La historia de la ciencia abarca el desarrollo de la ciencia desde la antigüedad hasta el presente . Abarca las tres ramas principales de la ciencia : natural , social y formal . [1] La protociencia , las ciencias tempranas y las filosofías naturales como la alquimia y la astrología durante la Edad del Bronce , la Edad del Hierro , la Antigüedad clásica y la Edad Media declinaron durante el período moderno temprano después del establecimiento de disciplinas formales de la ciencia en la Era de la Ilustración .
Las primeras raíces de la ciencia se remontan al Antiguo Egipto y Mesopotamia alrededor de 3000 a 1200 a . C. [2] [3] Las contribuciones de estas civilizaciones a las matemáticas , la astronomía y la medicina influyeron en la filosofía natural griega posterior de la antigüedad clásica , en la que se hicieron intentos formales de proporcionar explicaciones de los eventos en el mundo físico basadas en causas naturales. [2] [3] Después de la caída del Imperio Romano de Occidente , el conocimiento de las concepciones griegas del mundo se deterioró en la Europa occidental de habla latina durante los primeros siglos (400 a 1000 d. C.) de la Edad Media , [4] pero continuó prosperando en el Imperio bizantino de habla griega . Con la ayuda de las traducciones de textos griegos, la cosmovisión helenística se conservó y se absorbió en el mundo musulmán de habla árabe durante la Edad de Oro islámica . [5] La recuperación y asimilación de las obras griegas y las investigaciones islámicas en Europa occidental desde el siglo X al XIII revivieron el aprendizaje de la filosofía natural en Occidente. [4] [6] Las tradiciones de la ciencia temprana también se desarrollaron en la antigua India y por separado en la antigua China , el modelo chino influyó en Vietnam , Corea y Japón antes de la exploración occidental . [7] Entre los pueblos precolombinos de Mesoamérica , la civilización zapoteca estableció sus primeras tradiciones conocidas de astronomía y matemáticas para producir calendarios , seguida por otras civilizaciones como la maya .
La filosofía natural se transformó durante la Revolución científica en la Europa de los siglos XVI al XVII, [8] [9] [10] a medida que nuevas ideas y descubrimientos se apartaban de las concepciones y tradiciones griegas anteriores . [11] [12] [13] [14] La Nueva Ciencia que surgió era más mecanicista en su visión del mundo, más integrada con las matemáticas y más confiable y abierta ya que su conocimiento se basaba en un método científico recientemente definido . [12] [15] [16] Pronto siguieron más "revoluciones" en los siglos posteriores. La revolución química del siglo XVIII, por ejemplo, introdujo nuevos métodos cuantitativos y mediciones para la química . [17] En el siglo XIX , se enfocaron nuevas perspectivas con respecto a la conservación de la energía , la edad de la Tierra y la evolución . [18] [19] [20] [21] [22] [23] Y en el siglo XX, nuevos descubrimientos en genética y física sentaron las bases para nuevas subdisciplinas como la biología molecular y la física de partículas . [24] [25] Además, las preocupaciones industriales y militares, así como la creciente complejidad de los nuevos esfuerzos de investigación, marcaron el comienzo de la era de la " gran ciencia ", particularmente después de la Segunda Guerra Mundial . [24] [25] [26]
La naturaleza de la historia de la ciencia es un tema de debate (como lo es, por implicación, la definición de la ciencia misma). La historia de la ciencia suele verse como una historia lineal de progreso [27] pero los historiadores han llegado a ver la historia como algo más complejo. [28] [29] [30] Alfred Edward Taylor ha caracterizado los períodos de vacas flacas en el avance del descubrimiento científico como "bancarrotas periódicas de la ciencia". [31]
La ciencia es una actividad humana y las contribuciones científicas provienen de personas de muy diversos orígenes y culturas. Los historiadores de la ciencia ven cada vez más su campo como parte de una historia global de intercambio, conflicto y colaboración. [32]
La relación entre ciencia y religión ha sido caracterizada de diversas maneras en términos de "conflicto", "armonía", "complejidad" e "independencia mutua", entre otros. Eventos en Europa como el caso Galileo de principios del siglo XVII, asociado con la revolución científica y la Era de la Ilustración , llevaron a académicos como John William Draper a postular ( c. 1874 ) una tesis del conflicto , sugiriendo que la religión y la ciencia han estado en conflicto metodológica, fáctica y políticamente a lo largo de la historia. La "tesis del conflicto" desde entonces ha perdido el favor de la mayoría de los científicos e historiadores de la ciencia contemporáneos. [33] [34] [35] Sin embargo, algunos filósofos y científicos contemporáneos, como Richard Dawkins , [36] todavía suscriben esta tesis.
Los historiadores han enfatizado [ cita requerida ] que la confianza es necesaria para llegar a un acuerdo sobre afirmaciones sobre la naturaleza. En este sentido, la creación en 1660 de la Royal Society y su código de experimentación – confiable porque fue presenciado por sus miembros – se ha convertido en un capítulo importante en la historiografía de la ciencia. [37] Muchas personas en la historia moderna (típicamente mujeres y personas de color) fueron excluidas de las comunidades científicas de élite y caracterizadas por el establishment científico como inferiores . Los historiadores de los años 1980 y 1990 describieron las barreras estructurales a la participación y comenzaron a recuperar las contribuciones de individuos ignorados. [38] [39] Los historiadores también han investigado las prácticas mundanas de la ciencia como el trabajo de campo y la recolección de especímenes, [40] la correspondencia, [41] el dibujo, [42] el mantenimiento de registros, [43] y el uso de equipo de laboratorio y de campo. [44]
En tiempos prehistóricos , el conocimiento y la técnica se transmitían de generación en generación mediante una tradición oral . Por ejemplo, la domesticación del maíz para la agricultura se remonta a hace unos 9.000 años en el sur de México , antes del desarrollo de los sistemas de escritura . [45] [46] [47] De manera similar, la evidencia arqueológica indica el desarrollo del conocimiento astronómico en sociedades prealfabetizadas. [48] [49]
La tradición oral de las sociedades preliterarias tenía varias características, la primera de las cuales era su fluidez. [2] Constantemente se absorbía nueva información y se ajustaba a nuevas circunstancias o necesidades de la comunidad. No había archivos ni informes. Esta fluidez estaba estrechamente relacionada con la necesidad práctica de explicar y justificar un estado de cosas presente. [2] Otra característica era la tendencia a describir el universo como solo cielo y tierra, con un inframundo potencial . También eran propensos a identificar causas con comienzos, proporcionando así un origen histórico con una explicación. También existía una dependencia de un " curandero " o " mujer sabia " para la curación, el conocimiento de las causas divinas o demoníacas de las enfermedades y, en casos más extremos, para rituales como el exorcismo , la adivinación , las canciones y los encantamientos . [2] Finalmente, existía una inclinación a aceptar sin cuestionamientos explicaciones que podrían considerarse inverosímiles en tiempos más modernos, sin ser conscientes al mismo tiempo de que tales comportamientos crédulos podrían haber planteado problemas. [2]
El desarrollo de la escritura permitió a los seres humanos almacenar y comunicar conocimientos a lo largo de generaciones con mucha mayor precisión. Su invención fue un prerrequisito para el desarrollo de la filosofía y, posteriormente, de la ciencia en la antigüedad . [2] Además, el grado en que la filosofía y la ciencia florecerían en la antigüedad dependía de la eficiencia de un sistema de escritura (por ejemplo, el uso de alfabetos). [2]
Las primeras raíces de la ciencia se remontan al Antiguo Cercano Oriente , en particular al Antiguo Egipto y Mesopotamia , alrededor del 3000 al 1200 a. C. [2]
A partir de alrededor del 3000 a. C., los antiguos egipcios desarrollaron un sistema de numeración que era de carácter decimal y habían orientado su conocimiento de la geometría a la solución de problemas prácticos como los de los agrimensores y los constructores. [2] Su desarrollo de la geometría fue en sí mismo un desarrollo necesario de la agrimensura para preservar la disposición y la propiedad de las tierras de cultivo , que se inundaban anualmente por el río Nilo . El triángulo rectángulo 3-4-5 y otras reglas de geometría se utilizaron para construir estructuras rectilíneas y la arquitectura de postes y dinteles de Egipto.
Egipto también fue un centro de investigación alquímica para gran parte del Mediterráneo . Basándose en los papiros médicos escritos entre el 2500 y el 1200 a. C., los antiguos egipcios creían que la enfermedad era causada principalmente por la invasión de los cuerpos por fuerzas o espíritus malignos. [2] Así, además de utilizar medicinas , sus terapias curativas incluían la oración , el encantamiento y el ritual. [2] El papiro de Ebers , escrito alrededor del 1600 a. C., contiene recetas médicas para tratar enfermedades relacionadas con los ojos, la boca, la piel, los órganos internos y las extremidades, así como abscesos, heridas, quemaduras, úlceras, glándulas inflamadas, tumores, dolores de cabeza e incluso el mal aliento. El papiro de Edwin Smith , escrito aproximadamente al mismo tiempo, contiene un manual quirúrgico para tratar heridas, fracturas y dislocaciones. Los egipcios creían que la eficacia de sus medicinas dependía de la preparación y administración bajo rituales apropiados. [2] Los historiadores médicos creen que la farmacología del antiguo Egipto, por ejemplo, era en gran medida ineficaz. [50] Tanto los papiros de Ebers como los de Edwin Smith aplicaban los siguientes componentes al tratamiento de las enfermedades: examen, diagnóstico, tratamiento y pronóstico, [51] que muestran fuertes paralelismos con el método empírico básico de la ciencia y, según GER Lloyd, [52] desempeñaron un papel importante en el desarrollo de esta metodología.
Los antiguos egipcios incluso desarrollaron un calendario oficial que contenía doce meses, treinta días cada uno y cinco días al final del año. [2] A diferencia del calendario babilónico o los utilizados en las ciudades-estado griegas de la época, el calendario oficial egipcio era mucho más simple, ya que era fijo y no tenía en cuenta los ciclos lunares y solares. [2]
Los antiguos mesopotámicos tenían un amplio conocimiento sobre las propiedades químicas de la arcilla, la arena, los minerales metálicos, el betún , la piedra y otros materiales naturales, y aplicaban este conocimiento al uso práctico en la fabricación de cerámica , loza , vidrio, jabón, metales, yeso de cal e impermeabilización. La metalurgia requería conocimiento sobre las propiedades de los metales. No obstante, los mesopotámicos parecen haber tenido poco interés en recopilar información sobre el mundo natural por el mero hecho de recopilar información y estaban mucho más interesados en estudiar la forma en que los dioses habían ordenado el universo . La biología de los organismos no humanos generalmente solo se escribió en el contexto de las disciplinas académicas principales. La fisiología animal se estudió ampliamente con el propósito de adivinar ; la anatomía del hígado , que se consideraba un órgano importante en la aruspicia , se estudió con un detalle particularmente intenso. El comportamiento animal también se estudió con fines adivinatorios. La mayor parte de la información sobre el entrenamiento y la domesticación de los animales probablemente se transmitió oralmente sin estar escrita, pero ha sobrevivido un texto que trata sobre el entrenamiento de caballos. [53]
Los antiguos mesopotámicos no hacían distinción entre «ciencia racional» y magia . [54] [55] [56] Cuando una persona enfermaba, los médicos prescribían fórmulas mágicas para ser recitadas, así como tratamientos medicinales. [54] [55] [56] [53] Las primeras prescripciones médicas aparecen en sumerio durante la Tercera Dinastía de Ur ( c. 2112 a. C. - c. 2004 a. C.). [57] Sin embargo, el texto médico babilónico más extenso es el Manual de diagnóstico escrito por el ummânū , o erudito jefe, Esagil-kin-apli de Borsippa , [58] durante el reinado del rey babilónico Adad-apla-iddina (1069-1046 a. C.). [59] En las culturas semíticas orientales , la principal autoridad medicinal era una especie de exorcista-curandero conocido como āšipu . [54] [55] [56] La profesión se transmitía generalmente de padre a hijo y era muy respetada. [54] Con menos frecuencia se recurría a otro tipo de curandero conocido como asu , que se corresponde más con un médico moderno y trata los síntomas físicos utilizando principalmente remedios populares compuestos de diversas hierbas, productos animales y minerales, así como pociones, enemas y ungüentos o cataplasmas . Estos médicos, que podían ser hombres o mujeres, también curaban heridas, arreglaban miembros y realizaban cirugías sencillas. Los antiguos mesopotámicos también practicaban la profilaxis y tomaban medidas para prevenir la propagación de enfermedades. [53]
En la astronomía babilónica , los registros de los movimientos de las estrellas , los planetas y la luna se dejaron en miles de tablillas de arcilla creadas por escribas . Incluso hoy, los períodos astronómicos identificados por los protocientíficos mesopotámicos todavía se utilizan ampliamente en los calendarios occidentales, como el año solar y el mes lunar . Usando estos datos, desarrollaron métodos matemáticos para calcular la duración cambiante de la luz del día en el transcurso del año, predecir las apariciones y desapariciones de la Luna y los planetas, y los eclipses de Sol y Luna. Solo se conocen algunos nombres de astrónomos, como el de Kidinnu , un astrónomo y matemático caldeo . El valor de Kiddinu para el año solar se usa para los calendarios actuales. La astronomía babilónica fue "el primer y muy exitoso intento de dar una descripción matemática refinada de los fenómenos astronómicos". Según el historiador A. Aaboe, «todas las variedades posteriores de astronomía científica, en el mundo helenístico, en la India, en el Islam y en Occidente —si no todos los esfuerzos posteriores en las ciencias exactas— dependen de la astronomía babilónica de manera decisiva y fundamental». [60]
Para los babilonios y otras culturas del Cercano Oriente , los mensajes de los dioses o los presagios estaban ocultos en todos los fenómenos naturales que podían ser descifrados e interpretados por aquellos que eran expertos. [2] Por lo tanto, se creía que los dioses podían hablar a través de todos los objetos terrestres (por ejemplo, las entrañas de los animales, los sueños, los nacimientos malformados o incluso el color de un perro que orinaba sobre una persona) y los fenómenos celestiales. [2] Además, la astrología babilónica era inseparable de la astronomía babilónica.
La tablilla cuneiforme mesopotámica Plimpton 322 , que data del siglo XVIII a. C., registra una serie de tripletes pitagóricos (3, 4, 5) (5, 12, 13) ..., [61] lo que sugiere que los antiguos mesopotámicos podrían haber estado al tanto del teorema de Pitágoras más de un milenio antes que Pitágoras. [62] [63] [64]
Los logros matemáticos de Mesopotamia tuvieron cierta influencia en el desarrollo de las matemáticas en la India, y hubo transmisiones confirmadas de ideas matemáticas entre India y China, que fueron bidireccionales. [65] Sin embargo, los logros matemáticos y científicos en la India y particularmente en China ocurrieron en gran medida de forma independiente [66] de los de Europa y las influencias tempranas confirmadas que estas dos civilizaciones tuvieron en el desarrollo de la ciencia en Europa en la era premoderna fueron indirectas, con Mesopotamia y más tarde el mundo islámico actuando como intermediarios. [65] La llegada de la ciencia moderna, que surgió de la Revolución científica , en India y China y la gran región asiática en general se puede rastrear hasta las actividades científicas de los misioneros jesuitas que estaban interesados en estudiar la flora y la fauna de la región durante el siglo XVI al XVII. [67]
Los primeros rastros de conocimiento matemático en el subcontinente indio aparecen con la Civilización del Valle del Indo (c. IV milenio a.C. ~ c. III milenio a.C.). La gente de esta civilización fabricaba ladrillos cuyas dimensiones estaban en la proporción 4:2:1, lo que es favorable para la estabilidad de una estructura de ladrillo. [68] También intentaron estandarizar la medición de longitud con un alto grado de precisión. Diseñaron una regla, la regla Mohenjo-Daro , cuya unidad de longitud (aproximadamente 1,32 pulgadas o 3,4 centímetros) se dividía en diez partes iguales. Los ladrillos fabricados en la antigua Mohenjo-Daro a menudo tenían dimensiones que eran múltiplos enteros de esta unidad de longitud. [69]
El manuscrito Bakhshali contiene problemas que involucran aritmética , álgebra y geometría , incluyendo la medición . Los temas tratados incluyen fracciones, raíces cuadradas, progresiones aritméticas y geométricas , soluciones de ecuaciones simples, ecuaciones lineales simultáneas , ecuaciones cuadráticas y ecuaciones indeterminadas de segundo grado. [70] En el siglo III a. C., Pingala presenta los Pingala-sutras, el tratado más antiguo conocido sobre prosodia sánscrita . [71] También presenta un sistema numérico sumando uno a la suma de valores posicionales . [72] El trabajo de Pingala también incluye material relacionado con los números de Fibonacci , llamados mātrāmeru . [73]
El astrónomo y matemático indio Aryabhata (476-550) introdujo en su Aryabhatiya (499) la función seno en trigonometría y el número 0 [matemáticas]. En el año 628 d. C., Brahmagupta sugirió que la gravedad era una fuerza de atracción. [74] [75] También explicó con lucidez el uso del cero como marcador de posición y como dígito decimal , junto con el sistema de numeración hindú-arábigo que ahora se utiliza universalmente en todo el mundo. Las traducciones árabes de los textos de los dos astrónomos pronto estuvieron disponibles en el mundo islámico , introduciendo lo que se convertiría en numeración árabe en el mundo islámico en el siglo IX. [76] [77]
Narayana Pandita ( sánscrito : नारायण पण्डित ) (1340–1400 [78] ) fue un matemático indio . Plofker escribe que sus textos fueron los tratados de matemáticas en sánscrito más importantes después de los de Bhaskara II , aparte de los de la escuela de Kerala . [79] : 52 Escribió el Ganita Kaumudi (lit. "Luz de luna de las matemáticas") en 1356 sobre operaciones matemáticas. [80] La obra anticipó muchos desarrollos en combinatoria .
Durante los siglos XIV al XVI, la escuela de astronomía y matemáticas de Kerala realizó avances significativos en astronomía y especialmente en matemáticas, incluyendo campos como la trigonometría y el análisis. En particular, Madhava de Sangamagrama lideró el avance en el análisis al proporcionar la expansión de series infinitas y de Taylor de algunas funciones trigonométricas y la aproximación de pi. [81] Parameshvara (1380-1460), presenta un caso del teorema del valor medio en sus comentarios sobre Govindasvāmi y Bhāskara II . [82] El Yuktibhāṣā fue escrito por Jyeshtadeva en 1530. [83]
La primera mención textual de conceptos astronómicos proviene de los Vedas , literatura religiosa de la India. [84] Según Sarma (2008): "Uno encuentra en el Rigveda especulaciones inteligentes sobre la génesis del universo a partir de la no existencia, la configuración del universo, la tierra esférica autosuficiente y el año de 360 días dividido en 12 partes iguales de 30 días cada una con un mes intercalado periódico". [84]
Los primeros 12 capítulos del Siddhanta Shiromani , escrito por Bhāskara en el siglo XII, cubren temas como: longitudes medias de los planetas; longitudes verdaderas de los planetas; los tres problemas de la rotación diurna; sizigias; eclipses lunares; eclipses solares; latitudes de los planetas; salidas y puestas; la medialuna de la luna; conjunciones de los planetas entre sí; conjunciones de los planetas con las estrellas fijas; y los patas del sol y la luna. Los 13 capítulos de la segunda parte cubren la naturaleza de la esfera, así como importantes cálculos astronómicos y trigonométricos basados en ella.
En el tratado Tantrasangraha , Nilakantha Somayaji actualizó el modelo Aryabhatan para los planetas interiores, Mercurio y Venus, y la ecuación que especificó para el centro de estos planetas era más precisa que las de la astronomía europea o islámica hasta la época de Johannes Kepler en el siglo XVII. [85] Jai Singh II de Jaipur construyó cinco observatorios llamados Jantar Mantars en total, en Nueva Delhi , Jaipur , Ujjain , Mathura y Varanasi ; se completaron entre 1724 y 1735. [86]
Algunas de las primeras actividades lingüísticas se pueden encontrar en la India de la Edad de Hierro (primer milenio a. C.) con el análisis del sánscrito con el propósito de la recitación e interpretación correctas de los textos védicos . El gramático más notable del sánscrito fue Pāṇini (c. 520-460 a. C.), cuya gramática formula cerca de 4000 reglas para el sánscrito. Inherentes a su enfoque analítico son los conceptos de fonema , morfema y raíz . El texto Tolkāppiyam , compuesto en los primeros siglos de la era común, [87] es un texto completo sobre gramática tamil, que incluye sutras sobre ortografía, fonología, etimología, morfología, semántica, prosodia, estructura de oraciones y la importancia del contexto en el lenguaje.
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Los hallazgos de cementerios neolíticos en lo que ahora es Pakistán muestran evidencia de proto-odontología entre una cultura agrícola temprana. [88] El antiguo texto Suśrutasamhitā de Suśruta describe procedimientos en varias formas de cirugía, incluyendo la rinoplastia , la reparación de lóbulos de las orejas desgarrados, la litotomía perineal , la cirugía de cataratas y varias otras escisiones y otros procedimientos quirúrgicos. [89] [90] El Charaka Samhita de Charaka describe antiguas teorías sobre el cuerpo humano, la etiología , la sintomatología y la terapéutica para una amplia gama de enfermedades. [91] También incluye secciones sobre la importancia de la dieta, la higiene, la prevención, la educación médica y el trabajo en equipo de un médico, una enfermera y un paciente necesario para la recuperación de la salud. [92] [93] [94]
Un antiguo tratado indio sobre el arte de gobernar , la política económica y la estrategia militar escrito por Kautilya [95] y Viṣhṇugupta [96] , quienes tradicionalmente se identifican con Chāṇakya (c. 350–283 a. C.). En este tratado se analizan y documentan los comportamientos y las relaciones de las personas, el rey, el estado, los superintendentes gubernamentales, los cortesanos, los enemigos, los invasores y las corporaciones. Roger Boesche describe el Arthaśāstra como "un libro de realismo político, un libro que analiza cómo funciona el mundo político y que no suele afirmar cómo debería funcionar, un libro que con frecuencia revela a un rey qué medidas calculadoras y a veces brutales debe llevar a cabo para preservar el estado y el bien común". [97]
El desarrollo de la lógica india se remonta al Chandahsutra de Pingala y al anviksiki de Medhatithi Gautama (c. siglo VI a.C.); las reglas gramaticales sánscritas de Pāṇini (c. siglo V a.C.); el análisis del atomismo de la escuela Vaisheshika (c. siglo VI a.C. al siglo II a.C.); el análisis de la inferencia de Gotama (c. siglo VI a.C. al siglo II d.C.), fundador de la escuela Nyaya de filosofía hindú ; y el tetralema de Nagarjuna (c. siglo II d.C.).
La lógica india es una de las tres tradiciones originales de la lógica , junto con la lógica griega y la china . La tradición india continuó desarrollándose hasta los tiempos tempranos y modernos, bajo la forma de la escuela de lógica Navya-Nyāya .
En el siglo II, el filósofo budista Nagarjuna perfeccionó la forma de lógica Catuskoti . La Catuskoti también suele denominarse Tetralema (griego), que es el nombre de un "argumento de cuatro esquinas" ampliamente comparable, pero no equiparable, dentro de la tradición de la lógica clásica .
La Navya-Nyāya desarrolló un lenguaje sofisticado y un esquema conceptual que le permitió plantear, analizar y resolver problemas de lógica y epistemología. Sistematizó todos los conceptos Nyāya en cuatro categorías principales: sentido o percepción (pratyakşa), inferencia (anumāna), comparación o similitud ( upamāna ) y testimonio (sonido o palabra; śabda).
Desde los primeros tiempos, los chinos utilizaron un sistema decimal posicional en tableros de conteo para calcular. Para expresar 10, se coloca una sola varilla en la segunda casilla desde la derecha. El idioma hablado utiliza un sistema similar al inglés: p. ej., cuatro mil doscientos siete. No se utilizaba ningún símbolo para el cero. Hacia el siglo I a. C., se utilizaban números negativos y fracciones decimales y Los nueve capítulos sobre el arte matemático incluían métodos para extraer raíces de orden superior mediante el método de Horner y resolver ecuaciones lineales y mediante el teorema de Pitágoras . Las ecuaciones cúbicas se resolvieron en la dinastía Tang y las soluciones de ecuaciones de orden superior a 3 aparecieron impresas en 1245 d. C. por Ch'in Chiu-shao . El triángulo de Pascal para coeficientes binomiales fue descrito alrededor de 1100 por Jia Xian . [98]
Aunque los primeros intentos de axiomatización de la geometría aparecen en el canon mohista del año 330 a. C., Liu Hui desarrolló métodos algebraicos en geometría en el siglo III d. C. y también calculó pi con 5 cifras significativas. En el año 480, Zu Chongzhi mejoró este método al descubrir la razón que siguió siendo el valor más preciso durante 1200 años.
Las observaciones astronómicas de China constituyen la secuencia continua más larga de cualquier civilización e incluyen registros de manchas solares (112 registros de 364 a. C.), supernovas (1054), eclipses lunares y solares. Hacia el siglo XII, podían hacer predicciones de eclipses con razonable precisión, pero el conocimiento de esto se perdió durante la dinastía Ming, de modo que el jesuita Matteo Ricci ganó mucho favor en 1601 por sus predicciones. [100] [ cita corta incompleta ] Hacia 635, los astrónomos chinos habían observado que las colas de los cometas siempre apuntan en dirección opuesta al sol.
Desde la antigüedad, los chinos utilizaban un sistema ecuatorial para describir los cielos y un mapa estelar del año 940 se dibujó utilizando una proyección cilíndrica ( de Mercator ). El uso de una esfera armilar se registra desde el siglo IV a. C. y una esfera montada permanentemente en el eje ecuatorial desde el año 52 a. C. En el año 125 d. C., Zhang Heng utilizó la energía hidráulica para rotar la esfera en tiempo real. Esto incluía anillos para el meridiano y la eclíptica. En 1270 habían incorporado los principios del torquetum árabe .
En el Imperio Song (960-1279) de la China Imperial , los funcionarios eruditos chinos desenterraron, estudiaron y catalogaron artefactos antiguos.
Para prepararse mejor para las calamidades, Zhang Heng inventó un sismómetro en el año 132 d. C. que proporcionaba una alerta instantánea a las autoridades de la capital, Luoyang, de que se había producido un terremoto en un lugar indicado por una dirección cardinal u ordinal específica . [101] [102] Aunque no se podían sentir temblores en la capital cuando Zhang le dijo al tribunal que acababa de ocurrir un terremoto en el noroeste, poco después llegó un mensaje de que efectivamente se había producido un terremoto a entre 400 y 500 km (250 y 310 mi) al noroeste de Luoyang (en lo que ahora es la moderna Gansu ). [103] Zhang llamó a su dispositivo el 'instrumento para medir los vientos estacionales y los movimientos de la Tierra' (Houfeng didong yi 候风地动仪), llamado así porque él y otros pensaban que los terremotos probablemente eran causados por la enorme compresión del aire atrapado. [104]
Hay muchos contribuyentes notables a las disciplinas, inventos y prácticas chinas tempranas a lo largo de los siglos. Uno de los mejores ejemplos sería el chino Song medieval Shen Kuo (1031-1095), un erudito y estadista que fue el primero en describir la brújula de aguja magnética utilizada para la navegación , descubrió el concepto de norte verdadero , mejoró el diseño del gnomon astronómico , la esfera armilar , el tubo de observación y la clepsidra , y describió el uso de diques secos para reparar barcos. Después de observar el proceso natural de inundación de limo y el hallazgo de fósiles marinos en las montañas Taihang (a cientos de millas del océano Pacífico), Shen Kuo ideó una teoría de la formación de la tierra o geomorfología . También adoptó una teoría del cambio climático gradual en las regiones a lo largo del tiempo, después de observar bambú petrificado encontrado bajo tierra en Yan'an , provincia de Shaanxi . Si no fuera por los escritos de Shen Kuo, [105] las obras arquitectónicas de Yu Hao serían poco conocidas, junto con el inventor de la imprenta de tipos móviles , Bi Sheng (990-1051). El contemporáneo de Shen , Su Song (1020-1101), también fue un polímata brillante, un astrónomo que creó un atlas celestial de mapas estelares, escribió un tratado relacionado con la botánica , la zoología , la mineralogía y la metalurgia , y había erigido una gran torre de reloj astronómico en la ciudad de Kaifeng en 1088. Para operar la esfera armilar que coronaba el reloj , su torre de reloj presentaba un mecanismo de escape y el uso más antiguo conocido del mundo de una cadena de transmisión de energía sin fin . [106]
Las misiones jesuitas en China de los siglos XVI y XVII "aprendieron a apreciar los logros científicos de esta antigua cultura y los dieron a conocer en Europa. A través de su correspondencia, los científicos europeos conocieron por primera vez la ciencia y la cultura chinas". [107] El pensamiento académico occidental sobre la historia de la tecnología y la ciencia chinas se vio galvanizado por el trabajo de Joseph Needham y el Instituto de Investigación Needham. Entre los logros tecnológicos de China se encuentran, según el erudito británico Needham, el globo celeste propulsado por agua (Zhang Heng), [108] los diques secos , los calibradores deslizantes, la bomba de pistón de doble acción , [108] el alto horno , [109] la sembradora multitubo , la carretilla , [109] el puente colgante , [ 109] la aventadora , [108] la pólvora , [109] el mapa en relieve , el papel higiénico, [109] el arnés eficiente, [108] junto con contribuciones en lógica , astronomía , medicina y otros campos.
Sin embargo, factores culturales impidieron que estos logros chinos se convirtieran en "ciencia moderna". Según Needham, puede que el marco religioso y filosófico de los intelectuales chinos fuera lo que les impidió aceptar las ideas de las leyes de la naturaleza:
No era que para los chinos no hubiera orden en la naturaleza, sino más bien que no era un orden ordenado por un ser personal racional, y por lo tanto no existía la convicción de que los seres personales racionales fueran capaces de explicar en sus lenguas terrenales menores el código divino de leyes que él había decretado anteriormente. Los taoístas , de hecho, habrían despreciado tal idea por ser demasiado ingenua para la sutileza y complejidad del universo tal como lo intuían. [110]
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Durante el Periodo Formativo Medio (c. 900 a. C. - c. 300 a. C.) de la Mesoamérica precolombina , la civilización zapoteca , fuertemente influenciada por la civilización olmeca , estableció el primer sistema de escritura completo conocido de la región (posiblemente precedido por el Bloque Cascajal olmeca ), [111] así como el primer calendario astronómico conocido en Mesoamérica . [112] [113] Después de un período de desarrollo urbano inicial en el periodo Preclásico , la civilización maya clásica (c. 250 d. C. - c. 900 d. C.) se basó en la herencia compartida de los olmecas al desarrollar los sistemas más sofisticados de escritura , astronomía , ciencia calendárica y matemáticas entre los pueblos mesoamericanos. [112] Los mayas desarrollaron un sistema numérico posicional con una base de 20 que incluía el uso del cero para construir sus calendarios. [114] [115] La escritura maya, desarrollada alrededor del año 200 a. C., difundida alrededor del año 100 a. C. y basada en las escrituras olmeca y zapoteca, contiene fechas de calendario fácilmente discernibles en forma de logogramas que representan números, coeficientes y períodos de calendario de 20 días e incluso 20 años para rastrear eventos sociales, religiosos, políticos y económicos en años de 360 días. [116]
Las contribuciones de los antiguos egipcios y mesopotámicos en las áreas de astronomía, matemáticas y medicina habían entrado y dado forma a la filosofía natural griega de la antigüedad clásica , mediante la cual se hicieron intentos formales de proporcionar explicaciones de los eventos en el mundo físico basadas en causas naturales. [2] [3] Las investigaciones también estaban dirigidas a objetivos prácticos como establecer un calendario confiable o determinar cómo curar una variedad de enfermedades. Los pueblos antiguos que fueron considerados los primeros científicos pueden haberse considerado a sí mismos filósofos naturales , como practicantes de una profesión especializada (por ejemplo, médicos ) o como seguidores de una tradición religiosa (por ejemplo, curanderos del templo ).
Los primeros filósofos griegos , conocidos como presocráticos , [117] proporcionaron respuestas contrapuestas a la pregunta que se encuentra en los mitos de sus vecinos: "¿Cómo llegó a existir el cosmos ordenado en el que vivimos?" [118] El filósofo presocrático Tales (640-546 a. C.) de Mileto , [119] identificado por autores posteriores como Aristóteles como el primero de los filósofos jonios , [2] postuló explicaciones no sobrenaturales para los fenómenos naturales. Por ejemplo, que la tierra flota sobre el agua y que los terremotos son causados por la agitación del agua sobre la que flota la tierra, en lugar del dios Poseidón. [120] El estudiante de Tales, Pitágoras de Samos , fundó la escuela pitagórica , que investigó las matemáticas por sí mismas, y fue el primero en postular que la Tierra tiene forma esférica. [121] Leucipo (siglo V a. C.) introdujo el atomismo , la teoría de que toda la materia está formada por unidades indivisibles e imperecederas llamadas átomos . Esta teoría fue ampliada en gran medida por su alumno Demócrito y, posteriormente, por Epicuro .
Platón y Aristóteles produjeron las primeras discusiones sistemáticas de filosofía natural, que hicieron mucho para dar forma a las investigaciones posteriores de la naturaleza. Su desarrollo del razonamiento deductivo fue de particular importancia y utilidad para la investigación científica posterior. Platón fundó la Academia Platónica en 387 a. C., cuyo lema era "Que nadie que no sea versado en geometría entre aquí", y también produjo muchos filósofos notables. El estudiante de Platón, Aristóteles, introdujo el empirismo y la noción de que se puede llegar a verdades universales mediante la observación y la inducción, sentando así las bases del método científico. [122] Aristóteles también produjo muchos escritos biológicos que eran de naturaleza empírica, centrándose en la causalidad biológica y la diversidad de la vida. Hizo innumerables observaciones de la naturaleza, especialmente los hábitos y atributos de las plantas y los animales en Lesbos , clasificó más de 540 especies animales y diseccionó al menos 50. [123] Los escritos de Aristóteles influyeron profundamente en la erudición islámica y europea posterior , aunque finalmente fueron reemplazados en la Revolución científica . [124] [125]
Aristóteles también contribuyó a las teorías de los elementos y el cosmos. Creía que los cuerpos celestes (como los planetas y el Sol) tenían algo llamado un motor inmóvil que ponía los cuerpos celestes en movimiento. Aristóteles intentó explicar todo a través de las matemáticas y la física, pero a veces explicaba cosas como el movimiento de los cuerpos celestes a través de un poder superior como Dios. Aristóteles no tenía los avances tecnológicos que habrían explicado el movimiento de los cuerpos celestes. [126] Además, Aristóteles tenía muchas opiniones sobre los elementos. Creía que todo se derivaba de los elementos tierra, agua, aire, fuego y, por último, el éter . El éter era un elemento celestial y, por lo tanto, constituía la materia de los cuerpos celestes. [127] Los elementos tierra, agua, aire y fuego se derivaban de una combinación de dos de las características de caliente, húmedo, frío y seco, y todos tenían su lugar y movimiento inevitables. El movimiento de estos elementos comienza con la tierra siendo el más cercano a "la Tierra", luego el agua, el aire, el fuego y, finalmente, el éter. Además de la composición de todas las cosas, Aristóteles ideó teorías sobre por qué las cosas no regresan a su movimiento natural. Comprendió que el agua se encuentra por encima de la tierra, el aire por encima del agua y el fuego por encima del aire en su estado natural. Explicó que, si bien todos los elementos deben regresar a su estado natural, el cuerpo humano y otros seres vivos tienen una restricción sobre los elementos: no permiten que los elementos que forman a una persona regresen a su estado natural. [128]
El importante legado de este período incluyó avances sustanciales en el conocimiento fáctico, especialmente en anatomía , zoología , botánica , mineralogía , geografía , matemáticas y astronomía ; una conciencia de la importancia de ciertos problemas científicos, especialmente aquellos relacionados con el problema del cambio y sus causas; y un reconocimiento de la importancia metodológica de aplicar las matemáticas a los fenómenos naturales y de emprender investigaciones empíricas. [129] [119] En la era helenística, los eruditos emplearon con frecuencia los principios desarrollados en el pensamiento griego anterior: la aplicación de las matemáticas y la investigación empírica deliberada, en sus investigaciones científicas. [130] Así, líneas de influencia claras e ininterrumpidas conducen desde los antiguos filósofos griegos y helenísticos , a los filósofos y científicos musulmanes medievales , al Renacimiento y la Ilustración europeos , a las ciencias seculares de la época moderna. Ni la razón ni la investigación comenzaron con los antiguos griegos, pero el método socrático , junto con la idea de las Formas , dio grandes avances en la geometría, la lógica y las ciencias naturales. Según Benjamin Farrington , ex profesor de Estudios Clásicos en la Universidad de Swansea :
y otra vez:
El astrónomo Aristarco de Samos fue la primera persona conocida en proponer un modelo heliocéntrico del Sistema Solar , mientras que el geógrafo Eratóstenes calculó con precisión la circunferencia de la Tierra. Hiparco (c. 190 – c. 120 a. C.) produjo el primer catálogo sistemático de estrellas . El nivel de logro en astronomía e ingeniería helenísticas se muestra de manera impresionante en el mecanismo de Antikythera (150-100 a. C.), una computadora analógica para calcular la posición de los planetas. Los artefactos tecnológicos de complejidad similar no reaparecieron hasta el siglo XIV, cuando aparecieron los relojes astronómicos mecánicos en Europa. [132]
No había una estructura social definida para la atención médica durante la era de Hipócrates. [133] En ese momento, la sociedad no estaba organizada ni informada, ya que las personas aún dependían del razonamiento religioso puro para explicar las enfermedades. [133] Hipócrates introdujo el primer sistema de atención médica basado en la ciencia y los protocolos clínicos. [134] Las teorías de Hipócrates sobre la física y la medicina ayudaron a allanar el camino para crear una estructura médica organizada para la sociedad. [134] En medicina , Hipócrates (c. 460 a. C. - c. 370 a. C.) y sus seguidores fueron los primeros en describir muchas enfermedades y afecciones médicas y desarrollaron el juramento hipocrático para médicos, todavía relevante y en uso hoy en día. Las ideas de Hipócrates se expresan en El Corpus Hipocrático . La colección señala descripciones de filosofías médicas y cómo la enfermedad y las elecciones de estilo de vida se reflejan en el cuerpo físico. [134] Hipócrates influyó en una relación profesional occidentalizada entre médico y paciente. [135] Hipócrates también es conocido como "el padre de la medicina". [134] Herófilo (335-280 a. C.) fue el primero en basar sus conclusiones en la disección del cuerpo humano y en describir el sistema nervioso . Galeno (129-c. 200 d. C.) realizó muchas operaciones audaces, incluidas cirugías cerebrales y oculares , que no se volvieron a intentar durante casi dos milenios.
En el Egipto helenístico , el matemático Euclides sentó las bases del rigor matemático e introdujo los conceptos de definición, axioma, teorema y demostración todavía en uso hoy en día en sus Elementos , considerado el libro de texto más influyente jamás escrito. [137] A Arquímedes , considerado uno de los más grandes matemáticos de todos los tiempos, [138] se le atribuye el uso del método de agotamiento para calcular el área bajo el arco de una parábola con la suma de una serie infinita , y dio una aproximación notablemente precisa de pi . [139] También es conocido en física por sentar las bases de la hidrostática , la estática y la explicación del principio de la palanca .
Teofrasto escribió algunas de las primeras descripciones de plantas y animales, estableciendo la primera taxonomía y analizando los minerales en términos de sus propiedades, como la dureza . Plinio el Viejo produjo una de las enciclopedias más grandes del mundo natural en el año 77 d. C., y fue sucesor de Teofrasto. Por ejemplo, describe con precisión la forma octaédrica del diamante y señaló que los grabadores utilizan polvo de diamante para cortar y pulir otras gemas debido a su gran dureza. Su reconocimiento de la importancia de la forma del cristal es un precursor de la cristalografía moderna , mientras que las notas sobre otros minerales presagian la mineralogía. Reconoce que otros minerales tienen formas cristalinas características, pero en un ejemplo, confunde el hábito cristalino con el trabajo de los lapidarios . Plinio fue el primero en demostrar que el ámbar era una resina de los pinos, debido a los insectos atrapados en su interior. [140] [141]
El desarrollo de la arqueología tiene sus raíces en la historia y en aquellos que se interesaban por el pasado, como los reyes y reinas que querían mostrar las glorias pasadas de sus respectivas naciones. El historiador griego del siglo V a. C. Heródoto fue el primer erudito que estudió sistemáticamente el pasado y quizás el primero en examinar los artefactos.
Durante el gobierno de Roma, historiadores famosos como Polibio , Livio y Plutarco documentaron el surgimiento de la República romana y la organización e historias de otras naciones, mientras que estadistas como Julio César , Cicerón y otros proporcionaron ejemplos de la política de la república y del imperio y las guerras de Roma. El estudio de la política durante esta época estaba orientado a comprender la historia, comprender los métodos de gobierno y describir el funcionamiento de los gobiernos.
La conquista romana de Grecia no disminuyó el aprendizaje y la cultura en las provincias griegas. [142] Por el contrario, la apreciación de los logros griegos en literatura, filosofía, política y artes por parte de la clase alta de Roma coincidió con la creciente prosperidad del Imperio romano . Los asentamientos griegos habían existido en Italia durante siglos y la capacidad de leer y hablar griego no era poco común en ciudades italianas como Roma. [142] Además, el asentamiento de eruditos griegos en Roma, ya sea voluntariamente o como esclavos, dio a los romanos acceso a maestros de literatura y filosofía griegas. Por el contrario, los jóvenes eruditos romanos también estudiaron en el extranjero en Grecia y, a su regreso a Roma, pudieron transmitir los logros griegos a su liderazgo latino. [142] Y a pesar de la traducción de algunos textos griegos al latín, los eruditos romanos que aspiraban al nivel más alto lo hicieron utilizando la lengua griega. El estadista y filósofo romano Cicerón (106 - 43 a. C.) fue un excelente ejemplo. Había estudiado con maestros griegos en Roma y luego en Atenas y Rodas . Dominó porciones considerables de la filosofía griega, escribió tratados en latín sobre varios temas e incluso escribió comentarios griegos del Timeo de Platón , así como una traducción latina del mismo, que no ha sobrevivido. [142]
En un principio, el apoyo a la investigación del conocimiento griego estaba financiado casi en su totalidad por la clase alta romana. [142] Había todo tipo de acuerdos, desde que un erudito talentoso fuera asignado a una familia adinerada hasta que poseyera esclavos educados que hablaran griego. [142] A cambio, los eruditos que triunfaban en el nivel más alto tenían la obligación de brindar asesoramiento o compañía intelectual a sus benefactores romanos, o incluso de cuidar sus bibliotecas. Los menos afortunados o los más hábiles enseñaban a sus hijos o realizaban tareas menores. [142] El nivel de detalle y sofisticación del conocimiento griego se ajustó para satisfacer los intereses de sus mecenas romanos. Eso significaba popularizar el conocimiento griego presentando información que fuera de valor práctico, como la medicina o la lógica (para las cortes y la política), pero excluyendo detalles sutiles de la metafísica y la epistemología griegas. Más allá de lo básico, los romanos no valoraban la filosofía natural y la consideraban una diversión para el tiempo libre. [142]
Los comentarios y las enciclopedias fueron los medios por los cuales el conocimiento griego se popularizó para el público romano. [142] El erudito griego Posidonio (c. 135-c. 51 a. C.), nativo de Siria, escribió prolíficamente sobre historia, geografía, filosofía moral y filosofía natural. Influyó enormemente en escritores latinos como Marco Terencio Varrón (116-27 a. C.), quien escribió la enciclopedia Nueve libros de disciplinas , que cubría nueve artes: gramática, retórica, lógica, aritmética, geometría, astronomía, teoría musical, medicina y arquitectura. [142] Las Disciplinas se convirtieron en un modelo para las enciclopedias romanas posteriores y las nueve artes liberales de Varrón se consideraron una educación adecuada para un caballero romano. Las primeras siete de las nueve artes de Varrón definirían más tarde las siete artes liberales de las escuelas medievales . [142] El culmen del movimiento de divulgación fue el erudito romano Plinio el Viejo (23/24–79 d. C.), oriundo del norte de Italia, que escribió varios libros sobre la historia de Roma y la gramática. Su obra más famosa fue su voluminosa Historia natural . [142]
Después de la muerte del emperador romano Marco Aurelio en 180 d. C., las condiciones favorables para la erudición y el aprendizaje en el Imperio romano se vieron trastocadas por el malestar político, la guerra civil, la decadencia urbana y la inminente crisis económica. [142] Alrededor de 250 d. C., los bárbaros comenzaron a atacar e invadir las fronteras romanas. Estos eventos combinados llevaron a un declive general en las condiciones políticas y económicas. El nivel de vida de la clase alta romana se vio gravemente afectado y su pérdida de ocio disminuyó las actividades académicas. [142] Además, durante los siglos III y IV d. C., el Imperio romano se dividió administrativamente en dos mitades: el Oriente griego y el Occidente latino . Estas divisiones administrativas debilitaron el contacto intelectual entre las dos regiones. [142] Finalmente, ambas mitades siguieron caminos separados, y el Oriente griego se convirtió en el Imperio bizantino . [142] El cristianismo también se expandió constantemente durante este tiempo y pronto se convirtió en un importante mecenas de la educación en el Occidente latino. Inicialmente, la iglesia cristiana adoptó algunas de las herramientas de razonamiento de la filosofía griega en los siglos II y III d. C. para defender su fe contra oponentes sofisticados. [142] Sin embargo, la filosofía griega recibió una recepción mixta de los líderes y seguidores de la fe cristiana. [142] Algunos, como Tertuliano (c. 155-c. 230 d. C.) se opusieron vehementemente a la filosofía, denunciándola como herética . Otros, como Agustín de Hipona (354-430 d. C.), eran ambivalentes y defendían la filosofía y la ciencia griegas como las mejores formas de comprender el mundo natural y, por lo tanto, la trataban como una sierva (o servidor) de la religión. [142] La educación en Occidente comenzó su declive gradual, junto con el resto del Imperio romano occidental , debido a las invasiones de tribus germánicas, disturbios civiles y colapso económico. El contacto con la tradición clásica se perdió en regiones específicas como la Britania romana y el norte de la Galia, pero continuó existiendo en Roma, el norte de Italia, el sur de la Galia, España y el norte de África . [142]
En la Edad Media, el aprendizaje clásico continuó en tres grandes culturas y civilizaciones lingüísticas: la griega (el Imperio bizantino), la árabe (el mundo islámico) y la latina (Europa occidental).
La caída del Imperio Romano de Occidente provocó un deterioro de la tradición clásica en la parte occidental (u Occidente latino ) de Europa durante el siglo V. En cambio, el Imperio bizantino resistió los ataques bárbaros y preservó y mejoró el saber. [143]
Mientras que el Imperio bizantino aún contaba con centros de aprendizaje como Constantinopla , Alejandría y Antioquía, el conocimiento de Europa occidental se concentraba en los monasterios hasta el desarrollo de las universidades medievales en el siglo XII. El plan de estudios de las escuelas monásticas incluía el estudio de los pocos textos antiguos disponibles y de nuevas obras sobre temas prácticos como la medicina [144] y el cronometraje. [145]
En el siglo VI, en el Imperio bizantino, Isidoro de Mileto recopiló las obras matemáticas de Arquímedes en el Palimpsesto de Arquímedes , donde se recogieron y estudiaron todas las contribuciones matemáticas de Arquímedes.
Juan Filópono , otro erudito bizantino, fue el primero en cuestionar la enseñanza de la física de Aristóteles, introduciendo la teoría del ímpetu . [146] [147] La teoría del ímpetu fue una teoría auxiliar o secundaria de la dinámica aristotélica, planteada inicialmente para explicar el movimiento de proyectiles contra la gravedad. Es el precursor intelectual de los conceptos de inercia, momento y aceleración en la mecánica clásica. [148] Las obras de Juan Filópono inspiraron a Galileo Galilei diez siglos después. [149] [150]
Durante la caída de Constantinopla en 1453, varios eruditos griegos huyeron al norte de Italia, donde impulsaron la era que luego se conocería comúnmente como el " Renacimiento ", ya que trajeron consigo una gran cantidad de conocimientos clásicos, incluidos conocimientos de botánica, medicina y zoología. Bizancio también proporcionó a Occidente importantes aportes: la crítica de Juan Filópono a la física aristotélica y las obras de Dioscórides. [151]
Este fue el período (siglos VIII-XIV d.C.) de la Edad de Oro islámica en el que el comercio prosperó y surgieron nuevas ideas y tecnologías, como la importación de papel fabricado en China, que hizo que la copia de manuscritos fuera económica.
La transmisión de la herencia griega hacia el este hasta Asia occidental fue un proceso lento y gradual que duró más de mil años, comenzando con las conquistas asiáticas de Alejandro Magno en el 335 a. C. hasta la fundación del Islam en el siglo VII d . C. [5] El nacimiento y la expansión del Islam durante el siglo VII fue seguido rápidamente por su helenización . El conocimiento de las concepciones griegas del mundo se conservó y se absorbió en la teología, el derecho, la cultura y el comercio islámicos, que fueron ayudados por las traducciones de textos griegos tradicionales y algunas fuentes intermedias siríacas al árabe durante los siglos VIII y IX.
Las madrasas eran centros de muchos estudios científicos y religiosos diferentes y eran la culminación de diferentes instituciones, como mezquitas basadas en estudios religiosos, viviendas para visitantes foráneos y, finalmente, instituciones educativas centradas en las ciencias naturales. [152] A diferencia de las universidades occidentales, los estudiantes de una madrasa aprenderían de un maestro específico, que emitiría un certificado al finalizar sus estudios llamado Ijazah . Un Ijazah se diferencia de un título universitario occidental en muchos aspectos, uno de ellos es que lo emite una sola persona en lugar de una institución, y otro es que no es un título individual que declare un conocimiento adecuado sobre materias amplias, sino más bien una licencia para enseñar y transmitir un conjunto muy específico de textos. [153] A las mujeres también se les permitía asistir a las madrasas, como estudiantes y maestras, algo que no se vio en la alta educación occidental hasta el siglo XIX. [153] Las madrasas eran más que simples centros académicos. La mezquita de Suleymaniye , por ejemplo, fue una de las madrasas más antiguas y conocidas, construida por Suleiman el Magnífico en el siglo XVI. [154] La mezquita de Suleymaniye albergaba un hospital y una facultad de medicina, una cocina y una escuela para niños, además de servir como hogar temporal para viajeros. [154]
La educación superior en una madrasa (o universidad) se centraba en la ley islámica y la ciencia religiosa y los estudiantes tenían que dedicarse al autoestudio para todo lo demás. [5] Y a pesar de la reacción teológica ocasional, muchos eruditos islámicos de la ciencia pudieron realizar su trabajo en centros urbanos relativamente tolerantes (por ejemplo, Bagdad y El Cairo ) y estaban protegidos por poderosos mecenas. [5] También podían viajar libremente e intercambiar ideas, ya que no había barreras políticas dentro del estado islámico unificado. [5] La ciencia islámica durante este tiempo se centró principalmente en la corrección, extensión, articulación y aplicación de las ideas griegas a nuevos problemas. [5]
La mayoría de los logros de los eruditos islámicos durante este período fueron en matemáticas. [5] Las matemáticas árabes eran descendientes directos de las matemáticas griegas e indias. [5] Por ejemplo, lo que ahora se conoce como numeración arábiga originalmente vino de la India, pero los matemáticos musulmanes hicieron varios refinamientos clave al sistema numérico, como la introducción de la notación del punto decimal . Matemáticos como Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (c. 780-850) dieron su nombre al concepto de algoritmo , mientras que el término álgebra se deriva de al-jabr , el comienzo del título de una de sus publicaciones. [155] La trigonometría islámica continuó a partir de las obras del Almagesto de Ptolomeo y la Siddhanta india , a las que agregaron funciones trigonométricas , elaboraron tablas y aplicaron la trigonometría a esferas y planos. Muchos de sus ingenieros, fabricantes de instrumentos y topógrafos contribuyeron con libros de matemáticas aplicadas. Fue en la astronomía donde los matemáticos islámicos hicieron sus mayores contribuciones. Al-Battani (c. 858-929) mejoró las medidas de Hiparco , preservadas en la traducción de la Hè Megalè Syntaxis ( El gran tratado ) de Ptolomeo traducida como Almagesto . Al-Battani también mejoró la precisión de la medición de la precesión del eje de la Tierra. Al-Battani, Ibn al-Haytham , [156] Averroes y los astrónomos de Maragha como Nasir al-Din al-Tusi , Mu'ayyad al-Din al-Urdi e Ibn al-Shatir hicieron correcciones al modelo geocéntrico de Ptolomeo . [157] [158]
Los estudiosos con conocimientos geométricos realizaron mejoras significativas en los textos clásicos anteriores sobre la luz y la vista de Euclides, Aristóteles y Ptolomeo. [5] Los primeros tratados árabes que sobreviven fueron escritos en el siglo IX por Abū Ishāq al-Kindī , Qustā ibn Lūqā y (en forma fragmentaria) Ahmad ibn Isā. Más tarde, en el siglo XI, Ibn al-Haytham (conocido como Alhazen en Occidente), un matemático y astrónomo, sintetizó una nueva teoría de la visión basada en las obras de sus predecesores. [5] Su nueva teoría incluía un sistema completo de óptica geométrica, que se expuso con gran detalle en su Libro de óptica . [5] [159] Su libro fue traducido al latín y se consideró una fuente principal sobre la ciencia de la óptica en Europa hasta el siglo XVII. [5]
Las ciencias médicas fueron cultivadas prominentemente en el mundo islámico. [5] Las obras de teorías médicas griegas, especialmente las de Galeno, fueron traducidas al árabe y hubo una avalancha de textos médicos de médicos islámicos, que tenían como objetivo organizar, elaborar y difundir el conocimiento médico clásico. [5] Comenzaron a surgir especialidades médicas , como las involucradas en el tratamiento de enfermedades oculares como las cataratas . Ibn Sina (conocido como Avicena en Occidente, c. 980-1037) fue un prolífico enciclopedista médico persa [160] escribió extensamente sobre medicina, [161] [162] siendo sus dos obras más notables en medicina el Kitāb al-shifāʾ ("Libro de curación") y El canon de la medicina , ambos utilizados como textos medicinales estándar tanto en el mundo musulmán como en Europa hasta bien entrado el siglo XVII. Entre sus muchas contribuciones se encuentran el descubrimiento de la naturaleza contagiosa de las enfermedades infecciosas [161] y la introducción de la farmacología clínica [163] . La institucionalización de la medicina fue otro logro importante en el mundo islámico. Aunque los hospitales como institución para los enfermos surgieron en el imperio bizantino, el modelo de medicina institucionalizada para todas las clases sociales estaba muy extendido en el imperio islámico y se encontraba disperso por todas partes. Además de tratar a los pacientes, los médicos podían enseñar a los médicos aprendices, así como escribir y realizar investigaciones. El descubrimiento del tránsito pulmonar de la sangre en el cuerpo humano por Ibn al-Nafis ocurrió en un entorno hospitalario [5] .
La ciencia islámica comenzó su declive en el siglo XII-XIII, antes del Renacimiento en Europa, debido en parte a la reconquista cristiana de España y las conquistas mongolas en Oriente en el siglo XI-XIII. Los mongoles saquearon Bagdad , capital del califato abasí , en 1258, lo que puso fin al imperio abasí . [5] [164] Sin embargo, muchos de los conquistadores se convirtieron en mecenas de las ciencias. Hulagu Khan , por ejemplo, que dirigió el asedio de Bagdad, se convirtió en mecenas del observatorio de Maragheh . [5] La astronomía islámica continuó floreciendo hasta el siglo XVI. [5]
En el siglo XI, la mayor parte de Europa se había convertido al cristianismo; surgieron monarquías más fuertes; se restablecieron las fronteras; se produjeron avances tecnológicos e innovaciones agrícolas que aumentaron el suministro de alimentos y la población. Los textos griegos clásicos se tradujeron del árabe y el griego al latín, lo que estimuló el debate científico en Europa occidental. [165]
En la antigüedad clásica , los tabúes griegos y romanos habían significado que la disección estaba generalmente prohibida, pero en la Edad Media los profesores y estudiantes de medicina en Bolonia comenzaron a abrir cuerpos humanos, y Mondino de Luzzi ( c. 1275-1326 ) produjo el primer libro de texto de anatomía conocido basado en la disección humana. [166] [167]
Como resultado de la Pax Mongolica , los europeos, como Marco Polo , comenzaron a aventurarse cada vez más hacia el este. Los relatos escritos de Polo y sus compañeros de viaje inspiraron a otros exploradores marítimos de Europa occidental a buscar una ruta marítima directa a Asia, lo que finalmente condujo a la Era de los Descubrimientos . [168]
También se produjeron avances tecnológicos, como el vuelo temprano de Eilmer de Malmesbury (que había estudiado matemáticas en la Inglaterra del siglo XI), [169] y los logros metalúrgicos del alto horno cisterciense de Laskill . [170] [171]
La revitalización intelectual de Europa occidental comenzó con el nacimiento de las universidades medievales en el siglo XII. Estas instituciones urbanas surgieron de las actividades académicas informales de los frailes eruditos que visitaban monasterios , consultaban bibliotecas y conversaban con otros colegas eruditos. [172] Un fraile que se volvía famoso atraía a un grupo de discípulos, dando lugar a una hermandad de eruditos (o collegium en latín). Un collegium podía viajar a una ciudad o solicitar a un monasterio que los acogiera. Sin embargo, si el número de eruditos dentro de un collegium crecía demasiado, optaban por establecerse en una ciudad. [172] A medida que el número de collegia dentro de una ciudad crecía, la collegia podía solicitar que su rey les otorgara una carta que los convirtiera en una universitas . [172] Muchas universidades obtuvieron estatutos durante este período, siendo la primera la de Bolonia en 1088, seguida por la de París en 1150, la de Oxford en 1167 y la de Cambridge en 1231. [172] La concesión de un estatuto significó que las universidades medievales eran parcialmente soberanas e independientes de las autoridades locales. [172] Su independencia les permitió comportarse y juzgar a sus propios miembros según sus propias reglas. Además, como instituciones inicialmente religiosas, sus facultades y estudiantes estaban protegidos de la pena capital (por ejemplo, la horca ). [172] Tal independencia era una cuestión de costumbre, que, en principio, podía ser revocada por sus respectivos gobernantes si se sentían amenazados. Las discusiones sobre diversos temas o reclamaciones en estas instituciones medievales, sin importar cuán controvertidas fueran, se hacían de manera formalizada para declarar que dichas discusiones estaban dentro de los límites de una universidad y, por lo tanto, protegidas por los privilegios de la soberanía de esa institución. [172] Una afirmación podía describirse como ex cathedra (literalmente "desde la cátedra", utilizado en el contexto de la enseñanza) o ex hypothesi (por hipótesis). Esto significaba que las discusiones se presentaban como un ejercicio puramente intelectual que no requería que los participantes se comprometieran con la verdad de una afirmación o hicieran proselitismo. Los conceptos y prácticas académicas modernas, como la libertad académica o la libertad de investigación, son vestigios de estos privilegios medievales que se toleraban en el pasado. [172]
El plan de estudios de estas instituciones medievales se centraba en las siete artes liberales , que tenían como objetivo proporcionar a los estudiantes principiantes las habilidades para el razonamiento y el lenguaje académico. [172] Los estudiantes comenzarían sus estudios comenzando con las primeras tres artes liberales o Trivium (gramática, retórica y lógica), seguidas de las siguientes cuatro artes liberales o Quadrivium (aritmética, geometría, astronomía y música). [172] [142] Aquellos que completaban estos requisitos y recibían su bachillerato (o Licenciatura en Artes ) tenían la opción de unirse a la facultad superior (derecho, medicina o teología), que otorgaría un LLD para un abogado, un MD para un médico o ThD para un teólogo. [172] Los estudiantes que optaban por permanecer en la facultad inferior (artes) podían trabajar para obtener un título de Magister (o Maestría ) y estudiarían tres filosofías: metafísica, ética y filosofía natural. [172] Las traducciones latinas de las obras de Aristóteles, como De Anima ( Sobre el alma ), y los comentarios sobre ellas eran lecturas obligatorias. Con el paso del tiempo, se permitió a la facultad inferior otorgar su propio título de doctorado, llamado PhD . [172] Muchos de los maestros se sentían atraídos por las enciclopedias y las habían utilizado como libros de texto. Pero estos eruditos anhelaban los textos originales completos de los filósofos, matemáticos y médicos griegos antiguos, como Aristóteles , Euclides y Galeno , que no estaban disponibles para ellos en ese momento. Estos textos griegos antiguos se podían encontrar en el Imperio bizantino y el mundo islámico. [172]
El contacto con el Imperio bizantino, [149] y con el mundo islámico durante la Reconquista y las Cruzadas , permitió a la Europa latina acceder a textos científicos griegos y árabes , incluidas las obras de Aristóteles , Ptolomeo , Isidoro de Mileto , Juan Filópono , Jābir ibn Hayyān , al-Khwarizmi , Alhazen , Avicena y Averroes . Los eruditos europeos tuvieron acceso a los programas de traducción de Raimundo de Toledo , quien patrocinó la Escuela de Traductores de Toledo del árabe al latín del siglo XII. Traductores posteriores como Miguel Escoto aprenderían árabe para estudiar estos textos directamente. Las universidades europeas ayudaron materialmente en la traducción y propagación de estos textos e iniciaron una nueva infraestructura que era necesaria para las comunidades científicas. De hecho, la universidad europea puso en el centro de su currículo muchos trabajos sobre el mundo natural y el estudio de la naturaleza, [173] con el resultado de que "la universidad medieval puso mucho mayor énfasis en la ciencia que su contraparte moderna y descendiente". [174]
A principios del siglo XIII, existían traducciones latinas razonablemente precisas de las principales obras de casi todos los autores antiguos intelectualmente cruciales, lo que permitió una sólida transferencia de ideas científicas a través de las universidades y los monasterios. Para entonces, la filosofía natural en estos textos comenzó a ser extendida por escolásticos como Robert Grosseteste , Roger Bacon , Albertus Magnus y Duns Scotus . Los precursores del método científico moderno, influenciados por contribuciones anteriores del mundo islámico, pueden verse ya en el énfasis de Grosseteste en las matemáticas como una forma de comprender la naturaleza, y en el enfoque empírico admirado por Bacon, particularmente en su Opus Majus . La tesis de Pierre Duhem es que la Condena de 1277 de Esteban Tempier -el obispo de París- llevó al estudio de la ciencia medieval como una disciplina seria, "pero nadie en el campo ya respalda su opinión de que la ciencia moderna comenzó en 1277". [175] Sin embargo, muchos estudiosos coinciden con la opinión de Duhem de que a mediados y finales de la Edad Media se produjeron importantes avances científicos. [176] [177] [178]
La primera mitad del siglo XIV fue testigo de una importante labor científica, en gran medida en el marco de los comentarios escolásticos sobre los escritos científicos de Aristóteles. [179] Guillermo de Ockham enfatizó el principio de parsimonia : los filósofos naturales no deberían postular entidades innecesarias, de modo que el movimiento no sea una cosa distinta sino solo el objeto en movimiento [180] y no se necesite una "especie sensible" intermediaria para transmitir una imagen de un objeto al ojo. [181] Eruditos como Jean Buridan y Nicole Oresme comenzaron a reinterpretar elementos de la mecánica de Aristóteles. En particular, Buridan desarrolló la teoría de que el ímpetu era la causa del movimiento de los proyectiles, lo que fue un primer paso hacia el concepto moderno de inercia . [182] Los Calculadores de Oxford comenzaron a analizar matemáticamente la cinemática del movimiento, haciendo este análisis sin considerar las causas del movimiento. [183]
En 1348, la Peste Negra y otros desastres sellaron un final repentino al desarrollo filosófico y científico. Sin embargo, el redescubrimiento de textos antiguos fue estimulado por la Caída de Constantinopla en 1453, cuando muchos eruditos bizantinos buscaron refugio en Occidente. Mientras tanto, la introducción de la imprenta tuvo un gran efecto en la sociedad europea. La difusión facilitada de la palabra impresa democratizó el aprendizaje y permitió que ideas como el álgebra se propagaran más rápidamente. Estos avances allanaron el camino para la Revolución científica , en la que se reanudó la investigación científica, detenida al comienzo de la Peste Negra. [184] [185]
La renovación del saber en Europa comenzó con la escolástica del siglo XII . El Renacimiento del norte mostró un cambio decisivo en el enfoque de la filosofía natural aristotélica a la química y las ciencias biológicas (botánica, anatomía y medicina). [186] Así, la ciencia moderna en Europa se reanudó en un período de gran agitación: la Reforma protestante y la Contrarreforma católica ; el descubrimiento de las Américas por Cristóbal Colón ; la caída de Constantinopla ; pero también el redescubrimiento de Aristóteles durante el período escolástico presagiaron grandes cambios sociales y políticos. Así, se creó un entorno adecuado en el que se hizo posible cuestionar la doctrina científica, de la misma manera que Martín Lutero y Juan Calvino cuestionaron la doctrina religiosa. Se encontró que las obras de Ptolomeo (astronomía) y Galeno (medicina) no siempre coincidían con las observaciones cotidianas. El trabajo de Vesalio sobre cadáveres humanos encontró problemas con la visión galénica de la anatomía. [187]
El descubrimiento del cristal contribuyó también al avance de la ciencia en aquella época con su aparición en Venecia alrededor de 1450. El nuevo vidrio permitió la creación de mejores gafas y, finalmente, la invención del telescopio y el microscopio .
El trabajo de Teofrasto sobre las rocas, Peri lithōn , siguió siendo autorizado durante milenios: su interpretación de los fósiles no fue revocada hasta después de la Revolución científica.
Durante el Renacimiento italiano , Nicolás Maquiavelo estableció el énfasis de la ciencia política moderna en la observación empírica directa de las instituciones y actores políticos. Más tarde, la expansión del paradigma científico durante la Ilustración impulsó aún más el estudio de la política más allá de las determinaciones normativas. [188] En particular, el estudio de las estadísticas , para estudiar los sujetos del Estado , se ha aplicado a las encuestas y votaciones .
En arqueología, los siglos XV y XVI vieron el surgimiento de anticuarios en la Europa del Renacimiento, quienes estaban interesados en la colección de artefactos.
El período moderno temprano se considera como un florecimiento del Renacimiento europeo. Hubo una voluntad de cuestionar verdades previamente aceptadas y buscar nuevas respuestas. Esto resultó en un período de importantes avances científicos, ahora conocido como la Revolución científica , que condujo al surgimiento de una Nueva Ciencia que era más mecanicista en su visión del mundo, más integrada con las matemáticas y más confiable y abierta ya que su conocimiento se basaba en un método científico recientemente definido . [12] [15] [16] [189] La Revolución científica es un límite conveniente entre el pensamiento antiguo y la física clásica, y tradicionalmente se considera que comenzó en 1543, cuando se imprimieron por primera vez los libros De humani corporis fabrica ( Sobre el funcionamiento del cuerpo humano ) de Andreas Vesalius , y también De Revolutionibus , del astrónomo Nicolás Copérnico . El período culminó con la publicación de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica en 1687 por Isaac Newton , representante del crecimiento sin precedentes de las publicaciones científicas en toda Europa.
Otros avances científicos significativos fueron hechos durante este tiempo por Galileo Galilei , Johannes Kepler , Edmond Halley , William Harvey , Pierre Fermat , Robert Hooke , Christiaan Huygens , Tycho Brahe , Marin Mersenne , Gottfried Leibniz , Isaac Newton y Blaise Pascal . [190] En filosofía, las contribuciones más importantes fueron hechas por Francis Bacon , Sir Thomas Browne , René Descartes , Baruch Spinoza , Pierre Gassendi , Robert Boyle y Thomas Hobbes . [190] Christiaan Huygens derivó las fuerzas centrípeta y centrífuga y fue el primero en transferir la investigación matemática para describir fenómenos físicos no observables. William Gilbert hizo algunos de los primeros experimentos con electricidad y magnetismo, estableciendo que la Tierra misma es magnética.
The heliocentric astronomical model of the universe was refined by Nicolaus Copernicus. Copernicus proposed the idea that the Earth and all heavenly spheres, containing the planets and other objects in the cosmos, rotated around the Sun.[191] His heliocentric model also proposed that all stars were fixed and did not rotate on an axis, nor in any motion at all.[192] His theory proposed the yearly rotation of the Earth and the other heavenly spheres around the Sun and was able to calculate the distances of planets using deferents and epicycles. Although these calculations were not completely accurate, Copernicus was able to understand the distance order of each heavenly sphere. The Copernican heliocentric system was a revival of the hypotheses of Aristarchus of Samos and Seleucus of Seleucia.[193] Aristarchus of Samos did propose that the Earth rotated around the Sun but did not mention anything about the other heavenly spheres' order, motion, or rotation.[194] Seleucus of Seleucia also proposed the rotation of the Earth around the Sun but did not mention anything about the other heavenly spheres. In addition, Seleucus of Seleucia understood that the Moon rotated around the Earth and could be used to explain the tides of the oceans, thus further proving his understanding of the heliocentric idea.[195]
The Scientific Revolution continued into the Age of Enlightenment, which accelerated the development of modern science.
The heliocentric model revived by Nicolaus Copernicus was followed by the model of planetary motion given by Johannes Kepler in the early 17th century, which proposed that the planets follow elliptical orbits, with the Sun at one focus of the ellipse. In Astronomia Nova (A New Astronomy), the first two of the laws of planetary motion were shown by the analysis of the orbit of Mars. Kepler introduced the revolutionary concept of planetary orbit. Because of his work astronomical phenomena came to be seen as being governed by physical laws.[199]
A decisive moment came when "chemistry" was distinguished from alchemy by Robert Boyle in his work The Sceptical Chymist, in 1661; although the alchemical tradition continued for some time after his work. Other important steps included the gravimetric experimental practices of medical chemists like William Cullen, Joseph Black, Torbern Bergman and Pierre Macquer and through the work of Antoine Lavoisier ("father of modern chemistry") on oxygen and the law of conservation of mass, which refuted phlogiston theory. Modern chemistry emerged from the sixteenth through the eighteenth centuries through the material practices and theories promoted by alchemy, medicine, manufacturing and mining.[200][201][202]
In 1687, Isaac Newton published the Principia Mathematica, detailing two comprehensive and successful physical theories: Newton's laws of motion, which led to classical mechanics; and Newton's law of universal gravitation, which describes the fundamental force of gravity.
William Harvey published De Motu Cordis in 1628, which revealed his conclusions based on his extensive studies of vertebrate circulatory systems.[190] He identified the central role of the heart, arteries, and veins in producing blood movement in a circuit, and failed to find any confirmation of Galen's pre-existing notions of heating and cooling functions.[203] The history of early modern biology and medicine is often told through the search for the seat of the soul.[204] Galen in his descriptions of his foundational work in medicine presents the distinctions between arteries, veins, and nerves using the vocabulary of the soul.[205]
A critical innovation was the creation of permanent scientific societies and their scholarly journals, which dramatically sped the diffusion of new ideas. Typical was the founding of the Royal Society in London in 1660 and its journal in 1665 the Philosophical Transaction of the Royal Society, the first scientific journal in English.[206] 1665 also saw the first journal in French, the Journal des sçavans. Science drawing on the works[207] of Newton, Descartes, Pascal and Leibniz, science was on a path to modern mathematics, physics and technology by the time of the generation of Benjamin Franklin (1706–1790), Leonhard Euler (1707–1783), Mikhail Lomonosov (1711–1765) and Jean le Rond d'Alembert (1717–1783). Denis Diderot's Encyclopédie, published between 1751 and 1772 brought this new understanding to a wider audience. The impact of this process was not limited to science and technology, but affected philosophy (Immanuel Kant, David Hume), religion (the increasingly significant impact of science upon religion), and society and politics in general (Adam Smith, Voltaire).
Geology did not undergo systematic restructuring during the Scientific Revolution but instead existed as a cloud of isolated, disconnected ideas about rocks, minerals, and landforms long before it became a coherent science. Robert Hooke formulated a theory of earthquakes, and Nicholas Steno developed the theory of superposition and argued that fossils were the remains of once-living creatures. Beginning with Thomas Burnet's Sacred Theory of the Earth in 1681, natural philosophers began to explore the idea that the Earth had changed over time. Burnet and his contemporaries interpreted Earth's past in terms of events described in the Bible, but their work laid the intellectual foundations for secular interpretations of Earth history.
During the late 18th century, researchers such as Hugh Williamson[208] and John Walsh experimented on the effects of electricity on the human body. Further studies by Luigi Galvani and Alessandro Volta established the electrical nature of what Volta called galvanism.[209][210]
Modern geology, like modern chemistry, gradually evolved during the 18th and early 19th centuries. Benoît de Maillet and the Comte de Buffon saw the Earth as much older than the 6,000 years envisioned by biblical scholars. Jean-Étienne Guettard and Nicolas Desmarest hiked central France and recorded their observations on some of the first geological maps. Aided by chemical experimentation, naturalists such as Scotland's John Walker,[211] Sweden's Torbern Bergman, and Germany's Abraham Werner created comprehensive classification systems for rocks and minerals—a collective achievement that transformed geology into a cutting edge field by the end of the eighteenth century. These early geologists also proposed a generalized interpretations of Earth history that led James Hutton, Georges Cuvier and Alexandre Brongniart, following in the steps of Steno, to argue that layers of rock could be dated by the fossils they contained: a principle first applied to the geology of the Paris Basin. The use of index fossils became a powerful tool for making geological maps, because it allowed geologists to correlate the rocks in one locality with those of similar age in other, distant localities.
The basis for classical economics forms Adam Smith's An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth of Nations, published in 1776. Smith criticized mercantilism, advocating a system of free trade with division of labour. He postulated an "invisible hand" that regulated economic systems made up of actors guided only by self-interest. The "invisible hand" mentioned in a lost page in the middle of a chapter in the middle of the "Wealth of Nations", 1776, advances as Smith's central message.
Anthropology can best be understood as an outgrowth of the Age of Enlightenment. It was during this period that Europeans attempted systematically to study human behavior. Traditions of jurisprudence, history, philology and sociology developed during this time and informed the development of the social sciences of which anthropology was a part.
The 19th century saw the birth of science as a profession. William Whewell had coined the term scientist in 1833,[212] which soon replaced the older term natural philosopher.
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In physics, the behavior of electricity and magnetism was studied by Giovanni Aldini, Alessandro Volta, Michael Faraday, Georg Ohm, and others. The experiments, theories and discoveries of Michael Faraday, Andre-Marie Ampere, James Clerk Maxwell, and their contemporaries led to the unification of the two phenomena into a single theory of electromagnetism as described by Maxwell's equations. Thermodynamics led to an understanding of heat and the notion of energy being defined.
In astronomy, the planet Neptune was discovered. Advances in astronomy and in optical systems in the 19th century resulted in the first observation of an asteroid (1 Ceres) in 1801, and the discovery of Neptune in 1846.
In mathematics, the notion of complex numbers finally matured and led to a subsequent analytical theory; they also began the use of hypercomplex numbers. Karl Weierstrass and others carried out the arithmetization of analysis for functions of real and complex variables. It also saw rise to new progress in geometry beyond those classical theories of Euclid, after a period of nearly two thousand years. The mathematical science of logic likewise had revolutionary breakthroughs after a similarly long period of stagnation. But the most important step in science at this time were the ideas formulated by the creators of electrical science. Their work changed the face of physics and made possible for new technology to come about such as electric power, electrical telegraphy, the telephone, and radio.
In chemistry, Dmitri Mendeleev, following the atomic theory of John Dalton, created the first periodic table of elements. Other highlights include the discoveries unveiling the nature of atomic structure and matter, simultaneously with chemistry – and of new kinds of radiation. The theory that all matter is made of atoms, which are the smallest constituents of matter that cannot be broken down without losing the basic chemical and physical properties of that matter, was provided by John Dalton in 1803, although the question took a hundred years to settle as proven. Dalton also formulated the law of mass relationships. In 1869, Dmitri Mendeleev composed his periodic table of elements on the basis of Dalton's discoveries. The synthesis of urea by Friedrich Wöhler opened a new research field, organic chemistry, and by the end of the 19th century, scientists were able to synthesize hundreds of organic compounds. The later part of the 19th century saw the exploitation of the Earth's petrochemicals, after the exhaustion of the oil supply from whaling. By the 20th century, systematic production of refined materials provided a ready supply of products which provided not only energy, but also synthetic materials for clothing, medicine, and everyday disposable resources. Application of the techniques of organic chemistry to living organisms resulted in physiological chemistry, the precursor to biochemistry.[213]
Over the first half of the 19th century, geologists such as Charles Lyell, Adam Sedgwick, and Roderick Murchison applied the new technique to rocks throughout Europe and eastern North America, setting the stage for more detailed, government-funded mapping projects in later decades. Midway through the 19th century, the focus of geology shifted from description and classification to attempts to understand how the surface of the Earth had changed. The first comprehensive theories of mountain building were proposed during this period, as were the first modern theories of earthquakes and volcanoes. Louis Agassiz and others established the reality of continent-covering ice ages, and "fluvialists" like Andrew Crombie Ramsay argued that river valleys were formed, over millions of years by the rivers that flow through them. After the discovery of radioactivity, radiometric dating methods were developed, starting in the 20th century. Alfred Wegener's theory of "continental drift" was widely dismissed when he proposed it in the 1910s,[214] but new data gathered in the 1950s and 1960s led to the theory of plate tectonics, which provided a plausible mechanism for it. Plate tectonics also provided a unified explanation for a wide range of seemingly unrelated geological phenomena. Since the 1960s it has served as the unifying principle in geology.[215]
Perhaps the most prominent, controversial, and far-reaching theory in all of science has been the theory of evolution by natural selection, which was independently formulated by Charles Darwin and Alfred Wallace. It was described in detail in Darwin's book The Origin of Species, which was published in 1859. In it, Darwin proposed that the features of all living things, including humans, were shaped by natural processes over long periods of time. The theory of evolution in its current form affects almost all areas of biology.[216] Implications of evolution on fields outside of pure science have led to both opposition and support from different parts of society, and profoundly influenced the popular understanding of "man's place in the universe". Separately, Gregor Mendel formulated in the principles of inheritance in 1866, which became the basis of modern genetics.
Another important landmark in medicine and biology were the successful efforts to prove the germ theory of disease. Following this, Louis Pasteur made the first vaccine against rabies, and also made many discoveries in the field of chemistry, including the asymmetry of crystals. In 1847, Hungarian physician Ignác Fülöp Semmelweis dramatically reduced the occurrence of puerperal fever by simply requiring physicians to wash their hands before attending to women in childbirth. This discovery predated the germ theory of disease. However, Semmelweis' findings were not appreciated by his contemporaries and handwashing came into use only with discoveries by British surgeon Joseph Lister, who in 1865 proved the principles of antisepsis. Lister's work was based on the important findings by French biologist Louis Pasteur. Pasteur was able to link microorganisms with disease, revolutionizing medicine. He also devised one of the most important methods in preventive medicine, when in 1880 he produced a vaccine against rabies. Pasteur invented the process of pasteurization, to help prevent the spread of disease through milk and other foods.[217]
Karl Marx developed an alternative economic theory, called Marxian economics. Marxian economics is based on the labor theory of value and assumes the value of good to be based on the amount of labor required to produce it. Under this axiom, capitalism was based on employers not paying the full value of workers labor to create profit. The Austrian School responded to Marxian economics by viewing entrepreneurship as driving force of economic development. This replaced the labor theory of value by a system of supply and demand.
Psychology as a scientific enterprise that was independent from philosophy began in 1879 when Wilhelm Wundt founded the first laboratory dedicated exclusively to psychological research (in Leipzig). Other important early contributors to the field include Hermann Ebbinghaus (a pioneer in memory studies), Ivan Pavlov (who discovered classical conditioning), William James, and Sigmund Freud. Freud's influence has been enormous, though more as cultural icon than a force in scientific psychology.
Modern sociology emerged in the early 19th century as the academic response to the modernization of the world. Among many early sociologists (e.g., Émile Durkheim), the aim of sociology was in structuralism, understanding the cohesion of social groups, and developing an "antidote" to social disintegration. Max Weber was concerned with the modernization of society through the concept of rationalization, which he believed would trap individuals in an "iron cage" of rational thought. Some sociologists, including Georg Simmel and W. E. B. Du Bois, used more microsociological, qualitative analyses. This microlevel approach played an important role in American sociology, with the theories of George Herbert Mead and his student Herbert Blumer resulting in the creation of the symbolic interactionism approach to sociology. In particular, just Auguste Comte, illustrated with his work the transition from a theological to a metaphysical stage and, from this, to a positive stage. Comte took care of the classification of the sciences as well as a transit of humanity towards a situation of progress attributable to a re-examination of nature according to the affirmation of 'sociality' as the basis of the scientifically interpreted society.[218]
The Romantic Movement of the early 19th century reshaped science by opening up new pursuits unexpected in the classical approaches of the Enlightenment. The decline of Romanticism occurred because a new movement, Positivism, began to take hold of the ideals of the intellectuals after 1840 and lasted until about 1880. At the same time, the romantic reaction to the Enlightenment produced thinkers such as Johann Gottfried Herder and later Wilhelm Dilthey whose work formed the basis for the culture concept which is central to the discipline. Traditionally, much of the history of the subject was based on colonial encounters between Western Europe and the rest of the world, and much of 18th- and 19th-century anthropology is now classed as scientific racism. During the late 19th century, battles over the "study of man" took place between those of an "anthropological" persuasion (relying on anthropometrical techniques) and those of an "ethnological" persuasion (looking at cultures and traditions), and these distinctions became part of the later divide between physical anthropology and cultural anthropology, the latter ushered in by the students of Franz Boas.
Science advanced dramatically during the 20th century. There were new and radical developments in the physical and life sciences, building on the progress from the 19th century.[219]
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The beginning of the 20th century brought the start of a revolution in physics. The long-held theories of Newton were shown not to be correct in all circumstances. Beginning in 1900, Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr and others developed quantum theories to explain various anomalous experimental results, by introducing discrete energy levels. Not only did quantum mechanics show that the laws of motion did not hold on small scales, but the theory of general relativity, proposed by Einstein in 1915, showed that the fixed background of spacetime, on which both Newtonian mechanics and special relativity depended, could not exist. In 1925, Werner Heisenberg and Erwin Schrödinger formulated quantum mechanics, which explained the preceding quantum theories. Currently, general relativity and quantum mechanics are inconsistent with each other, and efforts are underway to unify the two.[220]
The observation by Edwin Hubble in 1929 that the speed at which galaxies recede positively correlates with their distance, led to the understanding that the universe is expanding, and the formulation of the Big Bang theory by Georges Lemaître. George Gamow, Ralph Alpher, and Robert Herman had calculated that there should be evidence for a Big Bang in the background temperature of the universe.[221] In 1964, Arno Penzias and Robert Wilson[222] discovered a 3 Kelvin background hiss in their Bell Labs radiotelescope (the Holmdel Horn Antenna), which was evidence for this hypothesis, and formed the basis for a number of results that helped determine the age of the universe.
In 1938 Otto Hahn and Fritz Strassmann discovered nuclear fission with radiochemical methods, and in 1939 Lise Meitner and Otto Robert Frisch wrote the first theoretical interpretation of the fission process, which was later improved by Niels Bohr and John A. Wheeler. Further developments took place during World War II, which led to the practical application of radar and the development and use of the atomic bomb. Around this time, Chien-Shiung Wu was recruited by the Manhattan Project to help develop a process for separating uranium metal into U-235 and U-238 isotopes by Gaseous diffusion.[223] She was an expert experimentalist in beta decay and weak interaction physics.[224][225] Wu designed an experiment (see Wu experiment) that enabled theoretical physicists Tsung-Dao Lee and Chen-Ning Yang to disprove the law of parity experimentally, winning them a Nobel Prize in 1957.[224]
Though the process had begun with the invention of the cyclotron by Ernest O. Lawrence in the 1930s, physics in the postwar period entered into a phase of what historians have called "Big Science", requiring massive machines, budgets, and laboratories in order to test their theories and move into new frontiers. The primary patron of physics became state governments, who recognized that the support of "basic" research could often lead to technologies useful to both military and industrial applications.
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In the early 20th century, the study of heredity became a major investigation after the rediscovery in 1900 of the laws of inheritance developed by Mendel.[226] The 20th century also saw the integration of physics and chemistry, with chemical properties explained as the result of the electronic structure of the atom. Linus Pauling's book on The Nature of the Chemical Bond used the principles of quantum mechanics to deduce bond angles in ever-more complicated molecules. Pauling's work culminated in the physical modelling of DNA, the secret of life (in the words of Francis Crick, 1953). In the same year, the Miller–Urey experiment demonstrated in a simulation of primordial processes, that basic constituents of proteins, simple amino acids, could themselves be built up from simpler molecules, kickstarting decades of research into the chemical origins of life. By 1953, James D. Watson and Francis Crick clarified the basic structure of DNA, the genetic material for expressing life in all its forms,[227] building on the work of Maurice Wilkins and Rosalind Franklin, suggested that the structure of DNA was a double helix. In their famous paper "Molecular structure of Nucleic Acids"[227] In the late 20th century, the possibilities of genetic engineering became practical for the first time, and a massive international effort began in 1990 to map out an entire human genome (the Human Genome Project). The discipline of ecology typically traces its origin to the synthesis of Darwinian evolution and Humboldtian biogeography, in the late 19th and early 20th centuries.[228] Equally important in the rise of ecology, however, were microbiology and soil science—particularly the cycle of life concept, prominent in the work Louis Pasteur and Ferdinand Cohn.[229] The word ecology was coined by Ernst Haeckel, whose particularly holistic view of nature in general (and Darwin's theory in particular) was important in the spread of ecological thinking.[230] The field of ecosystem ecology emerged in the Atomic Age with the use of radioisotopes to visualize food webs and by the 1970s ecosystem ecology deeply influenced global environmental management.[231]
In 1925, Cecilia Payne-Gaposchkin determined that stars were composed mostly of hydrogen and helium.[232] She was dissuaded by astronomer Henry Norris Russell from publishing this finding in her PhD thesis because of the widely held belief that stars had the same composition as the Earth.[233] However, four years later, in 1929, Henry Norris Russell came to the same conclusion through different reasoning and the discovery was eventually accepted.[233]
In 1987, supernova SN 1987A was observed by astronomers on Earth both visually, and in a triumph for neutrino astronomy, by the solar neutrino detectors at Kamiokande. But the solar neutrino flux was a fraction of its theoretically expected value. This discrepancy forced a change in some values in the standard model for particle physics.
The understanding of neurons and the nervous system became increasingly precise and molecular during the 20th century. For example, in 1952, Alan Lloyd Hodgkin and Andrew Huxley presented a mathematical model for transmission of electrical signals in neurons of the giant axon of a squid, which they called "action potentials", and how they are initiated and propagated, known as the Hodgkin–Huxley model. In 1961–1962, Richard FitzHugh and J. Nagumo simplified Hodgkin–Huxley, in what is called the FitzHugh–Nagumo model. In 1962, Bernard Katz modeled neurotransmission across the space between neurons known as synapses. Beginning in 1966, Eric Kandel and collaborators examined biochemical changes in neurons associated with learning and memory storage in Aplysia. In 1981 Catherine Morris and Harold Lecar combined these models in the Morris–Lecar model. Such increasingly quantitative work gave rise to numerous biological neuron models and models of neural computation. Neuroscience began to be recognized as a distinct academic discipline in its own right. Eric Kandel and collaborators have cited David Rioch, Francis O. Schmitt, and Stephen Kuffler as having played critical roles in establishing the field.[234]
Geologists' embrace of plate tectonics became part of a broadening of the field from a study of rocks into a study of the Earth as a planet. Other elements of this transformation include: geophysical studies of the interior of the Earth, the grouping of geology with meteorology and oceanography as one of the "earth sciences", and comparisons of Earth and the solar system's other rocky planets.
In terms of applications, a massive number of new technologies were developed in the 20th century. Technologies such as electricity, the incandescent light bulb, the automobile and the phonograph, first developed at the end of the 19th century, were perfected and universally deployed. The first car was introduced by Karl Benz in 1885.[235] The first airplane flight occurred in 1903, and by the end of the century airliners flew thousands of miles in a matter of hours. The development of the radio, television and computers caused massive changes in the dissemination of information. Advances in biology also led to large increases in food production, as well as the elimination of diseases such as polio by Dr. Jonas Salk. Gene mapping and gene sequencing, invented by Drs. Mark Skolnik and Walter Gilbert, respectively, are the two technologies that made the Human Genome Project feasible. Computer science, built upon a foundation of theoretical linguistics, discrete mathematics, and electrical engineering, studies the nature and limits of computation. Subfields include computability, computational complexity, database design, computer networking, artificial intelligence, and the design of computer hardware. One area in which advances in computing have contributed to more general scientific development is by facilitating large-scale archiving of scientific data. Contemporary computer science typically distinguishes itself by emphasizing mathematical 'theory' in contrast to the practical emphasis of software engineering.[236]
Einstein's paper "On the Quantum Theory of Radiation" outlined the principles of the stimulated emission of photons. This led to the invention of the Laser (light amplification by the stimulated emission of radiation) and the optical amplifier which ushered in the Information Age.[237] It is optical amplification that allows fiber optic networks to transmit the massive capacity of the Internet.
Based on wireless transmission of electromagnetic radiation and global networks of cellular operation, the mobile phone became a primary means to access the internet.[238]
In political science during the 20th century, the study of ideology, behaviouralism and international relations led to a multitude of 'pol-sci' subdisciplines including rational choice theory, voting theory, game theory (also used in economics), psephology, political geography/geopolitics, political anthropology/political psychology/political sociology, political economy, policy analysis, public administration, comparative political analysis and peace studies/conflict analysis. In economics, John Maynard Keynes prompted a division between microeconomics and macroeconomics in the 1920s. Under Keynesian economics macroeconomic trends can overwhelm economic choices made by individuals. Governments should promote aggregate demand for goods as a means to encourage economic expansion. Following World War II, Milton Friedman created the concept of monetarism. Monetarism focuses on using the supply and demand of money as a method for controlling economic activity. In the 1970s, monetarism has adapted into supply-side economics which advocates reducing taxes as a means to increase the amount of money available for economic expansion. Other modern schools of economic thought are New Classical economics and New Keynesian economics. New Classical economics was developed in the 1970s, emphasizing solid microeconomics as the basis for macroeconomic growth. New Keynesian economics was created partially in response to New Classical economics. It shows how imperfect competition and market rigidities, means monetary policy has real effects, and enables analysis of different policies.[239]
Psychology in the 20th century saw a rejection of Freud's theories as being too unscientific, and a reaction against Edward Titchener's atomistic approach of the mind. This led to the formulation of behaviorism by John B. Watson, which was popularized by B.F. Skinner. Behaviorism proposed epistemologically limiting psychological study to overt behavior, since that could be reliably measured. Scientific knowledge of the "mind" was considered too metaphysical, hence impossible to achieve. The final decades of the 20th century have seen the rise of cognitive science, which considers the mind as once again a subject for investigation, using the tools of psychology, linguistics, computer science, philosophy, and neurobiology. New methods of visualizing the activity of the brain, such as PET scans and CAT scans, began to exert their influence as well, leading some researchers to investigate the mind by investigating the brain, rather than cognition. These new forms of investigation assume that a wide understanding of the human mind is possible, and that such an understanding may be applied to other research domains, such as artificial intelligence. Evolutionary theory was applied to behavior and introduced to anthropology and psychology, through the works of cultural anthropologist Napoleon Chagnon. Physical anthropology would become biological anthropology, incorporating elements of evolutionary biology.[240]
American sociology in the 1940s and 1950s was dominated largely by Talcott Parsons, who argued that aspects of society that promoted structural integration were therefore "functional". This structural functionalism approach was questioned in the 1960s, when sociologists came to see this approach as merely a justification for inequalities present in the status quo. In reaction, conflict theory was developed, which was based in part on the philosophies of Karl Marx. Conflict theorists saw society as an arena in which different groups compete for control over resources. Symbolic interactionism also came to be regarded as central to sociological thinking. Erving Goffman saw social interactions as a stage performance, with individuals preparing "backstage" and attempting to control their audience through impression management.[241] While these theories are currently prominent in sociological thought, other approaches exist, including feminist theory, post-structuralism, rational choice theory, and postmodernism.
In the mid-20th century, much of the methodologies of earlier anthropological and ethnographical study were reevaluated with an eye towards research ethics, while at the same time the scope of investigation has broadened far beyond the traditional study of "primitive cultures".
In the early 21st century, some concepts that originated in 20th century physics were proven. On 4 July 2012, physicists working at CERN's Large Hadron Collider announced that they had discovered a new subatomic particle greatly resembling the Higgs boson,[242] confirmed as such by the following March.[243] Gravitational waves were first detected on 14 September 2015.[244]
The Human Genome Project was declared complete in 2003.[245] The CRISPR gene editing technique developed in 2012 allowed scientists to precisely and easily modify DNA and led to the development of new medicine.[246] In 2020, xenobots, a new class of living robotics, were invented;[247] reproductive capabilities were introduced the following year.[248]
Positive psychology is a branch of psychology founded in 1998 by Martin Seligman that is concerned with the study of happiness, mental well-being, and positive human functioning, and is a reaction to 20th century psychology's emphasis on mental illness and dysfunction.[249]
In historic reflections on art, cyclic schemas play a prominent role. This is a difference between art history and science history. The idea of linear progress simply does not apply in the esthetic domain.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)[...] historical writing [...] has largely abandoned the aim of telling a story of science's universal progress.
[...] the brilliant Periclean Age, according to Dr. A. E. Taylor, witnessed one of the periodical bankruptcies of science [...].
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)The conflict thesis, at least in its simple form, is now widely perceived as a wholly inadequate intellectual framework within which to construct a sensible and realistic historiography of Western science.
In the late Victorian period it was common to write about the 'warfare between science and religion' and to presume that the two bodies of culture must always have been in conflict. However, it is a very long time since these attitudes have been held by historians of science.
In its traditional forms, the conflict thesis has been largely discredited.
At the close of the twentieth century, proponents of the conflict thesis are well represented by Richard Dawkins, E. O. Wilson and Daniel Dennett.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)Virahanka Fibonacci.
while in his character as author of an arthaśāstra he is generally referred to by his gotra name, Kauṭilya.
The Elements of Euclid not only was the earliest major Greek mathematical work to come down to us, but also the most influential textbook of all times. [...]The first printed versions of the Elements appeared at Venice in 1482, one of the very earliest of mathematical books to be set in type; it has been estimated that since then at least a thousand editions have been published. Perhaps no book other than the Bible can boast so many editions, and certainly no mathematical work has had an influence comparable with that of Euclid's Elements.
Shortly after Euclid, compiler of the definitive textbook, came Archimedes of Syracuse (c. 287–212 BC.), the most original and profound mathematician of antiquity.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
