Física teórica
La física teórica intenta entender, explicar y predecir el comportamiento de la naturaleza desde su escala más fundmental hasta escalas cosmológicas. Para lograr esto, la física teórica utiliza a las matemáticas como lenguaje. Utilizando este lenguaje, es posible construir molelos matemáticos abstractos que describen completamente a gran cantidad de sistemas físicos, los cuales constituyen nuestro mundo natural..
Parafraseando a V. I. Arnold, en su tratado de la enseñanza de las matemáticas: "La matemática es una parte de la física. La física es una ciencia experimental, parte de las ciencias naturales. Las matematicas son parte de la física donde los experimentos son baratos". Dicho esto, podemos decir que gran parte del avance de la física teórica esta basada en "experimentos mentales" cuyo único laboratorio reside en el infinito mundo de las matemáticas.
Gran parte de los modelos matemáticos más celebrados de la física no solamente describen a los sistemas físicos de manera adecuada. Sino tambien predicen nuevas propiedades a primera vista no contempladas. Ejemplos de esto son por ejemplo la teoría electromagnética, la teoría de la relatividad, el modelo estandard de la física de partículas entre otros.
En la actualidad existen gran cantidad de modelos matemáticos que intentan describir a igual cantidad de sistemas físicos. Estos modelos han de ser contrastados con evidencia experimental que es provista por la física experimental. Una vez contrastado el modelo, este pasa a convertirse en teoría y se asume como la versión más aproximada hasta que no se pruebe lo contrario.