Bilim tarihi

Bilim tarihi, hem doğal hem de toplumsal bilimler de dahil olmak üzere bilimsel bilgi ve bilimin gelişiminin incelenmesidir. 18. yüzyıl ile 20. yüzyıl arası dönemde, öteden beri yanlış bilindiği düşünülen olguların bilimsel gerçeklerle değiştirilmesi yolunu izlemiştir.

Bilim tarihi, hem doğal hem de toplumsal bilimler de dahil olmak üzere bilimsel bilgi ve bilimin gelişiminin incelenmesidir. Bilim, gerçek dünyadaki olayların gözlemlenmesi, açıklanması ve öngörüsünü vurgulayan, bilim adamları tarafından yapılan, doğal dünya hakkındaki deneysel, kuramsal ve pratik bilginin bir bütünüdür. Buna karşılık, bilim tarihçiliği bilim tarihçileri tarafından kullanılan yöntemleri inceler.

İngilizce bir kelime olan ve ilk defa William Whewel tarafından kullanılan scientist (bilim insanı) tanımlaması nispeten yakın bir tarih olan 19. yüzyılda kullanılmaya başlanmıştır. Daha önce, araştırmacılar kendilerini "doğal filozoflar" olarak adlandırıyorlardı. Doğal dünyaya ilişkin deneysel araştırmalar klasik antik çağlardan beri (örneğin Thales ve Aristo tarafından) tanımlanmış , bilimsel yöntem ortaçağdan beri kullanılmıştır (örneğin, İbn-i Heysem ve Roger Bacon tarafından). Modern bilim, modern çağın erken döneminde, özellikle bilimsel devrim dönemine denk gelen 16. ve 17. yüzyıl Avrupa'sında gelişmeye başladı. Bilim tarihçileri geleneksel olarak, bilimi, daha önceki araştırmaları da içerecek şekilde yeterince geniş olarak tanımlamıştı.

18. yüzyıldan 20. yüzyılın sonlarına kadar bilim tarihi, özellikle de fizik ve biyoloji bilimlerinin çoğu için gerçek teorilerin yanlış inançların yerini aldığı, ilerici bir anlatımla sunulmuştur. Thomas Kuhn'unki gibi daha yeni tarihsel yorumlar, bilim tarihini paradigmalar veya kavramsal sistemler açısından, entelektüel, kültürel, ekonomik ve politik eğilimlerden oluşan daha geniş bir çerçeve içerisinde tasvir etme eğilimindedir.

İlk uygarlıklar

Tarih öncesi çağlarda, teknik ve bilgi nesilden nesile sözlü bir gelenekle geçmiştir. Örneğin, mısırın tarım için Meksika’nın güneyinde evcilleştirilmesi, yaklaşık 9000 yıl önceye,yazım sistemlerinin geliştirilmesinden daha eski bir tarihe dayanmaktadır. Benzer şekilde, arkeolojik kanıtlar, yazının icadından önceki toplumlarda astronomik bilginin geliştiğini gösterir. Yazının gelişişimi, bilginin muhafaza edilmesine ve çok daha doğru bir şekilde nesiden nesile iletilmesine olanak tanımıştır.

Birçok eski uygarlık sistematik olarak astronomik gözlemler yapıp bilgi toplamıştır. Gezegenler ve yıldızların maddi doğası üzerine kafa yormak yerine, çoğunlukla toplum üzerindeki etkilerinden çıkarım yaparak gök cisimlerinin nispi konumlarını şema haline getirmişlerdir. Bu, antik araştırmacıların, her şeyin birbirine bağlı olduğunu varsayarak, genel olarak bütüncül bir sezgi kullandıklarını, buna karşılık modern bilimin böyle kavramsal sıçramaları reddettiğini göstermektedir

Bu dönemde insan fizyolojisi ile ilgili temel bilgiler bazı bölgelerde biliniyordu ve birkaç medeniyette simya ile ilgili uygulamalar yapılmaktaydı. Makroskopik flora ve faunayla ilgili kayda değer gözlemler yapılmıştır.

Mısır

Eski Mısır, astronomi, matematik ve tıp alanlarında önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Mısır’da geometrinin gelişmesinin temel sebebi, tarım arazilerinin düzenini ve mülkiyetini, her yıl Nil nehrinde gerçekleşen taşkınlardan korumak için yapılan araştırmalardır. 3-4-5 dik üçgen ve diğer geometri kuralları doğrusal yapılarla birlikte Mısır mimarisindeki sütün ve lento’ların yapımında kullanılmıştır. Mısır ayrıca Akdeniz'in çoğu için bir simya araştırma merkezi olmuştur. Günümüze ulaşmış olan ilk tıbbi belgelerden biri olan Edwin Smith papirüs muhtemelen beyni tarif eden analiz etmeye çalışan en eski belgedir: bu modern sinirbilimin başlangıcı olarak görülebilir.Mısır tıbbı bazı etkili uygulamalara sahip olmasına rağmen genellikle etkisiz ve bazen de zararlıydı. Örneğin tıbbi tarihçiler, eski Mısır ilaçbiliminin büyük ölçüde etkisiz olduğuna inanmaktadırlar. Buna rağmen, hastalığın tedavisinde inceleme, tanı, tedavi ve öngörü bileşenlerini kullanmışlardır . G. E. R. Lloyd’a göre bunlar temel deneysel bilim yöntemiyle paralellik sergiler ve bu metodolojinin geliştirilmesinde önemli rol oynamıştır. Ayrıca Ebers papirüs’ü (M.Ö. 1550) geleneksel deneyciliğin bulgularını da içerir.

Antik Ortadoğu

Sümer'deki (şimdiki Irak'ta) Mezopotamya halkı, MÖ 3500'lerin başlangıcından itibaren,dünya ile ilgili bazı gözlemlerini sayısal verilerle kaydetmeye başlamışlardı. Fakat gözlem ve ölçümlerin bilimsel yasaları aydınlatmaktan başka amaçlar için yapıldığı görülmektedir. Pisagor yasalarının somut bir örneği M.Ö. 18. yüzyılda kaydedilmiştir: M.Ö. 1900 tarihli Mezopotamya çivi yazımı tableti olan Plimpton 322, bazı Pisagor üçlülerini (3,4,5) kaydeder (5,12,13). ..., Pisagor teoreminin soyut bir formülasyonu yok iken, Pisagor’dan yaklaşık 1000 yıl önce kaydetmişlerdir.

Babil astronomisinde, yıldızların, gezegenlerin ve aya ait hareketlerin kayıtları, yazarların yarattığı binlerce kil tablet üzerinde kaldı. Mezopotamya'daki ilk bilim adamları tarafından belirlenen güneş ayı ve ay ayı gibi astronomik dönemler, günümüzde halen yaygın bir şekilde batılı takvimlerde kullanılmaktadır. Bu verileri kullanarak, gün ışığının yıl boyunca değişen uzunluğunu hesaplamak ve Güneş, Ay ve gezegenlerin ayrıca tutulmaların görünümlerini ve kaybolmalarını tahmin etmek için aritmetik yöntemler geliştirdiler. Bir Keldani astronomu ve matematikçisi olan Kidinnu gibi yalnızca birkaç gökbilimcinin ismi bilinmektedir.Kidinnu’nun çalışmaları, günümüzdeki takvimlerde kullanılan güneş yılı için önemlidir. Babil astronomisi "astronomik olayların detaylı bir matematiksel tanımını yapmaya yönelik ilk ve oldukça başarılı girişim" idi. Tarihçi A.Aaboe'ya göre, "Helen dünyasında, Hindistan'da, İslam dünyasında ve Batı'da yapılmış olan birçok bilimsel astronomi çalşması, belirleyici ve temel yollarla Babil astronomisine bağlıdır.

Grek-Romen dünyası

Klasik Antik dönemde, evrenin işleyişine ilişkin sorgunun izleri, hem güvenilir bir takvim oluşturma hem de çeşitli hastalıkların nasıl tedavi edileceğinin belirlenmesi gibi doğal amaçlar için yapılan araştırmalarda ,doğal felsefe olarak bilinen soyut araştırmalarda görülmektedir. Kendilerini, doğal bir filozof, yetenek gerektiren bir mesleğin uygulayıcıları (örneğin doktorlar) veya dini bir geleneğin takipçileri olarak (örneğin, tapınak şifacılar)olarak düşünen eski insanlar ilk bilim insanları olarak kabul edilebilir.

Öncü Sokratlar olarak bilinen ilk Yunan filozoflar komşularının mitlerinde bulunan soruna değerli yanıtlar sundular: "Yaşadığımız düzeni nasıl buldular?”. "Bilim biliminin babası" olarak kabul edilen Sokratizm öncesi filozofu olan Thales (M.Ö. 640-546) doğal olaylar için doğaüstü olmayan açıklamaları öne süren ilk kişi oldu. Örneğin, karalar suyun üzerinde yüzmektedir ve depremler tanrı Poseidon’dan değil karaların üzerinde yüzdüğü bu suların çalkalanmasından meydana geldiğini ileri sürer. Thales'in öğrencisi olan Samos’un Pisagor’u, kendi için matematiği araştıran Pisagor okulunu kurdu ve Dünyanın küresel şeklinde olduğunu öne süren ilk kişi oldu. Leucippus (M.Ö. 5. yüzyıl) tüm maddenin atomlar olarak bölünemeyen, tekrar etmeyen birimlerden oluştuğu teorisi ile atomculuk kavramını başlattı. Bu teori, öncelikle öğrecisi Demokritos daha sonra da Epikür tarafından oldukça genişletilmiştir. Ardından, Plato ve Aristo, daha sonraki doğa araştırmalarını da şekillendirecek olan, doğa felsefesi hakkında ilk sistematik tartışmaları yaptılar. Tümdengelimli akıl yürütmenin geliştirilmesi, daha sonraki bilimsel araştırmalar için yararlı olmuştur. Plato, M.Ö. 387'de sloganı "Geometri bilmeyen giremez" olan ve birçok önemli filozof yetiştiren Platon Akademisini kurdu. Plato'nun öğrencisi Aristo, deneyciliği ve evrensel hakikatlere gözlem ve tümevarım yoluyla ulaşabileceği fikrini ortaya koyarak bilimsel yöntemin temellerini attı. Aristo, biyolojik nedensellik ve yaşam çeşitliliğine odaklanan ve denesel nitelikte birçok biyolojik yazı da üretti. Özellikle, çevresindeki bitki ve hayvanların alışkanlıkları ve özellikleriyle ilgili birçok gözlem yaptı ve 540'dan fazla hayvan türünü sınıflandırarak en az 50 tanesini inceledi. Aristo’nun çalışmaları İslam dönemi ve Avrupa biliminini etkiledi ve sonunda Bilimsel Devrim'de yerini aldılar. Bu dönem, özellikle anatomi, zooloji, botanik, madenbilimi, coğrafya, matematik ve astronomi alanlarındaki gerçek bilgide önemli ilerlemeler içeriyordu. Bunlar arasında özellikle değişim sorunu ve nedenleri ile ilgili olan bazı bilimsel problemlerin öneminin farkındalığı, matematiğin doğal olaylara uygulanması ve deneysel araştırma yapmanın metodolojik öneminin tanınması bulunmaktadır. Helenistik çağda bilginler, bilimsel araştırmalarında önce Yunan düşüncesinde geliştirilen ilkeler olan matematik uygulamaları ve kasıtlı deneysel araştırma yöntemlerini kullanmışlardır. Böylece,eski Yunan ve Helenistik filozoflardan Ortaçağ Müslüman filozof ve bilim adamlarına uzanan bu kesintisiz bilim çizgisi Avrupa Rönesansı ve Aydınlanmasına, günümüzün seküler bilimlerinin ortaya çıkmasına yol açtı. Sebep ve sorgulama ilkeleri antik Yunanlarla değil sokratik yöntem fikrinin olumasıyla birlikte başladı ve geometri, mantık ve doğa bilimlerindeki büyük ilerlemeleri de beraberinde getirdi. Swansea Üniversitesi'nde Profesör olan Benjamin Farrington'a göre: “insanlar Arşimed’in denge kanunlarını hazırlamasından binlerce yıl önce ,bu ilkeler hakkında pratik ve sezgisel bilgiler yardımıyla, tartım işlemini yapıyordu. Arşimed’in yaptığı bu pratik bilginin kuramsal etkilerini sıralamak ve ortaya çıkan bilgiyi mantıksal olarak tutarlı bir sistemi olarak sunulmaktı. " ve yine: “ Şaşkınlık içerisinde kendimizi modern bilimin eşiğinde buluyoruz. Nor should it be supposed that by some trick of translation the extracts have been given an air of modernity. Far from it. Bu yazıların kelime dağarcığı ve tarzı kendi sözcük dağarcığımızdan ve tarzımızdan türetilen kaynaktır.

Coğrafya uzmanı Eratosthenes Dünya'nın çevresini doğru olarak hesaplarken, gökbilimci Samos’un Aristarchus’u, güneş sisteminin helyosentrik (güneş merkezli) bir modelini öne süren ilk kişi oldu. Hipparkos (M.Ö. 190 - c.120) ilk sistematik yıldız kataloğunu üretmiştir. Helenistik dönemde astronomi ve mühendislikteki başarı düzeyi, gezegenlerin konumunu hesaplamak için kullanılan bir analog bilgisayar olan Antikythera mekanizması (M.Ö. 150-100) tarafından etkileyici bir şekilde ortaya koyulmaktadr. Benzer karmaşıklığa sahip teknolojik eserler, mekanik astronomik saatlerin Avrupa'da ortaya çıktığı 14. yüzyıla kadar bir daha ortaya çıkmadı. Tıp alanında, Hipokrat (M.Ö. 460 - M.Ö. 370) ve takipçileri pek çok hastalığı ve tıbbi durumu tanımlayan öncüler oldular ve günümüzde hekimler için halen geçerli olan Hipokrat Yemini geliştirdiler. Herophilos (M.Ö. 335-280) insan vücüdunu kesip inceleyerek sinir sistemini tanımlayan ilk kişi olmuştur. Galen (MS 129 - 200) beyin ve göz ameliyatları da dahil olmak üzere neredeyse iki bin boyunca tekrar denenmeyen pek çok cesur operasyonlar gerçekleştirdi.

Helenistik Mısır'da, Öklid matematiksel titreşimin temellerini attı ve bugüne kadar yazılmış en ilham verici ders kitabı olan ve günümüzde hala kullanılan Elements isimli eserinde, önerme, teori ve kanıt kavramlarını tanıttı. Tüm zamanların en büyük matematikçilerinden biri olarak kabul edilen Arşimed, bir sonsuz serinin toplamı ile bir parabolün yayı altındaki alanı hesaplamak için exhaustion yöntemini kullandı ayrıca Pi sayısının inanılmaz derecede doğru bir yaklaşımını verdi. Bunun yanında fizikte, hidrostatik,statik ve kaldıraç prensibinin temellerini attığı bilinmektedir. Theophrastus, bitki ve hayvanların ilk tanımlamalarını yazdı, ilk sınıfladırmayı yaptı ve mineralleri sertlik gibi özellikleri açısından inceledi. Theophrastus'un halefi olarak görülen Pliny the The Elder, MS 77 yılında doğal dünyanın en büyük ansiklopedilerinden birini üretti. Örneğin, elmasın oktahedral şeklini doğru bir biçimde anlatır ve elmas tozu’nun çok sert olması sebebiyle diğer mücevheleri kesip cilalamak için gravürcüler tarafından kullanıldığından bahseder. Kristal biçiminin öneminin farkına varılması, modern kristal biliminin öncüsüdür. Ayrıca, diğer minerallerin kendine özgü kristal şekillerine sahip olduklarını da söyler. Bunun yanısıra kehribar taşının çam ağaçlarının fosilleşmiş bir reçinesi olduğunu, içinde hapsolmuş böcekler bulunan örneklerden yola çıkarak fark eden ilk kişilerden biridir.

Hindistan

Matematik: Hindistan’daki matematiksel bilginin en eski izleri İndus Vadisi Uygarlığı'na (M.Ö. 4. binyıl~ M.Ö. 3. binyıl) aittir. Bu medeniyet zamanında yaşamış insalar tuğladan yapılmış bir yapının sağlamlığı ve dengesi için uygun görülen 4:2:1 oranlarında olan tuğlalar yaptılar. Ayrıca uzunluk ölçümünü, yüksek bir doğruluk derecesinde standart hale getirmeye çalıştılar. Uzunluğu yaklaşık 3.4 santimetre olan (1.32 inç) on eşit parçaya bölünmüş bir cetvel olan Mohenjo-daro cetveli’ni tasarladılar. Eski Mohenjo-daro'da imal edilen tuğlalar genellikle bu uzunluk birimin tam katları olan boyutlara sahipti.

Hint gökbilimci ve matematikçisi Aryabhata (476-550) bazı trigonometrik fonksiyonlarla birlikte(sinüs, versine, kosinüs ve ters sinüs dahil olmak üzere) trigonometrik tabloların yanında cebir ve algoritma tekniklerini tanıtmıştır. MS 628 yılında Brahmagupta, yerin bir çekim kuvveti olduğunu ileri sürdü. Ayrıca, dünya genelinde şu anda evrensel olarak kullanılan Hint-Arap rakam sistemi ile birlikte sıfır sayısının kullanımını açıkça belirtti. İki gökbilimcinin metinlerinin Arapça çevirileri arap rakamlarını 9.yüzyılda islam dünyasına tanıtıcaktı. 14. ve 16. yüzyıllar arasında Kerala astronomi ve matematik okulu, trigonometri ve analiz gibi alanlar da dahil olmak üzere astronomi ve özellikle matematik’te çok önemli ilerlemeler kaydetti. Özellikle, Sangamagrama Madhava "matematiksel analizin kurucusu" olarak düşünülmektedir.

Astronomi: Astronomik kavramlardan bahseden ilk metin, Hindt dini edebiyatı olan Vedalar'tan gelmektedir. Sarma'ya göre (2008): "Rigveda'da evrenin varoluşu hakkında akılcı yorumlar bulunur, bunlar; evrenin yapısı, küresel dünya ve 360 günden oluşan 1 yılın 12 eşit parçaya bölünüp, her biri 30 günden oluşan periyodik aylara bölünmesidir. Bhāskara tarafından 12. yüzyılda yazılmış olan Siddhanta Shiromani'nin ilk 12 bölümü, gezegenlerin ortalama boylamları; gezegenlerin gerçek boylamları; günlük döngü’nün üç problemi; ayın yeni ay ve dolunay fazları; ay tutulmaları; güneş tutulmaları; gezegenlerin enlemleri; yükselmeler ve ayarlar; ayın hiali; gezegenlerin birbirleriyle bağlantıları; sabit yıldızlarla gezegenlerin bağlantıları; ve güneş ve ayın pataları. İkinci bölümün 13 fasıtı, kürenin doğasını ve buna dayanan önemli astronomik ve trigonometrik hesaplamaları kapsar. İkinci 13 bölümlük kısım, kürenin doğasını ve buna dayanan önemli astronomik ve trigonometrik hesaplamaları kapsar.

Nilakantha Somayaji'nin astronomik tezi Tantrasangraha ,17 yüzyıldaki Johannes Kepler’e kadar en doğru astronomik model olan ve Tycho Brahe tarafından ortaya atılan Tychonic sistemle benzer özellikler taşımaktadır. İlk dilsel etkinlikler Sanskrit dili analizi ile birlikte Vedik metinlerin doğru okunması ve yorumlanması amacıyla Demir Çağı’nda Hindistan'da (M.Ö. 1. binyıl) bulunur. Sanskritçenin en önemli gramer uzmanı olan Pāîini (M.Ö. 520-460) 4000’e yakın kuralı formüle ederek üretken bir dilbigisi oluşturmuştur. Analitik yaklaşımının doğasında fonem, şekil bilgisi ve kök kavramları bulunmaktadır.

Tıp: Şimdiki Pakistan’da neolitik mezarlıklardan elde edilen bulgular erken tarım medeniyetlerindeki diş hekimliğiyle ilgili kanıtlarını göstermektedir. Ayurveda, M.Ö. 2500'den önce antik Hindistan'da ortaya çıkmış olan geleneksel tıp sistemidir ve günümüzde dünyanın çeşitli yerlerinde alternatif tıp yöntemi olarak uygulanmaktadır. Bununla alakalı en ünlü yazılı metin olan Suśruta'nın Suśrutasamhitā, rinoplasti, yırtık kulak loblarının onarımı, perineal litotomi, katarakt ameliyatı ve diğer bazı cerrahi işlemler gibi cerrahi prosedürlerin tanımlanmasını gösteren bir kaynaktır.

Metalurji: Wootz, pota ve paslanmaz çelik Hindistan'da icat edildi ve çoğunlukla Klasik Akdeniz dünyasına ihraç edildi. Hint Wootz çeliği, Roma İmparatorluğu'nda en iyi çelik olarak düşünülüyordu büyük saygı görüyordu. Ortaçağdan sonra çok özel tekniklerle Suriye'de üretilen "Şam çeliği" 1000 yılına kadar ithal edildi.

Çin

Matematik: Çin'den gelen astronomik gözlemler, herhangi bir medeniyete ait en uzun süreli kayıt serisi olup güneş lekelerinin (M.Ö. 364'de 112 kayıt), süpernovaların (1054), ay ve güneş tutulmalarını kayıtlarını içerir. 12. yüzyılda tutulmaların tahminlerini makul bir şekilde doğru yapabiliyorlardı, ancak Ming hanedanlığı döneminde bu bilgiler kayboldu. Ardından, Jesuit Matteo Ricci tahminleri nedeniyle 1601 yılında büyük kabül gördü.M.Ö. 635 de Çin’li gökbilimciler, kuyruklu yıldızların kuyruklarının daima güneşten uzak olduğunu gözlemişti. Çin’liler, antik çağlardan beri gökyüzünü tanımlamak için ekvatoral sistem kullandılar ve 940 yılında,silindirik (Mercator) bir projeksiyon kullarak yıldız haritası çizdiler.M.Ö 4.yüzyıldan itibaren halkalı küre ve M.Ö. 52'den itibaren ekvatoral eksende kalıcı olarak monte edilen bir küre kullanımı kaydedilmiştir. MS 125'de Zhang Heng, küreyi gerçek zamanlı olarak döndürmek için suyun gücü kullandı. 1270 yılına gelindiğinde, Arap torquetum ilkelerini birleştirdiler.

Sismoloji: Felaketlere daha iyi hazırlık yapmak için Zhang Heng M.S 132 'de, deprem olduğu anda başkent Luoyang'daki yetkililere anında uyarı vermesi için sismometreyi icat etti. Zhang mahkemeye kuzeybatıda bir deprem yaşandığını söylediği sırada başkentte hiçbir sallantı hissedilmememsine rağmen kısa bir süre sonra Luoyang’ın 400 km ile 500 km kuzeydoğusunu depremin vurduğu mesajı geldi. Zhang, cihazını "mevsimsel rüzgarları ve Dünya'nın hareketlerini ölçmek için alet" (Houfeng didong yi 候 风 地动 仪) olarak adlandırdı. Bu şekilde adlandırmasının sebebi ise Zhang ve diğerlerinin, depremlerin muhtemelen sıkışmış havanın basıncından dolayı kaynaklandığını düşünmesiydi. Ayrıntılı bilgi için Zhang'ın sismometresi’ne bakın.

Çağlar boyunca Çin’deki bilim alanına çok önemli katkılarda bulunan birçok kişi vardır. Bunlar arasında iyi örneklerden birisi bilim adamı,polimat ve ynı zamanda devlet adamı olan Shen Kuo’dur (1031-1095). Yön bulmak için kullanılan manyetik iğne pusulasını tanımlayan ilk kişi oldu, gerçek kuzey kavramını keşfetti. Ayrıca güneş saati,halkalı küre ve su saati tsarımını iyileştirdi, teknelerin tamir edildiği yüzer havuzların kullanımını tanımladı. Shen Kuo, su baskınlarının doğal sürecini ve Taihang Dağları'ndaki deniz fosillerinin (Pasifik Okyanusu'ndan yüzlerce kilometre uzakta)bulgularını gözlemledikten sonra arazi oluşumu diğer bie deyişle jeomorfoloji teorisi geliştirdi. Ayrıca, Shaanxi eyaletindeki Yan'an'da, yeraltında bulunan taşlaşmış bambuları gözlemledikten sonra, zaman içerisinde yeryüzünde kademeli bir iklim değişikliği olduğu teorisini benimsedi. Bir başka önemli polimat ve astronom olan Su Song (1020-1101) yıldız haritalarından oluşan bir gök atlası yaptı, botanik, zooloji, mineraloji ve metalurjinin ilgili konuları ile farmasötik bir tez yazmış ve 1088 yılında Kaifeng kentinde büyük bir astronomik saat kulesi inşa etmiştir. Bu saat kulesi bilinen en eski sonsuz güç iletim zinciri mekanizmasını içermektedir. 16. ve 17. yüzyıllarda Çin’deki Avrupalı hristiyan misyonerlerin yazışmaları sayesinde, bu eski kültüre ait bilimsel başarılar Avrupalı ​​bilim adamları tarafından kabul ve takdir gördü ve Avrupa'da tanındı. Çin teknolojisi ve bilim tarihi üzerine Batılı akademik düşünce, Joseph Needham ve Needham Araştırma Enstitüsü’nün çalışmaları sayesinde galvanizlendi. İngiliz bilim adamı Needham'a göre Çin'in teknolojik başarıları arasında şunlar yer aldı; ilk sismolojik dedektörler (2.yüzyılda Zhang Heng), suyla çalışan göksel küre (Zhang Heng), ondalık sistemin bağımsız icadı, kuru havuz, sürgülü kapaklar, çift etkili pistonlu pompa, dökme demir, yüksek fırın, demir pulluk, çok borulu tohum dikme aleti, el arabası, asma köprü, harman savurma makinesi, döner fan, paraşüt, doğalgaz yakıt,kabartma haritası, pervane, tatar yayı , katı yakıt roketi, çok kademeli roket, kurtarma kayışı , mantık, astronomi, tıp ve diğer alanlardaki gelişmeler. Bununla birlikte, kültürel etkenler, Çin’dek bu gelişmelerin "modern bilim" diye tabir ettiğimiz şeye dönüşmesini engelledi. Needham'a göre, Çin aydınlarının dini ve felsefi görüşleri, doğa yasaları fikirlerini kabul edememelerine neden olmuş olabilir.

Orta Çağ’da bilim

Roma İmparatorluğunun bölünmesi ile birlikte, Batı Roma İmparatorluğu geçmişinin çoğuyla olan temasını kaybetti.Yunan felsefesi, ortadoğu’da yeni kurulan Arap İmparatorluğu'nda bir miktar destek buldu. 7. ve 8. yüzyılda İslam'ın yayılmasıyla, İslam Altınçağı olarak bilinen islam bilimi dönemi 13. yüzyıla kadar sürdü.Çeşitli faktörler bu dönemde bilimin gelişmesine yardım etti. Tek bir dil olan Arapça'nın kullanılması, bir tercüman olmaksızın iletişim kurulmasına izin verdi. Hintli öğrenme kaynakları ile Bizans İmparatorluğu'ndaki Yunan metinlerine erişim, Müslüman akademisyenlere üzerine inşa edebilecekleri bir bilgi tabanı sağlamıştır.

Bizans İmparatorluğu hala Konstantinopolis gibi öğrenim merkezlerini korurken, Batı Avrupa bilimi, 12. ve 13. yüzyıllarda ortaçağ üniversitelerinin gelişimine kadar manastırlarda sürdürülmüştür. Manastır okullarının müfredatı, az sayıda antik metinler ile birlikte tıp ve zamanın kaydı gibi pratik konular üzerine yapılan yeni çalışmalar incelenmiştir.

İslam Dünyası

Bilimsel yöntem, İbn-i-Heysem’in “Optik” (M.S. 1000) adlı eserinde kaleme aldığı optik deneylerinden başlayarak, metodoloji alanında önemli ilerlemelerin yapıldığı İslam dünyasında gelişmeye başlamıştır. Bilimsel yöntemdeki en önemli gelişim, Müslüman bilim adamları arasında başlayan, genel olarak deneysel bir yönelim içinde kurulmuş olan ve birbiriyle rekabet eden bilimsel kuramları birbirinden ayırmak için deneylerin kullanılmasıydı. İbn-i Heysem optik alanında yaptığı deneysel çalışmalar ve teoriler sebebiyle optik biliminin babası olarak kabul edilmektedir. Bazıları, İbn-i Heysem'i modern bilimsel metodu geliştirdiği için "ilk bilim insanı" olarak nitelendirdiler. Matematikçi Muhammed b. Musa el-Harezmi’nin adı algoritma kavramına verilirken, cebir terimi onun çalışmalarından biri olan al-jabr’den türetilmiştir. Şu anda kullanılan Arap rakamlarının Hindistan'dan geldiği bilinmektedir ancak müslüman matematikçiler ondalık sayı gösteriminin tanıtımı gibi birçok geliştirme yapmışlardır.

El-Battani astronomi alanında, Batlamyus’un Hè Megalè Syntaxis'in (Büyük tez) almagest olarak çevrilerek saklanan, Hipparchus’un ölçümlerini geliştirdi. El-Battani ayrıca, Dünya eksenel deviniminin ölçüm hassasiyetini geliştirdi. Battani, İbn-i Heysem ile birlikte Averroes ,el-Tusi, Mo'ayyeduddin Urdi ve İbn-i Şâat gibi Maragha gökbilimcileri tarafından yer merkezli modele yapılan düzeltmeler Kopernik’in güneş merkezli modeline benzemektedir. Güneş merkezli teoriler, Ja'fer İbn Muhammed Ebu Ma'shar el-Balkhi,Ebû Rayhan Biruni, Abu Said el-Sijzi, Kutub-al-Dinî Şirazi ve Necm el-Dîn el-Kâzminî el-Kâtibî, gibi diğer birçok Müslüman gökbilimcş tarafından da tartışılmış olabilir. Müslüman kimyagerler ve simyacılar modern kimyanın kurulmasında önemli bir rol oynadılar. Will Durant ve Fielding H.Garrison gibi araştırmacılar, Müslüman kimyagerleri kimyanın kurucuları olarak görüyorlardı. Özellikle Câbir bin Hayyan birçok kim tarafından kimyanın babası olarak görülür. Arap bilim adamlarının eserleri,önce Roger Bacon'u (deneysel metodu Avrupa'ya tanıttı, Fars yazarlarından çok etkilendi), ve daha sonra da Isaac Newton'u etkiledi. Alim Al-Razi, kimya ve tıbba katkılarda bulundu. İbni Sina (Avicenna) İslam dünyasının en etkili filozofu olarak görülüyor. Deneysel tıp bilimine öncülük eden ve klinik denemelerde yapan ilk doktordu. Tıp alanında onun en dikkat çekici iki eseri olan Kitāb el-Hisfahâr ("Şifa Kitabı") ve The Canon of Medicine, hem Müslüman dünyasında hem de Avrupa'da standart tıbbi metinler olarak 17. yüzyıla kadar kullanılmıştır. Tıp alanında yaptığğı birçok katkının arasında bulaşıcı hastalıkların bulaşıcı doğasının keşfi ve klinik farmakolojinin tanıtılması bulunmaktadır.

İslam dünyasındaki diğer ünlü bilim adamları arasında, Farabi (polimat), Abu-el-Kaim el-Zahrawi (ameliyatın öncüsü),Abū Rayhān el-Bīrūnī (İndology'nin öncüsü,jeodezi ve antropoloji), Nasihir-i Dîn el-Tûsî (polimath) ve İbn Haldun bulunmaktadır (Demografi, kültür tarihi, tarih yazımı,tarih felsefesi ve sosyoloji gibi sosyal bilimleri öncüsü).

İslam bilimi, Avrupa’daki Rönesans’tan önce 12. veya 13. yüzyılda, kısmen kütüphaneler, gözlemevleri, hastaneler ve üniversitelerin yok edildiği Moğol fetihleri ile gerilemeye başladı. İslamın Altın Çağ'ı , 1258 yılında Abbasi halifeliğinin başkenti olan Bağdat bilim merkezinin tahrip edilmesi ile kapanmıştır.

Avrupa

Avrupa'nın entelektüel canlanması, 12. yüzyılda ortaçağ üniversitelerinin doğuşuyla başlamıştır. İspanya ve Sicilya’daki İslam dünyasıyla olan temaslar ayrıca Reconquista ve Haçlı Seferleri sırasında Aristo, Batlamyus, Jābir bin Hayyām, el-Harezmi, Alhazen,İbn-i Sina ve Averroes 'in eserleri de dahil olmak üzere bilimsel Yunanca ve Arapça metinlere erişim imkânına vsahip oldular. Avrupalı bilginler, 12. yüzyılda Arapça'dan Latince'ye çevirilerin desteklendiği Toledo Tercüman okulunun çeviri programlarına erişme imkanına sahiptiler. Daha sonra Michael Scotus gibi tercümanlar bu metinleri doğrudan incelemek için Arapça öğrendiler. Avrupa üniversiteleri bu metinlerin tercüme edilmesi ve çoğaltılmasına maddi olarak yardımcı olmuş ve bilim toplulukları için ihtiyaç duyulan yeni bir altyapı tesis etmiştir. Aslında, Avrupa üniversitesi doğal dünyayla ilgili birçok çalışmayı ve doğayı kendi müfredatının merkezinde koymuştur ve ortaçağ üniversiteleri bilimin önemine modern universitelerden daha çok vurgu yapmıştır.

Bunun yanında Avrupalılar,Moğolistan barış'ının bir sonucu olarak, daha da doğuya (özellikle de Marco Polo) yönelmeye başlamışlardır. Bu, Hint geleneği ile Çin kültürü ve medeniyetinin, Avrupa geleneği içindeki farkındalığının artmasına yol açtı. Malmesbury Eilmer'in (11. Yüzyılda İngiltere'de Matematik eğitimi alan) ilk uçuşu ve Laskill'deki Cistercian fırının metalurjik kbaşarımları gibi teknolojik gelişmeler de yapılmıştır.

3. yüzyılın başında, entelektüel açıdan önemli antik yazarların hemen hepsinin temel çalışmalarını doğru çevirileri vardı ve bu çeviriler üniversiteler ve manastırlar aracılığıyla bilimsel fikirlerin sağlıklı bir şekilde aktarılmasına olanak sağladı. Ondan sonra bu metinlerde yer alan doğal felsefe, Robert Grosseteste, Roger Bacon, Albertus Magnus ve Duns Scotus gibi ünlü bilim adamları tarafından genişletilmeye başlandı. İslam dünyasının daha önceki katkılarından etkilenen modern bilimsel yöntemlerin öncülleri olan , Grosseteste'nin doğayı anlamanın bir yolu olarak matematiğe vurgu yapması ve Bacon tarafından benimsenen deneysel yaklaşımı Opus Majus’da görülebilir. Pierre Duhem’in tartışmalı Katolik Kilisesi 1277 tarihli kınama tezi, ortaçağ bilimini ciddi bir disiplin olarak başlamasına yol açmıştır ancak modern bilimin 1277’de başladığı fikrini destekleyen olmadı. Bununla birlikte, pek çok bilim adamı, Duhem'in blirttiği gibi Ortaçağ’ın bilimsel gelişmelerin önemli bir dönemi olduğu görüşüne katılıyor.

14. yüzyılın ilk yarısında, büyük ölçüde Aristo’nun bilimsel yazıları üzerine skolastik yorumlamalar çerçevesinde gerçekleştirilen çok önemli bilimsel çalışmaları görülmüştür. William of Ockham tutumluluk ilkesini getirdi. Jean Buridan ve Nicole Oresme gibi akademisyenler Aristo'nun mekaniğinin unsurlarını yeniden yorumlamaya başladılar. Özellikle Buridan, Modern hareketsizlik kavramının ilk adımı olan atış hareketi’nin sebebinin enerji olduğuna dair teoriyi geliştirdi. Oxford hesaplayıcıları, hareketin kinematiğini matematiksel olarak analiz etmeye başlamış ve hareketin nedenlerini dikkate almadan bu analizi yapmıştır.

1348'de Kara veba ve diğer felaketler, önceki felsefi ve bilimsel gelişim dönemine ani bir son vermiştir. Yine de, antik metinlerin yeniden keşfi, birçok Bizans aliminin Batı'ya sığınmak zorunda kaldığı 1453'teki İstanbul’un fethinden sonra gelişti. Bu arada, matbaa’nın bulunması Avrupa toplumu üzerinde büyük etkiye sahip oldu. Matbaa’nın gelişmesi ve basılı yayınların artması, öğrenmeyi çok büyük bir kesim için mümkün kıldı ve yeni fikirlerin çok daha fazla artmasına yol açtı. Yeni fikirler, bu noktada Avrupa biliminin gelişimini etkilemeye,cebir’in taıtılmasına yardımcı oldu. Bu gelişmeler, Kara Veba başlangıcında duran bilimsel araştırma sürecinin yeniden başlaması olarak da görülebilecek Bilimsel Devrim'in yolunu açtı.

Bilimin Avrupa'daki etkisi

Avrupa'da bilimin başlaması 12 inci yüzyıl ile başladı. Öte yandan Kuzey Rönesansı’nda odak noktası, Aristoteles’in doğa felsefesinden, kimya ve biyolojik bilimlere kaydı(botanik, anatomi ve tıp)ve belirgin bir değişim gösterdi. Böylece Avrupa'da modern bilim, büyük bir karışıklık döneminde yeniden başladı. Protestan Reformu ve Katolik Karşı-Reformasyon; Christopher Columbus'un Amerika kıtasını keşfetmesi; İstanbul’un fethi; Aristo’nun Skolatik dönemde yeniden keşfedilmesi, büyük toplumsal ve siyasal değişikliklere neden oldu. Böylece, Martin Luther ve John Calvin'in dini öğretiyi sorgulaması gibi, bilimsel doktrini sorgulanması mümkün olan uygun bir ortam yaratılmıştır. Batlamyus(astronomi) ve Galen’in(tıp) eserleri günlük gözlemlerle her zaman tutarlı olmamaktaydı. Vesalius insan kadavraları üzerindeki çalışmalarıyla ,Galen’in anatomi görüşündeki sorunları ortaya koymuştur.

Daha önce elde edilen gerçekleri sorgulama ve yeni cevaplar aramak, günümüzde Bilim Devrimi olarak bilinen önemli bir bilimsel ilerleme dönemi ile sonuçlandı. Çoğu tarihçi geleneksel olarak Bilim Devrimi’nin başlanıgıç tarihini, Andreas Vesalius ve De Revolutionibus'un De humani corporis fabrica (İnsan Vücudundaki Çalışmalar Üzerine) ve Kopernik’in De Revolutionibus adlı kitaplarının ilk basıldığı, 1543 yılı olarak kabul eder. Kopernik’in kitabındaki tezi, Dünya'nın Güneş'in etrafında hareket etmesi idi. Bu dönem, Avrupa çapında bilimsel yayınların benzeri görülmemiş büyümesini temsil eden Isaac Newton'ın Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica'nın 1687'de yayınlanmasıyla zirveye ulaşmıştır.

Bu dönemdeki diğer önemli bilimsel gelişmeler ise Galileo Galilei, Edmond Halley, Robert Hooke, Christiaan Huygens, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Gottfried Leibniz ve Blaise Pascal tarafından yapıldı. Francis Bacon, Sir Thomas Browne, René Descartes ve Thomas Hobbes tarafından felsefede büyük katkılar yapıldı. Bilimsel yöntem, geleneksel düşünceler üzerine yapılan modern düşünce ile yapılan nedensel ve deneysel çalşmalarla daha da geliştirildi.

Aydınlanma Çağı

Aydınlanma Çağı, Avrupa 17.yüzyıl ile başlayan 18. yüzyılda hızlanan modern bilime yönelik, belirleyici adımlar attı. Doğrudan Newton, Descartes, Pascal ve Leibniz'in eserlerine dayanan bu dönem, Benjamin Franklin (1706-1790), Leonhard Euler (1707-1783), Mikhail Lomonosov (1711-1765) ve Jean le Rond d'Alembert’in (1717-1783) aralarında bulunduğu jenerasyonun, modern matematik, fizik ve teknolojiye olan katkıları ile şekillendi. Denis Diderot’un 1751-1772 yılları arasında yayınlanan Ansiklopedisi, bu yeni anlayışı daha geniş bir kitleye taşıdı. Bu süreç yalnız bilim ve teknolojiyi değil, aynı zamnda felsefe (Immanuel Kant, David Hume), din (bilimin giderek dine yansıması) ,toplumu ve siyaseti (Adam Smith, Voltaire) önemli ölçüde etkilemiştir. Çoğu zaman Bilimsel Devrim olarak bilinen Avrupa Rönesansının başlangıcı, diğer bir deyişle Modern Çağ’ın ilk dönemleri modern bilimin başlangıcı olarak görülür.

Bilimde Romantizm

19. yüzyılın başlarındaki Romantik Hareket, Aydınlanma’nın klasik yaklaşımlarında beklenmedik yeni arayışlar başlatarak bilimi yeniden şekillendirdi. Özelikle biyoji (Darwin’in evrim teorisi), matematik (grup teorisi) ve kimya (organik kimya) alanlarında çok önemli atılımlar yapıldı. Romantizmin çöküşü, yeni bir hareket olan Positivizm'in 1840'tan sonra aydınların ideallerini ele geçirmesiyle başladı ve yaklaşık 1880 yılına kadar sürdü.

Modern Bilim

Bilim devrimi, bilimi, bilginin gelişimi için bir kaynak olarak kurdu. Bilim uygulaması 19. yüzyıl boyunca, 20.yüzyıla uzanan yol boyunca profesyonelleşti ve kurumsallaştı. Toplumda bilimsel bilginin rolü arttıkça, ulus-devletlerin işleyişini bir çok yönüyle birleştirildi.

Fizik

Bilimsel devrim, eski düşünce ve klasik fizik arasında elverişli bir sınırdır. Kopernik, Aristarchus of Samos tanımlanan heliosentrik güneş sistemi modeli düşüncesini canlandırdı. Bunu Johannes Kepler'in 17. yüzyılın başında ortaya koyduğu ilk gezegen hareketi modeli izledi. Kepler bu modelde, gezegenlerin eliptik yörüngeleri izlemeleri ve Güneş'in bu eliptik yörüngenin odak noktasında olduğunu ileri sürdü. Galileo("Modern Fiziğin Babası") ,bilimsel yöntemin kilit bir unsuru olan fizik teorilerini doğrulamak için de deneyler yaptı. William Gilbert, dünyanın kendisininde manyetik olduğunu ortaya koyan ilk elektrik ve manyetizma deneylerini yaptı.

Isaac Newton 1687’de Principia Mathematica'yı yayınladı ve iki kapsamlı ve başarılı fiziksel teoriyi detaylandırdı. Bunlar; Klasik mekaniğe öncülük eden Newton'un hareket yasaları ve yerçekiminin temel kuvvetini tanımlayan Newton'un Yerçekimi Kanunu.

18. yüzyıl sonu ve 19. yüzyılın başlarında elektrik ve manyetizma’nın davranışı Luigi Galvani, Giovanni Aldini, Alessandro Volta, Michael Faraday, Georg Ohm ve diğerleri tarafından incelendi. Bu çalışmalar, James Clerk Maxwell (Maxwell denklemleri olarak da bilinir) tarafından iki olgunun tek bir elektromanyetizma teorisine birleştirilmesinde önemli rol oynadı.

20. yüzyılın başıyla birlikte fizikte devrim başladı. Newton'un uzun süredir kabul gören bazı teorilerin, bazı koşullarda doğru olmadı ortaya koyuldu. 1900’den başlayarak Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr ve diğerleri, çelişkili deneysel sonuçları açıklamak için, ayrık enerji seviyelerini tanıtarak kuantum teorilerini geliştirdiler.