物理学是研究物质和能量及其相互作用的科学。这种能量可以采取运动、光、电、辐射、重力的形式——老实说，几乎可以是任何形式。物理学从亚原子粒子（即构成原子的粒子和构成这些粒子的粒子）到恒星甚至整个星系，都在不同的尺度上研究物质。

物理原理

作为一门实验科学，物理学利用科学方法来阐述和检验基于对自然界观察的假设。物理学的目标是利用这些实验的结果来制定科学定律，这些定律通常用数学语言来表达，然后可以用来预测其他现象。

当你谈论理论物理学时，你是在谈论物理学领域，它专注于发展这些定律，并利用它们来推断新的预测。理论物理学家的这些预测随后产生了新的问题，实验物理学家随后开发实验进行测试。通过这种方式，物理学（和一般科学）的理论和实验部分相互作用，相互推动，以开发新的知识领域。

物理学在其他科学领域中的作用

从更广泛的意义上讲，物理学可以被视为自然科学中最基础的学科。例如，化学可以被视为物理学的一个复杂应用，因为它关注的是化学系统中能量和物质的相互作用。我们还知道，生物学的核心是将化学性质应用于生物，这意味着它最终也受物理定律的支配。

当然，我们不认为这些其他领域是物理学的一部分。当我们进行科学研究时，我们会寻找最合适的模式。尽管每一种生物的行为方式基本上都是由其组成的粒子驱动的，但试图用基本粒子的行为来解释整个生态系统将陷入一个毫无帮助的细节层次。即使在研究液体的行为时，我们通常也会通过流体动力学来研究整个流体的性质，而不是特别关注单个粒子的行为。

物理学中的主要概念

因为物理学涵盖了这么多的领域，所以它被分为几个特定的研究领域，如电子学、量子物理学、天文学和生物物理学。

为什么物理学（或任何科学）很重要？

物理学包括天文学的研究，在许多方面，天文学是人类第一个有组织的科学领域。古代的人们仰望星体，识别那里的模式，然后开始使用数学精度，根据这些模式来预测天空中会发生什么。无论这些具体的预测有什么缺陷，试图理解未知事物的方法都是有价值的。

试图理解未知仍然是人类生活中的一个中心问题。尽管我们在科学和技术方面取得了所有的进步，但作为一个人意味着你能够理解一些事情，也意味着有些事情你不理解。科学教给你一种接近未知事物的方法，并提出一些问题，这些问题触及未知事物的核心，以及如何让它为人所知。

尤其是物理学，它关注的是关于我们物理宇宙的一些最基本的问题。几乎可以提出的唯一更基本的问题属于“形而上学”的哲学领域（以字面上的“超越物理学”命名）但问题是，这些问题是如此的基本，以至于在大多数历史上最伟大的头脑经过数百年或数千年的探索之后，形而上学领域的许多问题仍然没有解决。另一方面，物理学解决了许多基本问题，尽管这些解决方案往往会开启全新的问题类型是的。

关于这一主题的更多信息，请查阅“为什么学习物理？”（经许可，改编自詹姆斯·特雷菲尔的《为什么科学？》一书）。