物理的定義是什麼?

物理學，簡稱物理，係研究物質嘅特性同規律嘅一門學問，可以話係自然科學之中最基本，覆蓋面最廣嘅。細至構成物質嘅基本粒子，大至整個宇宙，都係物理學嘅研究範圍。有哋特性係所有物質系統都有嘅，好似能量守恆噉，我哋就稱佢為物理定律。

有人話物理學係基礎科學，因為其他嘅自然科學，好似生物學、化學、地質學噉，佢哋研究嘅對象都係遵守物理定律嘅。物理學同數學之間亦有好密切嘅關係，因為物理定律往往要用算式[1]同埋代數或幾何學概念嚟表達。物理學用到或啟發嘅數學理論亦往往比其他嘅自然科學深入好多。

物理學家經常嘗試用科學方法解決所有問題，例如整模型或者做實驗。由於佢太基礎，以前好多人都將物理睇成一種自然哲學。直至近代，物理先至同哲學分家。

歐洲「物理」一詞的最先出自希臘文φυσικός，原意是指自然。古時歐洲人稱呼物理學作「自然哲學」。從最廣泛的意義上來說即是研究大自然現象及規律的學問。漢語、日語中「物理」一詞起自於明末清初科學家方以智的百科全書式著作《物理小識》。在物理學的領域中，研究的是宇宙的基本組成要素：物質、能量、空間、時間及它們的相互作用；藉由被分析的基本定律與法則來完整了解這個系統。物理在古典時代是由與它極相像的自然哲學的研究所組成的，直到十九世紀物理才從哲學中分離出來成為一門實證科學。在現代，物理學已經成為自然科學中最基礎的學科之一。物理學理論通常以數學的形式表達出來。經過大量嚴格的實驗驗證的物理學規律被稱為物理學定律。然而如同其他很多自然科學理論一樣，這些定律不能被證明，其正確性只能經過反覆的實驗來檢驗。
物理學與其他許多自然科學息息相關，如化學、生物、天文和地質等。特別是化學。化學與某些物理學領域的關係深遠，如量子力學、熱力學和電磁學。
物理學簡史
從古時候起，人們就嘗試著理解這個世界：為什麼物體會往地上掉，為什麼不同的物質有不同的性質等等。宇宙的性質同樣是一個謎，譬如地球、太陽以及月亮這些星體究竟是遵循著什麼規律在運動，並且是什麼力量決定著這些規律。人們提出了各種理論試圖解釋這個世界，然而其中的大多數都是錯誤的。這些早期的理論在今天看來更像是一些哲學理論，它們不像今天的理論通常需要被有系統的實驗證明。像托勒密（Ptolemy）和亞裡斯多德（Aristotle）提出的理論，其中有些與我們日常所觀察到的事實是相悖的。當然也有例外，譬如印度的一些哲學家和天文學家在 原子論和天文學方面所給出的許多描述是正確的，再舉例如希臘的思想家阿基米德（Archimedes）在力學方面導出了許多正確的結論，像我們熟知的阿基米德定律。
在十七世紀末期，由於人們樂意對原先持有的真理提出疑問並尋求新的答案，最後導致了重大的科學進展，這個時期現在被稱為科學革命。科學革命的前兆可回溯到在印度及波斯所做出的重要發展，包括：印度數學暨天文學家Aryabhata以日心的太陽系引力為基礎所發展而成的行星軌道之橢圓的模型、哲學家Hindu及Jaina發展的原子理論基本概念、由印度佛教學者Dignāga及Dharmakirti所發展之光即為能量粒子之理論、由穆斯林科學家Ibn al-Haitham(Alhazen)所發展的光學理論、由波斯的天文學家Muhammad al-Fazari所發明的星象盤，以及波斯科學家Nasir al-Din Tusi所指出托勒密體系之重大缺陷。
理論與概念
僅管物理學的研究範圍十分廣泛，相對應的理理也很眾多，但有一些理論被證明是最基本的，其正確性是被普遍接受的。這些理論被看作是物理學的中心學說和基礎理論。他們也是成為一個物理學家所必備的知識。








理論
重要主題
重要概念

古典力學
牛頓運動定律、拉格朗日力學、哈密頓力學、轉動學、靜力學、動力學、聲學、流體力學、連續介質力學、混沌理論
時間、空間、轉動、位移、速度、加速度、質量、力、力矩、動量、角動量、能量、功、功率、振動、波、振動學

電磁學
電學、磁學、電動力學、馬克斯威爾方程組、光學
電荷、電流、電導、電阻、電場、磁場、磁通、電磁場、電磁感應、電磁輻射、電磁波

熱力學和統計力學
熱機、分子運動論
溫度、熱量、內能、自由能、熵、壓力、配分函數、平衡態、態函數、漲落、相、相變

相對論
狹義相對論、廣義相對論、愛因斯坦場方程
時空、引力場、引力波、四維動量、洛侖茲變換、相對性原理、等效原理、協變性

量子力學
薛丁格方程、路徑積分、量子場論、量子統計
波函數、哈密頓量、全同粒子、自旋、波粒二象性、不確定原理、零點能、量子、量子化、能級
主要領域
物理學的研究領域主要依據研究對象的尺度劃分。




領域
分支領域
主要理論

天體物理學
宇宙學-電漿體物理學
大爆炸宇宙學-暴漲宇宙模型-廣義相對論

凝聚態物理學
固體物理學-低溫物理學-介觀物理學
BCS理論-費米氣體理論-費米液體理論-多體理論

原子和分子物理
原子物理學-分子物理學-光學
量子光學-量子化學

亞原子和基本粒子物理
核子物理學-粒子物理學
標準模型-大統一理論-M理論