物理学简史(9)

物理学使用的一些探本溯源、格物致知的方法也可用于跨学科领域。物理学或多或少地影响了很多重要学术领域，例如，经济物理学应用大量物理学里的理论与方法来解析经济学问题，这些问题时常会涉及不确定性或混沌。
4
学术研究
4.1
科学方法
科学方法是一种用来解答问题的系统性程序，通过这种程序，可以发展出对于大自然现象的合理解释。从观察自然现象、阅读书籍或讨论中，时常会找到有意义的问题。假若问题过于复杂，则必须剥除其无关紧要部分，找到核心思想，将问题简化，进而发展出能够解释这问题并且被实验检试的假说。经过实验检试后，或许需要对于假说加以改善或駁回。这严格过程可能会重复多次，直到假说的预测能够符合实验结果为止，这假说才能被学术界接受成为科学理论。
实验检试必须拥有抓出科学理论的瑕疵的能力。卡尔波普尔强调，科学理论必须具有可证伪性。换句话说，必须能够对于理论预言与实验结果做比较，假若两者不一致，则不能承认这科学理论的正确性。然而近期，有些弦理论学者与宇宙学学者主张，一个足够精致并且能够对相关问题给出解释的理论不需要通过实验检试，例如，至今为止，弦理论是唯一能够统一四种基本相互作用的理论，但是它所提出的额外维度概念，是无法做实验观测到的。在宇宙学方面，多重宇宙论、前大爆炸理论都涉及到无法观测到的论述。理论物理学者保罗斯泰恩哈特表示，宇宙暴胀理论不是科学理论，因为所有观测结果都会与它的预测相符合，换句话说，它不具可证伪性。对于这些理论是否为科学理论这问题，必须更加仔细研究与辩论。
4.2
理论与实验
物理学研究大致分为理论研究与实验研究。理查·费曼表明两者的相同与不同之处：
理论物理学者想像、推演与猜想新的定律，但不做实验，而实验物理学者则是做实验、想像、推演与猜想。
理论研究和实验研究一般是分开进行的，然而它们彼此之间息息相关、缺一不可。实验结果对于理论发展给出建议，理论预测对于实验设计给出引领。 过去几百年来，实验结果驅使了理论物理的进展，最近几十年来，物理学的演进方式已大幅度改变，在某些物理学分支领域，理论预测驅使了实验物理的方向。通常而言，当实验者发现一个新现象，而已知理论无法解释这新现象时，或者当根据新理论所作出的预测，可以通过设计精致实验来检验时，持著大胆假设，小心求证的研究态度，物理学往往会有所进展。例如，在大型强子对撞机进行的各项研究完美地展示出理论物理学与实验物理学的互助互补。由于先前理论物理学者预测希格斯玻色子存在，实验物理学者才会坚持不断地做实验探索其踪迹，在经过几十年努力后，终于证实了希格斯玻色子确切存在。当今，理论物理学者正等待更多实践数据来指示未来的理论研究方向。