理论物理学
理论物理学，也称理论物理（英語：Theoretical physics）是物理学的一个分支。理论物理学与实验物理学相对，专注于研究和发展理论模型以解释并预测自然现象。它基于物理实际借助数学工具构建数学模型，来试图理解物理现象的运行机制，以深入理解宇宙的基本规律。[1]: 9
理论物理包含多个领域，包括经典力学、热力学和统计物理学、电磁学和电动力学、相对论、量子力学、量子电动力学等。
经典力学专注于发展在宏观低速情况下的运动理论，主要描述宏观物体的低速运动。
热力学和统计物理研究由大量分子（或其他组成粒子）构成的系统，涉及相变和能量的转换。
相对论研究高速运动的物体，对物理学的诸多基础假设进行了更新，改变了经典力学对于时空概念的理解，是现代物理理论的一个重要支柱。
量子力学研究微观粒子的运动，是现代物理理论的另一个关键支柱。量子力学通过将客观物体的状态使用线性空间矢量表示，并引入了线性算符理论这一数学工具借助本征值理论来表示可观测物理量。
量子电动力学把电动力学中的经典场论和量子理论理论相结合，建立了一个描述物质和场的统一理论，兼容了相对论和量子力学理论框架。
20世纪，理论物理学的重大成就是标准模型的建立。该模型包括了我们所知的大部分基本粒子和相互作用，并且深化了我们对宇宙起源和演化的理解。
歷史
理论物理学的历史可以追溯到古代希腊时期，但真正的爆发是在近代科学革命期间。牛顿在17世纪提出了经典力学和万有引力定律，为理论物理学奠定了基础。随后，19世纪见证了电磁理论的崛起，由麦克斯韦等人推动。
20世纪初，爱因斯坦的相对论颠覆了牛顿力学的观念。同时，量子力学的发展由普朗克、玻尔等人推动，为微观世界的理解提供了新框架。
后来，量子场论、引力理论等的发展推动了理论物理学的深化。霍金等科学家在黑洞和宇宙学领域的贡献也不可忽视。至今，理论物理学持续演变，试图解释自然界的各个方面。
分支
理论物理学几乎包括物理学所有分支的基本理论问题，如：
理论物理学的研究成果
理论物理的研究成果涉及物理学的各个方面，此处仅列举最具有代表性的近代理论物理研究方向。
标准模型
预言并发现希格斯玻色子（2012年被实验证实）。
弦理论
认为基本粒子是“弦”的不同振动模式，而非点粒子。
量子引力和黑洞物理
研究黑洞信息悖论，试图寻找引力和量子力学的最终融合。
參見
- 實驗物理學
- 數學物理
- 希爾伯特的23個問題
參考文獻
- ^ Michael P. Marder. Research Methods for Science. Cambridge University Press. 27 January 2011. ISBN 978-1-139-49388-8.
