- Des mouvements d'objets (météorites, projectiles, ...) ou de la mer et des étoiles (les observations des marins lors de leurs traversées),

- Des mouvements de la surface de l'eau (vaguelettes circulaires, Christian Huygens et la représentation des ondes lumineuses),

- Des matériaux (et leurs usages) : minéral (construction, art,...), animal ou végétal (outils, cordes, fils, vêtements, papyrus, papier...), métal (outils),...

Ainsi que des propriétés de ces matériaux : couleurs, transparence, effet miroir, transferts thermiques (chaleur et "froid"), combustions, transformations,...,

 Exemple : en Chine, à l'époque de la dynastie Han, du papier a été fabriqué. En 1719, dans un mémoire présenté à l'académie, Réaumur pressentait, après avoir étudié de près les nids de guêpe, l’usage que l’on pouvait faire de la fibre de bois pour fabriquer du papier.

- De la lumière traversant différents milieux comme de l'obscurité, du brouillard (Isaac Newton et la décomposition de la lumière par un prisme),

- Par ses nombreuses formes et apparences la nature favorise l'inspiration humaine.

Ces phénomènes naturels ont aussi stimulé la réflexion, l'utilisation de représentations et symboles (tracés et écritures, d'où l'importance de supports pour l'écriture). L'expérimentation et des représentations sont souvent utilisées, des livres sont écrits dès l'antiquité (les volumes d'Euclide) et conservent des connaissances. La compréhension qu'il existe un ordre et une organisation dans la nature, des LOIS expliquant ou décrivant de nombreux phénomènes (→Les LOIS physiques), et donc le développement des sciences, ont été ainsi favorisés depuis des siècles. 

En Europe par exemple, un tournant important pour les Sciences physiques et la chimie s'opère à partir du XVII^e siècle :

- Au XVII^e siècle : observations astronomiques de Galilée (lentille et lunette), Académies des Sciences, Loi de la gravitation universelle de la matière (toutes les masses s'attirent : cette force, qui décroit quand augmente la distance d entre les deux masses qui s'attirent, est proportionnelle à 1/d² ) et Lois du mouvement d'Isaac Newton (on détermine des trajectoires de systèmes matériels : projectile, comète, astre,...), 

- Au XVIII^e siècle : Lavoisier fonde la chimie moderne (au sujet de la matière et des transformations des éléments chimiques, suite à ses expériences avec pesées des masses, il conclut : "rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme"), Jean Le Rond d'Alembert établit et résoud l'équation de propagation pour les cordes vibrantes (∂²y/∂x² - (1/c²).∂²y/∂t² = 0), Charles-Augustin Coulomb détermine la loi d'attraction de deux charges électriques, cette force électrostatique est proportionnelle à 1/d²  où d est la distance entre les deux charges), Léonard Euler calcule l'orbite de la planète Uranus, James Watt perfectionne la machine à vapeur, c'est la période de la première révolution industrielle, 

- Au XIX^e siècle : les chimistes ont beaucoup expérimenté durant ce siècle (utilisation de modèles atomiques en "boules"), théorie ondulatoire de la lumière de Fresnel, théorie de l'électromagnétisme de Maxwell (existence de champs électriques ou magnétiques "emplissant" l'espace, la lumière est interprétée comme une onde→équation de propagation). On découvre l'électron : l'électron est la particule matérielle constituant le courant circulant dans les fils métalliques des circuits électriques mais c'est aussi un des principaux constituants de la matière ordinaire.

On développe au XIX^e siècle la thermodynamique : étude de l'énergie (thermique, mécanique,...), notamment le premier principe est un principe de conservation de l'énergie, l'énergie se transforme mais ne "disparaît" pas et n'est pas créée à partir de rien. C'est aussi la période de la seconde révolution industrielle avec de nombreux développements techniques (machines à vapeur et électricité notamment).

Note importante : le développement des mathématiques (déjà avec Thalès, Pythagore et Euclide en Grèce antique) a contribué à l'élaboration de modèles et théories utilisées en sciences physiques, citons par exemple les mathématiciens Léonard Euler au XVIII^e siècle, Bernhard Riemann, Jean Baptiste Joseph Fourier, Henri Poincaré,....

Les mathématiques sont un langage, la nature inspire par ses nombreuses formes géométriques (organisation, régularités). 

   e^iπ = - 1

i² = -1

Φ² = Φ+1 

Au début du XX^e siècle les transformations sont profondes : on apporte des preuves de l'existence de l'atome et on découvre son noyau, ainsi que l'importance du vide de matière dans l'atome (le volume des particules constituant l'atome est extrêmement petit par rapport au volume de l'atome). Albert Einstein élabore la théorie de la relativité restreinte (qui bouleverse notre conception du temps, de l'espace, de la matière et de l'énergie→ E=mc² ) puis la relativité générale (théorie sur l'attraction gravitationnelle et la géométrie de l'espace-temps, cette théorie permet de se représenter des histoires possibles pour l'Univers et de lui donner un âge en s'appuyant sur des observations astronomiques). Einstein confirme l'aspect corpusculaire de la lumière (le photon), les physiciens estiment que la lumière n'est pas de la matière et n'a pas de masse. L'Univers est mieux compris : le prêtre catholique Georges Lemaître, en utilisant la relativité générale, montre que l'expansion de l'Univers est théoriquement possible, Edwin Hubble découvre que l'univers s'étend au delà de notre voie lactée où existe d'autres galaxies et que les galaxies s'éloignent les unes des autres (Loi de Hubble v=Hxd).

 L'étude des particules de l'atome conduit à la physique quantique : Louis De Broglie montre l'aspect ondulatoire de certaines particules, en effet des phénomènes d'interférences et diffraction de particules matérielles existent, en 1926 Erwin Schrödinger donne son équation (HѰ = iℏ ∂Ѱ/∂t), la physique quantique bouleverse notre conception du monde microscopique, par exemple on abandonnera la notion de trajectoire pour des particules assez petites.

Notes. Ce n'est plus de l'histoire des sciences mais il faut souligner ici que les découvertes scientifiques et techniques, comme vous le savez probablement, n'ont pas toujours été utilisées pour la paix et l'amélioration des conditions de vie, le XX^e siècle et ses nombreuses découvertes techniques est un exemple de période emplie de conflits et violences. Il faut noter que la vie de nombreux scientifiques a été bouleversée par des conflits, par exemple certains scientifiques ont du fuir leur pays de naissance. 

XX^e siècle et XXI^e siècle : après ses débuts, la physique quantique va évoluer en une théorie fondamentale incluant la relativité restreinte et deviendra la physique quantique des champs. La physique quantique des champs décrit notamment les chocs ou interactions des particules fondamentales (par exemple dans les grands accélérateurs→CERN), cette théorie qui utilise différents champs emplissant l'espace, est aussi utile pour comprendre l'histoire de l'Univers a ses débuts (lorsque la densité d'énergie peut être très élevée).

Une difficulté, encore non résolue actuellement, même si des progrès importants ont été réalisés, est de concilier relativité générale et physique quantique, notamment pour étudier des domaines physiques très petits et très denses en énergie comme les trous noirs ou l'Univers à ses premiers instants (→ théorie des cordes, théorie des boucles, gravité entropique, ... théorie quantique de la gravité). 

Références  :

Auteurs scientifiques (et ouvrages) : Etienne Klein, Jean-Pierre Luminet, Trinh Xuan Thuan (la plénitude du vide : cosmologie), Murray Gell-mann (Le Quark et le Jaguar : physique quantique des champs), ...

Revues scientifiques : Sciences&Vie, Sciences et Avenir, La recherche, etc

Vidéos : voyage au pays de maths (ARTE), ScienceClic, etc

A visiter : Musée des Arts et métiers, Palais de la découverte et cité des sciences à Paris.