理论物理学(英语:Theoretical physics)通过为现实世界建立数学模型来试图理解所有物理现象的运行机制。通过“物理理论”来条理化、解释、预言物理现象。
丰富的想像力、精湛的数学造诣、严谨的治学态度,这些都是成为理论物理学家需要培养的优良素质。例如,在十九世纪中期,物理大师詹姆斯·麦克斯韦觉得电磁学的理论杂乱无章、急需整合。尤其是其中许多理论都涉及超距作用(action at a distance)的概念。麦克斯韦对于这概念极为反对,他主张用场论来解释。例如,磁铁会在四周产生磁场,而磁场会施加磁场力于铁粉,使得这些铁粉依著磁场力的方向排列,形成一条条的磁场线;磁铁并不是直接施加力量于铁粉,而是经过磁场施加力量于铁粉;麦克斯韦尝试朝着这方向开辟一条思路。他想出的“分子涡流模型”,借用流体力学的一些数学框架,能够解释所有那时已知的电磁现象。更进一步,这模型还展示出一个崭新的概念——电势移。由于这概念,他推理...