物理学的方法论

物理学在没有任何单一策略的情况下不断进化。本质上是一个实验科学，精确的测量可以揭示意想不到的行为。另一方面，现有理论的数学外推到新的理论领域，对明显明显但未经检验的假设进行批判性的重新检查，通过论证对称或类比，审美判断、纯粹的偶然和预感——每一种都发挥着作用(就像在所有科学中一样)。因此，例如，量子假设由德国物理学家提出马克斯·普朗克是基于观察到的性格背离黑体辐射(吸收所有物质的受热物体发出的辐射辐射能偶然发现它)从经典预言电磁．英国物理学家P.A.M.狄拉克预言的存在正电子在做相对论的扩展量子理论电子．的难以捉摸的中微子，无质量或负责是德国物理学家提出的假设沃尔夫冈·泡利作为一个替代到放弃守恒定律在β衰变过程．麦克斯韦推测，如果改变磁场会产生电场(这是众所周知的)，那么改变电场可能会产生磁场，这导致他提出了电磁理论光．阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论是基于对同时性意义的批判性重新审视，而他的广义相对论依赖于惯性质量和引力质量的等价性。

尽管不同问题的方法不同，物理学家总是试图通过建立一系列理想化的模型来使未解决的问题更易于处理，而每一个相继的模型都是对实际物理状况的更现实的反映。因此，在气体理论中，分子首先被想象成粒子，就像尺寸小得几乎消失的台球一样没有结构。然后再一步一步地改进这个理想的画面。

的对应原理这是一位丹麦物理学家提出的一个有用的指导原则，可以扩展理论解释尼尔斯·玻尔在上下文量子理论。它断言，当一个有效的理论推广到更广泛的领域时，新理论的预测必须在两者适用的重叠区域与旧理论的预测一致。例如，越多全面的物理理论光学一定会产生与更有限制性的射线光学理论相同的结果吗波由于光的波长很小，与光的波长成正比的效应可以忽略不计。同样的,量子力学必须产生与经典相同的结果吗力学在当普朗克常数可以认为是可以忽略不计的小。同样，对于速度较小的光速(如棒球比赛)，相对论力学必须与牛顿经典力学相吻合。

下面的例子说明了实验物理学家和理论物理学家处理他们的问题的一些方法。

对基本粒子的现代实验研究始于探测大气中由初级辐射产生的新型不稳定粒子，后者主要由来自地球的高能质子组成空间．新粒子是在盖革计数器通过他们在乐器上留下的痕迹来识别云室在照相底片中也是如此。后二战期间，粒子物理当时被称为高能核物理学，成为了一个专业场的科学。今天的高能粒子加速器它的长度可达数公里，成本可达数百(甚至数千)亿美元，并能将粒子加速到巨大的能量(数万亿电子伏特)．实验团队，比如那些发现W⁺W⁻,Z广达电脑的弱力欧洲粒子物理实验室(欧洲核子研究中心这个由20个欧洲成员国资助的机构，可以有来自许多国家的100名或更多物理学家，以及更多作为支持人员的技术人员。各种视觉和电子技术被用来解释和分类他们努力产生的大量数据，粒子物理实验室是最先进的主要用户技术比如超导磁体或超级计算机．

理论物理学家使用数学既是理论发展的逻辑工具，也是计算理论预测与实验比较的逻辑工具。牛顿就是其中之一积分学为了解决以下问题，这是他制定普遍法则所必需的万有引力:假设任意一对点粒子之间的引力与它们之间距离的平方成反比，粒子的球形分布，如地球，吸引附近的另一个物体?积分微积分是一种将许多小贡献相加的方法，它得出了一个简单的解决方案，即地球本身是一个所有质量都集中在中心的点粒子。在现代物理学中，狄拉克发现了一个结合量子力学和狭义相对论的电子方程，从而预测了当时未知的正电子(或正电子)的存在。

物理学与其他学科和社会的关系