在中文里，“物理”的意思乃“物之理也”，“物”包括从宇宙到亚原子的所有物质，物理学就是研究物质的结构和运动规律的一门基础科学。

中国古代文献中最早提到“物理”这个名词的，可能是唐朝（公元8世纪）著名诗人杜甫，他写了如下诗句：

细推物理须行乐，

何用浮名绊此身。

——摘自杜甫《曲江二首》（公元8世纪）

这位古代诗人告诉我们：研究物理、探讨物理规律需要细（仔细观察）、推（演推规律）且自有无穷乐趣，又何须为空名所束缚。

按照现在的物理理论，宇宙中基本的相互作用有以下三大类：

· ·强相互作用，描述它的理论为量子色动力学（QCD）。

· ·弱电作用，描述它的理论为SU（2）×U（1）理论（标准模型）。

· ·引力作用，描述它的理论为爱因斯坦的广义相对论。

自然界的基本相互作用就这三种。描述这些相互作用的理论都是以对称为基础的。然而，大多数的对称量子数又是不守恒的。一方面，理论越来越对称；另一方面，我们发现有越来越多的不对称量子数。这构成了当代物理学的一个基本疑难：既然我们生活的世界充满着不对称，我们为什么还要相信对称性呢？

其实，这是不矛盾的，因为很可能为了要有最大的不对称的可能性，我们必须有绝对的对称性。我想用弹性物体的弯曲的例子来解释这个论点。

如果我们对一个弹性杆从两头向内施加力，那么，当力较小时，杆受到弹性压缩；当力较大时，这个杆就发生弯曲，欧拉早在18世纪就已证明：当

时，杆就发生弯曲，其中E为材料的弹性系数，I为转动惯量，l为杆的长度。而杆发生弯曲的可能方向与杆的截面形状有很大关系（如图2.1所示）。

当截面为圆时，对称性最大，弯曲的可能方向有无穷多种；而当截面为矩形时，对称性减小了，弯曲的可能方向就只有两个了；当截面为任意形状时，没有对称性，那就只有一个可能的弯曲方向了。圆形截面具有最大的对称性，它所提供的不对称弯曲的可能性也最大。而且，这些不同的不对称弯曲方向可通过一个转动相联系，且无需能量。