物理学家主要研究各种形式的能量，同时还研究能量与物质的相互作用。物理学家对于支配运动的各种定律是很感兴趣的，因为任何运动的物质都具有“动能”。他对热、声、光、电、磁以及放射性都会感到兴趣，因为这些都是能量的存在形式。到了二十世纪，连质量看来都明显地是能量的一种形式了。

物理学家还对能量从一种形式转变为另一种形式的方式，以及控制这类转化的规律感兴趣。

自然，物理学家可以有所侧重。如果有人对于能量和亚原子粒子的相互作用特别感兴趣，他就是一位“核物理学家”（原子核是原子中的主要结构）。如果他对恒星中能量和物质的相互作用感兴趣，他就是一位“天体物理学家”。

同样地，对化学反应中有关能量的问题特别感兴趣的人是“物理化学家”。而主要关心生命组织使用和产生能量的方式的人，则是“生物物理学家”。

有的物理学家会致力于在特定条件下进行精确的测量。或许，他打算测定在某些化学反应中所释放出来的热量的精确数量；或许，他打算度量某一种亚原子粒于在分裂成其他粒子、并释放出能量时的精确方式；或许，他打算知道大脑的微弱电势在某些药物作用下的精确变化。在这些工作中，他都可以称得上是位“实验物理学家”。

另一方面，一位物理学家也可能特别有兴趣去仔细钻研早已得到的测量结果，希望从中发现具有普遍意义的思想。或许，他能推导出某些数学关系式来，这些公式能够解释这些测量结果为什么是这样的，而且，如果他找出了这些关系，就能用它们来预言某些还没进行过的测量结果。而一旦进行了这些测量，其结果又和所预言的相一致的话，他很可能就发现了一条被称做“自然法则”的东西。

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