理論物理涉及哪些方面

1. 物理學主要分幾大塊

按空間尺度劃分：量子力學、經典物理學、宇宙物理學；

按速率大小劃分： 相對論物理學、非相對論物理學；

按客體大小劃分：微觀、介觀、宏觀、宇觀；

按運動速度劃分： 低速，中速，高速；

按研究方法劃分：實驗物理學、理論物理學、計算物理學；

1、量子力學

量子力學（Quantum Mechanics），為物理學理論，是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支，主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論。

它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是現代物理學的基礎理論之一，而且在化學等學科和許多近代技術中得到廣泛應用。

19世紀末，人們發現舊有的經典理論無法解釋微觀系統，於是經由物理學家的努力，在20世紀初創立量子力學，解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。

除了廣義相對論描寫的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力學的框架內描述（量子場論）。

2、經典物理學

經典物理學，是以經典力學、經典電磁場理論和經典統計力學為三大支柱的經典物理體系。由伽利略和牛頓(等人於17世紀創立的經典物理學，經過18世紀在各個基礎部門的拓展，到19世紀得到了全面、系統和迅速的發展，達到了它輝煌的頂峰。

到19世紀末，已建成了一個包括力、熱、聲、光、電諸學科在內的、宏偉完整的理論體系。特別是它的三大支柱——經典力學、經典電動力學、經典熱力學和統計力學——已臻於成熟和完善。

不僅在理論的表述和結構上已十分嚴謹和完美，而且它們所蘊涵的十分明晰和深刻的物理學基本觀念，對人類的科學認識也產生了深遠的影響。

3、實驗物理學

實驗物理是相對於理論物理而言，理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。

理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等，幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。而實驗物理主要是從實驗上來探索物質世界和自然規律。

4、理論物理學

理論物理學通過為自然界建立數學模型，來試圖理解所有物理現象的運行機制，通過物理理論條理化、解釋、預言物理現象。

理論物理學，簡要地說，就是建立在一系列定律之上的數學理論體系，是否正確依賴於其理論體系所得出的結論（推斷）能否被實驗驗證。

5、計算物理學

計算物理學（英語：Computational physics）是研究如何使用數值方法分析可以量化的物理學問題的學科。 歷史上，計算物理學是計算機的第一項應用；目前計算物理學被視為計算科學的分支。

參考資料來源：網路——物理學

2. 什麼是物理理論

理論物理

一、學科概況
理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等，幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。
二、培養目標
1．博士學位 應具備堅實的理論物理基礎和廣博的現代物理知識，了解理論物理學科的現狀及發展方向，有扎實的數學基礎，熟練掌握現代計算技術，能應用現代理論物理方法處理相關學科中發現的有關理論問題。具有獨立從事科學研究的能力，具有嚴謹求實的科學態度和作風，在國際前沿方向或交錯領域中有較深入的研究，並取得有創造性的成果。至少掌握一門外國語，能熟練地閱讀本專業的外文資料，具有一定的寫作能力和進行國際學術交流的能力。畢業後可獨立從事前沿理論課題的研究，並能開辟新的研究領域。學位獲得者應能勝任高等院校、科研院所及高科技企業的教學」研究、開發和管理工作。
2．碩士學位 應有扎實的理論物理基礎和相關的背景知識，了解理論物理學科的現狀及發展方向，掌握研究物質的微觀及宏觀現象所用的模型和方法等專業理論以及相關的數學與計算方法，有嚴謹求實的科學態度和作風，具備從事前沿課題研究的能力。應較為熟練地掌握一門外國語，能閱讀本專業的外文資料。畢業後能勝任高等院校、科研院所及高科技企業的教學、研究、開發和管理工作。
三、業務范圍
1．學科研究范圍 理論物理是在實驗現象的基礎上，以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子、等離子體和凝聚態物質運動的基本規律，解決學科本身和高科技探索中提出的基本理論問題。研究范圍包括粒子物理理論、原子核理論、凝聚態理論、統計物理、光子學理論、原子分子理論、等離子體理論、量子場論與量子力學、引力理論、數學物理、理論生物物理、非線性物理、計算物理等。
2．課程設置 高等量子力學、高等統計物理、量子場論、群論、規范場論、現代數學方法、計算物理、凝聚態理論、量子多體理論、粒子物理、核理論、非平衡統計物理、非線性物理、廣義相對論、量子光學、理論生物物理、天體物理、微分幾何、拓撲學等。
四、主要相關學科
粒子物理與原子核物理，原子和分子物理，凝聚態物理，等離子體物理，聲學，光學，無線電物理，基礎數學，應用數學，計算數學，凝聚態物理，化學物理，天體物理，宇宙學，材料科學，信息科學和生命科學

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目前主要研究方向：
(一)、粒子物理和量子場論
粒子物理學是研究物質微觀結構及基本相互作用規律的物理學前沿學科。粒子物理理論作為量子場的基本理論，取得了極大的成功。粒子物理標准模型的建立是二十世紀物理學的重大成就之一，它能統一描述目前人類已知的最小"粒子"（誇克、輕子、光子、膠子、中間玻色子、Higgs 粒子）的性質及強、電、弱三種基本相互作用。粒子物理學有許多研究方向，例如：強子物理、重味物理、輕子物理、中微子物理、標准模型精確檢驗、對稱性和對稱性破壞、標准模型擴展等等。
當前，該所開展的粒子物理理論研究主要圍繞粒子物理標准模型中尚未解決的一些基本問題和有關實驗所暗示的新物理進行。其主要內容為：電弱對稱性破缺機制，CP破壞和費米子質量起源，太陽和大氣中微子失蹤之謎以及粒子物理中的一些重要問題，量子色動力學的低能動力學，量子味動力學，手征微擾理論，重味誇克有效場論，手征對稱性和誇克禁閉，格點規范理論，重味物理，中微子物理，強子結構和性質，超高能碰撞等。研究中特別注意各種新理論和新模型，如：超對稱理論和模型，超對稱大統一模型，兩個或多個Higgs模型，味對稱規范模型。在研究方式上注重緊密與實驗結合，並以實驗為基礎，探索超出標准模型的新理論和新模型以及新的物理概念，運用和發展量子場論、群論、數學物理和計算物理等理論物理方法，開展與粒子物理前沿相關的量子場論研究。此外，重視與其他學科的交叉，開展粒子天體物理，粒子宇宙學和粒子核物理以及與粒子物理有關的超弦理論唯象學的研究。

(二)、超弦理論和場論
量子場論是研究微觀世界的基本工具，屬於重要的前沿領域，它的研究成果直接地影響理論物理許多分支領域的進展。弦理論是在量子場論基礎上發展起來的一種新的物理模型，它避免了通常場論中遇到的紫外發散等問題，是當前統一四種相互作用理論的重要嘗試。
目前該所在此方向的研究課題為：
1、量子場論及超弦理論，特別是其非微擾問題；弦理論的最新發展；
2、場論（特別是規范場論）及弦理論的數學工具，包括非對易幾何，幾何量子化等以及非對易空間上的規范場論、離散群或離散點集上規范場論、用非線性聯絡的規范場論等。
3、各種數學物理和計算物理問題；
4、低維場論，特別是與低維凝聚態物理有關的場論；
5、與粒子物理相聯系的量子場論問題；弦理論在粒子物理中的應用；
6、與引力理論相關的量子場論問題，包括源於弦理論的量子引力、黑洞熵的起源等等。

(三)、引力理論與宇宙學
愛因斯坦的廣義相對論是一個十分成功的經典引力理論,將引力量子化從而 建立一個自恰的量子引力理論是當前理論物理的一大重要任務。與廣義相對論相比，標量－張量引力論具有很強的競爭力。廣義相對論在宇宙學及天體物理中的應用（包括大爆炸宇宙模型、中子星和黑洞、引力透鏡以及引力波的預言）已取得巨大成功，但是，許多疑難問題有待解決。例如，奇性困難，暗物質的構成及其存在形式、物理性質、在宇宙中的佔有比例及其對宇宙演化的作用，物質反物質的不對稱性，宇宙常數和暗能量問題，原初核合成，宇宙早期相變過程的拓撲缺陷問題,宇宙早期暴漲模型的建立,黑洞的量子力學,引力的全息性質等。
國際上若干大型的空間和地面天文觀測裝置（包括大型望遠鏡、引力波天文台、等效原理的檢驗裝置等等）將在今後若干年內投入使用，這將對現有的宇宙學模型、引力波的預言以及等效原理的正確性提供更精確的檢驗，隨之而來的將是宇宙學和引力論的迅速發展，為理論工作提供更多獲取重要成果的機遇。
理論物理所在本方向的研究圍繞上述疑難問題開展。 (四)、凝聚態理論和計算凝聚態物理
復雜性和多樣性是多體微觀量子世界的基本特徵，對其規律性的探索是凝聚態理論研究的核心。這方面的每一次突破，例如能帶論和超導的BCS理論的建立，都對量子多體物理的應用和微觀世界的認識產生了深刻的變革，其成果交叉滲透到數學、化學、材料、信息、計算機等許多學科和領域。近年來，在陶瓷材料、半導體異質結及其它低維固體材料中發現的大量反常物理現象召喚著新的電子論的誕生。對這些新的物理現象的研究是該所研究人員的一個中心任務，主要的研究方向包括：
量子Hall效應、高溫超導電性、巨磁阻等強關聯系統的物理機理、量子液體及量子臨界現象；
量子多體理論方法，特別是數值計算的方法的探索和應用。計算方法包括密度矩陣重整化群、量子蒙特-卡羅計算、從頭計算等；
量子點、線、碳管等納米材料、半導體材料或結構中的非平衡量子輸運及自旋電子學；
格點系統中的量子反散射與可積問題研究。

(五)、統計物理與理論生命科學
統計物理學研究方法極為普遍，研究對象廣泛，它是微觀到宏觀的橋梁，簡單到復雜的階梯，理論到應用的途徑。從生物大分子序列分析，到認識其空間結構，到理解生命活動中的物理化學過程，生命科學提出了大量富有挑戰性的統計物理問題。這些問題的研究將深化對生命現象本質的認識，同時也將促進統計物理學本身的發展。
該所過去在本研究方向上重點開展了相變理論與臨界現象、非線性動力學等方面的研究，目前研究重點集中在有限系統臨界現象、重整化群方法、生物大分子序列分析以及生物體系中的輸運問題等方面，探討由生命科學激發的具有普遍意義的統計物理問題。生物信息學研究是本方向的熱點，該所研究人員與北京華大基因研究中心有很密切的合作關系，在水稻基因組研究工作中已作出重要創新性成果。

(六)、理論生物物理
雙親分子膜是凝聚態物理軟物質，或者叫復雜流體的前沿研究對象，是物理、化學、生物學交叉學科的研究課題。該所研究人員主要是運用微分幾何方法，以液晶為模型，研究雙親分子膜的形狀及其相變問題，已作出一組有國際影響的工作。現在本方向的研究正在向單分子膜、生物大分子與它們的生物功能聯系（DNA單分子彈性、蛋白質折疊等）的理論探索擴展。

(七)、原子核理論
從20世紀九十年代中期開始到本世紀初的十年內，國際上先後有一批超大型核物理實驗裝置投入運行，如TJNAF(CEBAF)，RIB，RHIC 等等，核物理的發展進入了一個新階段。這些新的巨型裝置為從更深入的層次上研究核子－核子相互作用、核內的短程行為和核結構、各種極端條件下的核現象、核性質和多體理論方法提供了很好的機遇。在未來十年中，該所的研究人員將集中力量開展超重元素的性質及其合成途徑，極端條件下的原子核結構，核天體物理及核內誇克效應等方面的研究，以求得對原子核運動規律的新認識。

(八)、量子物理、量子信息和原子分子理論
目前高技術的發展使得以前無法得到的極端物理條件（如極端強場、超低溫度和可控的介觀尺度）在實驗室中得以實現。在這些特殊條件下，物質與光場的相互作用過程會呈現出一系列全新的物理現象,使得人們能重新認識物理學基本問題，導致新興學科分支（如量子信息）的建立。
量子信息是以量子力學基本原理為基礎、充分利用量子相乾的獨特性質(量子並行和量子糾纏)，探索以全新的方式進行計算、編碼和信息傳輸的可能性，為突破晶元元件尺度的極限提供新概念、新思路和新途徑。量子力學與信息科學結合,充分顯示了學科交叉的重要性，可能會導致信息科學觀念和模式的重大變革。該所本方向的研究將基於量子物理基本問題的理論和最新實驗的結合, 鼓勵學科間的交叉滲透。發揮理論物理對量子信息研究具有前瞻性和指導性的作用，瞄準國際前沿，立足思想創新、探索和解決當前量子信息前沿領域的關鍵理論性問題。
目前該所在此方向上的研究課題主要為:
1．量子測量和量子開系統的基本問題:包括量子系統與經典系統相互作用，量子到經典過渡的基本模型,微觀信息宏觀提取的理論機制，量子耗散和量子退相干理論；也包括發展和應用實際的量子測量理論，探討提高探測量子態效率的可能性。
2. 特殊量子態的基本特性。包括研究各種宏觀量子態（原子玻色－愛因斯坦凝聚和原子激光，介觀電流，微腔激子-極化子）的基本特性和運動規律,並探索它們作為量子信息載體的可能性.也包括超冷囚禁原子、分子系統與受限光場的相互作用，如腔量子電動力學和原子光學。
3．量子信息方案的物理基礎。包括演化過程的動力學控制、糾纏態的度量，多粒態的局域制備和純化、已知量子態遠程制備和未知量子態遠程傳輸。還包括提出新的量子演算法、量子編碼和量子糾錯的新型方案，研究量子信息中的計算復雜性理論和相應的各種數學物理問題。
4. 強場中的原子分子運動。主要興趣集中在強磁場和強激光場中原子分子的動力學行為，其中，許多全新的實驗現象要求發展處理非微擾問題的嶄新概念和方法。這方面的研究對揭示混沌體系的動力學和利用外場控制分子、原子過程有著重要意義。

(九)、計算物理
辛演算法和保結構演算法是我國著名數學家馮康及其學派在80年代中期系統提出、並完善和發展起來的。他們在這個領域的工作不僅一直領先，而且在計算數學領域佔有非常重要的地位並取得了國際上的公認。在計算數學和計算物理中，引入保持所計算的Hamilton系統的辛結構，或者對於接觸系統等保持系統有關的幾何結構的思想非常重要。最近，國際上沿著保結構的思想，有關領域又有新的進展。比如多辛演算法和李群演算法的提出等等，它們分別是保持無限維系統的多辛結構的演算法和系統李群對稱性的演算法。
該所在本研究方向上研究辛演算法、多辛演算法等各種保結構演算法 及其在物理中的應用。

3. 理論物理學要學哪些課程

理論物理學及其交叉科學若干前沿問題》
2004年項目指南

理論物理學是對自然界各個層次物質結構和運動基本規律進行理論探索和研究的學科。物理學及其相關交叉科學的基本理論的建立是一個艱苦的、需要長期積累的過程，它需要各種思維類型的科學工作者，特別是高素質的優秀人才相互合作、多方探索方可取得突破。而正確的理論一旦建立，常會出人意料地把許多表面上看起來互不相乾的現象聯系起來，發揮理論的指導作用，帶動物理學、其他自然科學乃至技術科學的發展。這些充分顯示出理論物理研究作為基礎研究的長期性、前瞻性和先導性，同時也清晰地表明同相關學科之間的相互交叉是理論物理適用范圍的自然延伸。理論物理幾乎包容了從小到基本粒子、大到宇宙天體所有物質世界的物理規律的認識，它幾乎滲透到現代一切科技領域，與數學、天文、化學、生物、材料、信息、能源、工程、環境、航空、航天等許多領域都有著深層次層面上的交叉，所以通過"研究計劃"整合與集成不同學科背景、不同學術思路和不同層次的研究，選擇有限的目標，突出幾個最重要的基礎性的前沿領域，是本計劃的一項重要任務。深層次的基礎理論隊伍的存在，不僅是人類對認識世界的追求的要求，也是保證交叉學科持久興旺的前提；同時，興旺的交叉學科也為理論物理基礎研究源源不斷地提供源頭創新的機會。前期的實施取得了顯著的成績。有的工作在國際上受到相當多的引用和重視;有的工作可能會開拓出新的研究方向;有的工作預言了新的實驗，有的工作對實驗工作有指導意義;有的工作成功地解釋了國際上一些較為重要的實驗。本重大研究計劃的設立，旨在充分發揮理論物理研究的前瞻性、基礎性和原始創新的作用，造就出一批理論研究的傑出人才，增強我國自然科學研究的原始創新能力，使我國理論物理及其交叉科學在21世紀前期步入國際最先進行列。

本"研究計劃"在實施中貫徹"基礎研究的長期性、前瞻性和包容性，以及注意學科交叉、促進不同觀點的碰撞、開拓源頭創新"，明確了 "研究計劃"的指導思想：1）要進行重大科學問題源頭創新，2）要推動交叉學科的發展，3）要造就一批高水平理論物理人才，4）要服務於國家戰略目標；在設立和實施過程中形成了"三大板塊"、"9個前沿領域"相互交融、相互交叉的核心科學問題。

開展物質世界深層次規律的研究，是基於人類對認識物質世界的無限追求的要求，也是人類現代文明和發展的一個重要的原動力；同時，它也是推動自然科學整體發展的基礎研究中一個最為基礎的重要組成部分。作為佔世界人口總數1/4的大國，我們也理應在這一關繫到世界文明發展的重要方向上作出貢獻。因此本計劃選擇物質世界深層次規律的探索作為本研究計劃的第一大板塊。自20世紀後半葉以來，凝聚態物理學基於物質結構規律已發展成為一個覆蓋面寬廣，同時又十分活躍的前沿研究領域，它的發展不僅深化和拓寬了我們對物質世界的認識，也為人類社會提供了多種多樣高新技術的創新源頭。對於這一層次物質形態的研究既是理論物理學的一個重要組成部分，在一定意義上也是物理學與眾多學科交叉的中介。所以，本計劃選擇凝聚態理論為我們三大板塊中的又一大板塊。物理學及其所包含的理論物理學向其他學科的滲透，常常會形成一些新的交叉科學生長點。這種跨學科的基礎研究也常常是未來高新技術的發展的重要源泉。歷史也告訴我們，理論物理本身在向其他學科滲透和交叉中，也常因不斷獲得新的源泉而興旺發達。現在理論物理已經與幾乎一切科技領域有著緊密的交叉，根據對當前發展態勢的認識，本計劃將理論物理與生命、化學、材料和信息這四個交叉學科中的某些前沿領域，作為研究計劃的第三大板塊。這種交叉作用是雙向的，相關學科也為理論物理發展提供了有意義的創新源頭和機遇。

本重大研究計劃要求所申請的項目應在科學上具有特色及創新思想，歡迎各方面高水平的研究人員參與，並鼓勵進行學科交叉及理論與實驗相結合的研究。

通過國家自然科學基金會組織的中期評估，本研究計劃在總結評估前三年資助項目進展情況的基礎上，明確今後2年（2004-2005年度）項目組織實施經費投入的基本思路是重點與面上項目之比為4:6(2004年度擬公布五個重點項目，見後)，以對形成的優勢、創新和交叉的方向給予相應強度的資助和保證適度的資助面，促進原始創新思想和新的交叉點的產生。加強學術交流，圍繞某一方向形成項目群，是本研究計劃的又一特色。

（一）板塊一：深層次物質結構和動力學規律的前沿領域

粒子物理的標准模型理論，它包含弱電統一規范理論和量子色動力學。這一理論成功地經受了大量實驗的檢驗，但又面臨著一些十分尖銳的挑戰，有待進一步的檢驗和發展。電弱對稱破缺機制、CP破壞產生的機制、誇克禁閉、費米子質量起源這樣一些基本理論問題都尚未得到解決。正在運行的B介子工廠對於研究B介子衰變及其中的CP破壞機制提供了良好的條件。中微子實驗已經證實中微子振盪和非零質量。作為描寫強相互作用的量子色動力學面臨非微擾求解困難。結合相對論重離子對撞機RHIC(BNL)的實驗結果以及未來大型強子對撞機LHC的重離子碰撞實驗(ALICE)，探索高溫高密QCD相變機制,誇克膠子等離子體和手征對稱性恢復等,對了解新的物質狀態及量子色動力學的非微擾性質有重要意義。自九十年代以來，天文觀測已經積累了許多相當精確的宇宙學數據，進入了一個精確宇宙學年代，使得宇宙學中存在的大爆漲、暗物質、暗能量三大問題更加突出。越來越多、越來越精確的天文觀測數據使得粒子物理、量子場論、引力理論、宇宙學等基本理論的發展相互交叉緊密地聯系在一起提出了新的挑戰和機遇。這些問題的解決與粒子物理和量子場論的發展密切相關，形成物理學和宇宙學的一個具有極大發展前景的交叉學科。

1．量子場論及與宇宙學相關的前沿理論問題
科學目標：
探索和解決量子場論中的非微擾問題（如誇克囚禁和超對稱破缺）和四種相互作用的統一問題，著重發揮量子場論研究中提出的新概念、新方向、新方法和對其他領域的指導作用，爭取在超弦基本問題和宇宙學常數問題等方面有重要進展。
資助方向：
（1）弦宇宙學和宇宙常數問題。
（2）量子場論中的對偶性和非微擾問題。
（3）彎曲空間中超弦理論的量子化和非交換幾何。

2．粒子物理及與宇宙學相關的前沿理論問題
科學目標：
結合國際上LHC、B工廠實驗和國內BEPC/BES實驗進一步精確檢驗和發展粒子物理中標准模型理論，探索新物理、發展非微擾方法、重味物理和粒子宇宙學等方面取得重要進展。
資助方向：
（1）高能對撞機物理及新物理的理論研究。
（2）宇宙中暗物質、暗能量及與宇宙學相關的科學問題。
（3）味物理、BES物理和CP破壞機制。
（4）量子色動力學的微擾和非微擾理論。

3．高能重離子碰撞和強子物理中動力學規律的理論研究
科學目標：
結合RIHC和LHC相對論重離子碰撞實驗物理探索誇克膠子等離子體的存在證據及其物理性質，研究QCD相變結構和高密天體結構。結合國際低能強子物理實驗研究各種新強子態性質、強子結構和強子間相互作用。
資助方向：
（1）相對論重離子碰撞和誇克膠子等離子體。
（2）QCD相變機制和高密天體物理。
（3）強子結構和新強子態。

（二）板塊二：凝聚態理論研究的兩個前沿領域

強關聯多電子系統和納米尺度受限小量子系統是當今凝聚態領域最為突出的研究領域，這兩者之間又有著非常緊密的聯系。在低維小量子系統中，由於強的量子漲落，即使是非常一般強度的相互作用，其關聯效應就非常重要，通常基於弱相互作用的多體量子理論，必須要由全新的適用於強關聯的多電子量子理論所代替。強關聯和無序是凝聚態物理中的兩個重要基本問題，它們常常出現在同一個體系之中。強關聯效應不僅與相互作用有關，而且也與空間維度和載流子濃度有關。高溫超導體的正常態性質和超導機理、低維多電子系統的物性等等均涉及到我們對強關聯多電子系統和低維凝聚態系統的認識和了解。當系統的量子相干長度與系統的尺度相比擬時，系統的特徵時間尺度有可能短於各種元激發的產生和湮滅時間。在這類系統中量子態波函數的相位因子起著主導作用。受限系統中的相位干涉及其退相干、耗散、關聯效應、物理過程的演化和控制以及納米受限系統的非平衡態的輸運理論等是這一研究方向的重要問題。本研究計劃將繼續突出這兩前沿領域的研究，推動我國凝聚理論研究在深層次上質的飛躍。

4．強關聯多電子系統的理論研究
科學目標：
高溫超導體的正常態性質和超導機理、低維多電子系統的物性等等均涉及到我們對強關聯多電子系統和低維凝聚態系統的認識和了解。同時，也應努力發展強關聯和低維凝聚態系統的數值模擬新方法，以求早日形成在國際上有影響的研究基地。力爭在較短的時間內進入國際前沿行列。
資助方向：
（1）低維關聯電子系統和一些模型體系的物理性質的理論研究；高溫超導正常態性質和超導機理的研究；
（2）金屬-絕緣體轉變；不同有序態的竟爭和共存及量子相變的理論研究；
（3）加強探索處理強關聯系統的新理論方法和對強關聯系統性質的數值計算和計算方法的研究。
（4）低維磁性系統的量子理論研究

5．受限小量子系統的理論研究
科學目標：
以小量子（納米）系統國際前沿研究領域中的關鍵理論問題作為研究方向，受限系統中的相位干涉及其退相干、耗散、關聯效應、物理過程的演化和控制以及納米受限系統的非平衡態的輸運理論等是這一研究方向的重要問題，爭取在整體上取得國際一流的研究成果，並力爭解釋一些有重要意義的實驗，提出一些原創性的受限小量子結構和檢驗基本原理的實驗設計。
資助方向：
（1）介觀系統輸運理論、量子限制效應、載流客體性質的量子測量，超快過程的多體理論；
（2）自旋電子學中的基礎理論問題研究；
（3）受限光子系統如光子量子點及類分子結構的理論研究。

（三）板塊三：跨學科理論研究新領域

板塊三是板塊一與板塊二的自然延伸，是向相關學科的滲透和結合，以推動相關學科的深入發展。如果說板塊一和板塊二是理論物理研究的主體，那麼板塊三是理論物理研究（特別是板塊二）的交叉外延。生命、材料和信息是當前科技和經濟發展中最具影響力的學科，也是迫切需要理論物理介入的學科。例如，生命科學的研究已經進入到定量化和系統建模的新階段，其基因網路調控的解析、蛋白質折疊機制和三級結構預測等等都是重大的理論問題，也對理論物理提出的新挑戰。這是考慮板塊三的組成時的一個思路。另一個考慮是：要既顧選擇與理論物理交叉有較好基礎的學科，如理論化學（的新問題）、材料設計（的關鍵問題），也要選擇一些新興交叉學科，如生命、量子信息。於是，板塊三由四個前沿研究領域組成。

6．理論物理與生命科學交叉的理論研究
科學目標：
圍繞生物大分子理論及生物信息學中關鍵問題，在DNA鏈復雜性、基因組序列信息分析、編碼區和非編碼區的統計分析、基因組全信息的生物進化等方面提出新理論、建立新方法；開展多重時空尺度上的生物大分子和生物凝聚體的結構、相互作用、性質及其調控理論的創新研究。
資助方向：
（1）生物信息學研究：基因識別（包括編碼區和啟動子區域識別）的新方法；分析多個基因組新方法並應用於分子進化；基因網路與系統生物學研究。
（2）計算分子生物學與計算細胞生物學研究：單分子生物物理理論；蛋白質二、三級結構預測新方法；生物大分子的自組裝（如生物膜、肌纖、蛋白微管等）理論等。

7．有機固體和聚合物的理論物理研究
科學目標：
圍繞有機固體和聚合物的關鍵科學問題，發揮理論物理的先導作用，重視理論與實驗結合，在有機固體的輸運機制、光電磁性能及功能器件、聚合物鏈的折疊、結晶等方面有所創新。
資助方向：
（1）有機固體中載流子、自旋的激發、輸運和復合過程。
（2）尺度、維度、各向異性與光電磁功能的相關性，以及器件理論研究。
（3）聚合物鏈的折疊、結晶與復雜流體的理論研究。
（4）外場作用下聚合物形態和結構演變的機制和理論。

8．材料設計的基礎理論研究
科學目標：
以材料組分、結構設計和性能預測為主導，針對材料的關聯效應和低激發態、納米體系輸運性質、物性計算等方面，在多層次、不同尺度上建立新模型，發展新方法，提出新理論，解釋新實驗，為材料性能預測和新材料設計提供堅實的理論物理基礎。
資助方向：
（1）第一原理計算中的關聯效應和低激發態計算模型和方法。
（2）材料物性的原子、電子層次高精度計算與動力學模擬。
（3）納米體系力學性能、輸運性質的計算和理論。
（4）材料設計中的多尺度計算方法和理論。

9．量子信息的理論研究
科學目標：
在量子信息領域，選擇量子信息交換、量子信息傳輸、量子存儲等重要問題，與國內的實驗研究工作相結合，進行實質性的研究，爭取在幾個重要問題上有所突破。
資助方向：
（1）新型量子信息處理、計算或傳輸方案的理論探索。
（2）量子測量的理論研究，包括量子退相干、量子耗散等問題。
（3）新型量子信息載體產生與控制的理論研究。

2004年度重點資助項目
(1)宇宙中暗能量、暗物質的理論研究
(2)味物理和量子色動力學研究
(3)受限小量子系統中量子相乾性研究
(4)細胞與分子生物學系統的統計物理學研究
(5)有機固體和聚合物中新效應的理論探索

本研究計劃2004年度經費投入預算為1300萬元，以面上項目和重點項目方式組織實施，面上項目的平均資助強度為25萬元，重點項目平均資助強度為150萬元。

申請者應根據項目指南確定的研究內容，針對某一研究方向中的一個或者幾個問題，提出選題新穎，開拓性強的研究項目，組織好研究隊伍，向國家自然科學基金委員會提出申請（對於既有"另闢蹊徑"的獨到想法，又有科學根據的項目申請，可以不受本《指南》研究內容的限制）。以下是有關項目申請的一些具體問題，請申請者給予特別注意:

本重大研究計劃由數理科學部、化學科學部、生命科學部，工程與材料科學部和信息科學部組成學科聯合工作組受理申請。
申請者必須填寫《國家自然科學基金申請書》，基本信息表中的"資助類別"欄選擇"重大研究計劃"，"亞類說明"欄選擇"面上項目"或"重點項目"，"附註說明"欄選擇"理論物理學及其交叉科學若干前沿問題"。申請代碼根據實際研究內容選擇，對於申請板塊三的項目，申請代碼按項目研究內容選擇生命、化學、工程與材料、或信息科學部相應的申請代碼。
申請者和參加者（不包括博士後和博士生等年輕人）都需在申請書的研究基礎部分的申請者和項目組主要成員的學歷和研究工作簡歷中，提供各自近5年發表的代表性論文5～10篇（不要超過10篇）的目錄和相應的SCI他引次數，以及各自已發表的全部論文的他引總數。鼓勵年輕人參加，年輕人可根據各自的實際情況附代表性論文。

4. 理論物理學詳細資料大全

理論物理學通過為自然界建立數學模型，來試圖理解所有物理現象的運行機制，通過物理理論條理化、解釋、預言物理現象。理論物理學，簡要地說，就是建立在一系列定律之上的數學理論體系，是否正確依賴於其理論體系所得出的結論（推斷）能否被實驗驗證。

在中國，大學本科物理專業的主流課程設定，通常會有五個理論物理學科，分別為：分析力學、統計力學、電動力學（嚴格地說，應該叫做「經典電動力學」）、相對論、量子力學。俗稱「五大力學」。

基本介紹

• 中文名 ：理論物理學
• 外文名 ：theoretical physics
• 所屬 ：物理學

理論物理學概述,本科課程設定,傑出的理論物理學家,

理論物理學概述

理論物理學是物理學的分支學科，從各類物理現象的普遍規律出發，運用數學理論和方法，系統深入的闡述有關概念、現象及其套用。 如狹義相對論、愛因斯坦的時空觀之類的都屬於理論物理學。例如，霍金就是一名20世紀後葉至21世紀初的理論物理學大師（已於2018年3月14日凌晨3時46分去世）。 理論物理學的常用方法是理想實坦備坦驗，就是在腦子里做實驗。愛因斯坦就有一些理想實驗（思想實驗）。 理論物理學通過為現實世界建立數學模型來試圖理解所有物理現象的運行機制。通過「物理理論」來條理化、解釋、預言物理現象。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·麥克斯韋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。麥克斯韋對於這概念極為反對，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；麥克斯韋嘗試朝著這方向開辟一條思路。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，這滾鉛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，麥克斯韋斷定光波就是一種電磁波。

本科課程設定

在中國，大學本科物理專業的主流課程設定，通常會有五個理論物理學科，分別為：分析力學、統計力學、電動力學（嚴格地說，應該叫做「經典讓桐電動力學」）、相對論、量子力學。俗稱「五大力學」。

傑出的理論物理學家

• 艾薩克·牛頓
• 萊昂哈德·歐拉
• 約瑟夫·拉格朗日
• 皮埃爾-西蒙·拉普拉斯
• 威廉·哈密頓
• 詹姆斯·麥克斯韋
• 馬克斯·普朗克
• 尼爾斯·玻爾
• 埃爾溫·薛丁格
• 阿爾伯特·愛因斯坦
• 維爾納·海森堡
• 沃爾夫岡·泡利
• 保羅·狄拉克
• 恩里科·費米
• 湯川秀樹
• 列夫·朗道
• 理察·費曼
• 朝永振一郎
• 楊振寧
• 李政道
• 史蒂芬·霍金
• 加來道雄
• 愛德華·威滕

5. 關於物理學，你知道它涉及到哪些領域嗎

物理學是一門研究化學或生物學所不能研究的非生命物質和能量的性質和特性以及物質宇宙的基本定律的科學。因此，這是一個龐大而多樣的研究領域。

為了弄懂它，科學家們把注意力集中在該學科的一兩個較小的領域。這使得他們能夠成為這一狹窄領域的專家，而不會陷入關於自然世界的大量知識中。

現代物理學

現代物理學包括原子及其組成部分，相對論和高速的相互作用，宇宙學和空間探索，以及介觀物理學，即那些大小在納米和微米之間的宇宙碎片。現代物理學的一些領域是:

• 天體物理學:對空間中物體物理性質的研究。今天，天體物理學經常和天文學互換使用，許多天文學家都有物理學學位。
• 原子物理學:研究原子，特別是原子的電子性質，有別於只研究原子核的核物理學。在實踐中，研究小組通常研究原子物理、分子物理和光學物理。
• 生物物理學:研究生命系統各個層次的物理學，從單個細胞和微生物到動物、植物和整個生態系統。生物物理學與生物化學、納米技術和生物工程重疊，例如從x射線晶體學中推導出DNA的結構。主題可以包括生物電子學、納米醫學、量子生物學、結構生物學、酶動力學、神經元電傳導、放射學和顯微鏡學。
• 混沌學:研究對初始條件有很強敏感性的系統，因此一開始的微小變化很快就會成為系統的重大變化。混沌理論是量子物理學的基礎，在天體力學中很有用。
• 宇宙學:研究整個宇宙的學科，包括它的起源和演化，包括宇宙大爆炸和宇宙如何繼續變化。
• 低溫物理學/低溫學/低溫物理學:研究遠低於水冰點的低溫情況下的物理性質的學科。
• 晶體學:研究晶體和晶體結構的學科。
• 高能物理學:研究極高能系統的物理學，一般在粒子物理學范圍內。
• 高壓物理學:研究極高壓系統的物理學，一般與流體動力學有關。
• 激光物理學:研究激光物理特性的學科。
• 分子物理學:研究分子物理性質的學科。
• 納米技術:用單個分子和原子製造電路和機器的科學。
• 核物理:對原子核物理性質的研究。
• 粒子物理學:研究基本粒子及其相互作用力的學科。
• 等離子體物理學:研究等離子體相中的物質。
• 量子電動力學:在量子力學水平上研究電子和光子如何相互作用的學科。
• 量子力學/量子物理學:研究物質和能量的最小離散值或量子的科學。
• 量子光學:量子物理學在光上的應用。
• 量子場論:量子物理學在領域的應用，包括宇宙的基本力。
• 量子引力:量子物理學在引力上的應用，以及引力與其他基本粒子相互作用的統一。
• 相對論:對顯示愛因斯坦相對論性質的系統的研究，通常涉及以非常接近光速的速度運動的系統。
• 弦論/超弦論:研究所有基本粒子都是高維宇宙中一維能量弦的振動的理論。

來源

• 西蒙尼，卡羅利"物理學文化史"。跨克萊默，大衛。博卡拉頓：CRC出版社，2012年。
• 菲利普斯，李"古典物理學永無止境的難題。阿爾斯泰克尼卡，2014年8月4日。
• 特謝拉、埃爾德·薩萊斯、伊蓮娜·瑪麗亞·格雷卡和奧利瓦爾·弗雷爾。物理學教學中科學的歷史與哲學：教條干預的研究綜合。科學與教育21.6 （2012）： 771+96.列印。

6. 物理學的都是什麼

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。它的理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言，以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標准，它是當今最精密的一門自然科學學科。

物理學研究的領域可分為下列四大方面:
1. 凝聚態物理：研究物質宏觀性質，這些物相內包含極大數目的組元，且組員間相互作用極強。最熟悉的凝聚態相是固體和液體，它們由原子間的鍵和電磁力所形成。更多的凝聚態相包括超流和波色-愛因斯坦凝聚態(在十分低溫時，某些原子系統內發現);某些材料中導電電子呈現的超導相;原子點陣中出現的鐵磁和反鐵磁相。凝聚態物理一直是最大的的研究領域。歷史上，它由固體物理生長出來。1967年由菲立普·安德森最早提出，採用此名。
2. 原子、分子和光學物理：研究原子尺寸或幾個原子結構范圍內，物質-物質和光-物質的相互作用。這三個領域是密切相關的。因為它們使用類似的方法和有關的能量標度。它們都包括經典和量子的處理方法;從微觀的角度處理問題。原子物理處理原子的殼層，集中在原子和離子的量子控制;冷卻和誘捕;低溫碰撞動力學;准確測量基本常數;電子在結構動力學方面的集體效應。原子物理受核的影晌。但如核分裂，核合成等核內部現象則屬高能物理。 分子物理集中在多原子結構以及它們，內外部和物質及光的相互作用，這里的光學物理只研究光的基本特性及光與物質在微觀領域的相互作用。
3. 高能/粒子物理：粒子物理研究物質和能量的基本組元及它們間的相互作用;也可稱為高能物理。因為許多基本粒子在自然界不存在，只在粒子加速器中與其它粒子高能碰撞下才出現。據基本粒子的相互作用標准模型描述，有12種已知物質的基本粒子模型(誇克和輕粒子)。它們通過強，弱和電磁基本力相互作用。標准模型還預言一種希格斯-波色粒子存在。
4. 天體物理：天體物理和天文學是物理的理論和方法用到研究星體的結構和演變，太陽系的起源，以及宇宙的相關問題。因為天體物理的范圍寬。它用了物理的許多原理。包括力學，電磁學，統計力學，熱力學和量子力學。1931年卡爾發現了天體發出的無線電訊號。開始了無線電天文學。天文學的前沿已被空間探索所擴展。地球大氣的干擾使觀察空間需用紅外，超紫外，伽瑪射線和x-射線。物理宇宙論研究在宇宙的大范圍內宇宙的形成和演變。愛因斯坦的相對論在現代宇宙理論中起了中心的作用。20世紀早期哈勃從圖中發現了宇宙在膨脹，促進了宇宙的穩定狀態論和大爆炸之間的討論。1964年宇宙微波背景的發現，證明了大爆炸理論可能是正確的。大爆炸模型建立在二個理論框架上:愛因斯坦的廣義相對論和宇宙論原理。宇宙論已建立了ACDM宇宙演變模型;它包括宇宙的膨脹，黑能量和黑物質。 從費米伽瑪-射線望運鏡的新數據和現有宇宙模型的改進，可期待出現許多可能性和發現。
物理學（Physics）：物理現象、物質結構、物質相互作用、物質運動規律

物理學研究的范圍 ——物質世界的層次和數量級
空間尺度：
原子、原子核、基本粒子、DNA長度、最小的細胞、太陽山哈勃半徑、星系團、銀河系、恆星的距離、太陽系、超星系團等。人蛇吞尾圖形象地表示了物質空間尺寸的層次。
微觀粒子Microscopic：質子 10⁻¹⁵ m
介觀物質mesoscopic
宏觀物質macroscopic
宇觀物質cosmological 類星體 10²⁶m
時間尺度：
基本粒子壽命 10⁻²⁵s
宇宙壽命 10¹⁸s
按空間尺度劃分：量子力學、經典物理學、宇宙物理學
按速率大小劃分： 相對論物理學、非相對論物理學
按客體大小劃分：微觀、介觀、宏觀、宇觀
按運動速度劃分： 低速，中速，高速
按研究方法劃分：實驗物理學、理論物理學、計算物理學
分類簡介
●牛頓力學(Mechanics)與理論力學(Rational mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律
●電磁學(Electromagnetism)與電動力學(Electrodynamics)研究電磁現象，物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律
●熱力學(Thermodynamics)與統計力學(Statistical mechanics)研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現
●相對論(Relativity)研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律
●量子力學(Quantum mechanics)研究微觀物質運動現象以及基本運動規律
此外，還有：
粒子物理學、原子核物理學、原子與分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學等等。
研究領域
物理學研究的領域可分為下列四大方面：
1.凝聚態物理——研究物質宏觀性質，這些物相內包含極大數目的組元，且組員間相互作用極強。最熟悉的凝聚態相是固體和液體，它們由原子間的鍵和電磁力所形成。更多的凝聚態相包括超流和波色-愛因斯坦凝聚態（在十分低溫時，某些原子系統內發現）；某些材料中導電電子呈現的超導相；原子點陣中出現的鐵磁和反鐵磁相。凝聚態物理一直是最大的的研究領域。歷史上，它由固體物理生長出來。1967年由菲立普·安德森最早提出，採用此名。
2.原子，分子和光學物理——研究原子尺寸或幾個原子結構范圍內，物質-物質和光-物質的相互作用。這三個領域是密切相關的。因為它們使用類似的方法和有關的能量標度。它們都包括經典和量子的處理方法；從微觀的角度處理問題。原子物理處理原子的殼層，集中在原子和離子的量子控制；冷卻和誘捕；低溫碰撞動力學；准確測量基本常數；電子在結構動力學方面的集體效應。原子物理受核的影晌。但如核分裂，核合成等核內部現象則屬高能物理。 分子物理集中在多原子結構以及它們，內外部和物質及光的相互作用，這里的光學物理只研究光的基本特性及光與物質在微觀領域的相互作用。
3.高能/粒子物理——粒子物理研究物質和能量的基本組元及它們間的相互作用；也可稱為高能物理。因為許多基本粒子在自然界不存在，只在粒子加速器中與其它粒子高能碰撞下才出現。據基本粒子的相互作用標准模型描述，有12種已知物質的基本粒子模型（誇克和輕粒子）。它們通過強，弱和電磁基本力相互作用。標准模型還預言一種希格斯-波色粒子存在。現正尋找中。
4.天體物理——天體物理和天文學是物理的理論和方法用到研究星體的結構和演變，太陽系的起源，以及宇宙的相關問題。因為天體物理的范圍寬。它用了物理的許多原理。包括力學，電磁學，統計力學，熱力學和量子力學。1931年卡爾發現了天體發出的無線電訊號。開始了無線電天文學。天文學的前沿已被空間探索所擴展。地球大氣的干擾使觀察空間需用紅外，超紫外，伽瑪射線和x-射線。物理宇宙論研究在宇宙的大范圍內宇宙的形成和演變。愛因斯坦的相對論在現代宇宙理論中起了中心的作用。20世紀早期哈勃從圖中發現了宇宙在膨脹，促進了宇宙的穩定狀態論和大爆炸之間的討論。1964年宇宙微波背景的發現，證明了大爆炸理論可能是正確的。大爆炸模型建立在二個理論框架上：愛因斯坦的廣義相對論和宇宙論原理。宇宙論已建立了ACDM宇宙演變模型；它包括宇宙的膨脹，黑能量和黑物質。 從費米伽瑪-射線望運鏡的新數據和現有宇宙模型的改進，可期待出現許多可能性和發現。尤其是今後數年內，圍繞黑物質方面可能有許多發現。
物理學史
●伽利略·伽利雷（1564年-1642年）人類現代物理學的創始人，奠定了人類現代物理科學的發展基礎。
● 1900-1926年 建立了量子力學。
● 1926年 建立了費米狄拉克統計。
● 1927年 建立了布洛赫波的理論。
● 1928年 索末菲提出能帶的猜想。
● 1929年 派爾斯提出禁帶、空穴的概念，同年貝特提出了費米面的概念。
● 1947年貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克萊發明了晶體管，標志著信息時代的開始。
● 1957年 皮帕得測量了第一個費米面超晶格材料納米材料光子。
● 1958年傑克.基爾比發明了集成電路。
● 20世紀70年代出現了大規模集成電路。
物理與物理技術的關系：
● 熱機的發明和使用，提供了第一種模式：技術—— 物理—— 技術
● 電氣化的進程，提供了第二種模式：物理—— 技術—— 物理
當今物理學和科學技術的關系兩種模式並存，相互交叉，相互促進「沒有昨日的基礎科學就沒有今日的技術革命」。例如：核能的利用、激光器的產生、層析成像技術(CT)、超導電子技術、粒子散射實驗、X 射線的發現、受激輻射理論、低溫超導微觀理論、電子計算機的誕生。幾乎所有的重大新(高)技術領域的創立，事先都在物理學中經過長期的醞釀。
物理學的方法和科學態度：提出命題 → 理論解釋 → 理論預言 → 實驗驗證 →修改理論。
現代物理學是一門理論和實驗高度結合的精確科學，它的產生過程如下：
①物理命題一般是從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來，或從已有原理中推演出來；
②首先嘗試用已知理論對命題作解釋、邏輯推理和數學演算。如現有理論不能完美解釋，需修改原有模型或提出全新的理論模型；
④新理論模型必須提出預言，並且預言能夠為實驗所證實；
⑤一切物理理論最終都要以觀測或實驗事實為准則，當一個理論與實驗事實不符時，它就面臨著被修改或被推翻。
● 怎樣學習物理學？
著名物理學家費曼說：科學是一種方法，它教導人們：一些事物是怎樣被了解的，什麼事情是已知的，了解到了什麼程度，如何對待疑問和不確定性，證據服從什麼法則；如何思考事物，做出判斷，如何區別真偽和表面現象？著名物理學家愛因斯坦說：發展獨立思考和獨立判斷的一般能力，應當始終放在首位，而不應當把專業知識放在首位.如果一個人掌握了他的學科的基礎理論，並且學會了獨立思考和工作，他必定會找到自己的道路，而且比起那種主要以獲得細節知識為其培訓內容的人來，他一定會更好地適應進步和變化 。
● 學習的觀點：從整體上邏輯地，協調地學習物理學，了解物理學中各個分支之間的相互聯系。
● 物理學的本質：物理學並不研究自然界現象的機制（或者根本不能研究），我們只能在某些現象中感受自然界的規則，並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然，並試圖改變自然，這是物理學，甚至是所有自然科學共同追求的目標。
以物理學為基礎的相關科學：化學，天文學，自然地理學等。
學科性質
基本性質
物理學是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識做出規律性的總結。這種運動和轉變應有兩種。一是早期人們通過感官視覺的延伸，二是近代人們通過發明創造供觀察測量用的科學儀器，實驗得出的結果，間接認識物質內部組成建立在的基礎上。物理學從研究角度及觀點不同，可分為微觀與宏觀兩部分，宏觀是不分析微粒群中的單個作用效果而直接考慮整體效果，是最早期就已經出現的，微觀物理學隨著科技的發展理論逐漸完善。
其次，物理又是一種智能。
誠如諾貝爾物理學獎得主、德國科學家玻恩所言：「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現，倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎。」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學，不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示，還因為它在發展、成長的過程中，形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系。正因為如此，使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶，文明的瑰寶。
大量事實表明，物理思想與方法不僅對物理學本身有價值，而且對整個自然科學，乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻。有人統計過，自20世紀中葉以來，在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎，甚至經濟學獎的獲獎者中，有一半以上的人具有物理學的背景；——這意味著他們從物理學中汲取了智能，轉而在非物理領域里獲得了成功。——反過來，卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例。這就是物理智能的力量。難怪國外有專家十分尖銳地指出：沒有物理修養的民族是愚蠢的民族！
總之，物理學是對自然界概括規律性的總結，是概括經驗科學性的理論認識。
六大性質
1.真理性：物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘，反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性：神秘的太空中天體的運動，在開普勒三定律的描繪下，顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一，也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立，又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性：物理規律的數學語言，體現了物理的簡潔明快性。如：牛頓第二定律，愛因斯坦的質能方程，法拉第電磁感應定律。
4.對稱性：對稱一般指物體形狀的對稱性，深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如：物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性：正確的物理理論，不僅能解釋當時已發現的物理現象，更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在，盧瑟福預言中子的存在，菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑，狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性：物理實驗具有精巧性，設計方法的巧妙，使得物理現象更加明顯。

7. 物理包括那幾大類

大體上分普通物理和理論物理 普物包括聲光熱電磁力和運動等 理論拆洞物理包括量子力學、電動力學、理論力學和原子物理等 以上是我大學塌雀的基本課程分類 網路上說：理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理團御早論問題.

8. 物理學專業有哪些方向

物理學當然是存在的，現在幾乎所有的力學，光學，電磁學，電知腔工學，微波，天文學和氣象學都是物理學分出去的，嚴格來說他們還仍然屬於物理。只不過是更工程化了一些。
物理學專業現在主要的方向有理論物理、粒子物理與原子核物理、原子與分子物理、等離子體物理、凝聚態物理、光學、聲學、無線電物理、天體物理等方向
理論物理是大量計算的物理,特別是數學大量的應用,也包含很多方面,各個方面,只要涉及大量理論數學計算的都稱為理論物理.凝聚態物理則是考慮固體,液體,和趨於固體和液體之間的一種凝聚態,晶體多數處於這種狀態.
有趣的是，所有的學科幾沒圓乎都是物理學分細化了以後分出去的，各個學科盡管表面上繁花似錦，但是他們都要搭察衫滿足一定的數學規律，特別是物質守恆，動量守恆，能量守恆，電磁守恆這些規律以及他們的相似描述方法滲透到科學每一個分支。

9. 理論物理涉及數學嗎

學科概況
理山指論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和逗攜配物質運動的基本規律的學科。隱慎理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等，幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。
理論物理不是扯淡，沒有數學是寸步難行的.牛頓之所以成為偉大的物理學家，就在於他比同時代的其他物理學家數學好.

10. 理論物理學要學的課程（量子力學與相對論、M理論及弦理論方向），以下哪些是必學的，還有別的要學嗎

我認為數學的話基本都要學，除了微分幾何，拓撲學可以不用怎麼看，其他的數學課程都是蠻基礎的。量子力學最重要的是線性代數的基本功，建議你線代好好看看。當然高數也很重要。
普通物理肯定都要學，你是物理專業的，這些課程本科肯定都要學的，最基礎的東西
四大力學理論力學是最基礎的，其他像量力和固體物理是必須的，電動力學就是普通物理裡面電磁學的升級版，但和量子力學關系不是最大

研究課程你是相對論方向的，那你針對性的挑選幾門吧。什麼天體物理，核物理應該關系不大可以不用看
微分幾何應該不用

關於固體物理、計算物理、粒子物理、微分幾何、數理方程、復變函數：
固體物理物理專業必學的科目，我學過，是研究固體材料的熱容，半導體，能帶理論什麼的，這裡面大量運用到了量子力學的理論，建議還是學習一下好

計算物理的話是計算機模擬吧好像我記得，你純理論研究的話我認為不是很需要。
粒子物理我覺得應該要的，量子力學研究的就是一個電子的狀態，不過這門課我也沒學過，也不大好說
數理方程和復變函數屬於基礎的數學學科。工科大學生也都是要求學習的。
數理方程就是用數學的方法研究物理現象，解偏微分方程的方法。應為量子力學中大量涉及到電子態的偏微分方程，所以還是看一下吧
復變函數的話也是很基礎的課程，但是我學完之後沒覺得用處有多大，但是本科物理專業的這兩門數學課必學的。你自己看看你想到什麼程度吧。。。