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从古代希腊起， 研究事物的本质的知识就已经认为是物理。现代意义来说，物理就是研究事物，以及和事物相关的空间和时间行为，通常涉及能量和力。它也是一门最基本的科学学科，它的主要目标是理解宇宙如何演化的。

物理学是最古老的学术之一。物理学、化学、生物学等等原本都归属于自然哲学的范畴，直到十七世纪至十九世纪期间，才渐渐地从自然哲学中分别成长为独立的学术领域。物理学与其它很多跨领域研究有相当的交集，如量子化学、生物物理学等等。物理学的疆界并不是固定不变的，物理学里的创始突破时常可以用来解释这些跨领域研究的基础机制，有时还会开启崭新的跨领域研究。

“物理”一词在英文里是“physics”，最先出自于古希腊文“φύσις”，原意是“自然”。在中文里，这词最早可在战国时期佚书《鹖冠子·王?篇》找到，“愿闻其人情物理所以啬万物与天地总与神明体正之道。”在这里，“物理”指的是一切事物之道理。三国时期，杨泉著有《物理论》，是最早的书名含有“物理”一词的著作。明末清初科学家方以智受到西学影响，撰写了百科全书式著作《物理小识》，在这里，“物理”的含义已演化为学术之理，包括自然科学的各门领域与人文学的部分领域。

从古代以来，人们就尝试着了解大自然的奥妙：为什么物体会往地面掉落，为什么不同的物质会具有不同的性质？如此等等。从观测与分析大自然的现象，早期人们找到其中的样式，并针对这些样式提出了各种理论，试图解释大自然的奥妙，然而他们所提出的大多数理论都不正确。以现代判据来看，早期的物理理论更像是一些哲学理论：现代的理论都需要经过严格的实验检验，而那些早期的理论并没有经过严格证实。像托勒密和亚里士多德提出的理论中，有些就与日常所能观察到的事实相悖。

尽管如此，仍有许多古学者贡献出相当正确的理论。古希腊哲学家泰勒斯（约前624年－约前546年）曾经远渡地中海，在美索不达米亚埃及学习天文学与几何，还加以推广延伸，发扬光大。他预测出公元前585年发生的日蚀，还能够估算船只离岸边的距离，又从金字塔的阴影计算出其高度。泰勒斯拒绝倚赖玄异或超自然因素来解释自然现象，他主张，任何事件的发生都有其不变与普适的因果关系。公元前5世纪古希腊哲学家留基伯与学生德谟克利特率先提出原子论，认为所有物质皆是由不会毁坏、不可分割的原子所构成。古希腊的思想家阿基米德在作用力方面推导出许多正确的定量结论，如对于杠杆原理的解释

经典物理学

经典物理学指的是不涉及到量子力学或相对论的物理学，例如，牛顿力学、热力学、麦克斯韦电磁学等等。经典物理学的盛期开始于十六世纪的第一次科学革命，终止于十九世纪末。尼古拉·哥白尼打响了科学革命的第一枪，他于1543年提出了描述太阳系统的日心说，这理论推翻了托勒密的地心说。在1609年与16期间，约翰内斯·开普勒发表了主导行星运动的定律，他用数学方程准确估算出从天文观测获得的行星绕着太阳的公转数据，从而给予日心说强而有力的理论支持。伽利略·伽利莱做实验研究物体运动，发现落体定律，并且展示出实验方法对于科学研究的重要性。他倚赖使用实验或观测所获得的证据，而不是倚靠纯粹推理，来证实任何假说的正确性。他强调使用数学来描述物理现象，大自然的语言是数学，假若不懂数学，则无法明白大自然。1687年，艾萨克·牛顿提出的牛顿运动定律和万有引力定律为经典物理学奠定了稳固的基础，他创建了微积分，给出一种新的高功能数学方法来研析物理问题。他为第一次科学革命画上了完美的终止符。物理学展现出两个独门特征：使用实验证据来检视物理定律、采用数学语言来表述物理定律。物理学逐渐发展进步，成为一门独立学科。

现代物理学

二十世纪初期，物理学者发现经典物理学存在着极严重的瑕疵：迈克耳孙-莫雷实验的零结果不符合经典物理学的预测，黑体辐射谱不符合热力学的预测，经典电磁学无法解释光电效应与原子光谱，放射性物质的物理性质貌似与经典物理学的决定论背道而驰。这些瑕疵给学术界带来了一场前所未有的考验，彻底地动摇了旧理论体系的基石，导致了二十世纪物理学两大理论体系相对论和量子力学的出现，进而开始了现代物理学的纪元。相对论和量子力学对于这些难题给出合理解答。不仅如此，物理学者应用相对论和量子力学于像原子、分子等等的微观系统，以及各种凝聚态宏观系统，从而更为深切地揭示大自然的工作机制，并且促进物质文明蓬勃发展。

核心理论

虽然物理学的研究范围十分广泛，物理学者时常会使用到某些物理学的核心理论。这些理论皆已通过很多不同实验的多次检验，并且对于自然现象的预测被认为足够准确，例如，经典力学的理论能够准确地描述物体的运动，但必须满足两个前提，一是物体尺寸超大于原子、二是物体运动速度超小于光速。当今，这些核心理论仍旧是很热门的研究领域。例如，二十世纪后半期，即在牛顿（1642年–1727年）表述经典力学整整三个世纪之后，学者发现与创建了混沌理论，其揭示了力学系统的决定论可预测性是一个错误的观念。

这些核心理论大致包括于经典力学、量子力学、热力学、统计力学、电磁学、狭义相对论等等基础物理学领域，是进阶研究专门论题的重要工具。

经典物理学与现代物理学之间的差异[编辑]按照尺寸与速度分类，物理学的四大领域。

物理学的一大研究目标是在发现普适定律，即毫无例外的规律，但似乎每一种物理理论都只适用于某些明确值域。大致而言，经典物理学的定律能够准确地描述长度超大于原子尺度、速度超小于光速的系统。在这适用范围以外，实验结果与理论预测并不相符合。狭义相对论彻底地丢弃了绝对时间与绝对空间的概念，且以四维时空取而代之，因此得以准确地描述速度接近光速的系统，即相对论性系统。量子力学不似经典物理学一般决定性地描述宏观物体的物理行为，而是统计性地描述微观系统的物理行为，它成功地通过了当今任何检试其正确性的精密复杂实验。

量子场论统一了量子力学和狭义相对论，是粒子物理学不可或缺的基础理论。电磁相互作用与弱相互作用也已被合并为弱电相互作用。物理学者期望在不久的未来，电磁相互作用、强相互作用与弱相互作用能够被收敛在大统一理论的论述内。广义相对论将时空延伸为动态的弯曲时空，能够描述大质量系统和宇宙的大尺寸结构。但是，广义相对论与其它种基础相互作用表述尚未能被统一为单一理论；科学家仍旧在发展几种可能的量子引力理论。