فیزیک
امروزه فیزیکدانها سامانههای بسیاری را بررسی میکنند: از ساختارهای بسیار بزرگ مانند کهکشانها گرفته تا ذرات بینهایت ریز و حتی سیستمهای اقتصادی، زیستی,محیطی و مانند آنها.
هدف فیزیک توصیف تمام پدیدههای طبیعی قابل مشاهده برای بشر توسط قوانین ریاضی (به اصطلاح کمی کردن طبیعت)میباشد. تا قبل از قرن بیستم با دسته بندی پدیدههای قابل مشاهده تا آن روز متوجه شدند که طبیعت از ذرات مادی و دو نوع برهمکنش بین آنها(گرانشی و الکترومغناطیسی) ومفهوم گرما (و نور که معلوم شد موج الکترو مغناطیسی است)تشکیل شده است. برای توصیف این پدیده ها به نظریههایی در مورد برهمکنشها و گرما و نحوه حرکت اجسام مادی (به اصطلاح دینامیک طبیعت) احتیاج بود که سه نظریه
۱-مکانیک کلاسیک (گرانش و دینامیک)
۲-نظریه الکترومغناطیس(برهمکنشهای الکترومغناطیسی)
۳-نظریه ترمودینامیک (گرما که مشخص شد حرکت آماری ذرات است و با نظریه مکانیک آماری توضیح داده شد)
این پدیدهها را توضیح میدادند. که به مجموع این نظریهها فیزیک کلاسیک گفته میشود.
در ابتدای قرن بیستم پدیدههایی مشاهده شدند که توسط این نظریهها قابل توصیف نبودند. بعد از پیشرفتهای بسیار بنیادی در ربع اول قرن بیستم نظریههای فیزیکی با نظریههای کاملتری که این پدیدهها را نیز توصیف میکردند جایگزین گشتند. مهمترین تغییر تشکیل دو دینامیک متفاوت برای اجسام ریز و اجسام بزرگ است.چون دینامیک اجسام بزرگ از لحاظ فلسفی به دینامیک قبلی نزدیکی زیادی دارد( بر خلاف دینامیک اجسام ریز که فلسفهای کاملآ متفاوت با آن دو دارد) نظریهها به دو دسته استفاده کننده از دینامیک بزرگ (اصطلاحآ کلاسیک) و کوانتمی تقسیم شدند.نظریه های فیزیک مدرن عبارت اند از:
۱-نسبیت عام (برهمکنش گرانشی و دینامیک اجسام بزرگ)
۲-مکانیک کوانتمی (دینامیک اجسام ریز)
۳-مکانیک آماری (حرکت آماری ذرات بر پایه دینامیک کوانتمی)
۴- الکترودینامیک کلاسیک (برهمکنش الکترومغناطیسی و نسبیت خاص)
بعدها با پیدا شدن دو برهمکنش دیگر (برهمکنش هستهای قوی و برهمکنش هستهای ضعیف) برای فرمولبندی آنها هم اقدام شد واز نسبیت خاص برای تمام نظریهها استفاده شد و کل نظریهها عبارت شدند از :
۱- نسبیت عام
۲-مکانیک آماری
۳- الکترودینامیک کوانتمی QED (برهمکنش الکترومغناطیسی و دینامیک کوانتمی)
۴-کرومودینامیک کوانتمی QCD (برهمکنش هستهای قوی و دینامیک کوانتمی)
۵-نظریه ضعیف کوانتمی (برهمکنش هستهای ضعیف و دینامیک کوانتمی بعدآ با تلفیق با الکترودینامیک نظریه الکترو ضعیف کوانتمی را ساخت)
تمام این نظریهها به جز نسبیت عام از دینامیک کوانتمی استفاده میکنند. به مجموعهای ازQED وQCD ونظریه ضعیف اصطلاحآ مدل استاندارد ذرات بنیادی گفته میشود.
امروزه بسیاری از فیزیکدانان به دنبال متحد کردن چهار برهمکنش (نظریه وحدت بزرگ) میباشند که مشکل اصلی وارد کردن گرانش و استفاده از دینامیک کوانتمی برای گرانش میباشد. نظریههای گرانش کوانتمی و به خصوص نظریه ریسمان از نمونههای این تلاشها است. همچنین بیشتر نظریه های جدید از مفهومی به نام میدان استفاده می کنند که به نظریههای میدان مشهور هستند.