ഭൗതികശാസ്ത്രം

ഏറ്റവും പുരാതനമായ പാഠ്യവിഷയങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് ഭൗതികശാസ്ത്രം.  ഒരുപക്ഷേ, ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തെ ഉൾക്കൊള്ളുന്നതിലൂടെ  ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെ ഏറ്റവും പഴക്കം ചെന്ന പാഠ്യവിഷയമായി കണക്കാക്കാൻ സാധിക്കും.Evidence exists that the earliest civilizations dating back to beyond 3000BC, such as the Sumerians, Ancient Egyptians, and the Indus Valley Civilization, all had a predictive knowledge and a very basic understanding of the motions of the Sun, Moon, and stars. 16-ആം നൂറ്റാണ്ടിലെ ശാസ്ത്രീയ വിപ്ലവകാലത്ത് ഭൗതികശാസ്ത്രം അതിന്റേതായ നിലയിൽ, സ്വതന്ത്രനിലനില്പുള്ള, അദ്വിതീയമായ ഒരു ആധുനികശാസ്ത്രമായി  ഉരുത്തിരിഞ്ഞുവന്നു.Francis Bacon's 1620 Novum Organum was critical in the development of scientific method. എന്നിരിക്കിലും ഗണിതാത്മക ഭൗതികം, ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം തുടങ്ങിയ ആധുനിക ശാസ്ത്രശാഖകളിൽ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ സീമകൾ നിർവചിക്കുക പ്രയാസം തന്നെ.   

നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു എന്നതുകൊണ്ടും, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ കണ്ടെത്തലുകൾ, മറ്റ് ശാസ്ത്രങ്ങൾ, ഗണിതം, ദർശനം തുടങ്ങിയവയുടെ പുരോഗതിക്ക് കാരണമാകുന്നു എന്നതുകൊണ്ടും ഭൗതികശാസ്ത്രം ഒരു സുപ്രധാനശാസ്ത്രം ആകുന്നു. ഉദാഹരണമായി, ഭൗതികശാസ്ത്രശാഖയായ വിദ്യുത്കാന്തികത്തിന്റെ കണ്ടെത്തലുകൾ ടെലിവിഷൻ, കമ്പ്യൂട്ടർ, ഗാർഹിക ഉപകരണങ്ങൾ തുടങ്ങി ആധുനികസാമൂഹികജീവിതത്തെ സ്വാധീനിച്ച വളരെയേറെ ഉത്പന്നങ്ങളുടെ സൃഷ്ടിക്ക് കാരണമായി;താപഗതികത്തിലെ കണ്ടെത്തലുകൾ നൂതന ഗതാഗതസൗകര്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചു;

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ പിതാവായി ഗലീലിയോ ഗലീലി, സർ ഐസക് ന്യൂട്ടൺ, ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ എന്നിവരെ വിളിക്കുന്നു.

 നിരുക്തം 

ഫിസിക്സ് (Physics) എന്ന ഇംഗ്ലീഷ് പദം വന്നത് പ്രകൃതി എന്നർത്ഥമുള്ള φύσις (phúsis)എന്ന ഗ്രീക്ക് പദത്തിൽ നിന്നാണ്.

ഭൗതികം എന്ന പദത്തിന്റെ ഉത്ഭവത്തെപ്പറ്റി വ്യത്യസ്ത അഭിപ്രായങ്ങളുണ്ട്.  പുരാതന ഭാരതത്തിലെ വൈശേഷിക ദർശനപ്രകാരം പ്രകൃതിയിൽ എല്ലാം നിർമിതമായിരിക്കുന്നത് പഞ്ചഭൂതങ്ങളായ പൃഥ്വി, ജലം, വായു, അഗ്നി, ആകാശം എന്നിവയാലാണ്.  ഭൂതങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചത് എന്ന അർത്ഥത്തിൽ ഭൗതികം എന്ന പേര് ലഭിച്ചു എന്നാണ് ഒരു വാദം. ഭവിച്ചകാര്യങ്ങളെ അതായത് സംഭവിച്ചുകഴിഞ്ഞവയെപ്പറ്റിയുള്ളത് എന്ന അർത്ഥത്തിൽ ഭൗതികം എന്ന പേര് ലഭിച്ചു എന്നതാണ് മറ്റൊരു വാദം.

 ആമുഖം 

പ്രകൃതിശാസ്ത്രങ്ങളിൽ മാനവരാശിയുടെ പുരോഗതിക്ക് വളരെയധികം sum banakalസംഭാവനകൾ നല്കിയിട്ടുള്ള ഒന്നാണ് ഭൗതികശാസ്ത്രം. നാം ജീവിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചത്തെ ശാസ്ത്രീയമായി നിരീക്ഷിക്കുകയും പഠിക്കുകയും ചെയ്തതിന്റെ ഫലമായി ആർജിക്കാൻ കഴിഞ്ഞ അറിവുകളുടെ സമാഹാരമാണ് ഭൗതികശാസ്ത്രമെന്ന് സാമാന്യമായി പറയാം.  ഇത്തരം പഠനങ്ങൾ മുഖേന എത്തിച്ചേരുന്ന നിഗമനങ്ങളുടെ സാമാന്യവത്കരണമാണ് നിയമങ്ങളായും സിദ്ധാന്തങ്ങളായും രൂപമെടുക്കുന്നത്.  നാം ജീവിക്കുന്ന ഭൗതികലോകത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ വ്യക്തമായി മനസ്സിലാക്കാൻ അവ നമ്മെ സഹായിക്കുന്നു.  പ്രപഞ്ചത്തിനെ കുറിച്ചുള്ള അടിസ്ഥാന നിയമങ്ങളെല്ലാം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ നിന്നാണ് എന്നതിനാൽ മറ്റ് ശാസ്ത്ര വിഭാഗങ്ങളെല്ലാം ഭൗതികശാസ്ത്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് കിടക്കുന്നു.

 വ്യാപ്തിയും ലക്ഷ്യങ്ങളും 

അറ്റോമികകണങ്ങളുടെ അതിസൂക്ഷ്മലോകം മുതൽ ആകാശഗംഗ അടങ്ങിയ മഹാപ്രപഞ്ചം വരെ ഭൗതികശാസ്ത്രം വ്യാപരിക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിലെ  അടിസ്ഥാന വസ്തുക്കൾ, ഊർജം, ബലങ്ങൾ, സ്ഥലം, കാലം,  ഉൾപ്പെടെ പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ള സകലതും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയിൽ  ഉൾപ്പെടുന്നു.  ഇക്കാരണത്താൽ തന്നെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെ മിക്കപ്പോഴും  "അടിസ്ഥാന ശാസ്ത്രം" എന്ന് വിവക്ഷിക്കാറുണ്ട്.The Feynman Lectures on Physics Volume I. Feynman, Leighton and Sands. ISBN 0-201-02115-3  See Chapter 3 : "The Relation of Physics to Other Sciences" for a general discussion. For the philosophical issue of whether other sciences can be "reduced" to physics, see reductionism and special sciences).

പ്രകൃതിയിലെ പ്രതിഭാസങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുക, ചുറ്റും കാണുന്ന കാര്യങ്ങളെ അവയുടെ മൂലകാരണങ്ങളുമായി ബന്ധിക്കുക, ഈ കാര്യ-കാരണ ബന്ധങ്ങളുടെ പഠനത്തിലൂടെ പ്രകൃതി എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇപ്രകാരം എന്ന് വ്യക്തമാക്കുന്ന സിദ്ധാന്തങ്ങൾക്ക് രൂപംകൊടുക്കുക എന്നിവയാണ് ശാസ്ത്രത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം.  

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ചരിത്രം ആരംഭിക്കുന്നത് ചരിത്രാതീത കാലത്തിലെ മനുഷ്യരിൽ നിന്നാണ്.  സ്വയം അറിയാതെ തന്നെ അവർ പല ഭൗതികശാസ്ത്ര തത്ത്വങ്ങളും പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയിരുന്നു.  എങ്കിലും പതിനെട്ടാം ശതാബ്ദത്തിന്റെ ആദ്യകാലത്തു മാത്രമാണ് ഭൗതികം ഒരു ശാസ്ത്രശാഖയായി പരിഗണിക്കപ്പെട്ടത്. അതുവരെ ഭൗതികജ്ഞർ (physicist)  ദാർശനികരോ, ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞരോ, ഗണിതജ്ഞരോ, കലാകാരന്മാരോ മാത്രമായാണ് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നത്.

 പ്രധാന ശാഖകൾ 
ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ശാഖകളെ പ്രധാനമായും മൂന്ന് രീതിയിൽ വർഗീകരിക്കാറുണ്ട്.  
 ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ കാതലായ സിദ്ധാന്തങ്ങളെ (core theories) വികാസ പരിണാമങ്ങളനുസരിച്ച് ഉദാത്ത ഭൗതികം (Classical physics) എന്നും നവീന ഭൗതികം (Modern physics) എന്നും തിരിക്കുന്ന രീതിയാണ് ആദ്യത്തേത്.
 സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികം (Theoretical physics) എന്നും പ്രയുക്ത ഭൗതികം അഥവാ പരീക്ഷണാടിസ്ഥാന ഭൗതികം  (Practical physics / Experimental physics) എന്നും തിരിക്കുന്ന രീതിയാണ് രണ്ടാമത്തേത്.
 ശുദ്ധഭൗതികം (Pure physics) എന്നും പ്രായോഗിക ഭൗതികം (Applied physics) എന്നും തിരിക്കുന്ന രീതിയാണ് മൂന്നാമത്തേത്.

ഉദാത്ത ഭൗതികശാസ്ത്രം/ഉദാത്ത ഭൗതികം (Classical Physics) 

 യാന്ത്രികം/ബലതന്ത്രം (Mechanics)
 ധ്വനികം/ശാബ്ദികം/ശബ്ദശാസ്ത്രം (Acoustics)
 താപവും താപഗതികവും (Heat and Thermodynamics) 
 വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും (Electricity and Magnetism)
 പ്രകാശികം/പ്രകാശ ശാസ്ത്രം (Optics)

നവീന ഭൗതികശാസ്ത്രം/നവീന ഭൗതികം (Modern Physics)

 ആപേക്ഷിക ബലതന്ത്രം (Relativistic Mechanics)
 പ്രമാത്ര ബലതന്ത്രം അഥവാ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം (Quantum Mechanics)
 പ്രമാത്ര താപഗതികം അഥവാ ക്വാണ്ടം താപഗതികം (Quantum Thermodynamics) 
 വിദ്യുത്കാന്തികം (Electromagnetics)
 പ്രമാത്ര പ്രകാശികം അഥവാ ക്വാണ്ടം പ്രകാശികം (Quantum Optics)

 സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികവും പരീക്ഷണാടിസ്ഥാന ഭൗതികവും 
ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനെ പലപ്പോഴും സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികം (theoretical physics) എന്നും പരീക്ഷണാടിസ്ഥാന ഭൗതികം (experimental physics) എന്നും വർഗീകരിക്കാറുണ്ട്.

സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികം പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങളുടെ ചുരുളഴിക്കുന്നത് വഴി പുതിയ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾക്ക് വഴി വെയ്ക്കുകയും മനുഷ്യനെ എക്കാലവും കുഴക്കിയ ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രപഞ്ചോല്പത്തിയെ വിശദീകരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്ന ബിഗ് ബാങ്ങ് (big bang) സിദ്ധാന്തം, ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം (ഐൻസ്റ്റീൻ) തുടങ്ങിയവ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്‌. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിലെ ആശയങ്ങളാവട്ടെ തത്ത്വ ശാസ്ത്രത്തിലും ആദ്ധ്യത്മികതയിലും വരെ ഇടം കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഗണിതശാസ്ത്രം സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികത്തിന്റെ ഭാഷ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

സാങ്കേതിക വിദ്യയിൽ വൻ കുതിപ്പുകൾക്ക് പരീക്ഷണാടിസ്ഥാന ഭൗതികത്തിലെ നൂതന ആശയങ്ങൾ സഹായിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇന്ന് മൊബൈൽ ഫോണിൽ എത്തി നിൽക്കുന്ന റേഡിയോയുടെ കണ്ടുപിടിത്തം (മാർ‌ക്കോണി) ഉദാഹരണമാണ്‌. വൈദ്യുതിയുടെയും (ഫാരഡെ), ബൾബിന്റെയും (എഡിസൺ) കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾ മറ്റുദാഹരണങ്ങൾ.

 ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ മേഖലകൾ 
 പ്രപഞ്ചഭൗതികം (Cosmophysics/Cosmology)
 ജ്യോതിർഭൗതികം (Astrophysics) 
 ഭൗമഭൗതികം (Geophysics)
 അണുഭൗതികം  (Atomic Physics)
 കണിക ഭൗതികം (Particle Physics ) 
 തൻമാത്രാഭൗതികം (Molecular Physics) 
 അണുകേന്ദ്രഭൗതികം (Nuclear Physics) 
 ഖരഭൗതികം (Solid-State Physics) 
 ദ്രവഭൗതികം (Fluid Physics) 
 പ്ലാസ്മഭൗതികം (Plasma Physics)
 ഇലക്ട്രോണികം (Electronics)
 ഫോട്ടോണികം (Photonics)

 ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ചരിത്രം 
 ഉത്പത്തി 
 പ്രാചീന കാലം
വളരെ പണ്ടുമുതൽ തന്നെ മനുഷ്യൻ പ്രകൃതിയുടെ രഹസ്യങ്ങൾ വെളിച്ചത്തുകൊണ്ടുവരാൻ ശ്രമിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നു. എന്നാൽ പ്രാചീനകാല സിദ്ധാന്തങ്ങൾ എല്ലാം തന്നെ ദർശനത്തിൽ അധിഷ്ഠിതമായിരുന്നു. അവയൊന്നും തന്നെ ഒരിക്കലും പരീക്ഷണങ്ങൾക്കു വിധേയമാക്കുകയോ തെളിയിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്തിരുന്നില്ല. 

 ബി.സി. ആറാം ശതകം

പ്രകൃതി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നത് സംഖ്യകളാലാണെന്ന് പൈതഗോറസ് വാദിച്ചു.  താളാത്മക ശബ്ദങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ തന്ത്രികളുടെ നീളവും അവയുടെ ശബ്ദമിശ്രണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം അദ്ദേഹം പഠിച്ചു.  ഇതിനായി അദ്ദേഹം ഏകതന്ത്രി (monochord)  എന്ന ഉപകരണം - അതായത് നീളവും വലിവും വ്യത്യാസപ്പെടുത്താവുന്ന ഒറ്റ തന്ത്രി - ഉപയോഗിച്ചു.  ആധുനിക ഭൗതികത്തിന്റെ ഭാഷയിൽ പൈതഗോരസിന്റെ കണ്ടെത്തൽ നമുക്ക് ഇപ്രകാരം വിവക്ഷിക്കാം - ഒരു നിശ്ചിത വലിവിനു വിധേയമാക്കിയിരിക്കുന്ന ഒരു തന്ത്രിയുടെ കമ്പനാവൃത്തി അതിന്റെ നീളത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലായിരിക്കും. 

 ബി.സി. അഞ്ചാം ശതകം

എല്ലാ ദ്രവ്യവസ്തുക്കളും നേത്രഗോചരമല്ലാത്ത അസംഖ്യം സൂക്ഷ്മകണങ്ങളാൽ നിർമിതമാണ് എന്ന ഒരു ആശയം ഡെമോക്രിറ്റസ് വിഭാവനം ചെയ്തു.  ഈ കണങ്ങളെ അദ്ദേഹം ഗ്രീക്കിൽ ആറ്റങ്ങൾ എന്ന് വിളിച്ചു.  നാലുതരം ആറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടെന്ന് അദ്ദേഹം വിശ്വസിച്ചു - വരണ്ടതും ഭാരിച്ചതുമായ ശിലാ-ആറ്റങ്ങൾ (stone atoms), ഈർ‍പ്പമുള്ളതും ഭാരിച്ചതുമായ ജലം-ആറ്റങ്ങൾ (water atoms), തണുത്തതും മൃദുവുമായ വായു-ആറ്റങ്ങൾ (air atoms), ചൂടുള്ളതും വഴുക്കുന്നതുമായ അഗ്നി-ആറ്റങ്ങൾ (fire atoms) എന്നിവ.  പ്രകൃതിയിലെ എല്ലാ ദ്രവ്യപദാർ‍ഥങ്ങളും ഈ നാലുതരം ആറ്റങ്ങളുടെ മേളന ഫലമാണെന്ന് അദ്ദേഹം വിശ്വസിച്ചു. 

 ബി.സി. നാലാം ശതകം

അക്കാലത്ത് ഗ്രീക്ക്‌ ദാർശനികരുടെ ആശയങ്ങൾ വിമർശനങ്ങൾ കൂടാതെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു.  പ്ലേറ്റോയുടെ ശിഷ്യനായ അരിസ്റ്റോട്ടിൽ ധാരാളം ഭൗതികദർശനങ്ങൾ അവതരിപ്പിച്ചു. അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രഭാഷണ ഗ്രന്ഥങ്ങൾ ട്രീറ്റീസ് എന്നറിയപ്പെട്ടു. ലോജിക്, മനശ്ശാസ്ത്രം, ജീവശാസ്ത്രം, രാഷ്ട്രതന്ത്രം, ഭൗതികം, അതിഭൗതികം തുടങ്ങി വ്യത്യസ്ത മേഖലകളിൽ അദ്ദേഹത്തിന്റെ ദർശനങ്ങൾ വ്യാപരിച്ചു.  Physics എന്ന നാമം പ്രകൃതി എന്നർഥമുള്ള φύσις എന്ന ഗ്രീക്ക് പദത്തിൽ നിന്ന് രൂപപെടുത്തിയതും ഉപയോഗത്തിൽ കൊണ്ടുവന്നതും അരിസ്റ്റോട്ടിലാണ്.  ക്രിസ്‌തുവിനു 340 വർഷങ്ങൾക്കുമുൻപുതന്നെ അരിസ്റ്റോട്ടിൽ അദ്ദേഹത്തിന്റെ 'ഓൺ ദ ഹെവൻസ്‌' എന്ന പുസ്തകത്തിൽ ഭൂമി ഉരുണ്ടതാണെന്നുള്ളതിന്‌ വാദങ്ങൾ നിരത്തുന്നുണ്ട്‌. എന്നാൽ ഭൂമി നിശ്ചലമാണെന്നും സൂര്യനും ചന്ദ്രനും ഗ്രഹങ്ങളും നക്ഷത്രങ്ങളുമെല്ലാം ഭൂമിക്കുചുറ്റും വൃത്താകൃതിയിൽ കറങ്ങുകയാണെന്നും അരിസ്റ്റോട്ടിൽ കരുതി. ഒരിക്കലും ഗണിതത്തിലേക്കൊരു ചായ്‌വ് അരിസ്റ്റോട്ടിലിന്റെ മഹാചിത്തത്തിനുണ്ടായില്ല.  അദ്ദേഹത്തിന്റെ ആശയങ്ങൾ സഹസ്രാബ്ദങ്ങളോളം പരീക്ഷിക്കപ്പെടാതെ നിലകൊണ്ടു.  

 ബി.സി. മൂന്നാം ശതകം

പ്രകൃതിപഠനത്തിനു ശാസ്ത്രീയമായ ഒരു അടിത്തറ നൽകിയത്‌ ഗ്രീക്ക്‌ ചിന്തകനായ ആർക്കിമിഡീസ്‌ ആയിരുന്നു. ഗ്രീക്ക് കോളനിയായിരുന്ന സിസിലിയുടെ തലസ്ഥാനമായ സിറാക്യൂസിൽ ജീവിച്ചിരുന്നു.  ഹേറോ (Hiero) രാജാവിന്റെ സദസ്യനും മിത്രവുമായിരുന്നു ആർക്കിമിഡീസ്.    ബലതന്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങൾ രൂപവത്കരിച്ചത് ആർക്കിമിഡീസ് ആണ്. ബലതന്ത്രത്തിന്റെ പിതാവ്‌ എന്ന് ആർക്കിമിഡീസ്‌ അറിയപ്പെടുന്നു.  ഉത്തോലകങ്ങൾ, താഴ്ന്ന പ്രതലങ്ങളിൽ നിന്ന് ജലം ഉയർത്തിക്കൊണ്ടുവരുവാനുള്ള "ആർക്കിമിഡീസ് സ്ക്രൂ", തുടങ്ങിയ വ്യത്യസ്തങ്ങളായ യാന്ത്രിക ഉപകരണങ്ങൾ അദ്ദേഹം രൂപകൽപന ചെയ്തു. "പ്രതലങ്ങളുടെ തുലനാവസ്ഥയിൽ" (On the equilibrium of planes) എന്ന രണ്ടു വാല്യങ്ങളുള്ള പുസ്തകത്തിൽ ഉത്തോലകനിയമം (Law of lever) അവതരിപ്പിച്ചു.  ഇതേ പുസ്തകത്തിൽത്തന്നെ ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഗുരുത്വകേന്ദ്രം കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള മാർഗങ്ങളെപ്പറ്റിയും പ്രതിപാദിക്കുന്നു. ഉത്തോലകങ്ങളുടെയും കപ്പികളുടെയും ഉപയോഗത്തിലൂടെ അതികഠിനമായ പല ജോലികളും വളരെ എളുപ്പത്തിൽ ചെയ്തുതീർക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ആർക്കിമിഡീസ് പുരാതന ഗ്രീസിലെ ജനങ്ങൾക്ക് കാണിച്ചുകൊടുത്തു. "ഉറച്ചുനിൽക്കാൻ ഒരു സ്ഥലവും വേണ്ടത്ര നീളമുള്ള ഒരു ദണ്ഡും തന്നാൽ ഈ ഭൂമിയെത്തന്നെ ഞാൻ പൊക്കിമാറ്റാം" എന്ന് ആർക്കിമിഡീസ് ഒരിക്കൽ പറയുകയുണ്ടായി.  ഒരു അഹങ്കാരിയുടെ പ്രഖ്യാപനമായിരുന്നില്ല ഇത് -  മറിച്ച് ശാസ്ത്രത്തിൽ വിശ്വസിച്ചിരുന്ന ഒരു പ്രതിഭാശാലിയുടെ ആത്മവിശ്വാസം നിറഞ്ഞ വാക്കുകളായിരുന്നു.  ഗോളങ്ങൾ, സ്തംഭങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഘനരൂപങ്ങളുടെ വിസ്തീർണവും വ്യാപ്തവും കണ്ടുപിടിക്കാനുള്ള സൂത്രങ്ങൾ ആർക്കിമിഡീസ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. 

ആർക്കിമിഡീസ് തന്റെ നിരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ കണ്ടെത്തിയ ശാസ്ത്രതത്വങ്ങൾ അമ്പരപ്പിക്കുന്നവയാണ്.  ജലത്തിൽ മുങ്ങിക്കിടക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന് അതിന്റെ യഥാർഥ ഭാരം അനുഭവപ്പെടുകയില്ല.  ജലത്തിന്റെ മർദ്ദം അതിനെ മുകളിലേക്ക് തള്ളുന്നതുകൊണ്ടാണത്.  ദ്രാവകത്തിൽ മുക്കുന്ന ഒരു ഖരപദാർഥത്തിന് എത്രമാത്രം ഭാരക്കുറവുണ്ടാകുമെന്ന് കണ്ടുപിടിച്ചത് ആർക്കിമിഡീസാണ്.  ഒരു ദ്രവത്തിൽ പൂർണമായോ ഭാഗികമായൊ മുങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിനുണ്ടാകുന്ന ഭാരനഷ്ടം ആ വസ്തു ആദേശം ചെയ്യുന്ന ദ്രവത്തിന്റെ ഭാരത്തിനു തുല്യമായിരിക്കും എന്ന് അദ്ദേഹം പരീക്ഷണം മുഖേന കണ്ടെത്തി.  "പ്ലവനവസ്തുക്കളിൽ" (On floating bodies) എന്ന പുസ്തകത്തിൽ അദ്ദേഹം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഈ തത്ത്വം ആർക്കിമിഡീസ്‌ തത്ത്വം എന്ന് പ്രശസ്തമായി. ആർക്കിമിഡീസ് ഇതു കണ്ടെത്തിയതിനുപിന്നിൽ പ്രസിദ്ധമായ ഒരു കഥയുണ്ട്.  സിറാകൂസിലെ രാജാവ് ഒരിക്കൽ ഒരു സ്വർ‌‍ണക്കിരീടം പണിയിച്ചു.  എന്നാൽ പണിക്കാരൻ കൊണ്ടുവന്ന കിരീടം കണ്ടപ്പോൾ രാജാവിന് അത് ശുദ്ധസ്വർണത്തിലുള്ളതാണോ എന്ന് സംശയമായി. എന്നാൽ അതെങ്ങനെ കണ്ടുപിടിക്കും?  ഈ ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം കണ്ടെത്താൻ ആർക്കിമിഡീസിനോടാവശ്യപ്പെട്ടു.  ഒരു വഴി കണ്ടെത്താൻ ആർക്കിമിഡീസ് കിണഞ്ഞുപരിശ്രമിച്ചു.  ഒടുവിൽ കുളിക്കാനായി കുളിത്തൊട്ടിയിൽ കിടന്നപ്പോൾ അതിൽനിന്ന് ജലം കവിഞ്ഞൊഴുകുന്നത് കണ്ട ആർക്കിമിഡീസിന് പെട്ടെന്ന് ഈ പ്രശ്നത്തിനുള്ള പരിഹാരം മനസ്സിൽ തെളിഞ്ഞു.  ആ സന്തോഷത്തിൽ യുറേക്കാ.. യുറേക്കാ (കണ്ടെത്തി.. കണ്ടെത്തി..) എന്ന് വിളിച്ചുപറഞ്ഞുകൊണ്ട് നഗ്നനായി അദ്ദേഹം തെരുവിലേക്ക് ഇറങ്ങി ഓടി. സ്വർണപ്പണിക്കാരൻ തട്ടിപ്പ് നടത്തിയിട്ടുണ്ടെന്ന് അദ്ദേഹം രാജാവിന് സമക്ഷം തെളിയിച്ചു. ഖരപദാർഥങ്ങളുടെ ആപേക്ഷികസാന്ദ്രത എളുപ്പത്തിൽ കണ്ടുപിടിക്കാനുള്ള മാർഗ്ഗം ആർക്കിമിഡീസ് തത്ത്വം കാണിച്ചുതരുന്നു. 

സിറാക്യൂസിലെ സൈനിക ആവശ്യങ്ങൾക്കുള്ള അനേകം യന്ത്രങ്ങളും ആർക്കിമിഡീസ് നിർമിച്ചു.  ഒരിക്കൽ റോമാക്കാർ സിറാക്യൂസ് ആക്രമിക്കാനെത്തി.  റോമൻ പടയാളികൾ കപ്പലിലാണ് എത്തിയത്.  ആർക്കിമിഡീസ് കൂറ്റൻ അവതലകാചങ്ങൾ (Concave lenses) ഉപയോഗിച്ച് റോമൻ കപ്പലുകളെ കടലിൽ വെച്ചുതന്നെ നശിപ്പിച്ചു.  എങ്കിലും  പിന്നീട് കൂടുതൽ റോമൻ സൈന്യം അവിടെ എത്തുകയും അവർ സിറാക്യൂസിനെ കീഴടക്കുകയും ചെയ്തു. ഒടുവിൽ റോമൻ പട്ടാളക്കാർ ആർക്കിമിഡീസിനെ വധിച്ചു.   

 ബി.സി. രണ്ടാം ശതകം

ബി.സി. രണ്ടാം ശതകത്തിൽ ഹിപ്പാർക്കസ് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ സ്ഥാനങ്ങളെപ്പറ്റി പഠനം നടത്തി, 1080 നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഒരു ലഘുലേഖ തയ്യാറാക്കി. (ഇപ്പോഴും ഈ രേഖ ജ്യോതിഷികൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.)  വിഷുവങ്ങളുടെ പുരസ്സരണം കണ്ടെത്തി.  (ആയിരത്തോളം വർഷങ്ങൾക്ക് ശേഷം സർ. ഐസക് ന്യൂട്ടനാണ് ഈ ചലനത്തിന് വിശദീകരണം നൽകിയത്.)

ടോളമി എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഭൂമിയാണ്‌ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കേന്ദ്രം എന്ന ധാരണക്ക്‌ കൂടുതൽ വ്യാപ്തി നൽ‍കുന്ന ഒരു പ്രപഞ്ചമാതൃക അവതരിപ്പിച്ചു. അൽമജെസ്റ്റ് എന്ന പുസ്തകത്തിൽ തന്റെ ആശയങ്ങൾ ടോളമി അവതരിപ്പിച്ചു.  അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഒപ്റ്റിക്സ് എന്ന പുസ്തകത്തിൽ പ്രകാശത്തിന് വിവിധ മാധ്യമങ്ങളിലുണ്ടാകുന്ന അപവർത്തനത്തെപ്പറ്റി പ്രതിപാദിക്കുന്നു. ടോളമിയുടെ പ്രപഞ്ചമാതൃക ഭൂകേന്ദ്രീകൃത പ്രപഞ്ചമാതൃക എന്നറിയപ്പെടുന്നു. 

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ വികാസത്തിന് പൗരാണിക ഗ്രീക്ക് സംസ്കാരം നൽകിയ മഹത്തായ സംഭാവനകളിൽ ഏറ്റവും അവസാനത്തേതായിരുന്നു ടോളമിയുടെ സംഭാവനകൾ.

 ഇരുണ്ട കാലഘട്ടം 

ഏകദേശം ക്രിസ്ത്വബ്ദം ഒന്നാം ശതകം മുതൽ പതിനഞ്ചാം ശതകം വരെ ഭൗതികശാസ്ത്രചരിത്രത്തിലെ ഇരുണ്ട കാലഘട്ടം എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്.  ഗ്രീക്ക് സംസ്കാരത്തിന്റെ അപചയവും ക്രൈസ്തവീയതയുടെ വികാസവും ആരംഭിച്ചു. അലക്സാൻഡ്രിയൻ പാഠ്യധാരയുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തി പറയാവുന്ന അവസാനത്തെ നാമം ഒരുപക്ഷേ തിയോൺ എന്ന ഗണിതജ്ഞന്റെ മകളും ശാസ്ത്രാധ്യാപികയുമായ ഹൈപാതിയയുടേതാകാം.  റോമൻ ചക്രവർ‍ത്തി  ജൂലിയൻ-ദ-അപോസ്റ്റേറ്റ് ന്റെ കാലത്താണ് ഹൈപാതിയ ജീവിച്ചിരുന്നത്.  ജൂലിയൻ ചക്രവർത്തിയുടെ മരണശേഷം എ.ഡി.415ൽ ബിഷപ്പ് കൈറില്ലോസിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ ഒരു വലിയ ഗ്രീക്ക് വിരുദ്ധ പ്രക്ഷോഭം ഉണ്ടായി.  ക്രിസ്ത്യൻ വിപ്ലവകാരികളാൽ ഹൈപാതിയ വധിക്കപ്പെട്ടു, ഗ്രീസിലെ അവശേഷിച്ചിരുന്ന ഗ്രന്ഥശാലകൾ തകർക്കപ്പെട്ടു. ടോളമിയുടെ പ്രപഞ്ചമാതൃക, ബൈബിളുമായി നന്നായി ചേരുമെന്നതിനാൽ, ക്രൈസ്തവമേധാവികൾ എതിരില്ലാതെ സ്വീകരിച്ചു. അക്കാലത്തെ ചർച്ചകളെല്ലാം തന്നെ അശാസ്ത്രീയമായിരുന്നു. 

എ.ഡി. ഏഴാം ശതകത്തോടെ അറേബ്യൻസാമ്രാജ്യം ശക്തമായി. അൽജിബ്ര, ആൽക്കഹോൾ, അമാൽഗം, ആൽക്കലി, അൽമനാക്, അൽക്കെമി, തുടങ്ങി ധാരാളം ശാസ്ത്രപദങ്ങളുടെ പിറവിക്ക് അറേബ്യൻ കാലഘട്ടം സാക്ഷിയായി.  ഗണിതത്തിൽ ധാരാളം സംഭാവനകൾ അറബികൾ നൽകിയെങ്കിലും ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലും രസായനശാസ്ത്രത്തിലും അവരുടെ പഠനങ്ങൾ വിചിത്രങ്ങളായ ലക്ഷ്യങ്ങളാൽ വഴിതെറ്റിപ്പോയി.  ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ കാര്യമായൊന്നും ചെയ്തതുതന്നെയില്ല. 

ചെങ്കിസ്ഖാന്റെ ആക്രമണവും ക്രൈസ്തവരുടെ എതിർപ്പും പന്ത്രണ്ടാം നൂറ്റാണ്ടോടെ അറബ് സാമ്രാജ്യത്തിന്റെ അപചയത്തിന് കാരണമായി. ഈ കാലഘട്ടത്തിൽ യൂറോപ്പിൽ ഒരു ഉണർവ് പ്രകടമായിത്തുടങ്ങി.  എ.ഡി.1100ൽ പാരീസ് സർവകലാശാല സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു. തുടർന്ന് ഓക്സ്ഫോർഡ്, കേംബ്റിഡ്ജ് സർവകലാശാലകളും.  എന്നിരുന്നാലും പഠനം ക്രിസ്തീയ പള്ളികളുടെ കർശന നിരീക്ഷണത്തിൻ കീഴിലായിരുന്നു.  അറേബ്യൻ പരിഭാഷകളിലൂടെ യൂറോപ്പിലെത്തിയ അരിസ്റ്റോട്ടിലിന്റെ ഗ്രന്ഥങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയായിരുന്നു പഠനം.  അരിസ്റ്റോട്ടിൽ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ അത്രയൊന്നും മികവ് പുലർത്താതിരുന്നതുകൊണ്ടുതന്നെ ഈ പഠനങ്ങളൊന്നും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ പുനർജനിക്ക് കാരണമായില്ല.

പതിനഞ്ചാം ശതാബ്ദത്തിന്റെ മധ്യത്തോടെ, ജർമനിയിലെ മെയ്സിലെ ഫുസ്റ്റ് എന്ന ജർമൻകാരന്റെ ശാലയിൽ അച്ചടിയന്ത്രം കണ്ടുപിടിക്കപ്പെടുകയും തുടർന്ന് ധാരാളം അച്ചടിശാലകൾ ആരംഭിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു.  അറിവിന്റെ പെട്ടെന്നുള്ള വ്യാപനത്തിന് ഇത് കാരണമായി.  വിജ്ഞാനത്തിന്റെ ചരിത്രത്തിലെ ഒരു മഹാസംഭവമായി അച്ചടിയുടെ കണ്ടുപിടിത്തം വിലയിരുത്തപ്പെടുന്നു. എങ്കിലും ഭൗതികശാസ്ത്രം അപ്പോഴും ഉറങ്ങിത്തന്നെ കിടന്നു.

 നവോത്ഥാന കാലം 

 പതിനാറാം ശതാബ്ദം (ക്രിസ്ത്വബ്ദം 1501 മുതൽ 1600 വരെ) 

1514 -ൽ പോളിഷ്‌ പാതിരിയായിരുന്ന നിക്കോളസ്‌ കോപ്പർനിക്കസ്‌ സൂര്യനെ കേന്ദ്രമാക്കിയുള്ള ഒരു പ്രപഞ്ചമാതൃകയുമായി മുന്നോട്ടുവന്നു. (പള്ളിയെ ഭയന്ന് അദ്ദേഹം തന്റെ മാതൃക ആദ്യം രഹസ്യമായി വിതരണം ചെയ്യുകയാണുണ്ടായത്‌).  ശതാബ്ദങ്ങളായുള്ള ഉറക്കത്തിൽ‍ നിന്നുള്ള  ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഉണർന്നെഴുന്നേല്പായിരുന്നു അത്. 

 പതിനേഴാം ശതാബ്ദം (ക്രിസ്ത്വബ്ദം 1601 മുതൽ 1700 വരെ) 

പതിനേഴാം ശതാബ്ദത്തിൽ ജർമൻകാരനായ ജോഹന്നാസ്‌ കെപ്ലർ കോപ്പർനിക്കൻ സിദ്ധാന്തത്തെ പരിഷ്കരിച്ചു. ഗ്രഹങ്ങൾ വൃത്താകൃതിയിലല്ല, മറിച്ച്‌ ദീർഘവൃത്താകൃതിയിലാണ്‌ സഞ്ചരിക്കുന്നതെന്ന് കെപ്ലർ ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി അനുമാനിച്ചു. നിരീക്ഷണങ്ങൾ ഈ വാദം സാധൂകരിക്കുകയും ചെയ്തു.



റോബർട്ട് ബോയിൽ

 പതിനെട്ടാം ശതാബ്ദം (ക്രിസ്ത്വബ്ദം 1701 മുതൽ 1800 വരെ)

ജെയിംസ് വാട്ട്thumb|right|130px|Watt

അലക്സാണ്ടർ വോൾട്ട


 പത്തൊൻപതാം ശതാബ്ദം  (ക്രിസ്ത്വബ്ദം 1801 മുതൽ 1900 വരെ)

പത്തൊൻപതാം ശതാബ്ദത്തിന്റെ ആദ്യപാദങ്ങളിൽ വൈദ്യുതി-കാന്തത എന്നീവിഷയങ്ങളിലും താപഗതികത്തിലും അനേകം കണ്ടെത്തലുകളുണ്ടായി.  
എന്നാൽ അവസാനപാദങ്ങളാകട്ടെ, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഉദാത്തകാലഘട്ടത്തിന്റെ അന്ത്യത്തിന് സാക്ഷ്യം വഹിച്ചു.  

ഹാൻസ് ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഏർസ്റ്റഡ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ 1820-ൽ വൈദ്യുതിയും കാന്തതയും തമ്മിൽ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് കണ്ടുപിടിച്ചു. വൈദ്യുതിയും കാന്തതയും വെവ്വേറെ ശക്തികളാണെന്നായിരുന്നു അതുവരെയുണ്ടായിരുന്ന വിശ്വാസം.  വൈദ്യുതിയുടെ കാന്തികതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിരവധി കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളാണ് പിന്നീടുണ്ടായത്. ഏർസ്റ്റഡിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയാണ് വൈദ്യുതിയുടെ സാന്നിദ്ധ്യം അറിയാനുള്ള ഉപകരണമായ ഗാൽ‌‍വനോമീറ്റർ കണ്ടുപിടിച്ചത്.  

ഏർ‌സ്റ്റഡിന്റെ പിൻഗാമികളിൽ ശ്രദ്ധേയനായ ആന്ദ്രേ ആം‌പിയർ ഡൊമിനിക് ആർഗോളുമായി ചേർന്ന് ആദ്യത്തെ സോളിനോയിഡ് നിർ‌മിച്ചു.  ആമ്പിയർ വൈദ്യുതിയുടെ തീവ്രത അളക്കാനുള്ള അമ്മീറ്റർ എന്ന ഉപകരണം നിർ‌‍മിച്ചു. ആം‌പിയർ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനോടുള്ള ആദരസൂചകമായി വൈദ്യുതിയുടെ അളവിന് ആം‌പിയർ എന്ന പേര് നൽ‌കപ്പെട്ടു.    

താപഗതികത്തിൽ 1847ൽ ജെയിംസ് പ്രെസ്കോട്ട് ജൂൾ അനേകം കണ്ടെത്തലുകൾ നടത്തി.  ഊർജസം‌രക്ഷണനിയമം ആവിഷ്കരിച്ചു.

മൈക്കേൽ ഫാരഡെ thumb|right|130px|ഫാരഡെ വൈദ്യുതിയയും കാന്തതയെയും പരസ്പരം പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ സാധിക്കും എന്ന് കണ്ടെത്തി.  


1865-ൽ ബ്രിട്ടീഷ്‌ ഭൗതികജ്ഞനായ ജെയിംസ്‌ ക്ലാർക്ക്‌ മാക്സ്‌വെൽ വൈദ്യുതകാന്തികബലങ്ങളെ ഏകീകരിച്ചു. പ്രകാശം ഒരു വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗം.

മൈക്കൽസൺ മോർലി പരീക്ഷണം

 ആധുനിക കാലം 

 ഇരുപതാം ശതാബ്ദം (ക്രിസ്ത്വബ്ദം 1901 മുതൽ 2000 വരെ) 

ഇരുപതാം ശതകത്തിന്റെ ആദ്യപാദങ്ങളിൽ ഉദാത്തഭൗതികത്തിലെ പല സിദ്ധാന്തങ്ങളും പൊളിച്ചെഴുതപ്പെടുകയോ നവീകരിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്തു.   നവീന ഭൗതികത്തിന്റെ ഉദയത്തിന് ഈ നൂറ്റാണ്ട് സാക്ഷ്യം വഹിച്ചു. 


1905ൽ ഐൻസ്റ്റൈൻ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ശാസ്ത്രഗതിയെ തിരിച്ചുവിട്ടു. സ്വതന്ത്രമായി ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന എല്ലാ നിരീക്ഷകരെയും സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം അവരുടെ വേഗത എത്രതന്നെയായാലും ഭൗതികശാസ്ത്രനിയമങ്ങൾ ഒന്നുതന്നെയാണ്‌. എല്ലാ നിരീക്ഷകർക്കും അവർ എത്രതന്നെ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിച്ചാലും പ്രകാശവേഗത ഒന്നുതന്നെയാണ്‌. ഇവ വിശിഷ്ടാപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ മൗലിക തത്ത്വങ്ങളാണ്‌. ഈ മൗലിക തത്ത്വങ്ങൾ അംഗീകരിക്കുമ്പോൾ സ്ഥലവും കാലവും നിരീക്ഷകന്റെ ചലനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന് വരുന്നു. ഈ ആശയങ്ങൾ ഭൗതികത്തിൽ വിപ്ലവകരമായ മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കി. ഈ ആശയത്തിൽ നിന്നു രൂപം കൊണ്ടതാണ്‌ ഐൻസ്റ്റൈന്റെ പ്രസിദ്ധമായ E = mc² എന്ന സമീകരണം. ഐൻസ്റ്റൈൻ വിശിഷ്ടാപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അവതരിപ്പിക്കുന്നതിനുമുൻപുവരെ ദ്രവ്യത്തെയും ഊർജ്ജത്തെയും വ്യത്യസ്തവും വ്യതിരിക്തവുമായിട്ടാണ്‌ കണ്ടിരുന്നത്‌. ദ്രവ്യത്തെ ഊർജ്ജമായും ഊർജ്ജത്തെ ദ്രവ്യമായും മാറ്റാവുന്നതാണെന്ന് ഐൻസ്റ്റൈൻ തെളിയിച്ചു. 

1907ൽ ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ഗുരുനാഥന്മാരിൽ ഒരാളായ ഹെർമൻ മിൻകോവ്സ്‌കി ചതുർമാനപ്രപഞ്ചം എന്ന ആശയം മുന്നോട്ടുവച്ചു. ഈ പ്രപഞ്ചവീക്ഷണം സ്ഥലകാലങ്ങളെ വേർപിരിയാൻ ആകാത്തവിധം കൂട്ടിയിണക്കുന്നു. നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചം വിശദീകരിക്കപ്പെടേണ്ടത്‌ ഒരു ത്രിമാനീയസ്ഥലത്തിലല്ല, മറിച്ച്‌ ഒരു ചതുർമാനീയ സ്ഥലകാലസംയോഗത്തിലാണ്‌. 

1911ൽ ബ്രിട്ടീഷ്‌ ഭൗതികജ്ഞനായ ഏണസ്റ്റ്‌ റഥർഫോർഡ്‌ അണുക്കൾക്ക്‌ ഒരു ആന്തരിക ഘടനയുണ്ടെന്ന് വ്യക്തമാക്കി. അണുവിന് ഒരു വളരെ ചെറുതും ധനാത്മക ചാർജുള്ളതുമായ ഒരു കേന്ദ്രം ഉണ്ടെന്ന് ഇംഗ്ലണ്ടിലെ മാഞ്ചെസ്റ്റർ സർവകലാശാലയിൽ വെച്ച് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി.  അണുവിന്റെ ഭാരം മുഴുവനും ഈ അണുകേന്ദ്രത്തിൽ (ന്യൂക്ലിയസിൽ) കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.  അണുകേന്ദ്രവും അതിനു ചുറ്റും വലം വെക്കുന്ന ഋണാത്മക ചാർജുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളും ചേർന്നുണ്ടായതാണ്‌ അണുക്കളെന്ന് അദ്ദേഹത്തിന്റെ പരീക്ഷണങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിച്ചു.  അങ്ങനെ റഥർഫോർഡിന്റെ അണുമാതൃക നിലവിൽ വന്നു.  എന്നാൽ ഇതിന് ചില പോരായ്മകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു.  റഥർഫോർഡിന്റെ ശിഷ്യനായ നീൽസ് ബോർ റഥർഫോർഡിന്റെ അണുമാതൃക പരിഷ്കരിച്ച് ഒരു പുതിയ അണുമാതൃക അവതരിപ്പിച്ചു.  ഇത് ബോറിന്റെ അണുമാതൃക എന്ന് വിഖ്യാതമായി.  

വിശിഷ്ടാപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്‌ ത്വരിതപ്പെട്ടതോ ഗുരുത്വാകർഷണത്തിനു വിധേയമാകുന്നതോ ആയ ചലനം വിശദീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞിരുന്നില്ല. മിൻകോവ്സ്‌കിയുടെ ചതുർമാന പ്രപഞ്ചം എന്ന ആശയത്തെ ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട്‌ 1915ൽ ഐൻസ്റ്റൈൻ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിന്‌ ത്വരിതചലനങ്ങളെയും ഗുരുത്വാകർഷണത്തിനു വിധേയമായ ചലനങ്ങളെയും വിശദീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ഗുരുത്വാകർഷണത്തെക്കുറിച്ച്‌ തികച്ചും നവീനമായ ഒരു കാഴ്ചപ്പാടാണ്‌ മുന്നോട്ടുവെച്ചത്‌. ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യം സമീപത്തുള്ള സ്ഥലകാലത്തെ വളക്കുന്നു. സഞ്ചാരം സുഗമമാക്കുന്നതിന്‌ വസ്തുക്കൾ ഈ വക്രപഥത്തിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ന്യൂട്ടന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണ സിദ്ധാന്തത്തിനു വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയാത്ത പ്രതിഭാസങ്ങൾ വിശദീകരിക്കാൻ ഐൻസ്റ്റൈന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിനു കഴിഞ്ഞു. 

1916-ൽ കാൾഷ്വാർസ്‌ചെൽഡ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ പ്രപഞ്ചത്തിൽ തമോഗർ‌‍ത്തങ്ങൾ നിലനിൽക്കുന്നുണ്ട് എന്ന് കണ്ടെത്തി.  

1932-ൽ കേംബ്രിഡ്‌ജ്‌ വിശ്വവിദ്യാലയത്തിലെ ഭൗതികജ്ഞനായിരുന്ന ജെയിംസ്‌ ചാഡ്‌വിക്‌ അണുകേന്ദ്രത്തിൽ ന്യൂട്രോൺ എന്ന് വിളിക്കുന്ന മറ്റൊരു കണം കൂടിയുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി.

1969-ൽ പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും മറ്റും ചെറുകണങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമാണ്‌ എന്ന് മുറെ ജെൽമാൻ എന്ന ഭൗതികജ്ഞൻ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. ഈ ചെറുകണങ്ങൾക്ക്‌ അദ്ദേഹം ക്വാർക്കുകൾ എന്ന് പേരിട്ടു. 

നവീനഭൗതികത്തിന്റെ രണ്ടു മഹത്തായ ശാഖകളായ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെയും ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തെയും സംയോജിപ്പിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ തുടർച്ചയായി നടന്നുകൊണ്ടിരുന്നു. 1970കളുടെ ആദ്യപകുതിയിൽ സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിങ്ങ്‌ ക്വാണ്ടം ഗുരുത്വസിദ്ധാന്തം എന്നൊരു പുതിയ സിദ്ധാന്തം രൂപപ്പെടുത്തി.

 ഭാവി 
 ഇരുപത്തിയൊന്നാം ശതാബ്ദം - ഭാവിമാനങ്ങൾ
ഐക്യരാഷ്ട്രങ്ങൾ വർഷം 2005 നെ ലോകഭൗതികശാസ്ത്രവർഷമായി പ്രഖ്യാപിച്ചിരുന്നു.

2009 ൽ ഭൗതികശാസ്ത്രം പലമേഖലകളിലും വികാസം പ്രാപിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. സാന്ദ്രദ്രവ്യഭൗതികത്തിലെ (Condenced Matter Physics) പൂർണവിശദീകരണം നൽകാൻ ഇതുവരെ കഴിയാത്ത ഒരു പ്രശ്നമാണു ഉന്നത-താപ അതിചാലകതയുടെ സൈദ്ധാന്തിക വിശദീകരണം .

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഏകീകരണം:

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഏകീകരണത്തിന്‌ അനിവാര്യമായ ആദ്യപടി സാമാന്യാപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം, ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം എന്നിവയുടെ ഏകീകരണമാണ്‌.  ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തെയും പൊതുആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തെയും തമ്മിൽ സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു പൊതു സിദ്ധാന്തമുണ്ടാക്കാനുള്ള ശ്രമം ഇനിയും ഫലപ്രാപ്തിയിൽ എത്തിയിട്ടില്ല.  ഭൗതികജ്ഞർ ഒരു പൂർണ ഏകീകൃത സിദ്ധാന്തത്തിനായി ശ്രമിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു

ധാരാളം ജ്യോതിശാസ്ത്രപ്രശ്‌നങ്ങളും ഇനിയും വിശദീകരിക്കപ്പെടേണ്ടതായിട്ടുണ്ട്. പ്രപഞ്ചത്തെപ്പറ്റിയുള്ള പല പ്രവചനങ്ങളും ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

 ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും സംഭാവനകളും 
ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റെൻ - ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം, ബ്രൗണിയൻ ചലനങ്ങൾ, ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക്ക് ഇഫ്ക്ട്
ഗലീലിയോ ഗലീലി - ജഡത്വ നിയമം
ക്രിസ്റ്റിൻ ഹ്യൂജൻസ് - പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗ നിയമം
ഐസക്ക് ന്യൂട്ടൻ - ഗുരുത്വാകർഷണ നിയമം, ചലന നിയമം
ജെ.സി ബോസ് - അൾട്ര ഷോർട്ട് റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ

 അടിസ്ഥാന ബലങ്ങൾ 
 ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം 
രണ്ട് മാസ്സുള്ള വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണ ബലത്തെയാണ് പൊതുവെ ഗുരുത്വാകർഷണബലമെന്ന് പറയുന്നത്. ഈ ബലത്തിന്റെ പരിധി വളരെ വലുതാണ്.ആപ്പിൾ താഴോട്ട് വീഴുന്നതും ചന്ദ്രൻ ഭൂമിയെ ചുറ്റുന്നതും ഗുരുത്വാകർഷണബലത്താലാണെന്ന് ആദ്യമായി തെളിയിച്ചത് സർ ഐസക് ന്യൂട്ടനാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദുർബല ബലം (Weak Force ) എന്നാണ് ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം ഇപ്പോൾ അറിയപ്പെടുന്നത്.

 വൈദ്യുതകാന്തികബലം
ചാർജ് ഉള്ള രണ്ടോ അതിലധികമോ കണങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ബലമാണ്‌ വൈദ്യുതകാന്തികബലം (Electro Magnetic Force). സാധാരണയായി ഒരു ബലം ഉണ്ടെങ്കിൽ അതിനോടപേക്ഷിച്ചു ഒരു മണ്ഡലം (Field) നിലനിൽക്കുന്നു. അതിനാൽ വൈദ്യുതകാന്തികബലത്തോട് അനുബന്ധിച്ചു നില്ക്കുന്ന മണ്ഡലമാണ് (Field)  വൈദ്യുതകാന്തികമണ്ഡലം (Electro Magnetic Field) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്.  ചാർജുള്ള കണങ്ങൾക്കിടയിൽ ഉള്ള ബലം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നത് വൈദ്യുതകാന്തികമണ്ഡലത്തിലൂടെയാണ് (Electro Magnetic Field). ഇത്തരം വൈദ്യുതകാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ പഠനമാണ് ക്ലാസിക്കൽ ഇലക്ട്രോ മാഗ്നെറ്റിക് സിദ്ധാന്തം (Classical Electro Magnetic Theory) എന്ന പേരിൽ  അറിയപ്പെടുന്നത്. നാം കാണുന്ന പ്രകാശമെന്നവസ്തുത സമയാനുസൃതമായി നിലനിൽക്കുന്ന ഒരു വൈദ്യുതകാന്തികമണ്ഡലമാണ്. മറ്റൊരു രീതിയിൽ പറഞ്ഞാൽ  വൈദ്യുതകാന്തികബലത്തിന്റെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന കണികയാണ് പ്രകാശകണികകളായ ഫോട്ടോണുകൾ (Photons). ഇത്തരം കണികകളേക്കുറിച്ചുള്ള പഠനമാണ്  ക്വാണ്ടം ഇലക്ട്രോ ഡൈനാമിക്സ്  (Quantum Electro Dynamics). ഇത്തരം പഠനം ക്വാണ്ടം ഫീൽഡ് തിയറി (Quantum Field Theory ) എന്ന ശാസ്ത്രശാഖയുടെ കീഴിൽ വരുന്നു.

പ്രബല അണുക്രേന്ദ ബലം
ഒരു ന്യൂക്ലിയസ്സിൽ പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും നിലനിൽക്കുന്നത് ഈ ബലത്താലാണ്.

ദുർബല അണുക്രേന്ദ ബലം
ന്യൂക്ലിയസ്സിന്റെ ബീറ്റാ ഡീകെ തുടങ്ങിയ പ്രതിഭാസങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന ബലം.

 ഗവേഷണം 
ആധുനിക കാലത്തെ ഭൗതിക ശാസ്ത്ര ഗവേഷണം പ്രധാനമായും താഴെ പറയുന്ന മേഖലകളിലാണ്.

കണ്ടൻസ്ഡ് മാറ്റർ ഭൗതികം: ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘനീഭവിച്ച രൂപങ്ങളായ ദ്രാവകം, ഖരം എന്നിവയെ കുറിച്ചുള്ള പഠനം. അതിചാലകത (superconductivity) ഒരു പ്രധാന ഉപശാഖയാണ്‌.

കണികാ ഭൗതികം: ദ്രവ്യത്തെ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്ന ആറ്റങ്ങളെയും, അടിസ്ഥാന കണികകളായ ഇലക്ട്രോൺ, പ്രോട്ടോൺ, ക്വാർക്കുകൾ തുടങ്ങിയവയെയും കുറിച്ചുള്ള പഠനം. അടിസ്ഥാന കണികളുടെ നിർമ്മാണത്തിന്‌ ഉയർന്ന ഊർജ്ജം ആവശ്യമായതിനാൽ ഈ മേഖല "ഉന്നതോർജ്ജ ഭൗതികം" എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. ചില നവീന സിദ്ധാന്തങ്ങൾ പ്രവചിക്കുന്നത് പോലെ ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ എന്ന അടിസ്ഥാന കണിക നിലനിൽക്കുന്നുണ്ടോ എന്ന അന്വേഷണം വർ‌ത്തമാന താൽ‌പര്യമാണ്‌.

ജ്യോതിർഭൗതികം: ബഹിരാകാശത്തെ കുറിച്ചുള്ള പഠനം. തമോഗർത്തങ്ങൾ, നക്ഷത്രസമൂഹങ്ങൾ തുടങ്ങി പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ തന്നെ ഉൽ‌പത്തിയെ കുറിച്ചുള്ള പഠനം.

അണു & തന്മാത്രാ ഭൗതികം: ആറ്റങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെയും ഭൗതികഗുണങ്ങളെ പറ്റിയുള്ള പഠനം. ബോസ്-ഐൻ‌സ്റ്റീൻ ഘനീഭവനം ഏറെ താല്പര്യമുണർ‌ത്തുന്ന ഗവേഷണമേഖലയാണ്‌.

 ഭൗതികശാസ്ത്രവും സാങ്കേതികവിദ്യയും 
സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി ഭൗതികശാസ്ത്രത്തോളം ബന്ധമുള്ള മറ്റൊരു ശാസ്ത്രശാഖയും ഇല്ല എന്നുതന്നെ പറയാം.  ജീവിതം സുഖപ്രദവും അർത്ഥവത്തുമാക്കുന്നതിനുപകരിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം സാധ്യമാക്കുന്ന ഒട്ടേറെ തത്ത്വങ്ങളും സിദ്ധാന്തങ്ങളും അടങ്ങിയ ബൃഹത്തായ ഒരു വിജ്ഞാനശാഖയാണ് ഭൗതികശാസ്ത്രം.

 ഉപസംഹാരം 
ഭൗതികശാസ്ത്രം അനുനിമിഷം വളർന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു ശാസ്ത്രശാഖയാണ്.  അങ്ങനെ തുടർന്നുള്ള പഠനത്തിനും ഗവേഷണത്തിനും അത് ധാരാളം വക നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു.  ഒരുപക്ഷേ നിത്യജീവിതവുമായി ഇത്രത്തോളം ബന്ധപ്പെട്ട മറ്റൊരു ശാസ്ത്രശാഖ ഇല്ലെന്നുതന്നെ പറയാം.

 ഇതും കൂടി കാണുക 
 ഗണിതം
 ജ്യോതിശാസ്ത്രം
 രസതന്ത്രം
 അനിശ്ചിതത്വ തത്ത്വം
 താപഗതികം

 പുറത്തേക്കുള്ള കണ്ണികൾ 

 അവലംബങ്ങൾ 

‎

വർഗ്ഗം:ഭൗതികശാസ്ത്രം