Естественные науки претерпели различные достижения в Золотой век ислама (примерно с середины 8-го до середины 13-го веков), добавив ряд новшеств в Передача классики (например, Аристотель, Птолемей, Евклид, Неоплатонизм ). В этот период исламское богословие побуждало мыслителей находить знания. Среди мыслителей этого периода были аль-Фараби, Абу Бишр Матта, Ибн Сина, аль-Хасан ибн аль-Хайсам и Ибн Баджах. Эти работы и важные комментарии к ним были источником науки в средневековый период. Они были переведены на арабский, lingua franca того периода.
Исламская наука унаследовала аристотелевскую физику от греков и во время Золотого века ислама развила ее дальше. Однако исламский мир с большим уважением относился к знаниям, полученным в результате эмпирических наблюдений, и считал, что вселенная управляется единым набором законов. Использование ими эмпирических наблюдений привело к формированию грубых форм научного метода. Изучение физики в исламском мире началось в Ираке и Египте. Области физики, изучаемые в этот период, включают оптику, механику (включая статику, динамику, кинематику и движение ) и астрономия.
Исламская наука унаследовала аристотелевскую физику от греков и во время Золотого века ислама развил его дальше, особенно делая упор на наблюдение и априорное рассуждение, развивая ранние формы научного метода. В аристотелевской физике физика считалась более низкой, чем демонстративная математическая наука, но с точки зрения более широкой теории познания физика была выше, чем астрономия; многие из принципов берут начало в физике и метафизике. Согласно Аристотелю, основным предметом физики было движение или изменение; это изменение было связано с тремя факторами: лежащими в основе вещами, лишением и формой. В своей «Метафизике» Аристотель считал, что Неподвижный Движитель ответственен за движение космоса, которое неоплатоники позже обобщили, поскольку космос был вечным. Аль-Кинди выступал против идеи вечности космоса, заявляя, что вечность мира приводит к абсурду иного рода, включающему бесконечность; Аль-Кинди утверждал, что космос должен иметь временное происхождение, поскольку пересечение бесконечности невозможно.
Один из первых комментариев Аристотеля Метафизика принадлежит Аль-Фараби. В «Цели метафизики Аристотеля » аль-Фараби утверждает, что метафизика не специфична для естественных существ, но в то же время метафизика более универсальна, чем естественные существа.
Одна область физики, оптика, быстро развивалась в этот период. К девятому веку появились работы по физиологической оптике, зеркальным отражениям, геометрической и физической оптике. В одиннадцатом веке Ибн аль-Хайсам не только отверг греческую идею о зрении, но и предложил новую теорию.
Ибн Сахл (ок. 940-1000), математик и физик, связанный с судом Багдада, в 984 г. написал трактат «Горящие зеркала и линзы», в котором изложил свое понимание того, как изогнутые зеркала и линзы согните и сфокусируйте свет. Ибн Салу приписывают открытие закона преломления, который теперь обычно называют законом Снеллиуса. Он использовал этот закон для определения форм линз, фокусирующих свет без геометрических аберраций, известных как анакластические линзы.
Ибн аль-Хайтам (известные в Западной Европе как Альхасен или Альхазен) (965 - 1040 ), которого часто называют «отцом оптики» и пионером научного метода, сформулировал «первый всеобъемлющий и систематический альтернатива греческим оптическим теориям ». В своей «Книге оптики» он постулировал, что свет отражается от разных поверхностей в разных направлениях, вызывая тем самым разные световые сигнатуры для определенного объекта, который мы видим. Это был другой подход, чем тот, который ранее предполагали греческие ученые, такие как Евклид или Птолемей, которые считали, что лучи испускаются от глаза к объекту. и обратно. Аль-Хайтам, с помощью этой новой теории оптики, смог изучить геометрические аспекты теорий зрительного конуса, не объясняя физиологию восприятия. Также в своей «Книге оптики» Ибн аль-Хайтам использовал механику, чтобы попытаться понять оптику. Используя снаряды, он заметил, что объекты, поражающие цель перпендикулярно, оказывают гораздо большую силу, чем снаряды, поражающие под углом. Аль-Хайтам применил это открытие к оптике и попытался объяснить, почему прямой свет вредит глазу, потому что прямой свет приближается перпендикулярно, а не под косым углом. Он разработал камеру-обскура , чтобы продемонстрировать, что свет и цвет от разных свечей могут проходить через одну апертуру по прямым линиям, не смешиваясь в апертуре. Его теории были переданы на Запад. Его работа повлияла на Роджера Бэкона, Джона Пекхэма и Вителло, которые основывались на его работе и в конечном итоге передали ее Кеплеру.
Таки ад-Дину. попытался опровергнуть широко распространенное мнение, что свет излучается глазом, а не наблюдаемым объектом. Он объяснил, что, если бы свет исходил из наших глаз с постоянной скоростью, нам потребовалось бы слишком много времени, чтобы осветить звезды, чтобы мы могли их увидеть, пока мы все еще смотрим на них, потому что они находятся так далеко. Следовательно, освещение должно исходить от звезд, чтобы мы могли видеть их, как только откроем глаза.
Исламское понимание астрономической модели было основано на греческой системе Птолемея.. Однако многие ранние астрономы начали сомневаться в этой модели. Это не всегда было точным в своих предсказаниях и было слишком сложным, потому что астрономы пытались математически описать движение небесных тел. Ибн аль-Хайсам опубликовал «Аль-Шукук ала Батиамюс» («Сомнения в отношении Птолемея»), в котором изложил его многочисленные критические замечания по поводу парадигмы Птолемея. Эта книга побудила других астрономов разработать новые модели для объяснения небесного движения лучше, чем Птолемей. В Книге оптики аль-Хайсама он утверждает, что небесные сферы не были сделаны из твердой материи и что небеса менее плотны, чем воздух. Аль-Хайтам в конце концов приходит к выводу, что небесные тела подчиняются тем же законам физики, что и земные тела. Некоторые астрономы тоже строили теории о гравитации: аль-Хазини предполагает, что гравитация, которую содержит объект, зависит от его расстояния от центра Вселенной. Центр Вселенной в данном случае относится к центру Земли.
Джон Филопон отверг аристотелевский взгляд на движение и утверждал, что объект приобретает склонность к движению, когда на него воздействует движущая сила. В одиннадцатом веке Ибн Сина примерно принял эту идею, полагая, что движущийся объект обладает силой, которая рассеивается внешними факторами, такими как сопротивление воздуха. Ибн Сина проводил различие между «силой» и «наклоном» (называемым «майл»), он утверждал, что объект приобретает силу, когда объект находится в оппозиции своему естественному движению. Поэтому он пришел к выводу, что продолжение движения связано с наклоном, передаваемым объекту, и этот объект будет находиться в движении до тех пор, пока майл не будет израсходован. Он также утверждал, что снаряд в вакууме не остановится, если на него не воздействовать. Эта концепция движения согласуется с первым законом движения Ньютона, инерцией, который гласит, что движущийся объект будет оставаться в движении, если на него не действует внешняя сила. Эта идея, расходившаяся с аристотелевской точкой зрения, была в основном отвергнута, пока не была описана как «импульс» Иоанном Буриданом, на которого, возможно, оказал влияние Ибн Сина.
В Абу Райнане аль-Бируни текст «Тени» он признает, что неравномерное движение является результатом ускорения. Теория майла Ибн-Сины пыталась связать скорость и вес движущегося объекта, эта идея очень напоминала концепцию количества движения. Теория движения Аристотеля утверждала, что постоянная сила производит равномерное движение, Абу'л-Баракат аль- Багдади противоречил этому и разработал свою собственную теорию движения. В своей теории он показал, что скорость и ускорение - две разные вещи, а сила пропорциональна ускорению, а не скорости.
Ибн Баджах предположил, что для каждой силы всегда есть сила реакции. Хотя он не указал, что эти силы равны, это все еще ранняя версия третьего закона движения, который гласит, что для каждого действия существует равное и противоположное противодействие.