△从古时候起，人们就尝试着理解这个世界:为什么物体会往地上掉，为什么不同的物质有不同的性质等等。宇宙的性质同样是一个谜，譬如地球、太阳以及月亮这些星体等等，人们无时不在时时探索。

阿基米德在力学方面导出了许多正确的结论，像我们熟知的阿基米德定律。 在十七世纪末期，由于人们乐意对原先持有的真理提出疑问并寻求新的答案，最后导致了重大的科学进展，这个时期现在被称为科学革命。科学革命的前兆可回溯到在印度及波斯所做出的重要发展，包括:印度数学暨天文学家。

物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸，二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器，实验得出的结果。物理学从研究角度及观点不同，可分为微观与宏观两部分，宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果，是最早期就已经出现的，微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。 其次，物理又是一种智能。 诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此，使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶。

做一件很简单的事情：扔一个球。如果你知道它扔出的位置和速度等，你就可以用物理得到它落地的具体位置。但是，如果你只是写出球扔出去后的运动轨迹的数学公式，并解出这个公式，你会得到两个答案：一个正数和一个负数，它们都对应着球落地的具体位置，但方向相反。又比如，当我问你“4的平方根是多少？”的时候，你可能会下意识地认为答案是2，但答案也可能是-2。 这可能就是数学和物理的最大区别：数学具有很大的不确定性，它只预测可能的解是什么，而物理是帮助你得到具体的解。所以数学是帮助解决物理问题的工具，特别是当你进入广义相对论或者量子理论，甚至是更遥远的宇宙暴胀理论、额外维度和弦理论的世界时，会发现它们都有描述它们本身的数学模型。

物理是用来描述现实宇宙的，所以如果你拿不出任何在物理上可观测的、符合这些数学模型的量，这些数学模型将永远是理论模型，它们是无法用于描述现实宇宙的。举个例子，弦理论虽然可能是解决万物之谜的一套理论，但它始终没有得到相关的实验预测，即一些符合弦理论的现实观测量，而且就连爱因斯坦都无法证明它，所以它目前一直被牢牢地置于理论物理的领域中，无法称之为定论。 相反地，一些可以得到现实观测量的理论也许可以成为定论。比如，暴胀理论是美国宇宙学家阿兰·古斯在1981年提出的一个描述宇宙的理论。此理论指出，早期宇宙在10-36秒~10-32秒这段时间里，以指数倍的形式发生膨胀，宇宙膨胀速度在暴胀结束后变慢。在暴胀理论中，有各种各样的数学预测，其中一个就是量子涨落。

在暴胀过程中，量子涨落（一个点的能量的暂时变化即能量波动）也会发生“暴胀”。暴胀前的宇宙就像一个没有充气的气球，量子涨落则是气球表面的一个非常小的点。当宇宙发生暴胀，气球充气，暴胀就像一个放大镜，放大了气球上的点即量子涨落。结合暴胀理论，被放大的量子涨落最终引起了宇宙微波背景辐射的微小温度波动。 宇宙微波背景被认为是宇宙大爆炸遗留下来的辐射，或者说是大爆炸遗留下来的热量。最初，宇宙温度极高，随着宇宙的膨胀才逐渐降低，目前观测的宇宙温度只比绝对零度高出了2.725摄氏度左右。宇宙微波背景的温度在整个宇宙几乎是均匀的，用非常精密的探测器才能观测到微小的波动，这些波动可能由量子涨落引起。

任何用来描述预测或描述可能性的数学模型，往往需要联系物理的客观可观测量才能被证实或用于描述现实。 用数学推导物理 守恒定律可能是你能想到的最基础的定律了，比如能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律。这些守恒定律是一个数学定理的推导结果，它就是诺特定理，同时它也是理论物理的中心理论之一，这样数学和物理又有了一层复杂关系。诺特定理告诉我们：每一个连续对称，都对应一个守恒量。

数学是解决物理的工具 数学在物理中是有用的，1912年，当时的爱因斯坦正酝酿着一个颠覆性的理论——广义相对论，此理论断言，大质量的物体会扭曲时空。但爱因斯坦在如何表述它上遇到了难题。这时，爱因斯坦发现，由数学家伯恩哈德·黎曼提出的曲率几何概念正是他需要的。黎曼几何赋予了爱因斯坦一个强大的数学基础，使他构建出了广义相对论的准确等。纵观物理学的发展历史，可以发现，许多物理学家同时也是数学家，比如，阿基米德、伽利略、牛顿、高斯、麦克斯韦等等，都是精通数学、物理学等数门。

数学物理学，它是以研究物理问题为目标的数学理论和数学方法，其目的是在假定物理学基本定律已经知道的条件下，主要依靠数学上求解的方法来为已较好地确立了的物理学理论推导出结果。