物理学简史(10)

实验物理学者设计与完成实验来检试理论的预测与探索新的物理现象。实验物理学者探索大自然奥秘的方式有两种，一种是消极方式，如同天文观测者的作法，因为无法操控宇宙星體的物理行为，另一种是积极方式，如同粒子实验者的作法，操控粒子来展示其行为与性质。
实验物理学扩展了工程学与科技，也被工程学与科技所扩展。涉及基础研究的实验者，在做实验时，时常会接触到像粒子加速器或激光一类的先进器材；而那些涉及应用研究的实验者，时常会在工业就职，开发像正电子发射计算机断层扫描、电晶體一类的科技。有时候，某些很有意思的区域，虽然理论物理学者尚未探索论证，实验者也会先行做实验检验测试。
理论物理学者试图发展数学模型，这模型必须能够合理地解释其所针对的物理现象，这模型的预测还必须与实验数据相符合。理论物理学应该可能是影响最大、成本最少的基础研究领域。理论物理学推进了人类对于大自然的基本知识，又对于明日科技撒播了珍贵的种子。半导體、太阳能电池、激光、全球定位系统、发光二极管、核裂变、核磁共振等等对于人类文明有重大贡献的科技皆是源于理论物理学者给出的突破。
唯象专家努力探索理论与实验之间错综复杂的交集区；他们专注于研究从实验所观测到的复杂现象，试图找到这些复杂现象与物理理论之间的关系。唯象专家计算理论模型的预测，并将这些预测跟实验数据做比较。
4.3
范畴与目标
物理学涵盖广泛的自然现象，从微乎其微的基本粒子（像：夸克、微中子、电子）到龐大无比的超星系团都是研究对象。很多千变万化的现象，都可用更基础的现象来做合理的描述与解释。物理学是一门基础科学，物理学者致力于追根究底，发掘这些现象的根本原因，并试图寻觅其中任何连结关系。物理学者努力研究所得到的结果大致可归纳为一些明确的基础定律。其它许多学术领域，像生物学、化学、地质学、工程学等等，所涉及的物质系统都遵守这些基础定律。但是，这些基础定律仍不完全。物理学对于自然现象所给出的描述与解释，只是近似事实，而不是绝对事实。
举例而言，古希腊人知道像琥珀一类的物质，当与毛皮磨擦时，会出现吸引力，使得这两种磨擦物互相吸引。这性质后来称为电性。在十七世纪，学者开始慎密地研查这性质。另外，在亚洲大陆的那一端，古中国人观测到某些石头（磁石），会通过某种看不见的作用力互相吸引。这性质后来称为磁性。也是在十七世纪，学者开始严格地穷究其起因。经过燃膏继晷、废寝忘食的努力，物理学者终于明白了这两种自然现象的基本成因——电和磁。但是，在二十世纪，经过更深入的研究，物理学者发现电和磁是电磁相互作用的两种不同表现。今天，这统一各种各样相互作用的程序仍旧方兴未艾，物理学者认为电磁相互作用和弱相互作用是电弱相互作用的两种不同表现。物理学者的终极目标是找到一个完美的万有理论，其能够解释大自然的一切本质。