물리학은 처음부터 독자적인 학문으로 인정받지 못하였으며, 그 뿌리는 철학에 두고 있다. 2000년이 넘는 꽤 오랜 세월동안 물리학은 자연철학의 범주 안에 있었지만, 1600년대 과학 혁명이 일어나며 실험적,경험적 지식을 취급함으로써 천문학, 지구과학, 화학 등과 함께 별도의 학문으로 탄생한 것이다.
유럽에서 물리학을 의미하는 용어는 "피시스"라는 단어에서 유래하였으며, 이는 고대 그리스어로 "자연"이라는 의미이다.
이것이 파생되어 독일어는 퓌지크(Physik), 영어는 피직스(physics), 불어로는 피지크(physique) 등으로 불리는 것이다. 이것은 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스가 자신이 저술한 <자연학>이라는 책에서 다양한 사물의 움직임에 대해 설명하였고, 그 영향을 받아 서양에서는 물체에 미치는 힘과 운동 등을 탐구하는 과목을 고대 그리스어 "피시스"라는 단어를 따서 부르게 된 것이다. 우리나라, 일본, 중국과 같은 한자 문화권에서는 物(만물 물) 理(다스릴 리)라는 뜻으로 만물의 이치라는 뜻이 되겠다.
인간이 과거에 해왔던 철학적인 질문들을 오늘날 물리학을 통해 답을 구함으로써 물리학은 그 역할을 하고 있다. 그 이유는 물리학이 그 뜻에도 담고 있지만, 물질의 운동과 에너지, 힘 등을 연구하고 시공간에 대한 연구까지 진행하고 있기 때문이다. 이렇게 물리학은 기초 과학의 한 종류로써 그 목표는 우주와 자연이 움직이는 원리를 규명하는 것이기에 가능한 것이다.
물리학을 대표하는 학자로는 오일러, 라그랑주, 데카르트, 아이작 뉴턴 등이 있다.
프랑스 출신으로 수학을 전공하였던 조제프 루이 라그랑주는 모든 자연의 섭리를 수학적 모델을 만들어 수립하고자 하였으며, 이것이 바로 "라그랑주 역학"이다. 현대 물리학에서도 수리 모형은 가설 검증과 예측에 중요한 수단으로 사용되는 중이다. 이러한 학문을 "수리물리학"이라고 하는데, 이것은 갈릴레오 갈릴레이부터 시작된 물리 현상을 수리 모형으로 정립화하려는 시도의 완성이라고 할 수 있다. 또한, 레온하르트 오일러는 지구 주위를 공전하는 달의 위치를 계산하는 알고리즘을 만들었으며, 소피 제르맹은 고무줄과 용수철 등의 탄성에 대한 방정식을 찾아내었다. 르네 데카르트는 직교 좌표계를 도입함으로써 이것은 물리학적으로 큰 의미를 갖는다. 그리고 일반인들에게도 친숙한 아이작 뉴턴의 고전 역학은 눈에 보이는 모든 크기의 물체 운동에 적합한 모형을 제시하였고 이를 토대로 자연을 새롭게 이해할 수 있는 토대가 되었다.
이처럼 1500년대 부터 시작된 과학 혁명으로 위와 같이 많은 사람과 학자들이 물리학 발전에 공헌하였으며, 이러한 노력을 후대 사람들이 더욱 발전시켜 1700년대, 1800년대에 진입하면서 물리학을 뿌리로 열역학, 전자기학과 같은 더 넓은 분야로 확장시키게 된다.
1900년대에 진입하게 되면 물리학은 아주 작은 분야를 연구하는 양자역학과 광활한 우주에 대한 우주물리학의 대두라는 큰 변화의 흐름을 겪게 된다. 양자역학의 출현은 흑체 복사 연구로 부터 비롯되었으며, 우주를 구성하는 것들의 상태에 대한 설명과 패러다임이 변할 수 밖에 없었다.
헤르만 민코프스키는 "민코프스키 시공간"을 도입하면서 시간과 공간(장소)이 기하학적으로 통합된 이론을 발표하여 새로운 개념으로서 다루어지게 되었다. 또한, 알베르트 아인슈타인은 고전 물리학에서 불변량으로 다루어져왔던 장소와 시간은 더이상 불변량으로 다루어지지 않는 상대성 이론을 발표하여 고전역학에서 다루고 있던 절대공간과 절대시간의 의미는 사라졌다.
이에 그치지 않고, 20세기 후반에 물리학은 초끈이론, 통일장 이론, 혼돈 이론과 같은 새로운 이론 물리학 가설들이 생겨 다양한 세부 분야로 세분되고 물리학자들은 더 많은 문제를 해결하기 위해 연구를 지속하고 있다.
특히, 1900년대 초반에 원자·분자·소립자 등 작은 것에 대한 연구를 하는 양자역학이 발전하며 자연 현상은 본질적으로 불확실성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 그리고 시간이 지나 20세기 후반에는 우리의 일상과 밀접한 기상변화 같은 거시의 세상에도 확실성을 예측하는 것은 어려움이 밝혀졌다. 다만 미시 세상의 불확실성과는 그 결이 다소 차이가 있으며, 이것은 초기 조건의 차이가 있기 때문이다. 이는 체리와 같은 작은 것에서부터 천체, 우주와 같은 큰 것에 이르기까지 충분한 초기 조건이 주어진다면 물체가 보이는 운동을 설명하고 예측할 수 있다는 고전 역학의 세계관이 깨지게 되었음을 의미한다.
물리학은 어쩌면 인류가 도구를 사용하기 시작했을 때부터 우리 생활의 여러 면에서 이용되어 왔다. 물건을 운반하기 위해선사 시대부터 바퀴, 지레, 빗면, 도르래와 같은 단순 기계들을 이용하여 여러 도구를 만들고 집을 짓는 등 우리 생활에 필요한 분야에 응용했다. 또한, 하늘을 관찰하여 이를 땅과 나무, 돌에 새기기도 하고 이러한 지식을 문자를 통해 기록하여 후대에게 전수하고 계승해왔다. 그 중 물리학이 본격적인 학문으로 구축된 계기는 고대 그리스의 자연 철학이라고 볼 수 있다.
중세 시기에도 인류의 삶을 더욱 증진시키기 위한 물리학자들의 노력은 계속 되었다. 이탈리아의 과학자 갈릴레오 갈릴레이는 관찰과 실험을 통해 인류에 유용한 지식과 노하우를 발견하였고, 이를 수학적 모형으로 정립하기 까지 하였다. 이와 유사하게, 1100년대 알 하이탐으로 대표되는 이슬람 세계의 과학자들은 경험을 토대로 관찰하고 기록하여 자연 현상을 설명하고 과학적 방법의 토대를 마련하였다. 결론적으로, 중세 르네상스 시대 유럽의 다양한 학자들은 고대 그리스 시대의 지식을 재발견하면서도 이슬람 과학자들의 실험적 방법의 중요성을 깨닫게 된 시대였다.
이런 과정을 거쳐 오늘날에 이른 물리학은 여러가지 세부 학문으로 분류된다. 실험으로 이론을 검증하는 실험물리학과 자연 현상을 해석하는 이론을 정립하고 관찰하는 목적물에 따라 기본입자의 존재를 입증하려는 입자물리학이나, 블랙홀 현상과 천체에 관하여 탐구하는 천체물리학으로 분류되기도 하고, 광학과 전자기학 역학과 같은 특정한 분야별로 분류하여 명명되기도 한다. 그리고, 현대 물리학은 화학, 생물학, 지구과학 등 여러 분야의 학문들과도 융합하여 연구가 활발히 이루어지고 있다.
