История науки охватывает развитие науки с древнейших времен до современности . Она охватывает все три основные отрасли науки : естественную , социальную и формальную . [1] Протонаука , ранние науки и естественная философия, такая как алхимия и астрология, в эпоху бронзы , железного века , классической античности и средневековья пришли в упадок в период раннего Нового времени после создания формальных научных дисциплин в эпоху Просвещения. .
Самые ранние корни науки можно проследить в Древнем Египте и Месопотамии примерно с 3000 по 1200 год до нашей эры . [2] [3] Вклад этих цивилизаций в математику , астрономию и медицину повлиял на более позднюю греческую натурфилософию классической античности , в которой были предприняты формальные попытки дать объяснения событий в физическом мире , основанные на естественных причинах. [2] [3] После падения Западной Римской империи знание греческих концепций мира в латиноязычной Западной Европе в первые века (от 400 до 1000 г. н.э.) средневековья ухудшилось , [4] но продолжало процветают в грекоязычной Восточной Римской (или Византийской) империи . Благодаря переводам греческих текстов эллинистическое мировоззрение было сохранено и поглощено арабоязычным мусульманским миром во время Золотого века ислама . [5] Восстановление и ассимиляция греческих произведений и исламских исследований в Западной Европе с 10 по 13 века возродили изучение натурфилософии 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 установила свои первые известные традиции астрономии и математики для производства календарей , за которыми последовали другие цивилизации, такие как майя .
Натуральная философия была преобразована во время научной революции в Европе 16-17 веков, [8] [9] [10] по мере того, как новые идеи и открытия отходили от предыдущих греческих концепций и традиций. [11] [12] [13] [14] Появившаяся Новая Наука была более механистической по своему мировоззрению, более интегрированной с математикой, а также более надежной и открытой, поскольку ее знания были основаны на недавно определенном научном методе . [12] [15] [16] Вскоре последовали новые «революции» в последующие столетия. Например, химическая революция XVIII века ввела в химию новые количественные методы и измерения . [17] В 19 веке в центре внимания оказались новые перспективы относительно сохранения энергии , возраста Земли и эволюции . [18] [19] [20] [21] [22] [23] А в 20-м веке новые открытия в генетике и физике заложили основы для новых дисциплин, таких как молекулярная биология и физика элементарных частиц . [24] [25] Более того, промышленные и военные проблемы, а также растущая сложность новых исследовательских проектов открыли эпоху « большой науки », особенно после Второй мировой войны . [24] [25] [26]
Природа истории науки является предметом дискуссий (как и, косвенно, определение самой науки). Историю науки часто рассматривают как линейную историю прогресса [27] , но историки стали рассматривать эту историю как более сложную. [28] [29] [30] Альфред Эдвард Тейлор охарактеризовал периоды скудного развития научных открытий как «периодические банкротства науки». [31]
Наука – это человеческая деятельность, и научный вклад внесли люди самого разного происхождения и культур. Историки науки все чаще рассматривают свою область науки как часть глобальной истории обмена, конфликтов и сотрудничества. [32]
Отношения между наукой и религией характеризуются по-разному, среди прочего, с точки зрения «конфликта», «гармонии», «сложности» и «взаимной независимости». События в Европе, такие как дело Галилея в начале 17 века, связанное с научной революцией и эпохой Просвещения , побудили таких ученых, как Джон Уильям Дрейпер, выдвинуть ( ок. 1874 г. ) тезис о конфликте , предполагающий, что религия и наука На протяжении всей истории они находились в методологическом, фактическом и политическом конфликте. «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] до сих пор придерживаются этого тезиса.
Историки подчеркивают , что доверие необходимо для достижения согласия по вопросам природы. В этом свете создание в 1660 году Королевского общества и его кодекса экспериментов – заслуживающего доверия, поскольку засвидетельствовано его членами – стало важной главой в историографии науки. [37] Многие люди в современной истории (обычно женщины и цветные люди) были исключены из элитных научных сообществ и охарактеризованы научным истеблишментом как низшие . Историки в 1980-х и 1990-х годах описали структурные барьеры для участия и начали восстанавливать вклад упущенных из виду людей. [38] [39] Историки также исследовали повседневные научные практики, 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 техника передавались из поколения в поколение в устной традиции . Например, одомашнивание кукурузы для сельского хозяйства было датировано примерно 9000 лет назад на юге Мексики , до появления письменности . [45] [46] [47] Точно так же археологические данные указывают на развитие астрономических знаний в дописьменных обществах. [48] [49]
Устная традиция дописьменных обществ имела несколько особенностей, первой из которых была ее изменчивость. [2] Новая информация постоянно усваивалась и адаптировалась к новым обстоятельствам или потребностям общества. Никаких архивов и отчетов не было. Эта изменчивость была тесно связана с практической необходимостью объяснить и обосновать нынешнее положение дел. [2] Еще одной особенностью была тенденция описывать Вселенную как небо и землю с потенциальным подземным миром . Они также были склонны отождествлять причины с истоками, тем самым обеспечивая объяснение историческому происхождению. Также существовало доверие к « знахарю » или « мудрой женщине » для исцеления, знания божественных или демонических причин болезней и, в более крайних случаях, для таких ритуалов, как изгнание нечистой силы , гадание , песни и заклинания . [2] Наконец, существовала склонность беспрекословно принимать объяснения, которые в более современное время могли бы показаться неправдоподобными, и в то же время не осознавали, что такое доверчивое поведение могло создать проблемы. [2]
Развитие письменности позволило людям хранить и передавать знания из поколения в поколение с гораздо большей точностью. Его изобретение было предпосылкой развития философии, а затем и науки в древности . [2] Более того, степень процветания философии и науки 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 с 3000 по 1200 год до нашей эры. [2]
Начиная примерно с 3000 г. до н. э., древние египтяне разработали десятичную систему счисления и ориентировали свои знания геометрии на решение практических задач, например, задач геодезистов и строителей. [2] Их развитие геометрии само по себе было необходимым развитием геодезии для сохранения планировки и владения сельскохозяйственными угодьями , которые ежегодно затоплялись рекой Нил . Прямоугольный треугольник 3-4-5 и другие правила геометрии использовались для построения прямолинейных структур, а также архитектуры столбов и перемычек Египта.
Египет был также центром алхимических исследований на большей части Средиземноморья . Основываясь на медицинских папирусах , написанных в 2500–1200 годах до нашей эры, древние египтяне считали, что болезни в основном вызваны вторжением в тела злых сил или духов. [2] Таким образом, помимо использования лекарств , их методы лечения включали молитвы , заклинания и ритуалы. [2] Папирус Эберса , написанный примерно в 1600 году до нашей эры, содержит медицинские рецепты для лечения заболеваний глаз, рта, кожи, внутренних органов и конечностей, а также абсцессов, ран, ожогов, язв, опухших желез, опухолей, головные боли и даже неприятный запах изо рта. Папирус Эдвина Смита , написанный примерно в то же время, содержит хирургическое руководство по лечению ран, переломов и вывихов. Египтяне верили, что эффективность их лекарств зависит от их приготовления и применения в рамках соответствующих ритуалов. [2] Историки медицины полагают, что древнеегипетская фармакология, например, была в значительной степени неэффективна. [50] И в папирусах Эберса, и в папирусах Эдвина Смита для лечения болезней применялись следующие компоненты: обследование, диагностика, лечение и прогноз, [51] которые демонстрируют сильные параллели с основным эмпирическим методом науки и, по мнению Г.Р. Ллойда, [52] сыграли значительную роль в разработке этой методологии.
Древние египтяне даже разработали официальный календарь, включавший двенадцать месяцев по тридцать дней каждый и пять дней в конце года. [2] В отличие от вавилонского календаря или календаря, который использовался в то время в греческих городах-государствах, официальный египетский календарь был намного проще, поскольку он был фиксированным и не учитывал лунные и солнечные циклы. [2]
Древние месопотамцы обладали обширными знаниями о химических свойствах глины, песка, металлической руды, битума , камня и других природных материалов и применяли эти знания для практического использования при изготовлении керамики , фаянса , стекла, мыла, металлов, известковой штукатурки и гидроизоляция. Металлургия требовала знаний о свойствах металлов. Тем не менее, месопотамцы, судя по всему, мало интересовались сбором информации о мире природы ради сбора информации и гораздо больше интересовались изучением того, каким образом боги управляли вселенной . О биологии нечеловеческих организмов обычно писали только в контексте основных академических дисциплин. Физиология животных широко изучалась с целью гадания ; особенно интенсивно изучалась анатомия печени , которая рассматривалась как важный орган в гаруспичности . Поведение животных также изучалось в гадательных целях. Большая часть информации о дрессировке и приручении животных, вероятно, передавалась устно, без записи, но сохранился один текст, посвященный дрессировке лошадей. [53]
Древние месопотамцы не делали различия между «рациональной наукой» и магией . [54] [55] [56] Когда человек заболевал, врачи прописывали ему магические формулы, а также медикаментозное лечение. [54] [55] [56] [53] Самые ранние медицинские рецепты 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 «Диагностический справочник» , написанный умману , или главным ученым, Эсагил-кин-апли из Борсиппы , [58] во время правления вавилонского царя Адад-апла-иддина (1069 г.) . –1046 г. до н.э.). [59] В восточно-семитских культурах главным лечебным авторитетом был своего рода экзорцист-целитель, известный как ашипу . [54] [55] [56] Эта профессия обычно передавалась от отца к сыну и пользовалась чрезвычайно большим уважением. [54] Менее частым 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 зелья, клизмы. и мази или припарки . Эти врачи, которые могли быть как мужчинами, так и женщинами, также перевязывали раны, вправляли конечности и выполняли простые операции. Древние месопотамцы также практиковали профилактику и принимали меры для предотвращения распространения болезней. [53]
В вавилонской астрономии записи движения звезд , планет и Луны оставляются на тысячах глиняных табличек , созданных писцами . Даже сегодня астрономические периоды, определенные месопотамскими протоучеными, все еще широко используются в западных календарях , такие как солнечный год и лунный месяц . Используя эти данные, они разработали математические методы для расчета 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 Киддину для солнечного года используется в сегодняшних календарях. Вавилонская астрономия была «первой и весьма успешной попыткой дать уточненное математическое описание астрономических явлений». По словам историка А. Аабое, «все последующие разновидности научной астрономии в эллинистическом мире, в Индии, в исламе и на Западе — если не все последующие усилия в точных науках — зависят от вавилонской астрономии в решающей и фундаментальные пути». [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 сведущ в них. [2] Следовательно, считалось, что боги могли говорить через все земные объекты (например, внутренности животных, сны, уродливые дети или даже цвет собаки, мочащейся на человека) и небесные явления. [2] Более того, вавилонская астрология была неотделима от вавилонской астрономии.
На месопотамской клинописной табличке Плимптон 322 , датируемой восемнадцатым веком до н . знал о теореме Пифагора за тысячелетие до Пифагора. [62] [63] [64]
Математические достижения из Месопотамии оказали определенное влияние на развитие математики в Индии, и были подтверждены двусторонние передачи математических идей между Индией и Китаем. [65] Тем не менее, математические и научные достижения в Индии и особенно в Китае произошли в значительной степени независимо [66] от достижений Европы, и подтвержденное раннее влияние, которое эти две цивилизации оказали на развитие науки в Европе в досовременную эпоху, было косвенный, при этом Месопотамия, а затем и исламский мир выступали в качестве посредников. [65] Появление современной науки, возникшей в результате научной революции , в Индии, Китае и в целом в азиатском регионе можно проследить до научной деятельности миссионеров-иезуитов, которые были заинтересованы в изучении флоры и фауны региона во время 16-17 века. [67]
Самые ранние следы математических знаний на Индийском субконтиненте появляются в эпоху цивилизации долины Инда (ок. 4-го тысячелетия до н.э. ~ ок. 3-го тысячелетия до н.э.). Люди этой цивилизации изготавливали кирпичи, размеры которых находились 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, кратные этой единице длины. [69]
Индийский астроном и математик Арьябхата (476–550) в своей «Арьябхатии» (499) ввёл функцию синуса в тригонометрию и число 0 [математика]. В 628 году нашей эры Брахмагупта предположил, что гравитация — это сила притяжения. [70] [71] Он также доходчиво объяснил использование нуля в качестве заполнителя и десятичной цифры , а также индуистско-арабской системы счисления, которая сейчас используется повсеместно во всем мире. Арабские переводы текстов двух астрономов вскоре стали доступны в исламском мире , что привело к тому, что к 9 веку стало арабскими цифрами в исламском мире. [72] [73] В течение 14–16 веков школа астрономии и математики Кералы добилась значительных успехов в астрономии и особенно математике, включая такие области, как тригонометрия и анализ. В частности, Мадхава Сангамаграма считается «основателем математического анализа ». [74]
В трактате «Тантрасанграха » Нилакантха Сомаяджи обновил модель Арьябхатаны для внутренних планет, Меркурия и Венеры, и уравнение, которое он определил для центров этих планет, было более точным, чем уравнения в европейской или исламской астрономии до времен Иоганна . Кеплер в 17 веке. [75]
Первое текстовое упоминание астрономических понятий происходит из Вед , религиозной литературы Индии. [76] По словам Сармы (2008): «В Ригведе можно найти разумные рассуждения о возникновении Вселенной из небытия, конфигурации Вселенной, сферической самоподдерживающейся Земле и году из 360 дней, разделенных на 12 равных частей. части по 30 дней каждая с периодическим вставным месяцем.». [76] Первые 12 глав Сиддханты Широмани , написанных Бхаскарой в 12 веке, охватывают такие темы, как: средние долготы планет; истинные долготы планет; три проблемы суточного вращения; сизигии; лунные затмения; солнечные затмения; широты планет; подъемы и настройки; полумесяц луны; соединения планет друг с другом; соединения планет с неподвижными звездами; и паты солнца и луны. 13 глав второй части посвящены природе сферы, а также важным астрономическим и тригонометрическим расчетам, основанным на ней.
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 грамматистом санскрита был Панини (ок. 520–460 до н.э.), чья грамматика формулирует около 4000 правил санскрита. Его аналитическому подходу присущи понятия фонемы , морфемы и корня . Текст Толкаппиям , составленный в первые века нашей эры, [77] представляет собой всеобъемлющий текст по тамильской грамматике, который включает сутры по орфографии, фонологии, этимологии, морфологии, семантике, просодии, структуре предложения и значению контекста в языке. .
Находки на неолитических кладбищах на территории современного Пакистана свидетельствуют о наличии прото-стоматологии среди ранней земледельческой культуры. [78] Древний текст Сушрутасамхита Сушруты описывает процедуры различных форм хирургии, включая ринопластику , восстановление разорванных мочек ушей, литотомию промежности, хирургию катаракты, а также некоторые другие иссечения и другие хирургические процедуры.
Древнеиндийский трактат о государственном управлении , экономической политике и военной стратегии Каутильи [79] и Вишнугупты [80] , которых традиционно отождествляют с Чанакьей (ок. 350–283 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, но не очень часто утверждающую, как он должен работать, книгу, которая часто раскрывает королю, какие расчетливые, а иногда и жестокие меры он должен применять». ради сохранения государства и общего блага». [81]
С древнейших времен китайцы использовали позиционную десятичную систему на счетных досках для вычислений. Чтобы выразить число 10, во вторую коробку справа помещается один стержень. В разговорном языке используется та же система, что и в английском: например, четыре тысячи двести семь. Никакой символ не использовался для нуля. К I веку до нашей эры использовались отрицательные числа и десятичные дроби, а « Девять глав математического искусства» включали методы извлечения корней более высокого порядка с помощью метода Хорнера и решения линейных уравнений и теоремы Пифагора . Кубические уравнения были решены во времена династии Тан , а решения уравнений порядка выше 3 появились в печати в 1245 году Цинь Цзю-шао . Треугольник Паскаля для биномиальных коэффициентов был описан около 1100 года Цзя Сянем . [82]
Хотя первые попытки аксиоматизации геометрии появляются в моистском каноне в 330 г. до н.э., Лю Хуэй разработал алгебраические методы в геометрии в III веке н.э., а также вычислил число Пи до 5 значащих цифр. В 480 году Цзу Чунчжи улучшил это положение, открыв соотношение , которое оставалось наиболее точным значением в течение 1200 лет.
Астрономические наблюдения из Китая представляют собой самую длинную непрерывную последовательность наблюдений среди всех цивилизаций и включают записи солнечных пятен (112 записей за 364 г. до н.э.), сверхновых (1054), лунных и солнечных затмений. К XII веку они могли достаточно точно предсказывать затмения, но знания об этом были утеряны во времена династии Мин, так что иезуит Маттео Риччи в 1601 году снискал большую благосклонность своими предсказаниями. [84] [ неполная короткая 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 звездная карта 940 года рисовалась с использованием цилиндрической ( Меркатора ) проекции. Использование армиллярной сферы зафиксировано с 4 века до нашей эры, а сферы, постоянно установленной на экваториальной оси, - с 52 года до нашей эры. В 125 году нашей эры Чжан Хэн использовал силу воды, чтобы вращать сферу в реальном времени. Сюда входили кольца меридиана и эклиптики. К 1270 году они включили в себя принципы арабского торрентума .
В Империи Сун (960–1279 гг.) Императорского Китая китайские ученые-чиновники раскапывали, изучали и каталогизировали древние артефакты.
Чтобы лучше подготовиться к бедствиям, Чжан Хэн в 132 году нашей эры изобрел сейсмометр , который мгновенно предупреждал власти столицы Лояна о том, что землетрясение произошло в месте, указанном по определенному кардинальному или порядковому направлению . [85] [86] Хотя в столице не ощущалось никаких толчков, когда Чжан сообщил суду, что землетрясение только что произошло на северо-западе, вскоре после этого пришло сообщение о том, что землетрясение действительно произошло на расстоянии от 400 до 500 км (от 250 до 310 миль). ) к северо-западу от Лояна (на территории современной Ганьсу ). [87] Чжан назвал свое устройство «инструментом для измерения сезонных ветров и движений Земли» (Хоуфэн дидун и 候风地动仪), названным так потому, что он и другие считали, что землетрясения, скорее всего, были вызваны огромным сжатием Земли. захваченный воздух. [88]
На протяжении веков было много заметных вкладчиков в ранние китайские дисциплины, изобретения и практики. Одним из лучших примеров может служить средневековый китаец Сун Шэнь Го (1031–1095), эрудит и государственный деятель, который первым описал магнитный компас , используемый для навигации , открыл концепцию истинного севера , усовершенствовал конструкцию компаса. астрономический гномон , армиллярная сфера , смотровая труба и клепсидра , а также описал использование сухих доков для ремонта лодок. После наблюдения за естественным процессом затопления илом и находки морских окаменелостей в горах Тайхан (в сотнях миль от Тихого океана) Шэнь Го разработал теорию формирования суши, или геоморфологию . Он также принял теорию постепенного изменения климата в регионах с течением времени после наблюдения окаменевшего бамбука , найденного под землей в Яньань , провинция Шэньси . Если бы не сочинения Шэнь Го, [89] архитектурные произведения Юй Хао были бы малоизвестны, как и изобретатель подвижной печати Би Шэн ( 990–1051). Современник Шена Су Сун (1020–1101) также был блестящим эрудитом, астрономом, создавшим небесный атлас звездных карт, написавшим трактат по ботанике , зоологии , минералогии и металлургии , а также воздвигшему большую астрономическую башню с часами в городе Кайфэн . в 1088 году. Чтобы управлять венчающей армиллярной сферой , его башня с часами имела спусковой механизм и старейшее известное в мире использование бесконечного цепного привода , передающего энергию . [90]
Иезуитские китайские миссии 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». [91] Западная академическая мысль по истории китайской технологии и науки была стимулирована работами Джозефа Нидэма и Исследовательского института Нидхэма. Среди технологических достижений Китая были, по мнению британского ученого Нидэма, небесный глобус с водяным приводом (Чжан Хэн), [92] сухие доки , скользящие суппорты , поршневой насос двойного действия , [92] доменная печь , [92 ] 93] многотрубная сеялка , тачка , [93] подвесной мост , [ 93] веялка , [92] порох , [93] рельефная карта , туалетная бумага, [93] эффективная сбруя, [92] наряду с вкладом в логику , астрономию , медицину и другие области.
Однако культурные факторы не позволили этим китайским достижениям перерасти в «современную науку». По мнению Нидэма, возможно, именно религиозные и философские рамки китайских интеллектуалов сделали их неспособными принять идеи законов природы:
Дело не в том, что для китайцев не существовало порядка в природе, а скорее в том, что это не был порядок, установленный разумным личным существом, и, следовательно, не было уверенности в том, что разумные личные существа смогут писать на своих менее земных языках. божественный свод законов, который он установил прежде. Даосы действительно презирали бы такую идею, считая ее слишком наивной для тонкости и сложности Вселенной, какой они ее интуитивно представляли . [94]
.jpg/1280px-La_Mojarra_Estela_1_(Escritura_superior).jpg)
В период среднего формирования (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 письменности региона (возможно, предшествовавшую ольмекам Каскахаля) . Блок ), [95] , а также первый известный астрономический календарь в Мезоамерике . [96] [97] После периода первоначального городского развития в доклассический период классическая цивилизация майя (ок. 250 г. н.э. – ок. 900 г. н.э.) основывалась на общем наследии ольмеков, развивая самые сложные системы письменности , астрономия , календарная наука и математика среди мезоамериканских народов. [96] Майя разработали позиционную систему счисления с основанием 20 , которая включала использование нуля для построения своих календарей. [98] [99] 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 виде логографов , представляющих числа, коэффициенты и календарные периоды, составляющие 20 дней и даже 20 лет для отслеживания социальных, религиозных, политических и экономических событий за 360 дней. [100]
Вклад древних египтян и месопотамцев в области астрономии, математики и медицины вошёл и сформировал греческую натурфилософию классической древности , посредством чего были предприняты формальные попытки дать объяснения событий в физическом мире на основе естественных причин. [2] [3] Запросы также были направлены на такие практические цели, как создание надежного календаря или определение способов лечения различных болезней. Древние люди, считавшиеся первыми учёными , возможно, считали себя натурфилософами , практикующими квалифицированную профессию (например, врачами ) или последователями религиозной традиции (например, храмовыми целителями ).
Самые ранние греческие философы , известные как досократики , [101] давали противоречивые ответы на вопрос, найденный в мифах их соседей: «Как возник упорядоченный космос , в котором мы живем?» [102] Философ-досократик Фалес (640–546 гг. до н. э.) из Милета , которого более поздние авторы, такие как Аристотель, определили как первого из ионических философов , [2] постулировал несверхъестественные объяснения природных явлений. Например, земля плавает на воде и что землетрясения вызваны волнением воды, по которой плавает земля, а не богом Посейдоном. [103] Ученик Фалеса Пифагор Самосский основал пифагорейскую школу , которая исследовала математику ради самой математики, и был первым, кто постулировал, что Земля имеет сферическую форму . [104] Левкипп (V век до н. э.) представил атомизм , теорию, согласно которой вся материя состоит из неделимых, нетленных единиц, называемых атомами . Это было значительно развито его учеником Демокритом , а затем Эпикуром .
Платон и Аристотель произвели первые систематические дискуссии по натуральной философии, которые во многом повлияли на последующие исследования природы. Их развитие дедуктивного рассуждения имело особое значение и полезность для последующих научных исследований. Платон основал Платоновскую Академию в 387 г. до н. э., девизом которой было «Пусть сюда не войдет никто, не разбирающийся в геометрии», а также выпустил множество выдающихся философов. Ученик Платона Аристотель представил эмпиризм и идею о том, что универсальные истины могут быть получены посредством наблюдения и индукции, тем самым заложив основы научного метода. [105] Аристотель также написал множество работ по биологии , которые носили эмпирический характер, уделяя особое внимание биологической причинности и разнообразию жизни. Он провел бесчисленные наблюдения за природой, особенно за повадками и признаками растений и животных на Лесбосе , классифицировал более 540 видов животных и препарировал не менее 50. Сочинения Аристотеля оказали глубокое влияние на последующую исламскую и европейскую науку, хотя в конечном итоге они были вытеснены в Научной революции . [107] [108]
Аристотель также внес свой 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. [109] Кроме того, Аристотель имел множество 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. [110] 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 того, что земля оказывается ближе всего к «Земле», затем вода, воздух, огонь и, наконец, эфир. Помимо строения всех вещей, Аристотель выдвинул теории о том, почему вещи не возвращаются в свое естественное движение. Он понял, что вода находится над землей, воздух над водой и 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 ограничения на элементы, не позволяя элементам, составляющим того, кем они являются, вернуться в свое естественное состояние. [111]
Важное наследие этого периода включало существенные достижения в фактических знаниях, особенно в анатомии , зоологии , ботанике , минералогии , географии , математике и астрономии ; осознание важности некоторых научных проблем, особенно связанных с проблемой изменений и их причин; и признание методологической важности применения математики к природным явлениям и проведения эмпирических исследований. [112] В эпоху эллинизма учёные часто использовали в своих научных исследованиях принципы, разработанные в ранней греческой мысли: применение математики и целенаправленные эмпирические исследования. [113] 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 у древних греков, но метод Сократа вместе с идеей форм дал большие успехи в геометрии, логике и естественных науках. По словам Бенджамина Фаррингтона , бывшего профессора классической литературы в Университете Суонси :
и опять:
Астроном Аристарх Самосский был первым известным человеком, предложившим гелиоцентрическую модель Солнечной системы , а географ Эратосфен точно рассчитал окружность Земли. Гиппарх (ок. 190 – ок. 120 до н. э.) составил первый систематический звездный каталог . Уровень достижений эллинистической астрономии и техники впечатляюще демонстрирует Антикитерский механизм (150–100 гг. до н. э.), аналоговый компьютер для расчета положения планет. Технологические артефакты подобной сложности не появлялись вновь до 14 века, когда в Европе появились механические астрономические часы . [115]
Во времена Гиппократа не было определенной социальной структуры здравоохранения. [116] В то время общество не было организованным и знающим, поскольку люди все еще полагались на чистые религиозные рассуждения для объяснения болезней. [116] Гиппократ представил первую систему здравоохранения, основанную на науке и клинических протоколах. [117] Теории Гиппократа о физике и медицине помогли проложить путь к созданию организованной медицинской структуры общества. [117] В медицине Гиппократ (ок. 460 г. до н. э. – ок. 370 г. до н. э.) и его последователи первыми описали многие болезни и состояния здоровья и разработали клятву Гиппократа для врачей, которая 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. [117] Гиппократ повлиял на западные профессиональные отношения между врачом и пациентом. [118] Гиппократ также известен как «отец медицины». [117] Герофил (335–280 гг. до н. э.) был первым, кто обосновал свои выводы на вскрытии человеческого тела и описал нервную систему . Гален (129 – ок. 200 г. н. э.) выполнил множество смелых операций, в том числе операций на мозге и глазах , которые больше не проводились в течение почти двух тысячелетий.
В эллинистическом Египте математик Евклид заложил основы математической строгости и ввел концепции определения, аксиомы, теоремы и доказательства, которые до сих пор используются в своих « Началах» , которые считаются самым влиятельным учебником из когда-либо написанных. [120] Архимеду , считающемуся одним из величайших математиков всех времён, [121] приписывают использование метода исчерпания для вычисления площади под дугой параболы с суммированием бесконечного ряда , и он дал удивительно точное приближение числа пи . [122] Он также известен в физике закладыванием основ гидростатики , статики и объяснением принципа действия рычага .
Теофраст написал некоторые из самых ранних описаний растений и животных, установив первую систематику и рассматривая минералы с точки зрения их свойств, таких как твердость . Плиний Старший создал одну из крупнейших энциклопедий мира природы в 77 году нашей эры 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 кристаллов является предшественником современной кристаллографии , в то время как заметки о других минералах предвещают минералогию. Он признает, что другие минералы имеют характерную форму кристаллов, но в одном примере путает форму кристаллов с работой гранильщиков . Плиний был первым, кто доказал, что янтарь — это смола сосен, из-за того, что внутри него содержатся пойманные в ловушку насекомые. [123] [124]
Развитие археологии имеет свои корни в истории и среди тех, кто интересовался прошлым, таких как короли и королевы, которые хотели показать былую славу своих стран. Греческий историк V века до нашей эры Геродот был первым ученым, систематически изучавшим прошлое, и, возможно, первым, кто исследовал артефакты.
Во время правления Рима известные историки, такие как Полибий , Ливий и Плутарх , документировали возникновение Римской республики , а также организацию и историю других наций, в то время как государственные деятели, такие как Юлий Цезарь , Цицерон и другие, приводили примеры политики республики. и Римская империя и войны. Изучение политики в эту эпоху было ориентировано на понимание истории, понимание методов управления и описание деятельности правительств.
Римское завоевание Греции не привело к уменьшению образования и культуры в греческих провинциях. [125] Напротив, признание греческих достижений в литературе, философии, политике и искусстве высшим классом Рима совпало с ростом процветания Римской империи . Греческие поселения существовали в Италии на протяжении веков, и способность читать и говорить по-гречески не была редкостью в итальянских городах, таких как Рим. [125] Более того, поселение греческих ученых в Риме, добровольно или в качестве рабов, дало римлянам доступ к учителям греческой литературы и философии. И наоборот, молодые римские ученые также учились за границей в Греции и по возвращении в Рим смогли передать греческие достижения своему латинскому руководству. [125] И несмотря на перевод нескольких греческих текстов на латынь, римские ученые, стремившиеся к высочайшему уровню, делали это, используя греческий язык. Ярким примером был римский государственный деятель и философ Цицерон (106–43 гг. до н. э.). Он учился у греческих учителей в Риме, а затем в Афинах и на Родосе . Он овладел значительной частью греческой философии, написал латинские трактаты по нескольким темам и даже написал греческие комментарии к « Тимею» Платона , а также его латинский перевод, который не сохранился. [125]
Вначале поддержка исследований греческого языка почти полностью финансировалась римским высшим классом. [125] Существовали самые разные договоренности: от присоединения талантливого ученого к богатому дому до владения образованными рабами, говорящими по-гречески. [125] Взамен ученые, добившиеся успеха на самом высоком уровне, были обязаны давать советы или интеллектуальное общение своим римским благотворителям или даже заботиться об их библиотеках. Менее удачливые и опытные люди будут учить своих детей или выполнять черную работу. [125] Уровень детализации и сложности греческих знаний был скорректирован с учетом интересов их римских покровителей. Это означало популяризацию греческих знаний путем предоставления информации, имеющей практическую ценность, например, для медицины или логики (для судов и политики), но исключающей тонкие детали греческой метафизики и эпистемологии. Помимо основ, римляне не ценили натурфилософию и считали ее развлечением для досуга. [125]
Комментарии и энциклопедии были средством популяризации греческих знаний среди римской аудитории. [125] Греческий ученый Посидоний (ок. 135–ок. 51 до н. э.), уроженец Сирии, много писал по истории, географии, моральной философии и натуральной философии. Он оказал большое влияние на латинских писателей, таких как Марк Теренций Варрон (116–27 гг. до н. э.), написавший энциклопедию « Девять книг дисциплин» , охватывающую девять искусств: грамматику, риторику, логику, арифметику, геометрию, астрономию, теорию музыки, медицину и архитектуру. . [125] Дисциплины стали моделью для последующих римских энциклопедий , а девять гуманитарных наук Варрона считались подходящим образованием для римского джентльмена. Первые семь из девяти искусств Варрона позже определили семь свободных искусств средневековых школ . [125] Вершиной популяризационного движения стал 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 объемистая «Естественная история» . [125]
После смерти римского императора Марка Аврелия в 180 году нашей эры благоприятные условия для науки и обучения в Римской империи были нарушены политическими волнениями, гражданской войной, упадком городов и надвигающимся экономическим кризисом. [125] Примерно в 250 году нашей эры варвары начали нападать на римские границы и вторгаться в них. Эти совокупные события привели к общему ухудшению политических и экономических условий. Уровень жизни римского высшего класса серьезно пострадал, а потеря досуга привела к уменьшению научных занятий. [125] Более того, в течение 3-го и 4-го веков нашей эры Римская империя была административно разделена на две половины: греческий Восток и латинский Запад . Эти административные разделения ослабили интеллектуальный контакт между двумя регионами. [125] В конце концов, обе половины разошлись, и греческий Восток стал Византийской империей . [125] Христианство также неуклонно расширялось в это время и вскоре стало основным покровителем образования на Латинском Западе. Первоначально христианская церковь переняла некоторые инструменты рассуждения греческой философии во 2-м и 3-м веках нашей эры, чтобы защитить свою веру от искушенных противников. [125] Тем не менее, греческая философия получила неоднозначный прием со стороны лидеров и приверженцев христианской веры. [125] Некоторые, такие как Тертуллиан (ок. 155–230 гг. н.э.), были категорически против философии, объявляя ее еретической . Другие, такие как Августин Гиппопотамский (354–430 гг. н. э.), были двойственными и защищали греческую философию и науку как лучшие способы понять мир природы и поэтому относились к ней как к служанке (или слуге) религии. [125] Образование на Западе начало постепенно приходить в упадок, как и в остальной части Западной Римской империи , из-за вторжений германских племен, гражданских беспорядков и экономического коллапса. 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 . [125]
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 400-х годах . Напротив, Восточная Римская или Византийская империя сопротивлялась нападениям варваров, сохраняя и улучшая обучение. [126]
В то время как в Византийской империи все еще существовали учебные центры, такие как Константинополь , Александрия и Антиохия, знания Западной Европы были сосредоточены в монастырях до появления средневековых университетов в XII веке. Учебная программа монастырских школ включала изучение немногих доступных древних текстов и новых работ по практическим предметам, таким как медицина [127] и хронометраж. [128]
В шестом веке в Византийской империи Исидор Милетский собрал математические труды Архимеда в « Архимед Палимпсест» , где были собраны и изучены все математические достижения Архимеда.
Иоанн Филопон , другой византийский ученый, был первым, кто поставил под сомнение учение Аристотеля о физике, представив теорию импульса . [129] [130] Теория импульса была вспомогательной или вторичной теорией аристотелевской динамики, первоначально выдвинутой для объяснения движения снаряда против силы тяжести. Это интеллектуальный предшественник концепций инерции, импульса и ускорения в классической механике. [131] Работы Иоанна Филопона вдохновили Галилео Галилея десять веков спустя. [132] [133]
Во время падения Константинополя в 1453 году ряд греческих ученых бежали в Северную Италию, где они положили начало эпохе, позже известной как « Ренессанс », поскольку они принесли с собой много классических знаний, включая понимание ботаники, медицины, и зоология. Византия также дала Западу важный вклад: критику Иоанном Филопоном аристотелевской физики и работы Диоскорида. [134]
Это был период (8–14 века н.э.) Золотого века ислама , когда процветала торговля и появлялись новые идеи и технологии, такие как импорт производства бумаги из Китая, что сделало копирование рукописей недорогим.
Передача греческого наследия на восток в Западную Азию была медленным и постепенным процессом, который длился более тысячи лет, начиная с азиатских завоеваний Александра Великого в 335 году до нашей эры до основания ислама в 7 веке нашей эры . [5] За рождением и распространением ислама в 7 веке быстро последовала его эллинизация . Знания о греческих концепциях мира были сохранены и включены в исламское богословие, право, культуру и торговлю, чему способствовали переводы традиционных греческих текстов и некоторых сирийских промежуточных источников на арабский язык в течение 8-9 веков.
Медресе были центрами множества различных религиозных и научных исследований и являлись кульминацией различных учреждений, таких как мечети, основанные на религиоведении, жилье для иногородних посетителей и, наконец, образовательные учреждения, ориентированные на естественные науки. [135] В отличие от западных университетов, студенты медресе учились у одного конкретного учителя, который по завершении обучения выдавал сертификат, называемый иджаза . Иджаза отличается от западной университетской степени во многих отношениях: во-первых, она выдается одним человеком, а не учреждением, а во-вторых, это не индивидуальная степень, декларирующая достаточные знания по широким предметам, а, скорее, лицензия на преподавание и передать очень специфический набор текстов. [136] Женщинам также разрешалось посещать медресе как в качестве студентов, так и в качестве преподавателей, чего не наблюдалось в высшем западном образовании до 1800-х годов. [136] Медресе были не просто академическими центрами. Мечеть Сулеймание , например, была одним из первых и самых известных медресе, построенным Сулейманом Великолепным в 16 веке. [137] Мечеть Сулеймание была домом для больницы и медицинского колледжа, кухни и детского сада. школу, а также служит временным домом для путешественников. [137]
Высшее образование в медресе (или колледже) было ориентировано на исламское право и религиозные науки, а все остальное студенты должны были заниматься самообучением. [5] И, несмотря на периодическую богословскую негативную реакцию, многие исламские ученые науки смогли вести свою работу в относительно толерантных городских центрах (например, Багдаде и Каире ) и находились под защитой влиятельных покровителей. [5] Они также могли свободно путешествовать и обмениваться идеями, поскольку внутри единого исламского государства не было политических барьеров. [5] Исламская наука в это время была в первую очередь сосредоточена на исправлении, расширении, формулировании и применении греческих идей к новым проблемам. [5]
Большинство достижений исламских ученых в этот период были связаны с математикой. [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 в систему счисления несколько ключевых усовершенствований, таких как введение десятичной записи. Такие математики, как Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми (ок. 780–850), дали свое имя концепции алгоритма , а термин «алгебра» происходит от слова «аль-джабр» , начала названия одной из его публикаций. [138] Исламская тригонометрия продолжила работы Птолемея « Альмагест » и «Индийская Сиддханта» , из которых они добавили тригонометрические функции , составили таблицы и применили тригнометрию к сферам и плоскостям. Многие из их инженеров, производителей приборов и геодезистов написали книги по прикладной математике. Именно в астрономию исламские математики внесли свой наибольший вклад. Аль-Баттани (ок. 858–929) усовершенствовал измерения Гиппарха , сохранившиеся в переводе Птолемея «Hè Megalè Syntaxis» ( « Великий трактат »), переведенного как «Альмагест» . Аль-Баттани также улучшил точность измерения прецессии земной оси. Исправления в геоцентрическую модель Птолемея были внесены аль-Баттани, Ибн аль-Хайсамом , [139] Аверроэсом и астрономами Мараги , такими как Насир ад-Дин ат-Туси , Муайяд ад-Дин аль-Урди и Ибн аль-Туси. Шатир . [140] [141]
Ученые с геометрическими навыками внесли значительные улучшения в ранние классические тексты Евклида, Аристотеля и Птолемея о свете и зрении. [5] Самые ранние сохранившиеся арабские трактаты были написаны в 9 веке Абу Исхаком аль-Кинди , Кустой ибн Лукой и (в фрагментарной форме) Ахмадом ибн Исой. Позже, в 11 веке, Ибн аль-Хайсам (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 очень подробно изложена в его « Книге оптики» . [5] [142] Его книга была переведена на латынь и использовалась как основной источник по оптической науке в Европе до 17 века. [5]
Медицинские науки широко развивались в исламском мире. [5] Работы по греческим медицинским теориям, особенно работы Галена, были переведены на арабский язык, и исламские врачи выпустили множество медицинских текстов, целью которых была организация, разработка и распространение классических медицинских знаний. [5] Начали появляться медицинские специальности , например, связанные с лечением глазных заболеваний, таких как катаракта . Ибн Сина (известный на Западе как Авиценна , ок. 980–1037) был плодовитым персидским медицинским энциклопедистом [143] и много писал о медицине, [144] [145] причем двумя его наиболее известными медицинскими работами были « Китаб аль-шифа». («Книга исцеления») и «Канон медицины» , оба 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 [144] и внедрение клинической фармакологии. [146] Институционализация медицины стала еще одним важным достижением в исламском мире. Хотя больницы как учреждения для больных возникли в Византийской империи, модель институциональной медицины для всех социальных классов была широко распространена в Исламской империи и была разбросана повсюду. Помимо лечения пациентов, врачи могли обучать учеников врачей, а также писать и проводить исследования. Открытие Ибн ан-Нафисом легочного транзита крови в организме человека 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 халифата Аббасидов , в 1258 году, что положило конец империи Аббасидов . [5] [147] Тем не менее, многие из завоевателей стали покровителями наук. Хулагу-хан , например, руководивший осадой Багдада, стал покровителем обсерватории Мараге . [5] Исламская астрономия продолжала процветать и в 16 веке. [5]
К одиннадцатому веку большая часть Европы стала христианской; возникли более сильные монархии; границы были восстановлены; Были внесены технологические разработки и сельскохозяйственные инновации, что привело к увеличению запасов продовольствия и численности населения. Классические греческие тексты были переведены с арабского и греческого на латынь, что стимулировало научные дискуссии в Западной Европе. [148]
В классической античности греческие и римские табу означали, что вскрытие обычно было запрещено, но в средние века преподаватели-медики и студенты в Болонье начали вскрывать человеческие тела, а Мондино де Луцци ( ок. 1275–1326 ) выпустил первый известный учебник анатомии. на основе вскрытия человека. [149] [150]
В результате Pax Mongolica европейцы, такие как Марко Поло , начали продвигаться все дальше и дальше на восток. Письменные отчеты Поло и его спутников вдохновили других западноевропейских морских исследователей на поиски прямого морского пути в Азию, что в конечном итоге привело к эпохе географических открытий . [151]
Были также достигнуты технологические достижения, такие как ранний полет Эйлмера из Малмсбери (который изучал математику в Англии 11-го века) [152] и металлургические достижения цистерцианской доменной печи в Ласкилле . [153] [154]
Интеллектуальное возрождение Западной Европы началось с появлением средневековых университетов в XII веке. Эти городские учреждения выросли из неформальной научной деятельности ученых монахов , которые посещали монастыри , консультировались с библиотеками и беседовали с другими учеными. [155] Монах, ставший известным, привлекал последователей учеников, создавая братство ученых (или коллегиум на латыни). Коллегия могла поехать в город или попросить монастырь принять их. Однако, если число ученых в коллегии станет слишком большим, они вместо этого предпочтут поселиться в городе. [155] По мере того, как число коллегий в городе росло, коллегии могли попросить короля предоставить им хартию , которая превратила бы их в университеты . [155] В этот период были зарегистрированы многие университеты: первый в Болонье в 1088 году, затем Парижский в 1150 году, Оксфордский в 1167 году и Кембриджский в 1231 году. [155] Предоставление хартии означало, что средневековые университеты были частично суверенными. и независимым от местных властей. [155] Их независимость позволяла им вести себя и судить своих членов на основе своих собственных правил. Более того, поскольку они изначально были религиозными учреждениями, их преподаватели и студенты были защищены от смертной казни (например, виселицы ). [155] Такая независимость была вопросом обычая, который, в принципе, мог быть отменен их соответствующими правителями, если они чувствовали угрозу. Обсуждения различных тем или претензий в этих средневековых учреждениях, какими бы противоречивыми они ни были, проводились формализованным образом, чтобы объявить такие дискуссии находящимися в пределах университета и, следовательно, защищенными привилегиями суверенитета этого учреждения. [155] Заявление можно охарактеризовать как ex cathedra (буквально «со стула», используется в контексте преподавания) или exhythesi (по гипотезе). Это означало, что дискуссии были представлены как чисто интеллектуальное упражнение, не требующее от участвующих сторон подтверждения истинности утверждения или обращения в свою веру. Современные академические концепции и практики, такие как академическая свобода или свобода исследования, являются остатками этих средневековых привилегий, к которым допускались в прошлом. [155]
Учебная программа этих средневековых учебных заведений была сосредоточена на семи гуманитарных науках , которые были направлены на то, чтобы дать начинающим студентам навыки рассуждения и научного языка. [155] Студенты начинали свое обучение, начиная с первых трех гуманитарных наук или тривиума (грамматика, риторика и логика), за которыми следовали следующие четыре гуманитарных науки или квадривиум (арифметика, геометрия, астрономия и музыка). [155] [125] Те, кто выполнил эти требования и получил степень бакалавра (или бакалавра искусств ), имели возможность поступить на высший факультет (юриспруденция, медицина или теология), который давал бы степень доктора юридических наук для юриста, степень доктора медицинских наук для врач или доктор философии для богослова. [155] Студенты, которые решили остаться на низшем факультете (искусства), могли работать над получением степени магистра (или магистра ) и изучать три философии: метафизику, этику и натурфилософию. [155] Латинские переводы работ Аристотеля, таких как De Anima ( «О душе» ) и комментарии к ним, были обязательными для чтения. Со временем нижнему факультету было разрешено присуждать собственную докторскую степень, называемую PhD . [155] Многие мастера увлекались энциклопедиями 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 в то время были им недоступны. Эти древнегреческие тексты можно было найти в Византийской империи и исламском мире. [155]
Контакты с Византийской империей, [132] 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 , Альхазен , Авиценна и Аверроэс . Европейские ученые имели доступ к программам перевода Раймона Толедского , который спонсировал Толедскую школу переводчиков XII века с арабского языка на латынь. Более поздние переводчики, такие как Майкл Скот, выучили арабский язык, чтобы напрямую изучать эти тексты. Европейские университеты оказали материальную помощь в переводе и распространении этих текстов и создали новую инфраструктуру, необходимую для научных сообществ. Фактически, европейские университеты поставили множество работ о мире природы и изучении природы в центр своей учебной программы, [156] в результате чего «средневековый университет уделял гораздо больше внимания науке, чем его современный аналог и потомок». [157]
В начале XIII века существовали достаточно точные латинские переводы основных произведений почти всех интеллектуально важных древних авторов, что позволяло надежно передавать научные идеи 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 . Предшественников современного научного метода, находящегося под влиянием более ранних достижений исламского мира, можно увидеть уже в акценте Гроссетеста на математике как способе познания природы, а также в эмпирическом подходе, которым восхищался Бэкон, особенно в его Opus Majus . Тезис Пьера Дюэма заключается в том, что Стефан Темпье - епископ Парижский - Осуждение 1277 года привело к изучению средневековой науки как серьезной дисциплины, «но никто в этой области больше не поддерживает его мнение о том, что современная наука зародилась в 1277 году». [158] Однако многие ученые согласны с мнением Дюэма о том, что в середине позднего средневековья произошли важные научные события. [159] [160] [161]
В первой половине XIV века было много важных научных работ, в основном в рамках схоластических комментариев к научным сочинениям Аристотеля. [162] Уильям Оккам подчеркивал принцип бережливости : натурфилософы не должны постулировать ненужные сущности, так что движение — это не отдельная вещь, а всего лишь движущийся объект [163] и для передачи изображение предмета перед глазами. [164] Такие ученые, как Жан Буридан и Николь Орем, начали переосмысливать элементы механики Аристотеля. В частности, Буридан разработал теорию о том, что причиной движения снарядов является импульс, что было первым шагом на пути к современной концепции инерции . [165] Оксфордские калькуляторы начали математически анализировать кинематику движения, делая этот анализ без учета причин движения. [166]
В 1348 году Черная смерть и другие катастрофы 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 должно было оказать большое влияние на европейское общество. Облегченное распространение печатного слова демократизировало обучение и позволило таким идеям, как алгебра , распространяться быстрее. Эти разработки проложили путь к научной революции , в ходе которой научные исследования, остановленные в начале «черной смерти», возобновились. [167] [168]
Обновление образования в Европе началось со схоластики XII века . Северное Возрождение продемонстрировало решительный сдвиг акцента с аристотелевской натурфилософии на химию и биологические науки (ботанику, анатомию и медицину). [169] Таким образом, современная наука в Европе возобновилась в период великих потрясений: протестантской Реформации и католической Контрреформации ; открытие Америки Христофором Колумбом ; падение Константинополя ; но также повторное открытие Аристотеля в схоластический период предвещало большие социальные и политические изменения. Таким образом, была создана подходящая среда, в которой стало возможным подвергать сомнению научную доктрину, почти так же, как Мартин Лютер и Жан Кальвин ставили под сомнение религиозную доктрину. Было обнаружено, что работы Птолемея (астрономия) и Галена (медицина) не всегда соответствуют повседневным наблюдениям. Работа Везалия над человеческими трупами выявила проблемы с взглядом Галена на анатомию. [170]
Открытие Кристалло также способствовало развитию науки в этот период, поскольку оно появилось в Венеции около 1450 года. Новое стекло позволило создать более качественные очки и, в конечном итоге, изобрести телескоп и микроскоп .
Работа Теофраста о камнях, Пери литон , оставалась авторитетной на протяжении тысячелетий: его интерпретация окаменелостей не была отменена до наступления Научной революции.
В эпоху итальянского Возрождения Никколо Макиавелли установил акцент современной политической науки на прямом эмпирическом наблюдении за политическими институтами и действующими лицами . Позднее расширение научной парадигмы в эпоху Просвещения еще больше вывело изучение политики за рамки нормативных определений. [171] В частности, изучение статистики , для изучения субъектов государства , применялось к опросам и голосованиям .
В археологии в 15 и 16 веках в Европе эпохи Возрождения наблюдался подъем антикваров , которые интересовались коллекционированием артефактов.
Ранний современный период рассматривается как расцвет европейского Возрождения. Была готовность подвергнуть сомнению ранее существовавшие истины и искать новые ответы. Это привело к периоду крупных научных достижений, ныне известному как Научная революция , которая привела к появлению Новой Науки, которая была более механистической по своему мировоззрению, более интегрированной с математикой, а также более надежной и открытой, поскольку ее знания были основаны на новый научный метод . [12] [15] [16] [172] Научная революция представляет собой удобную границу между древней мыслью и классической физикой. Традиционно считается, что она началась в 1543 году, когда были опубликованы книги De humani corporis Fabrica ( «О работе человеческого тела»). Body ) Андреаса Везалия , а также De Revolutionibus , астронома Николая Коперника , были впервые напечатаны. Кульминацией этого периода стала публикация Исааком Ньютоном « Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» в 1687 году , олицетворяющая беспрецедентный рост научных публикаций по всей Европе.
Другие значительные научные достижения были сделаны в это время Галилео Галилеем , Иоганном Кеплером , Эдмоном Галлеем , Уильямом Харви , Пьером Ферма , Робертом Гуком , Христианом Гюйгенсом , Тихо Браге , Марином Мерсенном , Готфридом Лейбницем , Исааком Ньютоном и Блезом Паскалем . [173] В философию большой вклад внесли Фрэнсис Бэкон , сэр Томас Браун , Рене Декарт , Барух Спиноза , Пьер Гассенди , Роберт Бойль и Томас Гоббс . [173] Христиан Гюйгенс вывел центростремительные и центробежные силы и был первым, кто применил математические исследования для описания ненаблюдаемых физических явлений. Уильям Гилберт провел некоторые из самых ранних экспериментов с электричеством и магнетизмом, установив, что Земля сама по себе магнитна.
Гелиоцентрическая астрономическая модель Вселенной была уточнена Николаем Коперником . Коперник выдвинул идею о том, что Земля и все небесные сферы, содержащие планеты и другие объекты космоса, вращаются вокруг Солнца. [174] Его гелиоцентрическая модель также предполагала, что все звезды неподвижны и не вращаются вокруг оси и вообще не находятся в каком-либо движении. [175] Его теория предлагала ежегодное вращение Земли и других небесных сфер вокруг Солнца и позволяла рассчитывать расстояния до планет с помощью деферентов и эпициклов. Хотя эти расчеты не были полностью точными, Копернику удалось понять порядок расстояний каждой небесной сферы. Гелиоцентрическая система Коперника была возрождением гипотез Аристарха Самосского и Селевка Селевкийского . [176] Аристарх Самосский предположил, что Земля вращается вокруг Солнца, но ничего не упомянул о порядке, движении или вращении других небесных сфер. [177] Селевк Селевкийский также предположил вращение Земли вокруг Солнца, но ничего не упомянул о других небесных сферах. Кроме того, Селевк Селевкийский понял, что Луна вращается вокруг Земли и может быть использована для объяснения приливов и отливов океанов, тем самым еще раз доказав свое понимание гелиоцентрической идеи. [178]
Научный метод также был лучше развит, поскольку современный образ мышления делал упор на экспериментирование и рассуждения, а не на традиционные соображения. Галилей (« Отец современной физики ») также использовал эксперименты для проверки физических теорий, что является ключевым элементом научного метода.
Научная революция продолжилась и в эпоху Просвещения , которая ускорила развитие современной науки.
За гелиоцентрической моделью, возрожденной Николаем Коперником, последовала модель движения планет, предложенная Иоганном Кеплером в начале 17 века, который предполагал, что планеты следуют по эллиптическим орбитам с Солнцем в одном из фокусов эллипса.
В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал «Начала математики» , подробно описывающие две всеобъемлющие и успешные физические теории: законы движения Ньютона , которые привели к классической механике; и закон всемирного тяготения Ньютона , который описывает фундаментальную силу гравитации.
Решающий момент наступил, когда Роберт Бойль в своей работе «Химик-скептик » в 1661 году выделил «химию» от алхимии ; хотя алхимическая традиция продолжалась еще некоторое время после его работы. Другие важные шаги включали гравиметрическую экспериментальную практику таких медицинских химиков, как Уильям Каллен , Джозеф Блэк , Торберн Бергман и Пьер Маккер , а также работы Антуана Лавуазье (« отца современной химии ») по кислороду и закону сохранения массы , которые опровергли теория флогистона . Современная химия возникла в шестнадцатом-восемнадцатом веках благодаря материальным практикам и теориям, продвигаемым алхимией, медициной, производством и горнодобывающей промышленностью. [179] [180] [181]
Уильям Харви опубликовал De Motu Cordis в 1628 году, в котором были раскрыты его выводы, основанные на его обширных исследованиях систем кровообращения позвоночных . [173] Он определил центральную роль сердца , артерий и вен в обеспечении движения крови в контуре и не смог найти никакого подтверждения ранее существовавшим представлениям Галена о функциях нагрева и охлаждения . [182] История ранней современной биологии и медицины часто рассказывается через поиски места души. [183] Гален в описаниях своей основополагающей работы в медицине представляет различия между артериями, венами и нервами, используя словарь души. [184]
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 « Философские труды Королевского общества» в 1665 году , первого научного журнала на английском языке. [185] В 1665 году также появился первый журнал на французском языке, Journal des sçavans . Наука, опирающаяся на работы [186] Ньютона , Декарта , Паскаля и Лейбница , наука шла по пути к современной математике , физике и технике ко времени поколения Бенджамина Франклина (1706–1790), Леонарда Эйлера ( 1707–1783). ), Михаил Ломоносов (1711–1765) и Жан ле Рон д'Аламбер (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, несвязанных 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 окаменелости представляют собой останки 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 [187] и Джон Уолш, экспериментировали с воздействием электричества на человеческое тело. Дальнейшие исследования Луиджи Гальвани и Алессандро Вольты установили электрическую природу того, что Вольта назвал гальванизмом . [188] [189]
Современная геология, как и современная химия, постепенно развивалась в течение XVIII и начала XIX веков. Бенуа де Майе и граф де Бюффон видели Землю намного старше, чем 6000 лет, о которых предполагали библеисты. Жан-Этьен Геттар и Николя Демарест совершили поход по центральной Франции и записали свои наблюдения на одних из первых геологических карт. С помощью химических экспериментов такие натуралисты, как Джон Уокер из Шотландии , [190] Торберн Бергман из Швеции и Авраам Вернер из Германии создали комплексные системы классификации горных пород и минералов — коллективное достижение, превратившее геологию в передовую область науки к концу восемнадцатого века. . Эти ранние геологи также предложили обобщенную интерпретацию истории Земли, которая побудила Джеймса Хаттона , Жоржа Кювье и Александра Броньяра , следуя по стопам Стено , утверждать, что слои горных пород можно датировать по содержащимся в них окаменелостям: принцип, впервые примененный к геология Парижского бассейна. Использование индексных окаменелостей стало мощным инструментом для создания геологических карт, поскольку позволяло геологам сопоставлять породы в одном месте с камнями того же возраста в других, отдаленных местах.
Основу классической экономики составляет работа Адама Смита « Исследование о природе и причинах богатства народов» , опубликованная в 1776. Смит критиковал меркантилизм , защищая систему свободной торговли с разделением труда . Он постулировал существование « невидимой руки », которая регулирует экономические системы, состоящие из акторов, руководствующихся только личными интересами. «Невидимая рука», упомянутая на потерянной странице в середине главы « Богатства народов » 1776 года, выступает в качестве центрального послания Смита.
Антропологию лучше всего можно понимать как продукт эпохи Просвещения. Именно в этот период европейцы попытались систематически изучать поведение человека. Традиции юриспруденции, истории, филологии и социологии развивались в это время и повлияли на развитие социальных наук, частью которых была антропология.
В XIX веке зародилась наука как профессия. Уильям Уэвелл ввел термин « ученый» в 1833 году [191] , 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 , описываемую уравнениями Максвелла . Термодинамика привела к пониманию тепла и определению понятия энергии.
В астрономии была открыта планета Нептун. Достижения в астрономии и оптических системах в 19 веке привели к первому наблюдению астероида ( 1 Церера ) в 1801 году и открытию Нептуна в 1846 году.
В математике понятие комплексных чисел наконец созрело и привело к последующей аналитической теории; они также начали использовать гиперкомплексные числа . Карл Вейерштрасс и др. осуществили арифметизацию анализа функций действительных и комплексных переменных . После периода почти двух тысяч лет он также стал свидетелем нового прогресса в геометрии , выходящего за рамки классических теорий Евклида. Математическая наука логика также совершила 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, а также новые виды излучения. Теория о том, что вся материя состоит из атомов, которые являются мельчайшими составляющими материи, которые невозможно разрушить без потери основных химических и физических свойств этой материи, была предложена Джоном Дальтоном в 1803 году, хотя на решение этого вопроса ушло сто лет. решить как доказано. 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 XIX века учёные смогли синтезировать сотни органических соединений. Во второй половине XIX века началась эксплуатация нефтехимической продукции Земли после истощения запасов нефти в результате китобойного промысла . К 20 веку систематическое производство очищенных материалов обеспечило готовые поставки продуктов, которые давали не только энергию, но и синтетические материалы для одежды, лекарств и повседневных одноразовых ресурсов. Применение методов органической химии к живым организмам привело к созданию физиологической химии , предшественника биохимии . [192]
В первой половине XIX века такие геологи, как Чарльз Лайель , Адам Седжвик и Родерик Мерчисон , применили новую технику к горным породам по всей Европе и восточной части Северной Америки, подготовив почву для более детальных, финансируемых государством картографических проектов 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 комплексные теории горообразования, а также первые современные теории землетрясений и вулканов. Луи Агассис и другие установили реальность ледниковых периодов , охватывающих континенты , а «флювиалисты», такие как Эндрю Кромби Рамзи, утверждали, что речные долины на протяжении миллионов лет формировались реками, протекающими через них. После открытия радиоактивности , начиная с 20 века, начали разрабатываться радиометрические методы датирования . Теория «дрейфа континентов» Альфреда Вегенера была широко отвергнута, когда он предложил ее в 1910-х годах, [193] но новые данные, собранные в 1950-х и 1960-х годах, привели к созданию теории тектоники плит , которая предоставила правдоподобный механизм для нее. Тектоника плит также дала единое объяснение широкому спектру, казалось бы, не связанных друг с другом геологических явлений. С 1960-х годов он служит объединяющим принципом в геологии. [194]
Возможно, самой известной, противоречивой и далеко идущей теорией во всей науке была теория эволюции путем естественного отбора , которая была независимо сформулирована Чарльзом Дарвином и Альфредом Уоллесом . Подробно оно было описано в книге Дарвина « Происхождение видов» , вышедшей в 1859 году. В ней Дарвин предположил, что особенности всех живых существ, включая человека, формировались естественными процессами на протяжении длительных периодов времени. Теория эволюции в ее современном виде затрагивает практически все области биологии. [195] Последствия эволюции в областях, выходящих за рамки чистой науки, привели как к оппозиции, так и к поддержке со стороны различных частей общества и глубоко повлияли на популярное понимание «места человека во Вселенной». Отдельно Грегор Мендель в 1866 году сформулировал принципы наследственности, которые стали основой современной генетики .
Другой важной вехой в медицине и биологии стали успешные попытки доказать микробную теорию болезней . Вслед за этим Луи Пастер сделал первую вакцину против бешенства , а также сделал множество открытий в области химии, в том числе асимметрии кристаллов . В 1847 году венгерский врач Игнац Фюлёп Земмельвейс резко сократил частоту послеродовой горячки , просто потребовав от врачей мыть руки перед оказанием помощи роженицам. Это открытие предшествовало микробной теории болезней . Однако открытия Земмельвейса не были оценены его современниками, и мытье рук вошло в употребление лишь с открытиями британского хирурга Джозефа Листера , который в 1865 году доказал принципы антисептики . Работа Листера основывалась на важных открытиях французского биолога Луи Пастера . Пастер смог связать микроорганизмы с болезнями, совершив революцию в медицине. Он также разработал один из важнейших методов профилактической медицины , когда в 1880 году создал вакцину против бешенства . Пастер изобрел процесс пастеризации , чтобы предотвратить распространение болезней через молоко и другие продукты. [196]
Карл Маркс разработал альтернативную экономическую теорию, названную марксистской экономикой . Марксистская экономика основана на трудовой теории стоимости и предполагает, что стоимость товара зависит от количества труда, необходимого для его производства. Согласно этой аксиоме, капитализм был основан на том, что работодатели не платили полную стоимость труда рабочих для получения прибыли. Австрийская школа отреагировала на марксистскую экономику, рассматривая предпринимательство как движущую силу экономического развития. Это заменило трудовую теорию стоимости системой спроса и предложения .
Психология как научная деятельность, независимая от философии, возникла в 1879 году, когда Вильгельм Вундт основал первую лабораторию, посвященную исключительно психологическим исследованиям (в Лейпциге ). Другими важными ранними авторами в этой области являются Герман Эббингауз (пионер в области исследований памяти), Иван Павлов (открывший классическую обусловленность ), Уильям Джеймс и Зигмунд Фрейд . Влияние Фрейда было огромным, хотя он был скорее культурным символом, чем силой в научной психологии.
Современная социология возникла в начале XIX 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 посредством концепции рационализации , которая, по его мнению, заманит людей в «железную клетку» рационального мышления. Некоторые социологи, в том числе Георг Зиммель и Уэб Дюбуа , использовали больше микросоциологического , качественного анализа. Этот микроуровневый подход сыграл важную роль в американской социологии: теории Джорджа Герберта Мида и его ученика Герберта Блумера привели к созданию символического интеракционистского подхода к социологии. В частности, именно Огюст Конт проиллюстрировал своим произведением переход от теологической стадии к метафизической и, следовательно, к положительной стадии. Конт позаботился о классификации наук, а также о переходе человечества к ситуации прогресса, обусловленной переосмыслением природы в соответствии с утверждением «социальности» как основы научно истолкованного общества. [197]
Романтическое движение начала XIX века изменило науку, открыв новые направления, неожиданные для классических подходов Просвещения. Упадок романтизма произошел потому, что новое движение, позитивизм , начало овладевать идеалами интеллектуалов после 1840 года и продолжалось примерно до 1880 года. В то же время романтическая реакция на Просвещение породила таких мыслителей, как Иоганн Готфрид Гердер и позже. Вильгельм Дильтей , чьи работы легли в основу концепции культуры , занимающей центральное место в этой дисциплине. Традиционно большая часть истории этого предмета была основана на колониальных столкновениях между Западной Европой и остальным миром, а большая часть антропологии XVIII и XIX веков теперь классифицируется как научный расизм . В конце 19-го века борьба за «изучение человека» происходила между сторонниками «антропологических» убеждений (опирающихся на антропометрические методы) и сторонниками « этнологических » убеждений (смотрящих на культуры и традиции), и эти различия стали часть более позднего разделения между физической антропологией и культурной антропологией , последняя была введена учениками Франца Боаса .
В XX веке наука значительно продвинулась вперед. Произошли новые и радикальные разработки в области физических наук и наук о жизни , основанные на прогрессе XIX века. [198]
.png/1280px-Albert_Einstein_(Nobel).png)
Начало XX века положило начало революции в физике. Было показано, что давние теории Ньютона верны не при всех обстоятельствах. Начиная с 1900 года Макс Планк , Альберт Эйнштейн , Нильс Бор и другие разработали квантовые теории для объяснения различных аномальных экспериментальных результатов путем введения дискретных уровней энергии. Не только квантовая механика показала, что законы движения не выполняются в малых масштабах, но и теория общей относительности , предложенная Эйнштейном в 1915 году, показала, что фиксированный фон пространства-времени , от которого зависят как механика Ньютона , так и специальная теория относительности , может не существует. 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 усилия по их объединению. [199]
Наблюдение Эдвина Хаббла в 1929 году о том, что скорость удаления галактик положительно коррелирует с их расстоянием, привело к пониманию того, что Вселенная расширяется, и к формулировке теории Большого взрыва Жоржем Леметром . Джордж Гамов , Ральф Альфер и Роберт Херман рассчитали, что должны быть доказательства Большого взрыва в фоновой температуре Вселенной. [200] В 1964 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон [201] обнаружили фоновое шипение температурой 3 К в своем радиотелескопе Bell Labs (рупорная антенна Холмдела ), что послужило доказательством этой гипотезы и легло в основу ряда результатов, которые помогли определить возраст Вселенной .
В 1938 году Отто Хан и Фриц Штрассман открыли деление ядра радиохимическими методами, а в 1939 году Лиза Мейтнер и Отто Роберт Фриш написали первую теоретическую интерпретацию процесса деления, которая позже была усовершенствована Нильсом Бором и Джоном А. Уилером . Дальнейшие разработки произошли во время Второй мировой войны, что привело к практическому применению радара , а также к разработке и использованию атомной бомбы . Примерно в это же время Чиен-Шиунг Ву был принят на работу в Манхэттенский проект для помощи в разработке процесса разделения металлического урана на изотопы U-235 и U-238 посредством газовой диффузии . [202] Она была экспертом-экспериментатором в области бета-распада и физики слабых взаимодействий. [203] [204] Ву разработал эксперимент (см. Эксперимент Ву ), который позволил физикам-теоретикам Цунг-Дао Ли и Чен-Нин Ян экспериментально опровергнуть закон четности, что принесло им Нобелевскую премию в 1957 году. [203]
Хотя этот процесс начался с изобретения циклотрона Эрнестом О. Лоуренсом в 1930-х годах, физика в послевоенный период вступила в фазу того, что историки назвали « большой наукой », требующей огромных машин, бюджетов и лабораторий для того, чтобы проверить свои теории и выйти на новые рубежи. Основным покровителем физики стали правительства штатов, которые признали, что поддержка «фундаментальных» исследований часто может привести к созданию технологий, полезных как для военного, так и для промышленного применения.
.jpg/1280px-Template_from_Crick_and_Watson%E2%80%99s_DNA_molecular_model,_1953._(9660573227).jpg)
В начале 20 века изучение наследственности стало крупным исследованием после повторного открытия в 1900 году законов наследственности, разработанных Менделем . [205] В XX веке также произошла интеграция физики и химии, при этом химические свойства объяснялись электронной структурой атома. В книге Лайнуса Полинга « Природа химической связи» принципы квантовой механики использовались для определения валентных углов во все более сложных молекулах. Кульминацией работы Полинга стало физическое моделирование ДНК , тайны жизни (по словам Фрэнсиса Крика , 1953). В том же году эксперимент Миллера-Юри , моделируя первичные процессы, продемонстрировал, что основные составляющие 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, [206] основываясь на работах Мориса Уилкинса и Розалинд Франклин , предположивших, что структура ДНК представляет собой двойная спираль. В своей знаменитой статье « Молекулярная структура нуклеиновых кислот » [206] В конце 20-го века возможности генной инженерии впервые стали практическими, и в 1990 году начались масштабные международные усилия по составлению карты всего генома человека (Человеческого генома) . Геномный проект ). Дисциплина экологии обычно берет свое начало в синтезе дарвиновской эволюции и биогеографии Гумбольдта в конце 19 и начале 20 веков. [207] Не менее важную роль в развитии экологии, однако, сыграли микробиология и почвоведение , особенно концепция жизненного цикла , известная в работах Луи Пастера и Фердинанда Кона . [208] 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. [209] В области экологии экосистем.возникла в атомный век с использованием радиоизотопов для визуализации пищевых сетей, а к 1970-м годам экология экосистем глубоко повлияла на глобальное управление окружающей средой. [210]
В 1925 году Сесилия Пейн-Гапошкин определила, что звезды состоят в основном из водорода и гелия. [211] Астроном Генри Норрис Рассел отговорил ее публиковать это открытие в своей докторской диссертации из-за широко распространенного мнения, что звезды имеют тот же состав, что и Земля. [212] Однако четыре года спустя, в 1929 году, Генри Норрис Рассел пришел к такому же выводу, используя другие рассуждения, и открытие в конечном итоге было принято. [212]
В 1987 году сверхновая SN 1987A наблюдалась астрономами на Земле как визуально, так и, что стало триумфом нейтринной астрономии , с помощью детекторов солнечных нейтрино в Камиоканде . Но поток солнечных нейтрино был лишь частью его теоретически ожидаемого значения . Это несоответствие привело к изменению некоторых значений стандартной модели физики элементарных частиц .
В течение 20 века понимание нейронов и нервной системы становилось все более точным и молекулярным. Например, в 1952 году Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли представили математическую модель передачи электрических сигналов в нейронах гигантского аксона кальмара, которую они назвали « потенциалами действия », и то, как они инициируются и распространяются, известную как «потенциалы действия». Модель Ходжкина–Хаксли . В 1961–1962 годах Ричард ФитцХью и Дж. Нагумо упростили Ходжкина–Хаксли в так называемой модели ФитцХью–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 аплизий . В 1981 году Кэтрин Моррис и Гарольд Лекар объединили эти модели в модель Морриса-Лекара . Такая все более количественная работа привела к появлению многочисленных моделей биологических нейронов и моделей нейронных вычислений . Нейронауку начали признавать как отдельную академическую дисциплину. Эрик Кандел и его коллеги отметили Дэвида Риоха , Фрэнсиса О. Шмитта и Стивена Каффлера , сыгравших решающую роль в создании этой области. [213]
Изучение геологами тектоники плит стало частью расширения области изучения горных пород и изучения Земли как планеты. Другие элементы этой трансформации включают в себя: геофизические исследования недр Земли, объединение геологии с метеорологией и океанографией в одну из « наук о Земле », а также сравнение Земли и других скалистых планет Солнечной системы.
Что касается приложений, в 20 веке было разработано огромное количество новых технологий. Такие технологии, как электричество , лампа накаливания , автомобиль и фонограф , впервые разработанные в конце 19 века, были усовершенствованы и повсеместно распространены. Первый автомобиль представил Карл Бенц в 1885 году. [214] Первый полет самолета произошел в 1903 году, и 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 . Картирование генов и секвенирование генов, изобретенные докторами. Марк Скольник и Уолтер Гилберт соответственно — две технологии, 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 вычислительной техники способствовали более общему научному развитию, является содействие крупномасштабному архивированию научных данных . Современная информатика обычно отличается упором на математическую «теорию» в отличие от практического акцента разработки программного обеспечения . [215]
В статье Эйнштейна «К квантовой теории излучения» изложены принципы вынужденного излучения фотонов. Это привело к изобретению лазера ( усиление света за счет вынужденного излучения) и оптического усилителя , которые положили начало информационной эпохе . [216] Именно оптическое усиление позволяет оптоволоконным сетям передавать огромные мощности Интернета .
Благодаря беспроводной передаче электромагнитного излучения и глобальным сетям сотовой связи мобильный телефон стал основным средством доступа в Интернет. [217]
В политологии ХХ века изучение идеологии, бихевиоризма и международных отношений привело к появлению множества субдисциплин «политологии», включая теорию рационального выбора , теорию голосования , теорию игр (также используемую в экономике), псефологию , политическую географию . геополитика , политическая антропология / политическая психология / политическая социология , политическая экономия, анализ политики , государственное управление, сравнительный политический анализ и исследования мира /анализ конфликтов. В экономике Джон Мейнард Кейнс в 1920-х годах ввел разделение между микроэкономикой и макроэкономикой . В соответствии с кейнсианской экономикой макроэкономические тенденции могут подавлять экономический выбор, сделанный отдельными людьми. Правительствам следует стимулировать совокупный спрос на товары как средство стимулирования экономического роста. 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 экономического роста. Другими современными школами экономической мысли являются новая классическая экономика и новая кейнсианская экономика . Новая классическая экономика была разработана в 1970-х годах, подчеркивая, что прочная микроэкономика является основой макроэкономического роста. Новая кейнсианская экономика была создана частично в ответ на новую классическую экономику. Он показывает, насколько несовершенна конкуренция и негибкость рынка, означает, что денежно-кредитная политика имеет реальные последствия, и позволяет анализировать различные политики. [218]
Психология 20-го века увидела отказ от теорий Фрейда как слишком ненаучных и реакцию на атомистический подход Эдварда Титченера к разуму. Это привело к формулированию бихевиоризма Джоном Б. Уотсоном , который был популяризирован Б. Ф. Скиннером . Бихевиоризм предлагал эпистемологически ограничить психологические исследования явным поведением, поскольку его можно надежно измерить. Научное знание «разума» считалось слишком метафизическим и, следовательно, недостижимым. В последние десятилетия 20-го века наблюдался подъем когнитивной науки , которая снова рассматривает разум как объект исследования с использованием инструментов психологии, лингвистики , информатики , философии и нейробиологии . Новые методы визуализации активности мозга, такие как ПЭТ-сканирование и компьютерная томография , также начали оказывать свое влияние, что побудило некоторых исследователей исследовать разум, исследуя мозг, а не познание. Эти новые формы исследований 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. [219]
В американской социологии 1940-х и 1950-х годов доминировал в основном Талкотт Парсонс , который утверждал, что те аспекты общества, которые способствовали структурной интеграции, поэтому были «функциональными». Этот подход структурного функционализма был поставлен под сомнение в 1960-х годах, когда социологи стали рассматривать этот подход просто как оправдание неравенства, присутствующего в статус-кво. В ответ была разработана теория конфликта , частично основанная 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 элементом социологического мышления. Эрвинг Гоффман рассматривал социальные взаимодействия как сценическое представление, в котором люди готовятся «за кулисами» и пытаются контролировать свою аудиторию посредством управления впечатлением . [220] 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 20-го века многие методологии более ранних антропологических и этнографических исследований были переоценены с учетом исследовательской этики, в то время как в то же время объем исследований расширился далеко за пределы традиционного изучения «примитивных культур».
4 июля 2012 года физики, работающие в Большом адроном коллайдере ЦЕРН, объявили, что они обнаружили новую субатомную частицу, очень напоминающую бозон Хиггса , потенциальный ключ к пониманию того, почему элементарные частицы имеют массу, а также к существованию разнообразия и жизни в Вселенная. [221] На данный момент некоторые физики называют эту частицу «хиггсовской». [221] Питер Хиггс был одним из шести физиков, работавших в трёх независимых группах, которые в 1964 году изобрели понятие поля Хиггса («космической патоки»), наряду с Томом Кибблом , Карлом Хагеном , Джеральдом Гуральником , Франсуа Энглертом и Роберт Браут . [221]
В исторических размышлениях об искусстве циклические схемы играют заметную роль. В этом разница между историей искусства и историей науки. Идея линейного прогресса просто неприменима в эстетической сфере.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)[...] историческое письмо [...] в значительной степени отказалось от цели рассказать историю всеобщего прогресса науки.
[...] блестящая эпоха Перикла, по мнению доктора А.Э. Тейлора, стала свидетелем одного из периодических банкротств науки [...].
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)Тезис о конфликте, по крайней мере в его простой форме, сейчас широко воспринимается как совершенно неадекватная интеллектуальная основа для построения разумной и реалистичной историографии западной науки.
В поздний викторианский период было обычным писать о «войне между наукой и религией» и предполагать, что эти две культуры всегда находились в конфликте. Однако историки науки уже очень давно не придерживаются подобных позиций.
В своих традиционных формах тезис о конфликте в значительной степени дискредитирован.
В конце двадцатого века сторонники тезиса о конфликте хорошо представлены Ричардом Докинзом, Э.О. Уилсоном и Дэниелом Деннеттом.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)Хотя в качестве автора артхашастры его обычно называют по имени готра , 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 « Элементов» появились в Венеции в 1482 году, это одна из самых ранних математических книг, напечатанных; подсчитано, что с тех пор было опубликовано не менее тысячи изданий. Возможно, ни одна книга, кроме Библии, не может похвастаться таким количеством изданий, и, конечно же, ни одна математическая работа не оказала такого влияния, как « Начала » Евклида .
Вскоре после Евклида, составителя полного учебника, пришел Архимед Сиракузский (ок. 287–212 до н. э.), самый оригинальный и глубокий математик древности.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
