罗素认为，哲学是介于神学与科学之间的东西。人类自脱离动物界以来，一直借以这三种方式探索自然和人类本身的奥秘。在科学中，物理学是最基础的学科，它与哲学的渊源最深，它研究的是自然界的物质结构以及物质运动的最基本的规律。固体物理学又是物理学中研究固体材料宏观性质和微观过程的重要分支。
固体材料可分为晶体、非晶体和介于两者之间的准晶体。
在自然界的矿物中，晶态物质占到98％以上。理想晶体中原子排列十分规则，主要是原子排列具有周期性（或称为长程有序），这种排列的具体形式又称为晶格，按宏观对称性，世界丰富的晶体类型分属于十四种晶格。但物质并不是理想中的完美，实际的晶体中总是存在着各种缺陷，影响着晶体的性质。
格点是晶体中原子的平衡位置，由于热性质原子会在格点附近做微小振动。晶格振动的研究对固体材料宏观性质和微观过程的研究有着重要作用，但固体中大量的粒子之间存在着很强的相互作用，使晶格振动成为一个复杂的多体问题，很难严格求解器运动状态。具有能量但不具有质量的准粒子——声子的引入，对描述晶格振动起到了简化的作用：可以用声子数来描述简正振动运动的量子态；可以用声子数的变化，来描述简正振动量子态之间的跃迁；可以用声子间的相互碰撞来描述非简谐作用。
非晶体原子排列不具有长程有序，但任具有一定规则，称为短程有序。准晶体是固体研究的一个新领域。