Fizika
Mehanika
Bitka za kopernikanstvo se je vodila v kraljestvu mehanike in astronomije. Ptolemejsko-aristotelov sistem je stal ali padel kot monolit in je opiral na idejo o nepremičnosti Zemlje v središču kozmosa. Odstranitev Zemlje iz središča je uničila doktrino naravnega gibanja in kraja, krožno gibanje Zemlje pa je bilo nezdružljivo z Aristotelovsko fiziko.
Galileovi prispevki k znanosti o mehaniki so bili povezani neposredno z njegovo obrambo kopernikanstva. Čeprav se je v mladosti držal tradicionalne fizike zagona, ga je želja po matematizaciji na način Arhimeda pripeljala do tega, da je opustil tradicionalni pristop in razvil temelje za novo fiziko, ki je hkrati zelo matematična in neposredno povezana s težavami, ki se soočajo z novim kozmologija. Zanimajoč naravni pospešek padajočih teles je lahko izpeljal zakon prostega padca (razdalja s se spreminja kot kvadrat časa, t 2). Če je ta rezultat združil s svojo rudimentarno obliko principa vztrajnosti, je lahko izpeljal parabolično pot gibanja projektila. Poleg tega mu je njegovo inervacijsko načelo omogočilo, da se je spoprijel s tradicionalnimi fizičnimi nasprotovanji gibanja Zemlje: ker telo v gibanju ponavadi ostane v gibanju, bodo projektili in drugi predmeti na zemeljski površini ponavadi delili gibanje Zemlje, kar bo tako neopazno za nekoga, ki stoji na Zemlji.
Prispevki iz 17. stoletja o mehaniki francoskega filozofa Renéja Descartesa, tako kot njegovi prispevki o znanstvenem prizadevanju kot celoti, so se bolj ukvarjali s težavami v temeljih znanosti kot z reševanjem konkretnih tehničnih problemov. V glavnem se je ukvarjal s pojmovanji materije in gibanja kot del svojega splošnega znanstvenega programa, in sicer za razlago vseh pojavov narave v smislu snovi in gibanja. Ta program, znan kot mehanska filozofija, je postal prevladujoča tema znanosti iz 17. stoletja.
Descartes je zavrnil idejo, da bi lahko en kos snovi deloval na drugega skozi prazen prostor; namesto tega se morajo sile širiti s pomočjo materialne snovi, "etra", ki zapolni ves prostor. Čeprav se snov giblje po ravni črti v skladu z inercijskim načelom, ne more zasesti prostora, ki ga že zapolnjuje druga materija, zato je edino gibanje, ki se lahko dejansko pojavi, vrtinec, v katerem se vsak delček v obroču giblje hkrati.
Vsi naravni pojavi so po Descartesu odvisni od trka majhnih delcev, zato je zelo pomembno, da odkrijemo kvantitativne zakonitosti učinka. To je storil Descartesov učenec, nizozemski fizik Christiaan Huygens, ki je formuliral zakone ohranjanja zagona in kinetične energije (slednji velja le za elastične trke).
Delo Sir Isaaca Newtona predstavlja vrhunec znanstvene revolucije ob koncu 17. stoletja. Njegova monumentalna Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687; Matematična načela naravne filozofije) je rešila glavne težave, ki jih je prinesla znanstvena revolucija v mehaniki in kozmologiji. Dala je fizično osnovo za Keplerjeve zakone, poenotila nebesno in zemeljsko fiziko v skladu z enim sklopom zakonov ter vzpostavila težave in metode, ki so več kot stoletje prevladovali nad večino astronomije in fizike. Newton je s konceptom sile lahko sintetiziral dva pomembna sestavina znanstvene revolucije, mehansko filozofijo in matematizacijo narave.
Vse te presenetljive rezultate je Newton lahko izpeljal iz svojih treh zakonov gibanja:
1. vsako telo nadaljuje v stanju mirovanja ali gibanja po ravni črti, razen če ni prisiljeno spremeniti tega stanja s silo, ki je nanj vtisnjeno;
2. Sprememba gibanja je sorazmerna z vtisnjeno gibalno silo in je izvedena v smeri premice, v katerem je ta sila vtisnjena;
3. Na vsako dejanje vedno nasprotuje enakovredna reakcija: ali pa so medsebojna dejanja dveh teles drug na drugega vedno enaka.
Švicarski matematik Leonhard Euler je leta 1750 v svoj moderni obliki F = ma (kjer je a pospešek) postavil drugi zakon. V tej obliki je jasno, da je hitrost spremembe hitrosti sorazmerna s silo, ki deluje na telo in obratno sorazmerno z njegovo maso.
Da bi lahko uporabil svoje zakone v astronomiji, je moral Newton mehansko filozofijo razširiti preko meja, ki jih je postavil Descartes. Postavil je gravitacijsko silo, ki deluje med dvema objektoma v vesolju, čeprav ni mogel razložiti, kako bi to silo lahko razširil.
Newton bi lahko s svojimi zakoni gibanja in gravitacijsko silo, sorazmerno z inverznim kvadratom razdalje med središčema dveh teles, sklepal Keplerjeve zakone gibanja planetov. Galileov zakon prostega padca je skladen tudi z Newtonovimi zakoni. Ista sila, zaradi katere predmeti padejo blizu površine Zemlje, tudi v svoji orbiti zadržuje Luno in planete.
Newtonova fizika je pripeljala do zaključka, da oblika Zemlje ni natančno sferična, ampak bi se morala zvišati na Ekvatorju. Potrdilo te napovedi s strani francoskih odprav sredi 18. stoletja je pomagalo prepričati večino evropskih znanstvenikov, da se spremenijo iz kartezijanske v newtonsko fiziko. Newton je uporabil tudi nesferično obliko Zemlje, da je razložil precesijo enakonočja, s pomočjo diferencialnega delovanja Lune in Sonca na ekvatorialni izboklini, da bi pokazal, kako bi os vrtenja spreminjala svojo smer.
Optika
Znanost o optiki v 17. stoletju je izrazila temeljne poglede znanstvene revolucije s kombiniranjem eksperimentalnega pristopa s kvantitativno analizo pojavov. Optika je nastala v Grčiji, zlasti v delih Euklida (približno 300 bce), ki je veliko rezultatov navedel v geometrijski optiki, ki so jo odkrili Grki, vključno z zakonom refleksije: vpadni kot je enak kotu razmišljanja. V 13. stoletju so moški kot Roger Bacon, Robert Grosseteste in John Pecham, opirajoč se na delo arabskega Ibn al-Haythama (umrl c. 1040), obravnavali številne optične težave, vključno z optiko mavrice. Kepler je prevzel vodstvo pri zapisih teh optikov iz 13. stoletja, ki so znanost postavili v 17. stoletju. Kepler je točko predstavil analizo optičnih težav, tako da je iz vsake točke na predmetu izsledil žarke do točke na sliki. Tako kot je mehanska filozofija razbijala svet na atomske dele, tako je Kepler k optiki pristopil z razbijanjem organske resničnosti v tisto, kar je menil, da je na koncu resnična enota. Razvil je geometrijsko teorijo leč in zagotovil prvi matematični zapis Galileovega teleskopa.
Descartes je poskušal vključiti svetlobne pojave v mehansko filozofijo, tako da je pokazal, da jih je mogoče v celoti razložiti v smislu snovi in gibanja. S pomočjo mehanskih analogij je znal matematično izluščiti številne znane lastnosti svetlobe, vključno z zakonom odboja in na novo odkritim zakonom loma.
Mnogi najpomembnejši prispevki k optiki v 17. stoletju so bili delo Newtona, zlasti teorija barv. Tradicionalna teorija je menila, da so barve rezultat spremembe bele svetlobe. Descartes je na primer menil, da so barve posledica vrtenja delcev, ki sestavljajo svetlobo. Newton je razburil tradicionalno teorijo barv, saj je v impresivnem naboru eksperimentov dokazal, da je bela svetloba zmes, od katere lahko ločimo ločene žarke barvne svetlobe. Različne stopnje prožnosti je povezal z žarki različnih barv in na ta način je lahko razložil način, kako prizme proizvajajo spekter barv iz bele svetlobe.
Za njegovo eksperimentalno metodo je bil značilen kvantitativni pristop, saj je vedno iskal merljive spremenljivke in jasno razlikoval med eksperimentalnimi in mehanskimi razlagami teh ugotovitev. Njegov drugi pomemben prispevek k optiki je obravnaval interferenčne pojave, ki so jih imenovali Newtonovi prstani. Čeprav so bile prej opažene barve tankih filmov (npr. Olje na vodi), nihče ni poskušal nobenega koli količinsko opredeliti. Newton je opazoval kvantitativne povezave med debelino folije in premeri barvnih obročev, pravilnost, ki jo je skušal razložiti s svojo teorijo primernosti enostavnega prenosa in prilega lahkega odseva. Ne glede na to, da si je na splošno zamislil svetlobo kot delno, Newtonova teorija prileganja vključuje periodičnost in vibracije etra, hipotetična tekoča snov, ki prežema ves prostor (glej zgoraj).
Huygens je bil drugi veliki optični mislec 17. stoletja. Čeprav je bil kritičen do številnih podrobnosti Descartesovega sistema, je pisal v kartezijanski tradiciji in iskal čisto mehanske razlage pojavov. Huygens je svetlobo obravnaval kot pojav impulza, vendar je izrecno zanikal periodičnost svetlobnih impulzov. Razvil je koncept valovne fronte, s pomočjo katerega je iz svoje teorije impulzov lahko izpeljal zakone refleksije in loma in razložil nedavno odkriti pojav dvojne lomljivosti.
