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理论物理学是[[物理学]] <ref>[https://www.sohu.com/a/120843949_472787 一张物理学地图 ！带你了解整个物理学！]，搜狐，2016-12-06</ref> 的分支学科，从各类物理现象的普遍规律出发，运用数学理论和方法，系统深入的阐述有关[[概念]]、现象及其应用。

理论物理学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 <ref>[https://www.sohu.com/a/166079675_808513 流体力学的起源与发展 ]，搜狐，2017-08-20</ref> 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——[[电位移]]。由于这概念，他推理电磁场能够以波动形式传播于空间，他又计算出其波速恰巧等于[[光速]]。因此，麦克斯韦断定光波就是一种[[电磁波]]。