物理學是研究物質基本結構和一般運動規律的學科，自然界的萬事萬物、包括我們的身體和大腦都反映了各式各樣的物質存在方式，自然界即物質的組合體。物理學在自然科學體系中“順理成章”地成為“第一科學”或帶頭學科。物理學有多種分類方法，我們至少可以建立物理學的“三大分類”，第一種分類依據物質結構的尺度，量子力學的研究範圍是微觀物質結構，經典力學的研究範圍是中觀物質結構，相對論和天體物理的研究範圍是宏觀物質結構。

第二種分類依據物體受力和物體運動的相互關係，牛頓力學和牛頓力學的延伸——分析力學研究物體的機械運動規律，電磁學和電動力學研宄電磁運動規律，熱力學和統計力學研究物質的熱運動規律，狹義相對論研究物體在接近光速運動時的動力學效應，廣義相對論研究物體在強引力場或大質量物體附近表現的動力學特徵，量子力學研究微觀物質粒子的運動規律。第三種分類依據理論物理和應用物理的相互關係，其中包括粒子和原子核物理、原子和分子物理、地球物理與天體物理、生物與醫學物理、等離子體和凝聚態物理等。物理學的三種或多種型別的劃分符合科學標準論的等效原理，物理學的劃分是如此，其它學科的劃分也是如此。

近代物理脫離了哲學的“母體”，現代物理似乎重回哲學的懷抱。現代物理學的兩大理論體系——相對論和量子力學具有科學符號和哲學分析的“雙重屬性”。量子力學的哥本哈根學派既是一種量子科學，也是一種具有深遠影響的量子哲學。對宏觀經典世界的認識和改造不同於微觀量子世界，哥本哈根學派的量子科學和哲學不會是“大科學”的終極理論，它的不足促進和催生了其它量子理論的產生，比如：埃弗裡特的多世界解釋，格里菲斯和蓋爾曼的自洽歷史理論，富克斯、沙克等人提出的量子貝葉斯模型，該模型用機率論重新構建量子力學的解釋方式。各式各樣的量子哲學都以各自的視角探究微觀世界最深的奧秘。

量子力學的兩大基本原理——測不準原理或不確定原理和互補性原理或並協性原理符合科學哲學實質論的悖論原理。海森堡提出的不確定原理側重粒子物理量相互排斥的特性，粒子在客觀上不能同時具有確定的位置和相應的動量，或者粒子的位置確定，動量不確定；或者粒子的動量確定，位置不確定。玻爾提出的互補原理側重粒子物理量的融合性，應用一些經典物理概念對量子屬性描述時，不可避免地排除另一些經典物理概念的應用，反之亦然，只有將所有既互斥、又互補的物理量或物理要素彙集在一起，才能對量子屬性作出詳盡無遺的非經典性描述。用經典概念解釋非經典現象，用非經典的量子力學闡釋人們直接感受的經典物理世界的內在本質，這反映了海森堡和玻爾量子哲學的悖論性。

天文學家弗裡茨·茲維基最早在1933年提出了暗物質假設，20世紀70年代，維拉·魯賓發現，星系團和星系邊緣的恆星軌道速度存在異常，只能用“缺失的質量”進行解釋。暗物質既不能看見，也不與其它物質發生反應，僅透過引力作用表現它的存在。暗物質佔到宇宙總成分的26.8%，組成天體和星際氣體的普通物質只佔4.9%，其餘的68.3%為加速宇宙膨脹的暗能量。暗物質提供的額外引力將星系和恆星、太陽系和地球等束縛在整體的星系結構中，從而避免了整個宇宙體系的瓦解。假如沒有暗物質的存在，那麼我們可觀測的銀河系和其它恆星系以普通物質提供的引力根本不足以維持星系的穩定。

1935年，日本物理學家湯川秀樹最早提出來了“介子”概念。他透過核力的研究預言了介子的存在，美國物理學家安德爾森隨後在宇宙線中找到了介子。1974年以後，物理學家在粒子碰撞扥高能加速器中發現了一系列新的介子。介質是基本粒子的一類，質量介於質子和電子之間，介子屬於玻色子，種類較多，性質不穩定，有的帶正電，有的帶負電，有的不帶電，介子轟擊原子核時能引起核反應。

由康奈爾大學、特拉維夫大學等大學的研究人員組成的國際合作團隊在2015年時提出了一種新的暗物質理論，即：暗物質粒子具有介子的特性。假如研究人員對暗物質粒子的性質給出了正確的解釋，那麼暗物質以引力作用的方式維持了星系和宇宙結構的穩定，而介子以傳遞強相互作用的方式維持了原子核和物質結構的穩定，這說明暗物質粒子和介子對宇宙和物質結構的維持作用符合科學哲學穩定論的等效原理。介子傳遞的強作用力在物質微觀結構中發揮了主要作用，暗物質透過額外的強大引力在星系和宇宙的宏觀結構中產生了關鍵作用。