物理学（拉丁语：Physica，希腊语：Φυσική，英语：Physics）是一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识；更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。物理学是最古老的学术之一。在过去两千年里，物理学与化学、天文学都曾归属于自然哲学。直到十七世纪科学革命之后，物理学才成为一门独立的自然科学。物理学与其它很多跨领域研究有相当的交集，如生物物理学、量子化学等等。物理学的疆界并不是固定不变的，物理学里的创始突破时常可以用来解释这些跨领域研究的基础机制，有时还会开启崭新的跨领域研究。

物理学是自然科学中最基础的学科之一。经过严谨思考论证，物理学者会提出表述大自然现象与规律的假说。倘若这假说能够通过大量严格的实验检验，则可以被归类为物理定律。但正如很多其他自然科学理论一样，这些定律不能被证明，其正确性只能靠着反复的实验来检验。

通过创立新理论与发展新科技，物理学对于人类文明有极为显著的贡献。例如，由于电磁学的快速进展，电灯、电动机、家用电器等新产品纷纷涌现，人类社会的生活水平也得到大幅提升。由于核子物理学日趋成熟，核能发电不再是蓝图构想，但引致的安全问题也使人们意识到地球的娇弱。类似的，量子力学也对于现代计算机的硬件有着卓越的贡献，而且基于量子力学叠加态原理的量子计算机如今已经初步的得到使用，其在处理某些计算的时候拥有远强于普通计算机的计算能力。

      1824年，在伦敦发行的《机械杂志》内的一副刻画。阿基米德说：“给我一个支点，我就可以撬起整个地球。”

      从古代开始，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？如此等等。其中有一个意义非凡的谜题，即宇宙的性质，比如地球、太阳及月亮这些星体究竟是遵循着什么规律在运动，而又是什么力量决定着这些规律？人们提出了各种理论，试图解释宇宙的规律，然而其中大多数理论都不正确。以现代判据来看，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系统的实验检验，而那些早期的理论并没有经过严格证实。像托勒密和亚里士多德提出的理论中，有些就与日常所观察到的事实相悖。尽管如此，仍有许多古学者贡献出相当正确的理论。古希腊哲学家泰勒斯（约前624年－约前546年）曾经远渡地中海，在埃及学习天文学与几何，还加以推广延伸，发扬光大。他预测到公元前585年发生的日蚀，并且能够估算船只离岸边的距离，又从金字塔的阴影计算出其高度。泰勒斯拒绝倚赖玄异或超自然因素来解释自然现象。公元前5世纪古希腊哲学家留基伯率先提出原子论，认为所有物质皆是由不会毁坏、不可分割的原子所构成。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，如对于杠杆原理的解释。

      中世纪时期，印度及波斯的学者也对物理学做出诸多贡献。印度天文学家阿耶波多（Aryabhata）构建了描述太阳系的地心说模型；在这模型里，太阳和月亮分别搭载于本轮（epicycle），绕着地球转动。穆斯林科学家海什木对于光学研究贡献良多。波斯科学家纳西尔·艾德丁·图西（Nasir al-Din al-Tusi）指出了托勒密体系的重大缺陷。

      艾萨克·牛顿（1643年－1727年）近代时期，欧洲出现了很多物理大师；其中最具影响力的当属伽利略·伽利莱、约翰内斯·开普勒和艾萨克·牛顿。开普勒发表的开普勒定律正确地解释了行星绕着太阳公转的机制。大约同时，伽利略用抽象数学定律解释物体运动。牛顿提出的牛顿运动定律和万有引力定律为经典力学奠定了稳固的基础。由于这些近代的物理学者坚持使用实验方法与定量方法来研究与发现物理定律，经典物理学成为一门独立学科。

      二十世纪初期，物理学家发现经典物理学有很严重的瑕疵。迈克耳孙-莫雷实验所测量得到的零结果否定了以太存在。经典统计力学的能量均分定理引起了紫外灾难（在频率趋向于无穷大时，黑体辐射的理论结果和实验数据无法吻合）。在原子层次，经典理论无法解释能级的机制。这些瑕疵给学术界带来了一场前所未有的考验，彻底地动摇了旧理论体系的基石，导致了二十世纪物理学两大理论体系相对论和量子力学的出现，进而开启了现代物理学的纪元。

       物理学涵盖广泛的自然现象，从微乎其微的基本粒子（像夸克，中微子，电子）到庞大无比的超星系团都是研究对象。很多千变万化、无奇不有的现象，都可基于更基础的现象来做合理的描述与解释。物理学是一门基础科学。物理学者致力于追根究底，发掘这些现象的根本原因，并试图寻觅这些原因之间的任何连结关系。这些经过物理学者近百年努力所得到的结果，可以大致归纳为一些明确的基础定律。其它许多学术领域，像化学、生物学、地质学、工程学等等，所涉及的物质系统都遵守这些基础定律。但是，这些基础定律仍不完全。物理学对于自然现象所给出的描述与解释，只是最好的近似事实，而不是完全的绝对事实。

      举例而言，古希腊人知道像琥珀一类的物质，当与毛皮磨擦时，会出现吸引力，使得这两种磨擦物互相吸引。这性质后来称为电性。在十七世纪，学者开始慎密地研查这性质。另外，在亚洲大陆的那一端，古中国人观测到某些石头（磁石），会通过某种看不见的作用力互相吸引。这性质后来称为磁性。也是在十七世纪，学者开始严格地穷究其起因。经过燃膏继晷、废寝忘食的努力，物理学者终于明白了这两种自然现象的基本成因——电和磁。但是，在二十世纪，经过更深入的研究，物理学者发现这两种作用力是电磁力的两种不同表现。今天，这统一各种各样作用力的程序仍旧方兴未艾，物理学者认为电磁力和弱核力是弱电相互作用的两种不同表现。物理学者的终极目标是找到一个完美的万有理论，能够解释大自然的一切本质。

1.《大学物理学》 作者：张三慧    清华大学出版社  

2.《物理学》作者：马文蔚等   高等教育出版社 

3. Scientists And Engineers with Modern Physics4E，DouglasC.Giancoil ,2009

4. Physics For Scientists And Engineers, Serway  and Jewett & 8E  , 2010