20世紀にはいるとアインシュタインが相対性理論によって、時間と空間に関する認識を一変させた。彼はさらに重力と電磁気力に関する統一場理論の研究に取り組んだが実現しなかった。しかし、その後も統一場理論に関する研究は他の研究者たちによって続けられ、新しく発見された核力も含めて統一しようとする努力が続けられた。1967年頃電磁気力と弱い力に関する統一場理論（ワインバーグ・サラム理論）が提唱され、後の実験的な検証により理論の正当性が確立した。この理論により、電磁気力と弱い力は同じ力の異なる側面として説明されることになった。
自然界に存在する重力、電磁気力、強い力、弱い力の4つの相互作用のうち、上記の電弱統一理論を超えて、電磁気力、強い力、弱い力に関する統一場理論である大統一理論、重力、電磁気力、強い力、弱い力の4つの相互作用全てに関する統一場理論（例えば、超弦理論が候補）が研究されているが、実験的に検証されておらず、現在においても確立には至っていない（しばしば、上記の4つの相互作用に関する統一場理論は、既存の物理現象がその理論一つを基礎として理解できると考えられるため、万物の理論と呼ばれることがある）。
物理学はほかの自然科学と密接に関係している。物理学で得られた知見が非常に強力なために他の自然科学の分野の問題の解決に寄与することも多く、生物学、医学など他の分野との連携も進んでいる。
特に化学とは分子科学と分子がバルク中で形成する化学化合物の科学と関係深い。化学反応は理論的には、量子力学、熱力学、電磁気学などの多くの物理分野に基づいて記述されうる。実際に量子力学に基づいて化学反応の原理を解き明かす量子化学という分野が存在する。
生物学においても、生物の骨格や筋肉を力学的に考察したり、遺伝子レベルでの解析や進化の物理的考察を行う分子生物学がある。
地球科学においても地球を物理的な手法を用いて研究する地球物理学があり、地震学・気象学・海洋物理学・地球電磁気学等は地球物理学の代表的な分野であるといえる。
今日の物理学は自然科学のみならず人文科学・社会科学とも密接に関係している。人文科学においては哲学との学際領域に自然哲学があり、自然哲学から今日の哲学と自然科学が分離したという見方もある。また、心理学も精神物理学を通じて物理学と密接に関係しているといえる。
社会科学においては中学校・高等学校における教科としての物理は教育学と密接に関係しており、経済現象を物理的に解明する経済物理学は経済学との学際的分野であるといえる。
以下に主要な物理分野と物理概念を示す。それに続いて物理とその分野の簡単な歴史を述べる。
総合的なものとして、物理学用語一覧を参照。
[編集] 主要な物理分野
[編集] 学問体系
力学--解析力学--古典力学--量子力学--相対論的量子力学--場の量子論
熱力学--統計力学--量子統計力学--非平衡統計力学
連続体力学--流体力学
電磁気学--光学--特殊相対論--一般相対論
[編集] 研究方法
看護師 求人
理論物理学
実験物理学
数理物理学
計算物理学
[編集] 専門分野
素粒子物理学（高エネルギー物理学）
原子核物理学（核物理学）--核構造物理学--核反応論--ハドロン物理学
天文学--天体物理学--宇宙物理学--宇宙論
原子物理学--分子物理学--高分子物理学
物性物理学（凝縮系物理学)--固体物理学--磁性物理学--金属物理学--半導体物理学--低温物理学--表面物理学--非線形物理学--流体力学--物性基礎論--統計物理学--数理物理学）
プラズマ物理学--電磁流体力学
音響学
[編集] 関連分野・境界領域
数学--物理数学--（数理物理学）
化学--物理化学--量子化学
仕事
生物学--生物物理学--分子生物学
工学--応用物理学
地球科学--地球物理学（地球電磁気学--地震学--海洋物理学--気象学）
情報学・情報工学--（計算物理学）
注：現在「情報」そのものを物理学に準じて解釈した学問は無い。しかし量子干渉の分野などでその必要性が高まっている。
医学--医療物理学--放射線物理学
哲学--自然哲学
心理学--精神物理学
スカウト
教育学--教科としての物理(PSSC:Physical Science Study Committee)
経済学--経済物理学
量子デバイス・量子コンピュータ・量子通信・量子暗号
[編集] 手法
科学的研究法--測定--計測機器--次元解析--統計学--計算物理学--近似法--摂動論--調和振動子
[編集] 物理の基礎概念
物質--反物質
力--相互作用
時間--空間--次元--時空--（量子重力）
対称性--保存則--（量子異常--自発的対称性の破れ）
光--波--磁気--電気--電磁波
量子--波動関数--量子絡み合い--観測問題
転職サイト
ボース粒子--フェルミ粒子--超対称性
場の量子論--標準模型
[編集] 物理量
質量--エネルギー--温度
位置--変位--長さ
速度--運動量--角運動量--スピン
力--モーメント--トルク
エントロピー--物理情報
[編集] 基本的な4つの力
重力相互作用（万有引力）--電磁相互作用--弱い相互作用--強い相互作用
[編集] 物質の構成要素
分子--原子--核子
素粒子--光子--ウィークボソン--グルーオン--重力子--電子--ミューオン--タウ粒子--ニュートリノ--クォーク--メソン--バリオン--超対称性粒子--アキシオン--モノポール
弦
ダークマター
[編集] 図表
物理学用語一覧 -- 物理法則一覧 -- 物理定数
SI基本単位 -- SI組立単位 -- SI接頭辞 -- 単位一覧 -- 単位換算
物理学者一覧--ノーベル物理学賞
原子核崩壊図--分光学データ
[編集] 物理学の概略史
[編集] 自然哲学
古代から人々は物質の振る舞いを理解しようと努めていた。なぜ支持しない物は地面におちるのか？なぜ異なった物質は異なった性質を持つのか？など。宇宙の特徴はまた神秘であった。地球の成り立ちや太陽や月といった天体の動き。いくつかの理論が提唱されたが、そのほとんどは間違っていた。それらの理論は哲学の言葉でおおむね述べられており、系統だった試行的な試験によって変えられることはなかった。例外として、たとえば、古代ギリシアの思想家アルキメデスは力学と静水学に関して多くの正確で定量的な説明をした。
[編集] 近代科学
16世紀後半に、ガリレイは物理理論を立証するために実験を用いた。実験は科学的研究法における重要な概念である。ガリレイは力学に関するいくつかの結果を定式化し、成功裏に試験した。とくに、慣性の法則について。1687年にニュートンはプリンキピアを出版した。それは二つの包括的かつ成功した理論を詳述していた。その一つ、ニュートンの運動方程式は古典力学の起こりとなった。もう一つ、万有引力の法則は基本的な力である万有引力を記述する。両理論は実験と良く一致した。ラグランジュ、ハミルトンらは古典力学を徹底的に拡張し、新しい定式化、原理、結果を導いた。重力の法則によって宇宙物理学の分野が起こされた。宇宙物理学は物理理論をもちいて天体現象を記述する。
18世紀から、ボイル、ヤングら大勢の学者によって熱力学が発展した。1733年に、ベルヌーイが熱力学的な結果を導くために古典力学とともに統計論を用いた。これが統計力学の起こりである。1798年に、トムソンは力学的仕事が熱に変換されることを示した。1847年に、ジュールは力学的エネルギーを含めた熱についてのエネルギーの保存則を提示した。
[編集] 電磁気学の発達
電気と磁気の挙動はファラデー、オーム、他によって研究された。1855年にマクスウェルはマクスウェル方程式で記述される電磁気学という単一理論で二つの現象を統一的に説明した。この理論によって光は電磁波であると予言された。
1895年に、レントゲンはX線を発見し、それが高い周波数の電磁波であることを明らかにした。放射能はベクレルによって1896年に発見された。さらに、ピエール・キュリーとマリ・キュリーほかによって研究された。これが核物理学の起こりとなった。
1897年に、トムソンは回路の中の電流を運ぶ素粒子である電子を見つけた。1904年に、原子の最初のモデルを提案した。それはプラムプリン模型として知られている（原子の存在は1808年にドルトンが提案していた）。
[編集] 現代物理学
1905年に、アインシュタインは特殊相対性理論を定式化した。その中では時間と空間は時空という一つの実体に統一される。相対性理論は古典力学とは異なる慣性座標系間の変換を定める。それ故、古典力学の置き換えとなる相対論的力学を構築する必要があった。低（相対）速度領域においては二つの理論は一致する。1915年に、アインシュタインは特殊相対性理論を拡張し、一般相対性理論で重力を説明した。それはニュートンの万有引力の法則を置き換えるもので、低質量かつ低エネルギーの領域では二つの理論は一致する。