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物理

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文出維基大典
一九二七年索爾維會議（Solvay Conference），量子諸家畢集

物理[註 一]（希臘語φυσική；拉丁語physica；英語physics），科學之大宗也，所以窮物之所以然者。其所治者，質與能之本、動與靜之故、時與空之體；其所恃者，察之以器，驗之以事，紀之以數，通之以理。微而至於莫破之芒，鉅而至於六合之表，凡有形可量、有象可校，罔不在其疆理。其名屢易，明季曰「察形理之道」，又曰「形性學」；清季曰「格致」、曰「重學」、曰「博物」；至清之末年，乃定為今名。

名義

[纂｜溯源]

「物理」之目，中夏舊有，然非學科之名。《鶡冠子·王鈇》記龐子之問，有「人情物理」之語[一]；《周書·明帝紀》載武成二年遺詔，曰：「天地有窮已，五常有推移，人安得長在。是以生而有死者，物理之必然。」[二]是則物理者，事物之常然，猶言其所以然，與今之科目異撰。

晉人楊泉嘗著《物理論》，其書久佚，散見唐人所引[三]。宋陸佃作《埤雅》，論雷電之故，猶引楊氏積風成雷之說[四]。晉張華《博物志》立部三十有九，其十八曰「物理」，後之譯人取以名學，其緒實兆於此[五]。

泰西之學東漸，其名數易。天啓三年，利瑪竇之徒艾儒略撰《西學凡》，譯之曰「察形理之道」；崇禎四年，傅汎際與李之藻譯《名理探》，則稱「形性學」[五]。[註 二]崇禎十六年，方以智自序《物理小識》，剖學為二：「物有其故，實考究之，大而元會，小而草木螽蠕，類其性情，徵其好惡，推其常變，是曰質測」；「寂感之蘊，深究其所自來，是曰通幾」。又曰：「萬曆年間，遠西學入，詳於質測而拙於言通幾。」[六]質測者，今之科學；通幾者，今之哲學也[七]。

咸豐五年，英醫合信譯《博物新編》，刊於上海墨海書館，首論地氣，次及熱、光、電、磁，蓋以「博物」當物理之目[八]。同治六年，艾約瑟與李善蘭譯英人胡威立之書，名曰《重學》，以重名力之事；越明年，同治七年，丁韙良刊《格物入門》，中有一篇題「力學入門」，始易重為力[九]。而墨海書館諸譯，善蘭與偉烈亞力多用「格致」[一〇]。[註 三]

光緒二十一年，中東構兵而中國敗，遊學東瀛者眾，皆病「格致」之名牽於程朱舊義，乃改取日本新譯；光緒二十九年以還，學堂之採日譯者益多[一一]。光緒之季，王季烈於江南製造局翻譯館重編《物理學》，是為中國以「物理學」名書之始[一二]。

溯源

[纂｜溯源]
《墨子》書影

中夏之言物理，其精者莫先於《墨子》。《經上》立界說曰：「力，刑之所以奮也」，又曰：「久，彌異時也；宇，彌異所也」[一三]，是以力為動之因，以宇宙為時空之量。《經下》言景者八條，曰「景不徙」，曰「景到，在午有端與景長，說在端」；《經說下》釋之曰：「足蔽下光，故成景於上；首蔽上光，故成景於下。」[一四]光行以直，小竅成倒景，其理已具。又論衡權曰：「權重相若也，相衡則本短標長；兩加焉，重相若，則標必下，標得權也。」[一四]此權衡之理也。泰西之考中國物理者，以李約瑟《中國科學技術史》第四卷第一分為巨帙[一五]。

今人所擬司南之器

磁之為用，見於王充《論衡》。《是應篇》曰：「司南之杓，投之於地，其柢指南。」[一六]宋沈括《夢溪筆談》紀之益密，曰：「方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也……磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理。」[一七]知偏角之有差，而未原其所以然，蓋觀測既精，理數未啟也。

亞里士多德胸像，羅馬人摹希臘銅像者

泰西之學，肇於古希臘。亞里士多德著《物理》一書，論動、論因、論時空，為西土言自然之首出[一八]。

牛頓手校《自然哲學之數學原理》初刻本

一六八七年，英人牛頓刊《自然哲學之數學原理》，立運動之則與萬有之引，以幾何演之，天上地下同歸一理[一九]。自是而降，測與算相須，物理遂為專門。一八六五年，英人麥克斯韋刊《電磁場動力之論》，合電磁與光而一之，謂光即電磁之波[二〇]。

一九〇一年，德人普朗克論常譜能量分布之律，倡能有分際之說[二一]，量子之端啟焉。一九〇五年，愛因斯坦著《動體之電動力學》，立狹義相對論[二二]；一九一六年復立廣義相對論，以引力為時空之曲[二三]。

二〇一二年，泰西兩家並報新粒子之獲[二四][二五]；二〇一六年，又報二黑洞相併所發引力之波[二六]。百年前之懸說，一一見驗於今。

綱目

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單擺之圖，力學所常論

物理之為學，析而有序：曰力、曰熱、曰聲、曰光、曰電磁，是為故常之目；曰相對、曰量子、曰粒子、曰天體，是為近世之宗。

力學者，察動靜之故，力與質量、加速度相為表裏，而萬有引力統之。熱力學者，論溫度與能量之遷，熵增不返，斯為天則。聲學者，波行於質，疏密相代而成音。

白光過稜，析而為采

光學者，光有折反之度，其行於真空也有定速，萬國公制因之以定米之長[二七]。電磁之學，電荷止則有電，動則為電流，而光亦其波之一種[二〇]。

標準之模所列諸粒子

相對之論，析為狹廣：狹者言慣行之系，時空相須而光速不易[二二]；廣者言引力非力，乃時空之曲[二三]。量子力學者，治至微之物，能有分際，動止不可並詳[二一]。原子之中有核，核有質子、中子，外繞以電子；更析之則有夸克，而光子為光之質。諸品粲然，號曰標準之模（Standard Model），二〇一二年所獲之新粒子，即其所豫也[二四][二五]。至若星系之行、黑洞之攝、天地初開之象，則以物理之律推之天表者也。

方術

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物理之為術，其要有四：曰觀、曰驗、曰算、曰疑。

觀者，假器以廣耳目，窺遠鏡窮其遠，度量衡定其準。驗者，設其境而校其變，一驗不足，必再三而後信。算者，以數紀象，以式馭理；數學之於物理，猶舟楫之於川。疑者，成說雖久，苟與測不合，則不憚改：牛頓之律行二百年，及測與算相違，而相對、量子之說興[二二][二一]。故物理之進，不在守其所是，而在辨其所非。

凡量必有其準。今之通行者，萬國公制也，公尺紀長，公斤紀重，秒紀時，牛頓紀力[二七]。

疑義

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其一，《鶡冠子》之真贗。唐柳宗元作《辯鶡冠子》，謂「吾意好事者偽為其書」[二八]。其書既未定，則「人情物理」一語能否遽為先秦之證，猶在疑似之間。

其二，司南之形制。《論衡》作「其柢指南」，而《太平御覽》卷九百四十四引之，乃作「其柄南指」[一六][二九]。文既有異，器亦無傳，今所陳者，後人依文擬之耳。

其三，「物理」之名所自。或謂其源出明治日本之新譯，或謂中夏舊有其目，二說並行。近人考之，謂譯名雖經東瀛而來，而其為術語，可上溯張華《博物志》[五]。

注

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  1. ↑ 理者道理也。以物理二字言學者有之。復有冗一學字，作物理學者，和習也，中土亦法之。
  2. ↑ 晚清又有以形氣名physic者。若《穆勒名學》「a series of physical events or phenomena」之為「一聯形氣之事」。 復有以物性言之者，嚴譯有「物性之學」，猶今「物理學」。 賀麟用詞，亦稱之物性。
  3. ↑ 《顏惠慶英華大辭典》收格物、形性、形理，即今物理。

據

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  1. ↑ 《鶡冠子·王鈇》。
  2. ↑ 《周書》卷四，明帝紀，武成二年四月詔。
  3. ↑ 〔晉〕楊泉《物理論》，佚文見〔唐〕馬總《意林》卷五。
  4. ↑ Benjamin A. Elman《On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900》第四十頁。Harvard University Press以二〇〇五年刊諸Cambridge, Mass.，ISBN 978-0-674-01685-9。
  5. 1 2 3 Benjamin A. Elman《On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900》第四十四頁。Harvard University Press以二〇〇五年刊諸Cambridge, Mass.，ISBN 978-0-674-01685-9。
  6. ↑ 〔明〕方以智《物理小識》自序，四庫全書本。
  7. ↑ Benjamin A. Elman《On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900》第一百一十一頁。Harvard University Press以二〇〇五年刊諸Cambridge, Mass.，ISBN 978-0-674-01685-9。
  8. ↑ Benjamin A. Elman《On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900》第四百二十五頁。Harvard University Press以二〇〇五年刊諸Cambridge, Mass.，ISBN 978-0-674-01685-9。
  9. ↑ Benjamin A. Elman《On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900》第三百六十六頁。Harvard University Press以二〇〇五年刊諸Cambridge, Mass.，ISBN 978-0-674-01685-9。
  10. ↑ Benjamin A. Elman《On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900》第二百八十七頁。Harvard University Press以二〇〇五年刊諸Cambridge, Mass.，ISBN 978-0-674-01685-9。
  11. ↑ Benjamin A. Elman《On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900》第四百有九頁。Harvard University Press以二〇〇五年刊諸Cambridge, Mass.，ISBN 978-0-674-01685-9。
  12. ↑ 張橙華《二十世紀中國知名科學家學術成就概覽·物理學卷·第一分冊》。科學出版社刊諸北京，ISBN 978-7-03-026170-0。
  13. ↑ 《墨子·經上》。
  14. 1 2 《墨子·經下》、《墨子·經說下》。
  15. ↑ Joseph Needham《Science and Civilisation in China, Volume 4: Physics and Physical Technology, Part 1: Physics》。Cambridge University Press以一九六二年刊諸Cambridge，ISBN 978-0-521-05802-5。
  16. 1 2 〔漢〕王充《論衡》卷十七，是應篇。
  17. ↑ 〔宋〕沈括《夢溪筆談》卷二十四。
  18. ↑ W. D. Ross《Aristotle's Physics: A Revised Text with Introduction and Commentary》。Clarendon Press以一九三六年刊諸Oxford。
  19. ↑ Isaac Newton《Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica》。以一六八七年刊諸Londini。
  20. 1 2 Maxwell, James Clerk. A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1865, 155: 459–512. doi:10.1098/rstl.1865.0008.
  21. 1 2 3 Planck, Max. Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum. Annalen der Physik. 1901, 309 (3): 553–563. doi:10.1002/andp.19013090310.
  22. 1 2 3 Einstein, Albert. Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik. 1905, 322 (10): 891–921. doi:10.1002/andp.19053221004.
  23. 1 2 Einstein, Albert. Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Annalen der Physik. 1916, 354 (7): 769–822. doi:10.1002/andp.19163540702.
  24. 1 2 ATLAS Collaboration. Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC. Physics Letters B. 2012, 716 (1): 1–29. doi:10.1016/j.physletb.2012.08.020.
  25. 1 2 CMS Collaboration. Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC. Physics Letters B. 2012, 716 (1): 30–61. doi:10.1016/j.physletb.2012.08.021.
  26. ↑ LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Physical Review Letters. 2016, 116 (6): 061102. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102.
  27. 1 2 SI base unit: metre (m) 國際度量衡局 - 訪於二〇二六年九月十三日。
  28. ↑ 〔唐〕柳宗元《辯鶡冠子》，見《全唐文》卷五百八十五。
  29. ↑ 《太平御覽》卷九百四十四。
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