物理学是对自然世界的系统研究，特别是物质和能量之间的相互作用。这是一门试图通过观察、逻辑和理性的精确应用来量化现实的学科。

为了运用这门学科，你必须首先了解某些基本原理。只有通过学习物理学的基础知识，你才能在此基础上进一步深入研究这一科学领域。无论你是在追求物理学的职业，还是仅仅对物理学的发现感兴趣，了解物理学无疑是一件令人着迷的事情。

什么是物理学(considered physics)？

要开始学习物理学，你必须首先理解物理学的真正含义。理解什么属于物理领域，什么不属于物理领域有助于集中研究领域，这样你就可以提出有意义的物理问题。

物理学中每个问题的背后都有四个非常重要的术语：假设、模型、理论和定律。

物理学可以是实验的，也可以是理论的。在实验物理学中，物理学家使用科学方法等技术解决一个科学问题，试图证明一个假设。理论物理学通常更具概念性，因为物理学家专注于发展科学定律，如量子力学理论。

这两种形式的物理学相互关联，并与其他形式的科学研究相联系。很多时候，实验物理学会检验理论物理学的假设。物理学家自己可以专攻各种领域，从天文学和天体物理学到数学物理和纳米技术。物理学在其他科学领域也发挥着作用，如化学和生物学。

物理学的基本定律

物理学的目标是发展物理现实的精确模型。最好的情况是开发一系列非常基本的规则来描述这些模型是如何工作的。这些规则在成功使用多年后，通常被称为“法律”。

物理学是复杂的，但它从根本上依赖于许多公认的自然法则。有些是科学领域的历史性和突破性发现。这些包括艾萨克·牛顿爵士的万有引力定律以及他的三个运动定律。阿尔伯特·爱因斯坦的相对论和热力学定律也属于这一类。

现代物理学正以这些不朽的真理为基础，研究诸如探索看不见的宇宙的量子物理学之类的东西。同样，粒子物理学试图理解宇宙中最小的物质。在这个领域，夸克、玻色子、强子和轻子等奇怪的词进入了今天成为头条新闻的科学对话。

物理学中使用的工具

物理学家使用的工具范围从物理到抽象。它们包括天平、激光束发射器以及数学。理解这些广泛的工具和应用它们的方法对于理解物理学家研究物理世界的过程至关重要。

物理工具包括超导体和同步加速器，它们用来产生强磁场。这些可以应用于大型强子对撞机等研究，也可以实际应用于磁悬浮列车的开发。

数学是物理学的核心，在所有科学领域都至关重要。当你开始探索物理学时，一些基础知识，如使用重要的数字和超越公制的基础知识将是很重要的。数学和物理学也更深入，向量数学和波的数学性质等概念对许多物理学家的工作至关重要。

历史上著名的物理学家

物理学不存在于真空中（即使有些物理学是在实际真空中进行的）。历史的力量与历史上任何其他领域一样，影响着物理学的发展。通常，理解导致我们当前理解的历史观点是有用的。这包括​许多不正确的道路在途中摇摇欲坠。

了解过去著名物理学家的生活也是有益和有趣的。例如，古希腊人把哲学与自然规律的研究结合起来，尤其以对天文学的兴趣而闻名。

在16和17世纪，伽利略·伽利略进一步研究、观察和实验了自然法则。尽管他在那个时代受到迫害，但他今天被视为“科学之父”（由爱因斯坦创造），以及现代物理学、天文学和观测科学之父。

伽利略激发了著名科学家的灵感，随后是艾萨克·牛顿爵士、阿尔伯特·爱因斯坦、尼尔斯·波尔、理查德·P。费曼和斯蒂芬·霍金。这些只是物理学史上的几个名字，它们塑造了我们对世界运行方式的理解。他们挑战公认理论和设计新的宇宙观的能力激发了物理学家们不断取得科学突破。