主題:物理學

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物理學是一門自然科學，注重於研究物質、能量、空間、時間，尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關係。物理學是關於大自然規律的知識；更廣義地說，物理學探索分析大自然所發生的現象，以了解其規則。

物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年裏，物理學與化學、天文學都曾歸屬於自然哲學。直到十七世紀科學革命之後，物理學才成為一門獨立的自然科學。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集，如生物物理學、量子化學等等。物理學的疆界並不是固定不變的，物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制，有時還會開啟嶄新的跨領域研究。

物理學是自然科學中最基礎的學科之一。經過嚴謹思考論證，物理學者會提出表述大自然現象與規律的假說。倘若這假說能夠通過大量嚴格的實驗檢驗，則可以被歸類為物理定律。但正如很多其他自然科學理論一樣，這些定律不能被證明，其正確性只能靠著反覆的實驗來檢驗。

典範條目、優良條目

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在粒子物理學中，量子電動力學是電動力學的相對論性量子場論。它在本質上描述了光與物質間的相互作用，而且它還是第一套同時完全符合量子力學及狹義相對論的理論。量子電動力學在數學上描述了所有由帶電荷粒子經交換光子產生的相互作用所引起的現象，同時亦代表了古典電動力學所對應的量子理論，為物質與光的相互作用提供了完整的科學論述。用術語來說，量子電動力學就是電磁量子真空態的微擾理論。它的其中一個創始人，理察·費曼把它譽為「物理學的瑰寶」，原因是它能為相關的物理量提供極度精確的預測值，例如異常磁矩及氫能階的蘭姆位移。圖為提出輻射與物質間相互作用的第一套量子理論的英國物理學家保羅·狄拉克。

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平方千米陣是正在計劃中的下一代巨型無線電望遠鏡陣，工作頻率在0.10–30GHz的波段，有效接收面積可以達到大約1平方公里，靈敏度將比目前世界上最大的無線電望遠鏡還要高50倍。平方千米陣將由上千台天線組成，其中有一半天線位於中央直徑5公里的區域內，另有四分之一的天線散布在周圍150公里的區域內，其餘的分布在大約3000公里的範圍內，呈螺旋形排列。平方千米陣預計能夠探測到宇宙大爆炸之後第一代恆星和星系形成時發出的電磁波、揭示磁場在恆星和星系演化過程中的作用、探測暗能量產生的種種效應。圖為平方千米陣的藝術構想圖。

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本日推薦

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拉格朗日方程式是分析力學的重要方程式，因數學物理學家約瑟夫·拉格朗日而命名，可以用來描述物體的運動，特別適用於理論物理的研究。拉格朗日方程式的功能相等於牛頓力學中的牛頓第二定律。

假設一個物理系統符合完整系統的要求，即所有廣義坐標都互相獨立，則拉格朗日方程式成立：

{\frac {d}{dt}}{\frac {\partial {\mathcal {L}}}{\partial {\dot {\mathbf {q} }}}}-{\frac {\partial {\mathcal {L}}}{\partial \mathbf {q} }}=\mathbf {0}

；

其中， ${\mathcal {L}}(\mathbf {q} ,\ {\dot {\mathbf {q} }},\ t)$ 是拉格朗日量、 $\mathbf {q} =\left(q_{1},q_{2},\ldots ,q_{N}\right)$ 是廣義坐標、是時間 $t$ 的函數、 ${\dot {\mathbf {q} }}=\left({\dot {q}}_{1},{\dot {q}}_{2},\ldots ,{\dot {q}}_{N}\right)$ 是廣義速度...

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你知道嗎

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描述物體轉動速度的物理量是什麼？
哪位美國人是與萊特兄弟同時代的航空先驅？
1940年美國華盛頓州塔科馬海峽吊橋崩塌事件，是由什麼現象引起的？
在量子力學中，能透過關係式描述系統物理量的整數被稱為甚麼？
愛因斯坦後期進行的哪一項研究工作被學術界普遍認為是不成功的？
哪一類含奇夸克的介子在宇稱不守恆及CP破壞的發現上有重大貢獻？
茶水被攪動後，茶葉旋轉聚集在杯底中央，而非預想的在離心力作用下被推動到邊緣，是什麼原因？

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未解決的物理學問題

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質子自旋危機（proton spin crisis）：質子是自旋為1/2的費米子，但是，於1988年，歐洲緲子共同研究（European Muon Collaboration）團隊發現，質子的三個主要價夸克只貢獻出總自旋的20-30%。自旋的其它部分是甚麼機制貢獻出的，是由膠子，還是由持續不斷地生成與湮滅中的海夸克對偶所貢獻出的？

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從哪裡開始

編輯 基礎物理學：力學 | 熱學 | 電磁學 | 光學

背景知識: 參看傳記, 科學史, 和學院介紹.

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物理新聞

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2020年焦點新聞下列日期是新聞發布時間，而非事件發表或發現時間

10月6日，羅傑·潘洛斯、安德烈婭·蓋茲和賴因哈德·根策爾因對於黑洞的傑出研究獲得諾貝爾物理學獎。
6月15日，德國法蘭克福大學教授研究團隊做實驗首次證實九十年前阿諾·索末菲提出的理論：當光子撞擊到單獨分子並且使其發射出電子時，該單獨離子會朝著光源移動。
5月6日，歐洲南天天文台研究團隊宣布，在恆星星系HD 167128觀測到距今為止距離地球最近的黑洞。

2019年

10月8日，因為對於人們了解宇宙演化與地球在宇宙裡的席位做出貢獻，吉姆·皮布爾斯、米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲獲得2019年諾貝爾物理學獎。
7月31日，大型強子對撞機的超環面儀器實驗團隊找到光子與光子散射的確切證據，超過背景期望值8.2 個標準差。
7月15日，美國NIST研究團隊發展成功當今最準確的時鐘，Al⁺離子鐘（英語：ion clock），準確度為10¹⁸分之一。
5月22日，阿貢國家實驗室實驗團隊發現新超導材料三氫化鑭（英語：lanthanum hydride），其臨界超導溫度為-23C，是至今為止最高溫度。
4月10日，事件視界望遠鏡團隊宣布，首次成功觀測到在室女A星系中央的超大質量黑洞。
3月29日，麻省理工學院實驗團隊報告，暗物質實驗ABRACADABRA 第一回合並未發現任何軸子存在的蛛絲馬跡。
3月21日，雪城大學教授薛爾頓·斯同恩（英語：Sheldon Stone）的研究團隊做實驗證實，魅夸克的物質與反物質對於衰變具有不對稱性，這可能是物質宇宙形成的重要因素。
3月15日，使用緲子探測器，塔塔基礎研究學院（英語：Tata Institute of Fundamental Research）的研究團隊發現，雷暴可以產生高達13億伏特的電壓！
1月3日，中國國家航天局的探測器嫦娥四號成功在月球背面南半部的馮·卡門環形山著陸。

物理學史上的6月

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1623年 6月19日，布萊茲·帕斯卡誕生。
1736年 6月14日，查爾斯·庫侖誕生。
1773年 6月14日，托馬斯·楊誕生。
1796年 6月1日，尼古拉·卡諾誕生。
1798年 6月，亨利·卡文迪許成功測定地球質量。
1824年 6月12日，尼古拉·卡諾發表了他的熱機理論。
1831年 6月13日，詹姆斯·麥克斯韋誕生。
1871年 6月，麥克斯韋提出了他的麥克斯韋妖理想實驗。
1902年 6月27日，趙忠堯誕生。
1905年 6月30日，愛因斯坦在德國《物理年鑑》發表《論動體的電動力學》一文。首次提出了狹義相對論。
1906年 6月8日，瑪麗亞·格佩特-梅耶誕生。
1931年 6月，歐內斯特·勞倫斯在加利福尼亞大學伯克利分校建造了第一台粒子回旋加速器。
1995年 6月5日，埃里克·康奈爾、沃爾夫岡·克特勒和卡爾·威曼在實驗天體物理聯合研究所首次成功製得了玻色-愛因斯坦凝聚態物質，三人為此獲得2001年的諾貝爾物理學獎。

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