Astronomia antică
(Astronomia egipteană veche este evidentă în monumente precum plafonul mormântului lui Senemut din timpul dinastiei a optsprezecea din Egipt)
Astronomia este cea mai veche dintre științele naturii. Cele mai vechi civilizații care datează dincolo de 3000 î.e.n., cum ar fi sumerienii, vechii egipteni și civilizația din Valea Indusului, toate aveau o cunoaștere predictivă și o înțelegere de bază a mișcărilor Soarelui, Lunii și stelelor. Stelele și planetele erau adesea o țintă a închinării, considerată a reprezenta zeii lor. În timp ce explicațiile pentru aceste fenomene erau deseori neștiințifice și lipsite de dovezi, aceste observații timpurii au pus bazele astronomiei ulterioare.
Potrivit lui Asger Aaboe, originea astronomiei occidentale poate fi găsită în Mesopotamia, și toate eforturile occidentale în științele exacte sunt descendente din astronomia babiloniană târzie. Egiptenii astronomi au lăsat monumente care arată cunoașterea constelațiilor și a mișcărilor corpurilor celeste, în timp ce poetul grec Homer a scris despre diferite obiecte celeste în Iliada și Odiseea; mai târziu astronomii greci au furnizat nume, care sunt încă folosite astăzi, pentru majoritatea constelațiilor vizibile din emisfera nordică.
Filosofia naturală
Filosofia naturală își are originea în Grecia în timpul perioadei arhaice (650 î.e.n. – 480 î.e.n.), când filozofii pre-socratici, precum Thales, au respins explicațiile non-naturaliste ale fenomenelor naturale și au proclamat că fiecare eveniment are o cauză naturală. Ei au propus idei verificate prin rațiune și observație și multe din ipotezele lor s-au dovedit a fi de succes prin experimente, de exemplu, atomismul a fost găsit corect la aproximativ 2000 de ani după ce a fost propus de Leucippus și elevul său Democritus.
Fizica în lumea islamică medievală
(Modul de bază în care funcționează o cameră cu orificiu)
Învățătura islamică a moștenit fizica aristoteliană de la greci și în timpul erei aurii islamice a dezvoltat-o mai departe, în special punând accentul pe observație și raționament a priori, dezvoltând forme timpurii ale metodei științifice.
Cele mai notabile inovații au fost în domeniul opticii și al viziunii, care a venit din lucrările multor oameni de știință precum Ibn Sahl, Al-Kindi, Ibn al-Haytham, Al-Farisi și Avicenna. Cea mai notabilă lucrare a fost Cartea opticii (cunoscută și sub numele de Kitāb al-Manāẓir), scrisă de Ibn al-Haytham, în care nu numai că a fost primul care a respins ideea antică grecească despre viziune, dar și a venit cu o nouă teorie. În cartea sa, el a fost primul care a studiat fenomenul camerei obscure (versiunea veche de o mie de ani a aparatului foto cu orificiu) și a studiat și felul în care funcționează ochiul. Folosind disecțiile și cunoștințele cercetătorilor anteriori, a reușit să explice cum intră lumina în ochi. El a afirmat că raza de lumină este focalizată, dar explicația reală a modului în care lumina este proiectată în spatele ochiului trebuia să aștepte până în anul 1604. Cartea sa Tratatul asupra luminii a explicat funcționarea primei camerei obscure, cu sute de ani înainte de dezvoltarea modernă a fotografiei.
Cartea opticii (Kitāb al-Manāẓir), în șapte volume, a influențat foarte mult gândirea în mai multe discipline din teoria percepției vizuale asupra naturii perspectivei în arta medievală, atât în Est cât și în Occident, pentru mai mult de 600 de ani. Mulți cercetători europeni și colegi polimați, de la Robert Grosseteste și Leonardo da Vinci până la René Descartes, Johannes Kepler și Isaac Newton, îi sunt datori. Într-adevăr, influența Opticii lui Ibn al-Haytham se situează la același nivel cu cartea lui Newton cu același titlu, publicată 700 de ani mai târziu.
Traducerea Cărții opticii a avut un impact enorm asupra Europei. Din aceasta, mai târziu, cercetătorii europeni au reușit să construiască dispozitive care să le reproducă pe cele pe care le-a construit Ibn al-Haytham și să înțeleagă modul în care funcționează lumina. Din aceasta au fost dezvoltate lucruri importante precum ochelarii, lupa, telescoapele și camerele de luat vederi.
Fizica clasică
(Sir Isaac Newton (1643-1727), ale cărui legi de mișcare și gravitație universală sunt repere majore în fizica clasică)
Fizica a devenit o știință separată atunci când europenii moderni timpurii au folosit metode experimentale și cantitative pentru a descoperi ceea ce sunt considerate acum legile fizicii.
Progresele majore în această perioadă includ înlocuirea modelului geocentric al sistemului solar cu modelul copernican heliocentric, legile care guvernează mișcarea corpurilor planetare determinate de Johannes Kepler între 1609 și 1619, lucrări de pionierat asupra telescoapelor și astronomiei observaționale de către Galileo Galilei în secolele 16 și 17, și descoperirea și unificarea de Isaac Newton a legilor mișcării și gravitației universale care vor ajunge să-i poarte numele. Newton a dezvoltat, de asemenea, calculul, studiul matematic al schimbării, care a oferit noi metode matematice pentru rezolvarea problemelor fizice.
Descoperirea noilor legi în domeniul termodinamicii, chimiei și electromagneticii a rezultat din eforturile mai mari de cercetare în timpul Revoluției Industriale, pe măsură ce nevoile de energie au crescut. Legile care cuprind fizica clasică rămân foarte frecvent utilizate pentru obiecte la scala obișnuită care călătoresc la viteze nerelativiste, deoarece acestea oferă o aproximare foarte bună în astfel de situații, iar teoriile cum ar fi mecanica cuantică și teoria relativității se simplifică la echivalentele lor clasice la astfel de scale. Cu toate acestea, inexactitățile din mecanica clasică pentru obiecte foarte mici și viteze foarte mari au dus la dezvoltarea fizicii moderne în secolul XX.
Fizica modernă
(Albert Einstein (1879-1955), a cărui lucrare privind efectul fotoelectric și teoria relativității au condus la o revoluție în fizica secolului al XX-lea)
Fizica modernă a început în secolul XX cu lucrarea lui Max Planck în teoria cuantică și teoria relativității a lui Albert Einstein. Ambele teorii au apărut din cauza unor inexactități în mecanica clasică în anumite situații. Mecanica clasică a prezis o viteză variabilă a luminii, care nu a putut fi rezolvată cu viteza constantă prevăzută de ecuațiile lui Maxwell de electromagnetism; această discrepanță a fost corectată de teoria relativității speciale a lui Einstein, care a înlocuit mecanica clasică pentru corpurile în mișcare rapidă și a permis o viteză constantă a luminii. Radiația corpului negru a reprezentat o altă problemă pentru fizica clasică, care a fost corectată atunci când Planck a propus ca excitația oscilatoarelor materiale să fie posibilă numai în pași discreți proporțional cu frecvența lor; aceasta, împreună cu efectul fotoelectric și o teorie completă care prezice nivelele de energie discrete ale orbitalilor electronici, a condus la teoria mecanicii cuantice prevalând față de fizica clasică pentru scări foarte mici.
(Max Planck (1858-1947), inițiatorul teoriei mecanicii cuantice)
Mecanica cuantică va fi pionierată de Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger și Paul Dirac. De la această lucrare timpurie, și lucrări în domenii conexe, a fost derivat modelul standard al fizicii particulelor. Ca urmare a descoperirii unei particule cu proprietăți coerente cu bosonul Higgs de la CERN în 2012, toate particulele fundamentale prezise de modelul standard și niciuna în plus, par să existe; totuși, fizica dincolo de modelul standard, cu teorii precum supersimetria, este o zonă activă de cercetare. Anumite domenii din matematică sunt importante în acest domeniu, cum ar fi studiul probabilităților și al grupurilor.
Lasă un răspuns