物理学

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物理学物理学简称物理。欧洲“物理”一词的最先出自希腊文φυσικ?ς,原意是指自然。古时欧洲人称呼物理学为“自然哲学”。从最广义的方面来说,物理学即是研究大自然现象及规律的学问。汉语日语中“物理”一词起自于明末清初科学家方以智百科全书式著作《物理小识》。在物理学的领域中,主要研究的是宇宙的基本组成要素:物质能量空间时间及它们的相互作用;借由被分析的基本定律与法则来完整了解相关系统。在经典时代,物理学时常会与其暹罗双胞胎自然哲学合并在一起。直到十九世纪物理学才从哲学中分离出来成为一门实证科学。在现代,物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。物理学理论通常以数学的形式表达出来。经过大量严格的实验验证的物理学规律被称为物理学定律。然而如同其他很多自然科学理论一样,这些定律不能被证明,其正确性只能经过反复的实验来检验。物理学与其他许多自然科学息息相关,如化学生物学天文地质等。特别是化学。化学与某些物理学领域的关系深远,如量子力学热力学电磁学。 目录 [隐藏]
  • 1 简史
  • 2 理论与概念
  • 3 研究
    • 3.1 主要领域
    • 3.2 相关领域
  • 4 参阅
  • 5 参考文献
  • 6 外部链接
[编辑] 简史
主条目:物理学史
从古时候起,人们就尝试着理解这个世界:为什么物体会往地上掉,为什么不同的物质有不同的性质等等。宇宙的性质同样是一个谜,比如地球太阳以及月亮这些星体究竟是遵循着什么规律在运动,并且是什么力量决定着这些规律。人们提出了各种理论试图解释这个世界,然而其中大多数理论都是错误的。这些早期的理论在今天看来更像是一些哲学理论,它们不像今天的理论通常需要被有系统的实验证明。像托勒密亚里士多德提出的理论,其中有些与我们日常所观察到的事实是相悖的[1]。当然也有例外,比如印度的一些哲学家和天文学家在 原子论天文学方面所给出的许多描述是正确的,再比如希腊的思想家阿基米德力学方面导出了许多正确的结论,比如阿基米德定律。在17世纪末期,由于人们乐意对原先持有的真理提出疑问并寻求新的答案,最后导致了重大的科学进展,这个时期现在被称为科学革命。科学革命的前兆可回溯到在印度波斯所做出的重要发展,包括:印度数学暨天文学家阿耶波多(Aryabhata)以日心的太阳系引力为基础所发展而成的行星轨道之椭圆的模型[2]、由穆斯林科学家伊本·海萨姆(Ibn al-Haitham)所发展的光学理论[3] [4] 、由波斯的天文学家Muhammad al-Fazari所发明的星象盘[5],以及波斯科学家纳西尔·艾德丁·图西(Nasir al-Din al-Tusi)所指出托勒密体系之重大缺陷[6]。[编辑] 理论与概念尽管物理学的研究范围十分广泛,相对应的理论也很众多,但有一些理论被证明是最基本的,其正确性是被普遍接受的。这些理论被看作是物理学的中心学说和基础理论。他们也是成为一个物理学家所必备的知识。 理论 重要主题 重要概念 经典力学 牛顿运动定律拉格朗日力学哈密顿力学运动学静力学动力学声学流体力学连续介质力学混沌理论 时间空间、转动、位移速度加速度质量力矩动量角动量能量功率振动振动学 电磁学 电学磁学电动力学光学 电荷电流电导电阻电场磁场磁通电磁场电磁感应电磁辐射电磁波 热力学统计力学 热机分子运动论 温度热量内能自由能压强配分函数平衡态态函数涨落相变 相对论 狭义相对论广义相对论爱因斯坦场方程 时空引力场引力波四维动量劳仑兹变换相对性原理等效原理协变性 量子力学 旧量子论矩阵力学波动力学量子场论相对论量子力学 波函数哈密顿量全同粒子自旋波粒二象性不确定原理零点能量子量子化能级 [编辑] 研究[编辑] 主要领域物理学的研究领域主要依据研究对象的尺度划分。 领域 分支领域 主要理论 天体物理学 宇宙学等离子体天体物理学大爆炸宇宙学暴涨宇宙模型广义相对论ΛCDM模型 凝聚态物理学 固体物理学低温物理学介观物理学高分子物理学纳米科技 BCS理论费米气体理论布洛赫波费米液体理论多体理论 原子物理学分子物理学光学 原子天文物理学分子动力学非线性光学光谱学 量子光学量子化学量子计算机 粒子物理学 核子物理学粒子物理学粒子天文物理学加速器物理学 标准模型量子场论量子色动力学规范场论大统一理论超对称超弦理论M理论 等离子体物理学 等离子体天体物理学等   [编辑] 相关领域
  • 应用学科:声学 - 电子学 - 材料物理学 - 高分子物理学
  • 交叉学科:计算物理学 - 数学物理 - 物理化学 - 生物物理学
[编辑] 参阅
  • 基本物理量和国际单位:国际标准基准单位 - 国际标准导出单位
  • 物理学常数和定律:物理学常数 - 物理学定律列表
  • 物理学史:物理学家列表 - 诺贝尔物理学奖
[编辑] 参考文献
  1. ^ Evans, James (1998), The history & practice of ancient astronomy, U.S.A.: Oxford University Press, ISBN 9780195095395, at pp. 19,396
  2. ^ K. V. Sarma (2001), "āryabha?a: His name, time and provenance", Indian Journal of History of Science 36 (4): 105–115
  3. ^ Sabra, A. I., trans. (1989), The Optics of Ibn al-Haytham. Books I-II-III: On Direct Vision. English Translation and Commentary. 2 vols, London: The Warburg Institute, University of London, ISBN 0-85481-072-2, OCLC 165564751 165564771 180528350 180528355 180528359 21530166 230045836 24910015 59836570
  4. ^ Sabra, A. I. (October-December 2003), "Ibn al-Haytham: Brief life of an Arab mathematician", Harvard Magazine
  5. ^ Frye, Richard N. (2000), The golden age of Persia: the Arabs in the East (2nd ed.), Phoenix Press, ISBN 9781842120118, at pp. 163
  6. ^ Ragep, F. J. (1993), Nasir Al-Din Al-Tusi's Memoir on Astronomy, vol. 1, Springer, ISBN 9783540940517, at pp. 194-196
[编辑] 外部链接
  • 量子日记——集合全世界9个国家8种语言的物理学家的研究动态
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