物理学是如何分类的（物理学分类和物理哲学分析）

物理学是研究物质基本结构和一般运动规律的学科，自然界的万事万物、包括我们的身体和大脑都反映了各式各样的物质存在方式，自然界即物质的组合体。物理学在自然科学体系中“顺理成章”地成为“第一科学”或带头学科。物理学有多种分类方法，我们至少可以建立物理学的“三大分类”，第一种分类依据物质结构的尺度，量子力学的研究范围是微观物质结构，经典力学的研究范围是中观物质结构，相对论和天体物理的研究范围是宏观物质结构。

第二种分类依据物体受力和物体运动的相互关系，牛顿力学和牛顿力学的延伸——分析力学研究物体的机械运动规律，电磁学和电动力学研宄电磁运动规律，热力学和统计力学研究物质的热运动规律，狭义相对论研究物体在接近光速运动时的动力学效应，广义相对论研究物体在强引力场或大质量物体附近表现的动力学特征，量子力学研究微观物质粒子的运动规律。第三种分类依据理论物理和应用物理的相互关系，其中包括粒子和原子核物理、原子和分子物理、地球物理与天体物理、生物与医学物理、等离子体和凝聚态物理等。物理学的三种或多种类型的划分符合科学标准论的等效原理，物理学的划分是如此，其它学科的划分也是如此。

近代物理脱离了哲学的“母体”，现代物理似乎重回哲学的怀抱。现代物理学的两大理论体系——相对论和量子力学具有科学符号和哲学分析的“双重属性”。量子力学的哥本哈根学派既是一种量子科学，也是一种具有深远影响的量子哲学。对宏观经典世界的认识和改造不同于微观量子世界，哥本哈根学派的量子科学和哲学不会是“大科学”的终极理论，它的不足促进和催生了其它量子理论的产生，比如：埃弗里特的多世界解释，格里菲斯和盖尔曼的自洽历史理论，富克斯、沙克等人提出的量子贝叶斯模型，该模型用概率论重新构建量子力学的解释方式。各式各样的量子哲学都以各自的视角探究微观世界最深的奥秘。

量子力学的两大基本原理——测不准原理或不确定原理和互补性原理或并协性原理符合科学哲学实质论的悖论原理。海森堡提出的不确定原理侧重粒子物理量相互排斥的特性，粒子在客观上不能同时具有确定的位置和相应的动量，或者粒子的位置确定，动量不确定；或者粒子的动量确定，位置不确定。玻尔提出的互补原理侧重粒子物理量的融合性，应用一些经典物理概念对量子属性描述时，不可避免地排除另一些经典物理概念的应用，反之亦然，只有将所有既互斥、又互补的物理量或物理要素汇集在一起，才能对量子属性作出详尽无遗的非经典性描述。用经典概念解释非经典现象，用非经典的量子力学阐释人们直接感受的经典物理世界的内在本质，这反映了海森堡和玻尔量子哲学的悖论性。

天文学家弗里茨·兹维基最早在1933年提出了暗物质假设，20世纪70年代，维拉·鲁宾发现，星系团和星系边缘的恒星轨道速度存在异常，只能用“缺失的质量”进行解释。暗物质既不能看见，也不与其它物质发生反应，仅通过引力作用表现它的存在。暗物质占到宇宙总成分的26.8%，组成天体和星际气体的普通物质只占4.9%，其余的68.3%为加速宇宙膨胀的暗能量。暗物质提供的额外引力将星系和恒星、太阳系和地球等束缚在整体的星系结构中，从而避免了整个宇宙体系的瓦解。假如没有暗物质的存在，那么我们可观测的银河系和其它恒星系以普通物质提供的引力根本不足以维持星系的稳定。

1935年，日本物理学家汤川秀树最早提出来了“介子”概念。他通过核力的研究预言了介子的存在，美国物理学家安德尔森随后在宇宙线中找到了介子。1974年以后，物理学家在粒子碰撞扥高能加速器中发现了一系列新的介子。介质是基本粒子的一类，质量介于质子和电子之间，介子属于玻色子，种类较多，性质不稳定，有的带正电，有的带负电，有的不带电，介子轰击原子核时能引起核反应。

由康奈尔大学、特拉维夫大学等大学的研究人员组成的国际合作团队在2015年时提出了一种新的暗物质理论，即：暗物质粒子具有介子的特性。假如研究人员对暗物质粒子的性质给出了正确的解释，那么暗物质以引力作用的方式维持了星系和宇宙结构的稳定，而介子以传递强相互作用的方式维持了原子核和物质结构的稳定，这说明暗物质粒子和介子对宇宙和物质结构的维持作用符合科学哲学稳定论的等效原理。介子传递的强作用力在物质微观结构中发挥了主要作用，暗物质通过额外的强大引力在星系和宇宙的宏观结构中产生了关键作用。