理论物理学

理论物理学，也称理论物理（）通过为现实世界建立数学模型来试图理解物理现象的运行机制。通过“物理理论”来解释并预测物理现象，属于物理学的一个子分支。

 概念 
理论物理学家是专注于研究和发展理论模型以解释并预测自然现象的科学家。他们基于物理实际借助数学工具构建模型，以深入理解宇宙的基本规律。理论物理包含多个领域，包括经典力学、相对论力学、标准量子力学、电动力学、统计物理学等。

理论物理家的工作旨在提出理论框架以在合理的精度内描述与预测自然，通过这些框架我们可以更好地理解和预测自然现象。这可能包括对微观、介观和宏观等各种尺度的研究。他们的工作不仅推动了科学的进步，也直接或间接的影响了技术和应用领域。
理论物理家是物理学家中的一类，他们致力于通过建立理论模型来解释自然现象。这些模型通常基于数学框架和物理模型。

在经典物理学领域，理论物理家专注于发展在宏观、低速、弱场情况下的物理理论，主要描述宏观物体的低速运动和较弱的相互作用。

相对论力学体系的引入由爱因斯坦等引领，对物理学的诸多基础假设进行了更新，改变了我们对于时空对称性的了解。

标准量子力学是另一个关键物理理论分支，理论物理家通过将客观物体的态使用线性空间矢量表示，并引入了线性算符理论这一数学工具借助本征值理论来表示可观测物理量。这领域的发展由诸如薛定谔、狄拉克、玻尔和海森堡等人推动。

理论物理家也涉足电动力学，研究电磁相互作用的规律。麦克斯韦方程组在经典情况下与相对论体系中为这一领域提供了深刻的理论基础，量子电动力学则为这一领域的量子化理论奠定了理论基石，但其诸如真空基振动能量发散等问题也预示的其理论体系内部存在的不一致性。

在20世纪，理论物理家对宇宙学的贡献尤为显著，通过基于相对论理论体系建立的宇宙学解释，深化了我们对宇宙起源和演化的理解。

总体而言，理论物理家的工作影响了科学的方方面面，推动了技术的发展，并在许多实验和观测结果的解释与预测中发挥着关键作用。

 歷史 
理论物理学的历史可以追溯到古代希腊时期，但真正的爆发是在近代科学革命期间。牛顿在17世纪提出了经典力学和万有引力定律，为理论物理学奠定了基础。随后，19世纪见证了电磁理论的崛起，由麦克斯韦等人推动。

20世纪初，爱因斯坦的相对论颠覆了牛顿力学的观念。同时，量子力学的发展由普朗克、玻尔等人推动，为微观世界的理解提供了新框架。

后来，量子场论、引力理论等的发展推动了理论物理学的深化。霍金等科学家在黑洞和宇宙学领域的贡献也不可忽视。至今，理论物理学持续演变，试图解释自然界的各个方面。

 分支 

理论物理学几乎包括物理学所有分支的基本理论问题，如：

粒子物理与核物理
统计物理
凝聚态物理
宇宙学

理论物理学的研究成果

理论物理的研究成果涉及物理学的各个方面，此处仅列举最具有代表性的近代理论物理研究方向。

标准模型

解释了所有已知的基本粒子及其相互作用（除了引力）。

预言并发现希格斯玻色子（2012年被实验证实）。

弦理论

认为基本粒子是“弦”的不同振动模式，而非点粒子。

试图统一量子力学和广义相对论，成为万物理论的候选者之一。

量子引力和黑洞物理

霍金提出黑洞会辐射能量（霍金辐射）。

研究黑洞信息悖论，试图寻找引力和量子力学的最终融合。

 參見 

實驗物理學
數學物理
希爾伯特的23個問題

 參考文獻 

 外部連結 
 怎樣成為傑出的理論物理學者？ －1999年諾貝爾物理學獎得主傑拉德·特·胡夫特的金石良言。
 Timeline of Theoretical Physics
 MIT Center for Theoretical Physics 

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