羅素認爲，哲學是介於神學與科學之間的東西。人類自脫離動物界以來，一直藉以這三種方式探索自然和人類本身的奧祕。在科學中，物理學是最基礎的學科，它與哲學的淵源最深，它研究的是自然界的物質結構以及物質運動的最基本的規律。固體物理學又是物理學中研究固體材料宏觀性質和微觀過程的重要分支。
固體材料可分爲晶體、非晶體和介於兩者之間的準晶體。
在自然界的礦物中，晶態物質佔到98％以上。理想晶體中原子排列十分規則，主要是原子排列具有周期性（或稱爲長程有序），這種排列的具體形式又稱爲晶格，按宏觀對稱性，世界豐富的晶體類型分屬於十四種晶格。但物質並不是理想中的`完美，實際的晶體中總是存在着各種缺陷，影響着晶體的性質。
格點是晶體中原子的平衡位置，由於熱性質原子會在格點附近做微小振動。晶格振動的研究對固體材料宏觀性質和微觀過程的研究有着重要作用，但固體中大量的粒子之間存在着很強的相互作用，使晶格振動成爲一個複雜的多體問題，很難嚴格求解器運動狀態。具有能量但不具有質量的準粒子——聲子的引入，對描述晶格振動起到了簡化的作用：可以用聲子數來描述簡正振動運動的量子態；可以用聲子數的變化，來描述簡正振動量子態之間的躍遷；可以用聲子間的相互碰撞來描述非簡諧作用。
非晶體原子排列不具有長程有序，但任具有一定規則，稱爲短程有序。準晶體是固體研究的一個新領域。