物理学

维基百科，自由的百科全书
（重定向自物理學）
跳转到： 导航, 搜索
跳过字词转换说明
物理學
E = m c^2\,
質能等價
               物理學              
查 • 論 • 編 • 歷

物理學（英语：Physics）是一種自然科學，主要研究的是物質[1]，在時空中物質的運動，和所有相關概念，包括能量和作用力[2]。更廣義地說，物理學是對於大自然的研究分析，目的是為了要明白宇宙的行為[3]。

物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年，物理學與哲學，化學等等經常被混淆在一起，相提並論。直到十六世紀科學革命之後，才單獨成為一門現代科學。

現在，物理學已成為自然科學中最基礎的學科之一。物理理論通常是以數學的形式表達出来。經過大量嚴格的實驗驗證的物理學規律被稱為物理定律。然而如同其他很多自然科學理論一樣，這些定律不能被證明，其正確性只能靠著反覆的實驗來檢驗。

物理學的影響深遠，這是因為物理學的突破時常會造成新科技的出現，物理學的新點子很容易會引起其它學術領域產生共鳴。例如，在電磁學的進展，直接地導致像電視，電腦，家用電器等等新產品，大幅度地提升了整個社會的生活水平；核裂變的成功，使得核能發電不再是夢想。

目录

[编辑] 範疇與目標

拋物線形熔岩流表現出伽利略的自由落體定律與黑體輻射－從黑體表面的顏色可以估定其溫度。

物理學的論題涵蓋了廣泛的自然現象，從微乎其微的基本粒子（像夸克，微中子，電子）到龐大無比的超星系團。在物理學裏，很多千變萬化、無奇不有的現象，都可以用更簡單的的現象來做合理的描述與解釋。物理學致力於追根究底，發掘可觀測現象的根本原因，並且試圖尋覓這些原因的任何連結關係。物理學是一門基礎科學（fundamental science），研究主宰這些自然現象的基本定律是個很重要的目標[4]。許多其它學術領域，像化學、生物學，地質學，工程學等等，所涉及的物質系統都遵守物理定律。

舉例而言，古希臘人知道像琥珀一類的物質，當與毛皮磨擦時，會出現吸引力，使得這兩種磨擦物互相吸引。這性質後來稱為電性。在十七世紀，學者開始慎密地研查這性質。古中國人觀測到某些石頭（磁石），會通過某種看不見的作用力互相吸引。這性質後來稱為磁性。也是在十七世紀，學者開始嚴格地窮究。經過燃膏繼晷、廢寢忘食的努力，物理學者終於明白了這兩種自然現象的基本原因——電和磁。但是，在二十世紀，經過更高深的研究，物理學者發現這兩種作用力是電磁力的兩個不同方面。今天，這統一各種各樣作用力的程序仍舊方興未艾，物理學者認為電磁力和弱核力是電弱作用（electroweak interaction）的兩個不同方面。物理學者的終極目標是找到一個完美的萬有理論，能夠解釋大自然的一切本質。

[编辑] 科學方法

主条目：科學方法

科學方法指的是檢查自然現象、獲得新知識、或修正與整合先前已得的知識，所使用的一套技術[5][6]。為了合乎科學精神，這方法必須建立於，按照明確的推理原則，收集可觀察、可經驗（empirical）、可測量的證據之上[7]。梅里亞姆-韋伯斯特辭典如此定義[8]：

科學方法是一種有系統地尋求知識的程序，涉及了以下三個步驟：問題的認知與表述、通過觀察和實驗收集數據、假說的構成與測試。

雖然從一種學術領域到另外一種學術領域，程序或許會有所改變，科學研究擁有可辨認的特色，能夠明顯地跟其它種學術研究做區分切割。科學研究者提出假說來解釋自然現象，然後設計實驗來檢驗這些假說。一個假說在被學術界公認為正確理論之前，必須先通過科學方法的嚴格檢驗，以有條有理的方式來將理論結果與實驗數據互相比較。只有當理論結果和實驗數據互相吻合時，這假說才能被認定為正確無誤的理論。涉及比較廣泛學術領域的理論，可能會融合許多獨立導出的假說在一起，配搭一致、相輔相成。通過嚴格檢驗的理論，又可以觸類旁通，幫助形成新假說，或者設定其它假說的上下文。

為了得到最公正的結果，科學研究通常是越客觀越好。所有測量數據與實驗方法必須詳細地紀錄，存檔於安全的資料庫，並且可供適當學者共享。這樣，適當學者可以仔細檢查，通過複製實驗來核對結果。這種行為方式，稱為「充分公開」（full disclosure），容許建立這些數據的在統計學的可信度（reliability）。

[编辑] 理論與實驗

主条目：實驗物理學和理論物理學
太空人和地球都在呈自由落體運動。
閃電是一種電流現象。

實驗物理學家設計與完成實驗；這實驗能夠檢驗理論的預測與探索新的物理現象。雖然，理論和實驗一般是分開進行的，它們彼此之間息息相關。當實驗者成功地發現一個新現象，而物理學家無法用已知理論來解釋這新現象時，或者當新理論發表的預測，可以通過設計精緻實驗來檢驗時，往往會促使物理學突發性地躍進。

實驗物理學主要使用兩種實驗研究方法，受控實驗（controlled experiment）與自然實驗（natural experiment）。受控實驗通常是在實驗室內進行完成，因為實驗室能夠提供一個可控制的環境。自然實驗的實驗環境無法被控制與調整；例如，在天文物理學裏，當觀測星體時，科學家無法控制星體的物理性質、化學成分、運動狀態等等。

透過鐵粉顯示出的磁場線。將條狀磁鐵放在白紙下面，鋪灑一堆鐵粉在白紙上面，這些鐵粉會依著磁場線的方向排列，形成一條條的曲線，在曲線的每一點顯示出磁場線的方向。

實驗物理學比較不強調數學素質。例如，麥可·法拉第沒有受到優等的正統數學教育，只懂得一點微積分，事實上，他對數學不感興趣。法拉第認為數學家很容易會與大自然失去接觸；他希望能夠腳踏實地，越接近大自然越好。體現這目標的方法就是做實驗。法拉第勤於做筆記。他將實驗的所有相關細節都一絲不苟的詳盡記錄。巨著《電學實驗研究》（Experimental Researches in Electricity）就是這些筆記的結晶。他喜歡問問題，不停地問問題，然後做實驗來尋求這些問題的答案。在這些層出不窮的問題中，存在著一個核心思想——這大自然的實際狀況為何？法拉第強烈地反對許多理論定律所意味的超距作用。他提出磁場線的概念，從磁鐵周圍一條條連接的磁場線，可以觀察到，這些填滿了整個空間的磁場線，明確地顯示出磁場的鄰接性質[9]。

理論物理學家致力於發展數學模型；這模型必須能夠合理地解釋所針對的物理現象，其計算結果也必須與實驗數據互相吻合。豐富的想像力、精湛的數學造詣、嚴謹的治學態度，這些都是成為理論物理學家需要培養的優良素質。例如，在十九世紀中期，物理大師詹姆斯·馬克士威覺得電磁學的理論雜亂無章、急需整合。尤其是其中許多理論都涉及超距作用（action at a distance）的概念[注 1]。馬克士威的觀點與法拉第一致，他認為超距作用概念不正確，他主張用場論來解釋。例如，磁鐵會在四周產生磁場，而磁場會施加磁場力於鐵粉，使得這些鐵粉依著磁場力的方向排列，形成一條條的磁場線；磁鐵並不是直接施加力量於鐵粉，而是經過磁場施加力量於鐵粉；馬克士威嘗試朝著這方向開闢一條思路。他想出的「分子渦流模型」，借用流體力學的一些數學框架，能夠解釋所有那時已知的電磁現象。更進一步，這模型還展示出一個嶄新的概念——電位移。由於這概念，他推理電磁場能夠以波動形式傳播於空間，他又計算出其波速恰巧等於光速。因此，馬克士威斷定光波就是一種電磁波

唯象專家（phenomenologist）努力探索理論與實驗之間錯綜複雜的交集區；他們專注於研究從實驗所觀測到的複雜現象，試圖找到這些複雜現象與物理理論之間的關係。

[编辑] 物理與數學的關係

伽利略在他的1622年著作《分析者》（Il Saggiatore）裏提到，數學是大自然表達其定律所使用的語言[10]。大多數實驗測量獲得的是一大堆數據，物理理論使用數學來計算數值結果。這樣，理論結果可以與實驗數據相核對。

物理學依賴數學的工具與架構來精確地表述物理定律、預測定量結果。每當無法找到方程式的精確解時，可以使用數值分析或計算機模擬技術。現在，科學計算是物理學很重要的一部分，計算物理學是一門很熱門的研究領域。

[编辑] 歷史

主条目：物理學史
艾薩克·牛頓 (1643-1727)

英語裏的「物理」一詞的最先出自於古希臘語「φύσις」，原意是自然。古時歐洲人稱呼物理學為「自然哲學」。漢語、日語中「物理」一詞起自於明末清初科學家方以智的百科全書式著作《物理小識》。

从古时候起，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等等？其中有一個意義非凡的謎題，即宇宙的性质，比如地球、太阳以及月亮这些星体究竟是遵循著什么规律在运动，并且是什么力量决定着这些规律？人们提出了各种理论，试图解释这宇宙，然而其中大多數理論都不正确。

泰勒斯從金字塔的陰影估算出金字塔的高度。圖中，A是木棍長度，B和C分別是太陽照射於木棍和金字塔所形成的陰影的長度。知道A、B和C，就可以計算出金字塔的高度D和陽光與地面的夾角。

古希臘哲學家泰勒斯，（約公元前624年－公元前546年）曾經遠渡地中海，在埃及學習天文學與幾何，還加以推廣延伸，發揚光大。他預測了公元前585年發生的日蝕，並且能夠估算船隻離岸邊的距離，又從金字塔的陰影計算出其高度。泰勒斯拒絕倚賴玄異或超自然因素來解釋自然現象，對於科學研究影響深遠，歷史學者尊稱他為「科學之父」[11]。

以現代準則來看，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有系统的实验证明，而那些早期的理论并没有经过严格地证实。像托勒密和亞里士多德提出的理論，其中有些与日常所观察到的事实是相悖的[12]。雖然如此，仍舊有許多古學者貢獻出相當正確的理論。公元前5世紀古希臘哲學家留基伯率先提出原子論，即所有物質皆是由不會毀壞、不可分割的原子所構成。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，例如，對於槓桿原理的解釋。

中世紀時期，印度及波斯的學者也對物理學做出諸多貢獻。印度天文學家阿耶波多（Aryabhata）想出了描述太陽系的地心說模型；在這模型裏，太陽和月亮分別搭載於本輪（epicycle），繞著地球轉動[13]。穆斯林科學家海什木對於光學研究貢獻良多[14] [15] 。波斯科學家納西爾·艾德丁·圖西（Nasir al-Din al-Tusi）指出托勒密體系的重大缺陷[16]。

近代時期，歐洲出現了很多物理大師；其中最具影響力的當屬伽利略·伽利萊、約翰內斯·克卜勒和艾薩克·牛頓。克卜勒發表的克卜勒定律正確地解釋了行星繞著太陽的公轉機制。大約同時，伽利略用抽象數學定律解釋物體運動。牛頓提出的牛頓運動定律和萬有引力定律給予經典力學穩固的基石。

二十世紀初期，物理學家發現經典物理學有很嚴重的瑕疵。電動力學預言光波傳播於以太內的速度是常數，經典力學和熱力學的結合又導出吉布斯佯謬（熵不具有良好定義）和紫外災難（在頻率趨向於無窮大時，黑體輻射的理論結果和實驗數據無法吻合）。這些瑕疵給學術界帶來了一場前所未有的考驗，徹底地搖動了舊理論體系的基石[17]，也因而導致了二十世紀物理學兩大理論體系，相對論和量子力學的出現。

[编辑] 核心理論

尽管物理學的研究範圍十分廣泛，對應的理論也很眾多。但是，科學家認為有一些理論是最基本的，其正確性也已被學術界普遍的接受。這些理論是物理學的中心學說和基礎理論。他們也是一個物理學家必須融會貫通的知識。例如，經典力學的理論準確地描述了尺寸超大於原子、速度超小於光速的物體運動。現今，這些理論仍舊是很熱門的研究領域；例如，二十世紀後半期，學者發現了混沌，經典力學的一門很值得注意的理論，整整在艾薩克·牛頓原本表述之後三個世紀。

這些核心理論大致包括於經典力學、量子力學、熱力學、統計力學、電磁學、相對論等等基礎物理學領域，是研究更特別問題的重要工具。任何物理學家，不論他或她的專長領域為何，都需要熟讀精通這些理論。

基礎領域 重要主題 重要概念
經典力學 牛頓運動定律、拉格朗日力學、哈密頓力學、運動學、靜力學、動力學、聲學、流體力學、連續介質力學、混沌理論 時間、空間、轉動、位移、速度、加速度、質量、力、力矩、動量、角動量、能量、功、功率、振動、波、振動學
電磁學 電學、磁學、電動力學、光學 電荷、電流、電導、電阻、電場、磁場、磁通、電磁場、電磁感應、電磁輻射、電磁波
熱力學和統計力學 熱機、分子運動論 溫度、熱量、内能、自由能、熵、壓强、配分函數、平衡態、態函數、漲落、相、相變
相對論 狹義相對論、廣義相對論、愛因斯坦場方程 時空、引力場、引力波、四維動量、勞侖兹變換、相對性原理、等效原理、協變性
量子力學 舊量子論、矩陣力學、波動力學、量子場論、相對論量子力學 波函數、哈密頓量、全同粒子、自旋、波粒二象性、不確定原理、零點能、量子、量子化、能級

[编辑] 研究領域

現代物理研究大致分類為 凝聚態物理學、原子物理學、分子物理學、光學、粒子物理學、天文物理學、地球物理學、生物物理學等等。有些大學的物理系也支持物理教育研究。

自二十世紀以來，物理學的各個領域變得越加專門，今天，大多數物理學家的整個職業生涯只專精於一個領域，像阿爾伯特·愛因斯坦（1879–1955）和列夫·朗道（1908–1968）這樣的全才大師寥若晨星[18]。

[编辑] 凝聚態物理學

主条目：凝聚態物理學
銣原子氣體的速度分佈數據，確定一種新物態的發現，這物態稱為玻色-愛因斯坦凝聚。

凝聚態物理學研究物質的巨觀物理性質。凝聚態指的是由大量粒子組成，並且粒子與粒子之間有很強的交互作用的系統。常見的凝聚態有固態和液態，這是由原子與原子之間的化學鍵和電磁力形成的物態。比較罕见的凝聚態包括發生於非常低溫的系統裏的超流體和玻色-愛因斯坦凝聚態、在某些物質裏的傳導電子展現的超導態、在某些磁性物質內部因為電子自旋而出現的鐵磁態和反鐵磁態。

凝聚態物理學起源於十九世紀固體物理學和低溫物理學的發展，是現代物理學最大的分支，與化學，材料科學，奈米科技有很大的重疊。

[编辑] 原子、分子、光波物理學

主条目：原子物理學、分子物理學和光波物理學

原子物理學、分子物理學、光波物理學，都是在研究尺寸為單原子或少數原子結構的物質，其與別的物質之間或與光波之間的交互作用。這三個研究領域會被合併在一起討論，是因為它們之間的密切關係，都使用類似的方法，所涉及的能量尺寸也很相近。

原子物理學專門研究原子的結構和性質，即環繞著原子核、束縛於原子內部的電子的排列，這排列所產生的現象與效應，以及促使這排列改變的過程。當今的研究焦點為，原子和離子的陷俘（trapping）於位勢阱、低溫碰撞動力學、在微弱交互作用氣體（玻色-愛因斯坦凝聚態和稀釋費米簡併系統）裏的原子的集體物理行為、基礎常數的準確測量、電子關聯對於結構與動態的效應。原子物理學與核子有關，例如超精細結構（hyperfine structure）；但是核內現象，像核分裂與核融合，皆屬於高能物理學的範圍。

分子物理學專注於研究分子的物理性質以及將原子結合為分子的化學鍵性質。它和原子物理學緊密相關。分子物理學中最重要的實驗方法是光譜分析。除了從原子得知的電子激發態以外，分子可以旋轉與振動。由於這些旋轉與振動具有量子性質，伴隨的能級也是離散的。純旋轉運動光譜是在紅外線譜域（波長大約為30-150微米）；震動光譜是在近紅外線譜域（大約為1-5微米）；電子躍遷光譜是在可見光和紫外線譜域。從測量旋轉運動和振動光譜，可以獲得分子的物理性質，例如，原子核與原子核之間的距離。原子物理學的原子軌域理論，在分子物理學裏，擴展為分子軌域理論。

光波物理學研究電磁輻射的生成與性質、電磁輻射與物質之間的微觀交互作用，特別是其控制與操縱。從微波到X射線，橫跨整個電磁波譜，對於每一個頻率，研究者嘗試發展出具有更優良性質的發光源。研究者也會對於各種線性或非線性光學過程做詳細分析。光波物理學的研究成果，時常會促成通訊業、製藥業、製造業和甚至娛樂業的驚人進展。

[编辑] 粒子物理學

主条目：粒子物理學
模擬在大型強子對撞機的緊湊渺子線圈裏，希格斯玻色子出現的一個事件。

粒子物理學專門研究組成物質和射線的基本粒子，以及它們之間的交互作用。由於在大自然的一般條件下，許多基本粒子不存在或不單獨出現，物理學家使用粒子加速器，試圖複製粒子高能碰撞的機制，從而生產和偵測這些基本粒子，因此粒子物理學也被稱為高能物理學。

標準模型可以正確地描述基本粒子之間的交互作用。這模型能夠計算12種已知的粒子（夸克和輕子），彼此之間以強力、弱力、電磁力或引力作用於對方。這些粒子會互相交換規範玻色子（分別為膠子、光子、W 及 Z 玻色子）。標準模型還預測了希格斯玻色子的存在。截至2010年，使用費米實驗室的垓電子伏特加速器和歐洲核子研究組織的大型強子對撞機，實驗者仍舊在努力地尋找希格斯玻色子的來蹤去跡。

[编辑] 天文物理學

主条目：天文物理學
哈柏超深空是以可見光拍攝的最深遠的宇宙影象之一。

天文物理學是研究宇宙的物理學，這包括星體的物理性質（光度，密度，溫度，化學成分等等）和星體與星體彼此之間的交互作用。應用物理理論與方法，天文物理學探討恆星結構、恆星演化、太陽系的起源和許多跟宇宙學相關的問題。由於天文物理學是一門很廣泛的學問，天文物理學家通常需要應用很多不同的學術領域，像經典力學、電磁學、統計力學、量子力學、相對論、粒子物理學等等。

天文物理實驗數據大多數是依賴觀測電磁輻射獲得。比較寒冷的星體，像星際物質或星際雲會發射無線電波。大爆炸後，經過紅移，遺留下來的微波，稱為宇宙微波背景輻射。研究這些微波需要用到非常大的無線電望遠鏡。

太空探索大大地擴展了天文學的疆界。由於地球大氣層的干擾，紅外線、紫外線、伽瑪射線和X射線天文學必須使用人造衛星在地球大氣層外做觀測實驗。

光學天文學通常使用加裝電荷耦合元件和光譜儀的望遠鏡來做觀測。由於大氣層會干涉觀測數據的品質，還必須配備調適光學系統，或改用太空望遠鏡，才能得到最優良的影像。在這頻域裏，恆星的可見度非常高。藉著觀測化學頻譜，可以分析恆星、星系和星雲的化學成份。

理論天文物理學家的工具包括分析模型和計算機模擬。天文過程的分析模型時常能使學者更深刻地理解內中奧妙；計算機模擬可以顯示出一些非常複雜的現象或效應。

大爆炸模型的兩個理論棟樑是廣義相對論和宇宙學原理。由於太初核合成理論的成功和宇宙微波背景輻射實驗證實，科學家確定大爆炸模型正確無誤。最近，學者又創立了ΛCDM模型來解釋宇宙的演化，這模型涵蓋了宇宙膨脹（cosmic inflation）、暗能量、暗物質等等概念。

[编辑] 物理理論的適用域

按照尺寸與速度分類，物理學的四大領域。

雖然物理學的一大研究目標是在發現普適定律（universal law），但似乎每一種物理理論都只適用於某些明顯的值域。大致而言，經典物理的定律能夠準確地描述長度遠大於原子尺寸、速度遠小於光速的系統。在這適用域範圍以外，實驗測量結果與理論預測數值並不符合。狹義相對論將絕對時間與絕對空間合併為相對的四維時空，從而能夠準確地描述近光速系統。量子力學專門以機率方式描述微觀系統的物理行為，能夠在原子尺寸和亞原子尺寸得到準確的解答。稍後，量子場論又統一了量子力學和狹義相對論，是粒子物理學不可或缺的基礎理論。電磁交互作用，強交互作用，弱交互作用，都能夠用量子場論精緻地描述。對於引力作用，廣義相對論將時空延伸為動態的彎曲時空，能夠描述大質量系統和宇宙的大尺寸結構。但是，廣義相對論還尚未能與其他基礎作用統一為單一理論；科學家仍舊在發展幾種可能的量子引力理論。

[编辑] 應用物理

主条目：應用物理學
阿基米德式螺旋抽水機使用簡單機械將水從低處抽到高處。

應用物理學指的是針對實際用途而進行的物理研究。應用物理學的課程規畫通常會選修一些應用學科的課程，像地質學或電機工程學。應用物理學與工程學不同，應用物理學不會特別地設計某種元件或機器，而是用物理學或從事物理研究來發展某種新科技或解析某問題。

工程學用到很多物理的理論。例如，力學的一門分支，靜力學的理論是建造橋樑與其它建築物必須的基礎理論。設計一個世界一流的音樂廳，必須先學會聲學。設計與製造更優良的光學元件必須先熟讀光學。經過考慮種種物理因素而設計出來的飛行模擬器、電子遊戲、電影等等，會顯得更加維妙維肖、栩栩如生。

物理學使用的一些探本溯源，格物致知的方法也可以使用於跨學科領域；物理學或多或少地影響了很多重要學術領域。例如，經濟物理學（econophysics）應用很多物理學裏的理論與方法來解析經濟學問題；這些問題時常會涉及不確定性或混沌。

[编辑] 當今研究

更多資料：未解決的物理學問題
理察·費曼的親筆簽字和他發明的費曼圖。
物理學理論能夠正確地描述邁斯納效應（Meissner effect）——磁鐵懸浮於超導體的上方。

雖然物理學是最古老的學術之一，今天，許多具突破性的劃時代研究仍舊是夜以繼日、如火如荼地在物理的各個分支領域進行中。

在凝聚態物理學領域，一個很重要但尚未有解答的問題是高溫超導；至今，解釋高溫超導性質的理論仍舊沒有廣泛地被學術界的接受。很多凝聚體實驗的目標是在製造出可使用的自旋電子學元件和量子計算機。

在粒子物理學領域，自從標準模型被接受之後，更先進物理的實驗結果已開始陸陸續續地出現。在這些結果之中，比較重要的是微中子具有非零質量的徵象。這實驗結果似乎已合理解答了這矚目良久的太陽微中子缺失問題，因為有些微中子在從太陽傳播到地球的路途中，已經轉換為實驗無法偵測的別種類微中子。但是，關於有質量微中子的物理研究還是很熱門的理論與實驗領域。粒子加速器已開始偵測TeV能量域，希望能夠找到希格斯玻色子和超對稱粒子的一鱗半爪[19]。

理論物理學家嘗試將量子力學和廣義相對論統一成為量子引力理論。這研究已延續了大半個世紀，但至今仍未得到滿意的答案。現今幾個比較成功的理論為M理論、超弦理論、迴圈量子重力理論。

許多天文和宇宙現象仍舊沒有找到合意的解答，這包括GZK極限、重子不對稱性、宇宙加速膨脹、星系自轉問題等等。

雖然，在高能物理、量子物理、天文物理等等領域，有很大的突破與進展，對於許多涉及複雜系統、混沌、湍流 等等日常發生的現象，科學家仍然是一知半解。一些似乎能夠使用靈巧的力學方法解析的問題還是難以如願。

自1970年以來，這些複雜現象得到了越來越多的關注，主要原因有很多。這包括現代數學方法和電子計算機的出現，能夠以新方式模擬複雜系統。還有，複雜物理學已成為一門多學科研究領域。在空氣動力學裏，關於湍流的研究，和在生物系統裏，觀測到的模式形成（pattern formation），這兩個範例都代表了這樣的發展趨勢。

[编辑] 參考文獻

  1. ^ 費曼在他的著作《費曼物理學講義》 裏提到所有科學知識最濃縮的句子：「假設有那麼一天，地球發生巨大災難，把已有的科學知識悉數吹毀，只剩下一句話，讓僥倖活下來的人傳遞給子孫。甚麼樣的句子能夠以最少的字，包含最多的知識呢？我相信那就是一般所謂的原子假說——所有東西皆由原子構成。原子是很小很小的粒子，永遠不停地動來動去。個別原子之間，若稍有一點距離時，它們會互相吸引。但一當受到外力擠壓，彼此因而靠得太近時，又會互相排斥。」 費曼，雷頓 & 山德士（2007年），第41-42頁．
  2. ^ J.C. Maxwell. Matter and Motion. D. Van Nostrand. 1878:  9. ISBN 0486668959. "自然科學是關於大自然規律的知識，換句話說，關於事件的正常先後順序的知識。" 
  3. ^ H.D. Young, R.A. Freedman, University Physics with Modern Physics. 11th, Addison Wesley. 2004:  2, "物理學是一種實驗科學。物理學者觀察大自然的現象，嘗試找到這些現象地規則。這些規則稱為「物理理論」。經得起實驗檢驗的常用理論稱為「物理定律」或「物理原理」。" 
  4. ^ De Pree, Christopher, 1, Physics Made Simple. 2nd, Random House, Inc.. 2005:  pp. 3ff, ISBN 9780767917018 
  5. ^ Goldhaber & Nieto（2010年），第940頁．
  6. ^ 費曼，雷頓 & 山德士（2007年），第66ff頁．
  7. ^ "[4] Rules for the study of natural philosophy", Newton（1999年），第794–6頁．
  8. ^ 梅里亞姆-韋伯斯特辭典對於 scientific method 的定義。
  9. ^ Simpson, Thomas K., Maxwell on the electromagnetic field: a guided study, USA: Rutgers University Press. 1997:  pp. 9-16, ISBN 9780813523637 
  10. ^ "在我們眼前的宇宙這本巨作裏，寫滿了精彩無比的哲理。但是，假若我們我們不先學會其語言，不能理解內中的符號，則我們絕對無法懂得這本巨作的內容。這本巨作是以數學語言書寫的，其內中符號是三角形、圓形和其它幾何圖樣。沒有這些語言與符號，我們絕對無法懂得其中任何一個字語，我們就好像是徒然漫遊於黑暗迷宮的流浪者。" – 伽利略 (1623), 分析者，引述作者 G. Toraldo Di Francia (1976), The Investigation of the Physical World ISBN 0-521-29925-X p.10
  11. ^ Singer, C. A Short History of Science to the 19th century. Streeter Press, 2008. pp. 8-11, 35.
  12. ^ Evans, James, The history & practice of ancient astronomy, U.S.A.: Oxford University Press. 1998:  pp. 386, 391, ISBN 9780195095395 
  13. ^ K. V. Sarma, Āryabhaṭa: His name, time and provenance, Indian Journal of History of Science. 2001, 36 (4): 105–115 
  14. ^ *Sabra, A. I., trans., The Optics of Ibn al-Haytham. Books I-II-III: On Direct Vision. English Translation and Commentary. 2 vols., Studies of the Warburg Institute, vol. 40, London: The Warburg Institute, University of London. 1989, ISBN 0-85481-072-2 
  15. ^ Sabra, A. I., Ibn al-Haytham: Brief life of an Arab mathematician, Harvard Magazine. October-December 2003 
  16. ^ Ragep, F. J., Nasir Al-Din Al-Tusi's Memoir on Astronomy, 1, Springer. 1993:  pp. 194-196, ISBN 9783540940517 
  17. ^ Earl R. Hoover, Cradle of Greatness: National and World Achievements of Ohio’s Western Reserve (Cleveland: Shaker Savings Association, 1977).
  18. ^ 然而，物理文化積極鼓勵普適性。例如，原先設計為組織內部和全世界的物理學者的資訊傳播服務，全球資訊網是在歐洲核子研究組織由蒂姆·伯纳斯-李創始與發展成功。廣受歡迎的arXiv網站也是在類似狀況下創立的。
  19. ^ Direct observation of the strange 'b' baryon \Xi_{b}^{-}, Fermilab-Pub-07/196-E. June 12, 2007 　584位合著者共同做實驗測得 \Xi_{b}^{-}粒子的質量為 5.774 GeV 。
  • 費曼, 理查; 雷頓, 羅伯; 山德士, 馬修, 費曼物理學講義 I (1) 物理學與其它科學的關係, 台灣: 天下文化書. 2007, ISBN 9789864178582 。
  • Goldhaber, Alfred Scharff; Nieto, Michael Martin, Photon and graviton mass limits, Review of Modern Physics. American Physical Society. January–March 2010, 82: pp. 939-979, doi:10.1103/RevModPhys.82.939 
  • Newton, Isaac, 自然哲学的数学原理. 3rd edition (1726); I. Bernard Cohen 與 Anne Whitman翻譯，Julia Budenz協助翻譯, Berkeley, CA: University of California Press. 1999, ISBN 978-0520088160 

[编辑] 参见

物理主題 物理主題首頁
主条目：物理學大綱

[编辑] 注釋

  1. ^ 假設粒子A和粒子B處於空間的某兩不同位置，則根據牛頓萬有引力定律，兩粒子互相直接施加於對方的引力，其大小 F\,\! 必定與距離 r\,\! 的平方成反比：
    F=G \frac{m_A m_B}{r^2}\,\! ；
    其中，G\,\! 是萬有引力常數，m_A\,\! 、m_B\,\! 分別是粒子A和粒子B的質量。 從這方程式，可以觀察出萬有引力是一種超距作用，牛頓萬有引力定律只提到兩粒子互相直接作用於對方的引力，並沒有解釋傳播過程，而且這定律與時間無關，意味著瞬時直接地超距作用。

[编辑] 外部連結

从维基百科的姊妹计划了解更多有关
“物理學”的内容：
Wiktionary-logo-en.png 维基词典上的字词解释
Wikibooks-logo.svg 维基教科书上的教科书和手册
Wikiquote-logo.svg 维基语录上的名言
Wikisource-logo.svg 维基文库上的原始文献
Commons-logo.svg 维基共享资源上的多媒体资源
Wikinews-logo.svg 维基新闻上的新闻

来自“http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6&oldid=19109605”
个人工具
名字空间
操作
导航
帮助
工具
其他语言