عرض مصدر فيزياء

{{بطاقة تخصص
|صورة       =CollageFisica.jpg
|تعليق      =عدة أمثلة للظواهر الطبيعية أو "الفيزيائية"، وتدرس في علم الفيزياء.
|صنف فرعي من=[[علوم فيزيائية]]، [[علوم طبيعية]]، [[علوم دقيقة]]
|جزء من=[[علوم فيزيائية]]
|فروع       ='''[[فيزياء تقليدية|فيزياء كلاسيكية]]''' ([[ميكانيكا تقليدية]]، [[كهرطيسية تقليدية]]، [[فيزياء حرارية]])<br/> '''[[فيزياء حديثة]]''' ([[نظرية النسبية]]، [[ميكانيكا الكم]])<br/> [[فيزياء فلكية]]، [[فيزياء ذرية وجزيئية وبصرية]]، [[فيزياء تطبيقية]]، [[فيزياء المواد المكثفة]]، [[فيزياء نووية]] و[[فيزياء الجسيمات]]
|يمتهنه     = [[فيزيائي]]
|تاريخ      =[[فلسفة طبيعية]]، [[تاريخ الفيزياء]]
}}
{{فيزياء عامة}}
'''الفِيزِيَاءُ'''<ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q113016239|ص=350}}</ref> أو '''علم الفيزياء'''<ref name="م1">{{استشهاد بويكي بيانات|Q12244028|ص=584}}</ref> أو '''الفِيزِيقَا''' (من [[اللغة الإغريقية|الإغريقية]]: φυσική)،<ref name="etymonline-physics">{{استشهاد بويب|عنوان=physics |مسار=https://www.etymonline.com/word/physics |موقع=[[قاموس علم اشتقاق الألفاظ]] |تاريخ الوصول=2016-11-01 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20161224191507/http://www.etymonline.com/index.php?term=physics&allowed_in_frame=0 |تاريخ أرشيف=24 December 2016 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref><ref name="etymonline-physic">{{استشهاد بويب|عنوان=physic |مسار=https://www.etymonline.com/word/physic |موقع=[[قاموس علم اشتقاق الألفاظ]] |تاريخ الوصول=2016-11-01 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20161224173651/http://www.etymonline.com/index.php?term=physic&allowed_in_frame=0 |تاريخ أرشيف=24 December 2016 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref><ref name="LSJ">{{LSJ|fu/sis|φύσις}}, {{LSJ|fusiko/s|φυσική}}, {{LSJ|e)pisth/mh|ἐπιστήμη|ref}}</ref> وتُسَمّى أيضًا بـ '''الطَبِيعِيَّاتِ''' أو '''عِلْمِ الطَبِيعَةِ'''<ref name="م1"/> هو العلم الذي يدرس المفاهيم الأساسية مثل [[طاقة|الطاقة]]، [[قوة|القوة]]،{{للهامش|1}} وال[[الزمن في الفيزياء|زمان]]، وكل ما ينبع من هذا، مثل [[كتلة|الكتلة]]، ال[[مادة]] وحركتها.{{للهامش|2}} وعلى نطاق أوسع، هو التحليل العام للطبيعة، والذي يهدف إلى فهم كيف يعمل [[الكون]].

وتحاول الفيزياء أن تفهم الظواهر الطبيعية والقوى والحركة المؤثرة في سيرها، وصياغة المعرفة في قوانين لا تفسر العمليات السالفة فقط بل التنبؤ بمسيرة العمليات الطبيعية بنماذج تقترب رويدًا رويدًا من الواقع.

يُعتبر علم الفيزياء من أحد أقدم التّخصصات الأكاديمية، فقد بدأت بالبزوغ منذ [[العصور الوسطى]]، وتميّزت [[ثورة علمية|كعلمٍ حديثٍ]] في [[القرن 17|القرن السابع عشر]]، وباعتبار أن أحد فروعها، وهو [[علم الفلك]]، يعد من أعرق العلومِ الكونيةِ على الإطلاقِ.<ref name="krupp2003">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Krupp|2003}}</ref> خلال معظم الألفي سنةِ الماضيةِ، كانت الفيزياء (علم الطبيعة) و[[كيمياء|الكيمياء]] و[[علم الأحياء]] وبعض فروع [[رياضيات|الرياضيات]]، جزءً من الفلسفة الطبيعية، ولكن خلال الثورة العلمية في [[القرن 17|القرن السابع عشر]] ظهرت هذه العلوم الطبيعية كمساعي بحثية فريدة في حد ذاتها. تتقاطع الفيزياء مع العديد من مجالات البحث متعددة التخصصات، مثل [[فيزياء حيوية|الفيزياء الحيوية]] و[[كيمياء الكم|الكيمياء الكمومية]]، وحدود الفيزياء التي لم تُعرَّف تعريفاً صارماً. غالبًا ما تشرح الأفكار الجديدة في الفيزياء الآليات الأساسية التي تدرسها علوم أخرى وتقترح طرقًا جديدة للبحث في التخصصات الأكاديمية مثل ال[[رياضيات]] وال[[فلسفة]].

تهتم الفيزياء في الوقت نفسه بدقة القياس وابتكار طرق جديدة للقياس تزيد من دقتها؛ فهذا هو أساس التوصل إلى التفسير السليم للظواهر الطبيعية. وتقدم الفيزياء ما توصلت إليه من طرق القياس للاستخدام في جميع العلوم الطبيعية والحيوية الأخرى [[كيمياء|كالكيمياء]] و[[طب|الطب]] و[[هندسة|الهندسة]] و[[علم الأحياء|الأحياء]] وغيرها. إن التقدم الحضاري والمدني يدين بشكل كبير للتقدم الباهر لعلم الفيزياء، فجميع الأجهزة التي تملأ حياتنا اليومية أساسها الفيزياء، مثل [[رادار|الرادار]] و[[اللاسلكي]] و[[إذاعة|الراديو]] و[[تلفاز|التلفزيون]] و[[هاتف محمول|الهاتف المحمول]] و[[حاسوب|الحاسوب]] وأجهزة التشخيص في الطب مثل [[أشعة سينية|أشعة إكس]] و[[تصوير بالرنين المغناطيسي|التصوير بالرنين المغناطيسي]] و[[علاج بالأشعة|العلاج بالأشعة]]، و[[نظارة|النظارات]]، وال[[مقراب|تلسكوبات]] و[[مسبار (توضيح)|مسبارات]] [[المريخ]] و[[فضاء (توضيح)|الفضاء]]، و[[فرن ميكرويف|أفران الميكروويف]]، و[[كهرباء|الكهرباء]] و[[ترانزستور|الترانزيستور]] وال[[ميكروفون]]، وغيرها.{{للهامش|3}} بالإضافة إلى مفاهيم أخرى [[مكان (فيزياء)|كالفضاء]] و[[زمن|الزمن]]، ويتعامل مع خصائص كونية محسوسة يمكن قياسها مثل [[قوة|القوة]] و[[طاقة|الطاقة]] و[[كتلة|الكتلة]] و[[شحنة كهربائية|الشحنة]]. وتعتمد الفيزياء المنهج [[تجربة|التجريبي]]، أي أنها تحاول تفسير الظواهر الطبيعية والقوانين التي تحكم [[الكون]] عن طريق [[نظرية|نظريات]] قابلة للاختبار.<ref>
[[ريتشارد فاينمان]] فيR. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands (1963), The Feynman Lectures on Physics, ISBN
0-201-02116-1
</ref>

وللفيزياء مكانة متميزة في الفكر الإنساني، وكما تأثرت بأفرع المعرفة الإنسانية الأخرى؛ فقد كان لها أيضا الأثر الحاسم في بعض الحقول المعرفية والعلمية الأخرى مثل [[فلسفة|الفلسفة]] و[[رياضيات|الرياضيات]] و[[علم الأحياء]]. ولقد تجسدت أغلب التّطورات التي أحدثتها بشكل عملي في عدّة قطاعات من [[تقانة|التقنية]] و[[طب|الطب]]. فعلى سبيل المثال، أدى التّقدم في فهم [[كهرطيسية|الكهرطيسية]] إلى الانتشار الواسع في استخدام الأجهزة الكهربائية مثل [[تلفاز|التلفاز]] و[[حاسوب|الحاسوب]]، وكذلك تطبيقات [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] إلى التطور المذهل في مجال [[محرك|المحركات]] ووسائل النقل الحديثة، و[[ميكانيكا الكم]] إلى اختراع معدات مثل [[مجهر إلكتروني|المجهر الإلكتروني]]، كما كان [[عصر الذرة|لعصر الذرة]] -بجانب آثاره المدمرة- استعمالات هامة لتطويع الإشعاع في علاج [[سرطان|السرطان]] وتشخيص الأمراض.<ref>[https://www.mayoclinic.org/ar/tests-procedures/radiation-therapy/about/pac-20385162 العلاج الإشعاعي - Mayo Clinic (مايو كلينك)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181222022823/https://www.mayoclinic.org/ar/tests-procedures/radiation-therapy/about/pac-20385162 |date=22 ديسمبر 2018}}</ref>

معظم الفيزيائيين اليوم هم عادة متخصصون في مجالين متكاملين وهما [[فيزياء نظرية|الفيزياء النظرية]] و[[فيزياء تجريبية|الفيزياء التجريبية]]، وتهتم الأولى بصياغة النظريات باعتماد [[نموذج رياضي|نماذج رياضية]]، فيما تهتم الثانية بإجراء الاختبارات على تلك النظريات، بالإضافة إلى اكتشاف ظواهر طبيعية جديدة. وبالرغم من الكم الهائل من الاكتشافات المهمّة التي حققتها الفيزياء في القرون الأربعة الماضية، إلا أن العديد من المسائل لا تزال بدون جواب إلى حد الآن، كما أن هناك مجالات نظرية وتطبيقية تشهد نشاطًا وأبحاثًا مكثّفة.

== أصل التسمية ==
كلمة فيزياء مأخودة من اللغة الإغريقية «φυσική فيزياء» وهي مكونة من كلمتين "ἐπιστήμη epistḗmē" وتعني «معرفة الطبيعة».<ref name="etymonline-physics" /><ref name="etymonline-physic" /><ref name="LSJ" /> في البداية عرِّبت من الإغريقية إلى '''فيزيقا''' <ref>[https://www.almaany.com/ar/dict/ar-ar/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1/ تعريف ومعنى فيزياء في معجم المعاني الجامع] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20151018191446/http://www.almaany.com/ar/dict/ar-ar/فيزياء |date=18 أكتوبر 2015}}</ref> واستخدم عدد من العلماء العرب في فجر الإسلام هذا الاسم، كما استخدم بعضُهم لفظَ فيزياء سجعًا مع لفظ كيمياء. والآن لفظ فيزيقا لم يعد يستعمل وبقي لفظ فيزياء هو المستخدم، وقد عُرِّب أيضاً من علم الطبيعة إلى طبيعياء، سجعاً مع لفظ فيزياء ولفظ كيمياء.

== التاريخ ==
{{مفصلة|تاريخ الفيزياء|الجدول الزمني لاكتشافات الفيزياء الأساسية}}
[[ملف:مخطوط لكتاب عربي في علم الهندسة والفلك7.jpg|تصغير|300بك|مخطوطة لكتاب عربي في علم الفلك يوضح منازل القمر حول كوكب الأرض.]]
=== علم الفلك القديم ===
{{مفصلة|تاريخ علم الفلك}}
[[ملف:Senenmut-Grab.JPG|تصغير|300بك|يتضح علم الفلك المصري القديم في آثار مثل سقف قبر سينيموت من الأسرة الثامنة عشرة لمصر.]]
[[علم الفلك]] هو واحد من أقدم العلوم الطبيعية. كانت الحضارات المبكرة التي يعود تاريخها إلى ما قبل 3000 سنة قبل الميلاد، مثل ال[[سومر]]يين وال[[مصر]]يين القدماء وحضارة [[حضارة وادي السند|وادي السند]]، لديهم معرفة تنبؤية وفهم أساسي لحركات ال[[الشمس|شمس]] و[[القمر]] وال[[نجم|نجوم]]. كانت النجوم والكواكب تعبد في كثير من الأحيان، ويعتقد أنها تمثل آلهة. في حين أن التفسيرات للمواقف المرصودة للنجوم كانت في كثير من الأحيان غير علمية وتفتقر إلى الأدلة، وضعت هذه الملاحظات المبكرة الأساس لعلم الفلك في وقت لاحق، فقد عُثِر على النجوم لاجتياز دوائر كبيرة عبر السماء، والتي لم تفسر مدارات الكواكب.

وفقًا ل[[آسغر آبو]]، يمكن العثور على أصول [[علم الفلك]] الغربي في [[بلاد الرافدين|بلاد ما بين النهرين]]، وكل الجهود الغربية في العلوم الدقيقة تنحدر من علم الفلك البابلي المتأخر.<ref name="aaboe1991">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Aaboe|1991}}</ref> ترك علماء الفلك المصريون آثارًا تُظهر معرفة الأبراج وحركات الأجرام السماوية،<ref name="clagett1995">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Clagett|1995}}</ref> في حين كتب الشاعر اليوناني هوميروس العديد من الأجرام السماوية في كتابه «الإلياذة» و«الأوديسة»؛ في وقت لاحق قدم علماء الفلك اليوناني أسماء، والتي لا تزال تستخدم حتى اليوم، بالنسبة لمعظم الأبراج المرئية من نصف الكرة الشمالي.<ref name="thurston1994">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Thurston|1994}}</ref>

=== الفلسفة الطبيعية ===
تعود أصول الفلسفة الطبيعية إلى [[اليونان]] خلال العصر القديم (650 قبل الميلاد - 480 قبل الميلاد)، عندما رفض فلاسفة ما قبل [[سقراط]] مثل [[طاليس|تاليس]] تفسيرات غير طبيعية للظواهر الطبيعية وأعلنوا أن كل حدث له سبب طبيعي.<ref name="singer2008p35">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Singer|2008|p=35}}</ref> اقترحوا أفكارًا يمكن التحقق منها عن طريق العقل والملاحظة، وأثبتت العديد من فرضياتها نجاحها في التجربة؛<ref name="lloyd1970pp108-109">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Lloyd|1970|pp=108–109}}</ref> على سبيل المثال، عُثِر على [[الذرية|المذهب الذري]] الصحيح قرابة 2000 سنة بعد أن اقترحه [[ليوكيبوس]] وتلميذه [[ديموقريطوس]].

=== الفيزياء في العصور الوسطى الأوروبية والعالم الإسلامي ===
{{مفصلة|الفيزياء في عصر الحضارة الإسلامية|العلم في أوروبا في العصور الوسطى}}
[[ملف:Pinhole-camera.svg|تصغير|300بك|الطريقة الأساسية لعمل الكاميرا ذات الثقب.]]
[[ملف:Hazan.png|300px|تصغير|يسار|[[ابن الهيثم]]، مؤلف كتاب البصريات وصاحب تجارب [[حجرة مظلمة|الكاميرا المظلمة]].]]
سقطت [[الإمبراطورية الرومانية الغربية]] في القرن الخامس، مما أدى إلى انخفاض المساعي الفكرية في الجزء الغربي من [[أوروبا]]. على النقيض من ذلك، قاومت [[الإمبراطورية البيزنطية|الإمبراطورية الرومانية الشرقية]] (المعروفة أيضًا باسم [[الإمبراطورية البيزنطية]]) هجمات البرابرة، واستمرت في تقدم مجالات التعليم المختلفة، بما في ذلك الفيزياء.<ref>Lindberg, David. (1992) ''The Beginnings of Western Science''. University of Chicago Press. Page 363.</ref>
في القرن السادس عشر، أنشأ إيزيدور ميليتوس مجموعة مهمة من أعمال [[أرخميدس]] التي نُسخِت من [[طرسية أرخميدس]].

في القرن السادس عشر، تساءل [[يوحنا النحوي|جون فيلوبونوس]]، وهو عالم بيزنطي، عن تعاليم [[أرسطو]] للفيزياء وأشار إلى عيوبها. قدم نظرية الزخم. لم تفحص فيزياء أرسطو حتى ظهر [[يوحنا النحوي|جون فيلوبونوس]]، وعلى عكس أرسطو الذي بنى فيزياءه على الحجة اللفظية، اعتمد فيلوبونس على الملاحظة. في فيزياء أرسطو كتب [[يوحنا النحوي|جون فيلوبونوس]]:

{{اقتباس|لكن هذا خاطئ تمامًا، وقد تُدعَم وجهة نظرنا من خلال الملاحظة الفعلية بشكل أكثر فعالية من أي نوع من الحجة الكلامية. فإذا تركت الأجسام تسقط من الارتفاع نفسه حيث أحدهما أكثر وزنا من الآخر، فسترى أن نسبة المرات المطلوبة للحركة لا تعتمد على نسبة الأوزان، لكن الفرق في الوقت هو صغير جدا. وهكذا، إذا لم يكن الفرق في الأوزان كبيرًا، وهذا يعني أن أحدهما، نقول، ضاعف الآخر، لن يكون هناك فرق، وإلا سيكون هناك اختلاف غير محسوس، في الوقت المناسب، على الرغم من أن الفرق في الوزن لا يعني ذلك، مع وزن جسم واحد ضعف وزن الجسم الآخر.<ref>{{استشهاد بويب| مسار=http://homepages.wmich.edu/~mcgrew/philfall.htm | عنوان=John Philoponus, Commentary on Aristotle's Physics| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160111105753/http://homepages.wmich.edu:80/~mcgrew/philfall.htm | تاريخ أرشيف = 11 يناير 2016 |حالة المسار=dead}}</ref>}}

كان نقد جون فيلوبونوس لمبادئ الفيزياء الأرسطية بمثابة مصدر إلهام ل[[غاليليو غاليلي]] بعد عشرة قرون،{{للهامش|4}} خلال الثورة العلمية. استشهد غاليليو بفيلوبونوس بشكل كبير في أعماله عندما جادل بأن الفيزياء الأرسطية كانت معيبة.<ref>Lindberg, David. (1992) ''The Beginnings of Western Science''. University of Chicago Press. Page 162.</ref><ref>{{استشهاد بكتاب| مسار الفصل=https://plato.stanford.edu/entries/philoponus/ | عنوان=The Stanford Encyclopedia of Philosophy| الفصل=John Philoponus| ناشر=Metaphysics Research Lab, Stanford University| سنة=2018}}</ref> في القرن الثالث عشر الميلادي، طوّر [[جان بوريدان]]، وهو مدرس في كلية الآداب ب[[جامعة باريس]]، مفهوم ال[[زخم الحركة|زخم]]. لقد كانت خطوة نحو الأفكار الحديثة عن الجمود والزخم.<ref>{{استشهاد بكتاب| مسار الفصل=https://plato.stanford.edu/entries/buridan/ | عنوان=The Stanford Encyclopedia of Philosophy| الفصل=John Buridan| ناشر=Metaphysics Research Lab, Stanford University| سنة=2018}}</ref>

ورث علماء العصر الإسلامي الفيزياء الأرسطية من [[يونانيون|الإغريق]] وخلال [[العصر الذهبي للإسلام|العصر الذهبي الإسلامي]] طورتها أكثر، خاصة مع التركيز على الملاحظة والتفكير المسبق، وتطوير أشكال مبكرة من [[المنهج العلمي]].

كانت أبرز الابتكارات في مجال ال[[بصريات]] والرؤية، والتي جاءت من أعمال العديد من العلماء مثل [[ابن سهل]] و[[الكندي]] و[[ابن الهيثم]] و[[كمال الدين الفارسي]] و[[ابن سينا]]. كان العمل الأكثر بروزًا هو كتاب البصريات، الذي كتبه ابن الهيثم، والذي دحض فيه بشكل قاطع الفكرة اليونانية القديمة عن الرؤية، لكنه توصل أيضًا إلى نظرية جديدة. في الكتاب، قدم دراسة لظاهرة [[حجرة مظلمة|الكاميرا المظلمة]] (نسخة عمرها ألف سنة من الكاميرا ذات الثقب) وتعمق أكثر في الطريقة التي تعمل بها العين نفسها. باستخدام التشريح ومعرفة العلماء السابقين، تمكن من البدء في شرح كيف يدخل الضوء إلى العين. أكد أن أشعة الضوء مركّزة، لكن التفسير الفعلي لكيفية إضاءة الضوء المرتقب على الجزء الخلفي من العين كان ينتظر حتى عام 1604. وقد أوضحت أطروحته على ضوء الكاميرا المظلمة، قبل مئات السنين من التطور الحديث للتصوير الفوتوغرافي.<ref>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Howard|Rogers|1995|pp=6–7}}</ref>

أثر كتاب البصريات المؤلف من سبعة مجلدات بشكل كبير على التفكير عبر تخصصات من نظرية الإدراك البصري إلى طبيعة المنظور في فن [[العصور الوسطى]]،{{sfn|Smith|2001|loc=Book I [6.85], [6.86], p. 379; Book II, [3.80], p. 453}} في كل من الشرق والغرب، لأكثر من 600 عام. كان العديد من العلماء الأوروبيين في وقت لاحق وزملائه من الذين كانوا يمتلكون الموهبة [[رياضيات|الرياضية]]، من [[روبرت جروسيتيست]] و[[ليوناردو دا فينشي|ليوناردو دافنشي]] إلى [[رينيه ديكارت]] و[[يوهانس كيبلر|يوهانز كيبلر]] و[[إسحاق نيوتن]]، في دَينهِ. في الواقع، فإن تأثير ابن الهيثم للبصريات يصنف إلى جانب تأثير نيوتن الذي يحمل نفس العنوان، والذي نُشِر بعد 700 عام.

كان لترجمة كتاب البصريات تأثير كبير على [[أوروبا]]. حيث ساهم في تمكن العلماء الأوروبيون لاحقًا من بناء أجهزة طورت بناء على الأجهزة التي أنشأها ابن الهيثم، كما ساهم أيضا في فهم طريقة عمل الضوء. الشيء الذي ساعد على تطوير أدوات مهمة مثل [[نظارة|النظارات]] و[[عدسة مكبرة|العدسات المكبرة]] وال[[مقراب|المقاريب]] وال[[آلة تصوير|آلات التصوير]].

=== تاريخ الفيزياء التقليدية ===
{{مفصلة|فيزياء تقليدية}}
{{عدة صور|caption_align=center|header_align=center
 | align = left
 | image1 = GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg
 | width1 = 143
 | alt1 =
 | caption1 = [[إسحاق نيوتن]] (1643-1727)، الذي كانت قوانين الحركة والجاذبية العالمية من المعالم الرئيسية في الفيزياء التقليدية.
 | image2 = Einstein1921 by F Schmutzer 2.jpg
 | width2 = 157
 | alt2 =   
 | caption2  = [[ألبرت أينشتاين]] (1879-1955)، الذي أدى عمله في [[ظاهرة كهروضوئية|التأثير الكهروضوئي]] و[[نظرية النسبية]] إلى ثورة في فيزياء القرن العشرين.
 | footer = {{وسط|إسحاق نيوتن وألبرت أينشتاين آباء الفيزياء التقليدية والحديثة}}
}}

أصبحت الفيزياء علمًا منفصلاً عندما استخدم الأوروبيون الحديثون الأوائل الأساليب التجريبية والكمية لاكتشاف ما يُعتبر الآن قوانين الفيزياء.

تشمل التطورات الرئيسية في هذه الفترة الاستعاضة عن نموذج مركز الأرض للنظام الشمسي بنموذج [[نيكولاس كوبرنيكوس|كوبرنيكوس]] الشمسي، والقوانين التي تحكم حركة الهيئات الكوكبية التي حددها [[يوهانس كيبلر]] بين عامي 1609 و1619، والعمل الرائد في مجال المقاريب وعلم الفلك الرصدي بواسطة [[غاليليو غاليلي]] في القرنين السادس عشر والسابع عشر، واكتشاف [[إسحاق نيوتن]] وتوحيد قوانين الحركة والجاذبية العالمية التي ستحمل اسمه.<ref>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Guicciardini|1999}}</ref> طور نيوتن أيضا [[تفاضل وتكامل|حساب التفاضل والتكامل]]، الدراسة الرياضية للتغيير، والتي قدمت أساليب رياضية جديدة لحل المسائل الفيزيائية.<ref name="allen1997">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Allen|1997}}</ref>

نتج اكتشاف قوانين جديدة في [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] وال[[كيمياء]] وال[[كهرطيسية]] عن جهود بحثية أكبر خلال الثورة الصناعية مع زيادة احتياجات الطاقة.<ref name="schoolscience-industrialrevolution">{{استشهاد بويب
 |عنوان       = The Industrial Revolution
 |ناشر   = Schoolscience.org, [[معهد الفيزياء (لندن)]]
 |مسار         = http://resources.schoolscience.co.uk/IoP/14-16/biogs/biogs5.html
 |تاريخ الوصول  = 2014-04-01
 
 |مسار أرشيف  = https://web.archive.org/web/20140407083354/http://resources.schoolscience.co.uk/IoP/14-16/biogs/biogs5.html
 |تاريخ أرشيف = 7 April 2014
 |df          = dmy-all
|حالة المسار=live}}</ref> تظل القوانين التي تضم الفيزياء التقليدية مستخدمة على نطاق واسع جدًا للكائنات ذات المقاييس اليومية التي تنتقل بسرعات غير نسبية، نظرًا لأنها توفر تقريبًا وثيقًا للغاية في مثل هذه الحالات، كما أن النظريات مثل [[ميكانيكا الكم]] و[[نظرية النسبية]] تبسط إلى نظيراتها التقليدية عند هذا الحد. ومع ذلك، أدت عدم الدقة في الميكانيكا التقليدية للأجسام الصغيرة جدًا والسرعات العالية جدًا إلى تطور [[فيزياء حديثة|الفيزياء الحديثة]] في القرن العشرين.

=== تاريخ الفيزياء الحديثة ===
{{مفصلة|الفيزياء الحديثة}}
بدأت الفيزياء الحديثة في أوائل القرن العشرين بعمل [[ماكس بلانك]] في [[ميكانيكا الكم|نظرية الكم]] و[[نظرية النسبية]] [[ألبرت أينشتاين|لألبرت أينشتاين]]. كل من هذه النظريات جاءت بسبب عدم الدقة في [[ميكانيكا تقليدية|الميكانيكا الكلاسيكية]] في بعض الحالات. تنبأت الميكانيكا الكلاسيكية بسرعة متفاوتة من الضوء، والتي لا يمكن حلها بالسرعة الثابتة التي تتنبأ بها [[معادلات ماكسويل]] الكهرطيسية؛ صُحح هذا التناقض من خلال [[النسبية الخاصة|نظرية النسبية الخاصة]] لآينشتاين، والتي حلت محل الميكانيكا الكلاسيكية للأجسام سريعة الحركة والسماح لسرعة ثابتة من الضوء.<ref name="oconnorrobertson1996-relativity">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|O'Connor|Robertson|1996a}}</ref> قدمت [[إشعاع الجسم الأسود|إشعاعات الجسم الأسود]] مشكلة أخرى للفيزياء الكلاسيكية، والتي صُححت عندما اقترح بلانك أن إثارة مذبذبات المواد غير ممكن إلا في خطوات منفصلة تتناسب مع ترددها؛ هذا، إلى جانب [[ظاهرة كهروضوئية|التأثير الكهروضوئي]] ونظرية كاملة تتنبأ بمستويات الطاقة المنفصلة للمدارات الإلكترونية، أدى إلى نظرية [[ميكانيكا الكم]] التي تولت من الفيزياء الكلاسيكية بمقاييس صغيرة للغاية.<ref name="oconnorrobertson1996-quantum">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|O'Connor|Robertson|1996b}}</ref>
سيأتي دور [[ميكانيكا الكم]] بواسطة [[فيرنر هايزنبيرغ|فيرنر هايزنبرغ]]، [[إرفين شرودنغر]] و[[بول ديراك]].<ref name="oconnorrobertson1996-quantum"/> من هذا العمل المبكر، والعمل في المجالات ذات الصلة، اُشتق النموذج القياسي ل[[فيزياء الجسيمات]].<ref name="donut2001">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|DONUT|2001}}</ref> بعد اكتشاف جسيم له خصائص تتوافق مع [[بوزون هيغز|بوزون هيجز]] في [[سيرن]] في عام [[2012]]،<ref name="cho2012">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Cho|2012}}</ref> يبدو أن جميع الجزيئات الأساسية التي تنبأ بها النموذج القياسي، وليس غيرها، موجودة؛ ومع ذلك، فإن الفيزياء خارج النموذج القياسي، مع نظريات مثل [[تناظر فائق|التناظر الفائق]]، هي مجال نشط للبحث.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Womersley |الأول=J. |سنة=2005 |عنوان=Beyond the Standard Model |مسار=https://www.symmetrymagazine.org/sites/default/files/legacy/pdfs/200502/beyond_the_standard_model.pdf |صحيفة=[[Symmetry (magazine)|Symmetry]] |المجلد=2 |العدد=1 |صفحات=22–25 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20150924114111/http://www.symmetrymagazine.org/sites/default/files/legacy/pdfs/200502/beyond_the_standard_model.pdf |تاريخ أرشيف=24 September 2015 |df=dmy-all |حالة المسار=live}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190809175641/https://www.symmetrymagazine.org/sites/default/files/legacy/pdfs/200502/beyond_the_standard_model.pdf |date=9 أغسطس 2019}}</ref> مجالات الرياضيات بشكل عام مهمة في هذا المجال، مثل دراسة [[احتمال|الاحتمالات]] و[[نظرية الزمر|المجموعات]].

== فلسفة الفيزياء ==
[[ملف:Solvay conference 1927 Version2.jpg|300px|تصغير|[[مؤتمرات سولفاي|مؤتمر سولفاي]] لعام 1927، مع علماء الفيزياء البارزين مثل [[ألبرت أينشتاين]]، [[فيرنر هايزنبيرغ|فيرنر هايزنبرغ]]، [[ماكس بلانك]]، [[هندريك أنتون لورنتس|هندريك لورنتز]]، [[نيلز بور]]، [[ماري كوري]]، [[إرفين شرودنغر]] و[[بول ديراك]].]]
{{مفصلة|فلسفة الفيزياء}}
في نواح كثيرة، تنبع الفيزياء من الفلسفة اليونانية القديمة. من محاولة [[طاليس]] الأولى لتوصيف المادة، إلى [[ديموقريطوس]]، و[[نموذج مركزية الأرض|علم الفلك البطلمي]] الخاص بمركزية الأرض، وكتاب فيزياء [[أرسطو]] (كتاب مبكر عن الفيزياء، والذي حاول تحليل وتحديد الحركة من وجهة نظر فلسفية)، قدم العديد من الفلاسفة اليونانيين نظرياتهم الخاصة للطبيعة. عرفت الفيزياء بالفلسفة الطبيعية حتى أواخر القرن الثامن عشر.<ref>Noll notes that some universities still use this title —{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأخير=Noll |مؤلف1-الأول=Walter |عنوان=On the Past and Future of Natural Philosophy |مسار=http://www.math.cmu.edu/~wn0g/noll/PFNP.pdf |صحيفة=Journal of Elasticity |تاريخ=23 June 2006 |المجلد=84 |العدد=1 |صفحات=1–11 |doi=10.1007/s10659-006-9068-y |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160418072444/http://www.math.cmu.edu/~wn0g/noll/PFNP.pdf |تاريخ أرشيف=18 April 2016 |df=dmy-all |حالة المسار=live| issn = 0374-3535}}</ref>

بحلول القرن التاسع عشر، أصبحت الفيزياء تخصصًا متميزًا عن الفلسفة والعلوم الأخرى. تعتمد الفيزياء، كما هو الحال مع بقية العلوم، على [[فلسفة العلوم]] و«طريقتها العلمية» لتعزيز معرفتنا بالعالم المادي.<ref name="rosenberg2006ch1">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Rosenberg|2006|loc=Chapter 1}}</ref> توظف الطريقة العلمية المنطق المسبق وكذلك المنطق الخلفي واستخدام [[استدلال بايزي|الاستدلال البايزي]] لقياس صحة نظرية ما.<ref name="godfreysmith2003ch14">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Godfrey-Smith|2003|loc=Chapter 14: "Bayesianism and Modern Theories of Evidence"}}</ref>

لقد أجاب تطور الفيزياء عن العديد من أسئلة الفلاسفة الأوائل، ولكنه أثار أيضًا أسئلة جديدة. تتضمن دراسة المسائل الفلسفية المحيطة بالفيزياء، و[[فلسفة الفيزياء]]، قضايا مثل طبيعة المكان والزمان، والحتمية، والتوقعات الميتافيزيقية مثل التجريبية، والواقعية.<ref name="godfreysmith2003ch15">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Godfrey-Smith|2003|loc=Chapter 15: "Empiricism, Naturalism, and Scientific Realism?"}}</ref>

كتب العديد من علماء الفيزياء عن الآثار الفلسفية لعملهم، على سبيل المثال [[بيير لابلاس|لابلاس]]، الذي دافع عن الحتمية السببية،<ref name="laplace1951">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Laplace|1951}}</ref> و[[إرفين شرودنغر]]، الذي كتب عن [[ميكانيكا الكم]].<ref name="schroedinger1983">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Schrödinger|1983}}</ref><ref name="schroedinger1995">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Schrödinger|1995}}</ref> كان الفيزيائي الرياضي [[روجر بنروز]] قد أطلق عليه [[ستيفن هوكينج]]،<ref name="hawkingpenrose1996p4">"I think that Roger is a Platonist at heart but he must answer for himself." {{Harvard citation|Hawking|Penrose|1996|p=4}}</ref> وهو رأي يناقشه بينروز في كتابه «الطريق إلى الواقع».<ref name="penrose2004">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Penrose|2004}}</ref> أشار هوكينج إلى نفسه على أنه «مختزل لا يخجل» وأثار مشكلة بينروز.<ref name="penroseshimonycartwrighthawking1997">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Penrose|Shimony|Cartwright|Hawking|1997}}</ref>

== المجالات الأساسية ==

[[ملف:ModernPhysic-ar.svg|تصغير|300px|يسار|المجالات الأساسية في الفيزياء]]

بينما تعمل الفيزياء على تفسير القوانين الطبيعة بوجه عام تفسر كل نظرية منها مجالا محصورا. فمثلا نجد أن قوانين الميكانيكا الكلاسيكية تصف بدقة أنظمة يكون حجمها أكبر من [[ذرة|الذرة]] وتكون السرعات فيها أقل بكثير عن [[سرعة الضوء]]. أما خارج تلك الحدود فنجد أن المشاهدة لا تتطابق مع الحسابات.

وساهم [[ألبرت أينشتاين]] بصياغته [[النسبية الخاصة]] عام 1905 التي تبين عدم وجود مكان مطلقا أو زمن مطلق وربطت بين الاثنين فيما يسمى [[زمكان|الزمكان]] للأنظمة التي تكون السرعات فيها قريبة من [[سرعة الضوء]] (300.000 [[متر في الثانية|كيلومتر في الثانية]]). ثم جاءت أعمال [[ماكس بلانك]] و[[إرفين شرودنغر]]، و[[فيرنر هايزنبيرغ|فرنر هايزنبرج]] وأدخلت [[ميكانيكا الكم]]، وهي تصف احتمالات تفاعلات [[جسيم أولي|الجسيمات تحت الذرية]] واستطاعت أن تعطي وصفا دقيقا للطبيعة [[ذرة|للذرة]] وطبيعة [[جسيم أولي|الجسيمات الأولية]].

وبعد ذلك وحدت [[نظرية الحقل الكمومي]] بين [[ميكانيكا الكم]] و[[النسبية الخاصة|نظرية النسبية الخاصة]]. وتصف [[النسبية العامة|نظرية النسبية العامة]] (عام 1915) الحركة في [[زمكان|زمكان منحني]] وهي تصف بدقة الأنظمة الكبيرة [[كتلة|الكتلة]] على مستوي [[نجم|النجوم]] و[[مجرة|المجرات]] في [[الكون]].<ref>Weinberg, S. Quantum Field Theory, Vols. I to III, 2000, Cambridge University Press: Cambridge, UK.</ref>

ولم ينجح حتى الآن ربط [[النسبية العامة|نظرية النسبية العامة]] مع النظريات الأخرى، ولكن العلماء يعملون على هذا الطريق أي ربط النسبية العامة (وهي نظرية الأنظمة الكبيرة جدا) مع [[ميكانيكا الكم|نظرية الكم]] (وهي النظرية التي تصف الأنظمة الذرية وتحت الذرية) وتوجد حاليا عدة نظريات مقترحة [[جاذبية كمية|للجاذبية الكمومية]] ولكن الأمر لم يفصل بعد.
=== الفيزياء التقليدية ===
{{مفصلة|فيزياء تقليدية}}
[[ملف:Prism-rainbow.svg|300px|تصغير|يبين هذا الشكل تحلل ال[[ضوء]] المار خلال ال[[منشور (هندسة)|منشور]].]]
تشمل [[فيزياء تقليدية|الفيزياء التقليدية]] الفروع والمواضيع التقليدية التي اُعترِف بها وطورت تطويراً جيدًا قبل بداية القرن العشرين ([[ميكانيكا تقليدية|الميكانيكا التقليدية]]، ال[[صوتيات (فيزياء)|صوتيات]]، ال[[بصريات]]، [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]]، وال[[كهرطيسية]]). تهتم الميكانيكا التقليدية بالأجسام التي تعمل بواسطة القوى والأجسام المتحركة ويمكن تقسيمها إلى [[سكونيات|السكونيات]] (دراسة القوى على الجسم أو الهيئات التي لا تخضع لتسارع)، [[علم الحركة (فيزياء)|علم الحركة]] (دراسة الحركة دون النظر إلى أسبابها)، و[[علم التحريك]] (دراسة الحركة والقوى التي تؤثر عليه)؛ يمكن أيضًا تقسيم الميكانيكا إلى ميكانيكا صلبة و[[ميكانيكا الموائع]] (المعروفة معًا باسم ميكانيكا الاستمرارية)، وتشمل هذه الأخيرة فروعًا مثل ال[[علم سكون الموائع|الموائع الساكنة]]، وهيدروديناميكا الماء، و[[ديناميكا هوائية|الديناميكا الهوائية]]، و[[هوائيات|الهوائيات]]. الصوتيات هي دراسة كيفية إنتاج الصوت والتحكم فيه ونقله واستقباله.<ref name="britannica-acoustics">{{استشهاد بموسوعة|عنوان=acoustics |مسار=https://www.britannica.com/science/acoustics |موسوعة=[[موسوعة بريتانيكا]] |تاريخ الوصول=14 June 2013  |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20130618235952/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/4044/acoustics |تاريخ أرشيف=18 June 2013 |df=dmy-all |حالة المسار=live}} {{استشهاد بويب |مسار=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/4044/acoustics |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=25 مايو 2019 |تاريخ أرشيف=29 أبريل 2015 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20150429235412/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/4044/acoustics |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> تشمل الفروع الحديثة المهمة للصوتيات الموجات فوق الصوتية ودراسة الموجات الصوتية عالية التردد التي تتجاوز نطاق السمع البشري؛ الصوتيات الحيوية، فيزياء المكالمات والسمع الحيوانية،<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://www.bioacoustics.info/ |عنوان=Bioacoustics – the International Journal of Animal Sound and its Recording |ناشر=Taylor & Francis |تاريخ الوصول=31 July 2012 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20120905120546/http://www.bioacoustics.info/ |تاريخ أرشيف=5 September 2012 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref> والصوتيات الكهربائية، والتلاعب بالموجات الصوتية المسموعة باستخدام الإلكترونيات.<ref>{{استشهاد بويب|ناشر=[[Acoustical Society of America]] |عنوان=Acoustics and You (A Career in Acoustics?) |مسار=http://asaweb.devcloud.acquia-sites.com/education_outreach/careers_in_acoustics |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20150904010934/http://asaweb.devcloud.acquia-sites.com/education_outreach/careers_in_acoustics |تاريخ أرشيف=4 September 2015 |تاريخ الوصول=21 May 2013 |حالة المسار=dead}}</ref>
[[بصريات|علم البصريات]]، والذي يختص بدراسة ال[[ضوء]]، لا يتعلق فقط بالضوء المرئي ولكن أيضًا ب[[الأشعة تحت الحمراء]] و[[الأشعة فوق البنفسجية]]، والتي تظهر جميع ظواهر الضوء المرئي باستثناء الرؤية، على سبيل المثال، [[انعكاس (فيزياء)|الانعكاس]]، [[انكسار (فيزياء)|الانكسار]]، [[تداخل الموجات|التداخل]]، [[حيود|الحيود]]، [[تشتت (بصريات)|التشتت]]، و[[استقطاب (فيزياء)|استقطاب الضوء]]. [[حرارة|الحرارة]] هي شكل من أشكال الطاقة، الطاقة الداخلية التي تمتلكها الجزيئات التي تتكون منها المادة؛ [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] تتعامل مع العلاقات بين الحرارة وغيرها من أشكال الطاقة. تمت دراسة [[كهرباء|الكهرباء]] و[[مغناطيسية|المغناطيسية]] كفرع واحد للفيزياء منذ اكتشاف العلاقة الوطيدة بينهما في أوائل القرن التاسع عشر؛ ينتج عن [[تيار كهربائي|التيار الكهربائي]] [[حقل مغناطيسي|مجال مغناطيسي]]، ويحدث المجال المغناطيسي المتغير تيارًا كهربائيًا. تتعامل الإلكتروستاتيات مع الشحنات الكهربية أثناء السكون، والديناميكا الكهربائية ذات الشحنات المتحركة، والكهرباء المغناطيسية مع الأقطاب المغناطيسية الباقي.
==== الميكانيكا التقليدية ====

{{مفصلة|ميكانيكا تقليدية |ميكانيكا لاغرانج|ميكانيكا هاملتوني}}

[[ملف:Newtons cradle animation book.gif|تصغير|300بك|صورة لبندول نيوتن وهو نظام يوضح مفهوما أساسيا في الميكانيكا التقليدية يتمثل في مبدئ حفظ [[زخم الحركة]] و[[طاقة|الطاقة]].]]

تصف الميكانيكا التقليدية [[قوة|القوى]] التي تؤثر على حالة الأجسام المادية وحركتها.<ref>
Joel A. Shapiro ([[2003]]). Classical Mechanics. [http://www.physics.rutgers.edu/ugrad/494/bookr03D.pdf pdf (4kb)], p. 1-2 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180218230356/http://www.physics.rutgers.edu/ugrad/494/bookr03D.pdf |date=18 فبراير 2018}}</ref> وغالبا ما يشار إليها باسم «المِيكانيكا النيُوتُنية» نسبة إلى [[إسحاق نيوتن]] وقوانينه في الحركة. تتفرع الميكانيكا التقليدية إلى؛ [[السكونيات]] أو «الإستاتيكا» وهو يصف الأجسام ساكنة وشروط توازنها، و[[علم الحركة (فيزياء)|علم الحركة]] أو «الكينماتيكا» وهو يهتم بوصف حركة الأجسام دون النظر إلى مسبباتها، و[[علم التحريك]] أو «الديناميكا» الذي يدرس حركة الأجسام وماهية القوى المسببة لها. تقوم الميكانيكا التقليدية بشكل أولي على افتراض أن الجسم المادي المراد دراسته يكون صلبًا وفي شكل نقطة (أي أن الأبعاد بين النقاط المكونة للجسم لا تتغير مع الزمن). وتتولى على صعيد آخر، [[ميكانيكا الأوساط المتصلة|الميكانيكا الاستمرارية]] وصف المادة المتصلة والمستمرة مثل الأجسام الصلبة والسائلة والغازية، وهي تنقسم بدورها إلى قسمين؛ [[ميكانيكا المواد الصلبة]] و[[ميكانيكا الموائع]]. وتدرس ميكانيكا المواد الصلبة سلوك هذه الأجسام أمام عوامل عديدة مثل الضغط وتغير درجة الحرارة والتذبذب، وغيرها. فيما تدرس ميكانيكا الموائع فيزيائية [[سائل|السوائل]] و[[غاز|الغازات]]، وهي تتناول مواضيع كثيرة منها توازن السوائل في [[علم سكون الموائع]]، وتدفقها في [[جريان الموائع]]، وحركة الغازات وانتشارها إلى جانب تأثيرها على السطوح والأجسام المتحركة في [[ديناميكا هوائية|الديناميكا الهوائية]].

أحد المفاهيم الهامة في الميكانيكا التقليدية هي مبادئ حفظ [[زخم الحركة]] و[[طاقة|الطاقة]]، وقد دفع هذا الأمر إلى إعادة الصياغة الرياضية لقوانين نيوتن للحركة في [[ميكانيكا لاغرانج|ميكانيكا لاجرانج]] و[[ميكانيكا هاملتوني|ميكانيكا هاملتون]] باعتماد هذه المبدئ. وتقف الصياغتان الميكانيكية في وصف سلوك الأجسام على نفس المقدار من الدقة، ولكن بطريقة مستقلة عن منظومة القوى المسلطة عليها والتي تكون بعض الأحيان غير عملية في تشكيل معادلات الحركة.

تعطينا الميكانيكا التقليدية نتائج وتنبوات رقمية ذات دقة عالية، تتماشى مع المشاهدة، وذلك بنسبة لأنظمة ذات أبعاد عادية وضمن مجال سرعات تقل بكثير عن [[سرعة الضوء]]. أما عندما تكون الأجسام موضع الدراسة جسيمات أولية أو أن سرعتها عالية، تكاد تقارب من [[سرعة الضوء]]، فهنا تحل محل الميكانيكا التقليدية تباعا [[ميكانيكا الكم|الميكانيكا الكمومية]] و[[النسبية الخاصة|الميكانيكا النسبية]]. ومع ذلك تجد الميكانيكا التقليدية مجالا لتطبيقها في وصف سلوك أنظمة دقيقة، فعلى سبيل المثال في [[نظرية حركية للغازات|النظرية الحركية للغازات وضغط الغاز]] تسري القوانين التي تحكم حركة أجسام ذات حجم العادي على الجزيئات المكونة للغازات وهو ما يُمَكن من استنتاج خصائص عيانية مثل درجة الحرارة والضغط والحجم. وفي أنظمة عالية التعقيد يمكن فيها لتغييرات طفيفة أن تنتج آثارًا كبيرة (مثل [[غلاف جوي|الغلاف الجوي]] أو مسألة الأجسام الثلاثة) تصير قدرة معادلات الميكانيكا التقليدية على التنبئ محدودة. وتختص بدراسة هذه الأنظمة، التي توصف بأنها لاخطية، [[نظرية فوضى الكون|نظرية الشواش]].<ref>
A.Yu. Loskutov ([[2007]]). Dynamical chaos: systems of classical mechanics. ''Physics-Uspekhi.'', 50(939) ,[https://www.ufn.ru/en/articles/2007/9/d/ Abstract]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160701234237/http://ufn.ru/en/articles/2007/9/d/ |date=01 يوليو 2016}}</ref>

أوجدت قوانين الميكانيكا التقليدية نظرة موحدة وشاملة لظواهر طبيعية قد تبدو ظاهريًا غير متصلة، مثل وقوع تفاحة من غصن شجرة أو دوران القمر حول الأرض. فعلى سبيل المثال؛ [[قوانين كيبلر للحركة الكوكبية|قوانين كيبلر]] لحركة الكواكب، أو السرعة التي يجب أن يبلغها [[صاروخ]] للتحرر من حقل الجاذبية الأرضية ([[سرعة الإفلات]])،<ref>{{استشهاد بكتاب|الأخير= Giancoli |الأول=Douglas C.|عنوان=Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics|سنة=2008|ناشر={{Ill-WD2|أديسون-ويسلي|id=Q353060}}|isbn=978-0-13-149508-1|صفحة=199 |مسار=https://books.google.com/books?id=xz-UEdtRmzkC&pg=PA199| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190716213848/https://books.google.com/books?id=xz-UEdtRmzkC&pg=PA199 | تاريخ أرشيف = 16 يوليو 2019 }}</ref> يمكن استنتاجهما رياضيًا من [[قانون الجذب العام لنيوتن|قانون نيوتن العام للجاذبية]]. وقد ساهمت هذه الفكرة ومفادها أن التوصل لقوانين كليّة يمكنها وصف الظواهر الكونية على اختلافها أمر ممكن، إلى بروز الميكانيكا التقليدية عنصراً هاماً في الثورة العلمية وذلك خلال القرنين السابع والثامن عشر.<ref>[http://www.public.iastate.edu/~lhodges/Michell.htm The Michell-Cavendish Experiment], Laurent Hodges {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170906134148/http://www.public.iastate.edu/~lhodges/Michell.htm |date=06 سبتمبر 2017}}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب |عنوان=The First Professional Scientist: Robert Hooke and the Royal Society of London |مؤلف1-الأول=Robert D. |مؤلف1-الأخير=Purrington |ناشر=Springer |تاريخ=2009 |isbn=3-0346-0036-4 |صفحة=168 |مسار=https://books.google.com/books?id=tJu97S3BtGIC| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190721182404/https://books.google.com/books?id=tJu97S3BtGIC | تاريخ أرشيف = 21 يوليو 2019 }}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب | الأخير = Misner | الأول = Charles W.
| مؤلف-وصلة = Charles W. Misner
| مؤلف2-الأخير = Thorne | مؤلف2-الأول = Kip S. | مؤلف2-وصلة = Kip Thorne
| مؤلف3-الأخير = Wheeler | مؤلف3-الأول = John Archibald
| مؤلف3-وصلة = John Archibald Wheeler
| عنوان = Gravitation | مكان= New York | ناشر = W. H.Freeman and Company
| تاريخ = 1973 | isbn = 0-7167-0344-0 | postscript = <!-- Bot inserted parameter. Either remove it; or change its value to "." for the cite to end in a ".", as necessary. -->{{inconsistent citations}}}}</ref>
===== قوانين نيوتن في الحركة =====
تعد [[قوانين نيوتن للحركة|قوانين نيوتن في الحركة]] أحد أهم قوانين وأساس [[ميكانيكا تقليدية|الميكانيكا التقليدية]]، وهي عبارة عن ثلاثة قوانين وتربط هذه القوانين القوى المؤثرة على الجسم وحركته. وضعها [[إسحاق نيوتن]] ليصف حركة الأجسام والعديد من الظواهر الفيزيائية. يصف '''[[قوانين نيوتن للحركة#قانون نيوتن الأول|قانون نيوتن الأول]]''' على أنه إذا كانت [[محصلة القوى|القوة المحصلة]] (المجموع الاتجاهي للقوى المؤثرة على الجسم) تساوي صفر، فإن [[سرعة]] الجسم تكون ثابتة. تعتبر السرعة كمية متجهة يُعبَّر عنها بمقدار هو سرعة الجسم واتجاه هو اتجاه حركة الجسم. عندما نقول أن سرعة الجسم ثابتة فإننا نعني أن كلا من المقدار والاتجاه ثابتين.<ref name=tseitlin>{{استشهاد بدورية محكمة|مسار= http://www.springerlink.com/content/j42866672t863506/ |عنوان= Newton's First Law: Text, Translations, Interpretations and Physics Education |صحيفة= Science & Education | مؤلف= Galili, I. | مؤلف2= Tseitlin, M. |المجلد= 12 |العدد= 1 |سنة= 2003 |صفحات= 45–73 |doi= 10.1023/A:1022632600805 |bibcode = 2003Sc&Ed..12...45G|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200403054932/http://www.springerlink.com/content/j42866672t863506/|تاريخ أرشيف=2020-04-03}}</ref><ref name="Woodhouse">{{استشهاد بكتاب|مسار= https://books.google.com/?id=ggPXQAeeRLgC&printsec=frontcover&dq=isbn=1852334266#PPA6,M1|عنوان=Special relativity|صفحة=6|مؤلف=NMJ Woodhouse|ناشر=Springer|تاريخ=2003|isbn=1-85233-426-6|مكان=London/Berlin|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200402211729/https://books.google.com/books?id=ggPXQAeeRLgC&printsec=frontcover&dq=isbn%3D1852334266&hl=en#PPA6,M1|تاريخ أرشيف=2020-03-10}}</ref> ويمكن وصفه رياضيا:
:<math>
\sum \mathbf{F} = 0\; \Leftrightarrow\; \frac{\mathrm{d} \mathbf{v} }{\mathrm{d}t} = 0.
</math>
أما '''[[قوانين نيوتن للحركة#قانون نيوتن الثاني|قانون نيوتن الثاني]]''' فينص على، إذا أثرت قوة على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً، يتناسب طردياً مع قوته وعكسياً مع كتلته. يمكن التعبير عن القانون الثاني باستخدام تسارع الجسم. يُطبَّق القانون الثاني على الأنظمة ثابتة الكتلة<ref name="plastino">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=On the use and abuse of Newton's second law for variable mass problems|مسار=https://archive.org/details/sim_celestial-mechanics-and-dynamical-astronomy_1992_53_3/page/227|تاريخ=1992|صحيفة=Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy|ناشر=Kluwer Academic Publishers|العدد=3|المجلد=53|صفحات=227–232|bibcode=1992CeMDA..53..227P|issn=0923-2958|الأخير=Plastino|الأول=Angel R.|مؤلف2=Muzzio, Juan C.|مكان=Netherlands|doi=10.1007/BF00052611}}</ref> لذا فإن m تكون كمية ثابتة وبالتالي لا تدخل في نطاق عملية التفاضل طبقا لنظرية المعامل الثابت في التفاضل:
:<math>\mathbf{F} = \frac{\mathrm{d}(m\mathbf v)}{\mathrm{d}t} = m\,\frac{\,\mathrm{d}\mathbf{v}\,}{\mathrm{d}t} = m\mathbf{a},</math>
حيث F هي القوة المحصلة، m هي كتلة الجسم وa هي تسارع الجسم. القوة المؤثرة على الجسم ينتج عنها تسارع في حركة الجسم ويمكن التعبير عنها أيضا أنه إذا كان الجسم في حالة تسارع فإنه يؤثر عليه قوة.

وأخيرا '''[[قوانين نيوتن للحركة#قانون نيوتن الثالث|قانون نيوتن الثالث]]''' ينص على أن لكل (قوة) فعل (قوة) رد فعل، مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. القانون الثالث ينص على أن جميع القوى بين جسمين تكون متساوية في المقدار ومتضادة في الاتجاه: إذا وجد جسم A يؤثر بقوة '''F'''<sub>''A''</sub> لجسم آخر B يؤثر بقوة '''F'''<sub>''B''</sub> على الجسم A والقوتين متساويتان في المقدار ومتضادتان في الاتجاه
'''F'''<sub>''A''</sub> = −'''F'''<sub>''B''</sub>.<ref name="resnick83">{{استشهاد بكتاب|مؤلف1-الأخير=Resnick|مؤلف2-الأخير=Halliday|مؤلف3-الأخير=Krane|عنوان=Physics, Volume 1|طبعة=4th|صفحة=83|تاريخ=1992}}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Physics|سنة=2004|مسار=https://archive.org/details/understandingphy00kare|مؤلف=Resnick|مؤلف2=Halliday|last-author-amp=yes|طبعة=Third|ناشر=John Wiley & Sons|تاريخ=1977|صفحات=[https://archive.org/details/understandingphy00kare/page/78 78]–79|اقتباس=Any single force is only one aspect of a mutual interaction between ''two'' bodies.| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20201129032951/https://archive.org/details/understandingphy00kare | تاريخ أرشيف = 29 نوفمبر 2020 }}</ref>

==== الكهرطيسية ====

{{مفصلة|كهرطيسية}}
[[ملف:Electromagnetism.svg|250px|تصغير|يسار|وفقًا ل[[قانون أمبير]]، يولِّد [[تيار كهربائي|التيار الكهربائي]] [[حقل مغناطيسي|مجالًا مغناطيسيًا]].]]
[[ملف:Meissner effect p1390048.jpg|200px|تصغير|يمين|[[مغناطيس]] يسبح في الفضاء فوق [[موصلية فائقة|موصل فائق]]، مظهرًا [[ظاهرة مايسنر|مفعول ميسنر]].]]
[[ملف:Maxwell'sEquations.svg|250px|تصغير|يسار|[[معادلات ماكسويل]] التي توحد كلّا من [[كهرباء|النظرية الكهربائية]] و[[مغناطيسية|المغناطيسية]].]]
تدرس ال[[كهرطيسية]] التأثيرات التي تحصل بين الجسيمات المشحونة وبين [[حقل كهربائي|المجالات الكهربائية]] و[[حقل مغناطيسي|المجالات المغناطيسية]]. ويمكن تقسيم الكهرطيسية إلى؛ [[كهرباء سكونية|كهرباء ساكنة]] أو «إلكتروستاتيكا» وهي تدرس [[شحنة كهربائية|الشحنات]] والمجالات الكهربائية الساكنة، و«إلكتروديناميكا» وهو يصف التفاعل بين الشحنات المتحركة و[[موجة كهرطيسية|الإشعاع الكهرطيسي]]. ومع أن المعرفة [[كهرباء|بالكهرباء]] و[[مغناطيسية|المغناطيسية]] تطورت منذ القدم بشكل منفصل، فقد توصلت النظرية التقليدية للكهرطيسية، خلال القرنين الثامن والتاسع عشر، إلى تحديد العلاقة بين الظاهرتين من خلال [[قوة لورنتس|قانون لورنتز]] و[[معادلات ماكسويل]]. فقد تمكن ماكسويل من خلال اشتقاقه لأربعة [[معادلة تفاضلية|معادلات تفاضلية]] من وصف الموجات الكهرطيسية وفهم الطبيعة الموجية [[ضوء|للضوء]].<ref>[https://encyclopediaofmath.org/wiki/Maxwell_equations Maxwell equations] Encyclopedia of Mathematics {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170905225919/https://www.encyclopediaofmath.org/index.php/Maxwell_equations |date=5 سبتمبر 2017}}</ref><ref>[http://www.maxwells-equations.com/ maxwells-equations.com] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180924122021/http://www.maxwells-equations.com:80/ |date=24 سبتمبر 2018}}</ref>

تهتم الكهرباء الساكنة بدراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة في حالة السكون، والقوى التي توجهها على بعضها البعض كما يصفها [[قانون كولوم]]. ويمكن تحليل سلوك هذه الأجسام من تجاذب أو تنافر من خلال معرفة [[قطبية (توضيح)|القطبية]] و[[حقل كهربائي|المجال الكهربائي]] المحيط بها، حيث يكون متناسباً مع مقدار الشحنة والأبعاد التي تفصلها. للكهرباء الساكنة عدة تطبيقات، بدءاً من تحليل الظواهر الكهرطيسية مثل العواصف الرعدية إلى [[مكثف (كهرباء)|المكثفات]] التي تستعمل [[هندسة الكهرباء|الهندسة الكهربائية]].

وعندما تتحرك الأجسام المشحونة كهربيًا في [[حقل كهرطيسي|مجال كهرطيسي]] فإنها تنتج مجالاً مغناطيسياً يحيط بها فتختص الديناميكا الكهربائية بوصف الأثار التي تنتج عن ذلك من مغناطيسية وإشعاع كهرطيسي و[[تحريض كهرطيسي]]. وتنطوي هذه المواضيع ضمن ما يعرف بالديناميكا الكهربائية التقليدية، حيث تشرح [[معادلات ماكسويل]] هذه الظواهر بطريقة جيدة وعامة، وتؤدي هذه النظريات إلى تطبيقات مهمة ومنها [[مولد كهربائي|المولدات الكهربائية]] و[[محرك كهربائي|المحركات الكهربائية]]. وفي العشرينيات من القرن العشرين، ظهرت نظرية [[كهروديناميكا كمية|الديناميكا الكهربائية الكمومية]] وهي تتضمن قوانين [[ميكانيكا الكم]]، وتصف التفاعل بين الإشعاع الكهرطيسي والمادة عن طريق تبادل [[فوتون|الفوتونات]]. وهناك صياغة [[نظرية النسبية|نسبية]] تقدم تصحيحات لحساب حركة الأجسام التي تسير بسرعات تقارب سرعة الضوء، والتي تظهر بشكل مباشر في [[مسرع جسيمات|معجلات الجسيمات]] والأنابيب الكهربائية التي تحمل [[جهد كهربائي|فروق جهد]] وتيارات كهربائية عالية.

تعتبر القوى والظواهر الناجمة عن [[كهرطيسية|الكهرطيسية]] من أكثر الأمور المحسوسة في حياتنا اليومية بعد تلك التي تسببها [[جاذبية|الجاذبية]]. فعلى سبيل المثال، [[ضوء|الضوء]] عبارة عن [[موجة كهرطيسية]] مرئية تشع من جسيمات مَشحونة ومُعَجلة، وتجد مبادئ الكهرطيسية إلى يومنا هذا العديد من التطبيقات التقنية والطبية، وما الأجهزة الكهربائية مثل [[مذياع|الراديو]]، و[[تلفاز|المرناة]]، و[[هاتف|الهاتف]]، و[[قطار مغناطيسي معلق|القطارات المغناطيسية المعلقة]]، و[[ليف بصري|الألياف البصرية]]، و[[ليزر|أجهزة الليزر]] إلا بضع أمثلة عن هذه التطبيقات التي صنعت تقدمًا نوعيًا في تاريخ البشرية.

==== الديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية ====

{{مفصلة|الديناميكا الحرارية|الميكانيكا الإحصائية|نظرية حركية للغازات}}

[[ملف:Melting icecubes.gif|تصغير|150بك|لتحويل [[غرام (وحدة قياس)|جرام]] من [[ثلج|الثلج]]، درجة حرارته <math>-20</math> [[درجة حرارة مئوية|درجة مئوية]]، إلى ماء سائل، في ظروف [[ضغط|الضغط]] العادية، نحتاج إلى طاقة مقدارها حوالي <math>83</math> [[سعرة|سعرة حرارية]] (أي ما يعادل <math>350</math> [[جول]]).]]
[[ملف:Triple expansion engine animation.gif|تصغير|يمين|250بك|نظام التحريك الحراري المثالي -تنتقل الحرارة من ساخنة (غلاية) إلى باردة (مكثّف)- و'''ينتج عنها شغل'''.]]

تختص الديناميكا الحرارية أو «الثرموديناميك» بدراسة انتقال [[طاقة|الطاقة]] وتحولها في النّظم الفيزيائية، والعلاقة بين [[حرارة|الحرارة]] و[[شغل (فيزياء)|الشغل]] و[[ضغط|الضغط]] و[[حجم|الحجم]]. تقدم الديناميكا الحرارية التقليدية وصفا عيانيا لهذه الظواهر دون الخوض في التفاصيل مجهرية الكامنة ورائها. فيما تخوض [[ميكانيكا إحصائية|الميكانيكا الإحصائية]] في تحليل السلوك المعقد للمكونات المجهرية (ذرات، جزيئات) وتستنج منها كَمِيًا الخصائص العيانية للنظام وذلك بواسطة طرق [[إحصاء|إحصائية]]. وضعت أسس الديناميكا الحرارية خلال القرنين الثامن والتاسع عشر، وذلك نتيجة للحاجة الملحة في زيادة كفاءة [[محرك بخاري|المحركات البخارية]].<ref>{{استشهاد بكتاب| الأخير = Clausius | الأول = Rudolf | عنوان = On the Motive Power of Heat, and on the Laws which can be deduced from it for the 'Theory of Heat'  | ناشر = Poggendorff's ''Annalen der Physik'', LXXIX (Dover Reprint) | سنة = 1850 | isbn = 978-0-486-59065-3}}</ref>

يتأسس فهم ديناميكية الطاقة والمتغيرات في نظام معين على أربعة مبادئ أساسية تسمى [[قوانين الديناميكا الحرارية]]. وتعمل [[معادلة حالة|معادلات الحالة]] على تحديد العلاقة بين نوعين من متغيرات العيانية التي تعرف حالة الأنظمة؛ متغيرات الامتداد مثل [[كتلة|الكتلة]] والحجم والحرارة، ومتغيرات الشدّة مثل [[كثافة|الكثافة]] ودرجة الحرارة والضغط و[[جهد كيميائي|الكمون الكيميائي]].<ref name="Lewis Randall 1923">{{استشهاد بكتاب| مؤلف1-الأخير=Lewis | مؤلف1-الأول=Gilbert N. | مؤلف2-الأخير=Randall | مؤلف2-الأول=Merle | عنوان=Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances | مسار=https://archive.org/details/thermodynamicsfr00gnle | ناشر=McGraw-Hill Book Co. Inc. | سنة=1923| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210225201344/https://archive.org/details/thermodynamicsfr00gnle | تاريخ أرشيف = 25 فبراير 2021 }}</ref> ويمكن من خلال قياس هذه المتغيرات التعرف إلى حالة التوازن أو التحول التلقائي في النظام.

ينص [[القانون الأول للديناميكا الحرارية]] على مبدئ حفظ الطاقة، وذلك بأن التغير في [[طاقة داخلية|الطاقة الداخلية]] لنظام مغلق وساكن، يساوي كمية الطاقة المتبادلة مع الوسط الخارجي على شكل حرارة أو عمل. فيما ينص [[القانون الثاني للديناميكا الحرارية|القانون الثاني]] على أن الحرارة لا يمكنها المرور بطريقة تلقائية من جسم ذي درجة حرارة منخفضة إلى آخر ذي درجة حرارة مرتفعة بدون الإتيان بشغل. وذلك يعني أنه من غير الممكن الحصول على شغل دون أن تفقد منه كمية على شكل الحرارة. وتوصل لهذين القانونين الفيزيائي الفرنسي [[سعدي كارنو|سادي كارنو]] في بداية القرن التاسع عشر. وفي سنة [[1865]]، أدخل الفيزيائي الألماني [[رودولف كلاوزيوس|رودلف کلاوزیوس]] دالة [[إنتروبيا|الاعتلاج]]، ومن خلالها يصاغ القانون الثاني على أن «التحول التلقائي في نظام معين لا يمكن أن يتحقق بدون أن ترتفع هذه القيمة فيه وفيما حوله». يُعبر [[إنتروبيا|الاعتلاج]]، من وجهة نظر عيانية، على عدم إمكانية تسخير كل الطاقة في نظام ما للقيام بعمل ميكانيكي. وتصفها الميكانيكا الإحصائية على أنها قياس لحالة الفوضى للمكونات المجهرية للنظام من ذرات وجزيئات.<ref name="Gibbs 1876">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Gibbs, Willard, J.|عنوان=Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences|المجلد=III|صفحات=108–248, 343–524|سنة=1874–1878|مسار=https://archive.org/details/transactions03conn|ناشر=New Haven| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20191217035833/https://archive.org/details/transactions03conn | تاريخ أرشيف = 17 ديسمبر 2019 }}</ref><ref name="Duhem 1886">Duhem, P.M.M. (1886). ''Le Potential Thermodynamique et ses Applications'', Hermann, Paris.</ref><ref name="Guggenheim 1949/1967">Guggenheim, E.A. (1949/1967). ''Thermodynamics. An Advanced Treatment for Chemists and Physicists'', 1st edition 1949, 5th edition 1967, North-Holland, Amsterdam.</ref>

تتكتسي الديناميكا الحرارية أهمية كبرى في العديد من المجالات؛<ref name="Guggenheim 1933">Guggenheim, E.A. (1933). ''Modern Thermodynamics by the Methods of J.W. Gibbs'', Methuen, London.</ref> في [[كيمياء|الكيمياء]] و[[هندسة كيميائية|الهندسة الكيميائية]] و[[علم الأحياء]] وإنتاج الطاقة والتبريد. فعلى سبيل المثال، يمكن للديناميكا الحرارية تفسير الأسباب التي تجعل بعض [[تفاعل كيميائي|التفاعلات الكيميائية]] تحصل من تلقاء نفسها،<ref>{{استشهاد بكتاب| مؤلف=Ilya Prigogine, I. & Defay, R., translated by D.H. Everett| عنوان=Chemical Thermodynamics | سنة=1954 | ناشر=Longmans, Green & Co., London. Includes classical non-equilibrium thermodynamics.}}
</ref> فيما لا يمكن ذلك للبعض الآخر.<ref name=Fermi>{{استشهاد بكتاب
|عنوان=Thermodynamics
|مؤلف=Enrico Fermi
|مسار=https://books.google.com/books?id=VEZ1ljsT3IwC&printsec=frontcover&dq=thermodynamics
|isbn=978-0486603612
|ناشر=Courier Dover Publications
|سنة=1956
|صفحات=(ix)
|oclc=230763036| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190717045505/https://books.google.com/books?id=VEZ1ljsT3IwC&printsec=frontcover&dq=thermodynamics | تاريخ أرشيف = 17 يوليو 2019 }}</ref><ref name="Perrot" >{{استشهاد بكتاب| مؤلف=Perrot, Pierre | عنوان=A to Z of Thermodynamics | ناشر=Oxford University Press | سنة=1998 | isbn=978-0-19-856552-9 | oclc=123283342}}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب| مؤلف=Clark, John, O.E.| عنوان=The Essential Dictionary of Science | مسار=https://archive.org/details/essentialdiction0000unse| ناشر=Barnes & Noble Books | سنة=2004 | isbn=978-0-7607-4616-5 | oclc=58732844| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20220424231252/https://archive.org/details/essentialdiction0000unse | تاريخ أرشيف = 24 أبريل 2022 }}</ref>

=== الفيزياء الحديثة ===
{{مفصلة|فيزياء حديثة}}
{{الفيزياء الحديثة}}
تهتم [[فيزياء تقليدية|الفيزياء التقليدية]] عمومًا بالمادة والطاقة على النطاق الطبيعي للمراقبة، بينما تهتم الكثير من أفرع [[فيزياء حديثة|الفيزياء الحديثة]] بسلوك المادة والطاقة في ظل الظروف القاسية أو على نطاق كبير جدًا أو صغير جدًا. على سبيل المثال، دراسات [[فيزياء ذرية|الفيزياء الذرية]] و[[فيزياء نووية|النووية]] تهم على نطاق صغير يمكن من خلاله تحديد العناصر الكيميائية. فيزياء [[جسيم أولي|الجسيمات الأولية]] تكون على نطاق أصغر لأنها تهتم بأبسط وحدات المادة؛ يُعرف هذا الفرع من الفيزياء أيضًا باسم فيزياء الطاقة العالية بسبب الطاقات العالية للغاية اللازمة لإنتاج العديد من أنواع الجزيئات في مسرعات الجسيمات. على هذا المقياس، لم تعد المفاهيم العادية المنطقية للفضاء والوقت والمادة والطاقة صالحة.<ref>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Tipler|Llewellyn|2003|pp=269, 477, 561}}</ref>

تقدم نظريتان رئيسيتان للفيزياء الحديثة صورة مختلفة عن مفاهيم الفضاء والوقت والمادة عن تلك التي تقدمها [[فيزياء تقليدية|الفيزياء التقليدية]]. تقارب [[ميكانيكا تقليدية|الميكانيكا التقليدية]] الطبيعة باعتبارها مستمرة، في حين تهتم [[ميكانيكا الكم|نظرية الكم]] بالطبيعة المنفصلة للعديد من الظواهر على المستوى الذري ودون الذري ومع الجوانب التكميلية للجزيئات والأمواج في وصف هذه الظواهر. تهتم [[نظرية النسبية]] بوصف الظواهر التي تحدث في إطار مرجعي يتحرك بالنسبة للمراقب؛ تتعلق [[النسبية الخاصة|نظرية النسبية الخاصة]] بالحركة في غياب حقول الجاذبية و[[النسبية العامة|نظرية النسبية العامة]] بالحركة وعلاقتها بالجاذبية. كلا نظرية الكم ونظرية النسبية تجد تطبيقات في جميع مجالات الفيزياء الحديثة.<ref>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Tipler|Llewellyn|2003|pp=1–4, 115, 185–187}}</ref>

==== النسبية ====
{{مفصلة|نظرية النسبية الخاصة|نظرية النسبية العامة}}

[[ملف:Cassini-science-br.jpg|تصغير|300بك|أحد أدق الاختبارات التي أجريت على [[النسبية العامة|نظرية النسبية العامة]] كانت من قبل [[مسبار فضائي|المسبار الفضائي]] [[كاسيني-هويجنز|كاسيني-هايجنس]]، في [[10 أكتوبر]] [[2003]]: شعاع [[مذياع|الراديو]] (باللون الأخضر) الذي أرسل من الأرض نحو المسبار وقع تأخيره، تحت تأثير الإنحناء الذي أحدثته جاذبية الشّمس في بنية [[زمكان|الزمكان]] (باللون الأزرق)، وذلك بالمعدل الذي تنبأت به النظرية.]]
[[نظرية النسبية]] هي [[بنية رياضية]] أكثر عمومية من تلك التي تأسست عليها [[ميكانيكا تقليدية|الميكانيكا التقليدية]]، وتصف حركة الأجسام بسرعات تقارب [[سرعة الضوء]]، أو أنظمة ذات [[كتلة|كُتلٍ]] هائلة، وتشتمل على شقين هما ''[[النسبية الخاصة|نظرية النسبية الخاصة]]'' و''[[النسبية العامة|نظرية النسبية العامة]]''.<ref>[[ألبرت أينشتاين]] ([[1920]])، [//en.wikisource.org/wiki/Relativity:_The_Special_and_General_Theory Relativity: The Special and General Theory]، [[ويكي مصدر]]. {{أيقونة إنجليزية}} {{استشهاد بويب |مسار=https://en.wikisource.org/wiki/Relativity:_The_Special_and_General_Theory |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2019 |تاريخ أرشيف=30 مايو 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190530123445/https://en.wikisource.org/wiki/Relativity:_The_Special_and_General_Theory |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

اقترح نظرية النسبية الخاصة الفيزيائي الألماني [[ألبرت أينشتاين]]، سنة [[1905]]، في ورقة بحثية شهيرة بعنوان «حول الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة»<ref>[[ألبرت أينشتاين]] ([[1905]])،
[https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/andp.19053221004 Zur Elektrodynamik bewegter Körper]، في
Annalen der Physik 17:891-921.
{{وصلة بي دي إف}}
{{أيقونة ألمانية}} {{استشهاد بويب |مسار=http://myweb.rz.uni-augsburg.de/~eckern/adp/history/papers/1905_17_891-921.pdf |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=24 يوليو 2008 |تاريخ أرشيف=21 ديسمبر 2008 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20081221075158/http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/papers/1905_17_891-921.pdf |حالة المسار=dead }}</ref> بناء على المساهمات الهامة [[هندريك أنتون لورنتس|لهندريك لورنتس]] و[[هنري بوانكاريه]]. ويتطرق هذا المقال إلى أن نظرية النسبية الخاصة تجد حلا لعدم الاتساق بين [[معادلات ماكسويل]] والميكانيكا التقليدية. وتقوم النظرية على مسلمتين هما؛ أن [[قانون علمي|القوانين الفيزيائية]] لا تتغير بتغير [[إطار مرجعي قصوري|الإطار المرجعي العطالي]] للنظم،{{للهامش|5}} وأن [[سرعة الضوء]] في الفراغ هي مقدار ثابت وغير متصل بحركة مصدر الضوء أو بالمشاهد. الدمج بين هاتين المسلمتين يقود إلى افتراض علاقة بين أمرين منفصلين في الميكانيكا التقليدية، وهما المكان والزمان ويجمع بينهما في بنية تسمى [[زمكان|الزمكان]].

إحدى التداعيات الهامة للنسبية الخاصة، والتي تبدو مخالفة للبديهة وإن كانت أثبتتها عدة تجارب، هي انعدام مكان أو زمان مطلق، أي منفصل عن الإطار المرجعي للمشاهد (ومن هنا يأتي مصطلح النسبية). وهذا يعني أن [[كتلة|الكتلة]] و[[حجم|الأبعاد]] و[[زمن|الزمن]] تتغير بتغير سرعة الجسم، وذلك ملائمةً لثبات سرعة الضوء. قد تكون هذه الظواهر غير محسوسة بمجال السرعات في حياتنا اليومية وتبقى بذلك قوانين نيوتن سارية، ولكنها تصير ذات تأثير لا يستهان به عندما ترتفع السرعة وتقارب سرعة الضوء.

ومن أهم النتائج الأخرى [[تكافؤ الكتلة والطاقة|مبدئ التكافئ بين المادة والطاقة]]، وهو أمر تعبر عنه بشكل بليغ أحد أشهر [[معادلة رياضية|المعادلات]] الفيزيائية:<center>
<span style="font-size: 120%; font-family: 'Arial'">'''''E = m c <sup>2</sup>'''''</span>
</center>
حيث E هي [[طاقة|الطاقة]]، و m هي [[كتلة|الكتلة]]، و c هي [[سرعة الضوء]] في الفراغ (2 فوق سرعة الضوء تعني أن الطاقة تتناسب طرديًا مع [[رفع (رياضيات)|مربع]] هذه السرعة). بعبارة أخرى تُنبئنا هذه الصيغة الرياضية أن لكل جسم ذي كتلةٍ طاقةٌ مرتبطة به، والعكس بالعكس.

[[النسبية العامة]] هي نظرية ذات طابع هندسي، توصل إليها ألبرت أينشتاين بشكل منفرد ونشرها في [[1915|15]]\[[1916]]، وذلك بأنه قام بتوحيد النسبية الخاصة و[[قانون الجذب العام لنيوتن|قانون نيوتن العام للجاذبية]]. تنص هذه النظرية على أن [[جاذبية|الجاذبية]] يمكن وصفها على أنها انحناء في بنية [[زمكان|الزمكان]] تسببه الكتلة أو الطاقة. على الصعيد الرياضي، تتميز النسبية العامة عن غيرها من النظريات الحديثة التي تصف الجاذبية بأنها تستعمل [[معادلات الحقل لأينشتاين|معادلات أينشتاين للمجال]] لوصف محتوى الزمكان من مادة أو طاقة وأثر ذلك على انحنائه. وتعتمد في ذلك بشكل أساسي على [[موتر إجهاد-طاقة|موتر الإجهاد-الطاقة]]،{{للهامش|6}} وهو كائن هندسي يصف عبر مكوناته عدة كميات فيزيائية مثل [[كثافة|الكثافة]]، و[[تدفق (رياضيات وفيزياء)|التدفق]]، و[[طاقة|الطاقة]]، و[[زخم الحركة|الزخم]]، و[[زمكان|الزمكان]]. ويمكن القول بطريقة مبسطة، أن موتر الإجهاد-الطاقة هو سبب وجود مجال تثاقلي في زمكان معين وذلك بشكل أعم من ما تفعله الكتلة وحدها في [[قانون الجذب العام لنيوتن|قانون نيوتن الكلاسيكي للجاذبية]].

من أول المشاهدات التي أكدت على صحة [[النسبية العامة|نظرية النسبية العامة]]، هو تمكنها من احتساب [[أوج شمسي|أوج]] [[مبادرة (حركة)|بدارية]] كوكب [[عطارد]] الشاذة، بدقة فشلت في تحقيقها المكانيكا التقليدية. وفي سنة [[1919]]، قام الفلكي الإنجليزي [[آرثر إدينغتون|آرثر ستانلي إيدينجتون]] بمشاهدة انزياح ضوء [[نجم|النجوم]] القريبة من قرص [[الشمس]] خلال [[كسوف|الكسوف]]، ليأكد تنبؤ النسبية العامة بانحناء الضوء تحت تأثير مجال تثاقلي تحدثه أجسام فائقة [[كتلة|الكتلة]]. وفي وقت لاحق بدأت تتراءى العديد من التداعيات لهذه النظرية في [[علم الكون]] والتي أكدت بعضها المشاهدات، ولكنها لا تزال موضع جدال، ومنها تنبؤ حلول معادلات أينشتاين [[الانفجار العظيم|بالانفجار العظيم]]، و[[تسارع توسع الكون|توسع الكون]]، و[[ثابت كوني|طاقة الفراغ]]، و[[ثقب أسود|الثقوب السوداء]].

==== ميكانيكا الكم ====
[[ملف:EffetTunnel.gif|تصغير|300بك|محاكاة رقمية [[نفق ميكانيكا الكم|لتأثير النفق]] الكمي. البقعة المضيئة في اليسار تمثل حزمة موجية [[إلكترون|لإلكترون]] تقوم بالإنعكاس على حاجز طاقة. لاحظ إلى اليمين انتقال بقعة قاتمة، وهذا هو الجزء اليسير من الحزمة الموجية التي استطاعت الإنفاق من خلال حاجز تحجر تخطيه مبادئ الميكانيكا التقليدية. ويستعمل هذا المفعول في مجهر المسح النفقي الذي يقوم بتصوير سطوح المواد على المستوى الذري كما تبين الصورة (في الأسفل) إعادة تكوين صورة الذرات على سطح ورقة من [[ذهب|الذهب]].
[[ملف:Atomic resolution Au100.JPG|80px|لاإطار|مركز]]]]
[[ملف:SchrodingerEquation.svg|300px|تصغير|يسار|[[معادلة شرودنغر]] ل[[إرفين شرودنغر]] التي تعتبر بمثابة [[قوانين نيوتن للحركة#قانون نيوتن الثاني|قانون التحريك الثاني لنيوتن]] الذي بدوره يعتبر أساسيا في [[فيزياء تقليدية|الفيزياء التقليدية]].]]
{{مفصلة|ميكانيكا الكم}}
تتعامل [[ميكانيكا الكم|الميكانيكا الكمومية]] مع نظم ذات أحجام ذرية أو تحت الذرية؛ مثل [[جزيء|الجزيئات]] و[[ذرة|الذرات]] و[[إلكترون|الإلكترونات]] و[[بروتون|البروتونات]] وغيرها من [[جسيم أولي|الجسيمات الأولية]].<ref name="Feynman">{{استشهاد بكتاب
 | مؤلف1-الأخير = Feynman
 | مؤلف1-الأول = Richard
 | مؤلف2-الأخير  = Leighton
 | مؤلف2-الأول = Robert
 | مؤلف3-الأخير  = Sands
 | مؤلف3-الأول = Matthew
 | عنوان  = The Feynman Lectures on Physics, Vol. 3
 | ناشر = California Institute of Technology
 | تاريخ   = 1964
 | مكان =
 | صفحات  = 1.1
 | لغة =
 | مسار    = https://www.feynmanlectures.caltech.edu/III_01.html
 | doi    =
 | المعرف     =
 | isbn   = 978-0201500646
 |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230221053907/https://www.feynmanlectures.caltech.edu/III_01.html|تاريخ أرشيف=2023-02-21
|حالة المسار=live}}</ref> وقد أدت بعض الصعوبات التي واجهت الميكانيكا الكلاسيكية في أواخر القرن التاسع عشر، مثل إشكالية إشعاع [[الجسم الأسود]]<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century |مؤلف1-الأول=Helge |مؤلف1-الأخير=Kragh |ناشر=Princeton University Press |سنة=2002 |isbn=978-0-691-09552-3 |صفحة= |مسار= https://books.google.com/books?id=ELrFDIldlawC&pg=PA58|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200310030727/https://books.google.com/books?id=ELrFDIldlawC&pg=PA58|تاريخ أرشيف=2020-03-10}} [https://books.google.com/books?id=ELrFDIldlawC&pg=PA58 Extract of p. 58]</ref> واستقرار الإلكترونات على مداراتها، إلى التفكير بأن جميع أشكال [[طاقة|الطاقة]] تتنقل على شكل حزم متقطعة غير قابلة للتجزئة، وتسمى كُمُومَات أو «كوانتوم».<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف-وصلة=Thomas Samuel Kuhn |الأول=T. S. |الأخير=Kuhn |عنوان=Black-body theory and the quantum discontinuity 1894–1912 |مسار=https://archive.org/details/blackbodytheoryq0000kuhn |ناشر=Clarendon Press |مكان=Oxford |سنة=1978 |isbn=978-0195023831 }}</ref> وقد قام بتشكيل هذا المفهوم، الفيزيائي الألماني [[ماكس بلانك]] سنة [[1900]]، وقدم من خلاله ألبرت أينشتاين تفسيرًا [[ظاهرة كهروضوئية|للتأثير الكهروضوئي]] والذي يتبين من خلاله بأن الموجات الكهرطيسية تتصرف في بعض الأحيان بطريقة تشبه تصرف الجسيمات.<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Historical Encyclopedia of Natural and Mathematical Sciences, Volume 1 |مؤلف1-الأول=Ari  |مؤلف1-الأخير=Ben-Menahem |ناشر=Springer |سنة=2009 |isbn=978-3540688310 |صفحة= |مسار= https://books.google.com/books?id=9tUrarQYhKMC|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20190719041409/https://books.google.com/books?id=9tUrarQYhKMC|تاريخ أرشيف=2019-07-19}} [https://books.google.com/books?id=9tUrarQYhKMC&pg=PA3678 Extract of p, 3678]</ref><ref name="Kragh">{{استشهاد| الأول = Helge | الأخير = Kragh | مسار = https://physicsworld.com/cws/article/print/373 | عنوان =  Max Planck: the reluctant revolutionary | ناشر = PhysicsWorld.com | تاريخ = 1 December 2000| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20120401221617/http://physicsworld.com/cws/article/print/373 | تاريخ أرشيف = 1 أبريل 2012 | تاريخ الوصول =  أكتوبر 2020  |حالة المسار=dead}}</ref>

وضعت مبادئ الميكانيكا الكمومية خلال العشرينات من القرن الماضي، من قبل مجموعة متميزة من الفيزيائيين. في سنة [[1924]]، توصل [[لويس دي بروي|لويس دي بروليه]] إلى إدراك أن الأجسام أيضا يمكنها أن تتصرف على أنها موجات، وهو ما يعبر عنه [[ازدواجية موجة جسيم|بمثنوية الموجة والجسيم]]. وقدمت على خلفية ذلك صياغتان رياضيتان مختلفتان وهما؛ [[معادلة شرودنغر|الميكانيكا الموجية]] التي وضعها [[إرفين شرودنغر]] وهي تنطوي على استخدام كائن رياضي يسمى [[دالة موجية|دالة الموجة]]، يصف احتمال وجود جسيم في بقعة ما من الفضاء و[[ميكانيكا المصفوفة|ميكانيكا المصفوفات]] التي أنشأها [[فيرنر هايزنبيرغ|فيرنر هايزنبرغ]] و[[ماكس بورن]]، وهي تصف الجسيمات على أنها [[مصفوفة (رياضيات)|مصفوفات]] تتغير مع الزمن. ومع أن هذه الأخيرة لا تشير إلى دالة موجة أو مفاهيم مماثلة، إلا أنها تتوافق مع معادلة شرودنغر ومع الملاحظات التجريبية.<ref>Camilleri, K. (2009). ''Heisenberg and the Interpretation of Quantum Mechanics: the Physicist as Philosopher'', Cambridge University Press, Cambridge UK, {{ردمك|978-0-521-88484-6}}.</ref><ref>Preparata, G. (2002). ''An Introduction to a Realistic Quantum Physics'', World Scientific, River Edge NJ, {{ردمك|978-981-238-176-7}}.</ref>
وقد شكل [[مبدأ الريبة|مبدأ عدم اليقين]] الذي صاغه [[فيرنر هايزنبيرغ|هايزنبرغ]] في سنة [[1927]] أحد أهم مبادئ الميكانيكا الكمومية،<ref name=Sen2014>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف1-الأخير = Sen | مؤلف1-الأول = D. | عنوان = The Uncertainty relations in quantum mechanics | مسار = http://www.currentscience.ac.in/Volumes/107/02/0203.pdf | صحيفة = Current Science | المجلد = 107| العدد = 2| سنة = 2014| صفحات = 203–218 | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190924115453/https://www.currentscience.ac.in/Volumes/107/02/0203.pdf | تاريخ أرشيف = 24 سبتمبر 2019 }}</ref> وهو ينص على محدودية قدرتنا في قياس خاصيتين معينتين لجسيم ما في نفس الوقت وبدرجة عالية من الدّقة. ويضع هذا حدًا لمبدأ [[حتمية|الحتمية]] المطلقة الذي يشير إلى إمكانية التنبؤ بشكل دقيق بحالة نظام انطلاقا من حالته السابقة، حيث أن الظواهر الكمومية لا يمكن تفسيرها إلا بطريقة [[احتمال]]ية. وقد أدى هذا الأمر إلى جدال علمي كبير دار بين أعظم فيزيائيي القرن العشرين، بما فيهم [[ألبرت أينشتاين]] الذي عارض هذا [[تفسير كوبنهاغن|التفسير الاحتمالي]] بالرغم من إسهاماته الهامة في تأسيس الميكانيكا الكمومية.<ref>{{استشهاد بكتاب| عنوان = Quantum Mechanics: An Introduction | مؤلف = Walter Greiner | ناشر = Springer | سنة = 2001 | isbn = 978-3-540-67458-0 | مسار = https://books.google.com/?id=7qCMUfwoQcAC&pg=PA29&dq=wave-particle+all-particles |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200310030730/https://books.google.com/?id=7qCMUfwoQcAC&pg=PA29&dq=wave-particle+all-particles|تاريخ أرشيف=2020-03-10}}</ref>{{للهامش|7}}

[[معادلة شرودنغر]] والتي هي عبارة عن [[معادلة تفاضلية جزئية]] تصف كيفية تغير [[حالة كمومية|الحالة الكمية]] [[نظام فيزيائي|لنظام فيزيائي]] مع الزمن، وقد صاغها عالم الفيزياء النمساوي [[إرفين شرودنغر]] في أواخر عام 1925 ونشرها عام 1926.<ref>{{استشهاد بويب | مسار = http://home.tiscali.nl/physis/HistoricPaper/Schroedinger/Schroedinger1926c.pdf | عنوان = Wayback Machine | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190902163124/https://web.archive.org/web/20081217040121/http://home.tiscali.nl/physis/HistoricPaper/Schroedinger/Schroedinger1926c.pdf | تاريخ أرشيف = 2 سبتمبر 2019 | تاريخ الوصول = 22 يناير 2021 | حالة المسار = dead }}</ref> تصف هذه المعادلة حالات النظم الكمومية المعتمدة على الزمن.

وفي سنة [[1928]]، قام الفيزيائي البريطاني [[بول ديراك]] بوضع الميكانيكا الكمومية بصيغتيها الموجية والخطية (المصفوفات) ضمن صياغة أشمل في إطار نظرية [[النسبية الخاصة]]. وقد تنبأت صياغته بوجود [[مادة مضادة|الجسيمات المضادة]]. وتم تأكيد هذا الأمر تجريبيا سنة [[1932]]، باكتشاف مضاد الإلكترون أو [[بوزيترون|البوزيترون]].

لاقت للميكانيكا الكمومية نجاحًا كبيرًا في تفسير العديد من الظواهر مثل [[ليزر|الليزر]] و[[شبه موصل|شبه الموصلات]]، وقد نجمت عنها تطبيقات تقنية مهمة، على غرار [[ثنائي المساري|الصمام الثنائي]] و[[ترانزستور|الترانزستور]]، التي تعتبر حجر الأساس في [[إلكترونيات|الإكترونيات]] الحديثة. وفي [[كيمياء|الكيمياء]]، يعتمد جزء كبير من فهم ديناميكا وبنية [[جزيء|الجزيئات]]، والطريقة التي تتفاعل بها، وتكوين [[رابطة كيميائية|الروابط الكيميائية]] على [[دالة موجية|دالة الموجة]]. كما تعتمد [[كيمياء محوسبة|الكيمياء الحاسوبية]] على النظريات الكمومية في أدائها الرياضاتي، لتحليل ومحاكات نتائج التجارب الكيميائية. أما في [[علم الأحياء]]، فقد تمكنت الميكانيكا الكمومية من تفسير الآلية التي يحدث بها تحويل الطاقة خلال [[تركيب ضوئي|التمثيل الضوئي]]<ref>{{استشهاد بويب
 |مسار=http://mooni.fccj.org/~ethall/quantum/quant.htm
 |تاريخ الوصول=May 23, 2009
 |عنوان=Thall's History of Quantum Mechanics
 |الأول=Edwin
 |الأخير=Thall
 |ناشر={{Ill-WD2|جامعة فلوريدا الحكومية في جاكسونفيل|id=Q5461608}}
 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20091007133943/http://mooni.fccj.org/~ethall/quantum/quant.htm
 |تاريخ أرشيف=October 7, 2009
 |df=
|حالة المسار=live}}</ref> في [[نبات|النباتات]] وبعض صنوف [[بكتيريا|البكتيريا]]،<ref>روزان سونسيون ([[2007]])، [https://www.nature.com/articles/446740a Biophysics: Quantum path to photosynthesis]، [[نيتشر (مجلة)|مجلة نيتشر]] (446, 740-741). {{أيقونة إنجليزية}} {{استشهاد بويب |مسار=https://www.nature.com/articles/446740a |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=15 أغسطس 2008 |تاريخ أرشيف=10 فبراير 2010 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20100210140544/http://www.nature.com/nature/journal/v446/n7137/full/446740a.html |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وكذلك عملية [[إدراك بصري|الإبصار]] لدى [[حيوان|الحيوانات]]. ويعمل الباحثون في الوقت الحاضر على العديد من التطبيقات الأخرى المستقبلية في [[علم المعلومات|المعلوماتية]]، مثل الترميز الكمومي و[[حساب كمومي|الحاسوب الكمومي]].
{{-}}

== العلاقة مع المجالات الأخرى ==
[[ملف:فيزياء الرياضيات.jpg|300px|تصغير|يسار|الفرق بين الرياضيات والفيزياء واضح تمامًا، لكنه ليس واضحًا دائمًا، خاصة في الفيزياء الرياضية.]]
=== الحقول الرئيسة ===
توفر ال[[رياضيات]] لغة مدمجة ودقيقة تستخدم لوصف الترتيب في الطبيعة. لوحظ هذا ودافع عنه [[فيثاغورس]]،<ref name="dijksterhuis1986">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Dijksterhuis|1986}}</ref> [[أفلاطون]]،{{للهامش|8}} [[غاليليو غاليلي|غاليليو]]،{{للهامش|9}} و[[إسحاق نيوتن|نيوتن]].

تستخدم الفيزياء الرياضيات<ref name="applicationsofmathematics">{{استشهاد بويب|مسار=http://www.math.niu.edu/~rusin/known-math/index/tour_sci.html |عنوان=Applications of Mathematics to the Sciences |تاريخ=25 January 2000 |تاريخ الوصول=30 January 2012 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20150510112012/http://www.math.niu.edu/~rusin/known-math/index/tour_sci.html |تاريخ أرشيف=2015-05-10 |حالة المسار=dead}}</ref> لتنظيم وصياغة النتائج التجريبية. من هذه النتائج، يمكن حساب حلول دقيقة أو مقدرة، لنتائج كمية يمكن من خلالها التنبؤات الجديدة وتأكيدها أو إنكارها تجريبياً. النتائج من تجارب الفيزياء هي بيانات رقمية، مع وحدات القياس وتقديرات الأخطاء في القياسات. جعلت التقنيات القائمة على الرياضيات، مثل [[حوسبة علمية|الحوسبة]]، [[فيزياء محوسبة|الفيزياء الحاسوبية]] مجالًا نشطًا للبحث.

[[علم الوجود]] هو شرط أساسي للفيزياء، ولكن ليس للرياضيات. وهذا يعني أن الفيزياء تهتم في النهاية بتوصيفات العالم الواقعي، بينما تهتم الرياضيات بأنماط مجردة، حتى خارج العالم الحقيقي. وهكذا تكون البيانات الفيزيائية تركيبية، بينما تكون البيانات الرياضية تحليلية. تحتوي الرياضيات على [[فرضية|فرضيات]]، بينما تحتوي الفيزياء على [[نظرية|نظريات]]. يجب أن تكون عبارات الرياضيات صحيحة منطقيا فقط، في حين أن تنبؤات بيانات الفيزياء يجب أن تتطابق مع البيانات الملاحظة والتجريبية.

التمييز واضح، لكن ليس دائمًا واضح. على سبيل المثال، [[فيزياء رياضية|الفيزياء الرياضية]] هي تطبيق الرياضيات في الفيزياء. طرقها رياضية، ولكن موضوعها مادي.{{للهامش|10}} تبدأ المشكلات في هذا الحقل ب«نموذج رياضي للحالة المادية» (نظام) و«وصف رياضي لقانون مادي» سيُطبَّق على هذا النظام. كل عبارة رياضية تستخدم للحل لها معنى مادي يصعب العثور عليه. الحل الرياضي النهائي له معنى يسهل العثور عليه، لأنه ما يبحث عنه المحلل.

الفيزياء هي فرع من العلوم الأساسية، وليس [[علم تطبيقي|العلوم التطبيقية]]. تسمى الفيزياء أيضًا «العلم الأساسي» لأن موضوع دراسة جميع فروع العلوم الطبيعية مثل [[كيمياء|الكيمياء]] و[[علم الفلك]] و[[جيولوجيا|الجيولوجيا]] و[[علم الأحياء|البيولوجيا]] مقيدة بقوانين الفيزياء،<ref name="feynmanleightonsands1963v1ch3">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Feynman|Leighton|Sands|1963|loc=Chapter 3: "The Relation of Physics to Other Sciences"}}; see also [[اختزالية]] and [[العلوم الخاصة]]</ref> على غرار كيفية تسمية [[كيمياء|الكيمياء]] في كثير من الأحيان بالعلم المركزي بسبب دورها في ربط العلوم الفيزيائية. على سبيل المثال، تدرس الكيمياء خواص المادة وهياكلها وردود أفعالها (تركيز الكيمياء على المقياس الذري يميزها عن الفيزياء). تتشكل الهياكل لأن الجزيئات تمارس قوى كهربائية على بعضها البعض، وتشمل الخصائص الفيزيائية لمواد معينة، وتكون التفاعلات ملزمة بقوانين الفيزياء، مثل الحفاظ على الطاقة والكتلة والشحنة.

تُطبَّق الفيزياء في صناعات مثل ال[[هندسة]] وال[[طب]].

=== التطبيق والتأثير ===
[[ملف:Archimedes-screw one-screw-threads with-ball 3D-view animated small.gif|300px|تصغير|يسار|[[لولب أرخميدس]] آلة بسيطة لضخ المياه.]]
تعتبر [[فيزياء تطبيقية|الفيزياء التطبيقية]] مصطلحًا عامًا لأبحاث الفيزياء وهو مخصص لاستخدام معين. يحتوي منهج الفيزياء التطبيقية عادةً على عدد قليل من الفصول في تخصص تطبيقي، مثل [[جيولوجيا|الجيولوجيا]] أو [[هندسة الكهرباء|الهندسة الكهربائية]]. عادة ما يختلف عن الهندسة في أن الفيزيائي التطبيقي قد لا يصمم شيئًا خاصًا، بل يستخدم الفيزياء أو إجراء أبحاث الفيزياء بهدف تطوير تكنولوجيات جديدة أو حل مشكلة.

النهج مماثل لنهج [[رياضيات تطبيقية|الرياضيات التطبيقية]]. يستخدم علماء الفيزياء التطبيقية الفيزياء في البحث العلمي. على سبيل المثال، قد يسعى الأشخاص الذين يعملون في [[فيزياء المسرعات]] إلى بناء أجهزة الكشف عن الجسيمات بشكل أفضل للبحث في الفيزياء النظرية.

تستخدم الفيزياء بكثافة في ال[[هندسة]]. على سبيل المثال، يستخدم [[السكونيات|علم السكون]]، وهو حقل فرعي من ال[[ميكانيكا]]، في بناء الجسور والهياكل الثابتة الأخرى.<ref>{{استشهاد بكتاب|الأخير=Beer|الأول=Ferdinand|عنوان=Vector Statics For Engineers|ناشر=McGraw Hill|سنة=2004|isbn=0-07-121830-0}}</ref> يؤدي فهم ال[[صوتيات]] واستخدامها إلى التحكم في الصوت وقاعات الحفلات الموسيقية بشكل أفضل؛ وبالمثل، فإن استخدام ال[[بصريات]] يخلق أجهزة بصرية أفضل. إن فهم الفيزياء يجعل أجهزة محاكاة الطيران أكثر واقعية وألعاب الفيديو والأفلام، وغالبًا ما يكون حاسمًا في التحقيقات الجنائية.

مع الإجماع القياسي على أن قوانين الفيزياء عالمية ولا تتغير مع مرور الوقت، يمكن استخدام الفيزياء لدراسة الأشياء التي عادة ما تكون غارقة في عدم اليقين. على سبيل المثال، في دراسة أصل الأرض، يمكن للمرء أن يصور بشكل معقول [[كتلة الأرض]] و[[درجة حرارة|درجة الحرارة]] ومعدل الدوران، كدالة من الزمن تسمح للشخص باستقراء للأمام أو للخلف في الوقت المناسب وبالتالي توقع الأحداث المستقبلية أو السابقة. كما يسمح بإجراء عمليات محاكاة في الهندسة والتي تسرع بشكل كبير من تطوير تقنية جديدة.

ولكن هناك أيضًا العديد من التخصصات المتعددة في أساليب الفيزيائي، حيث تتأثر العديد من المجالات الهامة الأخرى بالفيزياء (على سبيل المثال، مجالات [[فيزياء اقتصادية|الفيزياء الاقتصادية]] و[[فيزياء اجتماعية|الفيزياء الاجتماعية]]).

== البحث ==
=== الطريقة العلمية ===
{{مفصلة|قانون علمي|النظرية العلمية|قوانين العلم}}
يستخدم الفيزيائيون [[المنهج العلمي]] لاختبار صحة النظرية الفيزيائية. باستخدام المنهجية لمقارنة الآثار المترتبة على نظرية ما مع الاستنتاجات المستخلصة من التجارب والملاحظات ذات الصلة، يكون الفيزيائيون أكثر قدرة على اختبار صحة النظرية بطريقة منطقية وغير متحيزة ومتكررة. تحقيقا لهذه الغاية، تُجرى التجارب وإجراء الملاحظات من أجل تحديد صحة أو بطلان النظرية.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأخير=Ellis |مؤلف1-الأول=G. |مؤلف2-الأخير=Silk |مؤلف2-الأول=J. |عنوان=Scientific method: Defend the integrity of physics |صحيفة=Nature |تاريخ=16 December 2014 |المجلد=516 |العدد=7531 |صفحات=321–323 |doi=10.1038/516321a |bibcode=2014Natur.516..321E |pmid=25519115 |df=dmy-all }}</ref>

[[قوانين العلم|القانون العلمي]] عبارة عن بيان شفهي أو رياضي موجز عن العلاقة التي تعبر عن مبدأ أساسي لبعض النظريات، مثل [[قانون الجذب العام لنيوتن|قانون نيوتن للجذب العام]].<ref name="honderich1995pp474-476">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Honderich|1995|pp=474–476}}</ref>

=== النظرية والتجربة ===
[[ملف:Bruce McCandless II during EVA in 1984.jpg|300px|تصغير|يسار|[[رائد فضاء]] و[[الأرض]] كلاهما واقعان تحت تأثير [[سقوط حر (توضيح)|السقوط الحر]].]]
يسعى النظريون إلى تطوير نماذج رياضية تتفق مع التجارب الحالية وتتنبأ بنجاح النتائج التجريبية المستقبلية، في حين أن التجريبيين يبتكرون ويجرون تجارب لاختبار التنبؤات النظرية واستكشاف ظواهر جديدة. على الرغم من تطوير النظرية والتجربة بشكل منفصل، فهي شديدة الاعتماد بعضها على بعض. يحدث التقدم في الفيزياء بشكل متكرر عندما يكتشف علماء التجارب أن النظريات الموجودة لا يمكن تفسيرها، أو عندما تولد نظريات جديدة تنبؤات قابلة للاختبار تجريبيًا، والتي تلهم تجارب جديدة.<ref>{{استشهاد بويب|تاريخ=June 2015 |عنوان=Has theoretical physics moved too far away from experiments? Is the field entering a crisis and, if so, what should we do about it? |مسار=https://www.perimeterinstitute.ca/research/conferences/convergence/roundtable-discussion-questions/has-theoretical-physics-moved-too |ناشر=[[معهد بريمتر للفيزياء النظرية]] |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160421064320/http://www.perimeterinstitute.ca/research/conferences/convergence/roundtable-discussion-questions/has-theoretical-physics-moved-too |تاريخ أرشيف=21 April 2016 }}</ref>

يُطلق على الفيزيائيين الذين يعملون عند التفاعل بين النظرية والتجربة، علماء الظواهر، الذين يدرسون الظواهر المعقدة التي لوحظت في التجربة ويعملون على ربطها بنظرية أساسية.<ref>{{استشهاد بويب|عنوان=Phenomenology |مسار=https://www.mpp.mpg.de/english/research/theory/phenomenologie/index.html |ناشر=[[معهد ماكس بلانك للفيزياء]] |تاريخ الوصول=22 October 2016 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160307105406/https://www.mpp.mpg.de/english/research/theory/phenomenologie/index.html |تاريخ أرشيف=7 March 2016 |حالة المسار=dead}}</ref>

استلهمت الفيزياء النظرية تاريخيا من الفلسفة. وحِّدت ال[[كهرطيسية]] بهذه الطريقة. وراء ال[[الكون|كون]] المعروف، يتعامل مجال [[فيزياء نظرية|الفيزياء النظرية]] أيضًا مع قضايا افتراضية، مثل [[تفسير العوالم المتعددة|الأكوان المتوازية]]، [[تعدد الأكوان|الأكوان المتعددة]]، و[[بعد|الأبعاد العليا]]. يحتج المنظرون بهذه الأفكار على أمل حل مشاكل معينة مع النظريات الموجودة. ثم يستكشفون عواقب هذه الأفكار ويعملون على عمل تنبؤات قابلة للاختبار.

تتوسع الفيزياء التجريبية وتوسعها ال[[هندسة]] وال[[تقانة|تكنولوجيا]]. يقوم الفيزيائيون التجريبيون المشاركون في تصميم البحوث الأساسية وإجراء تجارب على معدات مثل [[مسرع جسيمات|مسرعات الجسيمات]] و[[ليزر|أشعة الليزر]]، بينما يعمل المشاركون في الأبحاث التطبيقية غالبًا في تقنيات تطوير الصناعة مثل [[تصوير بالرنين المغناطيسي|التصوير بالرنين المغناطيسي]] (MRI) وال[[ترانزستور]]ات. لاحظ [[ريتشارد فاينمان|فاينمان]] أن التجريبيين قد يبحثون عن مناطق لا يستكشفها النظريون جيدًا.{{للهامش|11}}

=== النطاق والأهداف ===
[[ملف:Standard Model of Elementary Particles ar.png|300px|تصغير|يسار|لائحة توضح الجسيمات الأولية طبقا للتصنيف القياسي وخواص كل منها.]]
تغطي الفيزياء مجموعة واسعة من الظواهر، من [[جسيم أولي|الجزيئات الأولية]] (مثل ال[[كوارك]]ات وال[[نيوترينو|نيوتريونات]] و[[إلكترون|الإلكترونات]]) إلى أكبر المجموعات الفائقة من ال[[مجرة|مجرات]]. المدرجة في هذه الظواهر هي الأشياء الأساسية التي تشكل كل الأشياء الأخرى. لذلك، تسمى الفيزياء أحيانًا «العلم الأساسي».<ref name="feynmanleightonsands1963v1ch3" /> تهدف الفيزياء إلى وصف الظواهر المختلفة التي تحدث في الطبيعة من حيث الظواهر الأبسط. وبالتالي، تهدف الفيزياء إلى ربط الأشياء التي يمكن ملاحظتها بال[[إنسان|بشر]] بالأسباب الجذرية، ثم ربط هذه الأسباب معًا.

على سبيل المثال، لاحظ ال[[صينيون]] القدامى أن بعض الصخور ([[حجر جيري|الحجر الجيري]] وال[[مغنيتيت|مغنتيت]]) تنجذب إلى بعضها البعض بقوة غير مرئية. سمي هذا التأثير فيما بعد بال[[مغناطيسية]]، والتي تمت دراستها لأول مرة بدقة في [[القرن 17|القرن السابع عشر]]. ولكن حتى قبل اكتشاف الصينيين للمغناطيسية، عرف [[يونانيون|الإغريق]] القدماء عن أشياء أخرى مثل ال[[كهرمان]]، أنه عندما يفرك الفراء من شأنه أن يسبب جاذبية غير مرئية مماثلة بين الاثنين.<ref name=stewart>{{استشهاد بكتاب|الأخير=Stewart |الأول=J. |سنة=2001 |عنوان=Intermediate Electromagnetic Theory |مسار= https://archive.org/details/intermediateelec0000stew |صفحة=[https://archive.org/details/intermediateelec0000stew/page/50 50] |ناشر=World Scientific |isbn=978-981-02-4471-2|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220716150438/https://archive.org/details/intermediateelec0000stew|تاريخ أرشيف=2022-07-16}}</ref> وقد تمت دراسة هذا الأمر أيضًا لأول مرة في القرن السابع عشر وأصبح يسمى ال[[كهرباء]]. وهكذا، أصبحت الفيزياء لفهم ملاحظتين للطبيعة من حيث بعض الأسباب الجذرية (الكهرباء والمغناطيسية). ومع ذلك، كشف المزيد من العمل في القرن التاسع عشر أن هاتين القوتين كانتا مجرد جانبين مختلفين لقوة واحدة وهي ال[[كهرطيسية]]. تستمر عملية «توحيد» القوى هذه اليوم، وتعدالكهرطيسية و[[قوة نووية ضعيفة|القوة النووية الضعيفة]] الآن جانبين من جوانب [[تآثر كهروضعيف|التآثر الكهروضعيف]]. تأمل الفيزياء في إيجاد سبب نهائي ([[نظرية كل شيء]]) لسبب الطبيعة كما هي.<ref>{{استشهاد بكتاب|الأخير=Weinberg |الأول=S. |سنة=1993 |عنوان=Dreams of a Final Theory: The Search for the Fundamental Laws of Nature |مسار=https://archive.org/details/dreamsoffinalthe0000wein |ناشر=Hutchinson Radius |isbn=978-0-09-177395-3| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20220326111513/https://archive.org/details/dreamsoffinalthe0000wein | تاريخ أرشيف = 26 مارس 2022 }}</ref>

=== مجالات البحث ===
يمكن تقسيم البحوث المعاصرة في الفيزياء على نطاق واسع إلى [[فيزياء نووية|الفيزياء النووية]] و[[فيزياء الجسيمات]]؛ [[فيزياء المواد المكثفة]]؛ [[فيزياء ذرية وجزيئية وبصرية|الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية]]؛ [[فيزياء فلكية|الفيزياء الفلكية]] و[[فيزياء تطبيقية|الفيزياء التطبيقية]]. تدعم بعض أقسام الفيزياء أيضًا أبحاث تعليم الفيزياء والتواصل مع الفيزياء.<ref>{{استشهاد بويب|الأخير=Redish |الأول=E. |عنوان=Science and Physics Education Homepages |مسار=http://www.physics.umd.edu/perg/homepages.htm |ناشر=University of Maryland Physics Education Research Group |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160728005227/http://www.physics.umd.edu/perg/homepages.htm |تاريخ أرشيف=28 July 2016 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref>

منذ القرن العشرين، أصبحت مجالات الفيزياء الفردية متخصصة بشكل متزايد، واليوم يعمل معظم الفيزيائيين في حقل واحد طوال حياتهم المهنية. أصبحت ظاهرة «العالميون» مثل [[ألبرت أينشتاين]] (1879-1955) و[[ليف لانداو]] (1908-1968)، الذين عملوا في مجالات متعددة من الفيزياء، نادرة جدًا الآن.

المجالات الرئيسة للبحوث الفيزيائية، جنبا إلى جنب مع الحقول الفرعية والنظريات والمفاهيم التي توظفها، موضحة في الجدول التالي.

{| class="wikitable"
!الحقل || الحقول الفرعية || النظريات الرئيسة || المفاهيم المرتبطة
|-
| [[فيزياء نووية|الفيزياء النووية]] و[[فيزياء الجسيمات]]
| [[فيزياء نووية]]، [[الفيزياء الفلكية النووية]]، [[فيزياء الجسيمات]]، [[فيزياء الجسيمات الفلكية]]، [[دراسة الظواهر|ظواهر فيزياء الجسيمات]]
| [[نظرية النموذج المعياري]]، [[نظرية الحقل الكمومي]]، [[كهروديناميكا كمية]]، [[ديناميكا لونية كمية]]، [[تآثر كهروضعيف]]، [[نظرية الحقل الفعال]]، [[نظرية الحقل الشبكي]]، [[نظرية المقياس الشبكي]]، [[نظرية المقياس]]، [[تناظر فائق]]، [[النظرية الموحدة العظمى]]، [[نظرية الأوتار الفائقة]]، [[نظرية إم|نظرية-إم]]، [[تماثل مكان دي سيتر المضاد ونظرية الحقل الامتثالي|تماثل AdS/CFT]]
| [[قوة أساسية]] ([[جاذبية]]، [[كهرطيسية]]، [[قوة نووية ضعيفة]]، [[تآثر قوي]])، [[جسيم أولي]]، [[لف مغزلي]]، [[مادة مضادة]]، [[كسر التناظر التلقائي]]، [[تذبذب النيوترينو]]، [[آلية التأرجح]]، [[غشاء (فيزياء)|برينات]]، [[أوتار (فيزياء)|أوتار]]، [[جاذبية كمية]]، [[نظرية كل شيء]]، [[طاقة الفراغ]]
|-
| [[فيزياء ذرية وجزيئية وبصرية|الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية]]
| [[فيزياء ذرية]]، [[فيزياء جزيئية]]، [[الفيزياء الفلكية الذرية والجزيئية]]، [[فيزياء كيميائية]]، [[بصريات]]، [[ضوئيات]]
| [[بصريات الكم]]، [[كيمياء الكم]]، [[علم المعلومات الكمية|علم المعلومات الكمومية]]
| [[فوتون]]، [[ذرة]]، [[جزيء]]، [[حيود]]، [[موجة كهرطيسية]]، [[ليزر]]، [[استقطاب (فيزياء)|استقطاب (موجات)]]، [[خط طيفي]]، [[تأثير كازيمير]]
|-
| [[فيزياء المواد المكثفة]]
| [[فيزياء الجوامد|فيزياء الحالة الصلبة]]، [[ضغط عالي|فيزياء الضغط العالي]]، [[تبريد عميق|فيزياء درجات الحرارة المنخفضة]]، [[علم السطوح]]، [[تقانة النانو|مقياس نانوي]] و[[فيزياء الميزوسكوب]]، [[فيزياء البوليمرات]]
| [[نظرية بي سي أس]]، [[نظرية بلوخ]]، [[نظرية الكثافة الوظيفية]]، [[غاز فيرمي]]، [[نظرية تعدد الأجسام]]، [[نظرية سائل فيرمي]]، [[ميكانيكا إحصائية]]
| [[طور (مادة)|طور]] ([[غاز]]، [[سائل]]، [[حالة صلبة]])، [[تكاثف بوز-أينشتاين]]، [[موصلية (كهرباء)|موصلية كهربائية]]، [[فونون]]، [[مغناطيسية]]، [[تنظيم ذاتي]]، [[شبه موصل]]، [[موصلية فائقة]]، [[ميوعة فائقة]]، [[لف مغزلي]]
|-
| [[فيزياء فلكية|الفيزياء الفلكية]]
| [[علم الفلك]]، [[علم القياسات الفلكية]]، [[علم الكون الفيزيائي]]، [[جاذبية]]، [[علم فلك الطاقة العالية]]، [[علوم كوكبية]]، [[بلازما (فيزياء)|فيزياء البلازما]]، [[فيزياء شمسية]]، [[فيزياء الفضاء]]، [[علم الفلك#علم الفلك النجمي|فيزياء فلكية نجمية]]
| [[الانفجار العظيم]]، [[تضخم كوني]]، [[النسبية العامة]]، [[قانون الجذب العام لنيوتن]]، [[نموذج لامبدا-سي دي إم]]، [[هيدروديناميكا مغناطيسية]]
| [[ثقب أسود]]، [[إشعاع خلفي كوني]]، [[وتر كوني|أوتار كونية]]، [[الكون]]، [[طاقة مظلمة]]، [[مادة مظلمة]]، [[مجرة]]، [[جاذبية]]، [[موجة ثقالية]]، [[تفرد جذبوي]]، [[كوكب]]، [[المجموعة الشمسية]]، [[نجم]]، [[مستعر أعظم]]، [[فضاء كوني]]
|-
| [[فيزياء تطبيقية|الفيزياء التطبيقية]]
| colspan="3" | [[فيزياء المسرعات]]، [[علم الصوت]]، [[فيزياء زراعية]]، [[فيزياء الغلاف الجوي]]، [[فيزياء حيوية]]، [[فيزياء كيميائية]]، [[فيزياء اقتصادية]]، [[فيزياء هندسية]]، [[جريان الموائع]]، [[فيزياء الأرض]]، [[علوم الليزر]]، [[علم المواد]]، [[فيزياء طبية]]، [[تقانة النانو|تقنية النانو]]، [[بصريات]]، [[إلكترونيات بصرية|كهرضوئيات]]، [[ضوئيات]]، [[لوح ضوئي|اللوح الضوئي]]، [[كيمياء فيزيائية]]، [[علم المحيطات الفيزيائي]]، [[بلازما (فيزياء)|فيزياء البلازما]]، [[فيزياء الجوامد]]، [[كيمياء الكم]]، [[بصريات الكم]]، [[علم المعلومات الكمية|علم المعلومات الكمومية]]، [[تحريك العربات]]
|}

==== الفيزياء النووية وفيزياء الجسيمات ====
[[ملف:Nagasakibomb.jpg|تصغير|يسار|300بك|السحابة الناتجة من إسقاط قنبلة نووية على [[ناغاساكي (مدينة)|ناجازاكي]] في [[اليابان]] عام 1945.]]
{{مفصلة|فيزياء نووية|فيزياء الجسيمات}}
[[فيزياء الجسيمات]] هي دراسة المكونات الأولية لل[[مادة]] وال[[طاقة]] والتفاعلات بينهما.<ref name="aps-dpf">{{استشهاد بويب|عنوان=Division of Particles & Fields |مسار=https://www.aps.org/units/dpf/index.cfm |ناشر=American Physical Society |تاريخ الوصول=18 October 2012 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160829105655/http://www.aps.org/units/dpf/index.cfm |تاريخ أرشيف=29 August 2016 |df= |حالة المسار=live}}</ref> بالإضافة إلى ذلك، يقوم فيزيائي الجسيمات بتصميم وتطوير مسرعات الطاقة العالية،<ref name="halpern2010">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Halpern|2010}}</ref> و[[مكشاف جسيمات|الكاشفات]]،<ref name="grupen1999">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Grupen|1999}}</ref> وبرامج الحاسوب<ref name="walsh2012">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Walsh|2012}}</ref> اللازمة لهذا البحث. يُسمى الحقل أيضًا «فيزياء الطاقة العالية» لأن العديد من [[جسيم أولي|الجزيئات الأولية]] لا تحدث بشكل طبيعي ولكن تُنشَأ فقط خلال تصادمات الطاقة العالية لجزيئات أخرى.<ref name="iop-hepp">{{استشهاد بويب|عنوان=High Energy Particle Physics Group|مسار=https://www.iop.org/activity/groups/subject/hepp/index.html|ناشر=Institute of Physics|تاريخ الوصول=18 October 2012| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190529024813/http://www.iop.org/activity/groups/subject/hepp/index.html | تاريخ أرشيف = 29 مايو 2019 }}</ref>

حاليا، تُوصَف تفاعلات الجسيمات الأولية والحقول بواسطة [[نظرية النموذج المعياري|النموذج القياسي]].<ref name="oerter2006">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Oerter|2006}}</ref> يفسر النموذج الجزيئات الإثني عشر المعروفة للمادة (ال[[كوارك]]ات وال[[لبتون (توضيح)|لبتونات]]) التي تتفاعل عبر القوى الأساسية القوية والضعيفة والكهرطيسية.<ref name="oerter2006" /> تُوصَف الديناميكيات من حيث جسيمات المادة التي تتبادل بوزونات المقياس (ال[[غلوون|غلونات]]، [[بوزونات دبليو وزد|بوزونات W وZ]]، وال[[فوتون]]ات، على التوالي).<ref name="gribbin1998">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Gribbin|Gribbin|Gribbin|1998}}</ref> يتنبأ النموذج القياسي أيضًا بوجود جسيم يعرف باسم [[بوزون هيغز|بوزون هيجز]]. في [[يوليو]] [[2012]]، أعلنت [[سيرن]]، المختبر الأوروبي لفيزياء الجسيمات، عن اكتشاف جسيم متوافق مع بوزون هيجز،<ref name="eonr-higgs">{{استشهاد بويب|عنوان=CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson |مسار=http://press-archived.web.cern.ch/press-archived/PressReleases/Releases2012/PR17.12E.html |ناشر=[[سيرن]] |تاريخ الوصول=18 October 2012 |تاريخ=4 July 2012 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20121114084952/http://press-archived.web.cern.ch/press-archived/PressReleases/Releases2012/PR17.12E.html |تاريخ أرشيف=14 November 2012 |df=dmy-all |حالة المسار=dead}}</ref> وهو جزء لا يتجزأ من آلية هيجز.

[[فيزياء نووية|الفيزياء النووية]] هي مجال الفيزياء الذي يدرس مكونات وتفاعلات النواة الذرية. التطبيقات الأكثر شيوعًا للفيزياء النووية هي توليد [[طاقة نووية|الطاقة النووية]] وتكنولوجيا [[سلاح نووي|الأسلحة النووية]]، لكن البحث قدم تطبيقًا في العديد من المجالات، بما في ذلك تلك المتعلقة ب[[طب نووي|الطب النووي]] و[[تصوير بالرنين المغناطيسي|تصوير الرنين المغنطيسي]] وزرع الأيونات في [[علم المواد|هندسة المواد]] والتاريخ بالكربون المشع في ال[[جيولوجيا]] و[[علم الآثار]].

==== الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية ====
{{مفصلة|فيزياء ذرية وجزيئية وبصرية}}
[[فيزياء ذرية|الفيزياء الذرية]] و[[فيزياء جزيئية|الجزيئية]] و[[بصريات|البصرية]] (AMO) هي دراسة تفاعلات ال[[مادة]] و[[ضوء|المادة الضوئية]] على مقياس ال[[ذرة|ذرات]] وال[[جزيء|جزيئات]] المفردة. تُجمَّع المناطق الثلاثة معًا نظرًا لعلاقاتها المتبادلة، وتشابه الطرق المستخدمة، وترابط مقاييس الطاقة ذات الصلة. جميع المجالات الثلاثة تشمل كلا من العلاجات التقليدية وشبه التقليدية والكمية؛ يمكنهم علاج موضوعهم من وجهة نظر مجهرية (على عكس وجهة نظر مجهرية).

تدرس [[فيزياء ذرية|الفيزياء الذرية]] [[غلاف تكافؤ|الأغلفة الإلكترونية]] للذرات. يركز البحث الحالي على أنشطة التحكم في الكم، والتبريد، ومحاصرة الذرات والأيونات،<ref>For example, AMO research groups at {{استشهاد بويب|مسار=http://web.mit.edu/physics/research/abcp/areas.html#amo |عنوان=MIT AMO Group |تاريخ الوصول=21 February 2014 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20140227043906/http://web.mit.edu/physics/research/abcp/areas.html#amo |تاريخ أرشيف=27 February 2014 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://physics.korea.ac.kr/research/research_amo.php |عنوان=Korea University, Physics AMO Group |تاريخ الوصول=21 February 2014 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20140301112653/http://physics.korea.ac.kr/research/research_amo.php |تاريخ أرشيف=1 March 2014 |df=dmy-all |حالة المسار=dead}}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://phys.au.dk/forskning/forskningsomraader/atomar-molekylaer-og-optisk-fysik/ |عنوان=Aarhus Universitet, AMO Group |تاريخ الوصول=21 February 2014 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20140307062146/http://phys.au.dk/forskning/forskningsomraader/amo/ |تاريخ أرشيف=7 March 2014 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref> وديناميات التصادم منخفضة الحرارة وتأثير الارتباط الإلكتروني على الهيكل والديناميات. تتأثر الفيزياء الذرية بالنواة، لكن الظواهر داخل النووية مثل الانشطار والاندماج تعتبر جزءًا من [[فيزياء نووية|الفيزياء النووية]].

تركز [[فيزياء جزيئية|الفيزياء الجزيئية]] على الهياكل متعددة الذرات وتفاعلاتها الداخلية والخارجية مع ال[[مادة]] وال[[ضوء]]. تختلف الفيزياء الضوئية عن البصريات من حيث أنها تميل إلى التركيز ليس على التحكم في حقول الضوء التقليدية بواسطة الأجسام المجهرية ولكن على الخصائص الأساسية [[مجال بصري|للمجالات البصرية]] وتفاعلاتها مع المادة في المجال المجهري.

==== فيزياء المواد المكثفة ====
{{مفصلة|فيزياء المواد المكثفة}}
[[ملف:Bose Einstein condensate.png|300px|تصغير|يسار|بيانات توزيع السرعة لغاز ذرات ال[[روبيديوم]]، تؤكد اكتشاف مرحلة جديدة من المادة، [[تكاثف بوز-أينشتاين|مكثفات بوز-أينشتاين]].]]
[[فيزياء المواد المكثفة]] هي مجال الفيزياء الذي يتعامل مع الخواص الفيزيائية العيانية لل[[مادة]].<ref name="taylorheinonen2002">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Taylor|Heinonen|2002}}</ref> على وجه الخصوص، تهتم بالمراحل «المكثفة» التي تظهر كلما كان عدد ال[[جسيم]]ات في النظام كبيرًا للغاية والتفاعلات قوية بينها.<ref name=cohen2008>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Cohen|2008}}</ref>

الأمثلة الأكثر شيوعًا للمراحل المكثفة هي المواد الصلبة والسوائل، والتي تنشأ عن الترابط عن طريق القوة ال[[كهرطيسية]] بين الذرات.<ref name="moore2011">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Moore|2011|pp=255–258}}</ref> تشمل المراحل الأكثر تكثيفًا الغريبة ال[[ميوعة فائقة]]<ref name="leggett1999">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Leggett|1999}}</ref> و[[تكاثف بوز-أينشتاين|مكثفات بوز-أينشتاين]]<ref name="levy2001">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Levy|2001}}</ref> الموجودة في بعض الأنظمة الذرية عند درجة حرارة منخفضة جدًا، ومرحلة [[موصلية فائقة|التوصيل الفائق]] التي تظهرها إلكترونات التوصيل في بعض المواد،<ref name=stajiccoontzosborne2011>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Stajic|Coontz|Osborne|2011}}</ref> والمراحل المغناطيسية والمضادة للحرارة المغناطيسية في الدورات الشبكية الذرية.<ref name="mattis2006">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Mattis|2006}}</ref>

فيزياء المواد المكثفة هي أكبر مجال للفيزياء المعاصرة. تاريخيا، نشأت فيزياء المواد المكثفة من فيزياء الحالة الصلبة، والتي تعتبر الآن واحدة من الحقول الفرعية الرئيسة.<ref name="aps-dcmp">{{استشهاد بويب|مسار=https://www.aps.org/units/dcmp/history.cfm |عنوان=History of Condensed Matter Physics |ناشر=[[الجمعية الفيزيائية الأمريكية]] |تاريخ الوصول=31 March 2014 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20110912081611/http://www.aps.org/units/dcmp/history.cfm |تاريخ أرشيف=12 September 2011 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref> من الواضح أن مصطلح فيزياء المواد المكثفة صاغه [[فيليب أندرسون]] عندما أعاد تسمية مجموعته البحثية -نظرية الحالة الصلبة سابقًا- في عام [[1967]].<ref name="princeton-anderson">{{استشهاد بويب|عنوان=Philip Anderson |مسار=https://phy.princeton.edu/people/display_person.xml?display=faculty&netid=pwa |ناشر=Princeton University, Department of Physics |تاريخ الوصول=15 October 2012 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20111008123438/http://www.princeton.edu/physics/people/display_person.xml?netid=pwa&display=faculty |تاريخ أرشيف=8 October 2011 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref> في عام [[1978]]، تم تغيير اسم قسم [[فيزياء الجوامد|فيزياء الحالة الصلبة]] في [[الجمعية الفيزيائية الأمريكية]] إلى قسم فيزياء المواد المكثفة.<ref name="aps-dcmp" /> فيزياء المواد المكثفة لها تداخل كبير مع ال[[كيمياء]] و[[علم المواد|علوم المواد]] و[[تقانة النانو|تكنولوجيا النانو]] وال[[هندسة]].<ref name="cohen2008" />

==== الفيزياء الفلكية ====
{{مفصلة|فيزياء فلكية}}
[[ملف:Hubble ultra deep field high rez edit1.jpg|300px|تصغير|يسار|أعمق صورة للضوء المرئي لل[[الكون|كون]]، [[حقل هابل العميق الفائق]].]]
[[فيزياء فلكية|الفيزياء الفلكية]] و[[علم الفلك]] هما تطبيق نظريات وأساليب الفيزياء على دراسة البنية ال[[نجم]]ية، وتطور النجوم، وأصل [[المجموعة الشمسية|النظام الشمسي]]، والمشاكل المتعلقة ب[[علم أوصاف الكون|علم الكونيات]]. نظرًا لأن الفيزياء الفلكية موضوع واسع، يطبق الفيزيائيون في العادة العديد من تخصصات الفيزياء، بما في ذلك ال[[ميكانيكا]] وال[[كهرطيسية]] و[[ميكانيكا إحصائية|الميكانيكا الإحصائية]] و[[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] وال[[ميكانيكا الكم]]ومية وال[[نظرية النسبية|نسبية]] و[[فيزياء نووية|الفيزياء النووية]] و[[فيزياء ذرية|الفيزياء الذرية]] و[[فيزياء جزيئية|الجزيئية]].

اكتشاف [[كارل جانسكي]] في عام [[1931]] أن الإشارات الراديوية المنبعثة من الأجرام السماوية قد بدأ [[علم الفلك الراديوي]]. في الآونة الأخيرة، تُوسَّع حدود علم الفلك عن طريق استكشاف الفضاء. الاضطرابات والتداخل من [[غلاف الأرض الجوي|الغلاف الجوي للأرض]] يجعل الرصدات الفضائية ضرورية لعلم [[الأشعة تحت الحمراء]]، و[[الأشعة فوق البنفسجية]]، و[[أشعة غاما|غاما]]، و[[أشعة سينية|الأشعة السينية]].

[[علم الكون الفيزيائي]] هو دراسة تكوين ال[[الكون|كون]] وتطوره على مقاييسه الأكبر. تلعب [[نظرية النسبية]] [[ألبرت أينشتاين|لألبرت أينشتاين]] دورًا رئيسيًا في كل النظريات الكونية الحديثة. في أوائل القرن العشرين، اكتشاف [[إدوين هابل|هابل]] أن الكون يتسع، كما هو موضح في مخطط هابل، تفسيرات متنافسة معروفة باسم عالم الحالة المستقرة و[[الانفجار العظيم]].<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://manoa.hawaii.edu/astronomy/bs-in-astrophysics/ |عنوان=BS in Astrophysics |ناشر=University of Hawaii at Manoa |تاريخ الوصول=14 Oct 2016 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160404195943/http://manoa.hawaii.edu/astronomy/bs-in-astrophysics/ |تاريخ أرشيف=4 April 2016 }}</ref>

أكِّد [[الانفجار العظيم]] من خلال نجاح [[تخليق الانفجار العظيم النووي]] واكتشاف [[إشعاع الخلفية الكونية الميكروي]] في عام [[1964]]. يعتمد نموذج الانفجار العظيم على ركيزتين نظريتين: [[النسبية العامة]] لألبرت أينشتاين و[[مبدأ كوني|المبدأ الكوني]]. أنشأ علماء الكونيات مؤخرًا [[نموذج لامبدا-سي دي إم]] لتطور الكون، والذي يشمل التضخم الكوني و[[طاقة مظلمة|الطاقة المظلمة]] و[[مادة مظلمة|المادة المظلمة]].

من المتوقع ظهور العديد من الاحتمالات والاكتشافات من بيانات جديدة من [[مرصد فيرمي الفضائي لأشعة غاما]] على مدى العقد المقبل وتنقيح أو توضيح النماذج الحالية للكون بشكل كبير.<ref name="nasa-glast">{{استشهاد بويب|مسار=https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/questions_answers.html |عنوان=NASA – Q&A on the GLAST Mission |تاريخ الوصول=29 April 2009 |موقع=Nasa: Fermi Gamma-ray Space Telescope |ناشر=[[ناسا]] |تاريخ=28 August 2008 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20090425121001/http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/questions_answers.html |تاريخ أرشيف=25 April 2009 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref><ref>See also [https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/index.html Nasa – Fermi Science] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100403041501/http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/index.html |date=3 April 2010 }} and [http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/unidentified_sources.html NASA – Scientists Predict Major Discoveries for GLAST] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090302071338/http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/unidentified_sources.html |date=2 March 2009 }}.</ref> على وجه الخصوص، إمكانية اكتشاف هائل حول المادة المظلمة ممكنة على مدى السنوات القليلة القادمة.<ref name="nasa-glast-darkmatter">{{استشهاد بويب|مسار=https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/dark_matter.html |عنوان=Dark Matter |ناشر=[[ناسا]] |تاريخ=28 August 2008 |تاريخ الوصول=30 January 2012 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20120113060142/http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/dark_matter.html |تاريخ أرشيف=13 January 2012 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref> سوف يبحث فيرمي عن دليل على أن المادة المظلمة تتألف من [[جسيمات التفاعل الضعيف الضخمة]]، لتكمل تجارب مماثلة مع [[مصادم الهدرونات الكبير]] وكاشفات أخرى تحت الأرض.

==== الفيزياء التطبيقية ====
{{مفصلة|فيزياء تطبيقية}}
[[فيزياء تطبيقية|الفيزياء التطبيقية]] هي تطبيق النظريات الفيزيائية على حل المشكلات. وتعني استخدام المعرفة النظرية لخصائص الأجسام المادية بقصد تحقيق هدف تقني أو عملي معين. وعادة ما يعتبر أيضًا جسرًا أو صلة بين الفيزياء وال[[هندسة]].

تتميز كلمة «التطبيقية» عن «البحتة» بمجموعة دقيقة من العوامل، مثل دوافع الباحثين وموقفهم وطبيعة العلاقة بالتكنولوجيا أو العلم التي قد تتأثر بالعمل. الفيزياء التطبيقية متجذرة في الحقائق الأساسية والمفاهيم الأساسية للعلوم الفيزيائية، ولكنها تهتم باستخدام المبادئ العلمية في الأجهزة والأنظمة العملية، وفي تطبيق الفيزياء في مجالات العلوم الأخرى.<ref>{{استشهاد بويب |عنوان=General Information on Applied Physics |مسار=http://www.stanford.edu/dept/app-physics/general/ |ناشر=Stanford Department of Applied Physics |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20070307121331/http://www.stanford.edu/dept/app-physics/general/ |تاريخ أرشيف=7 March 2007}}</ref>

===== الفيزياء الطبية =====
[[ملف:ECG principle slow.gif|300px|تصغير|يسار|رسم توضيحي ل[[تخطيط كهربائية القلب]].]]
{{مفصلة|فيزياء طبية}}
[[فيزياء طبية|الفيزياء الطبية]] (وتسمى أيضًا الفيزياء الطبية الحيوية، الفيزياء الحيوية الطبية، الفيزياء التطبيقية في الطب، تطبيقات الفيزياء في العلوم الطبية، الفيزياء الإشعاعية أو الفيزياء الراديوية بالمستشفيات)<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://medbio.utoronto.ca/|عنوان=Department of Medical Biophysics|موقع=utoronto.ca| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190523151006/http://medbio.utoronto.ca/ | تاريخ أرشيف = 23 مايو 2019 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://www.uwo.ca/biophysics/|عنوان=Medical Biophysics - Western University|موقع=uwo.ca|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20130703211143/http://www.uwo.ca/biophysics/|تاريخ أرشيف=2013-07-03|df=|حالة المسار=dead}}</ref><ref>[http://www.bmp.ucla.edu/ UCLA Biomedical Physics Graduate Program] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181001011746/http://www.bmp.ucla.edu/ |date=01 أكتوبر 2018}}</ref> هي بشكل عام تطبيق مفاهيم الفيزياء والنظريات وأساليب ال[[طب]] أو [[رعاية صحية|الرعاية الصحية]]. يمكن العثور على أقسام الفيزياء الطبية في ال[[مستشفى|مستشفيات]] أو ال[[جامعة|جامعات]].

في حالة العمل في ال[[مستشفى]]، فإن المصطلح «فيزيائي طبي» هو عنوان مهنة رعاية صحية محددة، وعادة ما يعمل داخل المستشفى. غالبًا ما يوجد علماء الفيزياء الطبية في تخصصات الرعاية الصحية التالية: [[أشعة تشخيصية|الأشعة التشخيصية]] والتداخلية (المعروفة أيضًا باسم التصوير الطبي) و[[طب نووي|الطب النووي]] و[[وقاية من الإشعاع|الوقاية من الإشعاع]] و[[علاج بالأشعة|علاج الأورام بالإشعاع]].

أقسام التخصص في ال[[جامعة]] هي من نوعين. النوع الأول يهتم بإعداد الطلاب لمهنة كفيزيائي طبي في المستشفى ويركز البحث على تحسين ممارسة المهنة. أما النوع الثاني (يسمى بشكل متزايد «[[فيزياء طبية|فيزياء الطب الحيوي]]»)<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://physics.clas.wayne.edu/biomedical/index.php|عنوان=Welcome|موقع=wayne.edu|تاريخ الوصول=2013-07-01|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20130812133231/http://physics.clas.wayne.edu/biomedical/index.php|تاريخ أرشيف=2013-08-12|df=|حالة المسار=dead}}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://www.fresnostate.edu/csm/medicalphysics/index.html|عنوان=Medical Physics|موقع=fresnostate.edu| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190603010052/http://www.fresnostate.edu/csm/medicalphysics/index.html | تاريخ أرشيف = 3 يونيو 2019 }}</ref>
فيحتوي على نطاق أوسع بكثير وقد يشمل البحث في أي تطبيقات للفيزياء على الطب من دراسة [[جزيء حيوي|التركيب الجزيئي الحيوي]] إلى [[مجهرية|الفحص المجهري]] و[[طب النانو|الطب النانوي]]. على سبيل المثال، نظري الفيزياء [[ريتشارد فاينمان]] تحدث حول مستقبل [[طب النانو|الطب النانوي]]. كتب عن فكرة الاستخدام الطبي [[آلة جزيئية|للآلات البيولوجية]]. اقترح فاينمان وألبرت هيبس أن بعض آلات الإصلاح قد يُخفَّض حجمها في يوم من الأيام إلى الحد الذي يصبح من الممكن (كما قال فاينمان) «أن يكون بحجم نانوي». نوقشت الفكرة في مقالة فينمان لعام 1959 «هناك مساحة كافية في الأسفل».<ref>{{استشهاد بويب
 |مسار          = https://www.its.caltech.edu/~feynman/plenty.html
 |عنوان        = There's Plenty of Room at the Bottom
 |مؤلف       = Richard P. Feynman
 |تاريخ         = December 1959
 |تاريخ الوصول   = March 2010
 |مسار أرشيف  = https://web.archive.org/web/20100216140725/http://www.its.caltech.edu/~feynman/plenty.html
 |تاريخ أرشيف = 2010-02-16
 |df           = 
|حالة المسار=dead}}</ref>

===== تكنولوجيا النانو =====
{{مفصلة|تقانة النانو}}
'''تقانة الجزيئات متناهية الصغر''' أو '''تقانة الصغائر''' أو '''تقانة النانو''' هي العلم الذي يهتم بدراسة معالجة المادة على المقياس [[ذرة|الذري]] و[[جزيء|الجزيئي]].<ref>[https://www.thedailystar.net/news-detail-230436 Apply nanotech to up industrial, agri output] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120426122818/http://www.thedailystar.net/newDesign/news-details.php?nid=230436|date=2012-04-26}}, {{Ill-WD2|''The Daily Star'' (Bangladesh)|id=Q1586163}}, 17 April 2012. {{استشهاد بويب
| مسار = https://www.thedailystar.net/news-detail-230436
| عنوان = نسخة مؤرشفة
| تاريخ الوصول = 23 ديسمبر 2017
| تاريخ أرشيف = 27 أكتوبر 2012
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20121027073150/http://www.thedailystar.net/newDesign/news-details.php?nid=230436
| حالة المسار = bot: unknown
}}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://www.photonicsonline.com/doc/wireless-nanocrystals-efficiently-radiate-vis-0002|عنوان=Wireless Nanocrystals Efficiently Radiate Visible Light|ناشر=|تاريخ الوصول=5 August 2015|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20121114102922/http://www.photonicsonline.com/doc.mvc/Wireless-Nanocrystals-Efficiently-Radiate-Vis-0002|تاريخ أرشيف=14 November 2012|df=|حالة المسار=live}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة | مؤلف1-الأخير = Mashaghi | مؤلف1-الأول = S. | مؤلف2-الأخير = Jadidi | مؤلف2-الأول = T. | مؤلف3-الأخير = Koenderink | مؤلف3-الأول = G. | مؤلف4-الأخير = Mashaghi | مؤلف4-الأول = A. | عنوان = Lipid Nanotechnology | مسار = https://www.mdpi.com/1422-0067/14/2/4242 | صحيفة = Int. J. Mol. Sci. | المجلد = 2013 | العدد = 14 | صفحات = 4242–4282 | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130927141957/http://www.mdpi.com/1422-0067/14/2/4242 | تاريخ أرشيف = 2013-09-27 | df =  |حالة المسار=live}}</ref> تهتم تقانة النانو بابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها [[نانومتر|بالنانومتر]] وهو جزء من الألف من [[ميكرومتر|الميكرومتر]] أي جزء من المليون من [[مليمتر|الميليمتر]].
عادة تتعامل تقانة النانو مع قياسات بين 1 إلى 100 [[نانومتر]] أي تتعامل مع تجمعات [[ذرة|ذرية]] تتراوح بين خمس ذرات إلى ألف ذرة. وهي أبعاد أقل كثيرا من أبعاد [[بكتيريا|البكتيريا]] و[[خلية|الخلية الحية]]. حتى الآن لا تختص هذه التقنية ب[[علم الأحياء]] بل تهتم ب[[خواص المواد]]، وتتنوع مجالاتها بشكل واسع من [[شبه موصل|أشباه الموصلات]] إلى طرق حديثة تماما معتمدة على [[تجميع ذاتي|التجميع الذاتي الجزيئي]].<ref name=Engines1>{{استشهاد بكتاب|الأخير=Drexler|الأول=K. Eric|عنوان=Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology|مسار=https://archive.org/details/enginesofcreatio00drex|التسجيل=registration|سنة=1986|ناشر=Doubleday|isbn=978-0-385-19973-5| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20201108055638/https://archive.org/details/enginesofcreatio00drex | تاريخ أرشيف = 8 نوفمبر 2020 }}</ref><ref name=Nanotsystems>{{استشهاد بكتاب|الأخير=Drexler|الأول=K. Eric|عنوان=Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation|مسار=https://archive.org/details/nanosystemsmolec0000drex|سنة=1992|ناشر=John Wiley & Sons|مكان=New York|isbn=978-0-471-57547-4| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20220326114922/https://archive.org/details/nanosystemsmolec0000drex | تاريخ أرشيف = 26 مارس 2022 }}</ref> هذا التحديد بالقياس يقابله اتساع في طبيعة المواد المستخدمة، فتقانة النانو تتعامل مع أي ظواهر أو بنايات على مستوى النانو الصغير. مثل هذه الظواهر النانوية يمكن أن تتضمن [[تقييد كمومي|التقييد الكمي]] التي تؤدي إلى ظواهر [[كهرطيسية]] وبصرية جديدة للمادة التي يبلغ حجمها بين حجم [[جزيء|الجزيء]] وحجم المادة الصلبة المرئي. تتضمن الظواهر النانوية أيضا [[تأثير غيبس طومسون]] وهو انخفاض درجة انصهار مادة ما عندما يصبح قياسها نانويا، أما عن بنايات النانو فأهمها [[أنابيب نانوية كربونية|أنابيب النانو الكربونية]].<ref>K. Jensen, W. Mickelson, A. Kis, and A. Zettl. Buckling and kinking force measurements on individual multiwalled carbon nanotubes. Phys. Rev. B 76, 195436 (2007)</ref>

=== البحوث الحالية ===
[[ملف:Feynman'sDiagram.JPG|300px|تصغير|يسار|[[مخطط فاينمان]] سمي باسم [[ريتشارد فاينمان]].]]

في [[فيزياء المواد المكثفة]]، تتمثل المشكلة النظرية المهمة التي لم تُحل في مشكلة [[توصيل فائق عند درجات حرارة مرتفعة|الموصلية الفائقة عالية الحرارة]].<ref name=Legg2006>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأخير=Leggett |مؤلف1-الأول=A.J. |سنة=2006 |عنوان=What DO we know about high ''T''<sub>c</sub>? |مسار=http://leopard.physics.ucdavis.edu/rts/p242/nphys254.pdf |صحيفة=[[Nature Physics]] |المجلد=2 |العدد=3 |صفحات=134–136 |bibcode=2006NatPh...2..134L |doi=10.1038/nphys254 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20100610183622/http://leopard.physics.ucdavis.edu/rts/p242/nphys254.pdf |تاريخ أرشيف=10 June 2010 |df=dmy-all |حالة المسار=dead}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100610183622/http://leopard.physics.ucdavis.edu/rts/p242/nphys254.pdf |date=10 يونيو 2010}}</ref> تهدف العديد من تجارب المواد المكثفة إلى تصنيع [[إلكترونيات دورانية|الإلكترونيات الدورانية]] القابلة للتطبيق وأجهزة [[حساب كمومي|الحاسوب الكمومية]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف1-الأخير=Wolf |مؤلف1-الأول=S.A. |مؤلف2-الأخير=Chtchelkanova |مؤلف2-الأول=A.Y. |مؤلف3-الأخير=Treger |مؤلف3-الأول=D.M. |عنوان=Spintronics—A retrospective and perspective |مسار=https://archive.org/details/sim_ibm-journal-of-research-and-development_2006-01_50_1/page/101 |صحيفة=[[IBM Journal of Research and Development]] |المجلد=50 |صفحات=101–110 |سنة=2006 |doi=10.1147/rd.501.0101}}</ref>

في [[فيزياء الجسيمات]]، بدأت تظهر الأجزاء الأولى من الأدلة التجريبية للفيزياء خارج [[نظرية النموذج المعياري|النموذج القياسي]]. وفي مقدمة هذه الدلائل تشير إلى أن [[نيوترينو|النيوترونات]] لها كتلة غير صفرية. يبدو أن هذه النتائج التجريبية قد حلت [[مشكلة نيوترينو الشمس]] التي طال أمدها، ولا تزال فيزياء النيوتريونات الضخمة مجالًا للبحث النظري والتجريبي النشط. عثر [[مصادم الهدرونات الكبير]] على [[بوزون هيغز]]، لكن الأبحاث المستقبلية تهدف إلى إثبات أو دحض [[تناظر فائق|التناظر الفائق]]، الذي يوسع النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. البحث عن طبيعة الألغاز الرئيسية [[مادة مظلمة|للمادة المظلمة]] و[[طاقة مظلمة|الطاقة المظلمة]] مستمر أيضًا في الوقت الحالي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأخير=Gibney |مؤلف1-الأول=E. |سنة=2015 |عنوان=LHC 2.0: A new view of the Universe |صحيفة=[[نيتشر (مجلة)]] |المجلد=519 |العدد=7542 |صفحات=142–143 |doi=10.1038/519142a |bibcode=2015Natur.519..142G |pmid=25762263 |df=dmy-all }}</ref>

المحاولات النظرية لتوحيد [[ميكانيكا الكم]] و[[النسبية العامة]] في نظرية واحدة ل[[جاذبية كمية|جاذبية الكم]]، وهو برنامج مستمر منذ أكثر من نصف قرن، لم يُحسَم بعد. المرشحين الرئيسيين الحاليين للحل هم [[نظرية إم]]، [[نظرية الأوتار الفائقة]] و[[جاذبية كمية حلقية|الثقالة الكمومية الحلقية]].

لم تُفسَّر العديد من الظواهر الفلكية والكونية تفسيراً مرضياً، بما في ذلك أصل الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة، و[[تباين الباريون|عدم تناسق الباريون]]، و[[تسارع توسع الكون]] و[[منحنى دوران مجرة|معدلات الدوران الشاذة للمجرات]].

مع أن التقدم الذي أُحرِز في [[فيزياء الجسيمات]] و[[ميكانيكا الكم|الكم]] و[[فيزياء فلكية|الفيزياء الفلكية]] كبير، إلا أن العديد من الظواهر اليومية التي تنطوي على [[نظام معقد|التعقيد]]<ref name="nrc1997v9p161">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|National Research Council|Committee on Technology for Future Naval Forces|1997|p=161}}</ref> أو [[نظرية فوضى الكون|الفوضى]]<ref name="kellert1993p32">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Kellert|1993|p=32}}</ref> أو [[جريان مضطرب|الاضطراب]]<ref name="eames-quoting-feynman">{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأخير=Eames |مؤلف1-الأول=I. |مؤلف2-الأخير=Flor |مؤلف2-الأول=J.B. |سنة=2011 |عنوان=New developments in understanding interfacial processes in turbulent flows |مسار=https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsta.2010.0332 |صحيفة=[[Philosophical Transactions of the Royal Society A]] |المجلد=369 |العدد=1937 |صفحات=702–705 |bibcode=2011RSPTA.369..702E |doi=10.1098/rsta.2010.0332 |pmid=21242127 |اقتباس=Richard Feynman said that 'Turbulence is the most important unsolved problem of classical physics' |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160817230613/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/369/1937/702 |تاريخ أرشيف=17 August 2016 |df=dmy-all |حالة المسار=live}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181119132538/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/369/1937/702 |date=19 نوفمبر 2018}}</ref> لا تزال غير مفهومة جيدًا. المشاكل المعقدة التي تبدو وكأنها يمكن حلها عن طريق تطبيق ذكي للديناميات والميكانيكا تبقى دون حل؛ ومن الأمثلة على ذلك تشكيل الكتل الرملية والعقد في المياه المتدفقة وشكل قطرات الماء وآليات [[نظرية الكارثة (رياضيات)|كوارث]] [[توتر سطحي|التوتر السطحي]] والفرز الذاتي في مجموعات متجانسة غير متجانسة.<ref>See the work of [[إيليا بريغوجين]], on 'systems far from equilibrium', and others, e.g., {{استشهاد بكتاب|مؤلف1=National Research Council |مؤلف2=Board on Physics and Astronomy |مؤلف3=Committee on CMMP 2010 |سنة=2010 |الفصل=What happens far from equilibrium and why |مسار الفصل=https://www.nap.edu/read/11967/chapter/7 |عنوان=Condensed-Matter and Materials Physics: the science of the world around us |صحيفة=Condensed-Matter and Materials Physics: The Science of the World Around Us (National Academies Press, Washington, DC |المجلد=2007 |صفحات=91–110 |arxiv=1009.4874 |doi=10.17226/11967 |isbn=978-0-309-10969-7 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20161104001321/https://www.nap.edu/read/11967/chapter/7 |تاريخ أرشيف=4 November 2016 |df=dmy-all |حالة المسار=live}}</ref>

حظيت هذه الظواهر المعقدة باهتمام متزايد منذ سبعينيات القرن الماضي لعدة أسباب، بما في ذلك توافر الأساليب الرياضية الحديثة وأجهزة الحاسوب، والتي مكنت من صياغة [[نظام معقد|النظم المعقدة]] بطرق جديدة. أصبحت الفيزياء المعقدة جزءًا من الأبحاث متعددة التخصصات على نحو متزايد، كما يتضح من دراسة الاضطراب في الديناميكا الهوائية ومراقبة تكوين الأنماط في النظم البيولوجية. في المراجعة السنوية لعام 1932 ل[[ميكانيكا الموائع]]، قال [[هوراس لامب]]:<ref name="goldstein1969">{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Goldstein|1969}}</ref>

{{اقتباس|أنا رجل عجوز الآن، وعندما أموت وأذهب إلى الجنة، هناك أمران آمل في التنوير عنهما؛ الأول هو [[كهروديناميكا كمية|الديناميكا الكهربائية الكمية]]، والآخر هو [[جريان مضطرب|الجريان المضطرب]] للسوائل، وحول ما سبق أنا متفائل إلى حد ما.}}

== التعليم ==
{{مفصلة|تعليم الفيزياء}}
يشير تعليم الفيزياء إلى طرق ال[[تعليم]] المستخدمة حاليًا ل[[تدريس]] الفيزياء. تسمى المهنة معلم الفيزياء أو مدرس الفيزياء. يشير [[بحث تعليم الفيزياء]] إلى مجال البحث التربوي الذي يسعى إلى تحسين تلك الأساليب. تاريخيًا، جرى تدريس الفيزياء على مستوى المدرسة الثانوية والكلية بشكل أساسي من خلال طريقة المحاضرة جنبًا إلى جنب مع التدريبات المعملية التي تهدف إلى التحقق من المفاهيم التي تدرس في المحاضرات. تستوعب هذه المفاهيم بشكل أفضل عندما تكون المحاضرات مصحوبة بالشرح والتجارب العملية والأسئلة التي تتطلب من الطلاب التفكير في ما سيحدث في التجربة ولماذا. يتعلم الطلاب الذين يشاركون في [[تعلم نشط|التعلم النشط]] على سبيل المثال من خلال التجارب العملية من خلال اكتشاف الذات. عن طريق التجربة والخطأ يتعلمون تغيير تصوراتهم المسبقة حول الظواهر في الفيزياء واكتشاف المفاهيم الأساسية. يعد تعليم الفيزياء جزءًا من المجال الأوسع ل[[تعليم العلوم]].

== المهنة ==
{{مفصلة|فيزيائي}}
الفيزيائي هو [[عالم (مهنة)|عالم]] متخصص في مجال الفيزياء، والذي يشمل تفاعلات المادة والطاقة في جميع مقاييس الطول والوقت في الكون المادي.<ref name="Rosen">{{استشهاد بكتاب|الأخير=Rosen|الأول=Joe|تاريخ=2009|عنوان=Encyclopedia of Physics|ناشر=Infobase Publishing|صفحة=247}}</ref><ref>{{MerriamWebsterDictionary|physicist}} "a scientist who studies or is a specialist in physics"</ref> يهتم الفيزيائيون عمومًا بالأسباب الجذرية أو النهائية [[ظاهرة|للظواهر]]، وعادة ما يؤطرون فهمهم من منظور رياضي. يعمل الفيزيائيون عبر مجموعة واسعة من مجالات البحث، تمتد على جميع المقاييس الطول: من فيزياء ما دون ال[[ذرة]] و[[فيزياء الجسيمات|الجسيمات]]، من خلال [[فيزياء حيوية|الفيزياء الحيوية]]، إلى مقاييس الطول [[علم الكون الفيزيائي|الكونية]] التي تشمل [[فضاء كوني|الكون]] ككل. يشتمل المجال بشكل عام على نوعين من الفيزيائيين: [[فيزياء تجريبية|الفيزيائيون التجريبيون]] المتخصصون في مراقبة الظواهر الطبيعية وتطوير التجارب وتحليلها، و[[فيزياء نظرية|الفيزيائيون النظريون]] المتخصصون في النمذجة الرياضية للأنظمة الفيزيائية لترشيد الظواهر الطبيعية وشرحها والتنبؤ بها.<ref name="Rosen" />

يمكن للفيزيائيين تطبيق معرفتهم لحل المشكلات العملية أو تطوير تقانات جديدة (تُعرف أيضًا باسم [[فيزياء تطبيقية|الفيزياء التطبيقية]] أو [[فيزياء هندسية|الفيزياء الهندسية]]).<ref>{{استشهاد بويب|مسار= https://www.aip.org/sites/default/files/statistics/phd-plus-10/physprivsect-chap9.pdf|عنوان=Industrial Physicists: Primarily specializing in Physics|تاريخ=October 2016|ناشر=American Institute for Physics|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230328025732/https://www.aip.org/sites/default/files/statistics/phd-plus-10/physprivsect-chap9.pdf|تاريخ أرشيف=2023-03-28}}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار= https://www.aip.org/sites/default/files/statistics/phd-plus-10/physprivsect-chap7.pdf|عنوان=Industrial Physicists: Primarily specializing in Engineering|تاريخ=October 2016|ناشر=American Institute for Physics|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230328025732/https://www.aip.org/sites/default/files/statistics/phd-plus-10/physprivsect-chap7.pdf|تاريخ أرشيف=2023-03-28}}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار= https://www.aip.org/sites/default/files/statistics/phd-plus-10/physprivsect-chap11.pdf|عنوان=Industrial Physicists: Primarily specializing outside of STEM sectors|تاريخ=October 2016|ناشر=American Institute for Physics|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230328025732/https://www.aip.org/sites/default/files/statistics/phd-plus-10/physprivsect-chap11.pdf|تاريخ أرشيف=2023-03-28}}</ref>

== انظر أيضًا ==
{{أعمدة متعددة}}
* [[فيزياء رياضية]]
* [[العلاقة بين الرياضيات والفيزياء]]
* [[فلسفة الفيزياء]]
* [[ظاهرة فيزيائية]]
{{فاصل أعمدة متعددة}}
* [[تعليم الفيزياء]]
* [[الجدول الزمني لاكتشافات الفيزياء الأساسية]]
* [[قائمة الكميات الفيزيائية]]
* [[قائمة الرموز المستخدمة في الفيزياء]]
{{فاصل أعمدة متعددة}}
* [[الفيزياء أولا]]
* [[الاتحاد الدولي للفيزياء البحتة والتطبيقية]]
* [[جائزة نوبل في الفيزياء]]
* [[السنة الدولية للفيزياء]]
{{نهاية أعمدة متعددة}}

== الهوامش ==
<div style="height: 250px; overflow: auto; padding: 3px" >
{{هامش|1}}. «[[علوم فيزيائية|العلوم الفيزيائية]] هي قسم المعرفة الذي يرتبط بمفاهيم الطبيعة، أو بمعنى آخر، التسلسل المنتظم للأحداث.»<ref>{{Harvard citation|Maxwell|1878|p=9}}</ref>

{{هامش|2}}. «إذا حدثت بعض الكوارث، واختفت كل المعرفة العلمية باستثناء جملة واحدة ما هو هذا البيان الذي يحتوي على معظم المعلومات في أقل عدد من الكلمات؟ أعتقد أن ذلك البيان سيكون... أن كل الأشياء تتكون من ذرات؛ جسيمات صغيرة تتحرك في حركة دائمة، وتجذب بعضها البعض عندما تكون على مسافة قصيرة، ولكنها تتنافر عند الضغط على بعضها البعض...»<ref>{{Harvard citation|Feynman|Leighton|Sands|1963|p=I-2}}</ref>

{{هامش|3}}. مقولة مجازية تنسب للفيلسوف الفرنسي [[رينيه ديكارت|ديكارت]]: «أعطني المادة والحركة، وسأبني لك الكون.»

{{هامش|4}}. "من أجل فهم أفضل لمدى توضيح مظاهر أرسطو الحاسمة، في رأيي، قد ننكر كل من افتراضاته. وأولًا، أشك بشدة في أن أرسطو قد اختبر من خلال التجربة ما إذا كان صحيحًا أن حجرين، أحدهما يزن عشرة أضعاف وزن الآخر، إذا سمح له بالسقوط، في نفس الوقت، من ارتفاع، على سبيل المثال، 100 ذراعا، سوف تختلف في السرعة بحيث عندما يصل الأثقل إلى الأرض، لن يكون الآخر سقط أكثر من 10 ذراعا.
* يبدو أن لغته تشير إلى أنه قد جرب التجربة، لأنه يقول: إننا نرى الأثقل؛ الآن تظهر الكلمة انظر أنه قام بالتجربة.
* لكنني، أؤكد لكم أن كرة مدفع تزن مائة أو مائتي رطل، أو حتى أكثر، لن تصل إلى الأرض بقدر امتدادها قبل كرة مسك تزن نصف رطل فقط، شريطة يُسقَط كليهما من ارتفاع 200 ذراعا."<ref>[[غاليليو غاليلي]] (1638) ''[[Two New Sciences]]''</ref>

{{هامش|5}}. هذه المسلمة في الحقيقة تعميم لنظرية نسبية [[غاليليو غاليلي]]، فعلى سبيل المثال شخص يركب عربة معزولة عن العالم الخارجي بإحكام، ومتحركة بسرعة ثابتة، لا يمكنه إجراء أي تجربة تمكنه من معرفة سرعته المطلقة، وإلا فإن العربة تصبح إطارا مرجعيا مطلقا وهو أمر غير ممكن حسب هذه المسلمة.

{{هامش|6}}. [[:en:Stress–energy tensor|Stress–energy tensor]].

{{هامش|7}}. «لكل من الأطوال الموجية الكبيرة والصغيرة، كل من المادة والإشعاع لهما جوانب جسيمية وموجية... لكن الجوانب الموجية تصبح حركتها أكثر صعوبة حيث تصبح أطوالها الموجية أقصر.... بالنسبة للجسيمات العيانية العادية تكون الكتلة كبيرة بحيث يكون الزخم دائمًا كبيرًا بما يكفي لجعل الطول الموجي ل[[موجة مادية]] صغيرًا بما يكفي ليكون خارج نطاق الاكتشاف التجريبي، وتسود الميكانيكا الكلاسيكية.»<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles|مؤلف1=R. Eisberg|مؤلف2=R. Resnick|lastauthoramp=yes|ناشر=John Wiley & Sons|طبعة=2nd|سنة=1985|isbn=978-0-471-87373-0|صفحات=[https://archive.org/details/quantumphysicsof00eisb/page/59 59–60]|اقتباس=|مسار=https://archive.org/details/quantumphysicsof00eisb/page/59| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20191217035835/https://archive.org/details/quantumphysicsof00eisb/page/59 | تاريخ أرشيف = 17 ديسمبر 2019}}</ref>

{{هامش|8}}. «على الرغم من أنه عادة ما يُذكر اليوم بصفة [[فيلسوف]]، إلا أن [[أفلاطون]] كان أيضًا أحد أهم رعاة الرياضيات في [[اليونان القديمة]]. مستوحاة من [[فيثاغورس]]، أسس أكاديميته في [[أثينا]] في عام 387 قبل الميلاد، حيث شدد على الرياضيات كوسيلة لفهم المزيد عن الواقع. على وجه الخصوص، كان مقتنعا بأن الهندسة هي مفتاح فتح أسرار الكون. تقول اللافتة الموجودة أعلى مدخل الأكاديمية:» فقط من يفهم الهندسة، يدخل هنا"."<ref>{{Harvard citation|Mastin|2010}}</ref>

{{هامش|9}}. «الفلسفة مكتوبة في هذا الكتاب العظيم الذي يكمن أمام أعيننا. أعني الكون، لكننا لا نستطيع أن نفهمه إذا لم نتعلم اللغة أولاً وفهمنا الرموز المكتوبة. هذا الكتاب مكتوب باللغة الرياضية، والرموز هي مثلثات ودوائر وشخصيات هندسية أخرى، وبدون مساعدتها يكون من المستحيل إنسانيًا فهم كلمة واحدة منها، وبدونها يتجول المرء دون جدوى عبر متاهة مظلمة.»– [[غاليليو غاليلي]] (1623).<ref>{{استشهاد بهارفارد دون أقواس|Toraldo Di Francia|1976|p=10}}</ref>

{{هامش|10}}. «الفيزياء الرياضية: أي تطبيق الرياضيات على مشاكل الفيزياء وتطوير طرق رياضية مناسبة لمثل هذه التطبيقات ولصياغة النظريات الفيزيائية.»<ref name="jmp-def">{{استشهاد بويب| مسار=https://www.researchgate.net/journal/0022-2488_Journal_of_Mathematical_Physics | عنوان=Journal of Mathematical Physics | ناشر=ResearchGate | تاريخ الوصول=31 March 2014 | اقتباس= | مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20140818231853/http://www.researchgate.net/journal/0022-2488_Journal_of_Mathematical_Physics | تاريخ أرشيف=18 August 2014 | df=dmy-all|حالة المسار=live}}</ref>

{{هامش|11}}. «في الواقع، يتمتع التجريبيون بشخصية فردية معينة. وهم كثيرًا ما يجرون تجاربهم في منطقة يعلم الناس فيها أن النظريون لم يضعوا فيها أي تخمينات.»<ref>{{Harvard citation|Feynman|1965|p=157}}</ref>

</div>

== المراجع ==
{{مراجع|محاذاة=نعم}}

== وصلات خارجية ==
{{روابط شقيقة}}
* [http://www.scholarpedia.org/article/Encyclopedia_of_physics موسوعة الفيزياء] على إسكولاربيديا. {{أيقونة إنجليزية}}
* [http://www.physicscentral.com/ فيزكس سنترال]. {{أيقونة إنجليزية}}
* [https://web.archive.org/web/20200502174812/http://www.physics.org/ physics.org]. {{أيقونة إنجليزية}}
* [https://www.aps.org/ الجمعية الفيزيائية الأمريكية]. {{أيقونة إنجليزية}}
{{علوم طبيعية}}
{{هامش-فيزياء}}
{{القوى الأساسية}}
{{جائزة نوبل في الفيزياء}}
{{ضبط استنادي}}
{{فيزياء نظرية}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|علم الفلك|علم الكون|علوم}}
{{شريط محتوى متميز|جيدة|النسخة=37612321|تاريخ=18 أغسطس 2019}}

[[تصنيف:فيزياء|*]]