Innan Galileo och Newton började låsa upp universumets hemligheter var vår förståelse för allting i det nästan helt frånvarande.

Det fanns ingen vetenskapligt trovärdig förklaring till något av fenomenen i nattskyen och ingen verklig förståelse för någon naturkraft.

Kort sagt var vi folket i spel av troner men utan drakarna och magikerna och zombierna.

Men istället för att spendera tusentals år byggande stora väggar istället för att uppfinna saker har vi använt fysikens disciplin för att ge svar på många av existensens mysterier och med den kunskapen har mänskligheten uppnått otroliga saker.

Från att driva den industriella revolutionen för att gnista den elektriska eran och låsa upp stjärnans hemligheter har fysiken underbyggt vårt tekniska äventyr i det 21: a århundradet.

1. Newtons lagar om rörelse

Innan Isaac Newton kom vår förståelse av hur objekt rörde sig i universum kom från de forntida grekerna. Varför faller föremål till jorden? Aristoteles trodde att det kan bero på att föremål längtade efter att vara förenade med marken. Och varför bromsar de när du sätter dem i rörelse? Eftersom de blir trötta, naturligtvis.

Newtons oändligt mer avancerade lagar om rörelse publicerades först i hans legendariska Principia år 1687, mer än 2000 år efter Artistotles död. I det, inte bara för första gången, beskrev han definitivt gravitationskraften som styr rörelsen av himmelska föremål som kometer, stjärnor och planeter, men också beteenden hos viktigare jordbundna föremål som krigsfartyg, kanonkulor, byggnader och ... päron.

1: a lag:

Ett objekt är antingen i vila eller rör sig med konstant hastighet, såvida inte den påverkas av en yttre kraft.

Andra lagen:

En objekts acceleration är direkt proportionell mot, och i samma riktning som, nätkraften verkar på den och omvänt proportionell mot dess massa. Således F = ma.

Tredje lagen:

När ett objekt utövar en kraft på en annan utövar den andra kroppen samtidigt en kraft som är lika stor och motsatt i riktning mot den hos den första.

Newtons tre lagar om rörelse stimulerade slutligen den industriella revolutionen från 18 och 1900-talet. Maskiner som nu drivs enligt väldefinierade och förstådda lagar - ånglok lokaler, fabriker och maskinverktyg var alla utformade och utformade med hjälp av nytonsk vetenskap.

Hans matematik var också medverkande i konstruktionen av de första skyskraporna - den andra lagen kan användas för att beräkna alla krafter som verkar på varje kvadratiskt tum av varje tegel i ditt hus. Den tredje lagen, under tiden, är nyckeln till förståelse av jetframdrivning som fortfarande är vårt enda sätt att komma in i rymden.

2. Faradays lag

Om gravitationen var den första kraften i universum att verkligen bemästra sig, var den andra något du använder just nu - den enhetliga kraften av elektricitet och magnetism som kallas elektromagnetism.

Under årtusenden hade människor observerat stormen och skräcken av blixtstormar i molniga himlen. Gamla paranoida civilisationer trodde att arga, grymma gudar var ansvariga för blixtbultar, och det var inte förrän 1900-talet som vi lärde oss att utnyttja denna kraft på jorden.

Michael Faraday, en kändisforskare som Brian Cox eller Neil deGrasse Tyson idag, gav känt droppvisningar av statisk elektricitet och mer på Royal Society i 19th Century London.

Hans stora bidrag till den moderna civilisationen var genom det som blev känt som Faradays lag - upptäckten av induktion. I huvudsak är det insikten att om du placerar en ledning i ett magnetfält och flyttar det, trycker magnetfältet elektronerna i ledningen för att skapa en elektrisk ström. Elmotorn föddes på plats, och el förstod som ett användbart verktyg för första gången.

"Varje förändring i en tråds magnetiska miljö kommer att ge en spänning i den."

Denna omvandling av elektricitet från en nyfikenhet till en kraftfull ny teknik lagde grunden för den elektriska revolutionen som följde och förändrade alla aspekter av mänskligt liv i den utvecklade världen. Det gjorde det möjligt för Nikola Tesla och andra att spela med tidiga glödlampor, låsa upp kraften i konstgjort ljus. Det kombinerades spektakulärt med Newtons fysik för att skapa vattenkraftverk. Det möjliggjorde skapandet av varje enskild elektrisk gadget som någonsin har uppfunnits.

Telefoni var en av de mest omedelbara och transformativa följderna av denna tid. Det möjliggjorde fjärrkommunikation i form av telegram och senare telefoner, en teknik som skulle gå trådlöst tack vare James Clerk Maxwells elektromagnetiska vågor ...

3. Maxwells ekvationer

Michael Faraday kunde aldrig fullt utveckla och slutföra sitt arbete med elektricitet och magnetism, så det blev kvar till James Clerk Maxwell 1862 för att möjligen göra den viktigaste upptäckten i hela vetenskapen.

Maxwells ekvationer beskriver förhållandet mellan elektricitet och magnetism på matematikens språk. Han funderade på att de måste vara nära besläktade fenomen, och upptäckte att de kunde kombinera för att skapa oscillerande vågor. Han använde banbrytande vetenskap av åldern för att beräkna hastigheten på dessa vågor och till allas förvåning, det var exakt ljusets hastighet. Han insåg att detta inte var någon tillfällighet, att ljuset själv är en oscillerande elektromagnetisk våg.

Detta arbete lagde grunden för, bland en miljon andra saker, en stegförändring inom medicinsk diagnostik, vilket möjliggjorde sådana otroliga maskiner som X-strålar och senare PET-skanningar och MR-maskiner. Genom att förstå hur elektromagnetismen fungerade kunde han lägga den i händerna på de som följde.

4. Termodynamikens andra lag

Också känd som entropins lag, och framför allt uttryckt av fransmannen Sadi Carnot 1824, är detta ett område av fysik som de flesta vet mycket bra utan att ens behöva tänka på det. Det hänger på det faktum att över tiden kommer skillnader i temperatur och andra typer av energi alltid att minska till ett tillstånd av termodynamisk jämvikt.

"Entropin för ett isolerat system som inte är i jämvikt tenderar att öka över tiden och närmar sig ett maximalt värde vid jämvikt."

Med andra ord är det därför du blir kall när du går ut i snön. Detta är en lag som så småningom kommer att stava universums värmdöd, och det är en av de främsta orsakerna till att du lägger kläder på denna morgon.

Förstå fysiken hos dessa processer ledde till uppfinningen av världsändrande teknik, såsom kylning. Utan kylning skulle vi vara utan färska livsmedel och organtransplantationer. Samma princip reglerar användningen av kylflänsar för att släppa värme bort från heta mikrochips i våra datorer. Mmmm mikrochips.

5. Atomteori

Vår förståelse av byggnadsblocken av materia - atomer - kom fram till nästa tekniska ålder. Datorn åldras.

Utan tvekan var den mest imponerande uppfinningen från denna vetenskap den ödmjuka transistorn i början av 1900-talet. Utan transistorer är det mycket tveksamt att vi skulle ha datorer, smartphones eller andra elektroniska enheter något som vi ser idag.

Transistorer är gjorda av halvledande material och används för att styra rörelsen av elektroner genom en krets. De första elektroniska enheterna som använder transistorer var tidiga radioer - dessa första verkligen trådlösa kommunikationssystem kommunicerade med varandra med hjälp av ljusvågor med längsta våglängden i det elektromagnetiska spektrat - radiovågor.

Denna transistorteknik anpassades mycket snabbt och användes för att ersätta primitiva vakuumrör i de första datorerna, vilket drastiskt minskade storleken, vikten och väsentligen bekostnaden av att bygga dem.

Den första silikontransistorn skapades senare 1954 av Texas Instruments, som satte i bruk datornåldern. Silikon var ett idealiskt material på grund av dess överflöd i universum såväl som dess halvledande egenskaper. Genom att packa massor av transistorer på ett stycke kisel kunde datorer plötsligt göra stora antal beräkningar på nolltid alls.

Moores lag hänför sig till förutsägelsen av Intels Gordon E Moore att antalet transistorer på integrerade kretsar av en viss storlek skulle fördubblas vartannat år, vilket effektivt fördubblar beräkningskraften. Intels nuvarande Haswell-dataplattor använder transistorer som bara är 22nm över - mycket mindre än bredden på ett mänskligt hår - vilket möjliggör billigare produktion, fler och snabbare simultana beräkningar och bättre driftseffektivitet.

Moores lag kommer till slut att misslyckas - transistorer kommer att vara så små att de blir drabbade av quantumvärldens bisarra verklighet och kommer sålunda att ha nått sin optimala storlek.

6. Kvantteori

Kvantmekanik är ett område med grundläggande fysik som behandlar det naturliga fenomenet som uppträder vid de minsta möjliga vågorna. Vi har haft ett handtag på kvantvärlden i över 100 år, men vi börjar bara göra fantastiska saker med det.

Einsteins jives kan förklara hur gravitationen bildar universum, men säger ingenting om de till synes ointuitiva sätten på vilka atomer och subatomära partiklar interagerar med universum och varandra.

Din sat nav är en enhet som helt enkelt inte skulle existera utan denna förståelse av kvantfysik. Det globala positioneringssystemet kräver förmåga att berätta tiden med en noggrannhet på en miljardthedel, och för detta måste vi använda atomur.

Hur atomklockor fungerar

Inom atomklockor är cesiumatomer, en sällsynt metall. Elektronerna i cesiumatomer är gjorda för att hoppa upp till en högre energinivå bort från kärnan. När de faller ner, avger de en ljusfot. Dessa ljusstrålar pulsar 9 miljarder gånger varje sekund, var och en spelar rollen som ett fäst i den andra atomen.

En GPS-modul beräknar sin position genom att triangulera tidskoderna från satelliter i omloppsbana vid kända avstånd över huvudet. Även en minuscule felaktighet med någon av dessa tidkoder skulle kasta systemet i den utsträckning att det blir helt värdelöst. Kort sagt, utan förståelse för kvantvärlden skulle global positionering vara omöjlig.

Och vad sägs om din Blu-ray-spelare? Lasrarna inuti den är också en produkt av kvantvetenskap. De arbetar genom att stimulera elektronerna som omger atomer i en gas, som sedan sänds som ljusfotoner.

Lasrar är fantastiska och används för allt manor av saker i modern tid, allt från att läsa data från optiska skivor till piratkopieringsvapen och även stimulans av fusionsreaktioner i experimentella kraftverk där fysiker försöker låsa upp potentialen i Einsteins berömda ekvation e = mc2. De vill frigöra stjärnornas kraft.

Fusionskraften kommer en dag att låsa upp nära oändliga mängder ren energi, vilket möjligen möjliggör nästa stora era i mänsklig strävan.

7. En kvant framtid

Medan vi har utnyttjat kvantvetenskap redan, har detta område av fysik utan tvivel ännu givit majoriteten av sina hemligheter. Tiden kommer när framtida människor ser tillbaka på vår förståelse av universum och snigger om hur lite vi visste. Kort sagt är vi fortfarande folket i spelet av troner.

Quantum har befogenhet att förändra världen på ett liknande sätt som Newtons rörelseslagar startade den industriella revolutionen.

Kärnmekanismens hjärta är den kontraintuitiva idén att subatomära partiklar kan ligga på mer än ett ställe samtidigt. Denna grundläggande naturlag används för att designa kvantdatorer - datorer som är kraftfullare än din bärbara dator av många storleksordningar.

Medan nuvarande datorer använder bitar i form av 0s och 1s, använder kvantprocessorer kvantbitar (qubits) som kan vara 1s och 0s och allt annat, allt samtidigt. Så när du letar efter svaret på ett problem, kommer det inte att försöka de möjliga svaren i följd och ta en miljon år, det ska bara beräkna alla möjliga svar på en gång och välja den bästa.

Bara en av kvantums tidiga fördelar har varit kvantkryptering. Eftersom själva akten att observera en kvantpartikel kommer att förändra den (observatörseffekten) kan detta användas för att garantera säker informationsutbyte över internet. Om du till exempel kodar antingen en 1 eller en 0 på en ljusfoton och skickar den till en vän, om en tredje part skulle avlyssna och se den informationen, skulle de väsentligen ändra den, varna dig och din vän.

Banker och underrättelsetjänster använder redan denna form av kvantkryptering, men i framtiden kan alla digitala värdepapper kringgå.

Andra användningsområden? Använd din fantasi. Bild en kvanteprocessor i PlayStation 26, vilket möjliggör AmazingD photorealisitc-grafik.

Quantum dots är redan fodrade upp för att leda laddningen i kriget mot cancer, kvantklyvning kan leda till utveckling av fantastiska solpaneler eller snabbare än lätt kommunikation.

Nanoteknik i sig kan helt förändra hur vi tränar medicin, utforska universum och leva våra liv dagligen.

Vi på TechRadar tänker på en avkopplande framtid där vi kan använda en stor kvantdator för att simulera ett oändligt antal apor för att skriva våra sidor för oss. Monkey recensioner! Framtiden kommer att bli en underbar plats.

Illustrationer av Jane Wan

Gillade detta? Läs mer:

  • 10 mindblowing använder för den världsföränderliga substansen som aldrig var
  • Samsung vs LG: den fantastiska historien bakom den största rivaliteten i tech
  • 10 fantastiska material som kan förvandla vår teknik