(作者：陳敬恒/逢甲大學光電科學與工程學系)
物理學是我們這個世界的基礎科學，它描述物質宇宙運行的基本原理。物理學的發展可以簡略區分為在西元1900年以前所發展出來的古典物理學，其內容包含古典力學、熱力學、電磁學和光學，以及在西元1900年之後所發展出來的近代物理學，其內容包含相對論和量子力學，受惠於以物理學為基礎所發展出來的各種科技應用，讓我們今日得以享受更加便利舒適與安全的生活。由於物理學涵蓋的範圍廣大，對於一般人而言很難窺得其全貌，因此本文將為讀者介紹一張物理學導覽圖，希望能夠幫助大家快速的認識物理學的輪廓，並得以窺見其中的差異。
在物理學領域中我們可以根據「距離大小」和「速度快慢」兩個向度，將物理學區分為四大力學領域，如圖(一)所示。在日常生活中我們所熟悉的宏觀世界，具有相對較大物理尺度的「距離」，而原子和分子等奈米等級的微觀世界則具有相對極小物理尺度的「距離」；此外，物體運動的速度極限為光速(每秒約30萬公里)，因此我們以光速作為速度的參考值，據此可以將物理學分成四個框架:
- 當物體間之「距離」很大、物體運動的「速度」相對於光速極小時，在這些條件下的物理學屬於古典力學(classical mechanics)的範疇，主要代表人物為牛頓，如圖(一)中之左上角所示。
- 當物體間之「距離」很大、物體運動的「速度」接近於光速時，在這些條件下的物理學屬於相對論力學(relativistic mechanics)的範疇，它闡述我們所嚮往的時空問題、特殊的電磁現象和質能間轉換的關係，主要代表人物為愛因斯坦，如圖(一)中的左下角所示。
- 當物體間之「距離」很小、物體運動的「速度」相對於光速極小時，在這些情況下的物理學屬於量子力學(quantum mechanics)的範疇，這是科學家相當好奇的微觀世界，量子力學的基礎成就了今日文明世界中電子、光電和奈米科技的蓬勃發展，其代表人物有薛丁格、海森堡、波爾等人，如圖(一)中之右上角所示。
- 當物體間之「距離」很小、物體運動的「速度」接近於光速時，在這些情況下的物理學屬於量子場論(quantum field theory)的範疇，這是科學家結合古典力學、相對論力學和量子力學所建構的理論框架，用以探索次原子粒子和準粒子的場域，量子場論的代表人物則有狄拉克、包利、施溫格和費曼等人，如圖(一)中的右下角所示。
讀到這邊，你是否也對物理學的範疇有大致的了解，實際上物理學的領域和發展無邊無際，所有科技人包含生醫、化學、工程、航太都必須學習基礎物理學，而非科技人若是能對物理學有基本的認識則可以解決日常生活中許多瑣碎的問題，因此物理學的學習是否相當有趣而且重要呢！？
【館藏資源】
物理學的演進 / 阿爾伯特.愛因斯坦(Albert Einstein), 利奧波德.英費爾德(Leopold Infeld)著; 王文生譯
50則非知不可的物理學概念 / Joanne Baker著; 李明芝譯
讓世界變簡單的日常物理學 : 徹底了解萬物本質, 辨別真相與欺詐 / 松原隆彥著; 陳令嫻譯
【電子書館藏】
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