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牛人，或许来自网络语言，一般都比喻超常人的人。
物理学是关于大自然规律的知识；它是最早形成的自然科学之一，如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学；更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。
而物理学牛人，自然就是指那些对物理学有过较大影响的人。
最早的物理学牛人应该是古希腊科学家亚里士多德，因为他写了一本最早的物理学书--《物理学》。这本书最牛的意义有二个：一是指出物理学意为关于自然的学科；二是这本书又被视为西方科学与哲学基础文献的著作。
亚里斯多德
(公元前384年－公元前322年3月7日），古希腊哲学家，柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师。亚里士多德和柏拉图、苏格拉底（柏拉图的老师）一起被誉为西方哲学的奠基者。可见，师生三代都是牛人。
亚里士多德的著作包含许多学科，包括了物理学、形而上学、诗歌（包括戏剧）、音乐、生物学、动物学、逻辑学、政治、政府、以及伦理学。亚里斯多德的著作是西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
亚里士多德关于物理学的思想深刻地塑造了中世纪的学术思想，其影响力延伸到了文艺复兴时期，但最终被牛顿物理学取代。
亚里士多德的物理学之所以会被取代，是因为亚里斯多德对于科学的贡献大多是理论性的，而不是数字性的。
到了16世纪以后科学家们开始使用数学研究物理科学时，亚里斯多德的作品中被发现出许多错误。他的错误主要是来自于对质量、速率、力度以及温度等概念的缺乏，他了解速率以及温度为何，但却缺乏测量它们的数字概念，也只有用过一些基础的实验配备如钟或温度计从事研究。
所以，亚里士多德的《物理学》一书最为正确的翻译是《自然哲学》，他所讲的物理学不同于现在的物理学，该书是一本哲学著作，但不是如《形而上学》一般的纯哲学著作，而是研究自然现象的自然哲学，它包括了今天物理学的一些内容，还容纳了化学、生物学、天文学、地学等等。该书研究自然界的总原则和物质世界的运动变化总规律。这种将现象上升到哲学高度的方法和思想，即从事物中提取出共有特征，是划时代的。
第二位物理学牛人比亚里士多德差不多晚100年出生，他就是阿基米德（公元前287年—公元前212年），古希腊哲学家、数学家、物理学家、发明家、工程师、天文学家。
实际上，阿基米德的数学更牛些，但考虑到他发现了浮体定律，不能不把他算作也是个物理学牛人。
应该说，一个牛人的出现决非偶然。阿基米德的父亲的职业按现代的观点来看应该是天文学家和数学家，尽管那时的天文学还搞不清楚地球绕太阳运转这种常识，但不能不说那时就没有天文学；尽管那时的数学也才开始形成专门的领域，但不能说那时就没有数学家。
至于阿基米德的父亲有什么成就，就不考证了；但起码阿基米德的父亲认为教育很重要，所以阿基米德他从小受家庭影响，十分喜爱数学。大概在他九岁时，父亲送他到埃及的亚历山大城念书，亚历山大城是当时西方世界的知识、文化中心，学者云集，举凡文学、数学、天文学、医学的研究都很发达，阿基米德在这里跟随许多著名的数学家学习，包括有名的几何学大师—欧几里得，因此奠定了他日后从事科学研究的基础。
但凡牛人，也得有外部条件，否则也只能卧在茅草棚了。话说阿基米德学成后回归故里--叙拉古。叙拉古的国王非常看重他，阿基米德受到国王的礼遇，经常出入宫廷，并常与国王、大臣们闲话家常或是畅谈国事。阿基米德在这种优裕的环境下，作了好几十年的研究工作，并在数学、力学、机械方面取得了许多重要的发现与成就，成为上古时代欧洲最有创建的科学家。
言归正传，国王大概也想了解一下牛人到底有多牛，值不值得大笔银子的资付，于是他出了一个他自己搞不懂或者找不到答案的难题给阿基米德去解决。
原来国王请金匠用纯金打造了一顶纯金王冠，做好了以后，国王怀疑金匠不老实，可能造假掺了「银」在里面，但是又不能把王冠毁坏来鉴定。怎样才能检验王冠是不是纯金的呢？
这个难题让阿基米德回家苦思了几天，吃不下饭也睡不好觉。阿基米德想了好久，一直没有好方法。其实吃不下饭也睡不好觉不算什么，这种情况大多数人都有过，泡个澡才是贵族式的，当阿基米德他坐在浴盆里时水位上升了，这使得他想到了：
「上升了的水位正好应该等于王冠的体积，所以只要拿与王冠等重量的金子，放到水里，测出它的体积，看看它的体积是否与王冠的体积相同，如果王冠体积更大，这就表示其中造了假，掺了银。」
阿基米德想到这里，不禁高兴的从浴盆跳了出来，光着身体就跑了出去，还边跑边喊「尤里卡！尤里卡！」（希腊语：“我发现了！”现代世界上最著名的发明博览会就是以「尤里卡」命名的）。果然经过证明之后，王冠中确实含有其他杂质，阿基米德成功的揭穿了金匠的诡计，国王对他当然是更加的信服了。
后来阿基米德将这个发现进一步总结出浮力理论，并写在他的《浮体论》著作里，也就是：物体在浮体中所受的浮力，等于物体所排开的浮体的重量。阿基米德为浮体定律建立了基本的原理。
不知是凑巧还是巧合，第三位物理学牛人比第二位的阿基米德差不多也晚100年出现，
喜帕恰斯（约公元前190年－公元前120年），或译希帕求斯、伊巴谷、希帕克，古希腊的天文学家，被称为“方位天文学之父”。
这位物理学牛人有多牛，直接看他的测定数据；
1)希帕求斯利用自制的观测工具，并创立三角学和球面三角学，测量出地球绕太阳一圈所花的时间约365.25-1/300天，与正确值只相差十四分钟；
2)他测量出月球距离约为260,000公里；
3)他算出一个朔望月周期为29.53058天，与现今算出的29.53059天十分接近。
他还发现了地球轨道不均匀，夏至离太阳较远，冬至离太阳较近；发现了岁差；公元前134年，他编制有1025颗恒星的星图。
公元前是什么概念，就算是今天，一般学物理的大学生，估计也没有几个能玩出这位牛人的玩法来。
上面三位物理学牛人，按公元前这种时间界线，可以称为最早的牛人。所以，公元前，就是三大物理学牛人-- 亚里士多德，阿基米德，希帕求斯。西方最早的物理学牛人就这三位。
随后，就是相当长的牛人沉没期，没有牛人的世界，自然也没有什么新意。
但值得一提的是古印度和古中国也有了一些物理学。
印度有一位叫Kanada(羯那陀)的，大概活在公元前二世纪。Kanada(羯那陀)发明了什么呢？他有二个主要贡献：
1)理论上，他发明了胜论学派，古印度六派哲学之一，理论载于《胜论经》中，该经写定于公元前2世纪。该学派的特点就是最早最全面最含假说的物质和精神方面的认识论，认为有一个最高实体，是它控制着物质微粒--极微及其形成万物的组合。他们将一切与概念对应之存在视为实有，并分为六个范畴（padārtha，句义）：存在、质量、行为、普遍性、特殊性、固有，以此来说明世界各种现象的存在。他们认为，存在物可能是可见的或不可见的、物质的或非物质的、永恒的或非永恒的。凡是组合的、依靠另一元素的都是变迁的。然而有独立的、不变的、永恒的简单物质存在。通过其现象或品质可以推测某些不可感知的存在。他们相信，人们可以认识时间、空间、气体、微粒、精神（manas）、自我（atman）。精神为自我的工具，自我的存在由认识所感知，因此人们各自称“我”，由推理可知“自我”是知识行为的源泉。他们还认为，知识要靠感知、推理、记忆和直觉（只有圣者能依直觉）来获取。就这些内容，现在看来，也相当时髦，现代物理学也差不多就在他的理论里面兜圈子。
2)实验上，他是搞起了最早的炼金术的一位。
据说，他的理论是认为生命(all
living beings) 由五个元素组成，即：水(water)，火(fire)，土(earth)，气(air)，和以太(aether)。植物只有水；昆虫有水，火；鸟有水，火，土，气；而人全有五个元素，人之所以有以太，是因为人可以感知时间，空间，和情理。比较一下，或许我们会发现这个学说和我们老祖宗的五行学说也有点类似感了。
据说，物质不可无限分割的“原子”观点也来自他。灵感是他用手把食物一把一把分割的时候，他突然感到不能把最后的一点再用手掰了，因此，他认为最终的“原子”就不可再分了。而且，他还说这最终的“原子”要么处于静止要么处于运动。这为后来的原子模型打下了基础。
可见，这位也应该是个牛人，吃饭都能吃出个理论来，不牛都不行了。
古印度还是蛮值得骄傲的，后来，又出现了几位关于“原子”理论方面的强人，之所以强，就在于他们没有实验，完全靠脑子(逻辑学)发挥。
古印度的哲学也挺有成就，历史源远流长，早在吠陀时代已经开始，至公元前6世纪为全盛时期。当时古印度的思想界百花齐放，其中最著名的包括佛教创始人释迦牟尼佛、耆那教创始人驮摩那、阿耆多翅舍钦婆罗、波拘陀迦旃延、富兰那迦叶、数论派等。
相对而言，古中国在自然科学方面落后很多，古中国能谈得上对物理学有点贡献的人物，和上述那几个牛人比起来，那是很晚才出现的了，要晚一千多年了。现在说落后二十年就是代差了，所以，晚一千多年，代差这个词都没有意义了。
在中国北宋时期，出了一位牛人，他就是沈括（1031年－1095年），字存中，号梦溪丈人，是中国北宋科学家、杭州钱塘县（今浙江省杭州市）人，随母入籍苏州吴县（今江苏省苏州市）。
沈括被认为在物理学、数学、天文学、地学、生物医学等方面都有重要的成就和贡献，在化学、工程技术等方面也有相当的成就。沈括可能是最早发现了石油的人，他命名了石油，现今石油的中文名称（日本亦用「石油」）就是沿用了沈括所冠之名。
就物理学而言，他发现了地磁偏角的存在，比欧洲早四百多年；阐述了凹面镜成像的原理；对共振现象也有研究。
虽然沈括这位牛人出现比较晚，但他的牛劲却不小，因为他是靠仪器和实验来说话，这是物理学最重要的一点。
他使用磁针和其它他设计的仪器做实验，发现了地磁偏角的存在，发现了“正北”，就是现在地球北极的意思。
可以说是中国古代四大发明--指南针--的第一次物理学上的成功应用。指南针的始祖大约出现在战国时期。至于指南针在风水学方面的应用，这就不提了。
地磁偏角的发现不仅仅靠物理仪器说话，还包括天文学内容，也就是说沈括对天文学也有贡献，显然，天文学在过去一段时间也是包括在物理学之中的。
有资料说，沈括正确解释过彩虹现象；他绘的“五星图”正确标明了北极星的位置；中国的阴历就是从沈括的发现和思路开始的，沈括所设计的这个历法是比较科学的，它既符合天体运行的实际，也有利于农业活动的安排。现在世界各国采用的公历，在分月上还不如沈括的“十二气历”合理。
在光学方面，沈括对小孔成像、凹面镜成像、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。
所以，尽管沈括出场有点晚，但中国这位物理学牛人基本属于实验物理学方面的牛人，而从实验物理学方面来看，却应该属于比较早的了。
梁启超在其写于1900年的《二十世纪太平洋歌》中，认为“地球上古文明祖国有四：中国、印度、埃及、小亚细亚是也”。但四大文明古国的说法不是梁启超发明的，西方国家很早就有four
major early (ancient) civilizations的说法，在美国一些历史教科书中也有这种说法。
其实，“四大文明古国”的说法还是有不妥的地方，因为国的概念用在那时不能完全代表文明发源的地域概念，以中国为例，古文明实际代表黄河和长江流域的大片地方，这些地方如果以国为概念，那可能有许多古国，而等到秦始皇统一的中国概念，则文明已经发展相当长的时间了。所以，用“四大古文明”这个词应该更恰当些，“四大古文明”的意义并不在时间的先后，而在于它们为现在文明的发源地。
“四大古文明”也即，古华夏文明、古印度文明、古埃及文明、小亚细亚文明。人类今天所拥有的很多哲学、科学、文学、艺术等方面的知识，一般都可以追溯到这些古老文明的贡献。
但实际上，还有一个人类最早的文明--美索不达米亚文明，其存在时间从公元前4000年到公元前2世纪，是人类最早的文明。
美索不达米亚是古希腊对两河流域的称谓，意为“（两条）河流之间的地方”，这两条河指的是幼发拉底河和底格里斯河，在两河之间的美索不达米亚平原上产生和发展的古文明称为两河文明或美索不达米亚文明，它大体位于现今的伊拉克。
美索不达米亚文明之所以不为大家熟悉，是因为在224年－651年的时期，美索不达米亚成为干涸的陆地和沼泽，曾经辉煌的文明被沙尘所掩埋。随着伊斯兰哈里发王国的兴起，人们遗忘了美索不达米亚的古文明。
被埋藏18个世纪后，人们以考古挖掘和破解楔形文字的方式，开始逐步认识和了解这个失落的文明。古代美索不达米亚的天文学发展是相当了得的:
前第一千纪巴比伦人在占星术的的基础上发展的天文学，并将数学引入天文学，使其达到古代的最高精度；
前2000年左右，美索不达米亚人已经能够区分恒星和行星；
前13世纪巴比伦人绘制了十二星座图，并命名了这些我们沿用至今的星座名称，如天蝎座、狮子座、巨蟹座、双子座和天秤座；
巴比伦人知道月亮和五大行星的运行周期，所以他们能够计算和预测日食和月蚀；
前375年巴比伦天文学家基丁努（Kidinnu）提出太阳年的精确时间，误差仅4分32.65秒，比1887年的近代天文学家的误差还小；
巴比伦人知道离日度、黄道和地平线的不同倾斜度和月球的纬度，所以能够计算日、月和行星的运行速度；
苏美尔时期他们使用太阴历，将一年划分为12个太阴月，并以置闰月校准年的误差；巴比伦人把一个月分为4周，每周7天，一周中的7天由太阳神、月神和五大行星的神分别主管，这即是星期的来历。
到了前6世纪时，希腊人吸收了巴比伦的天文学的很多成就，后来又传给罗马人。虽然这个文明发源地被埋葬了，但文明的流传和影响并没有被埋葬，值得我们今天的由衷敬意。
整体而言，亚里士多德理论的权威性延续了近两千年，提供了早期所知的一些物理理论。然而，在16世纪和17世纪，在欧洲出现了一场称为科学革命的时期，科学舞台上，牛人倍出，好戏连连。
大多数科学史家所指的科学革命大约于1543年开始，那一年尼古拉斯哥白尼出版了着作《天体运行论》（De
revolutionibus orbium coelestium），安德烈维赛留斯出版了《人体构造》（De
humani corporis fabrica）。尽管科学革命的具体时间仍有争议，比如有人认为科学史的萌芽开始于14世纪，也有人认为化学和生物学的革命开始于18、19世纪。 但公认的是，在16至17世纪之间，物理学、天文学、生物学、数学、医学以及化学的思想都经历了根本性的变化，由中世纪的观点转变为现代科学的基础，不论是在各个独立的学科内，更是在对整个宇宙的认知中。
揭开科学革命序幕的牛人应该就是尼古拉哥白尼(拉丁语名字：Nicolaus
Copernicus，波兰语名字：Mikolaj
Kopernik，1473年2月19日－1543年5月24日）是文艺复兴时期波兰数学家、天文学家，他提倡日心说模型，提到太阳为宇宙的中心。1543年哥白尼临终前发表了《天体运行论》一般认为他着的是现代天文学的起步点。它开启了哥白尼革命，并对推动科学革命作出了重要贡献。
哥白尼家境宽裕，从小受到良好的教育。在那时，已经有大学和学位了，哥白尼1491年进入克拉科夫市亚捷隆大学（当时称克拉科夫大学）学习，在这里他开始对天文学产生兴趣。1503年在费拉拉大学获得法学博士学位。
哥白尼的正式工作是担负教士的责任和医学研究上，他同时利用工作之余时间研究天文学。
如果追溯业余时间出重要成果的牛人牛事，那么，哥白尼是最早的榜样了。在弗伦堡30年间，他建了一个小天文台，后来被称为“哥白尼塔”，自17世纪以来被人们作为天文学的圣地保存下来。但是从当时人的记载和哥白尼本人的著作来看，他很少进行天文观测，他主要通过前人的观测结果，进行哲学思考与数学计算，逐渐形成了自己的天文学体系。
在当时，被普遍接受的天文体系是托勒密体系。其基本思想是地球处于宇宙的中心(不动点在地球中心)，其他所有天体沿圆形轨道绕地球运转。此理论可以和当时的天文观测数据基本吻合，而且为教会所欢迎，因为这不仅体现了地球和人类的重要性，而且天球之外给天堂和地狱留下了空间。
哥白尼将不动点从地球移动到了太阳上，提倡日心说。他指出地球不是宇宙的中心，而是同五大行星一样围绕太阳这个不变的中心运行的普通行星，其自身又以地轴为中心自转。虽然哥白尼的观点并不完全正确，但是他的理论的提出给人类的宇宙观带来了巨大的变革。
话说哥白尼之前，很早很早就曾经出现过日心说。关于日心地动学说早在希腊时代约公元前310年，天文学家阿里斯塔克斯就已经发现了，他的主张是日月星辰并非绕着地球转动，而是地球和其他星辰一起绕着太阳转动。但和当时被广泛认同的亚里斯多德的物理学相互矛盾，因此，不为当作“主流”所接受。可见，“主流”有时也不就代表天经地义的正确。
而近2000年后，哥白尼才继承阿里斯塔克斯的理念。尽管如今日心说的基本理念为世人普遍接受（尽管并非本轮或圆形轨道），但在当时，哥白尼的理论却还是显得过于超前。
哥白尼的学说改变了那个时代人类对宇宙的认识，而且动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。由于时代的局限，哥白尼只是把宇宙的中心从地球移到了太阳，并没有放弃宇宙中心论和宇宙有限论。虽然哥白尼的观点并不完全正确，但是他的理论的提出给人类的宇宙观带来了巨大的变革。哥白尼之书在其死后引起了很大的争议。最耸人听闻的事件莫过于是意大利人布鲁诺之死。他是道明会的教士。但极富反叛精神，是一个「狂热份子」。他从哥白尼的系统向外推展，否定了天球之说。他出版了「无限宇宙论」“Dell
infinito Universo e Mondi”明白地主张：太阳是众多的恒星之一，地球亦是行星之一。更主张人类在宇宙中也不是唯一的。这种主张与当时教会对《圣经》的解读起了严重冲突。他在1600年被判火刑，在罗马被当众烧死。也现代的观点和标准来看，这无疑属于冤死案了。
或许哥白尼的教士身份和经历，他没有受到明显的教会迫害，1543年5月24日尼古拉哥白尼“正常”辞世；传说的说法是当《天体运行论》的初版送到他床前时，他从昏迷中苏醒，抚摸着书页平静辞世。
继承哥白尼观点的主要人物也是牛人，如果不牛，哥白尼观点也可能要更长的时间才会被接受。
约翰内斯开普勒(Johannes
Kepler，1571年12月27日－1630年11月15日），德国天文学家、数学家。开普勒是十七世纪科学革命的关键人物，被认为是发展哥白尼观点的主要人物。他最为人知的成就为开普勒定律，这是稍后天文学家根据他的著作《新天文学》、《世界的和谐》、《哥白尼天文学概要》萃取而成的三条定律。这些杰作对后来的更牛的牛顿影响极大。
开普勒的一个师傅叫第谷布拉赫，也是个天文学家，也是被认为继承哥白尼观点的人物，但第谷布拉赫只能算是个过渡性的继承人物。
开普勒对物理学的贡献是通过将天文学作为通用数学物理学的一部分改变古代传统的物理宇宙学，这属于开创性质的。
开普勒研究的方法有点象现在的玩魔方，在《宇宙的神秘》中关于太阳系的柏拉图式模型（1596年）是他研究的主要方法，他推测这可能是宇宙的几何基础，有了模型，他就不断变换调整以符合实际的观察，在寻找符合已知的天文学发现（甚至使用加入该系统的额外星球）、独特排列的多面体的努力失败后，开普勒开始用立体的多面体进行实验。他发现五个柏拉图多面体中的每一个都可通过球体进行独特的内切和外切；先构建这些多面体，每一个多面体装在一个球体里，这个球体又装在另一个多面体内，每个多面体可产生6层，分别对应6个已知的星球——水星、金星、地球、火星、木星和土星。对这些多面体进行正确的排序——八面体、二十面体、十二面体、四面体和六面体，开普勒发现假设这些星球环绕着太阳，那么球体可以按照一定的间距进行排列，间距对应于每个星球路径的相对尺寸（在已知的天文学观测结果的精确度范围内）。
他假设太阳发射的动力(还没有发现引力)随着距离减弱，当行星靠近或远离太阳，运动会加快或减慢。
1605年初，他最终偶然想到了椭圆形这个概念，他之前认为这个解决方法太简单，以至于早期的天文学家们都忽略了。在发现椭圆形轨道适用于火星的数据之后，他立即推断出所有行星都以太阳为中心按照椭圆形运动——开普勒关于行星运动的第一定律。
开普勒的牛劲就是如此简单实用，可以说是靠凑数凑出来的。靠着模型，加上已有的观察，再加上他的假设和计算，硬是搞出了三项定律:开普勒第一定律:
也称椭圆定律、轨道定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
开普勒第二定律:
也称等面积定律：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。
开普勒第三定律:
也称周期定律：各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。
毫无疑问，他这种研究方式开辟了一个新的研究途径，对后来物理学的发展起了相当大的作用。
开普勒将他的新天文学描述为“天体物理学”，从此，“天体物理学”开始从基本的物理学分支开了。
在此，通过关于开普勒三大定律的发现和发展过程，我们应该对物理学关于定律的概念有所认识了，科学定律是一种理论模型，它用以描述特定情况、特定尺度下的现实世界。但是，定律在其它尺度下可能会失效或者不准确。
更通俗而简单的话就是：定律是用数学语言描述模型下的现实世界。
概括性地说，定律有三大要素：模型，数学，现实观察和应用。
随着物理学的发展，理论越来越多，但理论不一定是定律。
有一位与开普勒同时代的而更熟悉的牛人是伽利略伽利莱(Galileo
Galilei，1564年2月15日－1642年1月8日），意大利物理学家、数学家、天文学家及哲学家，科学革命中的重要人物。
根据亚里士多德的物理学，保持物体以匀速运动的是力的持久作用。但是伽利略的实验结果证明物体在力的持久影响下并不以匀速运动，而是每次经过一定时间之后，在速度上有所增加。如果没有了力，物体将仍旧以它在那一点上所获得的速度继续运动下去。这就是惯性原理。这个原理阐明物体只要不受到外力的作用，就会保持其原来的静止状态或匀速运动状态不变。伽利略在研究运动学时研究过物体的等加速运动，这个课题在今天几乎所有高中及大学的入门物理学程中都是必教的。
伽利略在天文学的发现和对尼古拉哥白尼学说的研究已经传给世界一笔永存的遗产，他对观测天文学的贡献包括用望远镜确认金星的盈亏，发现木星最大的四个卫星（以他命名为伽利略卫星）以及观测并分析太阳黑子。伽利略也曾研究过应用科学及科技，并改进了圆规的设计。
从惯性原理，伽利略发展了抛射体的飞行轨迹理论，从而表明数学证明在科学上的价值。他考察了一个球以匀速滚过桌面，再从桌边沿一根曲线轨道落到地板上的动作。在这条坠落轨道上的任何一点，球都具有两种速度：一个是沿水平面的速度，根据惯性原理始终保持匀速，另一个是垂直的速度，受引力的影响而随着时间加快。在水平方向，球在同等时间内越过同等距离，但是在垂直的方向，球越过的距离则和时间的平方成正比。这样的关系决定球走出的轨迹形式，即一种半抛物线，因此，一个物体以四十五度角抛出时，距离将最远。
伽利略的学生温琴佐维维亚尼在传记中称伽利略在比萨斜塔上扔下了两个同种材质、不同质量的球，以证明物体下落时长与它们的质量无关。这与亚里士多德的学说相悖，即物体下落时长与质量成反比，重的下落速度比轻的快。这个传奇被世人广泛传颂，但伽利略自己却从来没有记录过这样的事情。大多数历史学家认为这个事件不过是个假想，并没有真实存在过。有历史记载的第一个完成这类试验的人是西蒙斯特芬，在《自然科学史》中记载，荷兰人西蒙斯特芬在1586年使用2个重量不同的铅球在代尔夫特教堂塔顶上完成了这个试验，并证明了亚里士多德的理论是错误的。在几个世纪以后，阿波罗15号的宇航员大卫斯科特1971年8月2日在无空气月球表面上使用一把锤子和一根羽毛重复了这个试验，证明且让地球上的电视观众亲眼看到了这两个物体同时掉落在月球表面上。
伽利略还总结道“除非对物体施加一个力，常常是摩擦力，否则物体将一直保持匀速运动。这驳斥了当时为人们所普遍公认的亚里士多德假说---除非对物体施加外力，否则运动的物体将“自然”减速并停下来。
然而，牛人与牛人之间，也有斗牛的时候。伽利略否定了当时约翰内斯开普勒的观点，即月球导致潮汐运动，而后者的观点袭承了托勒密法之书中占星传统。他也拒绝接受开普勒关于行星沿椭圆轨道运行的观点，认为圆形轨道才是“完美”的。伽利略也支持哥白尼学说，伽利略认为他的潮汐理论足可证明地球围绕着太阳运动。伽利略认为，由于地球围绕轴心自转并围绕太阳公转，导致地球表面运动的加速减速引发海水潮汐式前后涌动。但是，如果理论成立了，那么每天只能出现一次涨潮。因为在威尼斯每天会涨潮两次，时间间隔为12小时。从潮汐形成的总体角度来看，伽利略的理论并不成立。
伽利略对物理学最大的贡献有二点：1)实验证明：受到引力的物体并不是呈等速运动，而是呈加速度运动；2)惯性原理：物体只要不受到外力的作用，就会保持其原来的静止状态或匀速运动状态不变。
伽利略是当时思想家中明确宣称自然规律是数学性的。他无视权威，特别是亚里士多德学派的权威。在更广义上，他进一步推动了科学从哲学与宗教中分离出来；这是人类思想的一大进步。伽利略被誉为“现代观测天文学之父”、“现代物理学之父”、“科学之父”及“现代科学之父”。
意大利在伽利略这个时期，还出了一位有较大贡献物理学家--埃万杰利斯塔托里拆利（意大利语：Evangelista
Torricelli，又译托里切利，1608年10月15日－1647年10月25日），意大利物理学兼数学家。
实际上，可以说托里拆利是伽利略的学生，也可以说托里拆利是伽利略事业的继承者。在伽利略逝世后，他接任伽利略的数学公爵和比萨大学的数学教授之职。在任期间他解决了当时很多重要的数学问题，如寻找摆线的面积和重心。他还设计和制作许多的望远镜和简单的显微镜；数个刻有他的名字大型镜片现在也仍保存在佛罗伦萨。
他物理学方面的主要贡献以发明了水银气压计。当初是为了解决一个实际问题而发明的。某水泵制造商试图将水压到至少12米高，但却发现10米是水泵的极限。 托里拆利使用了水银，它比水重十四倍。在1643年他制造了一支管大约一米长的玻璃管，密封管口用水银装满管子，并将管子垂直插入一个装满水银的盆子，于是水银柱降到大约76cm高，留下上面的真空就称为托里拆利真空。现在我们知道，水银柱的高度变动与大气压的变化有关；这就是第一个水银气压计。这个发现使他的名望永存，而真空测量的单位托就是用他的名字来命名的。
托里拆利还发现了托里拆利定律，这是一个有关流体从开口流出的流速的定律。这后来被证明是伯努利定律的一种特殊情况。
发展托里拆利的工作并澄清了压强和真空的概念的人物是布莱兹帕斯卡（Blaise
Pascal，1623年6月19日－1662年8月19日），法国神学家、基督教哲学家、数学家、物理学家、化学家、音乐家、教育家、气象学家。
这位带八个“家”的人物，不牛也不行。在他11岁那年，他创作了一篇有关于身体振动发出声音的论文；他12岁用一块木炭在墙壁上写一项独立证明，即三角形的角度总合会等于两个直角相加；他16岁写出一篇题为射影几何的论文，这至今仍被广为称作“帕斯卡定理”。它描述了一个圆锥曲线的内接六边形的三对对边延长线的交点共线，又称帕斯卡线。帕斯卡的作品过于早熟，以至于笛卡尔(数学牛人)看了他的手稿后，拒绝相信这不是小帕斯卡所写的。他在1653年(30岁)的《论算术三角》中描述了一个二项式系数的表格表示，表中的每个数都等于其肩上的两个数的和，现在被称作帕斯卡三角。他在1653年(31岁)和费马(数学法国数学家)玩(因为起因是赌博)出了理论上的概率论，深刻影响了现代经济学和社会科学的发展。
帕斯卡早期进行自然和应用科学的研究，对机械计算器的制造和流体的研究作出重要贡献。未满19岁的帕斯卡努力地制造出一台可以运行加减的计算器，称为帕斯卡计算器。
回到物理学上来，布莱兹帕斯卡的贡献是什么以及有什么意义。首先，他对托里拆利的发明的水银气压计中留出上面的空隙(后被称为托里拆利真空)产生了问题：1)是什么产生了水银柱的高度？布莱兹帕斯卡指出这就是气压所致；2)水银气压计中空隙里面有什么还是什么都没有？当时并没有真空这个概念，布莱兹帕斯卡指出这就是真空，也就是说里面什么都没有。
亚里斯多德的物理学认为物质有可见的和不可见的，水银气压计中上面留出的空隙里有不可见的物充填；另外，还有一个观点，运动的物体都必然是受到某种力的作用。受过亚里斯多德的物理学教育过的科学家都是这种理念，根本就不接受布莱兹帕斯卡的真空一说，这些科学家是这么证明的：光能通过这个玻璃管的真空，如果真空中没有物质，那么，光就不可能通过(他们认为这些物质可以使光运动而得以通过)，因为亚里斯多德说过，任何物的运动都必须被另外一个物作用才可能。
布莱兹帕斯卡对大多数人的反对没有办法，唯有可能就是实验证明。到了1648年，终于有以不同高度(地方)对水银气压计中的标高出现对比(越高水银柱越下降)而证明了布莱兹帕斯卡的上述关于气压的说法(或理论)。
这证明了气压的问题，但关于真空中不存在物质的问题并没法说清，究竟如何，且听下回分解。
物理是否不需要哲学？现代有些人认为不需要哲学了，霍金写了本什么哲学已经死亡的书算是代表，假设霍金的观点是对的话，由此可以推测哲学在过去应该活得很好，确实，起码过去的物理学是离不开哲学的。实际上，从发展的历史轨迹来看，可以说物理学是从哲学派生出来的。关于真空中到底有没有物质的问题，还得从哲学说起。
卡尔雷蒙德波普尔爵士，（Sir Karl
Raimund Popper，1902年7月28日－1994年9月17日），出生于奥地利，逝于英国伦敦，犹太人，被誉为20世纪最伟大的哲学家之一。
波普尔的哲学体系，重点在于批判的理性主义，这即与经典的经验主义及其观测归纳法泾渭分明。其要点是：科学理论和人类所掌握到的一切知识，都不过是推测和假想，人在解决问题的过程中不可避免地掺入了想象力和创造性，好让问题能在一定的历史、文化框架中得到解答。人们只能依靠仅有的数据来树立这一科学理论，然而，此外又不可能有足够多的实验数据，能证明一条科学理论绝对无误。
例如，人们在检测100万头绵羊后得出“绵羊是白色的”这一理论，然而检测之外，只要有一只黑色的绵羊存在，即可证明前面的理论错误。谁又能无穷无止地检测绵羊，以证明“绵羊是白色的”理论的绝对无误呢？这一“可错性”原则所推演出的“真伪不对称性”（真不能被证明，只有伪可以被证明），是波普尔哲学思想的核心。
波普尔的科学哲学核心在于，一切理论和原则都可以被证伪，而经验虽然不是知识的来源和基础，却是检验知识的标准。他将这种观点称作理性批判主义。
波普尔的主张其实是一种对于理性的批判。真正的理性在于它可以接受批判，不迷信，不盲从的批判和探索是理性真正的精髓所在。波普尔的理性态度是，我可能错，你可能对，通过努力，我们可以更接近于真理。科学之所以科学在于它既可以被证伪又不服从任何权威。
当时，布莱兹帕斯卡对大多数人的反对他的真空说法的答复就是他提出一个关于科学认识的观点，这个观点是他在17世纪就有了，成为后来非常流行的波普尔的哲学观点的预言版本。
他的大概意思是：关于假说，不在于有多少现象符合(支持)它，假说(这里他应该指存在不可见的物质于真空中)的证伪，只要有一个现象(例子)不符合就够。而布莱兹帕斯卡坚持认为注满水银的管(密封管口那端)下降后(有理由相信是一种抽空)留下的只能是真空(里面没有其它物质了)，这就是一个反例(证伪)。道理也许很简单，如果空气中就有不可见物质，这个真空中至少没有空气吧，没有空气的真空，自然也可以认为就没有了不可见物质，何况，还有所谓气压的不同呢，如果不可见物质可以穿过玻璃管，那么，这就应该有平衡气压的作用了。
尽管如此，关于真空(Vacuum)的争论并没有完结。对于这种情形下的空间，应该如何看待和处理(对待)，或许就是后被称为托里拆利真空的原由。
克里斯蒂安惠更斯（Christiaan
Huygens，1629年4月14日－1695年7月8日），荷兰物理学家、天文学家和数学家。
克里斯蒂安惠更斯的家境富裕，他的父亲是是数学家笛卡尔的朋友。克里斯蒂安惠更斯16岁后进入莱顿大学学习法律与数学，两年后又转到布雷达的奥兰治学院（Oranjecollege）继续学习。学生时代他接受过笛卡尔的指导。1655年成为法学博士，1663年成为英国皇家学会会员，1666年成为荷兰科学院院士，同一年成为法国皇家科学院院士。
惠更斯一生研究成果丰富，在多个领域都有所建树，许多重要著作是在他逝世后才发表的，《惠更斯全集》共有22卷，由荷兰科学院编辑出版。
数学上，在布莱兹帕斯卡鼓励他之后，惠更斯1657年发表了《论赌博中的计算》，被认为是概率论诞生的标志。如此看来，布莱兹帕斯卡(法国物理学家和数学家)和费马(数学法国数学家)只是开创性地研究了概率论。同时，惠更斯对二次曲线、复杂曲线、悬链线、曳物线、对数螺线等平面曲线都有所研究。发现了旋轮线也是最速降线。
在物理学理论上，惠更斯的《摆式时钟或用于时钟上的摆的运动的几何证明》、《摆钟论》等论文中提出了钟摆摆动周期的公式。研究了完全弹性碰撞，证明了碰撞前后能量和动量的守恒。研究成果在其死后发表于《论物体的碰撞运动》一文中。创立了光的波动说，把以太作为光传播的介质，在《光论》一书中提出了惠更斯原理。解释了冰洲石的双折射现象。
在物理学实践上，他还和胡克共同测定了温度表的固定点，即冰点和沸点。1656年设计并制造出了利用摆取代重力齿轮的摆钟。惠更斯研究了透镜的相关物理原理，并发明了惠更斯目镜。
在天文学观察上，1655年惠更斯提出，土星被一个坚硬的环围住，一个薄又扁，向黄道倾斜的环。他用自制的折射望远镜，首次发现了土星的卫星——土卫六，同年，惠更斯观察到了猎户座大星云并将它画了下来。1659年，他的画被公布在Systema
Saturnium里。1659年利用自己磨制的望远镜，发现了土星的光环。他用他的望远镜成功地把星云分成不同的恒星。惠更斯并发现了几个星云和一些双星。
惠更斯相信外星生物的存在，惠更斯觉得其他星球的生物和地球上的极为相似。他认为外星生物需要可用的液态水，因此水的性质会因星球之间的差别而不同。在外星找水至今都成为一个人类探索星际的重点。
罗伯特胡克（Robert
Hooke，又译虎克，1635年7月18日－1703年3月3日），英国博物学家、发明家。
罗伯特胡克在学术上的命运有点悲，由于他与牛顿的论争导致他去世后鲜为人知，但金子总是会发光的，近来对胡克的研究逐渐兴起。因为胡克兴趣广泛、贡献重要而被某些科学史家称为“伦敦的莱奥纳多（达芬奇）”。
把罗伯特胡克和达芬奇相提并论或许也是有因缘的，因为罗伯特胡克从小就有绘画的天赋，学的也是绘画。后来，在其他大师的引导下，他开始学习物理，天文，医药和化学。
1665年胡克根据英国皇家学会一院士的资料设计了一台复杂的复合显微镜。有一次他从树皮切了一片软木薄片，并放到自己发明的显微镜观察。他观察到了植物细胞(已死亡)，并且觉得他们的形状类似教士们所住的单人房间，所以他使用单人房间的cell一词命名植物细胞为cellua。是为史上第一次成功观察细胞。同年胡克出版了《显微术》一书，该书包括了一些他使用显微镜或望远镜进行的观察，包括上述的软木切片。 胡克所用的显微镜至今仍然保存在华盛顿国家健康与医学博物馆中。荷兰工匠列文虎克受《显微术》一书启发，对胡克的显微镜镜片进行了改进，对微生物进行了细致的观察，被称为微生物学之父。
10年后胡克利用自己高超的机械设计技术成功建设了第一个这种反射望远镜，并使用这一望远镜首次观测到火星的旋转和木星大红斑，月球上的环形山和双星系统。
胡克对当时的机械进行了很多改造，并发明了很多新装置。他发明了锚型擒纵机，也发明了摆轮游丝，通过这一装置，可以按周期控制发条宽紧，至今仍是钟表制作中的关键部件。他第一个制造出了万向接头，有时候被叫做胡克接头，可以允许刚性杆向任意方向运动，现在仍广泛应用于车辆的传动装置中。虽然意大利数学家卡尔达诺一世纪前就提出了万能接头的想法，但是没有制造出。还有风向仪，水平仪等装置的发明权也常常归功于他。
1676年胡克对金属器件，特别是弹簧的弹性进行研究后，发现了胡克定律（Hooke's
law），又译为虎克定律，是力学弹性理论中的一条基本定律，表述为：固体材料受力之后，材料中的应力与应变（单位变形量）之间成线性关系。满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型（英文Hookean）材料。
胡克主张光的波动说，而那时的牛顿主张光的微粒说，他俩的关系问题一直充满了争论。一般认为，两人彼此存在较大的敌意。1674年－1679年间两人曾通信讨论物体的圆周运动问题，胡克给牛顿写信，说明了他从1660年以后就有的万有引力平方反比定律的思想，但是他无法从中推导出开普勒的行星运动定律。牛顿则表示在他已经完成的《自然哲学的数学原理》中有推导，这件事使得胡克十分怀疑牛顿剽窃了他的成果，并从此不愿意公开自己的任何发现。牛顿也因此删去了手稿中所有引用胡克工作的声明。
胡克晚年近乎愤世嫉俗。胡克去世后，19世纪迁葬于伦敦北部，具体墓地已无法知晓。
牛顿对胡克的敌意在胡克去世后仍未消减。在牛顿影响下，皇家学会取下了胡克的肖像。这可能是胡克没有留下任何肖像的原因(迄今尚未有经过验证的胡克像)。牛顿还试图烧毁大量胡克的手稿和文章，但被阻止。
前面已经提及过几次的超级牛人该出场了，艾萨克牛顿爵士（Sir Isaac
Newton，1643年1月4日－1727年3月31日) 是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。
据《大数学家》和《数学史介绍》两书记载：“牛顿在乡村学校开始学校教育的生活，后来被送到了格兰瑟姆的国王中学，并成为了该校最出色的学生。在19岁前往剑桥大学求学。” 1661年6月，他进入了剑桥大学的三一学院。在那时，该学院的教学基于亚里士多德的学说，但牛顿更喜欢阅读一些勒奈笛卡儿以及伽利略伽利莱、尼古拉哥白尼和约翰内斯开普勒等学者的书。
数学上，多数现代历史学家都相信，牛顿与莱布尼茨分别独立发明了微积分学。牛顿的一项被广泛认可的成就是广义二项式定理，它适用于任何幂。他发现了牛顿恒等式、牛顿法，分类了立方面曲线（两变量的三次多项式），为有限差理论作出了重大贡献，并首次使用了分式指数和坐标几何学得到丢番图方程的解。他用对数趋近了调和级数的部分和（这是欧拉求和公式的一个先驱），并首次有把握地使用幂级数和反转幂级数。
光学上，他研究了光的折射，表明棱镜可以将白光发散为彩色光谱，而透镜和第二个棱镜可以将彩色光谱重组为白光。他还通过分离出单色的光束，并将其照射到不同的物体上的实验，发现了色光不会改变自身的性质。牛顿还注意到，无论是反射、散射或发射，色光都会保持同样的颜色。因此，我们观察到的颜色是物体与特定有色光相合的结果，不是物体产生颜色的结果。由此，他得出如下结论：任何折射望远镜都会受到光散射成不同颜色的影响，并因此发明了反射望远镜（现称作牛顿望远镜）来克服这个困难。1704年，牛顿著成《光学》，其中他详述了光的粒子理论。他认为光是由非常微小的微粒组成的，而普通物质是由较粗微粒组成。牛顿认为光是由粒子或微粒组成的，并会因加速通过光密介质而折射，他认为薄膜的折射和透射现象可以用光的“波动理论”来解释，但自己的“微粒理论”才能更好地解释光学现象，如衍射。后世的物理学家多持波动理论观点。后来的量子力学则认为光有波动和微粒二重性，称为波粒二象性，虽然该理论中的“微粒”光子与牛顿理论中的“微粒”差别很大。
力学和引力，《自然哲学的数学原理》（现常简称作《原理》）于1687年7月5日出版。《原理》的出版使牛顿成为当时最有影响力的科学家。该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。
著名的三大运动定律：
牛顿第一定律
（亦称惯性定律）指出，一个静止状态的物体趋向于保持静止状态，而在匀速运动中的物体趋向于保持匀速状态，除非受到合外力的作用。它阐述了力和惯性这两个物理概念，解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的特性——惯性，是物理学中一条重要的基本定
牛顿第二定律
作用于一个物体上的作用力F等于其动量P随时间的变化率。在数学上，可写成F=dp/dt。假定质量为常量，将加速度定义为a=dv/dt，可推导出著名的等式 F=ma，这说明了一个物体的加速度与作用在物体上的合力成正比，与其质量成反比。
牛顿第三定律
每个作用力都有一个等值反向的反作用力。两个物体之间的作用力F和反作用力F，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。
一则著名的故事称，牛顿在受到一颗从树上掉落的苹果启发后，阐示出了他的万有引力定律。当他在一座花园中沉思散步时，他突然想到重力（它的作用让一颗苹果从树上掉到地上）不会仅局限于地球周围的有限距离里，而会延伸到比平常认为的更远的地方。他自言自语道，为什么不和月亮一样高呢——如果这样，一定会对她的运动产生影响——也许可以让她保持在她的轨道上，于是他开始计算那样的假设会产生怎样的效果。问题不在于引力是否存在，而在于它是否能从地球延伸到如此远，还能够成为保持月球在轨道运行的力。牛顿发现，如果让该力随距离的平方反比而减少，所计算出的月球轨道周期能与真实情况非常好地吻合。他猜想同样的力也导致了其他的轨道运动，并因此将之命名为“万有引力”。
牛顿自我感受：“我不知道这个世界会如何看我，但对我自己而言我仅仅是一个在海边嬉戏的顽童，为时不时发现一粒光滑的石子或一片可爱的贝壳而欢喜，可与此同时对我面前的伟大的真理的海洋熟视无睹。”
牛顿于1727年3月31日在伦敦逝世，于威斯敏斯特教堂举行国葬，成为史上第一个获得国葬的自然科学家。牛顿墓志铭：“自然和自然的法则隐藏在黑暗之中。上帝说：让牛顿出世吧，于是一切豁然开朗。
牛顿的其它一些牛事。
由于早产的缘故，新生的牛顿十分瘦小；据传闻，他的母亲汉娜艾斯库曾说过，牛顿刚出生时小得可以把他装进一夸脱的马克杯中。
他在18岁时完成了中学的学业，并得到了一份完美的毕业报告。牛顿的学业成绩如此优秀，部分原因是为了挑战和报复一个学校恶学霸。
牛顿因为专注于他的研究没有什么罗曼史，牛顿也终生未娶。
1667年，牛顿获得奖学金，作为研究生重返剑桥大学三一学院。按照规定，只有被正式任命的牧师才有资格成为剑桥大学三一学院的研究生，由于持有非正统的宗教观点，牛顿不愿意成为牧师。但牧师职位的任命没有最后期限，因此牛顿先获得了研究生的名额，而牧师职位的任命被无限期地延后了。但是等后来牛顿被任命为卢卡斯数学教授席位时问题就来了，如此重要的职位不可能回避牧师职位任命这一条件。然而，牛顿获得了查理二世的许可，还是绕开了这一限制。这样避免了牛顿的宗教观点与圣公会信仰之间的冲突。
牛顿对炼金术的兴趣却与他对科学的贡献息息相关，而且在那个时代炼金术与科学也还没有明确的区别。如果他没有依靠神秘学思想(源于赫密斯神智学中粒子相吸互斥思想的神秘力量来解释)穿过真空的超距作用，他可能也不会发展出他的重力理论。
牛顿本人自己叙述的在家（埃尔斯索普庄园）里靠窗坐着时，看见苹果从树上掉落的故事。但有许多棵树都被称作是牛顿所描述的“那”棵苹果树。牛顿的母校国王中学表示当年该树是这所学校买来的，在一些年后被连根拔起运到了校长的花园中。而当今拥有埃尔斯索普庄园所有权的国民信托的职员则认为在他们花园中的那棵树正是牛顿所描述的那棵。原来那棵树的一棵后代现在还能在剑桥大学三一学院的大门外看见，它位于牛顿当年居住并从事研究的屋子下面。
牛顿也当过官员，牛顿在1689年到1690年和1701年是剑桥大学在英格兰议会的国会议员，但是他唯一有记录的议案是抱怨议会厅的寒冷气流并要求关闭窗户。1696年，牛顿通过了当时的财政大臣查尔斯孟塔古的提携迁到了伦敦作皇家铸币厂的监管(一直到去世)。他主持了英国最大的货币重铸工作，此职位一般都是闲职，但牛顿对该职位非常认真。1703年牛顿成为皇家学会会长和法国科学院的会员。
在他的一生中，牛顿写作了比自然科学更多的宗教学著述。
有观点认为牛顿本人对他自己的成就非常谦逊，1676年，在他写给罗伯特胡克的一封信中出现了一句名言：“ 如果我比别人看得更远，那是因为我站在巨人的肩上” 。但有人认为，这其实是牛顿对胡克（身材矮小并驼背）的讽刺，而不含有——或除此外不含有——谦逊的意味。
牛顿反对将宇宙解释为一部纯粹的机器，譬如一座大钟。他说：“引力解释了行星的运动，但却不能解释谁让行星运动起来的。”
-- 确实，牛顿这句话挺牛的，至今物理学家都还为这句话犯愁。
从最早的物理学牛人亚里士多德的《物理学》到科学革命时期牛人牛顿的《自然哲学的数学原理》（现常简称作《原理》），经历了差不多2000年时间，但却象一场突变，物理学开始以一种全新的面貌出现了，也可以说是现代物理学了。回首这段时间的物理学发展历程，既不能用现代的知识爆炸(几何级)形容，也不能用循序渐进(螺旋式)的上升来形容，可以说数学上或其它理论上还真没有什么好模式来形容。
然而，物理学的发展却跑不出三大内涵的新老交替。第一，理论上关于假说的提出。假说，可以顾名思义认为就是根据假设说明现象。只要基本假设没太大争议，后面的说明又符合基本逻辑，那么，容易被一些人认同，如此一来，假说就形成了流派，我们不妨换成一个新的说法--学说。例如，光就有波动学说和粒子学说。第二，实践上关于定律的形成。定律是一种理论模型，它用以描述特定情况、特定尺度下的现实世界，定律在其它尺度下可能会失效或者不准确。概括性地说，定律有三大要素：模型，数学，现实观察和应用。毫无疑问，定律的实践性质很强，可以定量实验性的论证现象。牛顿三大力学定律可以很好地说明这点。第三，基于物理学的数学发展或基于数学的物理学发展。前者注重从物理学的角度发展数学，后者注重从数学的角度发展物理学，二者相辅相成。牛顿的《自然哲学的数学原理》开始系统地说明了这方面发展。
<<自然哲学的数学原理>>在写作方式上，牛顿遵循古希腊的公理化模式，从定义、定律（公理）出发，导出命题；对具体的问题（如月球的运动），他把从理论导出的结果和观察结果相比较。全书共分五部分，首先“定义”，这一部分给出了物质的量、时间、空间、向心力等的定义。第二部分是“公理或运动的定律”，包括著名的运动三定律。从科学研究内部来看，《自然哲学的数学原理》示范了一种现代科学理论体系的样板，包括理论体系结构、研究方法和研究态度、如何处理人与自然的关系等多个方面的内容。虽然仿照欧几里德多个方面的内容。虽然仿照欧几里德的《几何原本》，但他从没有忘记自己的使命是解释自然现象，没有把自己迷失在纯粹形式化的推理中。他在数学上有一系列一流的发明，但他严格地把数学当做工具，只是在有需要时才带领读者稍微作一点数学上的远足。另一方面，牛顿也丝毫没有沈醉于纯粹的哲学思辩，在《自然哲学之数学原理》中所有的命题都来自于现实世界，或是数学的，或是天文学的，或是物理学的，即牛顿所理解的自然哲学的。《自然哲学之数学原理》中全部的论述都以命题形式给出，每一个命题都给出证明或求解，所有的求证求解都是完全数学化的，必要时附加推论，而每一个推论又都有证明或求解。只是在牛顿认为某个问题在哲学上有特殊意义时，他才加上一个附注，对问题加以解释或进一步推广。
在科学史上，《自然哲学的数学原理》是经典力学的第一部经典著作，划时代的巨著，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响所及，遍布经典自然科学的所有领域，并在其后300年里一再取得丰硕成果。就人类文明史而言，它成就了英国工业革命，在法国诱发了启蒙运动和大革命，在社会生产力和基本社会制度两方面都有直接而丰富的成果。迄今为止，还没有第二个重要的科学和学术理论，取得过如此之大的成就。
《自然哲学的数学原理》达到的理论高度是前所未有的，其后也不多见。爱因斯坦（Einstein）说过：「至今还没有可能用一个同样无所不包的统一概念，来代替牛顿的关于宇宙的统一概念。而要是没有牛顿的明晰的体系，我们到现在为止所取得的收获就会成为不可能。」实际上，牛顿在《自然哲学的数学原理》中讨论的问题及其处理问题的方法，至今仍是大学数理专业中教授的内容。
17世纪的中国，是个明末清初的时代。<<明朝的那些事儿>>把历史人物和故事说得很精彩，如果有点不足的话，就是科学方面少了点篇幅，这里稍作点补充吧。
徐光启(1562年4月24日－1633年11月8日）。大明南直隶松江府上海县人，中国明朝末年儒学（实学学派，以及经学领域中的汉学学派）、西学、天学（中国传统中主要研究天文历法，当时也包括天主教神学等）、数学、水利学、农学、军事学等领域学者，思想家、政治家、军事家，官至崇祯朝礼部尚书兼文渊阁大学士（宰相级）、内阁次辅（相当于第一副首相）。
徐光启生活在16世纪末、17世纪初，与培根、伽利略、笛卡儿等西欧名家同时代且并驾齐驱，在一些方面可能有过之而无不及。相对而言，徐光启是天文地理，政治军事，数学物理，思维逻辑，为官做人，等等都有一套，但发明发现却少点什么。作为近现代上海的“人文始祖”、海派文化的奠基人和标志性人物，徐光启被称为“徐上海”、“上海文明的肇始者”等，他被认为是“第一位近代意义上的上海人”且是“四百多年来最杰出的上海人”(加个之一可能会少点争议吧)。
在对待西学的态度问题上，远早于且不同于清末的“师夷长技以制夷”、“中体西用”等思想，徐光启提出了逐步而全面地理解、融汇并超越（“欲求超胜，必须会通；会通之前，先须翻译。”）的发展路线。是中西文化交流和中国近代科学技术事业的先驱之一。在西学东渐（尤其是西方数学、天文学知识），引进西洋火器和发展明军炮兵抵御后金，试验和推广番薯、良种水稻等高产作物等的过程中起了关键作用。徐光启最著名的事迹之一是他与利玛窦合作汉译欧几里得《几何原本》前6卷，其中译定的一些重要术语沿用至今。或许中国人也对古老的看星象偏爱的缘故吧，徐光启系统介绍西方古典天文学（主要是第谷体系）理论和方法。徐光启深感中国传统学术于逻辑的严重欠缺和中国数学的停滞落后，因而高度重视演绎推理，以数学为着力点，倡导数学的研习、普及和应用。同时，他以理论指导实践，长期身体力行地进行天文、水利、农业等方面的科学实验和天文望远镜、西式火炮等的制造，归纳总结实践经验。
还有一位，方以智(1611年－1671年），字密之，号曼公，又号鹿起，别号龙眠愚者，反清失败，出家，改名大智，字无可，别号弘智，人称药地和尚。南直隶桐城县（今安徽省桐城市）人。方以智在哲学、自然科学方面卓然有成。着有《通雅》、《物理小识》、《药地炮庄》、《东西均》、《禅乐府》、《四韵定本》、《医学全通》等等。其中《通雅》和《物理小识》，是百科全书式的专著，被誉为“十七世纪罕无伦比的百科全书派”大学者。
在物理学方面，方以智更有诸多创见。他从气一元论自然观出发，提出一种朴素的光波动学说，认为：“气凝为形，发为光声，犹有未凝形之空气与之摩荡嘘吸。故形之用，止于其分，而光声之用，常溢于其余：气无空隙，互相转应也。”（《物理小识》卷一）方以智认为，光的产生是由于气受到激发的缘故。由于气弥漫分布于所有空间，彼此间无任何空隙，被激发的气必然要与周围静止的气发生相互作用，将激发传递出去，这就形成了光的传播。
其实，还有一个值得一提的--瓷器。瓷器可以说是一群牛人经过几百年发展而成为中国的代名词(CHINA)。英文中的瓷器一词china是从中国一词China转化来的。现在英语国家通常将陶瓷器统称为“porcelain”，而“china”主要指精瓷，如“fine
china”、“bone china”。瓷器这活，与物理(例如温度)，化学(例如瓷石、高岭土、釉彩等组成)，艺术(例如绘画和手艺)，等等都有关。
17世纪的中国，瓷器的产品和产量已经相当有模有样了。当然，高级瓷器拥有远高于一般瓷器的制作工艺难度，因此在古代皇室中也不乏精美瓷器的收藏。作为中国特产奢侈品之一，千百年来瓷器通过各种贸易渠道，传到各个国家，是中国赚足外国钱的主要产品之一。17世纪那时，外国的家庭里如果有一件(几件)瓷器摆设，有点象中国改革开放初期家里能有台电视一般。
精美的古代瓷器，会被视作具有收藏价值的古董，而受到大量收藏家所收藏。2005年7月12日,英国伦敦拍卖了一件“鬼谷下山”元青花罐，成交价折合人民币2.3亿，以当天的国际牌价可以买两吨黄金，创造了单件工艺品的最高价，一个青花瓶二吨黄金值--是不是大家都会有点感叹。
亨利卡文迪什(Henry
Cavendish，又译亨利卡文迪许、亨利卡文狄西、亨利卡文迪西，1731年10月10日－1810年2月24日），英国物理学家、化学家。被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。
卡文迪什出身贵族家庭，1749年11月，，十八岁的他进入剑桥大学的圣彼得学院就读，接受了严格的数学训练，但在1753年，他即将通过考试拿到学位前夕退学，具体的原因不得而知。卡文迪什终生未婚。
他在1777年向皇家学会提交论文，认为电荷之间的作用力可能呈现与距离的平方成反比的关系，后来被库仑通过实验证明，成为库仑定律。他和法拉第共同主张电容器的电容会随着极板间的介质不同而变化，提出了电容率的概念，并推导出平板电容器的公式。他第一个将电势概念大量应用对电学现象的解释中。并通过大量实验，提出了电势与电流成正比的关系，这一关系1827年被欧姆重新发现，即欧姆定律。卡文迪什对电学的研究基本都没有发表，詹姆斯克拉克麦克斯韦的最后五年致力于对卡文迪什个人实验记录的整理，于1879年出版了麦克斯韦注释的《卡文迪什的电学研究》，卡文迪什在电学上成果才使世人知晓。
1797年卡文迪什完成了对地球密度的精确测量。他使用的装置是约翰米切尔设计，但米切尔本人不久去世，将装置遗留给了沃拉斯顿，后被转送给卡文迪什。装置是由两个重达350磅的铅球和扭秤系统组成。为了消除气流干扰，卡文迪什将装置安装在一个不透风的房间，自己则在室外用望远镜观测扭矩的变化。之后他向皇家学会提交报告，给出了目前看来仍然比较精确的地球密度值。这一测量被称为开创了“弱力测量的新时代”。很多文章称卡文迪什求出了万有引力常数，实际上卡文迪什当时只关心地球的密度，并没有涉及其他。而采用卡文迪什的测量结果通过计算可以求出万有引力常量和地球的质量。
他对没有研究透彻的东西从不发表，所以尽管他一生只提交过不足20篇论文，却获得了皇家学会成员的一致尊重。
夏尔奥古斯丁德库仑(Charles
Augustin de Coulomb，1736年－1806年），法国物理学家。
库仑出生于昂古莱姆，毕业于军事工程学校，在军中服役多年，后因为健康原因被迫退役。有了闲暇的时间，他便开始进行科学研究，着有Theoriedes Machines Simples，并因此选为法国科学院院士。于1785年发现，因而命名的一条物理学定律称为库仑定律。
库仑定律(Coulomb's
law），法国物理学家查尔斯库仑于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
库仑使用扭秤来测量两个点电荷彼此互相作用的静电力，从而创立了库仑定律。但这个定律在库仑之前已经有了些基础。 1767年，英格兰化学家约瑟夫普利斯特里猜测电荷之间的相互作用力具有类似于万有引力的平方反比形式。1769年，苏格兰物理学家约翰罗比逊首次通过实验发现两个带电球体之间的作用力与它们之间距离的2.06次方成反比。1770年代早期，著名英国物理学家亨利卡文迪什通过巧妙的实验，得出了带电体之间的作用力依赖于带电量与距离，并得出静电力与距离的(2+-1/50)次方成反比，只是卡文迪什没有公布这个结果。
库仑定律是电学的基本定律，其中平方反比关系是否精确成立尤其重要，后来，麦克斯韦利用与卡文迪什类似的方法，得出静电力与距离的(2+-1/21600)次方成反比的结果。而根据现代量子场论，静电力的平方反比关系是与光子的静质量是否精确为零相关的，所以，对静电力的平方反比关系的精确验证，关系着现代物理学基本理论的基础。
当前对库仑定律平方反比关系的验证越来越精确。
亚历山德罗伏特伯爵（意大利语：Count
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta，1745年2月18日－1827年3月5日），义大利物理学家，在19世纪因发明电池而闻名，后来受封为伯爵。
伏特于1745年2月18日出生在科莫，现今意大利北部的一个小镇（靠近瑞士边境）。1774年，他成为科莫皇家学院的一名物理教授。
路易吉阿罗西奥伽伐尼(意大利文：Luigi
Aloisio Galvani 1737年9月9日－1798年12月4日）是意大利医生、物理学家与哲学家。他在1780年，发现死青蛙的腿部肌肉接触电火花时会颤动，从而发现神经元和肌肉会产生电力。
伏特意识到青蛙的腿既是电的导体（即是我们现在所说的电解质）也是电流的检测器。他把青蛙的腿换成盐水浸泡过的纸，并用其它方法检测电流。他发现了原电池（用电解质隔开的两个由不同的金属制成的电极形成）的电动势等于两个电极电势之的差的定律（两个由相同金属制成的电极之间的电动势为0）。这被称为电化学的伏特定律。1800年，由于不同意伽伐尼所提出的电的产生原理，伏特发明了伏特堆，也就是最初的电池，可以产生了稳定的电流。伏特发现锌和银是产生电力最有效的一对不同金属。起初，他在装满盐水的高脚杯中浸入两个不同的电极，并把它们串联起来，后来，它将高脚杯换成浸泡在盐水中的纸板。
伏特还研究了我们现在所谓的电容，他研究了电势（V）和电荷（Q）之间的关系，发现它们之间成正比，这被称为电容的伏特定律。为了纪念伏特，电势的单位被命名为伏特。
电池发明的故事，是不是又一次在告诉大家，如果你对别人的说法有想法，并认为你的想法有理由，不妨按你的想法去实验，把你的想法做出来才是最有说法的硬道理。
汤玛士杨格(英语：Thomas
Young，1773年6月13日－1829年5月10日），亦称“杨氏”，是一位英国科学家、医生、通才。
这个Young的“杨”对中国人来说是不是有点拉近距离的感觉了，而且，有些姓杨的人确实也就是用的这么个拼音法，但这位杨格“杨氏”却是地地道道的英国人。
他在物理学上作出的最大贡献是关于光学，特别是光的波动性质的研究。1801年他进行了著名的杨氏双缝实验，证明光以波动形式存在，而不是牛顿所想象的光粒（Corpuscles）。然而，但是，总之，光是“波动”还是“粒子”性质并不能就这么简单下结论。
「杨氏双缝实验」，或「杨氏实验」，专门演示光波的干涉行为，假若，光束是以粒子的形式从光源移动至探测屏，抵达探测屏任意位置的粒子数目，应该等于之前通过左狭缝的粒子数量与之前通过右狭缝的粒子数量的总和。根据
局域性原理（principle
of locality），关闭左狭缝不应该影响粒子通过右狭缝的行为，反之亦然，因此，在探测屏的任意位置，两条狭缝都不关闭的辐照度应该等于只关闭左狭缝后的辐照度与只关闭右狭缝后的辐照度的总和。但是，当两条狭缝都不关闭时，结果并不是这样，探测屏的某些区域会比较明亮，某些区域会比较暗淡，这种图样只能用光波动说的相长干涉和相消干涉来解释，而不是用光微粒说的简单数量相加法。
双缝实验也可以用来检试像中子、原子等等微观物体的物理行为，虽然使用的仪器不同，仍旧会得到类似的结果。每一个单独微观物体都离散地撞击到探测屏，撞击位置无法被预测，演示出整个过程的机率性，累积很多撞击事件后，总体又显示出干涉图样，演示微观物体的波动性。
2013年，一个检试分子物理行为的双缝实验，成功演示出含有810个原子、质量约为10000amu的分子也具有波动性。
由于亮度分布可以用波的相长干涉与相消干涉这两种干涉机制来解释，意味着光是一种振动波，这促使光波动说被广泛接受，也导致17、18世纪的主流理论-光微粒说-渐趋式微。
然而，但是，总之，光是“波动”还是“粒子”性质并不能就这么简单下结论。这导致了物理学上最大的争执。要知争执后事，且听下回解说。
后来，稍微改变双缝实验的设计，在狭缝后面装置探测器，专门探测光子通过的是哪一条狭缝，则干涉图样会完全消失，不再能观察到干涉图样；替代显示出的是两个单缝图样的简单总和。这种反直觉而又容易制成的结果，使得物理学者感到非常困惑不解。有人描述到“观察者可以决定是否装置探测器于光子的路径。从决定是否探测双缝实验的路径，他可以决定哪种性质成为物理实在。假若他选择不装置探测器，则干涉图样会成为物理实在；假若他选择装置探测器，则路径信息会成为物理实在。然而，更重要地，对于成为物理实在的世界里的任何特定元素，观察者不具有任何影响。具体而言，虽然他能够选择探测路径信息，他并无法改变光子通过的狭缝是左狭缝还是右狭缝，他只能从实验数据得知这结果。类似地，虽然他可以选择观察干涉图样，他并无法操控粒子会冲击到探测屏的哪个位置。两种结果都是完全随机的。”
尚未特别加以处理的光束是由很多光子组成的，为了要进一步了解双缝实验的物理行为，物理学者好奇地问，假设光子是一个一个的通过狭缝，那么，会出现甚么物理状况？1909 年，为了解答这问题，杰弗里泰勒爵士设计并且完成了一个很精致的双缝实验。这实验将入射光束的强度大大降低，在任何时间间隔内，平均最多只有一个光子被发射出来。经过很久时间，累积许多光子于摄影胶片后，他发现，仍旧会出现类似的干涉图样。很清楚地，这意味着，虽然每次只有一个光子通过狭缝，这光子可以同时通过两条狭缝，自己与自己互相干涉！类似地，电子、中子、原子、甚至分子，都可以表现出这种奇异的量子行为。
以光波动说来解释光的干涉，光波的两个波前同时地从两个狭缝以同心圆图案传播出去。在探测屏的任意位置，两个光波的叠加，决定了那位置被观测到的强度。在探测屏上观察到的明亮的条纹，是由两个光波的相长干涉造成的，当一个波峰遇到另外一个波峰时，会产生相长干涉。暗淡的条纹是由光波的相消干涉造成的，当一个波峰遇到另外一个波谷时，会产生相消干涉。
以光微粒说来解释，光子的量子行为可以用机率波来描述，机率波的两个波前同时地从两个狭缝以同心圆图案传播出去。在探测屏的任意位置，两个机率波的叠加，决定了光子会移动到那位置的机率密度。更详细地说，两个机率波的机率幅相加后，取绝对值平方，就是在那位置找到光子的机率密度。经过累积许多光子后，可以在探测屏观察到一系列明亮条纹与暗淡条纹相间的图样。
值得注意的是，随着科技的快速进步，现在已发展出来能够可靠地发射单独电子的物理仪器。因此，每一次最多只有一个电子通过双狭缝，而不是一大群电子在很短时间间隔内挤着要通过双狭缝。探测屏累积很多次电子冲击事件之后，会显示出熟悉的干涉图样。从这图样可以推论，单独电子似乎可以同时刻通过两条狭缝，并且自已与自己干涉。这解释并不符合平常观察到的离散物体的物理行为，人们从未亲眼目睹老虎在同时刻穿越过两个并排的火圈，这并不是很容易从直觉就能够赞同的结果。可是，从原子到更复杂的分子，这些微观粒子都会产生类似现象。
不论是电子、中子或是任何其它量子尺寸的粒子，在双缝实验里，粒子抵达探测屏的位置的机率分布具有高度的决定性。量子力学可以精确地预测粒子抵达探测屏任意位置的机率密度，可是，量子力学无法预测，在什么时刻，在探测屏的什么位置，会有一个粒子抵达。这无可争议的结果，是经过多次重复地实验而得到的。这结果给予了科学家极大的困惑，因为无法预测粒子的抵达位置，这意味着没有任何缘由而发生的粒子的抵达事件。很多物理学者非常不愿意接受的这种事实。尽管量子力学可以正确地预测实验结果，量子力学不能解释为什么会发生这类现象，为甚么粒子似乎可以同时通过两条狭缝？
物理学这个“斗牛”的事件起源如是出现了:
阿尔伯特爱因斯坦认为，从这里可以推论量子力学并不完备，一个完备的理论必须对这些难题给出满意解释。尼尔斯波尔反驳，这正好显示出量子力学的优点，量子力学不会用不恰当的古典概念来解释这种量子现象，如果必要，量子力学可以寻找与应用新的概念来解释这些难题。
整个“斗牛”故事如何，以后在别的篇幅再说说。
力学被牛顿玩得差不多了，基本没有其他牛人再能在这上面玩出点花样，但是，一个新的物理领域的开辟却出现了不少物理学牛人，前面卡文迪和库仑开始开启了电学的的门坎，而磁学或电磁学的门坎的开启又是谁呢?
汉斯克海斯提安奥斯特(丹麦语：Hans
Christian rsted，1777年8月14日－1851年3月9日），是一位丹麦物理学家、化学家和文学家。在物理学领域，他首先发现载流导线的电流会产生作用力于磁针，使磁针改变方向。在化学领域，他发现了铝元素。十九世纪后期，在科学方面的后康德哲学和演进，由于他的写作而更见雏形。他创建了「思想实验」这名词，他也是第一位明确地描述思想实验的现代思想家。
奥斯特于1799 年，得到哥本哈根大学的博士学位，论文主题是《大自然形而上学的知识架构》。毕业后，汉斯奥斯特成为大学讲师。另外，他还在一位医学院教授的药局做配药师。1801 年，汉斯奥斯特得到一笔为期三年的游学奖学金，可以出国游学。他在德国遇到了约翰芮特 (Johan
Wilhelm Ritter) ，一位优秀的物理学家。两人成为莫逆之友 。芮特深信在电场与磁场之间，隐藏着一种物理关系。奥斯特觉得这点子蛮有意思。他开始朝这学术方向学习发展。
奥斯特是一位优秀的教授。每一个月，他都会准备一堂特别课程，专门讲述最新的科学发展。有一次，在这特别课程之后的实验示范时，他试着观察载流导线的电流，是否会使指南针的磁针偏离其正常指向？刚开始，大家都没有看出有甚么不同。怀疑是否电流不够大，他试着将电流的流量增大，立即，磁针改变了所指的方向。他和学生们都见证到这历史的一刻。
那时，对于这奇异的现象，奥斯特并没有给出任何令人满意的解释，他也没有试着用数学的架构来表达这现象。经过几个月的仔细检验以后，他正式发表了一篇，讲述他的实验结果，证明载流导线的电流会产生磁场奥斯特的发现引起了整个欧洲物理学家的注意。每一位物理学家都聚焦于这惊人的发现。法国物理学家让-巴蒂斯特必欧和菲利克斯沙伐也不例外。他们很快地找到了新的结果。同年，他们共同发表了必欧-沙伐定律。这定律精确地用方程式描述载流导线的电流所产生的磁场。还有，天才数学物理学家安德烈-玛丽安培也找到了一个方程式来描述两条载流导线的电流彼此作用于对方的磁力。
电磁现象的发现归功于奥斯特，为此，在厘米-克-秒制里，磁场的单位是奥斯特。这是为了追怀奥斯特在电磁学领域的贡献。
前面几位人物开启了电学之门，然而，还称不上理论上的突破，“电学中的牛顿”是谁？
马里安培
安德烈(Andr-Marie Ampre，FRS，1775年－1836年），法国化学家，在电磁作用方面的研究成就卓著，对物理学及数学也有重要贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名。
1820年，奥斯特发现电流磁效应，安培马上集中精力研究，几周内就提出了安培定则即右手螺旋定则。随后很快在几个月之内连续发表了3篇论文，并设计了9个著名的实验，总结了载流回路中电流元在电磁场中的运动规律，即安培定律。1821年安培提出分子电流假设，第一次提出了电动力学这一说法。
安培右手定则表明，假若将右手的大拇指朝着电线的电流方向指去，再将四根手指握紧电线，则四根手指弯曲的方向为磁场的方向。
安培定律的历史原版形式，连结了磁场与源电流。这定律可以写成两种形式，积分形式和微分形式。原版安培定律只适用于静磁学。在电动力学里，当物理量含时间，有些细节必须仔细检查。出了静磁学范围，当电流不稳定的时候，这就不一定正确了。
安培对电磁作用的研究，结束了此前电、磁分离的认识，其分子电流假说揭示了磁现象的电本质，为此后电磁学的发展打下了基础。
经典电动力学奠基人麦克斯韦对安培工作的评价很高，称安培的研究是“科学史上最辉煌的成就之一”。后人又称安培是“电学中的牛顿”。
继重要的库仑定律和安培定律后，另一个重要的定律就是著名的欧姆定律了。
格奥尔格西蒙欧姆(Georg
Simon Ohm，1789年3月16日－1854年7月6日），德国物理学家。欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律；他还证明了导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积和传导系数成反比；以及在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面上，而且在导体的整个截面上运动。电阻的国际单位制“欧姆”以他的名字命名。
欧姆1789年3月16日出生于德国埃尔朗根的一个锁匠世家，欧姆的早期教育是靠他的父亲的家教，有趣的是他父亲并没有受过什么正规教育，而都是靠自学而成。但就这么一个自学而成“才”的父亲兼老师，居然培养出了一个著名的物理学家--西蒙欧姆，还培养出了一个著名的数学家--马丁欧姆(欧姆的弟弟)。
1805年，16岁的欧姆进入埃尔朗根大学学习数学、物理和哲学。他并没有把精力放在学习上，而是在跳舞、滑冰和台球上花费了大把的时间。欧姆的父亲对于欧姆如此浪费受教育的机会，而感到非常愤怒，于是把欧姆送到了瑞士。1806年9月，欧姆在一所学校取得了数学教师的职务。欧姆一边任教一边继续自学数学。22岁时，欧姆回到埃尔朗根大学，并在1811年以论文《Licht
und Farben》（光线和色彩）获得博士学位，此后在埃尔朗根做了3个学期的数学讲师。欧姆的主要研究兴趣在于当时仍没有被普遍研究的电学，1833年成为纽伦堡皇家综合技术学校的教授，1839年起担任该校的校长，1849年起任教于慕尼黑工业大学，1852年成为实验物理学教授。
在1825年发表的第一篇论文中，欧姆研究了当电线长度增加时电磁力随之减小的现象，论文完全基于实验结果推导出了两者之间的数学关系。
从傅立叶对热传导规律的研究中受到启发，傅立叶发现导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差，欧姆认为电流现象与热传导相似，便猜想导线中两点之间的电流也正比于这两点间的某种驱动力（即现在所称的电动势）。欧姆用亚历山德罗伏打发明的伏打电池作为电源，后因电流不稳定而改用铋和铜的温差电池保证了电流的稳定性。为了解决测量电流大小的难题，欧姆先是利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流大小，但测量结果不精确，后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤巧妙地结合起来设计了一个电流扭秤，让导线和连接的磁针平行放置，当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比，即代表了电流的大小。
1826年的两篇重要论文中，欧姆建立了电传导的数学模型和表达式。在这两篇论文中，欧姆由先前根据实验结果推导出的结果，进而提出法则，解释直流电研究的结果，成为欧姆在接下来几年发表完整理论前重要的第一步。
著名的“欧姆定律”发表在1827年的《Die
galvanische Kette, mathematisch bearbeitet》（直流电路的数学研究）中，欧姆在书中完整阐述了他的电学理论，给出了理解全书所需的数学背景知识，提出了电路分析中电流、电压及电阻之间的基本关系。这部着作极大地影响了电流理论和应用的发展，在这本书中首次提出的电学定律也因此被命名为“欧姆定律”，而电阻器中电流与电压的正比关系即电阻的国际单位制也采用为“欧姆”。
虽然欧姆的这本书对电路理论研究和应用影响重大，但是在当时却受到了冷遇，直到1841年最终被皇家学会颁发的科普利奖章（Copley
Medal）所承认。欧姆也在1842年成为皇家学会的一名外国会员，1845年成为巴伐利亚科学学会的正式成员。
是金子总是会发光的，“欧姆定律”的发现和被认识再次证明了这点。
如果做没有受过正规教育而靠做实验取得成功，或者说就是从实验出发来玩物理，那么，这种科学史意义上最优秀的实验主义者出现了。
迈克尔法拉第(英语：Michael
Faraday，1791年9月22日－1867年8月25日），英国物理学家在电磁学及电化学领域做出很多重要贡献，其中主要的贡献为电磁感应、抗磁性、电解。
法拉第出生于英国伦敦。法拉第家的经济状况并不好，他的父亲詹姆士是个铁匠，由于家境贫穷，因此他只好靠自学求取知识。14岁时，他成为书本装订商及销售人乔治雷伯的门生。7年学徒生涯中，他读过大量书籍。在这些大量的阅读之中，法拉第渐渐树立起对科学的兴趣，这其中，又以电学为甚。其科学知识可能主要是在担任另一科学家戴维的助手时所学习而来，因而虽然法拉第不曾受过高等教育，但仍可把汉弗里戴维视为法拉第的指导教授。
1821年，在丹麦化学家汉斯奥斯特发现电磁现象后，戴维和威廉海德渥拉斯顿尝试设计一部电动机，但没有成功。法拉第在与他们讨论过这个问题后，继续工作并建造了两个装置以产生他称为「电磁转动」的现象：由线圈外环状磁场造成的连续旋转运动。他把导线接上化学电池，使其导电，再将导线放入内有磁铁的汞池之中，则导线将绕着磁铁旋转。这个装置现称为单极电动机。这些实验与发明成为了现代电磁科技的基石。但此时法拉第却做了一件不智之举，在没有通知戴维跟渥拉斯顿情况下，擅自发表了此项研究成果。此举招来诸多争议，也迫使他离开电磁学研究数年之久。
1831年，他开始一连串重大的实验，并发现了电磁感应，此发现仍可称为法拉第最大的贡献之一。这个重要的发现来自于，当他将两条独立的电线环绕在一个大铁环，固定在椅子上，并在其中一条导线通以电流时，另外一条导线竟也产生电流。他因此进行了另外一项实验，并发现若移动一块磁铁通过导线线圈，则线圈中将有电流产生。同样的现象也发生在移动线圈通过静止的磁铁上方时。他的展示向世人建立起「磁场的改变产生电场」的观念。此关系由法拉第电磁感应定律建立起数学模型，并成为四条麦克斯韦方程组之一。这个方程组之后则归纳入场论之中。
法拉第并依照此定理，发明了早期的发电机，此为现代发电机的始祖。
1845年他发现了被他命名为抗磁性（diamagnetism）现在则称为法拉第效应的现象：一个线性偏振的光线在经过一物体介质时，外加一磁场并与光线的前进方向对齐，则此磁场将使光线在空间中划出的平面转向。他在笔记本中写下：『我终于在「阐释一条磁力曲线」—或者说「力线」—及「磁化光线」中取得成功。』（"I
have at last succeeded in illuminating a magnetic curve or line of
force and in magnetising a ray of light"）。这个实验证明了光和磁力有所联系。
在对于静电的研究中，法拉第发现在带电导体上的电荷仅依附于导体表面，且这些表面上的电荷对于导体内部没有任何影响。造成这样的原因在于在导体表面的电荷彼此受到对方的静电力作用而重新分布至一稳定状态，使得每个电荷对内部造成的静电力互相抵销。这个效应称为遮蔽效应，并被应用于法拉第笼上。
在法拉第他生涯的晚年，他提出电磁力不仅存在于导体中，更延伸入导体附近的空间里。这个想法被他的同侪排斥，法拉第也终究没有活着看到这个想法被世人所接受。
法拉第也提出电磁线的概念：这些流线由带电体或者是磁铁的其中一极中放射出，射向另一电性的带电体或是磁性异极的物体。
这个概念帮助世人能够将抽象的电磁场具体化，对于电力机械装置在十九世纪的发展有重大的影响。而这些装置在之后的十九世纪中主宰了整个工程与工业界。
因为法拉第并未受过很多正式教育，其数学能力与其他科学家相比显得相对薄弱，只能计算简单的 代数，甚至难以应付三角学。但他是一个很好的实验学家，且懂得使用条理清晰且简单的语言表达他科学上的想法。他的实验成果后来被詹姆斯克拉克麦克斯韦使用，并建立起了现在电磁理论的基础方程式。
他的照片在 1991年至2001年时，被印在20元的英镑纸币上。南极洲的前英国实验室：法拉第气候研究站以他为名，而电容则以法拉作为单位。此外，一莫耳的电子所含的电量（约96485库仑）也称为法拉第常数，让世人缅怀他在电学上无与伦比的贡献。
克里斯蒂安安德烈亚斯多普勒(Christian
Andreas Doppler，1803年11月29日－1853年3月17日），奥地利数学家、物理学家。
多普勒又是一个普通人家的孩子，1803年11月29日出生于奥地利萨尔茨堡的一个石匠家族。曾在维也纳工学院学习。1841年成为布拉格理工学院的数学教授。1850年，多普勒担任维也纳大学物理学院的首任院长。
多普勒于1842年提出了多普勒效应，即：当观测者与波源发生相对运动时，所接收的波的频率会发生变化。这个效应后来通过聆听行进中的火车上演奏的音乐得到证实。多普勒试图用此来解释双星的颜色变化。现在这一效应广泛应用于光学、天文学、气象学、医学诊断和日常生活等诸多方面。
多普勒效应是波源和观察者有相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。远方急驶过来的火车鸣笛声变得尖细（即频率变高，波长变短），而离我们而去的火车鸣笛声变得低沉（即频率变低，波长变长），就是多普勒效应的现象，同样现象也发生在私家车鸣响与火车的敲钟声。
光波的多普勒效应，它又被称为多普勒-斐索效应。因为法国物理学家斐索（Hippolyte
Fizeau，1819~1896年）于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释，指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法。光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化。如果恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。
声波的多普勒效应也可以用于医学的诊断，也就是我们平常说的彩色超音波（彩超）。彩超简单的说就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒，首先说说超声频移诊断法，即D超，此法应用多普勒效应原理，当声源与接收体（即探头和反射体）之间有相对运动时，回声的频率有所改变，此种频率的变化称之为频移，D超包括脉冲多普勒、连续多普勒和彩色多普勒血流图像。彩色多普勒超声一般是用自相关技术进行多普勒信号处理，把自相关技术获得的血流信号经彩色编码后实时地叠加在二维图像上，即形成彩色多普勒超声血流图像。由此可见，彩色多普勒超声（即彩超）既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，实际应用受到了广泛的重视和欢迎，在临床上被誉为“非创伤性血管造影”。
交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的
频率变化的多少就能知道车辆的速度。
光波的多普勒效应和声波的多普勒效应的不同之处在于：光以光速C运行，这时需要考虑狭义相对论带来的效应--相对论性多普勒效应。
至于为什么会有这种不同或原因在那，这导致了光介质--以太--是否存在的争论不休。
又一个物理新领域的大门打开了--“能量”，而且还是个“业余爱好者”开启的。
詹姆斯普雷斯科特焦耳(James
Prescott Joule；1818年12月24日－1889年10月11日），英国物理学家。
焦耳出生于苏格兰一个富有的酿酒师之家。1834年，16岁的焦耳跟随道尔顿学习了两年算术和几何，焦耳在受道尔顿指导期间，于1835年进入曼彻斯特大学就读。毕业后开始参加经营自家的啤酒厂，直到1854年卖出啤酒厂，他在经营上都一直很活跃。
科学开始只是焦耳的一个爱好，直到后来他开始研究用新发明的电动机来替换啤酒厂的蒸汽机的可行性。1838年，他的第一篇关于电学的科学论文被发表在《电学年鉴》（Annals
of Electricity）上。这份学术期刊是由戴维斯的同事威廉斯特金创办和主持的。在1840年，他得出了焦耳定律的公式，本来准备让皇家学会大吃一惊的，可后来发现自己被仅仅当作乡下的业余爱好者。当斯特金在1840年搬到曼彻斯特后，他和焦耳成为了这个城市知识分子的核心。他俩同感，科学和神学应该并且可能整合在一起。焦耳开始在斯特金的皇家维多利亚实践科学讲座上开办讲座。
他后来认识到，在蒸汽机烧1磅煤所产生的热量是在革若夫电池（一种早期的电池）里消耗1磅锌所发出热量的5倍。焦耳对“经济负荷”（economical
duty）的通常标准是，将1磅重量抬升1英尺的能力，即英尺-磅。
然而焦耳的兴趣从有关可以从给定来源提取多少功这样的狭隘的经济问题开始转向，最终到思考能量的可转换性。在1883年他发表了一些实验结果，显示他在1841年所定量化的热效应是因为导体本身的发热，而不是从装置其他部分传来的热量。这个结论对当时的热质说是一个直接的挑战。热质说认为，热量既不能被创造，也不能被销毁。自从被拉瓦锡在1783年提出后，热质说一直是热学领域的主导性的理论。拉瓦锡的影响力再加上尼古拉卡诺自1824年所提出的关于热机的热质理论在实践中的成功，使得既不在学术界又不在工程界的年轻的焦耳看起来前途坎坷。
1843年他在于科克召开的英国科学协会的一次会议的化学分场里宣布了他的“热功当量”的实验和测量结果，迎来的是一片沉默。
尽管遭遇到冷遇，焦耳还是不屈不饶的开始寻找一种纯机械的方法来显示功和热之间的转化。靠迫使水流过穿孔的圆柱，他能够测量到轻微的粘滞加热（viscous
heating）。他测得热功当量为770
ftlbf/Btu（4.14J/cal）。用电学方法和机械方法得到的热功当量值至少在同一数量级上的事实对焦耳来说，是证明热和功的可转化性这一事实的有力证据。
焦耳接着又尝试了第三条路。他测量了压缩空气所产生的热量，得到热功当量的值为823
ftlbf/Btu（4.43J/cal）。这个实验为焦耳的批评者提供了一个最容易的目标发表各种异议，但最后都被焦耳通过聪明的实验设计将预期中那些的反对给解决了。但是他的文章还是被皇家学会拒绝，他不得不改在《哲学杂志》上发表。在这篇文章中，焦耳直截了当地抛弃了尼古拉卡诺和克拉佩龙的热质说。
焦耳的工作也是一个物理实验性方面的，而实验自然涉及测量，测量自然也就涉及定量了。他声称可以将温度的测量精确到1/200（3mK）以内。这个精度在当时的实验物理领域是很不寻常的。最初对焦耳的工作的一些反对是因为他的工作依赖于极端精确的测量。不过焦耳的怀疑者可能忘了焦耳在酿酒方面的经历。而且他还得到测量仪器制作家约翰本杰明丹瑟的大力支持。
1845年，焦耳在英国协会的于剑桥举办的会议上宣读了他的论文“论热功当量”。在这份论文中，他报导了他最著名的实验。通过重物下落时的机械功来转动一个放置于隔热水桶中的带转桨的转轮，转动会使水温升高。由此他测得的热功当量为819ftlbf/Btu（4.41J/cal）。1850年，焦耳发表了一个修正的测量值，772.692
ftlbf/Btu（4.159J/cal）。这个值很接近20世纪初期采用的值，4.1860J/cal。
理论联系实验上，开尔文与焦耳俩人有过富有成果的合作。焦耳进行实验，开尔文分析实验结果并建议进一步的实验。这个合作从1852年持续到1856年，他们的成果中包括有焦耳-汤姆孙效应。关于这个成果的发表论文使得焦耳的研究和分子运动论被广为接受。
简而言之，焦耳在研究热的本质时，发现了热和功之间的转换关系，并由此得到了能量守恒定律，最终发展出热力学第一定律。国际单位制导出单位中，能量的单位——焦耳，就是以他的名字命名。他和开尔文合作发展了温度的绝对尺度。他还观测过磁致伸缩效应，发现了导体电阻、通过导体电流及其产生热能之间的关系，也就是常称的焦耳定律--定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。
时势造牛人，物理学的发展到了一个喷涌发展的时代，新的领域不断得到开拓，热力学之父
--第一代开尔文男爵威廉汤姆森（William
Thomson, 1st Baron Kelvin，1824年6月26日－1907年12月17日），即开尔文勋爵，是一位英国数学物理学家、工程师，也是热力学温标（绝对温标）的发明人。
汤姆森的父亲是一位是皇家贝尔法斯特学术机构的一名数学和工程学教师，汤姆森从小就受到了良好的教育，也表现了初生牛仔的牛劲，汤姆森10岁时，就开始在格拉斯哥大学学习，那是1834年，大学对于学有余力的小学生提供了许多小学阶段的便利设施。然而，10岁却应该是一个典型的玩耍年龄，只不过汤姆森玩得不一般。在校期间，除了他与生俱来的对科学的兴趣，汤姆森对古典学的兴趣也很浓厚。在12岁时，他将萨莫萨塔的琉善的《Dialogues
of the Gods》从拉丁语翻译为英语，并且得了奖。在15岁时，汤姆逊写了一篇散文《Essay
on the figure of the Earth》，获得了天文学课的一等奖，展现出数学分析的资质和创造性。在这篇散文的标题页，汤姆森从亚历山大蒲柏的《Essay
on Man》摘抄了下面的诗句。这些诗句启发汤姆森用科学的力量和方法来理解自然世界：
去，奇妙的生物！向着科学引领之处攀登；
去大地测量，称重空气，并注明潮汐；
给运行的行星指明轨道，
更正老旧的时间，调节太阳的光芒；
傅立叶的理论在那个时代也是被牛人们吵架的热点，汤姆森发表了他的第一篇科学论文（使用假名P.Q.R.）为傅立叶辩护，并通过他的父亲提交到《剑桥数学杂志》。第二篇P.Q.R.论文也随后几乎立刻发表。在17岁时，他写了第三篇更充实的P.Q.R.论文《关于热在均匀固体中的匀速运动以及与电学的数学理论的联系》。
也在17岁时，他进入了在剑桥大学的彼得学院（Peterhouse）学习，四年后汤姆逊毕业，名至“榜眼”（second
wrangler）。他还赢得了史密斯奖，这不像荣誉学位
Tripos
那样通过考试答题获得，而是对原创性研究的认可。据说当时的考官之一
Robert Leslie Ellis
对另一个考官感叹道“你和我都只是适合修补他的笔”。
在21岁时(1845年)，他第一次从数学上发展了法拉第的想法，即电感应是通过中间媒介（或“电介质”）发生的，而不是通过一些不可理解的“超距作用”。他还设计了为电学问题作图的数学技巧，成为解决静电学问题（静止带电体之间的力）的强大工具。部分因为他的鼓励，法拉第在1845年9月进行了研究，进而发现了法拉第效应，确立了光与磁（因而电）现象是相关的。
在22岁时(1846年)，他被任命为格拉斯哥大学自然哲学教授，他穿着学会教授袍在英国最古老的大学之一讲课，而仅仅在几年前他还是其中的一个新生。
在23岁时(1847年)，汤姆逊已经赢得了年轻有为的科学家之声誉。他参加了英国科学促进会在牛津的年会；在那次会议上，他听到詹姆斯普雷斯科特焦耳的一个报告。到目前为止，焦耳多次试图推翻萨迪卡诺和埃米尔克拉佩龙的热质说和在其上建造的热机理论，但都没有成功；焦耳认为，热和机械功可以相互兑换，并且两者在机械上是等价的。汤姆森很感兴趣，但是持怀疑态度。虽然他觉得焦耳的结果需要理论解释，他还是更深地退入到萨迪卡诺-埃米尔克拉佩龙学派中。然而，在接下来的几年中，他却越来越不满卡诺的理论，并开始相信焦耳。于是，物理史上自此开始了两人之间一段卓有成效（虽然主要通过书信）的协作：焦耳进行实验，汤姆逊分析结果并提出进一步的实验。该合作历时1852年至1856年，其成果便是焦耳-汤姆逊效应，有时也被称为开尔文-焦耳效应，而且发表的结果在让焦耳的研究和动力学理论得到普遍接受上起了很大作用。
尽管他和焦耳有过卓有成效的协作，尽管他也不满卡诺的理论，但他最终确定要调和卡诺和焦耳，而这导致了他的广为人知的理论成就--温度的下限，也就是绝对零度。
1848年，由于不满气体温度计只给出了温度的一个操作性的定义，他进一步扩大了卡诺-克拉伯龙的理论。他提出了一种“绝对温标”，其中“单位热量从在该温标下温度为
T 的物体 A，转移到温度为
(T-1) 的物体 B，将给出相同的机械作用（功），无论
T 是多少”。这样的温标将“独立于任何特定物质的物理性质”。通过采用这样的“瀑布”(耳认为瀑布冲下时的能量改变，会稍微增加水的热量与温度。但是在大自然下，还有许多其他的因素会影响水温，所以他没有收获)，汤姆逊假定一个点，将达到在其中没有进一步的热（热量）可以转让，也即1702年Guillaume
Amontons（阿芒顿）曾猜想过的绝对零度。汤姆森使用勒尼奥发表的测量数据来校准他的换算刻度。最终，汤姆逊宣布“热的动力的全部理论建立在两个命题上，分别归功于焦耳以及卡诺和克劳修斯”。接着，汤姆逊给出了第二定律的一种陈述形式：由无生命物质的机构的手段，试图将物体的温度冷却到它周围环境中的最冷温度之下，以获得从物质的任何部分的机械作用，是不可能的。
而今，绝对零度(absolute
zero）是热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值，其热力学温标写成K，等于摄氏温标零下273.15度。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间，所有物质完全没有粒子振动，其总体积并且为零。
汤姆逊发表了超过650篇科学论文，并申请了70项专利（未全部批准）。关于科学，汤姆逊写了以下这段话：在物理科学中学习任何科目的方向的第一个重要步骤，就是找到数值推算和可行的方法测量一些质量与它相连的原则。我常说，当你能测量你所说的事物并以数字表达它时，说明关于这个事物你的确是知道一些的，但是当你无法测量它、无法以数字表达它时，说明你的所知就是贫乏的、难以令人满意的：它可能是知识的开端，但你几乎没有从思想上达到科学的阶段，无论这个事物是什么。
继牛顿之后，再次出现的对物理学影响巨大的牛人被普遍认为是詹姆斯克拉克麦克斯韦（
英语：James Clerk Maxwell，1831年6月13日－1879年11月5日），苏格兰数学物理学家。
麦克斯韦其父是律师，家境殷实。麦克斯韦的母亲承担了他的早期教育。而对于孩子的早期教育在维多利亚时代被认为是家庭妇女的一项职责。他的母亲已经认识到当时尚年幼的麦克斯韦的潜质，他的母亲写到了这种与生俱来的求知欲：他对于门、锁、钥匙这些东西都非常感兴趣。“告诉我它为什么会这样？”一直挂在他的嘴边。
麦克斯韦直到10岁一直住在乡下的庄园，未见世事。他父亲送他去爱丁堡公学就读，他的举止和浓重的口音被他的同学认为非常土气，由于入学第一天时衣着非常粗陋，他被起了难听的绰号，但他似乎并没有因此而怨恨任何人，并默默忍受多年。他在公学前几年的学习成绩并不突出，他也并不十分关注考试成绩，但麦克斯韦的兴趣早已超出学校所要求的范围。
麦克斯韦1847年自爱丁堡公学毕业，进入爱丁堡大学就读。1850年10月，数学造诣已颇深的麦克斯韦离开苏格兰前往剑桥大学。1851年11月，他开始在有“数学伯乐”之称（"senior
wrangler-maker"）的威廉霍普金斯指导下学习。1854年，麦克斯韦自剑桥大学三一学院毕业取得数学学位。
1856年他成为马歇尔学院的教授时，麦克斯韦仅仅25岁，要比其他的教授至少年轻15岁。作为一名系主任，他对列出教学大纲以及准备相关课程方面的工作十分尽职尽责。此时，他专注于解决一个当时已经困扰科学家两百余年的问题：土星环的性质。它能保持稳定而未裂解；并且能在土星周围，既未飘远，又未撞向土星在当时是一个谜团，由于剑桥大学圣约翰学院1857年将其设为亚当奖的悬赏问题，这一问题在当时受到特别关注。麦克斯韦花了两年时间来研究这一问题。他证明如果土星环是固体的话，那么它不会稳定；而如果是气体的话，它也会因为波的作用而裂解。因而，他得出土星环是由有各自环绕土星运动轨道的大量的小颗粒构成的结论。1859年，他因论文《论土星环运动的稳定性》（On
the stability of the motion of Saturn's rings）而获得亚当奖。这篇论文是当时参评论文中将问题论述清楚的唯一一篇，他详实而有力的论述被誉为“在物理学中运用数学的范例之一”。而麦克斯韦的理论预测最终在20世纪80年代旅行者计划中对于土星的观测时被验证。
1860年，马歇尔学院与邻近的阿伯丁国王学院合并成立阿伯丁大学。在合并后，自然哲学教授职位只有一个。麦克斯韦尽管在当时科学界已有一定的声望，仍不得不下岗。而他也没能成功申请爱丁堡大学刚刚出缺的自然哲学教授职位。不过，麦克斯韦还是找到了伦敦国王学院的自然哲学教授的职位又重新上岗。
“人挪活，树挪死。”
麦克斯韦在伦敦国王学院执教的这段时间可能是他整个职业生涯最为高产的一个时期。1860年，他因在色彩学方面的研究而获得皇家学会的伦福德奖章，后于1861年获选进入皇家学会。在这一时期，他展示了世界上第一张耐光的彩色照片，进一步发展了他的气体黏性理论，并发展了能用来分析物理量间关系的量纲分析。麦克斯韦在这一时期尤为重要的成就是他对于电磁学领域研究的推进。在他1861年发表的分为两部分的论文《论物理力线》中，他考察了电场与磁场的性质。在论文中他提出了能用来解释电磁感应现象的理论模型，分子涡流理论。1862年初论文再版时，麦克斯韦又增补了两部分。在增补的第一部分中，他探讨了静电场的性质和位移电流。在增补的第二部分中，他探讨了偏振光的偏振方向会在外磁场作用下发生改变的现象，即法拉第效应。1862年，马克士威利用已有的实验数据通过计算发现，电场传播的速度与当时测得光速非常接近。他认为这不只是一个巧合。在1862年发表《论物理力线》的第三部分中，他写到：“
我们难以回避这一推断，光与同种介质中引起电磁现象的横波具有一致性。”
经过对于这一问题的后续研究，马克士威提出了电磁波方程。这一方程从理论上预言了当时还未发现的，由交变电磁场激发的电磁波的存在。这种波在空间中的传播速度可以通过电学实验结果进行测算。利用当时已得到的实验数值，马克士威得出这一速度为310740000m/s。这与当时阿曼德斐索和莱昂傅科测算的光速数值非常接近。在他1864年发表的论文《电磁场的动力学理论》中，他写到：“
这些结果的一致性似乎表明，光与磁是同一物质的两种属性，而光是按照电磁定律在电磁场中传播的电磁扰动。
”
马克士威方程组的较为完善的形式最早出现在1873年出版的《电磁通论》中。马克士威以四元数的代数运算去表述电磁场理论，并将电磁场的势作为其电磁场理论的核心。1881年，奥利弗黑维塞以“力”取代“势”作为电磁学理论的中心，降低了马克士威理论的复杂程度，并将方程组化为现今所知的形式。他认为以「势」来分析电磁场的方法具有任意性，应当废止。不过运用标量势和向量势来解马克士威方程组是现今通用的解法。
麦克斯韦1879年11月5日因胃癌在剑桥逝世，时年48岁。马克士威的电磁学理论的正确性现在已受公认。而他将光与电磁学理论进行定量联系的创举也被认为是19世纪数学物理最伟大的成就之一。
恩斯特马赫
(Ernst
Mach，1838年2月18日－1916年2月19日），奥地利-捷克物理学家和哲学家。马赫数和马赫带效应因其得名。马赫造就了在19、20世纪颇有影响力的科学哲学。马赫认为科学定律便是试验所得事实概述，造了出来为的就是让人更容易理解复杂的数据。
恩斯特马赫出生于捷克。14岁之前自学在家，之后直接进入高中，在17岁那年到维也纳大学学习。他在维也纳大学学习了数学、物理和哲学，并在1860年得到了物理学博士学位。他早期的作品着眼光学和声学中的多普勒效应。1864年他在格拉茨成为了一名数学教授，1866年又被提名为物理学教授。在此期间里马赫又开始热衷起感觉的生理学。1867年马赫成为了布拉格大学的一名实验物理学教授。他在那里待了28年，一直到回到维也纳。
马赫
(Mach number）是表示速度的量词，又叫马赫数。马赫数的命名是为了纪念奥地利学者恩斯特马赫。一马赫即一倍音速：马赫数小于1者为次音速，马赫数大于5左右为超高音速；马赫数是飞行的速度和当时飞行的音速之比值，大于1表示比音速快，同理，小于1是比音速慢。Ma=U/C，其中U为流速，C为音速。音速为压力波（声波）在流体中传递的速度。
马赫原理是指物体的运动不是绝对空间中的绝对运动，而是相对于宇宙中其他物质的相对运动，因而不仅速度是相对的，加速度也是相对的，在非惯性系中物体所受的惯性力不是“虚拟的”，而是一种引力的表现，是宇宙中其他物质对该物体的总作用；物体的惯性不是物体自身的属性，而是宇宙中其他物质作用的结果。
马赫原理给物理学当时以牛顿为主导的力学基础带来了动摇，引发了震荡。。。。。。
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