Fisika (
Bahasa Yunani: φυσικός (physikos), "alamiah", dan φύσις (physis), "Alam") adalah sains atau ilmu tentang
alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau
materi dalam lingkup
ruang dan
waktu. Para
fisikawan atau ahli fisika mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan
kosmos.
Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi yang ada, seperti hukum
kekekalan energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai
hukum fisika. Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar", karena setiap ilmu alam lainnya (
biologi,
kimia,
geologi, dan lain-lain) mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Misalnya, kimia adalah ilmu tentang
molekul dan zat kimia yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia ditentukan oleh sifat molekul yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu fisika seperti
mekanika kuantum,
termodinamika, dan
elektromagnetika.
Fisika juga berkaitan erat dengan
matematika.
Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori teori fisika
Sejarah
Beberapa teori diusulkan dan banyak yang salah. Teori tersebut banyak tergantung dari istilah
filosofi, dan tidak pernah dipastikan oleh eksperimen sistematik seperti yang populer sekarang ini. Ada pengecualian dan
anakronisme: contohnya, pemikir
Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari
mekanik dan
hidrostatik.
Pada awal
abad 17,
Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari
metode sains. Galileo memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil dari
dinamika mekanik, terutama Hukum
Inert. Pada
1687,
Isaac Newton menerbitkan
Filosofi Natural Prinsip Matematika, memberikan penjelasan yang jelas dan teori fisika yang sukses:
Hukum gerak Newton, yang merupakan sumber dari
mekanika klasik; dan
Hukum Gravitasi Newton, yang menjelaskan
gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini cocok dalam eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam
dinamika fluid. Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh
Joseph-Louis de Lagrange,
William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum Gravitas memulai bidang
astrofisika, yang menggambarkan fenomena
astronomi menggunakan teori fisika.
Dari sejak
abad 18 dan seterusnya,
termodinamika dikembangkan oleh
Robert Boyle,
Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada
1733,
Daniel Bernoulli menggunakan argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika, memulai bidang
mekanika statistik. Pada
1798,
Benjamin Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada
1847 James Joule menyatakan hukum konservasi
energi, dalam bentuk panasa juga dalam energi mekanika.
Sifat
listrik dan
magnetisme dipelajari oleh
Michael Faraday,
George Ohm, dan lainnya. Pada
1855,
James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu teori
elektromagnetisme, dijelaskan oleh
persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini adalah
cahaya adalah
gelombang elektromagnetik.