uporablja na področjih, kjer potekajo zelo zapletene interakcije, kot so znanost o materialih, raziskave jedrskih pospeševalnikov in molekularna dinamika v biologiji.