История науки охватывает развитие науки с древнейших времен до наших дней . Она охватывает все три основные отрасли науки : естественную , социальную и формальную . [1] Протонаука , ранние науки и естественные философии, такие как алхимия и астрология в бронзовом веке , железном веке , классической античности и Средних веках, пришли в упадок в ранний современный период после создания формальных дисциплин науки в эпоху Просвещения .
Самые ранние корни науки можно проследить в Древнем Египте и Месопотамии около 3000-1200 гг. до н. э . [2] [3] Вклад этих цивилизаций в математику , астрономию и медицину повлиял на позднюю греческую натурфилософию классической античности , в которой были предприняты формальные попытки дать объяснения событиям в физическом мире на основе естественных причин. [2] [3] После падения Западной Римской империи знание греческих концепций мира ухудшилось в латиноязычной Западной Европе в течение первых столетий (400-1000 гг. н. э.) Средних веков [4] , но продолжало процветать в грекоязычной Византийской империи . Благодаря переводам греческих текстов эллинистическое мировоззрение было сохранено и усвоено арабоязычным мусульманским миром во время исламского Золотого века . [5] Восстановление и ассимиляция греческих трудов и исламских исследований в Западной Европе с 10 по 13 век возродили изучение естественной философии на Западе. [4] [6] Традиции ранней науки также развивались в Древней Индии и отдельно в Древнем Китае , китайская модель оказала влияние на Вьетнам , Корею и Японию до западных исследований . [7] Среди доколумбовых народов Мезоамерики цивилизация сапотеков создала свои первые известные традиции астрономии и математики для создания календарей , за ними последовали другие цивилизации, такие как майя .
Натурфилософия была преобразована во время научной революции в Европе 16-17 веков, [8] [9] [10] поскольку новые идеи и открытия отошли от предыдущих греческих концепций и традиций. [11] [12] [13] [14] Возникшая Новая Наука была более механистической в своем мировоззрении, более интегрированной с математикой и более надежной и открытой, поскольку ее знания основывались на недавно определенном научном методе . [12] [15] [16] Вскоре последовало еще больше «революций» в последующие столетия. Например, химическая революция 18 века ввела новые количественные методы и измерения для химии . [17] В 19 веке в центре внимания оказались новые перспективы, касающиеся сохранения энергии , возраста Земли и эволюции . [18] [19] [20] [21] [22] [23] А в 20 веке новые открытия в генетике и физике заложили основы для новых субдисциплин, таких как молекулярная биология и физика элементарных частиц . [24] [25] Более того, промышленные и военные проблемы, а также растущая сложность новых исследовательских проектов открыли эру « большой науки », особенно после Второй мировой войны . [24] [25] [26]
Природа истории науки является предметом споров (как, по сути, и определение самой науки). Историю науки часто рассматривают как линейную историю прогресса [27], но историки пришли к выводу, что эта история более сложна. [28] [29] [30] Альфред Эдвард Тейлор охарактеризовал периоды упадка в развитии научных открытий как «периодические банкротства науки». [31]
Наука — это человеческая деятельность, и научный вклад внесли люди из самых разных слоев общества и культур. Историки науки все чаще рассматривают свою область как часть глобальной истории обмена, конфликта и сотрудничества. [32]
Отношения между наукой и религией по-разному характеризовались терминами «конфликт», «гармония», «сложность» и «взаимная независимость» и другими. События в Европе, такие как дело Галилея начала XVII века, связанные с научной революцией и эпохой Просвещения , привели таких ученых, как Джон Уильям Дрейпер, к постулированию ( около 1874 г. ) тезиса о конфликте , предполагающего, что религия и наука находились в конфликте методологически, фактически и политически на протяжении всей истории. «Тезис о конфликте» с тех пор утратил популярность среди большинства современных ученых и историков науки. [33] [34] [35] Однако некоторые современные философы и ученые, такие как Ричард Докинз , [36] по-прежнему придерживаются этого тезиса.
Историки подчеркивали [ требуется ссылка ] , что доверие необходимо для согласия по заявлениям о природе. В этом свете создание Королевского общества в 1660 году и его кодекс эксперимента — заслуживающий доверия, потому что засвидетельствованный его членами — стали важной главой в историографии науки. [37] Многие люди в современной истории (обычно женщины и цветные люди) были исключены из элитных научных сообществ и характеризовались научным истеблишментом как низшие . Историки в 1980-х и 1990-х годах описали структурные барьеры для участия и начали восстанавливать вклады упущенных из виду лиц. [38] [39] Историки также исследовали повседневные практики науки, такие как полевые работы и сбор образцов, [40] переписка, [41] рисование, [42] ведение записей, [43] и использование лабораторного и полевого оборудования. [44]
В доисторические времена знания и методы передавались из поколения в поколение в устной традиции . Например, одомашнивание кукурузы для сельского хозяйства датируется примерно 9000 лет назад на юге Мексики , до развития письменности . [45] [46] [47] Аналогичным образом, археологические свидетельства указывают на развитие астрономических знаний в дописьменных обществах. [48] [49]
Устная традиция дописьменных обществ имела несколько особенностей, первой из которых была ее текучесть. [2] Новая информация постоянно усваивалась и корректировалась в соответствии с новыми обстоятельствами или потребностями общества. Не было никаких архивов или отчетов. Эта текучесть была тесно связана с практической необходимостью объяснять и оправдывать текущее положение дел. [2] Другой особенностью была тенденция описывать вселенную как просто небо и землю с потенциальным подземным миром . Они также были склонны отождествлять причины с началами, тем самым предоставляя историческое происхождение с объяснением. Также существовала зависимость от « знахаря » или « мудрой женщины » для исцеления, знания божественных или демонических причин болезней, а в более крайних случаях — для ритуалов, таких как экзорцизм , гадание , песни и заклинания . [2] Наконец, существовала склонность безоговорочно принимать объяснения, которые могли бы считаться неправдоподобными в более современные времена, в то же время не осознавая, что такое доверчивое поведение могло бы создать проблемы. [2]
Развитие письменности позволило людям хранить и передавать знания из поколения в поколение с гораздо большей точностью. Его изобретение стало предпосылкой для развития философии и более поздней науки в древние времена . [2] Более того, степень, в которой философия и наука будут процветать в древние времена, зависела от эффективности системы письма (например, использования алфавитов). [2]
Самые ранние корни науки можно проследить на Древнем Ближнем Востоке , в частности в Древнем Египте и Месопотамии , примерно в 3000–1200 годах до н. э. [2]
Начиная примерно с 3000 г. до н. э. древние египтяне разработали систему исчисления, которая была десятичной по характеру и ориентировала свои знания геометрии на решение практических задач, таких как задачи геодезистов и строителей. [2] Их развитие геометрии само по себе было необходимым развитием геодезии для сохранения планировки и права собственности на сельскохозяйственные земли , которые ежегодно затапливались рекой Нил . Прямоугольный треугольник 3-4-5 и другие правила геометрии использовались для строительства прямолинейных структур, а также архитектуры столбов и перемычек Египта.
Египет также был центром алхимических исследований для большей части Средиземноморья . Основываясь на медицинских папирусах, написанных в 2500–1200 гг. до н. э., древние египтяне считали, что болезни в основном вызывались вторжением в тела злых сил или духов. [2] Таким образом, в дополнение к использованию лекарств , их лечебная терапия включала молитву , заклинание и ритуал. [2] Папирус Эберса , написанный около 1600 г. до н. э., содержит медицинские рецепты для лечения заболеваний, связанных с глазами, ртом, кожей, внутренними органами и конечностями, а также абсцессов, ран, ожогов, язв, опухших желез, опухолей, головных болей и даже неприятного запаха изо рта. Папирус Эдвина Смита , написанный примерно в то же время, содержит хирургическое руководство по лечению ран, переломов и вывихов. Египтяне считали, что эффективность их лекарств зависела от приготовления и приема в соответствии с соответствующими ритуалами. [2] Медицинские историки полагают, что древнеегипетская фармакология, например, была в значительной степени неэффективной. [50] В папирусах Эберса и Эдвина Смита применялись следующие компоненты лечения болезней: обследование, диагностика, лечение и прогноз, [51] которые демонстрируют сильные параллели с основным эмпирическим методом науки и, по мнению GER Lloyd, [52] сыграли значительную роль в развитии этой методологии.
Древние египтяне даже разработали официальный календарь, который содержал двенадцать месяцев, по тридцать дней в каждом и пять дней в конце года. [2] В отличие от вавилонского календаря или тех, которые использовались в греческих городах-государствах в то время, официальный египетский календарь был намного проще, поскольку он был фиксированным и не принимал во внимание лунные и солнечные циклы. [2]
Древние жители Месопотамии обладали обширными знаниями о химических свойствах глины, песка, металлической руды, битума , камня и других природных материалов и применяли эти знания на практике при производстве керамики , фаянса , стекла, мыла, металлов, известковой штукатурки и гидроизоляции. Металлургия требовала знаний о свойствах металлов. Тем не менее, жители Месопотамии, похоже, были мало заинтересованы в сборе информации о природном мире просто ради сбора информации и были гораздо больше заинтересованы в изучении того, как боги упорядочили вселенную . Биология нечеловеческих организмов, как правило, писалась только в контексте основных академических дисциплин. Физиология животных широко изучалась с целью гадания ; анатомия печени , которая рассматривалась как важный орган в гаруспиции , изучалась особенно подробно. Поведение животных также изучалось с целью гадания. Большая часть информации о дрессировке и одомашнивании животных, вероятно, передавалась устно, без записи, но сохранился один текст, посвященный дрессировке лошадей. [53]
Древние месопотамцы не различали «рациональную науку» и магию . [54] [55] [56] Когда человек заболевал, врачи прописывали ему магические формулы для чтения, а также лекарственные средства. [54] [55] [56] [53] Самые ранние медицинские предписания появляются на шумерском языке во времена Третьей династии Ура ( ок. 2112 г. до н. э. – ок. 2004 г. до н. э.). [57] Однако самым обширным вавилонским медицинским текстом является « Справочник по диагностике» , написанный умману , или главным ученым, Эсагил-кин-апли из Борсиппы , [58] во время правления вавилонского царя Адад-апла-иддина (1069–1046 гг. до н. э.). [59] В восточно-семитских культурах главным медицинским авторитетом был своего рода экзорцист-целитель, известный как ашипу . [54] [55] [56] Профессия обычно передавалась от отца к сыну и пользовалась чрезвычайно высоким уважением. [54] Менее частым обращением был другой вид целителя, известный как асу , который больше соответствует современному врачу и лечил физические симптомы, используя в основном народные средства, состоящие из различных трав, продуктов животного происхождения и минералов, а также зелий, клизм, мазей или припарок . Эти врачи, которые могли быть как мужчинами, так и женщинами, также перевязывали раны, вправляли конечности и проводили простые операции. Древние месопотамцы также практиковали профилактику и принимали меры для предотвращения распространения болезней. [53]
В вавилонской астрономии записи о движении звезд , планет и луны оставлены на тысячах глиняных табличек, созданных писцами . Даже сегодня астрономические периоды, определенные месопотамскими протоучеными, по-прежнему широко используются в западных календарях, таких как солнечный год и лунный месяц . Используя эти данные, они разработали математические методы для вычисления изменения продолжительности светового дня в течение года, предсказания появления и исчезновения Луны и планет, а также затмений Солнца и Луны. Известны лишь имена нескольких астрономов, например, имя Кидинну , халдейского астронома и математика. Значение Кидину для солнечного года используется в современных календарях. Вавилонская астрономия была «первой и весьма успешной попыткой дать утонченное математическое описание астрономических явлений». По словам историка А. Аабо, «все последующие разновидности научной астрономии в эллинистическом мире, в Индии, в исламе и на Западе — если не все последующие усилия в области точных наук — в решающих и фундаментальных отношениях зависят от вавилонской астрономии» [60] .
Для вавилонян и других ближневосточных культур послания богов или предзнаменования были скрыты во всех природных явлениях, которые могли быть расшифрованы и истолкованы теми, кто был в этом сведущ. [2] Поэтому считалось, что боги могли говорить через все земные объекты (например, внутренности животных, сны, уродства при рождении или даже цвет собаки, мочащейся на человека) и небесные явления. [2] Более того, вавилонская астрология была неотделима от вавилонской астрономии.
Месопотамская клинописная табличка Plimpton 322 , датируемая восемнадцатым веком до нашей эры, содержит ряд пифагорейских троек (3,4,5) (5,12,13) ..., [61] намекая на то, что древние жители Месопотамии могли знать теорему Пифагора за тысячелетие до Пифагора. [62] [63] [64]
Математические достижения Месопотамии оказали некоторое влияние на развитие математики в Индии, и были подтверждены передачи математических идей между Индией и Китаем, которые были двунаправленными. [65] Тем не менее, математические и научные достижения в Индии и, в частности, в Китае произошли в значительной степени независимо [66] от достижений Европы, и подтвержденные ранние влияния, которые эти две цивилизации оказали на развитие науки в Европе в досовременную эпоху, были косвенными, с Месопотамией и позже исламским миром, выступающими в качестве посредников. [65] Приход современной науки, которая выросла из научной революции , в Индию и Китай и большой азиатский регион в целом можно проследить до научной деятельности иезуитских миссионеров, которые были заинтересованы в изучении флоры и фауны региона в течение 16-го и 17-го века. [67]
Самые ранние следы математических знаний на индийском субконтиненте появляются с цивилизацией долины Инда (ок. 4-го тысячелетия до н. э. ~ ок. 3-го тысячелетия до н. э.). Люди этой цивилизации делали кирпичи, размеры которых были в пропорции 4:2:1, что благоприятно для устойчивости кирпичной конструкции. [68] Они также пытались стандартизировать измерение длины с высокой степенью точности. Они разработали линейку — линейку Мохенджо-Даро — единица длины которой (приблизительно 1,32 дюйма или 3,4 сантиметра) была разделена на десять равных частей. Кирпичи, изготовленные в древнем Мохенджо-Даро, часто имели размеры, которые были целыми кратными этой единицы длины. [69]
Рукопись Бахшали содержит задачи, связанные с арифметикой , алгеброй и геометрией , включая измерение . Охваченные темы включают дроби, квадратные корни, арифметические и геометрические прогрессии , решения простых уравнений, одновременные линейные уравнения , квадратные уравнения и неопределенные уравнения второй степени. [70] В 3 веке до н. э. Пингала представляет Пингала-сутры, самый ранний известный трактат по санскритской просодии . [71] Он также представляет числовую систему, добавляя единицу к сумме значений мест . [72] Работа Пингалы также включает материал, связанный с числами Фибоначчи , называемыми mātrāmeru . [73]
Индийский астроном и математик Арьябхата (476–550) в своей работе «Арьябхатия» (499) ввел функцию синуса в тригонометрию и число 0 [математика]. В 628 году н. э. Брахмагупта предположил, что гравитация является силой притяжения. [74] [75] Он также доходчиво объяснил использование нуля как заполнителя и десятичной цифры , а также индо-арабскую систему счисления, которая теперь используется повсеместно во всем мире. Арабские переводы текстов двух астрономов вскоре стали доступны в исламском мире , представив то, что станет арабскими цифрами в исламском мире к IX веку. [76] [77]
Нараяна Пандита ( санскрит : नारायण पण्डित ) (1340–1400 [78] ) был индийским математиком . Плофкер пишет, что его тексты были наиболее значительными трактатами по санскритской математике после трактатов Бхаскары II , за исключением школы Кералы . [79] : 52 Он написал Ганита Каумуди (букв. «Лунный свет математики») в 1356 году о математических операциях. [80] Работа предвосхитила многие разработки в комбинаторике .
В XIV–XVI веках школа астрономии и математики Кералы достигла значительных успехов в астрономии и особенно в математике, включая такие области, как тригонометрия и анализ. В частности, Мадхава из Сангамаграмы возглавил прогресс в анализе , предоставив бесконечное и ряд Тейлора разложение некоторых тригонометрических функций и приближение числа пи. [81] Парамешвара (1380–1460) представляет случай теоремы о среднем значении в своих комментариях к Говиндасвами и Бхаскаре II . [82] Юктибхаша была написана Джьештадевой в 1530 году. [ 83]
Первое текстовое упоминание астрономических концепций встречается в Ведах , религиозной литературе Индии. [84] По словам Сармы (2008): «В Ригведе можно найти разумные рассуждения о происхождении вселенной из небытия, о конфигурации вселенной, о сферической самоподдерживающейся земле и о годе из 360 дней, разделенном на 12 равных частей по 30 дней каждая с периодическим вставным месяцем». [84]
Первые 12 глав « Сиддханты Широмани» , написанной Бхаскарой в XII веке, охватывают такие темы, как: средние долготы планет; истинные долготы планет; три проблемы суточного вращения; сизигии; лунные затмения; солнечные затмения; широты планет; восходы и заходы; полумесяц Луны; соединения планет друг с другом; соединения планет с неподвижными звездами; и паты Солнца и Луны. 13 глав второй части охватывают природу сферы, а также важные астрономические и тригонометрические расчеты на ее основе.
В трактате Тантрасанграха Нилаканта Сомаяджи обновил модель Арьябхатана для внутренних планет, Меркурия и Венеры, а уравнение, которое он указал для центра этих планет, было более точным, чем уравнения в европейской или исламской астрономии до времен Иоганна Кеплера в 17 веке. [85] Джай Сингх II из Джайпура построил в общей сложности пять обсерваторий , называемых Джантар Мантар , в Нью-Дели , Джайпуре , Удджайне , Матхуре и Варанаси ; они были завершены между 1724 и 1735 годами. [86]
Некоторые из самых ранних лингвистических действий можно найти в Индии железного века (1-е тысячелетие до н. э.) с анализом санскрита с целью правильного чтения и интерпретации ведических текстов. Самым известным грамматиком санскрита был Панини (ок. 520–460 гг. до н. э.), чья грамматика формулирует около 4000 правил для санскрита. Его аналитическому подходу присущи концепции фонемы , морфемы и корня . Текст Толкаппияма , составленный в первые века нашей эры, [87] представляет собой всеобъемлющий текст по тамильской грамматике, который включает сутры по орфографии, фонологии, этимологии, морфологии, семантике, просодии, структуре предложения и значению контекста в языке.
_LACMA_M.87.271a-g_(1_of_8).jpg/1280px-The_Susruta-Samhita_or_Sahottara-Tantra_(A_Treatise_on_Ayurvedic_Medicine)_LACMA_M.87.271a-g_(1_of_8).jpg)
Находки из неолитических кладбищ на территории современного Пакистана свидетельствуют о наличии протостоматологии среди ранней сельскохозяйственной культуры. [88] Древний текст Suśrutasamhitā Сушруты описывает процедуры различных форм хирургии, включая ринопластику , восстановление разорванных мочек ушей, промежностную литотомию , хирургию катаракты и несколько других иссечений и других хирургических процедур. [89] [90] Charaka Samhita Чараки описывает древние теории о человеческом теле, этиологии , симптоматике и терапии широкого спектра заболеваний. [91] Он также включает разделы о важности диеты, гигиены, профилактики, медицинского образования и командной работы врача, медсестры и пациента, необходимой для восстановления здоровья. [92] [93] [94]
Древний индийский трактат о государственном управлении , экономической политике и военной стратегии Каутильи [95] и Вишнугупты [96] , которых традиционно отождествляют с Чанакьей (ок. 350–283 гг. до н. э.). В этом трактате анализируются и документируются поведение и отношения людей, короля, государства, правительственных суперинтендантов, придворных, врагов, захватчиков и корпораций. Роджер Боше описывает Артхашастру как «книгу политического реализма, книгу, анализирующую, как работает политический мир, и не очень часто утверждающую, как он должен работать, книгу, которая часто раскрывает королю, какие расчетливые и иногда жестокие меры он должен предпринять, чтобы сохранить государство и общее благо». [97]
Развитие индийской логики восходит к «Чандахсутре» Пингалы и «анвикшике» Медхатитхи Гаутамы (ок. 6 в. до н. э.); правилам санскритской грамматики Панини (ок. 5 в. до н. э.); анализу атомизма школой вайшешика (ок. 6 в. до н. э. — 2 в. до н. э.); анализу вывода Готамой (ок . 6 в. до н . э. — 2 в. н. э.), основателем школы ньяя в индуистской философии ; и тетралемме Нагарджуны (ок. 2 в. н. э.).
Индийская логика является одной из трех изначальных традиций логики , наряду с греческой и китайской логикой . Индийская традиция продолжала развиваться от раннего до современности в форме школы логики Навья-Ньяя .
Во II веке буддийский философ Нагарджуна усовершенствовал форму логики Catuskoti . Catuskoti также часто называют Tetralemma (греч.), что является названием во многом сопоставимого, но не уравнивающего, «аргумента о четырех углах» в традиции классической логики .
Навья-ньяя разработала сложный язык и концептуальную схему, которые позволили ей поднимать, анализировать и решать проблемы логики и эпистемологии. Она систематизировала все концепции ньяи в четыре основные категории: чувство или восприятие (пратьякша), вывод (анумана), сравнение или сходство ( упамана ) и свидетельство (звук или слово; шабда).
С самых ранних времен китайцы использовали позиционную десятичную систему на счетных досках для вычислений. Чтобы выразить 10, один стержень помещается во вторую коробку справа. Разговорный язык использует похожую систему с английским: например, четыре тысячи двести семь. Для нуля не использовалось никакого символа. К I веку до н. э. использовались отрицательные числа и десятичные дроби, а « Девять глав о математическом искусстве» включали методы извлечения корней более высокого порядка методом Горнера и решения линейных уравнений и теоремой Пифагора . Кубические уравнения решались во времена династии Тан , а решения уравнений порядка выше 3 появились в печати в 1245 году н. э. Цинь Цзю-шао . Треугольник Паскаля для биномиальных коэффициентов был описан около 1100 года Цзя Сянем . [98]
Хотя первые попытки аксиоматизации геометрии появляются в моистском каноне в 330 г. до н. э., Лю Хуэй разработал алгебраические методы в геометрии в 3 в. н. э. и также вычислил число пи до 5 значащих цифр. В 480 г. Цзу Чунчжи улучшил это, открыв соотношение , которое оставалось наиболее точным значением в течение 1200 лет.
Астрономические наблюдения из Китая представляют собой самую длинную непрерывную последовательность из всех цивилизаций и включают записи солнечных пятен (112 записей с 364 г. до н. э.), сверхновых (1054 г.), лунных и солнечных затмений. К 12 веку они могли достаточно точно предсказывать затмения, но знание об этом было утрачено во времена династии Мин, так что иезуит Маттео Риччи получил большую популярность в 1601 году своими предсказаниями. [100] [ неполная краткая цитата ] К 635 году китайские астрономы заметили, что хвосты комет всегда направлены в сторону от Солнца.
С древности китайцы использовали экваториальную систему для описания неба, а карта звездного неба с 940 года была составлена с использованием цилиндрической ( меркаторской ) проекции. Использование армиллярной сферы зафиксировано с 4 века до н. э., а сферы, постоянно закрепленной на экваториальной оси, с 52 года до н. э. В 125 году н. э. Чжан Хэн использовал силу воды для вращения сферы в реальном времени. Это включало кольца для меридиана и эклиптики. К 1270 году они включили принципы арабского торкветума .
В империи Сун (960–1279) в Китае китайские учёные-чиновники раскопали, изучили и каталогизировали древние артефакты.
Чтобы лучше подготовиться к бедствиям, Чжан Хэн изобрел сейсмометр в 132 году н. э., который мгновенно оповещал власти в столице Лоян о том, что в месте, указанном определенным кардинальным или порядковым направлением, произошло землетрясение . [101] [102] Хотя в столице не ощущалось никаких толчков, когда Чжан сообщил суду, что на северо-западе только что произошло землетрясение, вскоре после этого пришло сообщение о том, что землетрясение действительно произошло в 400–500 км (250–310 миль) к северо-западу от Лояна (на территории современной провинции Ганьсу ). [103] Чжан назвал свое устройство «прибором для измерения сезонных ветров и движений Земли» (Houfeng didong yi 候风地动仪), так как он и другие считали, что землетрясения, скорее всего, были вызваны огромным сжатием захваченного воздуха. [104]
На протяжении веков было много выдающихся деятелей, внесших вклад в ранние китайские дисциплины, изобретения и практики. Одним из лучших примеров является средневековый китаец эпохи Сун Шэнь Ко (1031–1095), эрудит и государственный деятель, который первым описал магнитный компас, используемый для навигации , открыл концепцию истинного севера , улучшил конструкцию астрономического гномона , армиллярной сферы , визирной трубы и клепсидры и описал использование сухих доков для ремонта лодок. После наблюдения за естественным процессом затопления илом и находки морских ископаемых в горах Тайхан (в сотнях миль от Тихого океана) Шэнь Ко разработал теорию формирования земель, или геоморфологию . Он также принял теорию постепенного изменения климата в регионах с течением времени, после наблюдения за окаменелым бамбуком, найденным под землей в Яньане , провинция Шэньси . Если бы не труды Шэнь Ко, [105] архитектурные работы Юй Хао были бы малоизвестны, как и изобретатель подвижной печати Би Шэн (990–1051). Современник Шэня Су Сун (1020–1101) также был блестящим эрудитом, астрономом, который создал небесный атлас звездных карт, написал трактат, связанный с ботаникой , зоологией , минералогией и металлургией , и воздвиг большую астрономическую башню с часами в городе Кайфэн в 1088 году . Для управления коронной армиллярной сферой его башня с часами имела спусковой механизм и старейшее в мире известное использование бесконечного цепного привода для передачи энергии . [106]
Иезуитские миссии в Китае XVI и XVII веков «научились ценить научные достижения этой древней культуры и сделали их известными в Европе. Благодаря их переписке европейские ученые впервые узнали о китайской науке и культуре». [107] Западная академическая мысль об истории китайской технологии и науки была стимулирована работой Джозефа Нидхэма и Исследовательского института Нидхэма. Среди технологических достижений Китая, по словам британского ученого Нидхэма, были: работающий на воде небесный глобус (Чжан Хэн), [108] сухие доки , раздвижные штангенциркули , поршневой насос двойного действия , [108] доменная печь , [109] многотрубная сеялка , тачка , [109] подвесной мост , [ 109 ] веялка , [108] порох , [109] рельефная карта , туалетная бумага, [109] эффективная упряжь, [108] а также вклад в логику , астрономию , медицину и другие области.
Однако культурные факторы помешали этим китайским достижениям развиться в «современную науку». По мнению Нидхэма, возможно, именно религиозные и философские рамки китайских интеллектуалов сделали их неспособными принять идеи законов природы:
Это не значит, что в природе не было порядка для китайцев, но скорее это был не порядок, установленный рациональным личным существом, и, следовательно, не было убеждения, что рациональные личные существа смогут изложить на своих меньших земных языках божественный кодекс законов, который он установил прежде. Даосы , действительно, презирали бы такую идею как слишком наивную для тонкости и сложности вселенной, как они интуитивно ее понимали. [110]
.jpg/1280px-La_Mojarra_Estela_1_(Escritura_superior).jpg)
В период среднего становления (ок. 900 г. до н. э. — ок. 300 г. до н. э.) доколумбовой Мезоамерики цивилизация сапотеков , находившаяся под сильным влиянием цивилизации ольмеков , создала первую известную полную систему письма в регионе (возможно, предшествовавшую ольмекскому блоку Каскахаль), [111] а также первый известный астрономический календарь в Мезоамерике. [112] [113] После периода первоначального развития городов в доклассический период классическая цивилизация майя ( ок . 250 г. н . э . — ок . 900 г. н. э.) основывалась на общем наследии ольмеков, разработав самые сложные системы письма , астрономии , календарной науки и математики среди народов Мезоамерики. [112] Майя разработали позиционную систему счисления с основанием 20 , которая включала использование нуля для построения своих календарей. [114] [115] Письменность майя, которая была разработана к 200 г. до н. э., широко распространена к 100 г. до н. э. и уходит корнями в письменность ольмеков и сапотеков, содержит легко различимые календарные даты в форме логографов, представляющих числа, коэффициенты и календарные периоды, составляющие 20 дней и даже 20 лет, для отслеживания социальных, религиозных, политических и экономических событий в 360-дневных годах. [116]
Вклад древних египтян и месопотамцев в области астрономии, математики и медицины вошел и сформировал греческую натурфилософию классической античности , посредством которой были сделаны формальные попытки дать объяснения событий в физическом мире на основе естественных причин. [2] [3] Исследования также были направлены на такие практические цели, как создание надежного календаря или определение того, как лечить различные болезни. Древние люди, которые считались первыми учеными , могли считать себя натурфилософами , как практикующими специалистами (например, врачами ) или как последователями религиозной традиции (например, храмовыми целителями ).
Самые ранние греческие философы , известные как досократики , [117] давали противоречивые ответы на вопрос, который можно найти в мифах их соседей: «Как возник упорядоченный космос , в котором мы живем?» [118] Досократический философ Фалес (640–546 гг. до н. э.) из Милета , [119] которого более поздние авторы, такие как Аристотель, считали первым из ионийских философов , [2] постулировал несверхъестественные объяснения природных явлений. Например, что земля плавает на воде и что землетрясения вызваны волнением воды, на которой плавает земля, а не богом Посейдоном. [120] Ученик Фалеса Пифагор Самосский основал пифагорейскую школу , которая исследовала математику ради нее самой, и был первым, кто постулировал , что Земля имеет сферическую форму. [121] Левкипп (V в. до н. э.) ввел атомизм , теорию о том, что вся материя состоит из неделимых, неразрушимых единиц, называемых атомами . Это было значительно расширено его учеником Демокритом , а позже Эпикуром .
Платон и Аристотель создали первые систематические обсуждения естественной философии, которые во многом сформировали более поздние исследования природы. Их развитие дедуктивного мышления имело особое значение и полезность для более поздних научных исследований. Платон основал Платоновскую академию в 387 г. до н. э., девизом которой было «Пусть сюда не войдет никто, не сведущий в геометрии», а также выпустил много выдающихся философов. Ученик Платона Аристотель ввел эмпиризм и представление о том, что универсальные истины могут быть достигнуты посредством наблюдения и индукции, тем самым заложив основы научного метода. [122] Аристотель также создал много биологических трудов , которые были эмпирическими по своей природе, сосредоточившись на биологической причинности и разнообразии жизни. Он провел бесчисленное количество наблюдений за природой, особенно за повадками и свойствами растений и животных на Лесбосе , классифицировал более 540 видов животных и провел вскрытие не менее 50 из них. [123] Труды Аристотеля оказали глубокое влияние на последующую исламскую и европейскую науку, хотя в конечном итоге они были вытеснены научной революцией . [124] [125]
Аристотель также внес вклад в теории элементов и космоса. Он считал, что небесные тела (такие как планеты и Солнце) имеют нечто, называемое неподвижным двигателем , который приводит небесные тела в движение. Аристотель пытался объяснить все с помощью математики и физики, но иногда объяснял такие вещи, как движение небесных тел, с помощью высшей силы, такой как Бог. У Аристотеля не было технологических достижений, которые могли бы объяснить движение небесных тел. [126] Кроме того, у Аристотеля было много взглядов на элементы. Он считал, что все произошло из элементов земли, воды, воздуха, огня и, наконец, эфира . Эфир был небесным элементом и, следовательно, составлял материю небесных тел. [127] Элементы земли, воды, воздуха и огня произошли от комбинации двух характеристик: горячего, влажного, холодного и сухого, и все они имели свое неизбежное место и движение. Движение этих элементов начинается с земли, которая ближе всего к «Земле», затем вода, воздух, огонь и, наконец, эфир. В дополнение к составу всех вещей Аристотель придумал теории о том, почему вещи не возвращаются к своему естественному движению. Он понимал, что вода находится над землей, воздух над водой, а огонь над воздухом в их естественном состоянии. Он объяснил, что хотя все элементы должны вернуться в свое естественное состояние, человеческое тело и другие живые существа имеют ограничение на элементы – таким образом, не позволяя элементам, делающим человека тем, кем он является, вернуться в свое естественное состояние. [128]
Важное наследие этого периода включало существенные достижения в фактических знаниях, особенно в анатомии , зоологии , ботанике , минералогии , географии , математике и астрономии ; осознание важности определенных научных проблем, особенно тех, которые связаны с проблемой изменения и его причинами; и признание методологической важности применения математики к природным явлениям и проведения эмпирических исследований. [129] [119] В эллинистическую эпоху ученые часто использовали принципы, разработанные в более ранней греческой мысли: применение математики и преднамеренное эмпирическое исследование, в своих научных изысканиях. [130] Таким образом, четкие непрерывные линии влияния ведут от древнегреческих и эллинистических философов к средневековым мусульманским философам и ученым , к европейскому Возрождению и Просвещению , к светским наукам современности. Ни разум, ни исследование не начались с древних греков, но сократовский метод действительно, наряду с идеей Форм , дал большие успехи в геометрии, логике и естественных науках. По словам Бенджамина Фаррингтона , бывшего профессора классических наук в Университете Суонси :
и еще раз:
Астроном Аристарх Самосский был первым известным человеком, предложившим гелиоцентрическую модель Солнечной системы , в то время как географ Эратосфен точно рассчитал окружность Земли. Гиппарх (ок. 190 – ок. 120 до н. э.) создал первый систематический звездный каталог . Уровень достижений в эллинистической астрономии и инженерии впечатляюще демонстрируется Антикитерским механизмом (150–100 до н. э.), аналоговым компьютером для расчета положения планет. Технологические артефакты подобной сложности не появлялись до 14 века, когда в Европе появились механические астрономические часы . [132]
В эпоху Гиппократа не существовало определенной социальной структуры здравоохранения. [133] В то время общество не было организованным и осведомленным, поскольку люди все еще полагались на чисто религиозные рассуждения для объяснения болезней. [133] Гиппократ ввел первую систему здравоохранения, основанную на науке и клинических протоколах. [134] Теории Гиппократа о физике и медицине помогли проложить путь к созданию организованной медицинской структуры для общества. [134] В медицине Гиппократ (ок. 460 г. до н. э. — ок. 370 г. до н. э.) и его последователи были первыми, кто описал многие болезни и медицинские состояния и разработали Клятву Гиппократа для врачей, которая по-прежнему актуальна и используется сегодня. Идеи Гиппократа выражены в Корпусе Гиппократа . В сборнике приводятся описания медицинских философий и того, как болезни и образ жизни отражаются на физическом теле. [134] Гиппократ повлиял на западные профессиональные отношения между врачом и пациентом. [135] Гиппократ также известен как «отец медицины». [134] Герофил (335–280 гг. до н. э.) был первым, кто основывал свои выводы на вскрытии человеческого тела и описал нервную систему . Гален (129 г. – ок. 200 г. н. э.) выполнил множество смелых операций, включая операции на мозге и глазах , которые не повторялись в течение почти двух тысячелетий.
В эллинистическом Египте математик Евклид заложил основы математической строгости и ввел понятия определения, аксиомы, теоремы и доказательства, которые используются и по сей день, в своих «Началах» , которые считаются самым влиятельным учебником из когда-либо написанных. [137] Архимеду , который считается одним из величайших математиков всех времен, [138] приписывают использование метода исчерпывания для вычисления площади под дугой параболы с суммированием бесконечного ряда , и он дал удивительно точное приближение числа π . [139] Он также известен в физике тем, что заложил основы гидростатики , статики и объяснил принцип рычага .
Теофраст написал некоторые из самых ранних описаний растений и животных, установив первую таксономию и рассмотрев минералы с точки зрения их свойств, таких как твердость . Плиний Старший создал одну из крупнейших энциклопедий естественного мира в 77 г. н. э. и был преемником Теофраста. Например, он точно описывает октаэдрическую форму алмаза и отмечает, что алмазная пыль используется граверами для огранки и полировки других драгоценных камней из-за ее большой твердости. Его признание важности формы кристалла является предшественником современной кристаллографии , в то время как заметки о других минералах предвещают минералогию. Он признает, что другие минералы имеют характерные формы кристаллов, но в одном примере путает привычку кристалла с работой гранильщиков . Плиний был первым, кто показал , что янтарь был смолой сосен из-за пойманных в них насекомых. [140] [141]
Развитие археологии имеет свои корни в истории и в тех, кто интересовался прошлым, например, королями и королевами, которые хотели показать былую славу своих народов. Греческий историк Геродот, живший в V веке до н. э. , был первым ученым, который систематически изучал прошлое и, возможно, первым, кто исследовал артефакты.
Во время правления Рима такие известные историки, как Полибий , Ливий и Плутарх, документировали подъем Римской республики , а также организацию и историю других стран, в то время как государственные деятели, такие как Юлий Цезарь , Цицерон и другие, приводили примеры политики республики, империи и войн Рима. Изучение политики в эту эпоху было ориентировано на понимание истории, понимание методов управления и описание деятельности правительств.
Римское завоевание Греции не уменьшило уровень образования и культуры в греческих провинциях. [142] Напротив, признание достижений греков в литературе, философии, политике и искусстве высшим классом Рима совпало с ростом благосостояния Римской империи . Греческие поселения существовали в Италии на протяжении столетий, и умение читать и говорить по-гречески не было редкостью в итальянских городах, таких как Рим. [142] Более того, поселение греческих ученых в Риме, будь то добровольно или в качестве рабов, давало римлянам доступ к учителям греческой литературы и философии. Наоборот, молодые римские ученые также учились за границей в Греции и по возвращении в Рим могли передать достижения греков своему латинскому руководству. [142] И несмотря на перевод нескольких греческих текстов на латынь, римские ученые, стремившиеся к высшему уровню, делали это, используя греческий язык. Римский государственный деятель и философ Цицерон (106 – 43 до н. э.) был ярким примером. Он учился у греческих учителей в Риме, а затем в Афинах и на Родосе . Он освоил значительную часть греческой философии, написал латинские трактаты по нескольким темам и даже написал греческие комментарии к «Тимею» Платона, а также его латинский перевод, который не сохранился. [142]
В начале поддержка учености в области греческих знаний почти полностью финансировалась римским высшим классом. [142] Существовали всевозможные договоренности, начиная от прикрепления талантливого ученого к богатому дому до владения образованными грекоговорящими рабами. [142] Взамен ученые, преуспевшие на самом высоком уровне, были обязаны давать советы или составлять интеллектуальную компанию своим римским благотворителям или даже заботиться об их библиотеках. Менее удачливые или преуспевшие должны были обучать своих детей или выполнять черную работу. [142] Уровень детализации и сложности греческих знаний регулировался в соответствии с интересами их римских покровителей. Это означало популяризацию греческих знаний путем представления информации, которая имела практическую ценность, такой как медицина или логика (для судов и политики), но исключая тонкие детали греческой метафизики и эпистемологии. Помимо основ, римляне не ценили натурфилософию и считали ее развлечением для досуга. [142]
Комментарии и энциклопедии были средством, с помощью которого греческие знания были популяризированы для римской аудитории. [142] Греческий ученый Посидоний (ок. 135-ок. 51 до н. э.), уроженец Сирии, много писал по истории, географии, моральной философии и естественной философии. Он оказал большое влияние на латинских писателей, таких как Марк Теренций Варрон (116-27 до н. э.), который написал энциклопедию «Девять книг дисциплин» , которая охватывала девять искусств: грамматику, риторику, логику, арифметику, геометрию, астрономию, музыкальную теорию, медицину и архитектуру. [142] « Дисциплины » стали моделью для последующих римских энциклопедий, а девять свободных искусств Варрона считались подходящим образованием для римского джентльмена. Первые семь из девяти искусств Варрона позже определят семь свободных искусств средневековых школ . [142] Вершиной популяризаторского движения был римский ученый Плиний Старший (23/24–79 н. э.), уроженец северной Италии, написавший несколько книг по истории Рима и грамматике. Его самой известной работой была его объемная « Естественная история» . [142]
После смерти римского императора Марка Аврелия в 180 г. н. э. благоприятные условия для образования и обучения в Римской империи были нарушены политическими беспорядками, гражданской войной, упадком городов и надвигающимся экономическим кризисом. [142] Около 250 г. н. э. варвары начали атаковать и вторгаться на римские границы. Эти совокупные события привели к общему упадку политических и экономических условий. Уровень жизни римского высшего класса серьезно пострадал, а потеря досуга уменьшила их научные занятия. [142] Более того, в течение 3-го и 4-го веков н. э. Римская империя была административно разделена на две половины: греческий Восток и латинский Запад . Эти административные разделения ослабили интеллектуальный контакт между двумя регионами. [142] В конце концов, обе половины пошли разными путями, и греческий Восток стал Византийской империей . [142] Христианство также неуклонно расширялось в это время и вскоре стало основным покровителем образования на латинском Западе. Первоначально христианская церковь переняла некоторые из инструментов рассуждения греческой философии во 2-м и 3-м веках н. э., чтобы защитить свою веру от изощренных оппонентов. [142] Тем не менее, греческая философия получила неоднозначный прием от лидеров и приверженцев христианской веры. [142] Некоторые, такие как Тертуллиан (ок. 155-ок. 230 н. э.), были категорически против философии, осуждая ее как еретическую . Другие, такие как Августин Гиппонский (354-430 н. э.), были неоднозначны и защищали греческую философию и науку как лучшие способы понимания естественного мира и поэтому относились к ней как к служанке (или слуге) религии. [142] Образование на Западе начало свой постепенный упадок, вместе с остальной частью Западной Римской империи , из-за вторжений германских племен, гражданских беспорядков и экономического краха. Контакт с классической традицией был потерян в определенных регионах, таких как Римская Британия и северная Галлия, но продолжал существовать в Риме, северной Италии, южной Галлии, Испании и Северной Африке . [142]
В Средние века классическое обучение продолжалось в трех основных языковых культурах и цивилизациях: греческой (Византийская империя), арабской (исламский мир) и латинской (Западная Европа).
Падение Западной Римской империи привело к ухудшению классической традиции в западной части (или латинском Западе ) Европы в V веке. Напротив, Византийская империя сопротивлялась варварским атакам и сохраняла и совершенствовала обучение. [143]
В то время как Византийская империя все еще имела учебные центры, такие как Константинополь , Александрия и Антиохия, знания Западной Европы были сосредоточены в монастырях до развития средневековых университетов в XII веке. Учебная программа монастырских школ включала изучение немногих доступных древних текстов и новых работ по практическим предметам, таким как медицина [144] и хронометраж. [145]
В VI веке в Византийской империи Исидор Милетский собрал математические труды Архимеда в « Архимедовом палимпсесте» , где были собраны и изучены все математические труды Архимеда.
Иоанн Филопонус , другой византийский ученый, был первым, кто подверг сомнению учение Аристотеля о физике, введя теорию импульса . [146] [147] Теория импульса была вспомогательной или вторичной теорией аристотелевской динамики, первоначально выдвинутой для объяснения движения снаряда против силы тяжести. Она является интеллектуальным предшественником понятий инерции, импульса и ускорения в классической механике. [148] Работы Иоанна Филопона вдохновили Галилео Галилея десять столетий спустя. [149] [150]
Во время падения Константинополя в 1453 году, ряд греческих ученых бежали в Северную Италию, где они подпитывали эпоху, позже известную как « Возрождение », поскольку они принесли с собой большую часть классического обучения, включая понимание ботаники, медицины и зоологии. Византия также дала Западу важные вклады: критику Иоанном Филопоном физики Аристотеля и труды Диоскорида. [151]
Это был период (VIII–XIV вв. н. э.) исламского Золотого века , когда процветала торговля, появлялись новые идеи и технологии, такие как импорт бумажного производства из Китая, что сделало копирование рукописей недорогим.
Передача греческого наследия на восток в Западную Азию была медленным и постепенным процессом, который охватывал более тысячи лет, начиная с азиатских завоеваний Александра Македонского в 335 г. до н. э. до основания ислама в 7 веке н. э . [5] За рождением и распространением ислама в 7 веке быстро последовала его эллинизация . Знание греческих концепций мира было сохранено и впитано в исламскую теологию, право, культуру и торговлю, чему способствовали переводы традиционных греческих текстов и некоторых сирийских промежуточных источников на арабский язык в 8–9 веках.
Медресе были центрами для многих различных религиозных и научных исследований и были кульминацией различных учреждений, таких как мечети, основанные на религиозных исследованиях, жилье для иногородних посетителей и, наконец, учебные заведения, сосредоточенные на естественных науках. [152] В отличие от западных университетов, студенты в медресе учились у одного конкретного учителя, который выдавал сертификат по завершении их обучения, называемый иджаза . Иджаза отличается от западной университетской степени во многих отношениях, во-первых, тем, что она выдается одним человеком, а не учреждением, и, во-вторых, тем, что это не индивидуальная степень, декларирующая адекватные знания по широким предметам, а скорее лицензия на преподавание и передачу очень конкретного набора текстов. [153] Женщинам также разрешалось посещать медресе, как в качестве студентов, так и преподавателей, чего не было в высшем западном образовании до 1800-х годов. [153] Медресе были больше, чем просто академическими центрами. Мечеть Сулеймание , например, была одним из самых ранних и известных медресе, которое было построено Сулейманом Великолепным в 16 веке. [154] Мечеть Сулеймание была домом для больницы и медицинского колледжа, кухни и детской школы, а также служила временным домом для путешественников. [154]
Высшее образование в медресе (или колледже) было сосредоточено на исламском праве и религиозной науке, а студенты должны были заниматься самообучением для всего остального. [5] И несмотря на случайную теологическую реакцию, многие исламские ученые-научники могли проводить свою работу в относительно толерантных городских центрах (например, Багдаде и Каире ) и находились под защитой могущественных покровителей. [5] Они также могли свободно путешествовать и обмениваться идеями, поскольку не было никаких политических барьеров в рамках единого исламского государства. [5] Исламская наука в то время была в основном сосредоточена на исправлении, расширении, артикуляции и применении греческих идей к новым проблемам. [5]
Большинство достижений исламских ученых в этот период были в математике. [5] Арабская математика была прямым потомком греческой и индийской математики. [5] Например, то, что сейчас известно как арабские цифры, изначально пришло из Индии, но мусульманские математики внесли несколько ключевых уточнений в систему счисления, таких как введение десятичной точки . Такие математики, как Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми (ок. 780–850), дали свое имя концепции алгоритма , в то время как термин алгебра происходит от al-jabr , начала названия одной из его публикаций. [155] Исламская тригонометрия продолжила работы Птолемея « Альмагест» и индийской Сиддханты , из которых они добавили тригонометрические функции , составили таблицы и применили тригонометрию к сферам и плоскостям. Многие из их инженеров, изготовителей инструментов и геодезистов внесли свой вклад в книги по прикладной математике. Именно в астрономии исламские математики внесли свой наибольший вклад. Аль-Баттани (ок. 858–929) улучшил измерения Гиппарха , сохранившиеся в переводе Hè Megalè Syntaxis ( Великий трактат ) Птолемея , переведенного как Альмагест . Аль-Баттани также улучшил точность измерения прецессии земной оси. Исправления в геоцентрическую модель Птолемея внесли аль-Баттани, Ибн аль-Хайтам , [156] Аверроэс и астрономы Мараги , такие как Насир ад-Дин ат-Туси , Муайяд ад-Дин аль-Урди и Ибн аш-Шатир . [157] [158]
Ученые с геометрическими навыками внесли значительные улучшения в более ранние классические тексты о свете и зрении Евклида, Аристотеля и Птолемея. [5] Самые ранние сохранившиеся арабские трактаты были написаны в IX веке Абу Исхаком аль-Кинди , Кустой ибн Лукой и (в отрывочной форме) Ахмадом ибн Исой. Позже, в XI веке, Ибн аль-Хайтам (известный на Западе как Альхазен), математик и астроном, синтезировал новую теорию зрения, основанную на работах своих предшественников. [5] Его новая теория включала полную систему геометрической оптики, которая была изложена очень подробно в его Книге оптики . [5] [159] Его книга была переведена на латынь и использовалась как основной источник по науке оптики в Европе до XVII века. [5]
Медицинские науки были заметно развиты в исламском мире. [5] Труды греческих медицинских теорий, особенно Галена, были переведены на арабский язык, и исламские врачи выпустили множество медицинских текстов, которые были направлены на организацию, разработку и распространение классических медицинских знаний. [5] Стали появляться медицинские специальности , такие как те, которые связаны с лечением глазных заболеваний, таких как катаракта . Ибн Сина (известный на Западе как Авиценна , ок. 980–1037) был плодовитым персидским медицинским энциклопедистом [160], много писал о медицине, [161] [162] причем его двумя наиболее известными работами по медицине были « Китаб аль-шифа» («Книга исцеления») и «Канон врачебной науки» , обе из которых использовались в качестве стандартных медицинских текстов как в мусульманском мире, так и в Европе вплоть до 17 века. Среди его многочисленных вкладов — открытие заразной природы инфекционных заболеваний [161] и введение клинической фармакологии [163] . Институционализация медицины была еще одним важным достижением в исламском мире. Хотя больницы как учреждения для больных появились в Византийской империи, модель институционализированной медицины для всех социальных классов была обширной в исламской империи и была разбросана по всей территории. Помимо лечения пациентов врачи могли обучать учеников-врачей, а также писать и проводить исследования. Открытие легочного транзита крови в организме человека Ибн аль-Нафисом произошло в условиях больницы [5] .
Исламская наука начала приходить в упадок в XII–XIII веках, до эпохи Возрождения в Европе, отчасти из-за христианского завоевания Испании и монгольских завоеваний на Востоке в XI–XIII веках. Монголы разграбили Багдад , столицу Аббасидского халифата , в 1258 году, что положило конец империи Аббасидов . [5] [164] Тем не менее, многие завоеватели стали покровителями наук. Например, Хулагу-хан , который руководил осадой Багдада, стал покровителем обсерватории Мараге . [5] Исламская астрономия продолжала процветать в XVI веке. [5]
К одиннадцатому веку большая часть Европы стала христианской; возникли более сильные монархии; границы были восстановлены; были сделаны технологические разработки и сельскохозяйственные инновации, увеличивающие поставки продовольствия и население. Классические греческие тексты были переведены с арабского и греческого на латынь, стимулируя научные дискуссии в Западной Европе. [165]
В классической античности греческие и римские табу означали, что вскрытие обычно было запрещено, но в Средние века преподаватели медицины и студенты в Болонье начали вскрывать человеческие тела, а Мондино де Луцци ( ок. 1275–1326 ) создал первый известный учебник по анатомии, основанный на вскрытии людей. [166] [167]
В результате Pax Mongolica европейцы, такие как Марко Поло , начали продвигаться все дальше и дальше на восток. Письменные отчеты Поло и его попутчиков вдохновили других западноевропейских морских исследователей на поиски прямого морского пути в Азию, что в конечном итоге привело к эпохе Великих географических открытий . [168]
Также были достигнуты технологические успехи, такие как ранний полет Эйлмера из Малмсбери (который изучал математику в Англии в XI веке) [169] и металлургические достижения цистерцианской доменной печи в Ласкилле . [170] [171]
Интеллектуальное возрождение Западной Европы началось с зарождением средневековых университетов в XII веке. Эти городские учреждения выросли из неформальной научной деятельности ученых монахов , которые посещали монастыри , консультировались с библиотеками и общались с другими учеными. [172] Монах, который становился известным, привлекал последователей-ученых, что приводило к возникновению братства ученых (или коллегиума на латыни). Коллегия могла отправиться в город или попросить монастырь принять их. Однако, если число ученых в коллегиуме становилось слишком большим, они предпочитали селиться в городе. [172] По мере того, как число коллегий в городе росло, коллегии могли просить своего короля предоставить им хартию , которая преобразовывала бы их в университас . [172] В этот период были учреждены многие университеты, первый из которых был в Болонье в 1088 году, за ним последовал Париж в 1150 году, Оксфорд в 1167 году и Кембридж в 1231 году. [172] Предоставление хартии означало, что средневековые университеты были частично суверенными и независимыми от местных властей. [172] Их независимость позволяла им вести себя и судить своих собственных членов на основе их собственных правил. Кроме того, поскольку изначально это были религиозные учреждения, их факультеты и студенты были защищены от смертной казни (например, виселицы ). [172] Такая независимость была вопросом обычая, который, в принципе, мог быть отменен их соответствующими правителями, если они чувствовали угрозу. Обсуждения различных предметов или требований в этих средневековых учреждениях, какими бы спорными они ни были, проводились формализованным образом, чтобы объявить такие обсуждения находящимися в пределах университета и, следовательно, защищенными привилегиями суверенитета этого учреждения. [172] Утверждение можно было бы описать как ex cathedra (буквально «с кафедры», употребляемое в контексте обучения) или ex hypothesi (по гипотезе). Это означало, что обсуждения были представлены как чисто интеллектуальное упражнение, которое не требовало от участников принятия истинности утверждения или прозелитизма. Современные академические концепции и практики, такие как академическая свобода или свобода исследования, являются остатками этих средневековых привилегий, которые допускались в прошлом. [172]
Учебная программа этих средневековых учреждений была сосредоточена на семи свободных искусствах , которые были направлены на предоставление начинающим студентам навыков рассуждения и академического языка. [172] Студенты начинали свое обучение, начиная с первых трех свободных искусств или тривиума (грамматика, риторика и логика), за которыми следовали следующие четыре свободных искусства или квадривиума (арифметика, геометрия, астрономия и музыка). [172] [142] Те, кто выполнил эти требования и получил степень бакалавра (или бакалавра искусств ), имели возможность присоединиться к более высокому факультету (юриспруденция, медицина или теология), который давал бы степень LLD для юриста, степень MD для врача или ThD для теолога. [172] Студенты, которые решили остаться на низшем факультете (искусства), могли работать над получением степени Magister (или магистра ) и изучали бы три философии: метафизику, этику и естественную философию. [172] Латинские переводы работ Аристотеля, таких как De Anima ( О душе ), и комментарии к ним были обязательными для чтения. Со временем низшему факультету было разрешено присваивать свою собственную докторскую степень, называемую PhD . [172] Многие из магистров были привлечены к энциклопедиям и использовали их в качестве учебников. Но эти ученые жаждали полных оригинальных текстов древнегреческих философов, математиков и врачей, таких как Аристотель , Евклид и Гален , которые были им недоступны в то время. Эти древнегреческие тексты можно было найти в Византийской империи и исламском мире. [172]
Контакты с Византийской империей [149] и с исламским миром во время Реконкисты и крестовых походов позволили Латинской Европе получить доступ к научным греческим и арабским текстам, включая работы Аристотеля , Птолемея , Исидора Милетского , Иоанна Филопона , Джабира ибн Хайяна , аль-Хорезми , Альхазена , Авиценны и Аверроэса . Европейские ученые имели доступ к программам перевода Раймонда Толедского , который спонсировал Толедскую школу переводчиков с арабского на латынь в XII веке . Более поздние переводчики, такие как Михаил Скот, изучали арабский язык, чтобы изучать эти тексты напрямую. Европейские университеты оказали материальную помощь в переводе и распространении этих текстов и начали новую инфраструктуру, которая была необходима для научных сообществ. Фактически, европейские университеты поставили многие работы о естественном мире и изучении природы в центр своей учебной программы, [173] в результате чего «средневековый университет уделял гораздо больше внимания науке, чем его современный аналог и потомок». [174]
В начале XIII века появились достаточно точные латинские переводы основных трудов почти всех интеллектуально важных античных авторов, что позволило осуществлять надежную передачу научных идей как через университеты, так и через монастыри. К тому времени натурфилософия в этих текстах начала расширяться такими схоластами , как Роберт Гроссетест , Роджер Бэкон , Альберт Великий и Дунс Скот . Предшественники современного научного метода, на которые повлияли более ранние вклады исламского мира, уже видны в акценте Гроссетеста на математике как способе понимания природы и в эмпирическом подходе, которым восхищался Бэкон, особенно в его Opus Majus . Тезис Пьера Дюгема заключается в том, что Стефан Тампье — епископ Парижский — осуждение 1277 года привело к изучению средневековой науки как серьезной дисциплины, «но никто в этой области больше не поддерживает его точку зрения, что современная наука началась в 1277 году». [175] Однако многие ученые согласны с мнением Дюгема о том, что в середине-позднем Средневековье произошли важные научные события. [176] [177] [178]
Первая половина XIV века увидела много важной научной работы, в основном в рамках схоластических комментариев к научным трудам Аристотеля. [179] Уильям Оккам подчеркивал принцип экономии : натурфилософы не должны постулировать ненужные сущности, так что движение не является отдельной вещью, а является только движущимся объектом [180] и промежуточный «чувственный вид» не нужен для передачи изображения объекта глазу. [181] Такие ученые, как Жан Буридан и Николь Орем, начали переосмысливать элементы механики Аристотеля. В частности, Буридан разработал теорию о том, что импульс был причиной движения снарядов, что было первым шагом к современной концепции инерции . [182] Оксфордские вычислители начали математически анализировать кинематику движения, делая этот анализ без учета причин движения. [183]
В 1348 году Черная смерть и другие бедствия положили внезапный конец философскому и научному развитию. Тем не менее, повторное открытие древних текстов было стимулировано падением Константинополя в 1453 году, когда многие византийские ученые искали убежища на Западе. Между тем, введение книгопечатания оказало большое влияние на европейское общество. Облегченное распространение печатного слова демократизировало обучение и позволило таким идеям, как алгебра, распространяться быстрее. Эти события проложили путь для научной революции , где научные исследования, остановленные в начале Черной смерти, возобновились. [184] [185]
Возрождение обучения в Европе началось со схоластики 12-го века . Северное Возрождение продемонстрировало решительный сдвиг в фокусе с аристотелевской натурфилософии на химию и биологические науки (ботанику, анатомию и медицину). [186] Таким образом, современная наука в Европе возобновилась в период великих потрясений: протестантская Реформация и католическая Контрреформация ; открытие Америки Христофором Колумбом ; падение Константинополя ; но также повторное открытие Аристотеля в период схоластики предвещало большие социальные и политические изменения. Таким образом, была создана подходящая среда, в которой стало возможным подвергать сомнению научную доктрину, во многом таким же образом, как Мартин Лютер и Жан Кальвин подвергали сомнению религиозную доктрину. Было обнаружено, что работы Птолемея (астрономия) и Галена (медицина) не всегда соответствуют повседневным наблюдениям. Работа Везалия на человеческих трупах обнаружила проблемы с галеновским взглядом на анатомию. [187]
Открытие кристаллогидрата способствовало развитию науки в тот период, а также его появлению в Венеции около 1450 года. Новое стекло позволило создать более качественные очки и в конечном итоге привело к изобретению телескопа и микроскопа .
Труд Теофраста о горных породах «Peri lithōn » оставался авторитетным на протяжении тысячелетий: его интерпретация ископаемых была опровергнута только после научной революции.
В эпоху итальянского Возрождения Никколо Макиавелли установил акцент современной политической науки на прямом эмпирическом наблюдении за политическими институтами и субъектами. Позднее, расширение научной парадигмы в эпоху Просвещения еще больше выдвинуло изучение политики за пределы нормативных определений. [188] В частности, изучение статистики , для изучения субъектов государства , было применено к опросам и голосованию .
В археологии XV и XVI веках в Европе эпохи Возрождения наблюдается рост интереса к коллекционированию артефактов.
Ранний современный период рассматривается как расцвет европейского Возрождения. Была готовность подвергать сомнению ранее принятые истины и искать новые ответы. Это привело к периоду крупных научных достижений, теперь известному как Научная революция , которая привела к появлению Новой науки, которая была более механистической в своем мировоззрении, более интегрированной с математикой и более надежной и открытой, поскольку ее знания основывались на недавно определенном научном методе . [12] [15] [16] [189] Научная революция является удобной границей между античной мыслью и классической физикой и традиционно считается начавшейся в 1543 году, когда были впервые напечатаны книги De humani corporis fabrica ( О работе человеческого тела ) Андреаса Везалия , а также De Revolutionibus астронома Николая Коперника . Кульминацией этого периода стала публикация в 1687 году труда Исаака Ньютона «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» , ознаменовавшего беспрецедентный рост числа научных публикаций по всей Европе.
Другие значительные научные достижения были достигнуты в это время Галилео Галилеем , Иоганном Кеплером , Эдмундом Галлеем , Уильямом Гарвеем , Пьером Ферма , Робертом Гуком , Христианом Гюйгенсом , Тихо Браге , Марином Мерсенном , Готфридом Лейбницем , Исааком Ньютоном и Блезом Паскалем . [190] В философии большой вклад внесли Фрэнсис Бэкон , сэр Томас Браун , Рене Декарт , Барух Спиноза , Пьер Гассенди , Роберт Бойль и Томас Гоббс . [190] Христиан Гюйгенс вывел центростремительные и центробежные силы и был первым, кто перенес математические исследования для описания ненаблюдаемых физических явлений. Уильям Гилберт провел некоторые из самых ранних экспериментов с электричеством и магнетизмом, установив, что сама Земля является магнитной.
Гелиоцентрическая астрономическая модель Вселенной была усовершенствована Николаем Коперником . Коперник предложил идею о том, что Земля и все небесные сферы, содержащие планеты и другие объекты в космосе, вращаются вокруг Солнца. [ 191] Его гелиоцентрическая модель также предполагала, что все звезды неподвижны и не вращаются вокруг оси и вообще не находятся в каком-либо движении. [192] Его теория предполагала годовое вращение Земли и других небесных сфер вокруг Солнца и позволяла вычислять расстояния планет с помощью деферентов и эпициклов. Хотя эти вычисления не были полностью точными, Коперник смог понять порядок расстояний каждой небесной сферы. Гелиоцентрическая система Коперника была возрождением гипотез Аристарха Самосского и Селевка Селевкийского . [193] Аристарх Самосский действительно предполагал, что Земля вращается вокруг Солнца, но ничего не упоминал о порядке, движении или вращении других небесных сфер. [194] Селевк из Селевкии также предположил вращение Земли вокруг Солнца, но ничего не упомянул о других небесных сферах. Кроме того, Селевк из Селевкии понимал, что Луна вращается вокруг Земли и может быть использована для объяснения приливов и отливов океанов, тем самым еще раз доказывая свое понимание гелиоцентрической идеи. [195]
Научная революция продолжилась в эпоху Просвещения , которая ускорила развитие современной науки.
За гелиоцентрической моделью, возрожденной Николаем Коперником, последовала модель движения планет, предложенная Иоганном Кеплером в начале XVII века, которая предполагала, что планеты следуют по эллиптическим орбитам, причем Солнце находится в одном из фокусов эллипса. В Astronomia Nova ( Новая астрономия ) первые два закона движения планет были показаны с помощью анализа орбиты Марса. Кеплер ввел революционную концепцию планетарной орбиты. Благодаря его работе астрономические явления стали рассматриваться как управляемые физическими законами. [199]
Решающий момент наступил, когда «химия» была отделена от алхимии Робертом Бойлем в его работе «Скептический химик» в 1661 году; хотя алхимическая традиция продолжалась некоторое время после его работы. Другие важные шаги включали гравиметрическую экспериментальную практику медицинских химиков, таких как Уильям Каллен , Джозеф Блэк , Торберн Бергман и Пьер Маккер , а также работу Антуана Лавуазье (« отца современной химии ») по кислороду и закону сохранения массы , который опроверг теорию флогистона . Современная химия возникла с шестнадцатого по восемнадцатый век через материальные практики и теории, продвигаемые алхимией, медициной, производством и горным делом. [200] [201] [202]
В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал труд «Principia Mathematica» , в котором подробно изложил две всеобъемлющие и успешные физические теории: законы движения Ньютона , которые привели к классической механике, и закон всемирного тяготения Ньютона , который описывает фундаментальную силу гравитации.
Уильям Гарвей опубликовал De Motu Cordis в 1628 году, в котором раскрыл свои выводы, основанные на его обширных исследованиях кровеносных систем позвоночных . [190] Он определил центральную роль сердца , артерий и вен в обеспечении движения крови в контуре и не смог найти никаких подтверждений ранее существовавшим представлениям Галена о функциях нагрева и охлаждения. [ 203] История ранней современной биологии и медицины часто рассказывается через поиск местонахождения души. [204] Гален в своих описаниях своих основополагающих работ в медицине представляет различия между артериями, венами и нервами, используя словарь души. [205]
Важнейшим нововведением стало создание постоянных научных обществ и их научных журналов, что резко ускорило распространение новых идей. Типичным было основание Королевского общества в Лондоне в 1660 году и его журнала в 1665 году Philosophical Transaction of the Royal Society , первого научного журнала на английском языке. [ 206] В 1665 году также появился первый журнал на французском языке, Journal des sçavans . Наука, опирающаяся на работы [207] Ньютона , Декарта , Паскаля и Лейбница , была на пути к современной математике , физике и технике ко времени поколения Бенджамина Франклина (1706–1790), Леонарда Эйлера (1707–1783), Михаила Ломоносова (1711–1765) и Жана Лерона Д'Аламбера (1717–1783). «Энциклопедия » Дени Дидро , опубликованная между 1751 и 1772 годами, принесла это новое понимание более широкой аудитории. Влияние этого процесса не ограничивалось наукой и техникой, но затронуло философию ( Иммануил Кант , Дэвид Юм ), религию (все более значительное влияние науки на религию ), а также общество и политику в целом ( Адам Смит , Вольтер ).
Геология не претерпела систематической реструктуризации во время научной революции , а вместо этого существовала как облако изолированных, разрозненных идей о горных породах, минералах и формах рельефа задолго до того, как она стала последовательной наукой. Роберт Гук сформулировал теорию землетрясений, а Николас Стено разработал теорию суперпозиции и утверждал, что ископаемые останки являются останками некогда живших существ. Начиная с «Священной теории Земли » Томаса Бернета в 1681 году, натурфилософы начали исследовать идею о том, что Земля изменилась с течением времени. Бернет и его современники интерпретировали прошлое Земли с точки зрения событий, описанных в Библии, но их работа заложила интеллектуальные основы для светских интерпретаций истории Земли.
В конце 18 века такие исследователи, как Хью Уильямсон [208] и Джон Уолш, экспериментировали с воздействием электричества на организм человека. Дальнейшие исследования Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта установили электрическую природу того, что Вольта называл гальванизмом . [209] [210]
Современная геология, как и современная химия, постепенно развивалась в течение XVIII и начала XIX веков. Бенуа де Майе и граф де Бюффон считали, что Земля намного старше 6000 лет, как предполагали библейские исследователи. Жан-Этьен Геттар и Николя Демаре прошли пешком по центральной Франции и записали свои наблюдения на некоторых из первых геологических карт. С помощью химических экспериментов натуралисты, такие как шотландец Джон Уокер , [211] швед Торберн Бергман и немец Авраам Вернер, создали всеобъемлющие системы классификации горных пород и минералов — коллективное достижение, которое превратило геологию в передовую область к концу XVIII века. Эти ранние геологи также предложили обобщенную интерпретацию истории Земли, которая привела Джеймса Хаттона , Жоржа Кювье и Александра Броньяра , следуя по стопам Стено , к утверждению, что слои горных пород могут быть датированы по содержащимся в них окаменелостям: принцип, впервые примененный к геологии Парижского бассейна. Использование индексных ископаемых стало мощным инструментом для создания геологических карт, поскольку оно позволило геологам сопоставлять породы в одной местности с породами аналогичного возраста в других, отдаленных местностях.
Основу классической экономики составляет «Исследование о природе и причинах богатства народов » Адама Смита , опубликованное в 1776 году. Смит критиковал меркантилизм , отстаивая систему свободной торговли с разделением труда . Он постулировал « невидимую руку », которая регулировала экономические системы, состоящие из субъектов, руководствующихся только собственным интересом. «Невидимая рука», упомянутая на утерянной странице в середине главы в середине « Богатства народов » 1776 года, выступает в качестве центрального сообщения Смита.
Антропологию лучше всего понимать как порождение эпохи Просвещения. Именно в этот период европейцы пытались систематически изучать человеческое поведение. Традиции юриспруденции, истории, филологии и социологии развивались в это время и повлияли на развитие социальных наук, частью которых была антропология.
В 19 веке зародилась наука как профессия. Уильям Уэвелл ввел термин «ученый» в 1833 году [212], который вскоре заменил старый термин «натурфилософ» .
.jpeg/1280px-Painting_of_Volta_by_Bertini_(photo).jpeg)
В физике поведение электричества и магнетизма изучали Джованни Альдини , Алессандро Вольта , Майкл Фарадей , Георг Ом и другие. Эксперименты, теории и открытия Майкла Фарадея , Андре-Мари Ампера , Джеймса Клерка Максвелла и их современников привели к объединению двух явлений в единую теорию электромагнетизма , описанную уравнениями Максвелла . Термодинамика привела к пониманию тепла и определению понятия энергии.
В астрономии была открыта планета Нептун. Достижения в области астрономии и оптических систем в 19 веке привели к первому наблюдению астероида ( 1 Церера ) в 1801 году и открытию Нептуна в 1846 году.
В математике понятие комплексных чисел окончательно созрело и привело к последующей аналитической теории; они также начали использовать гиперкомплексные числа . Карл Вейерштрасс и другие провели арифметизацию анализа для функций действительных и комплексных переменных . Это также привело к новому прогрессу в геометрии за пределами классических теорий Евклида после периода почти в две тысячи лет. Математическая наука логика также имела революционные прорывы после столь же длительного периода застоя. Но самым важным шагом в науке в это время были идеи, сформулированные создателями электротехники. Их работа изменила облик физики и сделала возможным появление новых технологий, таких как электроэнергия, электрический телеграф, телефон и радио.
В химии Дмитрий Менделеев , следуя атомной теории Джона Дальтона , создал первую периодическую таблицу элементов . Другие важные события включают открытия, раскрывающие природу атомной структуры и материи, одновременно с химией - и новых видов излучения. Теория о том, что вся материя состоит из атомов , которые являются мельчайшими составляющими материи, которые не могут быть разрушены без потери основных химических и физических свойств этой материи, была предложена Джоном Дальтоном в 1803 году, хотя потребовалось сто лет, чтобы этот вопрос был доказан. Дальтон также сформулировал закон массовых отношений. В 1869 году Дмитрий Менделеев составил свою периодическую таблицу элементов на основе открытий Дальтона. Синтез мочевины Фридрихом Вёлером открыл новую область исследований - органическую химию , и к концу 19 века ученые смогли синтезировать сотни органических соединений. В конце 19-го века началась эксплуатация нефтехимических ресурсов Земли после истощения запасов нефти от китобойного промысла . К 20-му веку систематическое производство очищенных материалов обеспечило готовый запас продуктов, которые обеспечивали не только энергию, но и синтетические материалы для одежды, лекарств и повседневных одноразовых ресурсов. Применение методов органической химии к живым организмам привело к физиологической химии , предшественнице биохимии . [213]
В первой половине XIX века геологи, такие как Чарльз Лайелл , Адам Седжвик и Родерик Мерчисон, применили новую технику к горным породам по всей Европе и восточной части Северной Америки, подготовив почву для более подробных, финансируемых правительством проектов по картированию в последующие десятилетия. В середине XIX века фокус геологии сместился с описания и классификации на попытки понять, как изменилась поверхность Земли. В этот период были предложены первые всеобъемлющие теории горообразования, а также первые современные теории землетрясений и вулканов. Луи Агассис и другие установили реальность ледниковых периодов , покрывающих континенты , а «флювиалисты», такие как Эндрю Кромби Рамзи, утверждали, что речные долины были сформированы в течение миллионов лет реками, которые протекали через них. После открытия радиоактивности , радиометрические методы датирования были разработаны, начиная с XX века. Теория Альфреда Вегенера о «континентальном дрейфе» была широко отвергнута, когда он предложил ее в 1910-х годах, [214] но новые данные, собранные в 1950-х и 1960-х годах, привели к теории тектоники плит , которая предоставила правдоподобный механизм для нее. Тектоника плит также предоставила единое объяснение для широкого спектра, казалось бы, не связанных между собой геологических явлений. С 1960-х годов она служила объединяющим принципом в геологии. [215]
Возможно, самой выдающейся, противоречивой и далеко идущей теорией во всей науке была теория эволюции путем естественного отбора , которая была независимо сформулирована Чарльзом Дарвином и Альфредом Уоллесом . Она была подробно описана в книге Дарвина «Происхождение видов» , которая была опубликована в 1859 году. В ней Дарвин предположил, что черты всех живых существ, включая людей, были сформированы естественными процессами в течение длительных периодов времени. Теория эволюции в ее нынешнем виде затрагивает почти все области биологии. [216] Последствия эволюции в областях за пределами чистой науки привели как к оппозиции, так и к поддержке со стороны разных частей общества и глубоко повлияли на популярное понимание «места человека во вселенной». Отдельно Грегор Мендель сформулировал принципы наследования в 1866 году, которые стали основой современной генетики .
Еще одной важной вехой в медицине и биологии стали успешные попытки доказать микробную теорию болезней . После этого Луи Пастер создал первую вакцину против бешенства , а также сделал много открытий в области химии, включая асимметрию кристаллов . В 1847 году венгерский врач Игнац Фюлёп Земмельвейс резко сократил возникновение родильной горячки , просто потребовав от врачей мыть руки перед тем, как оказывать помощь женщинам во время родов. Это открытие предшествовало микробной теории болезней . Однако открытия Земмельвейса не были оценены его современниками, и мытье рук вошло в обиход только с открытиями британского хирурга Джозефа Листера , который в 1865 году доказал принципы антисептики . Работа Листера была основана на важных открытиях французского биолога Луи Пастера . Пастер смог связать микроорганизмы с болезнями, что произвело революцию в медицине. Он также разработал один из важнейших методов профилактической медицины , когда в 1880 году он создал вакцину против бешенства . Пастер изобрел процесс пастеризации , чтобы помочь предотвратить распространение болезней через молоко и другие продукты. [217]
Карл Маркс разработал альтернативную экономическую теорию, названную марксистской экономикой . Марксистская экономика основана на трудовой теории стоимости и предполагает, что стоимость товара определяется количеством труда, необходимого для его производства. Согласно этой аксиоме, капитализм основывался на том, что работодатели не выплачивали полную стоимость труда рабочих для создания прибыли. Австрийская школа ответила на марксистскую экономику, рассматривая предпринимательство как движущую силу экономического развития. Это заменило трудовую теорию стоимости системой спроса и предложения .
Психология как научное предприятие, независимое от философии, зародилась в 1879 году, когда Вильгельм Вундт основал первую лабораторию, посвященную исключительно психологическим исследованиям (в Лейпциге ). Другие важные ранние участники этой области включают Германа Эббингауза (пионера в области изучения памяти), Ивана Павлова (открывшего классическое обусловливание ), Уильяма Джеймса и Зигмунда Фрейда . Влияние Фрейда было огромным, хотя больше как культурной иконы, чем силы в научной психологии.
Современная социология возникла в начале 19 века как академический ответ на модернизацию мира. Среди многих ранних социологов (например, Эмиля Дюркгейма ) целью социологии был структурализм , понимание сплоченности социальных групп и разработка «противоядия» от социальной дезинтеграции. Макс Вебер был озабочен модернизацией общества через концепцию рационализации , которая, как он считал, заточит людей в «железную клетку» рационального мышления. Некоторые социологи, включая Георга Зиммеля и У. Э. Б. Дюбуа , использовали более микросоциологический , качественный анализ. Этот микроуровневый подход сыграл важную роль в американской социологии, а теории Джорджа Герберта Мида и его ученика Герберта Блумера привели к созданию символического интеракционистского подхода к социологии. В частности, только Огюст Конт проиллюстрировал своей работой переход от теологической к метафизической стадии и, от нее, к позитивной стадии. Конт заботился о классификации наук, а также о переходе человечества к состоянию прогресса, приписываемому переосмыслению природы в соответствии с утверждением «социальности» как основы научно интерпретируемого общества. [218]
Романтическое движение начала 19 века изменило науку, открыв новые направления, неожиданные для классических подходов Просвещения. Упадок романтизма произошел из-за того, что новое движение, позитивизм , начало овладевать идеалами интеллектуалов после 1840 года и просуществовало примерно до 1880 года. В то же время романтическая реакция на Просвещение породила таких мыслителей, как Иоганн Готфрид Гердер и позднее Вильгельм Дильтей, чьи работы легли в основу концепции культуры , которая является центральной для дисциплины. Традиционно большая часть истории предмета основывалась на колониальных столкновениях между Западной Европой и остальным миром, и большая часть антропологии 18-го и 19-го веков теперь классифицируется как научный расизм . В конце XIX века разгорелись баталии по поводу «изучения человека» между сторонниками «антропологического» направления (опирающимися на антропометрические методы) и сторонниками « этнологического » направления (изучающими культуры и традиции), и эти различия стали частью более позднего разделения на физическую антропологию и культурную антропологию , начало которому положили ученики Франца Боаса .
Наука значительно продвинулась в 20 веке. Были новые и радикальные разработки в физических и биологических науках, основанные на прогрессе 19 века. [219]
.png/1280px-Albert_Einstein_(Nobel).png)
Начало 20-го века принесло начало революции в физике. Было показано, что давние теории Ньютона не были верны во всех обстоятельствах. Начиная с 1900 года Макс Планк , Альберт Эйнштейн , Нильс Бор и другие разработали квантовые теории для объяснения различных аномальных экспериментальных результатов, вводя дискретные уровни энергии. Квантовая механика не только показала , что законы движения не соблюдаются в малых масштабах, но и общая теория относительности , предложенная Эйнштейном в 1915 году, показала, что фиксированный фон пространства-времени , от которого зависели как ньютоновская механика , так и специальная теория относительности , не может существовать. В 1925 году Вернер Гейзенберг и Эрвин Шредингер сформулировали квантовую механику , которая объяснила предыдущие квантовые теории. В настоящее время общая теория относительности и квантовая механика несовместимы друг с другом, и предпринимаются попытки объединить их. [220]
Наблюдение Эдвина Хаббла в 1929 году, что скорость, с которой удаляются галактики, положительно коррелирует с их расстоянием, привело к пониманию того, что Вселенная расширяется, и формулировке теории Большого взрыва Жоржем Леметром . Джордж Гамов , Ральф Альфер и Роберт Герман вычислили, что должны быть доказательства Большого взрыва в фоновой температуре Вселенной. [221] В 1964 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон [222] обнаружили фоновое шипение в 3 Кельвина в своем радиотелескопе Bell Labs ( антенна Holmdel Horn ), что было доказательством этой гипотезы и легло в основу ряда результатов, которые помогли определить возраст Вселенной .
В 1938 году Отто Ган и Фриц Штрассман открыли ядерное деление радиохимическими методами, а в 1939 году Лиза Мейтнер и Отто Роберт Фриш написали первую теоретическую интерпретацию процесса деления, которая позже была улучшена Нильсом Бором и Джоном А. Уилером . Дальнейшие разработки имели место во время Второй мировой войны, что привело к практическому применению радара и разработке и использованию атомной бомбы . Примерно в это же время Цзянь-Шюн У была нанята Манхэттенским проектом , чтобы помочь разработать процесс разделения металлического урана на изотопы U-235 и U-238 методом газовой диффузии . [223] Она была опытным экспериментатором в области бета-распада и физики слабых взаимодействий. [224] [225] У разработал эксперимент (см. эксперимент У ), который позволил физикам-теоретикам Цзундао Ли и Чэнь-Нин Яну экспериментально опровергнуть закон четности, за что они получили Нобелевскую премию в 1957 году. [224]
Хотя процесс начался с изобретения циклотрона Эрнестом О. Лоуренсом в 1930-х годах, физика в послевоенный период вступила в фазу того, что историки называют « Большой наукой », требующей огромных машин, бюджетов и лабораторий для проверки своих теорий и продвижения к новым рубежам. Главным покровителем физики стали правительства штатов, которые осознали, что поддержка «фундаментальных» исследований часто может привести к технологиям, полезным как для военных, так и для промышленных применений.
.jpg/1280px-Template_from_Crick_and_Watson%E2%80%99s_DNA_molecular_model,_1953._(9660573227).jpg)
В начале 20-го века изучение наследственности стало основным исследованием после повторного открытия в 1900 году законов наследования, разработанных Менделем . [226] 20-й век также стал свидетелем интеграции физики и химии, при этом химические свойства объяснялись как результат электронной структуры атома. Книга Лайнуса Полинга «Природа химической связи» использовала принципы квантовой механики для выведения углов связи во все более сложных молекулах. Работа Полинга достигла кульминации в физическом моделировании ДНК , секрета жизни (по словам Фрэнсиса Крика , 1953). В том же году эксперимент Миллера-Юри продемонстрировал в моделировании первичных процессов, что основные компоненты белков, простые аминокислоты , сами могут быть построены из более простых молекул, положив начало десятилетиям исследований химического происхождения жизни . К 1953 году Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик прояснили базовую структуру ДНК, генетического материала для выражения жизни во всех ее формах, [227] основываясь на работе Мориса Уилкинса и Розалинды Франклин , предположили, что структура ДНК представляет собой двойную спираль. В своей знаменитой статье « Молекулярная структура нуклеиновых кислот » [227] В конце 20-го века возможности генной инженерии впервые стали практическими, и в 1990 году начались масштабные международные усилия по картированию всего человеческого генома ( Проект «Геном человека» ). Дисциплина экологии обычно прослеживает свое происхождение от синтеза дарвиновской эволюции и гумбольдтовской биогеографии в конце 19-го и начале 20-го веков. [228] Однако не менее важными в становлении экологии были микробиология и почвоведение , в частности, концепция цикла жизни , выдающаяся в работе Луи Пастера и Фердинанда Кона . [229] Слово «экология» было придумано Эрнстом Геккелем , чей особенно целостный взгляд на природу в целом (и теорию Дарвина в частности) сыграл важную роль в распространении экологического мышления. [230] Область экологии экосистемпоявились в атомный век с использованием радиоизотопов для визуализации пищевых цепей, и к 1970-м годам экология экосистем глубоко повлияла на глобальное управление окружающей средой. [231]
В 1925 году Сесилия Пейн-Гапошкин определила, что звезды состоят в основном из водорода и гелия. [232] Астроном Генри Норрис Рассел отговорил ее от публикации этого открытия в ее докторской диссертации из-за широко распространенного убеждения, что звезды имеют тот же состав, что и Земля. [233] Однако четыре года спустя, в 1929 году, Генри Норрис Рассел пришел к тому же выводу с помощью других рассуждений, и открытие в конечном итоге было принято. [233]
В 1987 году сверхновая SN 1987A наблюдалась астрономами на Земле как визуально, так и в триумфе нейтринной астрономии солнечными нейтринными детекторами в Камиоканде . Но поток солнечных нейтрино был лишь частью его теоретически ожидаемого значения . Это несоответствие заставило изменить некоторые значения в стандартной модели физики элементарных частиц .
Понимание нейронов и нервной системы становилось все более точным и молекулярным в течение 20-го века. Например, в 1952 году Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли представили математическую модель передачи электрических сигналов в нейронах гигантского аксона кальмара, которые они назвали « потенциалами действия », и того, как они инициируются и распространяются, известную как модель Ходжкина–Хаксли . В 1961–1962 годах Ричард Фицхью и Дж. Нагумо упростили модель Ходжкина–Хаксли, в том, что называется моделью Фицхью–Нагумо . В 1962 году Бернард Кац смоделировал нейротрансмиссию через пространство между нейронами, известное как синапсы . Начиная с 1966 года, Эрик Кандел и его коллеги исследовали биохимические изменения в нейронах, связанные с обучением и хранением памяти у аплизии . В 1981 году Кэтрин Моррис и Гарольд Лекар объединили эти модели в модель Морриса–Лекара . Такая все более количественная работа привела к появлению многочисленных биологических моделей нейронов и моделей нейронных вычислений . Нейронаука стала признаваться как отдельная академическая дисциплина в своем собственном праве. Эрик Кандел и его коллеги цитировали Дэвида Риоха , Фрэнсиса О. Шмитта и Стивена Куффлера как сыгравших решающую роль в создании этой области. [234]
Принятие геологами тектоники плит стало частью расширения области от изучения горных пород к изучению Земли как планеты. Другие элементы этой трансформации включают: геофизические исследования недр Земли, объединение геологии с метеорологией и океанографией в одну из « наук о Земле », а также сравнение Земли и других каменистых планет Солнечной системы.
С точки зрения приложений, огромное количество новых технологий было разработано в 20 веке. Такие технологии, как электричество , лампа накаливания , автомобиль и фонограф , впервые разработанные в конце 19 века, были усовершенствованы и повсеместно внедрены. Первый автомобиль был представлен Карлом Бенцем в 1885 году. [235] Первый полет самолета состоялся в 1903 году, а к концу века авиалайнеры пролетали тысячи миль за считанные часы. Развитие радио , телевидения и компьютеров вызвало огромные изменения в распространении информации. Достижения в области биологии также привели к значительному увеличению производства продуктов питания, а также к ликвидации таких заболеваний, как полиомиелит, доктором Джонасом Солком . Генное картирование и генное секвенирование, изобретенные докторами Марком Скольником и Уолтером Гилбертом соответственно, являются двумя технологиями, которые сделали проект «Геном человека» осуществимым. Информатика, построенная на основе теоретической лингвистики , дискретной математики и электротехники , изучает природу и пределы вычислений. Подполя включают вычислимость , вычислительную сложность , проектирование баз данных , компьютерные сети , искусственный интеллект и проектирование компьютерного оборудования . Одной из областей, в которой достижения в области вычислений способствовали более общему научному развитию, является содействие крупномасштабному архивированию научных данных . Современная информатика обычно отличается тем, что подчеркивает математическую «теорию» в отличие от практического акцента программной инженерии . [236]
В работе Эйнштейна «О квантовой теории излучения» были изложены принципы вынужденного излучения фотонов. Это привело к изобретению лазера ( усиление света за счет вынужденного излучения) и оптического усилителя , которые открыли информационный век . [237] Именно оптическое усиление позволяет оптоволоконным сетям передавать огромную емкость Интернета .
Благодаря беспроводной передаче электромагнитного излучения и глобальным сетям сотовой связи мобильный телефон стал основным средством доступа в Интернет. [238]
В политической науке в 20 веке изучение идеологии, бихевиоризма и международных отношений привело к появлению множества «политических наук» субдисциплин, включая теорию рационального выбора , теорию голосования , теорию игр (также используемую в экономике), псефологию , политическую географию / геополитику , политическую антропологию / политическую психологию / политическую социологию , политическую экономию, анализ политики , государственное управление, сравнительный политический анализ и исследования мира /анализ конфликтов. В экономике Джон Мейнард Кейнс в 1920-х годах провел разделение между микроэкономикой и макроэкономикой . Согласно кейнсианской экономике, макроэкономические тенденции могут подавлять экономический выбор, сделанный людьми. Правительства должны поощрять совокупный спрос на товары как средство поощрения экономической экспансии. После Второй мировой войны Милтон Фридман создал концепцию монетаризма . Монетаризм фокусируется на использовании спроса и предложения денег как метода контроля экономической деятельности. В 1970-х годах монетаризм адаптировался к экономике предложения , которая выступает за снижение налогов как средство увеличения количества денег, доступных для экономической экспансии. Другие современные школы экономической мысли — это Новая классическая экономика и Новая кейнсианская экономика . Новая классическая экономика была разработана в 1970-х годах, подчеркивая прочную микроэкономику как основу для макроэкономического роста. Новая кейнсианская экономика была создана частично в ответ на Новую классическую экономику. Она показывает, как несовершенная конкуренция и рыночная жесткость, означает, что денежно-кредитная политика имеет реальные последствия, и позволяет анализировать различные политики. [239]
Психология в 20 веке увидела отторжение теорий Фрейда как слишком ненаучных и реакцию против атомистического подхода Эдварда Титченера к разуму. Это привело к формулировке бихевиоризма Джоном Б. Уотсоном , который был популяризирован Б. Ф. Скиннером . Бихевиоризм предлагал эпистемологически ограничить психологическое исследование явным поведением, поскольку оно могло быть надежно измерено. Научное знание о «разуме» считалось слишком метафизическим, следовательно, невозможным для достижения. Последние десятилетия 20 века стали свидетелями подъема когнитивной науки , которая снова рассматривает разум как предмет для исследования, используя инструменты психологии, лингвистики , компьютерных наук , философии и нейробиологии . Новые методы визуализации активности мозга, такие как ПЭТ-сканирование и КТ-сканирование , также начали оказывать свое влияние, что привело к тому, что некоторые исследователи стали исследовать разум, исследуя мозг, а не познание. Эти новые формы исследования предполагают, что широкое понимание человеческого разума возможно, и что такое понимание может быть применено к другим областям исследований, таким как искусственный интеллект . Эволюционная теория была применена к поведению и введена в антропологию и психологию через работы культурного антрополога Наполеона Шаньона . Физическая антропология станет биологической антропологией , включив в себя элементы эволюционной биологии. [240]
Американская социология в 1940-х и 1950-х годах в значительной степени доминировала над Талкоттом Парсонсом , который утверждал, что аспекты общества, которые способствовали структурной интеграции, были, следовательно, «функциональными». Этот подход структурного функционализма был подвергнут сомнению в 1960-х годах, когда социологи пришли к выводу, что этот подход просто оправдывает неравенство, присутствующее в статус-кво. В ответ была разработана теория конфликта , которая частично основывалась на философии Карла Маркса. Теоретики конфликта рассматривали общество как арену, на которой различные группы конкурируют за контроль над ресурсами. Символический интеракционизм также стал считаться центральным для социологического мышления. Эрвинг Гоффман рассматривал социальные взаимодействия как сценическое представление, в котором люди готовятся «за кулисами» и пытаются контролировать свою аудиторию с помощью управления впечатлением . [241] Хотя эти теории в настоящее время занимают видное место в социологической мысли, существуют и другие подходы, включая феминистскую теорию , постструктурализм , теорию рационального выбора и постмодернизм .
В середине XX века многие методологии ранних антропологических и этнографических исследований были переосмыслены с учетом этики исследований, в то время как сфера исследований значительно расширилась и вышла за рамки традиционного изучения «примитивных культур».
В начале 21-го века были доказаны некоторые концепции, возникшие в физике 20-го века. 4 июля 2012 года физики, работающие на Большом адронном коллайдере ЦЕРНа, объявили, что они открыли новую субатомную частицу, очень похожую на бозон Хиггса , [242] подтвержденную как таковую в следующем марте. [243] Гравитационные волны были впервые обнаружены 14 сентября 2015 года . [244]
Проект «Геном человека» был объявлен завершенным в 2003 году. [245] Разработанная в 2012 году технология редактирования генов CRISPR позволила ученым точно и легко модифицировать ДНК и привела к разработке новой медицины. [246] В 2020 году были изобретены ксеноботы — новый класс живых роботов; [247] в следующем году были представлены репродуктивные возможности. [248]
Позитивная психология — это раздел психологии, основанный в 1998 году Мартином Селигманом , который занимается изучением счастья, психического благополучия и позитивного функционирования человека и является реакцией на акцент психологии 20-го века на психических заболеваниях и дисфункциях. [249]
В исторических размышлениях об искусстве циклические схемы играют важную роль. В этом разница между историей искусства и историей науки. Идея линейного прогресса просто неприменима в эстетической сфере.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )[...] историческое письмо [...] в значительной степени отказалось от цели рассказать историю всеобщего прогресса науки.
...] блестящий век Перикла, по словам доктора А. Э. Тейлора, стал свидетелем одного из периодических банкротств науки [...].
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )Тезис о конфликте, по крайней мере в его простой форме, в настоящее время широко воспринимается как совершенно неадекватная интеллектуальная структура, в рамках которой можно построить разумную и реалистичную историографию западной науки.
В поздний викторианский период было принято писать о «войне между наукой и религией» и предполагать, что эти два тела культуры всегда должны были находиться в конфликте. Однако прошло уже очень много времени с тех пор, как историки науки придерживались подобных взглядов.
В своих традиционных формах тезис о конфликте был в значительной степени дискредитирован.
В конце двадцатого века сторонники тезиса конфликта были широко представлены Ричардом Докинзом, Э. О. Уилсоном и Дэниелом Деннетом.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )Вираханка Фибоначчи.
в то время как в качестве автора артхашастры его обычно называют по его готрическому имени, Каутилья .
«Начала
» Евклида были не только самым ранним крупным греческим математическим трудом, дошедшим до нас, но и самым влиятельным учебником всех времен. [...] Первые печатные версии «Начал» появились в Венеции в 1482 году, это была одна из самых ранних математических книг, набранных шрифтом; подсчитано, что с тех пор было опубликовано не менее тысячи изданий. Возможно, ни одна книга, кроме Библии, не может похвастаться таким количеством изданий, и уж точно ни одна математическая работа не имела влияния, сравнимого с влиянием « Начал» Евклида .
Вскоре после Евклида, составителя окончательного учебника, появился Архимед из Сиракуз (ок. 287–212 гг. до н. э.), самый оригинальный и глубокий математик древности.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
