带微积分的物理学/导论/物理学

什么是物理学？为什么要学习物理学？物理学，首先，是一门实验科学，就像自然科学和物理科学的许多分支一样。当物理学家研究一种现象时，他们首先观察自然界中的规律，提出关于规律如何发生的假设，并通过实验来检验假设。因此，实验是所有科学真理的唯一评判者。这与数学或某些哲学分支的工作方式形成对比，数学或某些哲学分支的工作方式是从公理或不言自明的真理开始，然后通过逻辑进行。

例如，在观察物体下落运动后，伽利略·伽利雷假设物体下落的时间与其重量无关。然后，据传他通过从比萨斜塔上掉落两个大小相同、形状相同的物体，一个由金属制成，另一个由木头制成，来检验他的假设。此外，在观察悬挂的灯的运动时，他发现灯在来回摆动时，完成一次摆动所需的时间是恒定的，他提出假设：摆的周期（完成一次摆动所需的时间）与摆幅（摆动的幅度）无关，他也通过测量不同摆幅摆的周期来检验这个假设，其他条件相同。 ^{事实上，他根据这个假设发明了现在著名的座钟。}

请注意，观察或检验假设需要对时间和距离进行准确的测量。我们将在第 0 部分中很快回到这个主题。

那么，既然所有的科学都是这样运作的，物理学如何与其他科学区分开来呢？物理学的一个区别在于，物理学的目标始终是发现支配我们宇宙的基本规律。物理学家不会简单地说，“物体下落所需的时间与其重量无关”，而是寻找更深层次的潜在规律来解释这种现象以及自然界中其他类似的现象（在这种情况下，潜在规律是牛顿万有引力定律）。因此，有些人将物理学描述为“逆向工程宇宙”。

这就是物理学与其他科学的不同之处，也是为什么所有科学家和工程师（不仅仅是计划从事物理学职业的学生）都需要学习物理学。

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