Sejarah sains
Revolusi Ilmiah adalah batas yang dekat antara pemikiran kuno dan fisika klasik. Nicolaus Copernicus menghidupkan kembali model heliosentris dari tata surya yang dijelaskan oleh Aristarchus dari Samos. Hal ini diikuti oleh pengenalan model pertama gerakan planet-planet yang diberikan oleh Kepler pada awal abad ke-17, yang mengusulkan bahwa planet mengikuti orbit elips, dengan
Matahari sebagai fokus dari elips. Galileo Galilei ("Bapak Fisika Modern") juga menggunakan eksperimen untuk memvalidasi teori fisik, elemen kunci dari metode ilmiah.
Pada tahun 1687, Isaac Newton menerbitkan Principia Mathematica, merincikan dua teori fisika yang komprehensif dan sukses: hukum Newton tentang gerak, yang mengarah ke mekanika klasik, dan Hukum Newton tentang Gravitasi, yang menggambarkan kekuatan fundamental gravitasi. Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday, George Ohm, dan yang lainnya selama awal abad ke-19. Studi-studi ini menyebabkan penyatuan
dua fenomena menjadi sebuah teori tunggal elektromagnetisme, oleh James Clerk Maxwell (dikenal sebagai Persamaan Maxwell).
Awal abad ke-20 memulai sebuah revolusi dalam fisika. Teori-teori lama yang dipegang Newton diperlihatkan tidak benar dalam segala situasi. Dimulai pada tahun 1900, Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, dan lain-lain mengembangkan teori kuantum untuk menjelaskan berbagai hasil eksperimen yang anomali, dengan memperkenalkan tingkat energi diskrit. Tidak hanya mekanika kuantum
menunjukkan bahwa hukum gerakan tidak berlaku pada skala kecil, tetapi bahkan lebih mengkhawatirkan, teori relativitas umum yang diusulkan oleh Einstein pada tahun 1915, menunjukkan bahwa dasar tetap dari ruang-waktu, yang mana mekanika Newton dan relativitas khusus bergantung, tidak bisa ada. Pada tahun 1925, Werner Heisenberg dan Erwin Schrödinger merumuskan
mekanika kuantum, yang menjelaskan teori kuantum sebelumnya. Pengamatan oleh Edwin Hubble pada tahun 1929 bahwa kecepatan dimana galaksi mundur secara positif berkorelasi dengan jarak mereka, menyebabkan pemahaman bahwa alam semesta mengembang, dan perumusan teori Ledakan Besar oleh Georges Lemaitre.
Perkembangan selanjutnya terjadi selama Perang Dunia II, yang menyebabkan aplikasi praktis dari radar dan pengembangan dan penggunaan bom atom. Meskipun proses tersebut telah dimulai dengan penemuan siklotron oleh Ernest O. Lawrence pada tahun 1930-an, fisika dalam periode pasca perang memasuki fase yang para sejarawan sebut sebagai "Sains Besar", membutuhkan mesin besar, anggaran, dan laboratorium
untuk menguji teori mereka dan pindah ke wilayah baru. Pemerintahan Negara menjadi pelindung utama dari fisika, yang mengakui bahwa dukungan dari "dasar" penelitian sering bisa mengarah pada teknologi yang berguna untuk aplikasi militer dan industri. Saat ini, relativitas umum dan mekanika kuantum tidak konsisten satu sama lain, dan upaya sedang dilakukan untuk menyatukan keduanya.
Sejarah kimia modern dapat dikatakan bermula dengan perbedaan kimia dari alkimia oleh Robert Boyle dalam karyanya The Sceptical Chymist, tahun 1661 (meskipun tradisi alkimia terus berlanjut untuk beberapa waktu setelah itu) dan prakter percobaan gravimetri dari kimia medis seperti William Cullen, Joseph Black, Torbern Bergman, dan Pierre Macquer. Langkah penting lainnya dibuat oleh Antoine Lavoisier (Bapak
Kimia Modern) melalui pengenalan tentang oksigen dan hukum kekekalan massa, yang membantah Teori phlogiston. Teori bahwa semua materi terbuat dari atom, yang merupakan unsur terkecil dari materi yang tidak dapat dipecah tanpa kehilangan kimia dasar dan sifat fisik dari materi, diberikan oleh John Dalton pada tahun 1803, meskipun pertanyaan tersebut membutuhkan seratus tahun
untuk dapat dibuktikan. Dalton juga merumuskan hukum hubungan massa. Pada tahun 1869, Dmitri Mendeleev membuat tabel periodik elemen berdasarkan penemuan Dalton.
Sintesis urea oleh Friedrich Wöhler membuka bidang penelitian baru, kimia organik, dan pada akhir abad ke-19, ilmuwan mampu mensintesis ratusan senyawa organik. Bagian akhir dari abad ke-19 melihat eksploitasi petrokimia bumi, setelah kehabisan pasokan minyak dari ikan paus. Pada abad ke-20, produksi sistematis dari bahan-bahan yang halus memberikan pasokan produk jadi yang menyediakan
tidak hanya energi, tetapi juga bahan sintetis untuk pakaian, obat-obatan, dan sumber daya pakai sehari-hari. Penerapan teknik kimia organik untuk organisme hidup menghasilkan kimia fisiologis, pendahulu dari biokimia. Abad ke-20 juga melihat integrasi fisika dan kimia, dengan sifat kimia dijelaskan sebagai akibat dari struktur elektronik atom. Buku Linus Pauling tentang The
Nature of the Chemical Bond menggunakan prinsip mekanika kuantum untuk menjelaskan ikatan simpul dalam molekul yang lebih rumit. Karya Pauling memuncak dalam pemodelan fisik dari DNA, the secret of life (menurut Francis Crick, tahun 1953). Pada tahun yang sama, percobaan Miller-Urey didemonstrasikan dalam sebuah simulasi proses primordial, bahwa unsur dasar protein, asam amino sederhana, bisa dibangun sendiri dari molekul sederhana.
Geologi tercipta dari sebuah kumpulan dari ide tentang batuan, mineral, dan bentang alam yang terisolasi dan terputus, jauh sebelum menjadi ilmu yang koheren. Karya Theophrastus tentang bebatuan, Peri lithn, tetap menjadi pegangan selama ribuan tahun: penafsirannya tentang fosil tidak terbantahkan sampai setelah Revolusi Ilmiah. Polymath dari Cina Shen Kua (1031-1095)
adalah yang pertama kali merumuskan hipotesis untuk proses pembentukan tanah. Berdasarkan pengamatannya pada fosil dalam strata geologi di pegunungan yang ratusan mil jauhnya dari laut, ia menyimpulkan bahwa tanah dibentuk oleh erosi pegunungan dan oleh deposisi dari lumpur.
Geologi tidak mengalami restrukturisasi sistematis selama Revolusi Ilmiah, tetapi teori-teori individu membuat kontribusi yang penting. Robert Hooke, misalnya, merumuskan teori gempa bumi, dan Nicholas Steno mengembangkan teori superposisi dan berpendapat bahwa fosil adalah sisa-sisa makhluk yang pernah hidup. Dimulai dengan Sacred Theory of the Earth-nya Thomas Burnet pada tahun 1681,
filsuf alam mulai mengeksplorasi gagasan bahwa bumi telah berubah dari waktu ke waktu. Burnet dan teman sezamannya menafsirkan Bumi pada masa lalu sesuai dengan kejadian-kejadian yang dijelaskan dalam Alkitab, tetapi pekerjaan mereka meletakkan dasar-dasar intelektual untuk interpretasi sekuler dari sejarah Bumi.
Geologi modern, seperti kimia modern, secara bertahap berevolusi selama abad ke-18 dan awal abad ke-19. Benoît de Maillet dan Comte de Buffon melihat bumi jauh lebih tua dari 6000 tahun seperti yang dibayangkan oleh para pelajar Alkitab. Jean-Étienne Guettard dan Nicolas Desmarest mendaki Perancis tengah dan mencatat pengamatan mereka pada beberapa peta geologi yang pertama. Abraham Werner menciptakan skema
klasifikasi sistematis untuk batuan dan mineral-sebuah prestasi yang signifikan untuk geologi seperti yang Linnaeus lalukan untuk biologi. Werner juga mengusulkan penafsiran umum dari sejarah bumi, seperti yang dilakukan polymath kontemporer dari Skotlandia James Hutton. Georges Cuvier dan Alexandre Brongniart, memperluas karya Nicolas Steno, berpendapat bahwa lapisan batuan bisa dihitung usianya dari
fosil yang terkandung didalamnya: prinsip pertama yang diterapkan pada geologi dari lembah sungai Paris. Penggunaan indeks fosil menjadi alat yang ampuh untuk membuat peta geologi, karena memungkinkan ahli geologi untuk mengkorelasikan bebatuan dalam satu wilayah dengan bebatuan yang sama usianya di wilayah lain, daerah yang jauh. Selama paruh pertama abad ke-19, ahli geologi
seperti Charles Lyell, Adam Sedgwick, dan Roderick Murchison menerapkan teknik baru untuk bebatuan di seluruh Eropa dan Amerika Utara bagian timur, menerapkan tingkat yang lebih tinggi untuk proyek pemetaan yang rinci dan didanai pemerintah di beberapa dekade kemudian.