Historia de la ciencia

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Ciencia
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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 del 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 formas 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 el 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 en 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 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.). Los habitantes de esta civilización fabricaban 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.

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, en 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.${\displaystyle {\frac {355}{113}}}$

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 400 o 500 km (250 a 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 el 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]

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 a 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 hubieran 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 :

"Los hombres llevaban miles de años pesando antes de que Arquímedes descubriera las leyes del equilibrio; debían tener un conocimiento práctico e intuitivo de los principios implicados. Lo que hizo Arquímedes fue ordenar las implicaciones teóricas de este conocimiento práctico y presentar el conjunto de conocimientos resultante como un sistema lógicamente coherente."

y otra vez:

"Nos encontramos con asombro en el umbral de la ciencia moderna. No se debe suponer que mediante algún truco de traducción se haya dado a los extractos un aire de modernidad. Lejos de eso. El vocabulario de estos escritos y su estilo son la fuente de la que se han derivado nuestro propio vocabulario y estilo". ^[131]

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 tal vez 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 los 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 , conservadas en la traducción de 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 terrestre. Al-Battani, Ibn al-Haytham , ^[156] Averroes y los astrónomos 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 las 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 de la antigua Grecia, como Aristóteles , Euclides y Galeno , que no estaban disponibles para ellos en ese momento. Estos textos de la antigua Grecia 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 muchas obras sobre el mundo natural y el estudio de la naturaleza en el centro de su currículo, ^[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 respalda ya 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 fabricación 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.

El modelo astronómico heliocéntrico del universo fue perfeccionado por Nicolás Copérnico . Copérnico propuso la idea de que la Tierra y todas las esferas celestes, que contienen los planetas y otros objetos del cosmos, giraban alrededor del Sol. ^[191] Su modelo heliocéntrico también proponía que todas las estrellas eran fijas y no giraban sobre un eje, ni en ningún movimiento en absoluto. ^[192] Su teoría proponía la rotación anual de la Tierra y las otras esferas celestes alrededor del Sol y podía calcular las distancias de los planetas utilizando deferentes y epiciclos. Aunque estos cálculos no eran completamente precisos, Copérnico pudo entender el orden de distancia de cada esfera celeste. El sistema heliocéntrico copernicano fue un renacimiento de las hipótesis de Aristarco de Samos y Seleuco de Seleucia . ^[193] Aristarco de Samos propuso que la Tierra giraba alrededor del Sol, pero no mencionó nada sobre el orden, el movimiento o la rotación de las otras esferas celestes. ^[194] Seleuco de Seleucia también propuso la rotación de la Tierra alrededor del Sol, pero no mencionó nada sobre las otras esferas celestes. Además, Seleuco de Seleucia entendió que la Luna giraba alrededor de la Tierra y que esto podía usarse para explicar las mareas de los océanos, lo que demostró aún más su comprensión de la idea heliocéntrica. ^[195]

La Revolución Científica continuó hasta la Era de la Ilustración , que aceleró el desarrollo de la ciencia moderna.

El modelo heliocéntrico recuperado por Nicolás Copérnico fue seguido por el modelo de movimiento planetario propuesto por Johannes Kepler a principios del siglo XVII, que proponía que los planetas seguían órbitas elípticas , con el Sol en uno de los focos de la elipse. En Astronomia Nova ( Una nueva astronomía ), las dos primeras leyes del movimiento planetario se demostraron mediante el análisis de la órbita de Marte. Kepler introdujo el concepto revolucionario de órbita planetaria. Debido a su trabajo, los fenómenos astronómicos llegaron a ser vistos como regidos por leyes físicas. ^[199]

Un momento decisivo llegó cuando Robert Boyle distinguió la "química" de la alquimia en su obra El químico escéptico , en 1661; aunque la tradición alquímica continuó durante algún tiempo después de su obra. Otros pasos importantes incluyeron las prácticas experimentales gravimétricas de químicos médicos como William Cullen , Joseph Black , Torbern Bergman y Pierre Macquer y a través del trabajo de Antoine Lavoisier (" padre de la química moderna ") sobre el oxígeno y la ley de conservación de la masa , que refutó la teoría del flogisto . La química moderna surgió desde el siglo XVI hasta el XVIII a través de las prácticas y teorías materiales promovidas por la alquimia, la medicina, la manufactura y la minería. ^{[200] [201] [202]}

En 1687, Isaac Newton publicó Principia Mathematica , que detallaba dos teorías físicas completas y exitosas: las leyes del movimiento de Newton , que condujeron a la mecánica clásica, y la ley de gravitación universal de Newton , que describe la fuerza fundamental de la gravedad.

William Harvey publicó De Motu Cordis en 1628, que reveló sus conclusiones basadas en sus extensos estudios de los sistemas circulatorios de los vertebrados . ^[190] Identificó el papel central del corazón , las arterias y las venas en la producción del movimiento de la sangre en un circuito, y no pudo encontrar ninguna confirmación de las nociones preexistentes de Galeno sobre las funciones de calentamiento y enfriamiento. [ ^203] La historia de la biología y la medicina modernas tempranas a menudo se cuenta a través de la búsqueda de la sede del alma. ^[204] Galeno en sus descripciones de su trabajo fundacional en medicina presenta las distinciones entre arterias, venas y nervios utilizando el vocabulario del alma. ^[205]

Una innovación fundamental fue la creación de sociedades científicas permanentes y sus revistas académicas, que aceleraron drásticamente la difusión de nuevas ideas. Un ejemplo típico fue la fundación de la Royal Society en Londres en 1660 y su revista en 1665, Philosophical Transaction of the Royal Society , la primera revista científica en inglés. ^[206] En 1665 también se publicó la primera revista en francés, el Journal des sçavans . La ciencia, que se basaba en las obras ^[207] de Newton , Descartes , Pascal y Leibniz , estaba en camino hacia las matemáticas , la física y la tecnología modernas en la época de la generación de Benjamin Franklin (1706-1790), Leonhard Euler (1707-1783), Mikhail Lomonosov (1711-1765) y Jean le Rond d'Alembert (1717-1783). La Enciclopedia de Denis Diderot , publicada entre 1751 y 1772, aportó esta nueva comprensión a un público más amplio. El impacto de este proceso no se limitó a la ciencia y la tecnología, sino que afectó a la filosofía ( Immanuel Kant , David Hume ), la religión (el impacto cada vez más significativo de la ciencia sobre la religión ) y la sociedad y la política en general ( Adam Smith , Voltaire ).

La geología no sufrió una reestructuración sistemática durante la Revolución científica , sino que existió como una nube de ideas aisladas y desconectadas sobre rocas, minerales y formas del relieve mucho antes de convertirse en una ciencia coherente. Robert Hooke formuló una teoría de los terremotos y Nicholas Steno desarrolló la teoría de la superposición y sostuvo que los fósiles eran los restos de criaturas que alguna vez estuvieron vivas. A partir de la Teoría sagrada de la Tierra de Thomas Burnet en 1681, los filósofos naturales comenzaron a explorar la idea de que la Tierra había cambiado con el tiempo. Burnet y sus contemporáneos interpretaron el pasado de la Tierra en términos de eventos descritos en la Biblia, pero su trabajo sentó las bases intelectuales para las interpretaciones seculares de la historia de la Tierra.

A finales del siglo XVIII, investigadores como Hugh Williamson ^[208] y John Walsh experimentaron sobre los efectos de la electricidad en el cuerpo humano. Estudios posteriores de Luigi Galvani y Alessandro Volta establecieron la naturaleza eléctrica de lo que Volta llamó galvanismo . ^{[209] [210]}

La geología moderna, al igual que la química moderna, evolucionó gradualmente durante los siglos XVIII y principios del XIX. Benoît de Maillet y el conde de Buffon consideraban que la Tierra era mucho más antigua que los 6.000 años previstos por los eruditos bíblicos. Jean-Étienne Guettard y Nicolas Desmarest recorrieron el centro de Francia y registraron sus observaciones en algunos de los primeros mapas geológicos. Con la ayuda de la experimentación química, naturalistas como el escocés John Walker , ^[211] el sueco Torbern Bergman y el alemán Abraham Werner crearon sistemas de clasificación integrales para rocas y minerales, un logro colectivo que transformó la geología en un campo de vanguardia a finales del siglo XVIII. Estos primeros geólogos también propusieron una interpretación generalizada de la historia de la Tierra que llevó a James Hutton , Georges Cuvier y Alexandre Brongniart , siguiendo los pasos de Steno , a argumentar que las capas de roca podían datarse por los fósiles que contenían: un principio aplicado por primera vez a la geología de la cuenca de París. El uso de fósiles índice se convirtió en una herramienta poderosa para hacer mapas geológicos, porque permitió a los geólogos correlacionar las rocas de una localidad con aquellas de edad similar en otras localidades distantes.

La base de la economía clásica la constituye la obra de Adam Smith , Investigación sobre la naturaleza y causas de la riqueza de las naciones , publicada en 1776. Smith criticó el mercantilismo , abogando por un sistema de libre comercio con división del trabajo . Postuló una « mano invisible » que regulaba los sistemas económicos compuestos por actores guiados únicamente por el interés propio. La «mano invisible» mencionada en una página perdida en medio de un capítulo en medio de «La riqueza de las naciones », 1776, avanza como el mensaje central de Smith.

La antropología puede entenderse mejor como una consecuencia de la época de la Ilustración, durante la cual los europeos intentaron estudiar sistemáticamente el comportamiento humano. En esa época se desarrollaron tradiciones de jurisprudencia, historia, filología y sociología que sirvieron de base para el desarrollo de las ciencias sociales, de las que formaba parte la antropología.

El siglo XIX fue testigo del nacimiento de la ciencia como profesión. William Whewell acuñó el término científico en 1833, ^[212] que pronto reemplazó al término más antiguo de filósofo natural .

En física, el comportamiento de la electricidad y el magnetismo fue estudiado por Giovanni Aldini , Alessandro Volta , Michael Faraday , Georg Ohm y otros. Los experimentos, teorías y descubrimientos de Michael Faraday , Andre-Marie Ampere , James Clerk Maxwell y sus contemporáneos llevaron a la unificación de los dos fenómenos en una sola teoría del electromagnetismo , tal como se describe en las ecuaciones de Maxwell . La termodinámica condujo a la comprensión del calor y a la definición de la noción de energía.

En astronomía, se descubrió el planeta Neptuno. Los avances en astronomía y en sistemas ópticos en el siglo XIX dieron como resultado la primera observación de un asteroide ( 1 Ceres ) en 1801 y el descubrimiento de Neptuno en 1846.

En matemáticas, la noción de números complejos finalmente maduró y condujo a una teoría analítica posterior; también comenzaron el uso de números hipercomplejos . Karl Weierstrass y otros llevaron a cabo la aritmetización del análisis para funciones de variables reales y complejas . También vio surgir nuevos avances en geometría más allá de las teorías clásicas de Euclides, después de un período de casi dos mil años. La ciencia matemática de la lógica también tuvo avances revolucionarios después de un período similarmente largo de estancamiento. Pero el paso más importante en la ciencia en este momento fueron las ideas formuladas por los creadores de la ciencia eléctrica. Su trabajo cambió la faz de la física e hizo posible que surgieran nuevas tecnologías como la energía eléctrica, la telegrafía eléctrica, el teléfono y la radio.

En química, Dmitri Mendeleev , siguiendo la teoría atómica de John Dalton , creó la primera tabla periódica de los elementos . Otros hechos destacados incluyen los descubrimientos que revelaron la naturaleza de la estructura atómica y de la materia, simultáneamente con la química -y de nuevos tipos de radiación. La teoría de que toda la materia está hecha de átomos, que son los constituyentes más pequeños de la materia que no se pueden descomponer sin perder las propiedades químicas y físicas básicas de esa materia, fue proporcionada por John Dalton en 1803, aunque la cuestión tardó cien años en resolverse como probada. Dalton también formuló la ley de las relaciones de masa. En 1869, Dmitri Mendeleev compuso su tabla periódica de los elementos sobre la base de los descubrimientos de Dalton. La síntesis de urea por Friedrich Wöhler abrió un nuevo campo de investigación, la química orgánica , y a finales del siglo XIX, los científicos fueron capaces de sintetizar cientos de compuestos orgánicos. A finales del siglo XIX se empezó a explotar la petroquímica de la Tierra, tras agotarse el petróleo procedente de la pesca de ballenas . En el siglo XX, la producción sistemática de materiales refinados proporcionó un suministro inmediato de productos que no sólo proporcionaban energía, sino también materiales sintéticos para la confección de ropa, medicamentos y recursos desechables de uso cotidiano. La aplicación de las técnicas de la química orgánica a los organismos vivos dio lugar a la química fisiológica , precursora de la bioquímica . ^[213]

Durante la primera mitad del siglo XIX, geólogos como Charles Lyell , Adam Sedgwick y Roderick Murchison aplicaron la nueva técnica a rocas de toda Europa y el este de Norteamérica, sentando las bases para proyectos cartográficos más detallados financiados por el gobierno en décadas posteriores. A mediados del siglo XIX, el enfoque de la geología pasó de la descripción y la clasificación a los intentos de comprender cómo había cambiado la superficie de la Tierra. Durante este período se propusieron las primeras teorías integrales sobre la formación de montañas, al igual que las primeras teorías modernas sobre terremotos y volcanes. Louis Agassiz y otros establecieron la realidad de las edades de hielo que cubrían los continentes , y los "fluvialistas" como Andrew Crombie Ramsay argumentaron que los valles fluviales se formaron, a lo largo de millones de años, por los ríos que fluyen a través de ellos. Después del descubrimiento de la radiactividad , se desarrollaron métodos de datación radiométrica , a partir del siglo XX. La teoría de la "deriva continental" de Alfred Wegener fue ampliamente descartada cuando la propuso en la década de 1910, ^[214] pero nuevos datos recopilados en las décadas de 1950 y 1960 condujeron a la teoría de la tectónica de placas , que proporcionó un mecanismo plausible para ella. La tectónica de placas también proporcionó una explicación unificada para una amplia gama de fenómenos geológicos aparentemente no relacionados. Desde la década de 1960 ha servido como principio unificador en geología. ^[215]

Tal vez la teoría más destacada, controvertida y de mayor alcance en toda la ciencia ha sido la teoría de la evolución por selección natural , que fue formulada independientemente por Charles Darwin y Alfred Wallace . Fue descrita en detalle en el libro de Darwin El origen de las especies , que se publicó en 1859. En él, Darwin propuso que las características de todos los seres vivos, incluidos los humanos, fueron moldeadas por procesos naturales durante largos períodos de tiempo. La teoría de la evolución en su forma actual afecta a casi todas las áreas de la biología. ^[216] Las implicaciones de la evolución en campos fuera de la ciencia pura han llevado tanto a la oposición como al apoyo de diferentes partes de la sociedad, e influyeron profundamente en la comprensión popular del "lugar del hombre en el universo". Por separado, Gregor Mendel formuló en 1866 los principios de la herencia, que se convirtieron en la base de la genética moderna .

Otro hito importante en la medicina y la biología fueron los exitosos esfuerzos para demostrar la teoría de los gérmenes de la enfermedad . Después de esto, Louis Pasteur fabricó la primera vacuna contra la rabia , y también hizo muchos descubrimientos en el campo de la química, incluida la asimetría de los cristales . En 1847, el médico húngaro Ignác Fülöp Semmelweis redujo drásticamente la aparición de fiebre puerperal simplemente exigiendo a los médicos que se lavaran las manos antes de atender a las mujeres en el parto. Este descubrimiento fue anterior a la teoría de los gérmenes de la enfermedad . Sin embargo, los hallazgos de Semmelweis no fueron apreciados por sus contemporáneos y el lavado de manos comenzó a usarse solo con los descubrimientos del cirujano británico Joseph Lister , quien en 1865 demostró los principios de la antisepsia . El trabajo de Lister se basó en los importantes hallazgos del biólogo francés Louis Pasteur . Pasteur pudo vincular los microorganismos con la enfermedad, revolucionando la medicina. También ideó uno de los métodos más importantes en medicina preventiva , cuando en 1880 produjo una vacuna contra la rabia . Pasteur inventó el proceso de pasteurización , para ayudar a prevenir la propagación de enfermedades a través de la leche y otros alimentos. ^[217]

Karl Marx desarrolló una teoría económica alternativa, llamada economía marxista . La economía marxista se basa en la teoría del valor-trabajo y supone que el valor de un bien se basa en la cantidad de trabajo necesaria para producirlo. Según este axioma, el capitalismo se basaba en que los empleadores no pagaban el valor total del trabajo de los trabajadores para generar ganancias. La Escuela Austriaca respondió a la economía marxista considerando el espíritu emprendedor como fuerza impulsora del desarrollo económico. Esto reemplazó la teoría del valor-trabajo por un sistema de oferta y demanda .

La psicología como una actividad científica independiente de la filosofía comenzó en 1879, cuando Wilhelm Wundt fundó el primer laboratorio dedicado exclusivamente a la investigación psicológica (en Leipzig ). Otros importantes contribuidores tempranos a este campo incluyen a Hermann Ebbinghaus (pionero en los estudios de la memoria), Ivan Pavlov (quien descubrió el condicionamiento clásico ), William James y Sigmund Freud . La influencia de Freud ha sido enorme, aunque más como un icono cultural que como una fuerza en la psicología científica.

La sociología moderna surgió a principios del siglo XIX como la respuesta académica a la modernización del mundo. Entre muchos de los primeros sociólogos (por ejemplo, Émile Durkheim ), el objetivo de la sociología estaba en el estructuralismo , la comprensión de la cohesión de los grupos sociales y el desarrollo de un "antídoto" a la desintegración social. Max Weber se preocupó por la modernización de la sociedad a través del concepto de racionalización , que creía que atraparía a los individuos en una "jaula de hierro" de pensamiento racional. Algunos sociólogos, incluidos Georg Simmel y WEB Du Bois , utilizaron análisis más microsociológicos , cualitativos. Este enfoque de micronivel jugó un papel importante en la sociología estadounidense, con las teorías de George Herbert Mead y su estudiante Herbert Blumer que dieron como resultado la creación del enfoque del interaccionismo simbólico para la sociología. En particular, solo Auguste Comte, ilustró con su trabajo la transición de una etapa teológica a una metafísica y, de esta, a una etapa positiva. Comte se ocupó de la clasificación de las ciencias así como de un tránsito de la humanidad hacia una situación de progreso atribuible a un reexamen de la naturaleza según la afirmación de la «socialidad» como base de la sociedad científicamente interpretada. ^[218]

El movimiento romántico de principios del siglo XIX transformó la ciencia al abrir nuevos caminos inesperados en los enfoques clásicos de la Ilustración. El declive del Romanticismo se produjo porque un nuevo movimiento, el positivismo , comenzó a apoderarse de los ideales de los intelectuales después de 1840 y duró hasta aproximadamente 1880. Al mismo tiempo, la reacción romántica a la Ilustración produjo pensadores como Johann Gottfried Herder y más tarde Wilhelm Dilthey, cuyo trabajo formó la base del concepto de cultura que es central para la disciplina. Tradicionalmente, gran parte de la historia de la disciplina se basó en encuentros coloniales entre Europa occidental y el resto del mundo, y gran parte de la antropología de los siglos XVIII y XIX ahora se clasifica como racismo científico . A finales del siglo XIX, se produjeron batallas sobre el "estudio del hombre" entre los de tendencia "antropológica" (que se basaban en técnicas antropométricas ) y los de tendencia " etnológica " (que observaban las culturas y las tradiciones), y estas distinciones se convirtieron en parte de la división posterior entre antropología física y antropología cultural , esta última iniciada por los estudiantes de Franz Boas .

La ciencia avanzó espectacularmente durante el siglo XX. Se produjeron avances nuevos y radicales en las ciencias físicas y biológicas , que se basaron en los avances del siglo XIX. ^[219]

El comienzo del siglo XX trajo consigo el inicio de una revolución en la física. Se demostró que las teorías de Newton, sostenidas durante mucho tiempo, no eran correctas en todas las circunstancias. A partir de 1900, Max Planck , Albert Einstein , Niels Bohr y otros desarrollaron teorías cuánticas para explicar varios resultados experimentales anómalos, introduciendo niveles de energía discretos. La mecánica cuántica no solo demostró que las leyes del movimiento no se mantenían en escalas pequeñas, sino que la teoría de la relatividad general , propuesta por Einstein en 1915, demostró que el fondo fijo del espacio-tiempo , del que dependían tanto la mecánica newtoniana como la relatividad especial , no podía existir. En 1925, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger formularon la mecánica cuántica , que explicaba las teorías cuánticas anteriores. Actualmente, la relatividad general y la mecánica cuántica son incompatibles entre sí, y se están realizando esfuerzos para unificarlas. ^[220]

La observación de Edwin Hubble en 1929 de que la velocidad a la que las galaxias se alejan se correlaciona positivamente con su distancia, condujo a la comprensión de que el universo se está expandiendo y a la formulación de la teoría del Big Bang por Georges Lemaître . George Gamow , Ralph Alpher y Robert Herman habían calculado que debería haber evidencia de un Big Bang en la temperatura de fondo del universo. ^[221] En 1964, Arno Penzias y Robert Wilson ^[222] descubrieron un siseo de fondo de 3 Kelvin en su radiotelescopio de Bell Labs (la antena Holmdel Horn ), que era evidencia de esta hipótesis y formó la base para una serie de resultados que ayudaron a determinar la edad del universo .

En 1938 Otto Hahn y Fritz Strassmann descubrieron la fisión nuclear con métodos radioquímicos, y en 1939 Lise Meitner y Otto Robert Frisch escribieron la primera interpretación teórica del proceso de fisión, que luego fue mejorada por Niels Bohr y John A. Wheeler . Durante la Segunda Guerra Mundial se produjeron más avances, que llevaron a la aplicación práctica del radar y al desarrollo y uso de la bomba atómica . En esa época, Chien-Shiung Wu fue reclutada por el Proyecto Manhattan para ayudar a desarrollar un proceso para separar el metal de uranio en isótopos U-235 y U-238 por difusión gaseosa . ^[223] Era una experimentalista experta en desintegración beta y física de interacción débil. ^{[224] [225]} Wu diseñó un experimento (ver experimento de Wu ) que permitió a los físicos teóricos Tsung-Dao Lee y Chen-Ning Yang refutar la ley de paridad experimentalmente, lo que les valió un Premio Nobel en 1957. ^[224]

Aunque el proceso había comenzado con la invención del ciclotrón por Ernest O. Lawrence en la década de 1930, la física en el período de posguerra entró en una fase de lo que los historiadores han llamado " Gran Ciencia ", que requería máquinas, presupuestos y laboratorios masivos para probar sus teorías y avanzar hacia nuevas fronteras. Los principales patrocinadores de la física fueron los gobiernos estatales, que reconocieron que el apoyo a la investigación "básica" a menudo podía conducir a tecnologías útiles para aplicaciones militares e industriales.

A principios del siglo XX, el estudio de la herencia se convirtió en una investigación importante después del redescubrimiento en 1900 de las leyes de la herencia desarrolladas por Mendel . ^[226] El siglo XX también vio la integración de la física y la química, con propiedades químicas explicadas como el resultado de la estructura electrónica del átomo. El libro de Linus Pauling sobre La naturaleza del enlace químico utilizó los principios de la mecánica cuántica para deducir ángulos de enlace en moléculas cada vez más complicadas. El trabajo de Pauling culminó en el modelado físico del ADN , el secreto de la vida (en palabras de Francis Crick , 1953). En el mismo año, el experimento Miller-Urey demostró en una simulación de procesos primordiales, que los constituyentes básicos de las proteínas, los aminoácidos simples , podían construirse a partir de moléculas más simples, lo que dio inicio a décadas de investigación sobre los orígenes químicos de la vida . En 1953, James D. Watson y Francis Crick aclararon la estructura básica del ADN, el material genético para expresar la vida en todas sus formas, ^[227] basándose en el trabajo de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin , sugirieron que la estructura del ADN era una doble hélice. En su famoso artículo " Estructura molecular de los ácidos nucleicos " ^[227] A fines del siglo XX, las posibilidades de la ingeniería genética se volvieron prácticas por primera vez, y en 1990 comenzó un esfuerzo internacional masivo para mapear un genoma humano completo (el Proyecto Genoma Humano ). La disciplina de la ecología típicamente rastrea su origen a la síntesis de la evolución darwiniana y la biogeografía humboldtiana , a fines del siglo XIX y principios del XX. ^[228] Sin embargo, igualmente importantes en el surgimiento de la ecología fueron la microbiología y la ciencia del suelo , particularmente el concepto de ciclo de la vida , prominente en el trabajo de Louis Pasteur y Ferdinand Cohn . ^[229] La palabra ecología fue acuñada por Ernst Haeckel , cuya visión particularmente holística de la naturaleza en general (y de la teoría de Darwin en particular) fue importante en la difusión del pensamiento ecológico. ^[230] El campo de la ecología de los ecosistemasSurgió en la Era Atómica con el uso de radioisótopos para visualizar las redes alimentarias y en la década de 1970 la ecología de los ecosistemas influyó profundamente en la gestión ambiental global. ^[231]

En 1925, Cecilia Payne-Gaposchkin determinó que las estrellas estaban compuestas principalmente de hidrógeno y helio. ^{[232] El astrónomo} Henry Norris Russell la disuadió de publicar este hallazgo en su tesis doctoral debido a la creencia generalizada de que las estrellas tenían la misma composición que la Tierra. ^[233] Sin embargo, cuatro años después, en 1929, Henry Norris Russell llegó a la misma conclusión a través de un razonamiento diferente y el descubrimiento finalmente fue aceptado. ^[233]

En 1987, los astrónomos de la Tierra observaron la supernova SN 1987A tanto visualmente como, en un triunfo para la astronomía de neutrinos , mediante los detectores de neutrinos solares de Kamiokande . Pero el flujo de neutrinos solares fue una fracción de su valor esperado teóricamente . Esta discrepancia obligó a cambiar algunos valores en el modelo estándar de física de partículas .

La comprensión de las neuronas y el sistema nervioso se hizo cada vez más precisa y molecular durante el siglo XX. Por ejemplo, en 1952, Alan Lloyd Hodgkin y Andrew Huxley presentaron un modelo matemático para la transmisión de señales eléctricas en las neuronas del axón gigante de un calamar, a las que llamaron " potenciales de acción ", y cómo se inician y propagan, conocido como el modelo de Hodgkin-Huxley . En 1961-1962, Richard FitzHugh y J. Nagumo simplificaron Hodgkin-Huxley, en lo que se llama el modelo FitzHugh-Nagumo . En 1962, Bernard Katz modeló la neurotransmisión a través del espacio entre neuronas conocido como sinapsis . A partir de 1966, Eric Kandel y colaboradores examinaron los cambios bioquímicos en las neuronas asociadas con el aprendizaje y el almacenamiento de la memoria en Aplysia . En 1981, Catherine Morris y Harold Lecar combinaron estos modelos en el modelo de Morris-Lecar . Este trabajo cada vez más cuantitativo dio lugar a numerosos modelos de neuronas biológicas y modelos de computación neuronal . La neurociencia comenzó a ser reconocida como una disciplina académica distinta por derecho propio. Eric Kandel y sus colaboradores han citado a David Rioch , Francis O. Schmitt y Stephen Kuffler como personas que desempeñaron papeles críticos en el establecimiento de este campo. ^[234]

La adopción por parte de los geólogos de la tectónica de placas se convirtió en parte de una ampliación del campo de estudio, que pasó de ser un estudio de rocas a un estudio de la Tierra como planeta. Otros elementos de esta transformación incluyen: estudios geofísicos del interior de la Tierra, la agrupación de la geología con la meteorología y la oceanografía como una de las " ciencias de la Tierra ", y comparaciones entre la Tierra y otros planetas rocosos del sistema solar.

En términos de aplicaciones, en el siglo XX se desarrollaron una gran cantidad de nuevas tecnologías. Tecnologías como la electricidad , la bombilla incandescente , el automóvil y el fonógrafo , desarrolladas por primera vez a fines del siglo XIX, se perfeccionaron y se implementaron universalmente. El primer automóvil fue presentado por Karl Benz en 1885. ^[235] El primer vuelo en avión ocurrió en 1903, y para fines de siglo los aviones de pasajeros volaban miles de millas en cuestión de horas. El desarrollo de la radio , la televisión y las computadoras causó cambios masivos en la difusión de la información. Los avances en biología también llevaron a grandes aumentos en la producción de alimentos, así como a la eliminación de enfermedades como la polio por el Dr. Jonas Salk . El mapeo genético y la secuenciación genética, inventados por los Dres. Mark Skolnik y Walter Gilbert, respectivamente, son las dos tecnologías que hicieron factible el Proyecto Genoma Humano . La ciencia informática, construida sobre una base de lingüística teórica , matemáticas discretas e ingeniería eléctrica , estudia la naturaleza y los límites de la computación. Los subcampos incluyen computabilidad , complejidad computacional , diseño de bases de datos , redes de computadoras , inteligencia artificial y diseño de hardware de computadoras . Un área en la que los avances en informática han contribuido a un desarrollo científico más general es al facilitar el archivo a gran escala de datos científicos . La informática contemporánea generalmente se distingue por enfatizar la "teoría" matemática en contraste con el énfasis práctico de la ingeniería de software . ^[236]

El artículo de Einstein "Sobre la teoría cuántica de la radiación" esbozó los principios de la emisión estimulada de fotones. Esto condujo a la invención del láser (amplificación de la luz mediante la emisión estimulada de radiación) y del amplificador óptico que marcó el comienzo de la era de la información . ^[237] Es la amplificación óptica la que permite que las redes de fibra óptica transmitan la capacidad masiva de Internet .

Basado en la transmisión inalámbrica de radiación electromagnética y en las redes globales de operación celular, el teléfono móvil se convirtió en el medio principal para acceder a Internet. ^[238]

En la ciencia política durante el siglo XX, el estudio de la ideología, el conductismo y las relaciones internacionales dieron lugar a una multitud de subdisciplinas de "ciencia política", entre ellas la teoría de la elección racional , la teoría del voto , la teoría de juegos (también utilizada en economía), la psefología , la geografía política / geopolítica , la antropología política / psicología política / sociología política , la economía política, el análisis de políticas , la administración pública, el análisis político comparativo y los estudios de paz /análisis de conflictos. En economía, John Maynard Keynes impulsó una división entre microeconomía y macroeconomía en la década de 1920. Bajo la economía keynesiana, las tendencias macroeconómicas pueden abrumar las decisiones económicas tomadas por los individuos. Los gobiernos deberían promover la demanda agregada de bienes como un medio para alentar la expansión económica. Después de la Segunda Guerra Mundial, Milton Friedman creó el concepto de monetarismo . El monetarismo se centra en el uso de la oferta y la demanda de dinero como método para controlar la actividad económica. En la década de 1970, el monetarismo se adaptó a la economía de la oferta , que aboga por la reducción de los impuestos como un medio para aumentar la cantidad de dinero disponible para la expansión económica. Otras escuelas modernas de pensamiento económico son la nueva economía clásica y la nueva economía keynesiana . La nueva economía clásica se desarrolló en la década de 1970, haciendo hincapié en la microeconomía sólida como base para el crecimiento macroeconómico. La nueva economía keynesiana se creó parcialmente como respuesta a la nueva economía clásica. Muestra cómo la competencia imperfecta y las rigideces del mercado, significa que la política monetaria tiene efectos reales y permite el análisis de diferentes políticas. ^[239]

La psicología del siglo XX vio un rechazo de las teorías de Freud por ser demasiado poco científicas y una reacción contra el enfoque atomista de la mente de Edward Titchener . Esto llevó a la formulación del conductismo por parte de John B. Watson , que fue popularizado por BF Skinner . El conductismo propuso limitar epistemológicamente el estudio psicológico al comportamiento manifiesto, ya que este podía medirse de manera confiable. El conocimiento científico de la "mente" se consideraba demasiado metafísico, por lo tanto imposible de lograr. Las últimas décadas del siglo XX han visto el surgimiento de la ciencia cognitiva , que considera la mente como una vez más un tema de investigación, utilizando las herramientas de la psicología, la lingüística , la informática , la filosofía y la neurobiología . Nuevos métodos de visualización de la actividad del cerebro, como las tomografías por emisión de positrones y las tomografías computarizadas , también comenzaron a ejercer su influencia, lo que llevó a algunos investigadores a investigar la mente investigando el cerebro, en lugar de la cognición. Estas nuevas formas de investigación suponen que es posible una comprensión amplia de la mente humana, y que dicha comprensión puede aplicarse a otros dominios de investigación, como la inteligencia artificial . La teoría evolutiva se aplicó al comportamiento y se introdujo en la antropología y la psicología, a través de los trabajos del antropólogo cultural Napoleon Chagnon . La antropología física se convertiría en antropología biológica , incorporando elementos de la biología evolutiva. ^[240]

La sociología estadounidense en las décadas de 1940 y 1950 estuvo dominada en gran medida por Talcott Parsons , quien argumentó que los aspectos de la sociedad que promovían la integración estructural eran, por lo tanto, "funcionales". Este enfoque del funcionalismo estructural fue cuestionado en la década de 1960, cuando los sociólogos comenzaron a ver este enfoque como una mera justificación de las desigualdades presentes en el status quo. En reacción, se desarrolló la teoría del conflicto , que se basó en parte en las filosofías de Karl Marx. Los teóricos del conflicto vieron a la sociedad como un escenario en el que diferentes grupos compiten por el control de los recursos. El interaccionismo simbólico también llegó a considerarse central para el pensamiento sociológico. Erving Goffman vio las interacciones sociales como una actuación en el escenario, con individuos preparándose "entre bastidores" e intentando controlar a su audiencia a través de la gestión de impresiones . ^[241] Si bien estas teorías son actualmente prominentes en el pensamiento sociológico, existen otros enfoques, incluida la teoría feminista , el posestructuralismo , la teoría de la elección racional y el posmodernismo .

A mediados del siglo XX, muchas de las metodologías de los estudios antropológicos y etnográficos anteriores fueron reevaluadas con miras a la ética de la investigación, mientras que al mismo tiempo el alcance de la investigación se amplió mucho más allá del estudio tradicional de las "culturas primitivas".

A principios del siglo XXI, se demostraron algunos conceptos que se originaron en la física del siglo XX. El 4 de julio de 2012, los físicos que trabajaban en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN anunciaron que habían descubierto una nueva partícula subatómica muy similar al bosón de Higgs , ^[242] lo que se confirmó en marzo del año siguiente. ^[243] Las ondas gravitacionales se detectaron por primera vez el 14 de septiembre de 2015. ^[244]

El Proyecto Genoma Humano se declaró completado en 2003. ^[245] La técnica de edición genética CRISPR desarrollada en 2012 permitió a los científicos modificar el ADN con precisión y facilidad y condujo al desarrollo de nuevos medicamentos. ^[246] En 2020, se inventaron los xenobots , una nueva clase de robótica viviente; ^[247] las capacidades reproductivas se introdujeron el año siguiente. ^[248]

La psicología positiva es una rama de la psicología fundada en 1998 por Martin Seligman que se ocupa del estudio de la felicidad, el bienestar mental y el funcionamiento humano positivo, y es una reacción al énfasis de la psicología del siglo XX en las enfermedades y disfunciones mentales. ^[249]

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• Heilbron, John L., ed. (2003). El compañero de Oxford para la historia de la ciencia moderna . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-511229-0.
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• Sambursky, Shmuel (1974). El pensamiento físico desde los presocráticos hasta los físicos cuánticos: una antología seleccionada, introducida y editada por Shmuel Sambursky. Pica Press. pág. 584. ISBN 978-0-87663-712-8.