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. Fisikawan mempelajari
perilaku dan sifat materi dalam bidang yangsangat 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.
Sejarah fisika dimulai pada tahun
sekitar 2400 SM, ketika kebudayaan Harappan menggunakan suatu benda untuk
memperkirakan dan menghitung sudut bintang di angkasa. Sejak saat itu fisika
terus berkembang sampai ke level sekarang. Perkembangan ini tidak hanya membawa
perubahan di dalam bidang dunia benda, matematika dan filosofi namun juga,
melalui teknologi, membawa perubahan ke dunia sosial masyarakat. Revolusi ilmu
yang berlangsung terjadi pada sekitar tahun 1600 dapat dikatakan menjadi batas
antara pemikiran purba dan lahirnya fisika klasik. Dan akhirnya berlanjut ke
tahun 1900 yang menandakan mulai berlangsungnya era baru yaitu era fisika
modern. Di era ini ilmuwan tidak melihat adanya penyempurnaan di bidang ilmu
pengetahuan, pertanyaan demi pertanyaan terus bermunculan tanpa henti, dari
luasnya galaksi, sifat alami dari kondisi vakum sampai lingkungan subatomik.
Daftar persoalan dimana fisikawan harus pecahkan terus bertambah dari waktu ke
waktu.
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 dinamikamekanik, 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.
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 panas
dan juga dalam energi mekanika.
Budaya penelitian fisika berbeda dengan
ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua
puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam
fisika teoritis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh,
sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir
semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang
sukses.
Meskipun fisika membahas beraneka ragam
sistem, ada beberapa teori yang digunakan secara keseluruhan dalam fisika,
bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini diyakini benar adanya, dalam
wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menjelaskan
pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih besar daripada atom dan
bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya.
Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek mengagumkan dari
mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada abad kedua
puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya sedikit
fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu,
teori-teori tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih
khusus, dan semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami
teori-teori tersebut.
