物理学

物理学

物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面，从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认识来自于实践，随着实践的扩展和深入，物理学的内容也在不断扩展和深入。随着物理学各分支学科的发展，人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联系，于是各分支学科之间开始互相渗透。物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整体。物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律，从而统一地理解一切物理现象。这种努力虽然逐步有所进展，但现在离实现这—目标还很遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽的。

物理（Physics）全称物理学。欧洲“物理”一词的最先出自希腊文φυσικ，原意是指自然。古时欧洲人称呼物理学作“自然哲学”。从最广泛的意义上来说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的百科全书式着作《物理小识》。在物理学的领域中，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这个系统。物理在经典时代是由与它极相像的自然哲学的研究所组成的，直到十九世纪物理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覆的实验来检验。

物理学与其他许多自然科学息息相关，如数学、化学、生物、天文和地质等。特别是数学和化学。化学与某些物理学领域的关系深远，如量子力学、热力学和电磁学，而数学是物理的基本工具，也就是物理依赖着数学。

物理学 - 定义

物理学(PHYSICS)是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，简称物理。物理学研究的范围——物质世界的层次和数量级物理学(Physics)质子10-15m空间尺度：物质结构物质相互作用物质运动规律微观粒子Microscopic介观物质mesoscopic宏观物质macroscopic宇观物质cosmological类星体1026m时间尺度：基本粒子寿命10-25s宇宙寿命1018s绪论E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小的细胞原子原子核基本粒子DNA长度星系团银河系最近恒星的距离太阳系太阳山哈勃半径超星系团人蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次物理现象按空间尺度划分：量子力学经典物理学宇宙物理学按速率大小划分：相对论物理学非相对论物理学按客体大小划分：微观系统宏观系统按运动速度划分：低速现象高速现象实验物理理论物理计算物理今日物理学物理学的发展。

物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸，二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器，实验得出的结果，间接认识物质内部组成建立在的基础上。物理学从研究角度及观点不同，可分为微观与宏观两部分，宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果，是最早期就已经出现的，微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。

其次，物理又是一种智能。

诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言：“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此，使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶，文明的瑰宝。

大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景；——这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。——反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出：没有物理修养的民族是愚蠢的民族！

物理学 - 分类

●牛顿力学(Mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律

●电磁学(Electromagnetism)研究电磁现象，物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律

●热力学(Thermodynamics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现

●相对论(Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律

●量子力学(Quantummechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律

此外，还有：
粒子物理学、原子核物理学、原子分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。

物理学 - 物理学史

●热机的发明和使用，提供了第一种模式：

●电气化的进程，提供了第二种模式：核能的利用激光器的产生层析成像技术(CT)超导电子技术技术——物理——技术物理——技术——物理粒子散射实验X射线的发现受激辐射理论低温超导微观理论电子计算机的诞生

●1947年贝尔实验室的巴丁，布拉顿和肖克来发明了晶体管，标志着信息时代的开始

●1962年发明了集成电路

●192526年建立了量子力学

●1926年建立了费米狄拉克统计

●1927年建立了布洛赫波的理论

●1928年索末菲提出能带的猜想

●1929年派尔斯提出禁带，空穴的概念同年贝特提出了费米面的概念

●1957年皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子晶体晶体管的发明大规模集成电路电子计算机信息技术与工程

●几乎所有的重大新(高)技术领域的创立，事先都在物理学中经过长期的酝酿.

●当今物理学和科学技术的关系两种模式并存，相互交叉，相互促进“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”.——李政道量子力学能带理论人工设计材料五.物理学的方法和科学态度提出命题推测答案理论预言实验验证修改理论现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学从新的观测事实或实验事实中提炼出来，或从已有原理中推演出来建立模型；用已知原理对现象作定性解释，进行逻辑推理和数学演算新的理论必须提出能够为实验所证伪的预言一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则当一个理论与实验事实不符时，它就面临着被修改或被推翻六.怎样学习物理学著名物理学家费曼说：科学是一种方法.它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如何思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象.著名物理学家爱因斯坦说：发展独立思考和独立判断地一般能力，应当始终放在首位，而不应当把专业知识放在首位.如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立思考和工作，他必定会找到自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来，他一定会更好地适应进步和变化.

●物理学的本质：物理学并不研究自然界现象的机制（或者根本不能研究），我们只能在某些现象中感受某些自然界的规则，并试图以这规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然，并试图改变自然，这是我们物理，甚至是所有学科，所共同追求的目标。

与物理学相关的基础科学：化学，天文学，自然地理学。

物理学 - 物理变化

1.物理变化：物质随时间而发生变化的变化；化学变化：旧化学键破裂，新化学键形成。

2.物理变化现象：很广的，只要物质在时间上发生变化都是；化学变化：发光，发热，生成沉淀，生成气体是中学阶段常规的现象，但有些反应是肉眼看不到的，如二氧化碳和水反应。

3.物理变化包括化学变化：化学变化就看有没有新旧化学键的破裂与形成。

物理性质是物质化学键没有被破坏和形成而表现出来的性质：化学性质是通过破坏物质化学键而表现出来的性质（就是物质要通过化学反应才说他有这个化学性质）。

物理学 - 研究方法

对于物理学理论和实验来说，物理量的定义和测量的假设选择，理论的数学展开，理论与实验的比较是与实验定律一致，是物理学理论的唯一目标。

人们能通过这样的结合解决问题，就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想，其实是物理学理论的目的和结构。

物理学 - 思想理论

物理与形而上学的关系

在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上，物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不包依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质，其它性质则是群聚的想象和组合。通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与其对应，但一个实验不能对应多种关系。也就是说，一个规律可以体现在多个实验中，但多个实验不一定只反映一个规律。

对于物理学来说理论预言与现实一致与否是真理的唯一判断标准。

物理学 - 开设理论物理的院校

[北京]清华大学、北京大学、北京科技大学、北方交通大学、北京邮电大学、北京理工大学、北京航空航天大学、北京工业大学、中国农业大学、石油大学、中央民族大学
[天津]南开大学、天津大学、天津理工学院
[河北]河北工业大学、河北大学、河北科技大学、燕山大学
[山西]太原理工大学山西大学
[内蒙古]内蒙古大学
[辽宁]东北大学、大连理工大学、沈阳工业大学
[吉林]吉林大学、吉林工业大学、长春光学精密机械学院
[黑龙江]哈尔滨工业大学、哈尔滨理工大学、黑龙江大学
[上海]复旦大学、上海交通大学、同济大学、华东理工大学、东华大学、上海大学
[江苏]南京大学、东南大学、中国矿业大学、南京理工大学、河海大学
[浙江]宁波大学、浙江工业大学、杭州电子工业学院
[安徽]中国科学技术大学、安徽大学、合肥工业大学、淮南工业学院
[福建]福州大学、华侨大学
[江西]南昌大学、南昌航空工业学院
[山东]山东大学、烟台大学、青岛大学
[河南]郑州大学、洛阳工学院
[湖北]武汉大学、华中科技大学、江汉石油学院
[湖南]湖南大学、中南大学
[广东]暨南大学、华南理工大学、汕头大学、深圳大学
[重庆]重庆大学
[四川]四川大学、电子科技大学、西南民族学院
[贵州]贵州民族学院
[云南]云南大学、云南师范大学
[陕西]西北大学、西安交通大学、西北工业大学、西安电子科技大学、西安理工大学
[甘肃]兰州大学
[新疆]新疆大学
其中北大、南京大学、中科大、兰州大学的物理学比较好。

物理学 - 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