Fisika
Fisika (Yunani: []error: lang: text has italic markup (help) (fysikós), "alamiah" dan []error: lang: text has italic markup (help) (fsis), "alam"; Inggris: physics; Arab: ) adalah sains atau ilmu alam yang mempelajari materi beserta gerak dan perilakunya dalam lingkup ruang dan waktu, bersamaan dengan konsep yang berkaitan seperti energi
dan gaya. Salah satu ilmu sains paling dasar, tujuan utama fisika adalah memahami bagaimana alam semesta berkerja.[lower-alpha 1]
Fisika adalah salah satu disiplin akademik paling tua, mungkin yang tertua melalui astronomi yang juga termasuk di dalamnya. Lebih dari dua milenia, fisika menjadi bagian dari Ilmu Alam bersama dengan kimia, biologi, dan cabang tertentu matematika, namun ketika munculnya revolusi ilmiah pada abad ke-17, ilmu alam berkembang sebagai program penelitian
sendiri.[lower-alpha 2] Fisika berpotongan dengan banyak area penelitian bidang ilmu lain, seperti biofisika dan kimia kuantum, dan batasan fisiknya tidak didefinisikan dengan jelas. Ilmu baru dalam fisika terkadang digunakan untuk menjelaskan mekanisme dasar sains lainnya serta membuka jalan area penelitian lainnya seperti matematika dan filsafat.
Fisika juga menyumbangkan kontribusi yang penting dalam pengembangan teknologi yang berkembang dari pemikiran teoretis. Contohnya, pemahaman lebih lanjut mengenai elektromagnetisme atau fisika nuklir mengarahkan langsung pada pengembangan produk baru yang secara dramatis membentuk masyarakat modern, seperti televisi, komputer, peralatan rumah tangga, dan senjata nuklir; kemajuan termodinamika mengarah pada pengembangan industrialisasi, dan kemajuan mekanika menginspirasi pengembangan kalkulus.
Astronomi Mesir kuno dibuktikan dalam monumen seperti langit-langit Makam Senenmut dari Dinasti kedelapan belas Mesir. Astronomi adalah ilmu alam tertua. Peradaban tertua yang tercatat sekitar tahun 3000SM, seperti contohnya bangsa Sumeria, Mesir Kuno, dan Peradaban Lembah Indus. Semuanya memiliki pengetahuan prediktif dan pemahaman dasar mengenai pergerakan bulan, matahari, dan
bintang. Bintang dan planet terkadang digunakan sebagai target penyembahan, mereka percaya bahwa itulah Tuhan mereka. Meskipun penjelasan mengenai fenomena ini seringkali tidak ilmiah dan lemahnya bukti yang ada, pengamatan awal ini menjadi dasar bagi ilmu astronomi berikutnya.
Menurut Asger Aaboe, awal mula dari astronomi dunia Barat dapat ditemukan di Mesopotamia, dan semua usaha Barat dalam ilmu eksak diturunkan dari zaman Babilonia akhir. Astronom Mesir meninggalkan monumen yang menunjukkan pengetahuan konstelasi dan pergerakan benda langit, sedangkan penyair Yunani Homer menuliskan berbagai benda langit dalam karyanya Iliad dan Odyssey; astronom Yunani berikutnya memberikan nama yang masih digunakan hingga saat ini, untuk sebagian besar konstelasi yang terlihat dari belahan utara.
Filsafat alam bersumber dari Yunani pada periode Arkais, (650 BCE- 480 BCE), ketika filsuf pra-Sokrates seperti Thales menolak penjelasan non-naturalistik untuk fenomena alam dan menyatakan bahwa setiap kejadian memiliki penyebab alamnya. Mereka mengusulkan ide yang dibuktikan dengan alasan dan pengamatan, dan banyak dari hipotesis mereka terbukti sukses dalam percobaan; contohnya, atomisme
akhirnya dipastikan benar setelah 2000 tahun setelah pertama kali diajukan oleh Leukippos dan muridnya Demokritos.
Cendekiawan Islam telah menurunkan fisika Aristotelian dari Yunani dan selama Zaman Kejayaan Islam makin berkembang, menempatkan pengamatan dan pemikiran a priori sebagai fokusnya, mengembangkan bentuk awal dari metode ilmiah.
Penemuan paling penting adalah dalam bidang optik dan penglihatan, dihasilkan dari hasil karya banyak ilmuwan seperti Ibn Sahl, Al-Kindi, Ibn al-Haytham, Al-Farisi dan Avicenna. Hasil karya paling penting adalah The Book of Optics (juga dikenal dengan Kitb al-Manir), ditulis oleh Ibn Al-Haitham, dimana ia tidak hanya orang pertama yang menolak ide Yunani
kuno mengenai penglihatan, namun juga memberikan teori baru. Di buku ini, ia juga yang pertama kali mempelajari studi kamera lubang jarum dan mengembangkannya. Dengan membedah dan menggunakan pengetahuan pemikir sebelumnya, ia dapat mulai menjelaskan bagaimana cahaya masuk ke mata, difokuskan, dan diproyeksikan kembali ke mata, serta membuat kamera obskura pertama di dunia ratusan sebelum pengembangan fotografi modern.
Tujuh volume buku Book of Optics (Kitab al-Manathir) berpengaruh besar dalam pemikiran lintas disiplin dari teori persepsi visual ke alam perspektif pada kesenian abad pertengahan baik di Timur maupun Barat, selama lebih dari 600 tahun. Banyak ilmuwan serta polimath Eropa berikutnya, mulai dari Robert Grosseteste dan Leonardo da Vinci hingga René Descartes, Johannes Kepler dan Isaac Newton, menggunakan
pemikirannya. Pengaruh optika Ibn al-Haytham juga masuk dalam salah satu karya Newton berjudul sama, yang baru diterbitkan 700 tahun kemudian.
Terjemahan The Book of Optics memiliki dampak yang besar pada Eropa. Dimulai dari sana, cendekiawan Eropa dapat membuat peralatan yang sama seperti Ibn al-Haytham, dan memahami bagaimana cahaya bekerja. Dari sini, beberapa penemuan seperti kacamata, kaca pembesar, teleskop, dan kamera berkembang.
Fisika menjadi ilmu terpisah ketika orang awal Eropa modern menggunakan metode percobaan dan kuantitatif untuk menemukan apa yang disebut sebagai hukum fisika.
Pengembangan utama dalam periode ini diantaranya penggantian model geosentris tata surya dengan model Copernicus yang heliosentris, hukum yang mengatur gerak planet yang dikemukakan oleh Johannes Kepler antara tahun 1609 dan 1619, percobaan pada teleskop dan pengamatan astronomi oleh Galileo Galilei pada abad ke-16 dan ke-17, serta penemuan Isaac Newton mengenai hukum gerak dan hukum gravitasi universal. Newton juga
mengembangkan kalkulus,[lower-alpha 3] studi perubahan matematis, yang memberikan metode matematika baru untuk menyelesaikan masalah-masalah fisika.
Penemuan hukum baru dalam termodinamika, kimia, dan elektromagnetisme dihasilkan dari usaha penelitian pada Revolusi Industri karena dibutuhkan tambahan energi. Hukum-hukum fisika klasik ini masih digunakan luas sampai saat ini untuk objek sehari-hari yang melaju dengan kecepatan non-relativistik, karena mereka memberikan perkiraan yang sangat baik pada kondisi tersebut.
Teori-teori seperti mekanika kuantum dan teori relativistik dapat disederhanakan menjadi ekivalen klasiknya. Namun, ketidak-akuratan mekanika klasik untuk benda sangat kecil dan benda sangat cepat mendorong pengembangan fisika modern pada abad ke-20.
Fisika modern berawal pada awal abad ke-20 ketika Max Planck melakukan penelitian pada teori kuantum dan Albert Einstein melakukan penelitian mengenai teori relativitas. Kedua teori ini muncul akibat ketidak-akuratan mekanika klasik pada kondisi tertentu. Mekanika klasik memprediksi bahwa laju cahaya beragam, tidak sesuai dengan laju konstan yang diperkirakan oleh persamaan Maxwell mengenai
elektromagnetisme. Kesalahan ini akhirnya dikoreksi oleh Einstein melalui teorinya relativitas khusus, yang kemudian menggantikan mekanika klasik untuk benda bergerak-cepat dan kecepatannya mendekati laju cahaya. Radiasi benda-hitam juga menjadi masalah bagi fisika klasik, yang kemudian diperbaiki ketika Planck mengusulkan bahwa eksitasi osilator material hanya mungkin dalam
langkah diskret (discrete step) sebanding dengan frekuensinya. Teori ini, bersama dengan efek fotolistrik dan kemudian menjadi teori yang lebih lengkap memprediksi tingkat energi diskret orbital elektron, akhirnya membuat teori mekanika kuantum menggantikan fisika klasik untuk tataran benda sangat kecil.