物質科學

物質科學（physical science）又稱物理科學，是自然科學的分支，研究沒有生命的系統，與生命科學相對。

英語 physical 為多義詞，可為物質的，物理（學）的，有形的，實物的，身體的等等意思。若譯名用「物理的」這個形容詞，對物理科學與生命科學兩者所造成的差別，是無意的而且有點隨意，因為物質科學之下的某些分支也會研究生物的現象，如生物化學、生物物理，是物質科學與生命科學的交叉學科。

## 物質科學是什麼？

物質科學的形容如下：

- 科學的一個分支：透過對宇宙作出可試驗的解釋和預測，有系統地不斷嘗試建立和組織知識。
- 自然科學的一個分支：自然科學是科學的一個重大分支，憑著經驗證據，試圖解釋和預測大自然的現象。在自然科學，假說一定要先科學地確證，才可當作科學理論。有效性、準確性、和確保品質的社會機制，例如同行評審和結果的可重複性，是達到目的所用的其中一些準則和方法。自然科學可以分成兩大分支：生命科學和物質科學。這兩個分支、及其下的所有分支，都被稱為自然科學。

## 物質科學的分支

- 物理學 聲學 農業物理學
- 土壤物理學 天文物理學 天文學
- 太空動力學
- 天文測量學
- 宇宙學
- 星系天文學
- 銀河系天文學
- 物理宇宙學
- 行星科學
- 恆星天文學 大氣物理學 原子、分子及光物理學 生物物理學
- 醫學物理
- 神經物理學 化學物理學 計算物理學 凝聚體物理學 低溫物理學 動力學 經濟物理學 電磁學 地球物理學 材料物理學 數學物理學 力學
- 生物力學
- 經典力學
- 連續介質力學
- 流體力學
- 量子力學
- 熱動力學 核物理學 光學 分子物理學 心理物理學 電漿物理學 聚合物物理學 量子物理學 相對論 靜力學 固體物理學 車輛動力學
- 化學 分析化學 天文化學
- 宇宙化學 大氣化學 生物化學
- 農業化學
- 生物無機化學
- 生物有機化學
- 生物物理化學
- 環境化學
- 免疫化學
- 藥物化學
- 藥理學
- 天然產物化學
- 神經化學 計算化學
- 化學資訊學
- 分子力學 味覺化學 流動化學 地球化學
- 含水地球化學
- 同位素地球化學
- 海洋化學
- 有機地球化學
- 區域地球化學 無機化學 核化學
- 放射化學 有機化學
- 石油化學 金屬有機化學 光化學 物理化學
- 化學動力學
- 化學熱動力學
- 電化學
- 飛秒化學
- 數學化學
- 機械力化學
- 物理有機化學
- 量子化學
- 聲化學
- 立體化學
- 超分子化學
- 熱化學 植物化學 聚合物化學 固態化學 牽涉到化學的跨學科領域
- 化學生物學
- 化學工程學
- 化學海洋學
- 化學物理學
- 材料科學
- 納米科技
- 葡萄酒工藝學
- 光譜學
- 表面科學
- 地球科學 大氣科學
- 氣候學
- 氣象學 ** 大氣化學 生物地理學 地圖學 氣候學 海岸地理學 環境科學
- 生態學 淡水生物學 海洋生物學 寄生蟲學 族群動態學
- 環境化學
- 環境土壤科學
- 環境地質學
- 毒理學 大地測量學 地理學 地理資訊科學 地質學
- 行星地質學 地貌學 地理統計學 地球物理學 冰河 水文學 水文地質學 礦物學 氣象學 海洋學 古氣候學 古生物學 岩石學 湖沼學 地震學 土壤科學 測繪學 ** 火山學

## 物質科學的歷史

物理科學的歷史——指研究非生命系統的自然科學分支，與生命科學相對。物理科學本身又包含多個分支。然而，「物理」這一術語無意中造成了一種任意的區分，因為許多物理科學分支也研究生物現象（例如有機化學）。物理科學的四個主要分支是天文學、物理學、化學和地球科學，後者包括氣象學和地質學。此外，還有一些在21世紀變得重要的分支，如材料科學和電腦科學。

- 物理學史 – 研究物質及其在時空中的運動，以及相關概念如能量和力的物理科學的歷史
- 聲學史 – 研究固體、液體和氣體中機械波（如振動和聲音）的歷史
- 農業物理學史 – 研究物理學在農業生態系統中應用的歷史
- 土壤物理學史 – 研究土壤物理性質和過程的歷史。
- 天體物理學史 – 研究天體物理學中天體物理學方面歷史
- 天文學史 – 研究地球以外宇宙的歷史，包括其形成與演化，以及天體（如星系、行星等）和起源於地球大氣層外的現象（如宇宙微波背景輻射）的演化、物理、化學、氣象學和運動。
- 天體力學史 – 應用彈道學和天體力學解決火箭及其他太空飛行器運動實踐問題的歷史。
- 天文學測量史 – 涉及對恆星及其他天體位置和運動進行精確測量的天文學分支的歷史。
- 宇宙學史 – 研究宇宙整體性質的學科的歷史。
- 河外天文學史 – 研究我們銀河系以外天體的天文學分支的歷史。
- 銀河天文學史 – 研究我們銀河系及其所有內容的歷史。
- 物理宇宙學史 – 研究宇宙最大尺度結構與動力學的學科歷史，涉及宇宙形成與演化的根本問題。
- 行星科學史 – 研究行星（包括地球）、衛星及行星系統（特別是太陽系及其形成過程）的科學學科歷史。
- 恆星天文學史——研究天體（如恆星、行星、彗星、星雲、星團和星系）以及起源於地球大氣層外的現象（如宇宙微波背景輻射）的自然科學的歷史。
- 大氣物理學史 – 物理學在大氣層中應用的研究歷史
- 原子、分子與光學物理學史 – 物質與光相互作用的研究歷史
- 生物物理學史 – 研究與生物學相關的物理過程的歷史
- 醫學物理學史 – 研究物理學概念、理論和方法在醫學中應用的歷史。
- 神經物理學史 – 研究生物物理學中與神經系統相關的分支的歷史。
- 化學物理學史 – 研究從物理學角度探討化學過程的物理學分支的歷史。
- 計算物理學史 – 研究並實施數值演算法以解決已存在定量理論的物理問題歷史。
- 凝聚態物理學史 – 研究物質凝聚態物理性質的歷史。
- 低溫物理學史 – 低溫物理學史是研究極低溫度（低於−150°C、−238°F或123K）的產生以及材料在這些溫度下的行為。
- 動力學（力學）的歷史|動力學歷史 – 研究運動原因及運動變化的歷史。
- 經濟物理學歷史 – 跨學科研究領域，應用物理學家最初開發的理論和方法來解決經濟學問題。
- 電磁學史 – 電磁學分支的科學史，研究帶電粒子之間產生的力。
- 地球物理學史 – 地球及其空間環境的物理學史；也包括利用定量物理方法研究地球的學科。
- 材料物理學史 – 描述材料的物理學應用歷史，包括力、熱、光和力學等多種方式。
- 數學物理學史 – 數學在物理學問題中的應用歷史，以及為這類應用和物理理論的構建而發展的數學方法。
- 力學史 – 物理學中研究物體在受力或位移作用下的行為及其對環境後續影響的分支學科的歷史。
- 生物力學史 – 通過力學方法研究生物系統（如人類、動物、植物、器官和細胞）的結構與功能的歷史。
- 經典力學史 – 力學兩大主要分支之一的歷史，該分支研究描述物體在力系統作用下運動的物理定律體系。
- 連續介質力學史 – 力學分支的歷史，該分支研究將材料視為連續介質而非離散粒子時，其運動學和力學行為的分析。
- 流體力學史 – 研究流體及其所受力的學科歷史。
- 量子力學史 – 研究物理現象中作用量級與普朗克常數相當的物理學分支歷史。
- 熱力學史 – 物理科學中研究熱及其與其他形式的能量和功的關係的分支的歷史。
- 核物理史 – 研究原子核的構成和相互作用的物理學領域的歷史。
- 光學史 – 物理學分支的歷史，涉及光的行為和性質，包括其與物質的相互作用以及使用或檢測光的儀器構建。
- 粒子物理學史 – 物理學分支的歷史，研究構成通常所稱物質或輻射的粒子的存在和相互作用。
- 心理物理學史 – 量化研究物理刺激與它們所影響的感官和知覺之間關係的物理學分支的歷史。
- 等離子體物理學史 – 研究類似於氣體的物質狀態的歷史，其中一定比例的粒子處於電離狀態。
- 聚合物物理學史 – 研究聚合物、其波動、力學性質以及聚合物和單體分別涉及的降解和聚合反應動力學的物理學分支的歷史。
- 量子物理學史 – 研究物理現象中作用量級與普朗克常數相當的物理學分支的歷史。
- 相對論理論的歷史 –
- 靜力學歷史 – 機械學分支的歷史，該分支關注對處於靜力平衡狀態的物理系統施加的載荷（力、扭矩/力矩）的分析，即子系統之間的位置隨時間不變，或組件和結構以恆定速度運動的狀態。
- 固體物理學史 – 研究剛性物質（固體）的學科歷史，採用的方法包括量子力學、晶體學、電磁學和冶金學。
- 車輛動力學史 – 研究車輛動力學的學科歷史，此處假設為地面車輛。
- 化學史 – 化學史是研究原子物質（由化學元素組成的物質）的物理科學，特別是其化學反應，同時也包括其性質、結構、組成、行為及其與化學反應相關的變化。
- 分析化學史 – 自然和人工材料中化學成分的分離、鑑定和定量研究的歷史。
- 天體化學史 – 宇宙中化學元素和分子的豐度及反應歷史，以及它們與輻射的相互作用。
- 宇宙化學史 – 研究宇宙中物質的化學組成及其形成過程的歷史。
- 大氣化學史 – 研究地球大氣層及其他行星大氣層化學的大氣科學分支的歷史。這是一個跨學科的研究領域，涉及環境化學、物理學、氣象學、電腦建模、海洋學、地質學和火山學等學科。
- 生物化學史 – 研究生物體中化學過程的歷史，包括但不限於生物物質。生物化學支配著所有生物體和生物過程。
- 農業化學史 – 研究農業生產、原材料加工成食品和飲料，以及環境監測和修復中化學和生物化學作用的歷史。
- 生物無機化學史 – 研究金屬在生物學中作用的歷史。
- 生物有機化學史 – 迅速發展的科學學科，結合有機化學與生物化學。
- 生物物理化學史 – 化學的新分支，涵蓋涉及生物系統的廣泛研究活動。
- 環境化學史 – 對自然環境中發生的化學和生物化學現象的科學研究歷史。
- 免疫化學史 – 免疫化學分支的化學史，涉及對免疫系統反應和組分的研究所。
- 藥物化學史 – 藥物化學學科的化學史，該學科處於化學（尤其是合成有機化學）、藥理學及各類生物學專業領域的交叉點，涉及藥物（藥品）的設計、化學合成及市場開發。
- 藥理學歷史 – 醫學和生物學中研究藥物作用的分支學科的歷史。
- 天然產物化學歷史 – 研究由生物體產生的化學化合物或物質的歷史，這些物質通常具有藥理學或生物學活性，用於藥物發現和藥物設計。
- 神經化學史 – 神經化學的專門研究歷史，包括神經遞質及其他影響神經元功能的分子，如神經活性藥物。
- 計算化學史 – 化學領域中利用電腦科學原理輔助解決化學問題的分支歷史。
- 化學資訊學史 – 應用電腦和資訊技術解決化學領域各類問題的歷史。
- 分子力學史 – 利用牛頓力學模型分子系統的歷史。
- 風味化學史 – 通過化學手段設計人工和天然風味的歷史。
- 流動化學史 – 化學反應在連續流動的流體中進行而非批量生產的歷史。
- 地球化學史 – 通過化學研究重大地質系統背後機制的歷史。
- 水體地球化學史 – 研究流域中各種元素（包括銅、硫、汞等）的作用，以及元素通量通過大氣-陸地-水體相互作用進行交換的歷史。
- 同位素地球化學史 – 通過化學和地質學研究元素及其同位素的相對和絕對濃度的歷史。
- 海洋化學史 – 研究海洋環境化學及其受不同變量影響的歷史。
- 有機地球化學史 – 研究生物對地球產生影響及相關過程的歷史。
- 區域、環境與勘探地球化學史 – 地球表面物質化學組成空間變異性研究的歷史
- 無機化學史 – 研究無機化合物性質與行為的化學分支的歷史。
- 核化學史 – 化學中涉及放射性、核過程和核性質的子領域的歷史。
- 放射化學史 – 放射性物質化學的研究歷史，其中利用元素的放射性同位素來研究非放射性同位素的性質和化學反應（在放射化學中，由於放射性同位素的穩定性，缺乏放射性常導致物質被描述為非活性）。
- 有機化學史 – 研究碳基化合物、烴及其衍生物的結構、性質、組成、反應及製備（通過合成或其他方法）的化學分支的歷史。
- 石油化學史 – 研究原油（石油）和天然氣轉化為有用產品或原材料的化學分支的歷史。
- 有機金屬化學史 – 研究含有碳與金屬之間鍵合的化學化合物的歷史。
- 光化學史 – 研究通過原子或分子吸收光而進行的化學反應的歷史。
- 物理化學史– 研究化學系統中宏觀、原子、亞原子及顆粒現象的物理定律與概念的歷史。
- 化學動力學史 – 研究化學過程速率的歷史。
- 化學熱力學史 – 研究熱與功與化學反應或在熱力學定律範圍內發生的物理狀態變化之間相互關係的學科歷史。
- 聚合物化學史 – 涉及聚合物或高分子化合物的化學合成及其化學性質的多學科科學的歷史。
- 固體化學史 – 涉及固態材料的合成、結構和性質的研究歷史，特別是非分子固體，但不限於此。
- 涉及化學的多學科領域
- 化學生物學史 – 跨越化學與生物學領域的科學學科，涉及應用化學技術與工具（常為合成化學製備的化合物）研究與調控生物系統。
- 化學工程史 – 工程學分支的歷史，該分支涉及物理科學（如化學和物理學）、生命科學（如生物學、微生物學和生物化學）、數學和經濟學，以實現將原材料或化學品轉化為更有用或更具價值形式的過程。
- 化學海洋學史 – 研究地球海洋中化學元素行為的歷史。
- 化學物理學史 – 研究從物理學角度分析化學過程的物理學分支的歷史。
- 材料科學史 – 應用物質性質於科學與工程各領域的跨學科領域歷史。
- 納米技術史 – 研究在原子和分子尺度上操縱物質的歷史。
- 釀酒學史 – 研究葡萄酒及其釀造過程所有方面的科學，不包括葡萄種植和葡萄採摘，後者是一個稱為葡萄栽培學的子領域。
- 光譜學歷史 – 研究物質與輻射能相互作用的歷史。
- 表面科學歷史 – 表面科學是研究兩種相界面處發生的物理和化學現象的學科，包括固液界面、固氣界面、固真空界面和液氣界面。
- 地球科學史 – 地球科學及其所有分支的綜合性術語的歷史。地球科學及其所有分支均屬於物理科學。
- 大氣科學史 – 涵蓋對大氣層、其過程、其他系統對大氣層的影響以及大氣層對這些其他系統的影響的研究的統稱的歷史。
- 氣候學史
- 氣象學史
- 大氣化學史
- 生物地理學歷史 – 研究物種（生物學）、生物體和生態系統在地理空間和地質時間中的分布的歷史。
- 製圖學歷史 – 研究和實踐製作地圖或地球儀的歷史。
- 氣候學歷史 – 研究氣候的歷史，科學上定義為一段時間內天氣條件的平均值
- 海岸地理學史 – 研究海洋與陸地之間動態界面的歷史，涵蓋海岸的物理地理學（即海岸地貌學、地質學和海洋學）以及人類地理學（社會學和歷史學）。
- 環境科學史 – 研究環境系統的一體化、定量化和跨學科方法的歷史。
- 生態學史 – 生態學是研究生物分布與豐度及其受生物與環境相互作用影響的科學。
- 淡水生物學史 – 淡水生物學是研究淡水生態系統的科學，屬於湖沼學分支。
- 海洋生物學史 – 科學研究海洋或其他鹹水水體中生物的學科歷史。
- 寄生蟲學史 – 寄生蟲學是研究寄生蟲、其宿主以及兩者之間關係的學科歷史。
- 種群動力學歷史 – 種群動力學是生命科學的一個分支，研究種群數量和年齡結構的短期及長期變化，以及影響這些變化的生物和環境過程。
- 環境化學歷史 – 環境化學是研究自然環境中發生的化學和生物化學現象的科學。
- 環境土壤科學史 – 環境土壤科學史是研究人類與土壤圈相互作用以及生物圈、岩石圈、水圈和大氣圈關鍵方面的學科。
- 環境地質學史 – 環境地質學，如同水文地質學，是一門應用科學，致力於將地質學原理應用於解決環境問題。
- 毒理學史 – 毒理學是生物學、化學和醫學的一個分支，專門研究化學物質對生物體的不良影響。
- 大地測量學歷史 – 科學學科的歷史，涉及對地球的測量和表示，包括其重力場，在一個三維時變空間中。
- 地理學歷史 – 科學的歷史，研究地球的土地、特徵、居民和現象。
- 地理資訊科學史 – 地理資訊科學與技術的發展史，該學科利用資訊科學基礎設施解決地理學、地球科學及相關工程領域的難題。
- 地質學史 – 研究地球的學科歷史，通常排除現今生命、海洋流動及大氣層的研究。
- 行星地質學史 – 研究行星等天體及其衛星、小行星、彗星和隕石地質學的行星科學學科的歷史。
- 地貌學史 – 研究地貌及其形成過程的科學研究的歷史
- 地統計學史 – 統計學中專注於空間或時空數據集的分支學科的歷史。
- 地球物理學史 – 地球及其空間環境的物理學歷史；也指利用定量物理方法研究地球的學科。
- 冰川學史 – 研究冰川或更廣泛的冰及其相關自然現象的學科歷史。
- 水文學史 – 研究地球及其他行星上水體的運動、分布及質量的學科歷史，包括水循環、水資源及環境流域可持續性。
- 水文地質學史 – 研究地球地殼中土壤與岩石中地下水分布與運動的地球科學分支歷史（通常涉及含水層）。
- 礦物學史 – 研究礦物化學、晶體結構及物理（包括光學）性質的學科歷史。
- 氣象學史 – 跨學科科學研究大氣層的學科歷史，旨在解釋和預測天氣事件。
- 海洋學史 – 研究海洋的地球科學分支學科歷史
- 古氣候學史 – 研究地球整個歷史尺度上氣候變化的學科歷史。
- 古生物學史 – 研究史前生命的學科歷史。
- 岩石學史 – 研究岩石的起源、成分、分布和結構的地球科學分支的學科歷史。
- 湖沼學史 – 研究內陸水體歷史的學科
- 地震學史 – 研究地震及彈性波在地球或其他類地天體中傳播的科學歷史
- 土壤科學史 – 研究地球表面作為自然資源的土壤的歷史，包括土壤形成、分類和製圖；土壤的物理、化學、生物和肥力特性；以及這些特性與土壤的使用和管理的關係。
- 地形學史 – 研究地球及其他可觀測天體（包括行星、衛星和小行星）表面形狀與特徵的歷史。
- 火山學史 – 研究火山、熔岩、岩漿及相關地質、地球物理和地球化學現象的歷史。

## 外部連結

- Physical science topics and articles for school curricula (grades K-12)