ฟิสิกส์คลาสสิก (Classic physics) ประกอบไปด้วยหลักการความรู้ด้าน กลศาสตร์คลาสสิก, อุณหพลศาสตร์, แสง และแม่เหล็กไฟฟ้า ได้ถูกพัฒนาก่อนปี พ.ศ. 2530 หรือก่อนศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญของฟิสิกส์คลาสสิกนี้มีหลายคน หนึ่งในนั้น ที่สำคัญก็คือ เซอร์ ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) (พ.ศ. 2185 - 2270)

รูปเซอร์ ไอแซค นิวตัน

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

และนอกจากนี้เขายังเป็นผู้ที่ให้กำเนิดวิชา แคลคูลัส (Calculus) ซึ่งเป็นเครื่องมือที่สำคัญอย่างหนึ่งในทางคณิตศาสตร์อีกด้วย

รูปตัวอย่างสมการแคลคูลัส

      กลศาสตร์ได้เริ่มพัฒนาในช่วงศตวรรษที่ 18 เริ่มแรกก่อนเพื่อน แต่ความรู้ในด้านของอุณหพลศาสตร์ และแม่เหล็กไฟฟ้ายังไม่ได้รับการพัฒนา จนกระทั่งก้าวเข้าสู่ศตวรรษที่ 19 จึงเริ่มมีการพัฒนา ส่วนสาเหตุที่ยังไม่พัฒนา ก็เพราะว่า เครื่องมือที่ใช้ในการทดลองในขณะนั้นยังไม่ก้าวหน้าเท่าที่ควร

รูปจำลองรูหนอน (Wormhole) แนวคิดของฟิสิกส์สมัยใหม่

      การปฏิวัติในทางฟิสิกส์โดยหลักๆ และมีความสำคัญอย่างยิ่ง นั่นก็คือการเกิดขึ้นของ ฟิสิกส์สมัยใหม่ (Modern physics) ซึ่งเริ่มต้นคิดในปลายศตวรรษที่ 19 การที่ฟิสิกส์สมัยใหม่ถูกพัฒนาขึ้นเป็นหลักใหญ่ ก็เนื่องมาจากว่า มีปรากฏการทางฟิสิกส์มากมายไม่สามารถอธิบายได้ในวิชาฟิสิกส์แบบคลาสสิก ส่วนวิชาที่สำคัญจากการพัฒนาฟิสิกส์สมัยใหม่นั่นก็คือ ทฤษฏีสัมพันธ์ภาพ และกลศาสตร์ควอนตัม

      วัตถุประสงค์หลักของการศึกษาวิชาฟิสิกส์ นั่นก็คือ เพื่อการระบุจำนวน, เพื่อจำกัดกฎพื้นฐาน ในการวางระเบียบต่อปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้น และใช้สิ่งที่เกิดขึ้นนี้ เพื่อนำไปพัฒนาให้เป็นทฤษฏีให้สามารถทำการพยากรณ์ผลการทดลองที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยกฎที่จะนำมาสร้างเป็นทฤษฏีจะอธิบายออกมาในรูปแบบสมการทางคณิตศาสตร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้เป็นสะพานเชื่อมโยงกันระหว่างภาคทฤษฏี และภาคปฏิบัติ

      เมื่อเกิดผลความแตกต่างกัน ในระหว่างสองสิ่งที่เหมือนกัน  จากการคาดการณ์ผลของทฤษฏี และปฏิบัติ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการแก้ไข หรือค้นหาทฤษฏีใหม่เพื่อกำจัดผลความแตกต่างระหว่างสองสิ่งที่เหมือนกัน

      บ่อยครั้งที่ทฤษฏีที่มีอยู่ ก็สามารถอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นได้อย่างเพียงพอ แต่ก็มีบางครั้งทฤษฏีที่มีอยู่ขณะนั้น ก็ไม่อาจค้นหาข้อเท็จจริงได้ ยกตัวอย่าง กฎการเคลื่อนที่ ค้นพบโดย เซอร์ไอแซค นิวตัน  สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ความเร็วปกติได้อย่างถูกต้อง แต่ทว่าไม่สามารถใช้อธิบายกับวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เข้าถึงความเร็วแสง ซึ่งต่อมา ทฤษฏีสัมพันธภาพพิเศษ (Special relativity) ก็ได้ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อตอบคำถามที่ยังไม่รู้ ผู้คิดค้นทฤษฏีนี้ก็คือ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) (พ.ศ. 2422 - 2498)

รูปอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

รูปทฤษฏีสัมพันธ์ภาพพิเศษของไอน์สไตน์

การคำนวณให้ผลเช่นเดียวกับกฎของนิวตันที่วัตถุเคลื่อนที่ในความเร็วต่ำ แต่ที่เหนือกว่านั้นก็คือการกล่าวถึงวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงได้อย่างถูกต้องเช่นกัน

      ดังนั้น ทฤษฏีสัมพันธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ เป็นมากกว่าทฤษฏีทั่วไปของการเคลื่อนที่ที่ได้จากกฎของนิวตัน

      ทฤษฏีสัมพันธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ ไม่เพียงแต่อธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุได้อย่างถูกต้องเท่านั้น มันยังสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุเมื่อความเร็วเทียบเท่ากับความเร็วของแสงได้ มันสามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ ในแนวคิดของ อวกาศ, เวลา และพลังงาน

ในทฤษฏียังแสดงให้เห็นถึงความเร็วของแสง นั่นคือ แสงมีความเร็วที่มีขีดจำกัด ในความเร็วของวัตถุ, มวล และพลังงานจะมีความสัมพันธ์ซึ่งกัน และกัน

      กลศาสตร์ควอนตัม เป็นสูตร และสมการที่สร้างขึ้นโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำ เพื่อใช้อธิบายปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ในระดับของอะตอม โดยมีอุปกรณ์จำนวนมากมายที่เราใช้งานกันอยู่ทุกวันนี้ได้มาจากการพัฒนาโดยใช้หลักการของกลศาสตร์ควอนตัม

รูปอะตอมในแนวคิดกลศาสตร์ควอนตัม

รูปวงจรรวม หรือไอซีเป็นประโยชน์หนึ่งที่ได้มาจากความรู้ของกลศาสตร์ควอนตัม (ไฟล์รูปใหญ่หน่อย)

      วิทยาศาสตร์ยังคงสร้างความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง ในการพัฒนาความรู้ความสามารถที่มีแนวคิดจากกฎพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างผู้ใช้ความคิดในทางวิทยาศาสตร์ เช่น นักวิทยาศาสตร์, วิศวกร และอื่น ๆ ได้สร้างสรรค์สิ่งที่เป็นความก้าวหน้า เช่น สำรวจดาวเคราะห์ด้วยยานอวกาศไร้มนุษย์ และการส่งคนไปลงบนดวงจันทร์, วงจรไฟฟ้าขนาดเล็กมาก ๆ  และคอมพิวเตอร์ทำงานด้วยความเร็วสูง, เทคนิคการถ่ายภาพที่มีความซับซ้อนเพื่อใช้ในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และทางการแพทย์ และผลลัพธ์ที่น่าทึ่งในพันธุวิศวกรรมมากมาย

รูปยานบินอวกาศที่ไร้คนขับ เอ็ก 37 บี

รูปซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ประมวลผลด้วยความเร็วสูง

รูปโฮโลแกรม 3 มิติที่ใช้ในทางการแพทย์

      ผลของการพัฒนา และการค้นพบที่มีความยิ่งใหญ่ ยังไม่หยุดเพียงเท่านี้ ในอนาคตยังคงมีความท้าทายต่อการค้นพบ และมีประโยชน์มากมายมหาศาลแก่มวลมนุษยชาติ