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社會學作為一門獨立的學科確立于十九世紀中葉，其出現并非歷史的偶然，而是與劇烈的社會變遷引起的社會運行狀態失調有著密切的關系。自十八世紀末開始，先后發生了兩次來自歐洲的大革命，第一次是以1789年法國大革命為標志的政治思想大革命，另一次是從英國開始、一直擴展到歐洲和美國的工業革命，這兩件重大事件使西方社會發生了根本性轉型。資本主義確立后，一方面生產力得到突飛猛進的發展，令社會的經濟基礎、思想觀念和政治制度都發生重大變化；另一方面，社會運行也暴露出許多不協調因素，如周期性經濟危機、失業、犯罪等。對于這些問題，傳統方法和原有科學體系無法作出滿意的解釋和回答，于是社會學作為一門不同于其他社會科學的獨立新學科便應運而生。
孔恩德所身處的年代適逢法國大革命之后的持續動蕩，他認為社會上的各種弊病和問題可以透過社會學實證主義消除，這是在其著作《實證哲學教程》、《實證主義概論》（A General View of Positivism）中明確提出的一個認識論模式。他相信在人類知識發展“三階段律”（Law of three stages）中，在繼神學階段和形而上學階段（或稱玄學階段）之后，實證階段將占據最終的位置，也是他最重視的部分。孔德認為過去神學主導及崇尚武力的社會會慢慢消失，以理性、科學、工業為主的年代正在抬頭，兩者之間的衝突正是社會動盪的源頭。在社會制度轉變的時期，這種過渡性的衝突及混亂是無可避免的。在舊制度消失前，人們無法體驗新制度，往往需要多次社會轉變才能改組社會。社會學就是針對社會改組問題（現代性）而發展成為一門社會科學，它在社會轉型中產生，以解決社會運行和發展中的不協調因素，以尋求社會良性運行和協調發展的規律為內容，并且將這條主線貫穿于整個社會學發展歷史。
總體而言，1830年代到19世紀末葉普遍被視為西方社會學的創立時期。這一時期的社會學特點是：（一）與哲學關系密切；（二）受實證主義思潮影響極大；（三）創立社會學的目的在于維護協調現存的社會關系。此時期以孔德和英國哲學家赫伯特·斯賓塞為主要代表。孔德認為，社會學是研究社會秩序和社會進步的科學。整個社會和自然界是建立在協調一致的基礎之上，這就是社會秩序；社會變遷中舊的社會秩序被新的社會秩序所取代，成為社會進步。斯賓塞則把社會變遷論運用于社會學研究，他認為社會是一個有機體，社會進化和生物進化遵循著同一條規律，具有人類社會等同有機生物的含義，因此他的理論被稱為社會有機論。1874年，斯賓塞編寫了歷史上首本以社會學為名的書籍——《社會學研究》（The Study of Sociology）。
當時孔德和馬克思雙方均提出在歐洲實現工業化和世俗化之后，發展一種科學上合理的社會制度，但同時馬克思又否定了以孔德為首的社會學實證主義。在孔德提出社會學構想的同時，馬克思在《1844年經濟學哲學手稿》中已經形成了新的唯物主義歷史觀。馬克思認為人與自然界的關系是以勞動為中介的，他從經濟學上分析了在生產資料私有制度下，人的勞動本性異化的表現，提出了勞動的解放將標志著人性的復歸和社會的人性化，從而使對資本主義的經濟學批判轉入到在社會學上關于資本主義對人限定的地位的批判。馬克思唯物史觀社會學的產生，使社會學在本質上變成為批判的、革命的科學，與孔德強調秩序、均衡，目的在于維護和改良現存制度的實證主義社會學形成鮮明的對立。這也是馬克思本人一直拒絕把自己的社會理論稱為“社會學”的基本原因，直至二十世紀初列寧才明確把馬克思的社會理論稱之為馬克思主義社會學，使之為早期社會學的重要支柱之一。二十世紀著名哲學家以賽亞·伯林也認為，馬克思可以被視為“真正的現代社會學之父”。
愛米爾·涂爾干
十九世紀末期開始，社會學開始蓬勃發展，歸功于法國社會學家愛米爾·涂爾干出版大量社會學研究專著，為社會學的規范化和科學化奠定堅實基礎，并為確立社會學的學科地位作出重大貢獻。他一生致力推動社會學發展，將源自孔德的實證主義發展成實際社會研究的基礎。1895年，涂爾干在法國波爾多大學創立歐洲首個社會學系，并出版影響后世的重要著作《社會學方法的規則》，為社會學確立有別于其他社會科學學科的獨立研究對象，即社會事實。涂爾干認為，一切社會的觀念都具有無形的強制力，塑造人們的意識。人類大多數的意向不是個人自己生成的，而是在外界的引導、熏陶和壓迫下形成的。社會事實無法用生理學、心理學或其他研究個體的方法來解釋，而必須用社會學的方法、觀點解釋。至1896年，涂爾干又創辦《社會學年鑒》（L'Année Sociologique）期刊，以刊登、傳播他與學生的研究成果。在1897年出版的《自殺論》中，他以羅馬天主教教徒和新教教徒人口自殺率的差異為例，引證社會學角度和心理學、哲學角度在分析社會事實上的區別，另外此著作也進一步發展結構功能主義理論。對涂爾干來說，社會學可以被形容為：
踏入20世紀，社會學的學術地位迅速提高，歐洲各地的大學相繼成立社會學部。英國第一個社會學系在1904年創建于倫敦政治經濟學院，這里也是英國社會學雜志的創刊地。1907年起，英國第一位社會學教授倫納德·特里勞尼·霍布豪斯開始在倫敦大學擔任社會學講師。1909年，德國社會學家斐迪南·滕尼斯和馬克斯·韋伯共同成立，隨后，韋伯又在1919年于德國慕尼黑大學設立德國首個社會學系，并首次提出了反實證主義社會學的理念。在1920年于波蘭創立波蘭首個社會學系。1923年，法蘭克福大學設立了社會研究院（Institut für Sozialforschung）。
與此同時，美國在社會學方面也有長足的發展。美國社會學家于1875年在耶魯大學開始教授名為“社會學”的課程。1890年2月，法蘭克·威爾森·布萊克默（Frank Wilson Blackmar）在美國堪薩斯大學設立“社會學元素”（Elements of Sociology）課程，并延續至今。1892年，芝加哥學派的代表人物——阿爾比昂·伍德伯里·斯莫爾（Albion Woodbury Small），在芝加哥大學創立社會學系。社會心理學始創者之一的喬治·賀伯特·米德，于密歇根大學任教時遇到查理斯·霍頓·庫利和約翰·杜威；米德和杜威兩人在1894年轉往芝加哥大學任教，這使得社會心理學、象徵互動論（symbolic interactionism，或稱符號相互作用論）獲得極大的發展。1895年，阿爾比昂·W·斯莫爾創辦美國首份社會學學術期刊——美國社會學雜志（American Journal of Sociology）。1905年，美國社會學協會（American Sociological Association，ASA）成立，并成為現今世界上規模最大的社會學家學會。深受涂爾干和馬克斯·韋伯思想所影響的美國社會學者塔爾科特·帕森斯，一生致力推動社會學的專業化以及在美國的發展。受地理和歷史因素影響，相比起歐洲的經歷，美國社會學的發展在歷史上較少受到馬克思主義的影響，這個文化傳統一直延續至今，而美國社會學更著重統計學上的研究方式。
在中國，上海滬江大學于1913年創立中國大學第一個社會學系（該系在1952年并入華東師范大學），開設包括人類學、理論與應用社會學、社會調查與社會問題以及公民學在內的諸多課程，之后在1917年設立的滬東公社則是中國第一個大學社會學實驗基地，被視為中國社會工作服務的前身。
第一次關于社會學的國際合作發生于1893年。法國政府國會核數師創刊國際社會學雜志（Revue Internationale de Sociologie）并擔當其主編，隨后又成立“國際社會學圖書館”（Bibliothèque Sociologique Internationale）、“巴黎社會學學會”（Société de Sociologie de Paris）、“國際社會學研究所”（Institut International de Sociologie ），其中國際社會學研究所后來與創立于1949年的國際社會學協會合并。
總體而言，社會學形成學術規模的成長期大約處于19世紀末到20世紀30年代。社會學的發展歷程可以被看作為對例如工業化、城市化、世俗化等現代性問題的積極回應，或是對社會理性化（rationalization）的理解和反思。在社會學創始初期這段時期期間，社會學領域在歐洲大陸占據主導地位，并與英國的人類學和統計學遵循著類似的發展軌跡、舉頭并進；但踏入二十世紀以后情況開始逆轉，越來越多的社會學家活躍在所謂的“盎格魯勢力范圍”（Anglosphere），即以英語為主的地區。與此同時，社會學確立自己的研究范圍和方法，獨立的學科體系基本形成，而研究范圍越來越具體化和專門化。很少早期的社會學家會限定于特定、狹隘的研究主題，例如經濟學、法學、心理學、哲學等理論相關領域也是其關注范圍。自社會學在十八世紀奠基以來，社會學的認識論、方法、研究架構等一直經歷著擴展和分歧，形成百家爭鳴的情況。
這一時期形成了以埃米爾·涂爾干為代表的實證主義路線，以馬克斯·韋伯為代表的反實證主義路線和以美國芝加哥學派為代表的社會調查的傳統的社會學研究局面。涂爾干的社會學理論以社會關系和社會團結為主線展開，堅持社會唯實論和社會整體觀，主張在社會整體層次上進行實證性研究。同時他還對社會反常現象和社會偏離行為產生興趣。韋伯則是傾向于個體主義，即主張對特定的社會行動和社會現象背后的個人動機及隱藏的秘密進行解釋。他試圖驗證任何社會現象背后都有一種無形的、精神的力量在支撐。
當代社會學的發展時期大致從20世紀40年代至今。這一時期的特點是：
* 第二次世界大戰后，西方社會學得到前所未有的發展，其重心從歐洲轉移到美國
* 理論多元化，學派林立，觀點分歧
* 分科化，社會學與其他社會科學的滲透加強，分科社會學種類增多
* 方法科學化，計算機的廣泛運用，大大加快了資料處理速度，使社會學的研究更準確、快速、規范
社會學理論經過一百多年的發展，盡管存在著缺乏完整的理論構架和很多彼此矛盾的方面，但已經成為成熟豐富且脈絡清晰的理論體系，其中很多理論都有著鮮明的實踐指向并在現實生活中發揮了有益的作用。也有很多理論雖然現在還很抽象概要，但也不乏啟發性的地方。依照發展程度和時間順序，社會學理論一般分作古典社會學理論、現代社會學理論和當代社會學理論。
古典社會學理論很大程度上是一些著名社會學家的理論，也就是說這一時期的社會學理論還缺乏完備的理論流派，單個社會學家的理論就能代表這一流派的特征。所以，人們在闡述這一階段的理論的時候，多是介紹某幾個社會學家的理論成果。不過這樣的弊端也顯而易見，單個社會學家理論成果對整個理論體系的代表在一些情況下過于勉強。所以，通過對其特征的歸類和總結，將其歸納為以下四個理論框架。這樣一來在對這一時期的理論有較為明晰的認識之后，又能與下一階段的流派分類銜接。但要對各個理論有深入的了解，還是要回到這些社會學家身上。
*結構功能主義，研究社會結構如何構造，以滿足由一個至高共享的規范體系所限定的各項功能的要求，和社會結構中各部分的功能和影響。社會被看做是一個有機統一的整體，人被看作是社會整體的一部分，是宗教和文化的遵奉者，沒有社會和道德方面的支持就難以生存。涂爾干的社會團結和社會分工論、斯賓塞社會進化論在這個領域的建樹都尤為突出。
*沖突論，也稱批判理論，通過對社會物質發展的考察，對照人類社會的演進，探析出兩者之間的緊密聯系，從而得出人和社會是社會歷史發展的產物，是具體歷史社會情境中的產物，并被其所在的社會經濟和歷史方面的定位任意擺布、操縱和扭曲，使他們真實的自我發生畸變，進而產生持續的矛盾沖突體，反過來這樣的沖突又推動著社會的發展。馬克思的批判結構主義是這一方面的集大成者。
*交換理論，建立在個體功利主義的基礎上，通過對個人利益的計算和實現手段的考察來解釋人的行為，社會現象被還原為始終處于理性利益計算之中的個人。霍曼斯的行為主義交換論，布勞的結構交換論和艾默森的社會交換網絡分析都對理解這一理論范式有很大裨益。
*建構理論，將人看作是能動的社會建構者，人有資格，也有能力積極主動地創造或建構著社會，而人類的理性始終有著重要的指導作用。他將社會行為的理解置于對個人和主體間的意義和動機的理解。韋伯的理解社會學，齊美爾的形式社會學以及隨后一系列學者構建的符號互動論，雖然看上去彼此差異很大，但質性方法論和對能動性的承認將其聯系到了一起。
經過古典階段的積淀，社會學理論擺脫了對哲學和其他社會科學的依賴，真正走上了特色鮮明的學科發展之路。現代社會學理論在取得重大發展的同時，其中的古典社會學理論影子依然清晰可見，這也說明二者的延續性和承襲性。事實上，現代與古典的階段劃分并非是界限分明的，二者除代表性人物和理論流派之外，都存在不少的交集。社會學理論在古典時期的四個理論框架，在此有不斷的豐富和發展，隨著特征差異增大，這些流派又不斷分化，形成新的框架體系。
社會學理論當中常常用一些抽象和甚至複雜理論框架來解釋和分析社會樣式和宏觀社會結構。社會學理論總跟經典的學科有一個令人不安的關係，就是大部分的重要社會學家從未擔任大學職務。現今社會理論被認為社會學分支，涉足多個科學區域譬如人類學、經濟、神學、歷史等等。第一種社會理論幾乎跟社會學同時誕生。社會學之父——孔德創立第一社會理論——社會演化理論。在19世紀，三大社會理論分別是社會進化論、社會週期論和馬克思主義的歷史唯物主義。雖然它們現在被認為是過時，但是它們卻產生了新理論，像社會積淀論、新進化論、現代化的社會生物學、後工業化的社會理論及多邊理論。跟實驗性的自然科學不同，社會理論家很少使用自然科學方法及其他事證方式來證明論點。反而，他們面對非常大型的社會走勢時候都使用一些假說。可是，這些假說需要很長的時間來證明。這正是反對者所批評的重點。對於解構主義者及後現代主義者，他們更質疑所有的研究及方法都是錯誤地承襲下來，很多時候，社會理論被認定為不可證明的。實際上，社會實踐是檢驗社會學說的唯一標準。社會學說在社會實踐中產生，在社會實踐中檢驗，在社會實踐中發展。
發生在古希臘社會劇烈的社會轉型，促使當時的思想家們不得不認真思考人以及有人組成的群體的問題，黃金時代的提出就是這樣一個例子。當時的思想家對于奴隸制度的黑暗也甚為憤慨，但苦于沒有更好的制度來替代，對人類命運的發展趨勢也難以把握，于是追述往昔，希望回到奴隸制形成之前的社會，恢復人在社會中的尊嚴。
其中兩位哲人的社會思想尤其能說明問題。柏拉圖眼中的人類社會是有機統一的，國家的各個組成部分組成了國家的功能，也從屬于整體的調配，社會是一個分工的和不平衡的統一體。圣賢（哲學王）則是居于社會最頂端掌控國家機器的最佳人選，因為他有足夠多的經驗和知識，能夠超越具體部分的利益，實現整個社會的最大福祉。在柏拉圖看來，私有財產和家庭這樣分散且獨立的因素應該為社會整體的發展發揮自己的作用。亞里士多德與此相反。在《政治學》中一系列對人類社會和國家的看法雖然還較為混沌，但其中的社會學思想卻是顯而易見的，他就認為社會各個部分的獨立要素在構成社會整體的同時，也能保持各自的獨立性。他指出，社會起源于人的社會本性，即人有集合為群體的本能，但復雜、且異常分化的社會并非由個人組成的，它是建立在一個個群體的基礎上，這樣有相應的功能和財產的共同體最終組成了社會。
啟蒙思想對于西方文明的影響不言而喻，諸多社會科學在一次次的思想解放和突破中誕生，對社會轉型產生的社會問題的關注，很大程度上也助推了整個啟蒙思想的發展。
社會契約論是這一時期最重要的社會思想，誕生于與教權和王權思想斗爭中，由此發展出來的一種契約義務和社會關系結構的世界觀，成為社會學起源的直接動因之一。由“天賦人權”為邏輯起點，從而推演出社會發展的趨勢，是從自然狀態向社會狀態的不斷演進，人們相互訂立契約、建立國家來保障自己天賦之權，并由此發展對私有財產、自由、平等和享樂權利的認識。同時，眾多思想家中還有很多對于人類社會的洞見都對之后的社會學思想產生重要影響。
孟德斯鳩關于自然地理條件對社會、國民心態影響的論述，及由此發展的歷史演進理論，合同三權分立學說共同構成了他的社會整體論。伏爾泰的自然法權論則是在尋找符合人自然本性的社會立法原則。狄德羅的小康社會思想，讓-雅克·盧梭關于社會發展階段的思想，休謨關于權威對社會影響的觀點，亞當·斯密研究的關于商業社會中產生社會分化的命題，福格森關于市民社會的研究，圣西門在工業社會方面的研究以及對實證主義的運用等等，都是這一時期的思想家們對社會思想發展的重要貢獻。
社會研究主要有“定性研究”和“定量研究”兩大類。會用各種方法搜集經驗實證，包括問卷、面談、參與者觀察及統計研究。歷史社會學研究屬于定性社會研究方法。同樣的，社會學與人類學學科的交融催生越來越多社會學家運用民族志的方法對現代社會進行研究。
不同的方法所面對的困難是它們都根據研究員各自採納的理論基礎來解釋及了解社會。作為功能主義者，艾彌爾·涂爾幹喜歡以社會大規模結構來解釋任何東西。如果他是符號互動者，他便專注人們如何理解別人。馬克思主義者或新馬克思主義者把什麼都化作階級鬥爭。現象學家只是思考大眾對現實如何建立自己的意義。當各方都面對現實社會問題時，常常爭論誰對誰錯，而實際上會把不同方法學結合。
一般觀點將社會學區分為宏觀或微觀兩類，認為分析單位如國家發展，就屬於前者；分析個人精神與家庭等，較屬於後者。這是相當僵化的解決看法。事實上，所謂微觀並非依照研究單位的規模看，微觀較屬於處理社會學基本原型的東西，更觀察在不同單位之間的互動，事實上，在企業之間、乃至於國家之間，也可以視為是一個個個體，研究他們之間的互動關係，以微觀方式處理之─諸如用象徵互動論、現象學方法等。
互聯網是社會學家的興趣所。陳德維
#它是研究工具。例如網上問卷調查代替紙張問卷。
#它成為討論平臺。
#它本身是研究課題。互聯網的社會學研究網上社區、虛擬社區。
#因為互聯網而產生社會組織上的改變，例如由工業社會轉型到知識社會的大型社會改變。
一般歐美注意到互聯網問題，較傾向從媒介角度出發。認為它不僅是一個溝通工具而已，更在於改變人們互動的模式，一如20世紀以前，貨幣出現連帶影響人們的現代都會生活等；或像古騰堡印刷術在歐洲蓬勃之後，對歐洲知識與教育等面向的改變。
社會學家研究時常常分析群體，如社會階級、社會組織、宗教組織、政治組織及商業組織。他們研究社會群體間的互動、跟蹤源頭及發展過程、分析群體活動對各個成員的影響。社會學家關心社會群體的特徵、群體間或成員間的互動影響及社會特徵（例如：性別、年齡、階級、種族）對日常生活所帶來的效果。這些社會研究結果能夠協助教育家、立法者、行政人員、社工等解決社會問題並制定公共政策。大部分的社會學家都有多項專長，例如社會組織、社會分層及社會流動、種族關係、教育、家庭、社會心理學、城市、農村、政治及比較社會學、性別角色及關係、人口地理學、老年學、犯罪心理學及社會學應用。近年來，很多社會學家也開始研究性別、階級和種族相結合而產生的種種社會不平等問題。.
今天，社會學研究人類組織、社會群體、社會互動等等都使用大量比較方法。社會學的發展對其它科學帶來額外的需求，這對研究現代工業社會是十分重要。近年，得到了人類學的啟示，加速了對多元文化及多元國民的研究。
另一方面，社會學朝著微社會結構發展，例如：種族、社會階級、性別及家庭。因為有很多罪案發生、家庭問題產生了很大的社會壓力，急需要社會學來尋找解決方法。
社會學家透過定性研究和定量研究來研究社會關係以預測社會變動。他們希望透過質性研究，如面談及小組討論，對社會運作有更深入的理解。有些社會學家正辯論著從中作出平衡填補兩者之間的空隙。例如：定量研究描述大型社會現象，而定性研究描述個人如何理解大型社會現象。在二十世紀早期，社會學家及心理學家曾對工業社會作出研究，對人類學作出了貢獻。要留意一點的是人類學家都曾對工業社會作出研究。今天社會學及人類學主要分別在於研究不同的理論和方法而不是對象。
社會生物學是綜合社會學及生物學的一門新科學。雖然它很快獲得接受，但仍然有很多爭論的地方因為它嘗試使用進化及生物過程來解釋社會行為及結構。社會生物學家常被社會學家批評過份倚賴基因對行為的影響。社會生物學家卻說在自然之間和哺育存在一個複雜關係。故此社會生物學跟人類學、動物學、進化心理學有密切關係。這仍然是其他科學所不能接受的。一些社會生物學家像Richard Machalek要求使用社會學來研究非人類社會。
社會學跟社會心理學有關係，前者關心社會結構，後者關心社會行為。
* 群體組織方面：家庭－社區—鄉村－集鎮－城市－部落－民族－團體—文化
* 社會制度方面：親屬－婚姻－經濟－政治－法律－宗教－教育－文化－體育
* 社會過程方面：合作－競爭－戰爭－改革－革命－社會輿論－社會價值觀－社會一體化
***  中國社會分層的結構與演變
* 社會問題方面：就業－民族分裂－犯罪－環境污染－人口－移民－種族歧視－暴力—貧困
**  人類社會歷史發展的基本輪廓
* 社會分層學（或分層社會學）
** 社會調查方法、社會統計學
** 藝術社會學、知識社會學、道德社會學
** 職業社會學、工業社會學、醫學社會學、都市社會學、鄉村社會學、家庭社會學、環境社會學、青年社會學、老年社會學、犯罪社會學、越軌社會學、婦女問題、種族問題、社會問題、社區、社會保障、社會工作、微觀社會學、政治社會學、宗教社會學、體育社會學、發展社會學、人口社會學、傳播社會學
** 社會心理學史、實驗社會心理學
** 人口經濟學、人口社會學、人口學說史、人口史、人口地理學、人口生態學、區域人口學、人口系統工程、人口預測學、人口規劃學、人口政策學、計劃生育學
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*  臺灣中央研究院社會學研究所
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*  社會學課程入門的免費講義, 東卡羅萊納大學
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軍事學與甚多範疇有關，主要與戰爭有關。此外，軍事學本身包含了各種學問。軍事是政治的一部分，戰爭是政治的一種延續，是一國或者集團用暴力手段達到自己目標和目的的方式，而目標和目的往往與利益有關。戰爭是軍事的集中體現，但不是唯一的體現。第二次世界大戰（1939年－1945年）后的美國和蘇聯冷戰，就是一種威懾基礎上的回避戰爭方式的斗爭。在人類可以看到的未來，軍事始終是政治生活中重要的方面，并在科學技術上對人類生活予重大影響：人類很多科技成就往往先產生于軍事領域然后普及到非軍事領域的。
現代軍事包括軍事理論和軍事科技兩大部分。
*軍事理論:軍隊的建設目的是存在一支能擊敗任何敵人的綜合力量。它明確軍事思想集成·裝備需求·作戰訓練的方向，從而根據時代要求展開各項工作來培養軍隊以滿足作戰需要。它武裝官兵思想，增強作戰信念和效能；它整合現有力量，增強針對性和攻擊性；它明確軍隊建設方向，增強軍隊建設的迫切性和競爭性。
* 軍事技術科學：主要研究現代各種武器、工程
* 《武經七書》（包括《孫子兵法》、《吳子兵法》、《尉繚子》、《司馬法》、《六韜》、《三略》、《唐李問對》）
根據中華人民共和國教育部的定義，其下屬的一級學科有：軍事思想及軍事歷史、戰略學、戰役學、戰術學、軍隊指揮學、軍制學、軍隊政治工作、軍事后勤學、軍事裝備學、軍事訓練學。
信息科學（Information science），舊稱情報學（漢語中的日語借詞），主要是指以信息為研究對象，包含資訊的分析、收集、分類、處理、儲存、檢索、傳播和保護。從發展脈絡來看，信息科學與計算機科學、心理學、科技和情報機構有相當的關聯，但是信息科學還包括了檔案學、圖書資訊學、博物館學、認知科學、商業、法律、語言學、管理學、數學、哲學、公共政策和社會科學等各個領域，是以擴展人類的信息功能為主要目標的一門綜合性學科。
作為一門新型的綜合性學科，信息學的理論主要是建立在數學中的離散數學之上的。因為信息學所研究的對象信息本身即是離散體。在某些特定的條件下，信息學與計算機科學是等價的。
（從左上角起，順時針方向）1.折射光；2.一束激光；3.熱氣球；4.陀螺；5.非彈性碰撞；6.氫的原子軌道；7原子彈爆炸；8.閃電；9.星系。
物理學（源自，源自，轉寫：physis，直譯：大自然）是研究物質、能量的本質與性質的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素，所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學，物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式稱為「物理理論」，經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律，直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。
物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇，直到十七世紀至十九世紀期間，才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集，如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的，物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制，有時還會開啟嶄新的跨領域研究。
通過創建新理論與發展新科技，物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如，由於電磁學的快速發展，電燈、電動機、家用電器等新產品紛紛涌現，人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟，核能發電已不再是藍圖構想，但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的嬌弱渺小。
「物理」一詞在英文裏是「physics」，最先出自於古希臘文「」，原意是「自然」。在中文裏，「物理」最早可在戰國時期佚書《鹖冠子·王鈇篇》「願聞其人情物理所以嗇萬物與天地總與神明體正之道」中找到，「物理」在這裏指的是一切事物之道理。三國時期，楊泉著有《物理論》，是最早的書名含有「物理」一詞的著作。明末清初科學家方以智受到西學影響，撰寫了百科全書式著作《物理小識》，在這裏，「物理」的含義已演化為學術之理，包括自然科學的各門領域與人文學的部分領域。
清朝鴉片戰爭後，西方科學傳入中國，此時的譯者將「physics」翻譯為「格致學」或「格物學」。「格物致知」這詞源自於《禮記．大學》：「致知在格物，格物而後致知」，用白話說，「若要增進知識，必須窮究事物之理，唯有窮究事物之理，才可增進知識」。這句話指出，明瞭事物是增進知識的關鍵方法。在物理學裡，時常會利用觀察、模擬、實驗、推論、演繹等方法來獲得知識。因此，將「physics」翻譯為「格致學」或「格物學」似乎有道理。
中國戰國哲學家名家惠施、鄧析和公孫龍，以及墨家，曾努力鉆研宇宙間萬物構成的原因。惠施有十個命題，主要是對自然界的分析，其中有些含有辯證的元素。他說：“至大無外，謂之大一；至小無內，謂之小一。”。“大一”是指整個空間大到無所不包，不再有外部；“小一”是指物質最小的單位，小到不可再分割，不再有內部。名家的思想合同異以惠施為代表，認為“天與地卑，山與澤平”，萬物“畢異”本為“畢同”，并無區別。后期墨家認為物質世界是由微小的不可再分割的物質粒子所構成。
1824年，在倫敦發行的《機械雜誌》內的一副刻畫。阿基米德說：「給我一個支點，我就可以撬起整個地球。」
從古代以來，人們就嘗試著了解大自然的奧妙：為什么物體會往地面掉落，為什么不同的物質會具有不同的性質？如此等等。從觀測與分析大自然的現象，早期人們找到其中的樣式，並針對這些樣式提出了各種理論，試圖解釋大自然的奧妙，然而他們所提出的大多數理論都不正確。以現代準則來看，早期的物理理論更像是一些哲學理論：現代的理論都需要經過嚴格的實驗檢驗，而那些早期的理論并沒有經過嚴格證實。像托勒密和亞里士多德提出的理論中，有些就與日常所能觀察到的事實相悖。
儘管如此，仍有許多古學者貢獻出相當正確的理論。古希臘哲學家泰勒斯（前624年－前546年）曾經遠渡地中海，在美索不達米亞埃及學習天文學與幾何，還加以推廣延伸，發揚光大。他預測出公元前585年發生的日蝕，還能夠估算船隻離岸邊的距離，又從金字塔的陰影計算出其高度。泰勒斯拒絕倚賴玄異或超自然因素來解釋自然現象，他主張，任何事件的發生都有其不變與普適的因果關係。公元前5世紀古希臘哲學家留基伯與學生德謨克利特率先提出原子論，認為所有物質皆是由不會毀壞、不可分割的原子所構成。古希臘的思想家阿基米德在作用力方面推導出許多正確的定量結論，如對於槓桿原理的解釋。
從西元850年至950年間，大量希臘學術被翻譯成阿拉伯文。穆斯林科學家從希臘人繼承了亞里士多德物理學。在伊斯蘭黃金時代，他們將這些學術發揚光大，特別強調觀測的動作，發展出一種早期形式的科學方法。.
海什木是光學的拓荒者
、肯迪、海什木、伊本·西那等等科學家在光學與視覺領域給出創新理論。海什木在著名著作《》（Kitab al-Manazir）裏，堅定地駁斥了古希臘的視覺理論——發射說，並且給出新理論。倚賴蓋倫關於眼睛內部解剖結構的信息，他說明了光線如何進入眼睛，如何被聚焦與投射至眼睛的後部，他認為眼睛就如同「暗室」，光線進入一個小洞後，在暗室形成顛倒影像。很明顯地，在這裡，他所指的是針孔相機或暗箱。他還描述怎樣用暗室來觀測日蝕。
海什木的成就在阿拉伯世界並沒有得到應有的重視。十二世紀，他的著作被翻譯成拉丁文，書名為《透視》（Perspectiva）。直至十七世紀，這著作在歐洲是光學的標準參考書，強烈影響了後來約翰內斯·開普勒、威特羅、羅傑·培根等等科學家的研究。
艾薩克·牛頓（1643年－1727年）
經典物理學指的是不涉及到量子力學或相對論的物理學，例如，牛頓力學、熱力學、馬克士威電磁學等等。經典物理學的盛期開始於十六世紀的第一次科學革命，終止於十九世紀末。尼古拉·哥白尼打響了科學革命的第一槍，他於1543年提出了描述太陽系統的日心說，這理論推翻了托勒密的地心說。在1609年與1619年期間，約翰內斯·克卜勒發表了主導行星運動的定律，他用數學方程準確估算出從天文觀測獲得的行星繞著太陽的公轉數據，從而給予日心說強而有力的理論支持。伽利略·伽利萊做實驗研究物體運動，發現落體定律，並且展示出實驗方法對於科學研究的重要性。他倚賴使用實驗或觀測所獲得的證據，而不是倚靠純粹推理，來證實任何假說的正確性。他強調使用數學來描述物理現象，大自然的語言是數學，假若不懂數學，則無法明白大自然。1687年，艾薩克·牛頓提出的牛頓運動定律和萬有引力定律為經典物理學奠定了穩固的基礎，他和戈特弗里德·萊布尼茨創建了微積分，給出一種新的高功能數學方法來研析物理問題。他為第一次科學革命畫上了完美的終止符。物理學展現出兩個獨門特徵：使用實驗證據來檢視物理定律、採用數學語言來表述物理定律。物理學逐漸發展進步，成為一門獨立學科。
二十世紀初期，物理學者發現經典物理學存在著極嚴重的瑕疵：邁克生-莫立實驗的零結果不符合經典物理學的預測，黑體輻射譜不符合熱力學的預測，經典電磁學無法解釋光電效應與原子光譜，放射性物質的物理性質貌似與經典物理學的決定論背道而馳。這些瑕疵給學術界帶來了一場前所未有的考驗，徹底地動搖了舊理論體系的基石，導致了二十世紀物理學兩大理論體系相對論和量子力學的出現，進而開始了現代物理學的紀元。相對論和量子力學對於這些難題給出合理解答。不僅如此，物理學者應用相對論和量子力學於像原子、分子等等的微觀系統，以及各種凝聚態宏觀系統，從而更為深切地揭示大自然的工作機制，並且促進物質文明蓬勃發展。
雖然物理學的研究範圍十分廣泛，物理學者時常會使用到某些物理學的核心理論。這些理論皆已通過很多不同實驗的多次檢驗，並且對於自然現象的預測被認為足夠準確，例如，經典力學的理論能夠準確地描述物體的運動，但必須滿足兩個前提，一是物體尺寸超大於原子、二是物體運動速度超小於光速。當今，這些核心理論仍舊是很熱門的研究領域。例如，二十世紀後半期，即在牛頓（1642年–1727年）表述經典力學整整三個世紀之後，學者發現與創建了混沌理論，其揭示了力學系統的決定論可預測性是一個錯誤的觀念。
這些核心理論大致包括於經典力學、量子力學、熱力學、統計力學、電磁學、狹義相對論等等基礎物理學領域，是進階研究專門論題的重要工具。
經典物理學包括那些在二十世紀初已成熟的傳統學術分支領域：經典力學、聲學、光學、熱力學、電磁學等等。
經典力學研究受力物體的運動狀況。牛頓定律是經典力學的基礎定律。經典力學分為靜力學、運動學和動力學。靜力學論述處於靜力平衡的物體所感受到力與力矩。運動學描述物體的運動，完全不考慮力或質量等等影響運動的因素。動力學研究改變物體運動的因素與物體運動如何因此改變。按照表述方式的不同，經典力學又可分為向量力學與分析力學。向量力學著重於論述位移、速度、加速度、力等等向量間的關係，而分析力學則從受力物體運動時的拉格朗日量或哈密頓量來分析物體的運動行為。
聲學是研究聲音的製造、控制、傳播、接收與效應的學術領域。超聲波學，與是聲學所包含的一些重要現代分支領域。超聲波學研究超過人類聽覺能力的高頻率聲波，在醫學診斷與醫學治療方面有很多重要用途。生物聲學研究涉及動物的聲波。電聲波學研究電聲設備的操控。
光學專注於光的性質與行為的物理學分支領域。光在幾何光學裡被視為光線，能夠以直線移動，直到遇到不同介質時，才會改變方向。反射、折射等現象都可以用幾何光學的理論來解釋。光在物理光學裡被視為光波，能夠用來描述衍射、干涉、偏振等等現象。
熱力學主要研究熱量與機械功彼此之間的轉換。在熱力學裏，通常透過描述物理系統平均性質的宏觀變量，像溫度、內能、熵、壓強等等來解釋自然現象。熱力學研究這些宏觀變量彼此之間的關係（如麥克斯韋關系式）、以及它們的改變對於物理系統的影響。學習熱力學的起跑點是熱力學定律。熱力學不研究物質的微觀性質，這屬於統計力學領域。從統計力學的理論可以推導出熱力學定律。統計力學應用機率論來研究由大量粒子組成的系統的物理行為。統計力學將單獨原子或分子的微觀性質橋接至大塊物質的宏觀性質，對於這些宏觀性質給出微觀層級的詮釋。在大尺度的實驗中可以測量到這些宏觀性質。
電磁學描述帶電粒子與電場、磁場的交互作用。電磁學的分支有靜電學、靜磁學、電動力學等等。靜電學研究靜止帶電粒子彼此之間的交互作用。靜磁學研究所有涉及常定磁場的現象。電動力學研究所有涉及加速度帶電粒子、電磁輻射、時變電場與時變磁場的現象。經典電磁學的基礎理論是馬克士威方程式與勞侖茲力方程式。光波是電磁波的一種，可由帶電粒子的加速度運動產生。
於1927年召開的第五次索爾維會議，全世界當時最卓越的物理學者齊聚一堂、腦力激盪，商討量子理論。
經典物理學通常用以闡述日常可觀察尺寸的系統現象，而現代物理學通常用以闡述極端或非常大尺寸、非常小尺寸的系統現象。例如，化學元素可以被辨識的最小尺寸是原子物理學或核子物理學探索物質所操作的尺寸。而粒子物理學操作的尺寸則更為微小，它論述的是基本粒子或由基本粒子組成的粒子。由於使用大型粒子加速器來產生基本粒子需要非常巨大的能量，所以通常粒子物理學又稱為高能量物理學。對於粒子物理學所研究的物理系統，那些關於空間、時間、物質、能量的普通常識不再適用，必須加以修改。
現代物理學的兩種核心理論給出關於空間、時間、物質、能量的嶄新繪景。量子力學論述發生於原子層級與亞原子層級各種現象的離散性質，以及在關於這些現象的描述裏的粒子與波動的互補性質。相對論闡述，處於某參考系的觀察者，所觀察到在另外一個以相對速度移動的參考系發生的現象。相對論又可分為狹義相對論與廣義相對論。狹義與廣義相對論的區別在於所討論的問題是否涉及重力（彎曲時空），即狹義相對論只涉及那些沒有重力作用或者重力作用可以忽略的問題，而廣義相對論則是研討那些涉及重力的論題。
-{zh-hant:按照尺寸與速度分類，物理學的四大領域。; zh-hans:按照尺寸與速度分類，物理學的四大領域。;}-
物理學的一大研究目標是在發現，即毫無例外的規律，但似乎每一種物理理論都只適用於某些明確值域。大致而言，經典物理學的定律能夠準確地描述長度超大於原子尺度、速度超小於光速的系統。在這適用範圍以外，實驗結果與理論預測並不相符合。狹義相對論徹底地丟棄了絕對時間與絕對空間的概念，且以四維時空取而代之，因此得以準確地描述速度接近光速的系統，即相對論性系統。量子力學不似經典物理學一般決定性地描述宏觀物體的物理行為，而是統計性地描述微觀系統的物理行為，它成功地通過了當今任何檢試其正確性的精密複雜實驗。
量子場論統一了量子力學和狹義相對論，是粒子物理學不可或缺的基礎理論。電磁交互作用與弱交互作用也已被合併為電弱交互作用。物理學者期望在不久的未來，電磁交互作用、強交互作用與弱交互作用能夠被收斂在大一統理論的論述內。廣義相對論將時空延伸為動態的彎曲時空，能夠描述大質量系統和宇宙的大尺寸結構。但是，廣義相對論與其它種基礎相互作用表述尚未能被統一為單一理論；科學家仍舊在發展幾種可能的量子引力理論。
拋物線形熔巖流表現出伽利略的自由落體定律。
數學是研讀物理必備的工具之一，這包括幾何、代數、微積分等等。應用這些數學工具，物理學者可以從物理定律推導與演算出很多有意思的結果。例如，1912年，圖利奧·勒維奇維塔獲知阿爾伯特·愛因斯坦在探索重力的相對性理論中，遇到一些挫折，他便力勸愛因斯坦學習張量微積分。愛因斯坦採納了勒維奇維塔的建議，勤學張量微積分，并於1915年成功創立了廣義相對論。如同大多數英國的理論物理學者，羅傑·潘洛斯讀大學時專修數學，因此有深厚的數學造詣，能夠將拓撲學方法引入相對論研究，證明在每一個黑洞的中心存在著一個奇點，這就是在宇宙學裏著名的奇性定理。
數學在物理學裏的主要角色並不是推導與演算的優良工具，它還扮演了一個更關鍵的角色：作為一種抽象語言，擔當精準地表述物理定律之任。實際而言，物理定律必須先用數學語言來表述，然後才能將數學工具的功能發揮至極。伽利略在1622年著作《》裏提到，數學是大自然表達其內涵所用的語言，假若棄之不用，則無法瞭解大自然的任何一句話。物理學依賴數學來給出準確的公式、準確或近似的解答、定量的結果或預測。理查·費曼在著作《》裏也有類似的表示，他認為，不知道數學的人很難真正地理解大自然的美，尤其是最深刻的自然之美……假如你想知道任何有關大自然的事物，或者想鑑賞大自然，就必須瞭解大自然所用的語言
數學語言在表述物理定律的同時，也表述出內含的數學概念。例如，根據量子力學的數學表述，在量子力學裏，有兩個基礎概念：物理系統的量子態是以希爾伯特空間的單位向量來代表，從觀察物理系統得到的可觀察量是以作用於這些向量的厄米算符來代表。一旦找到了這兩個基礎物理概念的對應數學概念，整個線性代數的理論都可以立刻應用於量子力學。這凸顯出數學的重要性與適應性。
在數學理論裏瀰漫著數學語言，其伴隨的數學概念往往會指出前進的道路，有時甚至會衍生出經驗預測。這並不只是巧合，而恰恰反映出在數學與物理之間無比深奧的關係。例如，1915年，廣義相對論最初創立之時，尚沒有甚麼牢靠的經驗性觀測基礎，它在當時所能解釋的最著名現象就是牛頓力學無法解釋的水星近日點的反常進動。1919年天體物理學者亞瑟·愛丁頓爵士觀測到了廣義相對論預言的光線在太陽引力場中的偏折（這一實驗直到1959年才開始被精確地定量測量），這在當時是對廣義相對論最有力的支持。時至今日，廣義相對論的理論預測已由實驗測量結果證實。
人腦縱切面的核磁共振成像。
計算機模擬顯示出太空梭重回大氣層時的受熱狀況。
物理學是一門基礎科學，不是應用科學。物理學也被認為是基礎科學中的基礎科學，因為其它自然科學的分支，像化學、天文學、地球物理學、生物學的理論都必須遵守物理定律。例如，化學研究物質的性質、結構、化學反應（化學專注於原子尺寸，這是化學與物理的主要界線）。結構的形成是因為粒子與粒子之間彼此相互作用。能量守恆、動量守恆、電荷守恆等，這些物理定律主導了物質性質和化學反應，以往化學家只能使用各種模糊的概念建立的理論也都因量子物理的發展而得到更為正確的了解。
應用物理學指的是針對實際用途而進行的物理研究。應用物理學的課程規畫通常會選修一些應用學科的課程，像地質學或電機工程學。應用物理學與工程學不同，應用物理學不會特別地設計某種元件或機器，而是用物理理論或從事物理研究來發展某種新科技或解析某問題。
工程學應用到很多物理理論。例如，在學習建造橋樑與其它建築物的技術之前，必須先學會靜力學的理論。設計世界一流的音樂廳，必須先學會聲學。設計與製造更優良的光學元件必須先精思熟讀光學。經過考慮種種物理因素而設計出來的飛行模擬器、電子遊戲、電影等等，會顯得更加維妙維肖、栩栩如生。
化學研究物質的性質、組成、結構、以及變化規律。化學研究的對象涉及物質之間的相互關係，或物質和能量之間的關聯。傳統的化學常常都是關於兩種物質接觸、變化，即化學反應，又或者是一種物質變成另一種物質的過程。這些變化有時會需要使用電磁波，當中電磁波負責激發化學作用。不過有時化學都不一定要關於物質之間的反應。光譜學研究物質與光之間的關係，而這些關係並不涉及化學反應。準確的說，化學的研究范圍是包括分子、電子、離子、原子、原子團在內的核-電子體系。隨著量子物理的發展，化學也吸收了量子物理的理論建立了更完備的理論基礎。
物理學使用的一些探本溯源、格物致知的方法也可用於跨學科領域。物理學或多或少地影響了很多重要學術領域，例如，經濟物理學應用大量物理學裏的理論與方法來解析經濟學問題，這些問題時常會涉及不確定性或混沌。
科學方法是一種用來解答問題的系統性程序，通過這種程序，可以發展出對於大自然現象的合理解釋。從觀察自然現象、閱讀書籍或討論中，時常會找到有意義的問題。假若問題過於複雜，則必須剝除其無關緊要部分，找到核心思想，將問題簡化，進而發展出能夠解釋這問題並且被實驗檢試的假說。經過實驗檢試後，或許需要對於假說加以改善或駁回。這嚴格過程可能會重複多次，直到假說的預測能夠符合實驗結果為止，這假說才能被學術界接受成為科學理論。
實驗檢試必須擁有抓出科學理論的瑕疵的能力。卡爾·波普爾強調，科學理論必須具有可證偽性。換句話說，必須能夠對於理論預言與實驗結果做比較，假若兩者不一致，則不能承認這科學理論的正確性。然而近期，有些弦理論學者與宇宙學學者主張，一個足夠精緻並且能夠對相關問題給出解釋的理論不需要通過實驗檢試，例如，至今為止，弦理論是唯一能夠統一四種基本相互作用的理論，但是它所提出的額外維度概念，是無法做實驗觀測到的。在宇宙學方面，多重宇宙論、前大爆炸理論都涉及到無法觀測到的論述。理論物理學者保羅·斯泰恩哈特表示，宇宙暴脹理論不是科學理論，因為所有觀測結果都會與它的預測相符合，換句話說，它不具可證偽性。對於這些理論是否為科學理論這問題，必須更加仔細研究與辯論。
物理學研究大致分為理論研究與實驗研究。理查·費曼表明兩者的相同與不同之處：
理論研究和實驗研究一般是分開進行的，然而它們彼此之間息息相關、缺一不可。實驗結果對於理論發展給出建議，理論預測對於實驗設計給出引領。
過去幾百年來，實驗結果驅使了理論物理的進展，最近幾十年來，物理學的演進方式已大幅度改變，在某些物理學分支領域，理論預測驅使了實驗物理的方向。通常而言，當實驗者發現一個新現象，而已知理論無法解釋這新現象時，或者當根據新理論所作出的預測，可以通過設計精緻實驗來檢驗時，持著大膽假設，小心求證的研究態度，物理學往往會有所進展。例如，在大型強子對撞機進行的各項研究完美地展示出理論物理學與實驗物理學的互助互補。由於先前理論物理學者預測希格斯玻色子存在，實驗物理學者才會堅持不斷地做實驗探索其蹤跡，在經過幾十年努力後，終於證實了希格斯玻色子確切存在。當今，理論物理學者正等待更多實踐數據來指示未來的理論研究方向。
實驗物理學者設計與完成實驗來檢試理論的預測與探索新的物理現象。實驗物理學者探索大自然奧秘的方式有兩種，一種是消極方式，如同天文觀測者的作法，因為無法操控宇宙星體的物理行為，另一種是積極方式，如同粒子實驗者的作法，操控粒子來展示其行為與性質。
實驗物理學擴展了工程學與科技，也被工程學與科技所擴展。涉及基礎研究的實驗者，在做實驗時，時常會接觸到像粒子加速器或激光一類的先進器材；而那些涉及應用研究的實驗者，時常會在工業就職，開發像正電子發射計算機斷層掃描、電晶體一類的科技。有時候，某些很有意思的區域，雖然理論物理學者尚未探索論證，實驗者也會先行做實驗檢驗測試。
理論物理學者試圖發展數學模型，這模型必須能夠合理地解釋其所針對的物理現象，這模型的預測還必須與實驗數據相符合。理論物理學應該可能是影響最大、成本最少的基礎研究領域。理論物理學推進了人類對於大自然的基本知識，又對於明日科技撒播了珍貴的種子。半導體、太陽能電池、激光、全球定位系統、發光二極管、核裂變、核磁共振等等對於人類文明有重大貢獻的科技皆是源於理論物理學者給出的突破。
唯象專家努力探索理論與實驗之間錯綜複雜的交集區；他們專注於研究從實驗所觀測到的複雜現象，試圖找到這些複雜現象與物理理論之間的關係。唯象專家計算理論模型的預測，並將這些預測跟實驗數據做比較。
物理學涵蓋廣泛的自然現象，從微乎其微的基本粒子（像：夸克、微中子、電子）到龐大無比的超星系團都是研究對象。很多千變萬化的現象，都可用更基礎的現象來做合理的描述與解釋。物理學是一門基礎科學，物理學者致力於追根究底，發掘這些現象的根本原因，並試圖尋覓其中任何連結關係。物理學者努力研究所得到的結果大致可歸納為一些明確的基礎定律。其它許多學術領域，像生物學、化學、地質學、工程學等等，所涉及的物質系統都遵守這些基礎定律。但是，這些基礎定律仍不完全。物理學對於自然現象所給出的描述與解釋，只是近似事實，而不是絕對事實。
舉例而言，古希臘人知道像琥珀一類的物質，當與毛皮磨擦時，會出現吸引力，使得這兩種磨擦物互相吸引。這性質後來稱為電性。在十七世紀，學者開始慎密地研查這性質。另外，在亞洲大陸的那一端，古中國人觀測到某些石頭（磁石），會通過某種看不見的作用力互相吸引。這性質後來稱為磁性。也是在十七世紀，學者開始嚴格地窮究其起因。經過燃膏繼晷、廢寢忘食的努力，物理學者終於明白了這兩種自然現象的基本成因——電和磁。但是，在二十世紀，經過更深入的研究，物理學者發現電和磁是電磁相互作用的兩種不同表現。今天，這統一各種各樣相互作用的程序仍舊方興未艾，物理學者認為電磁相互作用和弱相互作用是電弱相互作用的兩種不同表現。物理學者的終極目標是找到一個完美的萬有理論，其能夠解釋大自然的一切本質。
現代物理研究大致分類為天文物理學、原子分子與光物理學、粒子物理學、凝聚態物理學、應用物理學等等。有些大學的物理系也提供物理教育研究。