Fizik
Mekanik
Peperangan untuk Copernicanisme dilakukan dalam bidang mekanik dan juga astronomi. Sistem Ptolemaic – Aristotelian berdiri atau jatuh sebagai monolit, dan ia bergantung pada idea mengenai ketetapan Bumi di pusat kosmos. Mengeluarkan Bumi dari pusat menghancurkan doktrin gerakan dan tempat semula jadi, dan gerakan melingkar Bumi tidak sesuai dengan fizik Aristotelian.
Sumbangan Galileo untuk ilmu mekanik berkaitan langsung dengan pembelaannya terhadap Copernicanism. Walaupun pada masa mudanya dia mengikuti fisika dorongan tradisional, keinginannya untuk matematik dengan cara Archimedes mendorongnya untuk meninggalkan pendekatan tradisional dan mengembangkan asas untuk fizik baru yang sangat matematik dan berkaitan langsung dengan masalah yang dihadapi kosmologi. Tertarik untuk mencari pecutan semula jadi badan jatuh, dia dapat memperoleh hukum jatuh bebas (jarak, s, bervariasi sebagai kuadrat waktu, t 2). Menggabungkan hasil ini dengan bentuk dasar inersia yang tidak sempurna, dia dapat memperoleh jalan parabolik gerakan unjuran. Selanjutnya, prinsip inersia memungkinkannya untuk memenuhi keberatan fizikal tradisional terhadap gerakan Bumi: kerana badan yang bergerak cenderung tetap bergerak, proyektil dan objek lain di permukaan terestrial cenderung untuk berkongsi pergerakan Bumi, yang dengan demikian tidak dapat dilihat oleh seseorang yang berdiri di Bumi.
Sumbangan abad ke-17 kepada mekanik ahli falsafah Perancis, René Descartes, seperti sumbangannya kepada usaha ilmiah secara keseluruhan, lebih mementingkan masalah dalam asas sains daripada penyelesaian masalah teknikal tertentu. Dia pada dasarnya mementingkan konsep jirim dan gerak sebagai sebahagian dari program amnya untuk sains — yaitu, untuk menjelaskan semua fenomena alam dari segi jirim dan gerak. Program ini, yang dikenali sebagai falsafah mekanik, menjadi tema utama sains abad ke-17.
Descartes menolak idea bahawa satu perkara boleh bertindak ke atas yang lain melalui ruang kosong; sebaliknya, daya mesti disebarkan oleh zat material, "eter," yang memenuhi semua ruang. Walaupun jirim cenderung bergerak dalam garis lurus sesuai dengan prinsip inersia, ia tidak dapat menempati ruang yang sudah dipenuhi oleh benda lain, jadi satu-satunya jenis gerakan yang sebenarnya dapat terjadi adalah pusaran di mana setiap zarah dalam cincin bergerak serentak.
Menurut Descartes, semua fenomena semula jadi bergantung pada pertembungan zarah-zarah kecil, dan oleh itu sangat penting untuk mengetahui hukum kesan kuantitatif. Ini dilakukan oleh murid Descartes, ahli fizik Belanda Christiaan Huygens, yang merumuskan undang-undang pemuliharaan momentum dan tenaga kinetik (yang terakhir hanya berlaku untuk perlanggaran elastik).
Karya Sir Isaac Newton mewakili kemuncak revolusi ilmiah pada akhir abad ke-17. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica yang monumentalnya (1687; Prinsip Matematik Falsafah Alam) menyelesaikan masalah utama yang ditimbulkan oleh revolusi saintifik dalam mekanik dan dalam kosmologi. Ini memberikan dasar fisik untuk hukum Kepler, menyatukan fisika langit dan darat di bawah satu set undang-undang, dan menetapkan masalah dan kaedah yang mendominasi banyak astronomi dan fizik selama lebih dari satu abad. Melalui konsep kekuatan, Newton dapat mensintesis dua komponen penting dari revolusi saintifik, falsafah mekanikal dan matematik alam.
Newton dapat memperoleh semua hasil yang mencolok ini dari tiga undang-undang gerakannya:
1. Setiap badan terus berada dalam keadaan istirahat atau bergerak dalam garis lurus melainkan terpaksa mengubah keadaan itu dengan kekuatan yang terkena padanya;
2. Perubahan gerakan berkadar dengan gaya motif yang terkesan dan dibuat mengikut arah garis lurus di mana daya itu terkesan;
3. Untuk setiap tindakan selalu ada reaksi yang sama: atau, tindakan bersama dua badan satu sama lain selalu sama.
Undang-undang kedua dimasukkan ke dalam bentuk modernnya F = ma (di mana percepatan) oleh ahli matematik Switzerland Leonhard Euler pada tahun 1750. Dalam bentuk ini, jelas bahawa kadar perubahan halaju berkadar langsung dengan gaya yang bertindak pada badan dan berkadar songsang dengan jisimnya.
Untuk menerapkan hukumnya pada astronomi, Newton harus memperluas filosofi mekanik melebihi batas yang ditetapkan oleh Descartes. Dia mendalilkan gaya gravitasi yang bertindak antara dua objek di alam semesta ini, walaupun dia tidak dapat menjelaskan bagaimana kekuatan ini dapat disebarkan.
Dengan undang-undang gerakannya dan gaya gravitasi yang sebanding dengan kuadrat terbalik jarak antara pusat dua badan, Newton dapat menyimpulkan hukum gerakan planet Kepler. Hukum jatuh bebas Galileo juga selaras dengan undang-undang Newton. Kekuatan yang sama yang menyebabkan objek jatuh di dekat permukaan Bumi juga menahan Bulan dan planet-planet di orbitnya.
Fizik Newton membuat kesimpulan bahawa bentuk Bumi tidak tepat bulat tetapi harus melonjak di Khatulistiwa. Pengesahan ramalan ini oleh ekspedisi Perancis pada pertengahan abad ke-18 membantu meyakinkan kebanyakan saintis Eropah untuk berubah dari Cartesian ke Newtonian fizik. Newton juga menggunakan bentuk Bumi yang tidak bulat untuk menerangkan mengenai berlakunya ekuinoks, menggunakan tindakan pembezaan Bulan dan Matahari pada tonjolan khatulistiwa untuk menunjukkan bagaimana paksi putaran akan mengubah arahnya.
Optik
Ilmu optik pada abad ke-17 menyatakan pandangan asas revolusi saintifik dengan menggabungkan pendekatan eksperimen dengan analisis kuantitatif fenomena. Optik berasal dari Yunani, terutama dalam karya Euclid (sekitar 300 SM), yang menyatakan banyak hasil dalam optik geometri yang telah dijumpai oleh orang Yunani, termasuk hukum pantulan: sudut kejadian sama dengan sudut refleksi. Pada abad ke-13, lelaki seperti Roger Bacon, Robert Grosseteste, dan John Pecham, yang bergantung pada karya Arab Ibn al-Haytham (wafat 1040), menganggap banyak masalah optik, termasuk optik pelangi. Kepler, yang memimpin tulisan-tulisan para optik abad ke-13 ini, yang menetapkan nada untuk sains pada abad ke-17. Kepler memperkenalkan analisis titik demi titik masalah optik, menelusuri sinar dari setiap titik pada objek ke titik pada gambar. Sama seperti falsafah mekanik memecah dunia menjadi bahagian atom, begitu juga Kepler mendekati optik dengan memecah realiti organik menjadi apa yang dianggapnya sebagai unit yang sebenarnya. Dia mengembangkan teori geometri lensa, memberikan catatan matematik pertama teleskop Galileo.
Descartes berusaha memasukkan fenomena cahaya ke dalam falsafah mekanik dengan menunjukkan bahawa mereka dapat dijelaskan sepenuhnya dari segi jirim dan gerak. Dengan menggunakan analogi mekanikal, ia dapat memperoleh secara matematik banyak sifat cahaya yang diketahui, termasuk hukum pantulan dan hukum pembiasan yang baru ditemui.
Sebilangan besar sumbangan terpenting untuk optik pada abad ke-17 adalah karya Newton, terutama teori warna. Teori tradisional menganggap warna sebagai hasil pengubahsuaian cahaya putih. Descartes, misalnya, berpendapat bahawa warna adalah hasil putaran zarah-zarah yang membentuk cahaya. Newton mengecewakan teori warna tradisional dengan menunjukkan dalam satu set eksperimen yang mengagumkan bahawa cahaya putih adalah campuran yang mana sinar cahaya berwarna dapat dipisahkan. Dia mengaitkan tahap kebolehbentukan yang berbeza dengan sinar warna yang berbeza, dan dengan cara ini dia dapat menjelaskan cara prisma menghasilkan spektrum warna dari cahaya putih.
Kaedah eksperimennya dicirikan oleh pendekatan kuantitatif, kerana dia selalu mencari pemboleh ubah yang dapat diukur dan perbezaan yang jelas antara penemuan eksperimen dan penjelasan mekanikal penemuan tersebut. Sumbangan penting kedua untuk optik menangani fenomena gangguan yang disebut "cincin Newton." Walaupun warna filem tipis (misalnya, minyak di atas air) sebelumnya diperhatikan, tidak ada yang berusaha mengukur fenomena dengan cara apa pun. Newton memerhatikan hubungan kuantitatif antara ketebalan filem dan diameter cincin warna, suatu keteraturan yang cuba dijelaskan oleh teorinya mengenai transmisi mudah dan sesuai dengan pantulan mudah. Terlepas dari kenyataan bahawa dia secara umum menganggap cahaya sebagai partikulat, teori fit Newton melibatkan berkala dan getaran eter, zat cecair hipotesis yang meresap ke semua ruang (lihat di atas).
Huygens adalah pemikir optik kedua yang hebat pada abad ke-17. Walaupun dia mengkritik banyak perincian sistem Descartes, dia menulis dalam tradisi Cartesian, mencari penjelasan fenomena mekanik semata-mata. Huygens menganggap cahaya sebagai fenomena denyut nadi, tetapi dia secara terang-terangan membantah berkala denyutan cahaya. Dia mengembangkan konsep gelombang depan, dengan mana ia dapat memperoleh hukum pantulan dan pembiasan dari teori denyut nadi dan untuk menjelaskan fenomena pembiasan berganda yang baru ditemui.
