Tieteen historia

Muinaiset kulttuurit

Esihistoriallisella ajalla neuvot ja tieto välittyi sukupolvelta sukupolvelle suullisen perinteen kautta. Kirjoitustaidon kehittyminen mahdollisti tiedon säilyttämisen ja viestimisen sukupolvien välillä paljon tehokkaammin ja tarkemmin.

Tieteiden voidaan ajatella saaneen alkunsa kulttuurien siirtymisestä metsästäjä-keräilytaloudesta maanviljelyyn. Tämä pakotti ihmiset tutkimaan ajan kulkua mm. sopivien kylvöaikojen määrittelemiseksi, sekä kehittämään erilaisia yhteiskunnallisen toiminnan muotoja, jotka paikallaan pysyvä asutus toi mukanaan väestön kasvaessa.

Monissa varhaisissa kulttuureissa on tutkittu tähtitaivaan muutoksia systemaattisesti havainnoimalla. Vaikka heillä ei ollut tietoa planeettojenenen ja tähti todellisesta fyysisestä rakenteesta, monia teoreettisia selityksiä esitettiin.

Antiikki

Länsimaisen tieteen historian voidaan katsoa alkaneen antiikin niin sanotuista joonialaisista luonnonfilosofeista ja muista esisokraatikoista. Ensimmäisiä järjestelmällisiä pyrkimyksiä korkeamman koulutuksen järjestämiseen oli Sokrateen oppilaan Platonin Akatemia, jonka kasvatti oli myös Aristoteles. Platonin idealismi, platonismi, ja sen perustalle rakentunut uusplatoninen dualismi kahlitsivat kokeellista luonnontiedettä vuosisatoja. Aristoteles taas oli monialainen kokeellisen luonnontieteen uranuurtaja, jonka filosofia vaikutti tieteeseen vielä tuhansien vuosien jälkeenkin, tosin suuremmassa määrin vasta arabien valtakauden jälkeen, kun hänen teoksiaan käännettiin latinaksi. Antiikin tieteellisiä saavutuksia ei pidä millään muotoa väheksyä: esimerkiksi Aleksandrian akatemiassa 500-luvulla vaikuttanut Filoponos muotoili jo oleellisesti uudella ajalla Newtonin mekaniikassaan esittämiä luonnonlakeja.

Rooma

Roomalaisia ei tunneta tieteellisistä saavutuksistaan, tai edes kiinnostuksestaan, mutta kylläkin insinööritaidon mestarinäytteistä. Näistä esimerkkejä ovat roomalaisten valtatieverkosto siltoineen ja valtavat vesijohto- ja viemärijärjestelmät, sekä kehittynyt asetekniikka. Kansainvaellusten myötä roomalainen imperiumi romahti ja Euroopan lähtökohdat tieteelliseen ja tekniseen kehitykseen heikentyivät merkittävästi.

Keskiaika ja arabit

Arabien valtakaudeksi tieteessä voidaan katsoa aika 600-luvulta 1000-luvun puoliväliin. Arabit olivat uteliaita ja ottivat suojelukseensa syyrialaisia tiedemiehiä. He puolestaan kouluttivat muun muassa al-Khwarizmin (algoritminen ja algebra keksijä) ja Avicennan. Matematiikassa persialainen oppinut Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi antoi nimensä algoritmille. Sabialainen matemaatikko Al-Batani (850-929) kehitti astronomiaaa ja matematiikkaa. Persialainen oppinut Al-Razi kehitti kemia. Arabialainen alkemia inspiroi Roger Baconiaia ja myöhemmin Isaac Newton. Al-Batani paransi maan akselin mittaustarkkuutta.

Vuosisadalta 1100 lähtien Bhaskara ja useat keralalaiset matemaatikot ymmärsivät differentiaalilaskentajaa, matemaattista analyysia, trigonometrisia sarjoja, liukuluku, ja laskennan kehittymisellä perustavanlaatuisia ajatuksia. Arabit valtasivat Intian 711, ja al-Farazi sovelsi intialaista merkkijärjestelmää jo 770-luvulla. Arabit valtasivat myös Aleksandrian ja perustivat Kairoanon tiede- ja kulttuurikeskuksen, ja myöhemmin toisen Pyreneiden niemimaan eteläosaan Córdoba. Arabien tieteellinen uudennusovoima alkoi kuitenkin hiipua heidän kulttuurinsa jäykistyessä yhä uskonnollisemmaksi. Shiialaiset olivat yleisesti ottaen jonkin verran myötämielisimpiä tieteelle. Turkkilaiset sunnit tuhosivat Kairon keskuksen 1171, ja he saivat muutenkin jatkuvasti enemmän valtaa, perustaen aikanaan Ottomaanien imperiumin. Mongoliint hävittivät Bagdad 1258. Lännessä Córdoban tieteellinen kehitysvoima osoitti hiipumisen merkkejä uuden berberihallinnon alla jo ennen kuin kristityt valtasivat Córdoban 1236.

Córdoban kautta antiikin kreikkalaiset ja helleeniset teokset kulkeutuivat viimein takaisin eurooppalaisille, kun niitä käännettiin latinaksi, samoin Euroopan oppineet pääsivät käsiksi arabikollegoidensa tekemään työhön. On kuitenkin merkillepantavaa, että Córdoban valtaamisen jälkeen tieteellinen toiminnallisuus kristillisessä Espanjassa väheni, vaikka se muualla lähti hiljalleen nousemaan.

Elinolojen vakautuessa voimavaroja voitiin suunnata enemmän tieteeseen. Pohjana tälle toimivat katolisen kirkon suojeluksessa toimivat koulut ja yliopistot, kuten Chartres ja Sorbonne sekä luostarit. Luonnontieteitä keskiajalla kehittivät erityisesti Lincolnin piispa ja skolastikko Robert Grosseteste (noin 1175-1253) sekä fransiskaanimunkit Roger Bacon (noin 1214-1294) ja Wilhelm Ockhamilainen (noin 1288-1348).

Uusi aika

Isaac Newton

Euroopan älyllinen uudelleensyntyminen alkoi eurooppalaisten saatua kosketuksen islamilaiseen maailmaan Espanjassa ja Sisiliassa, jota kautta se pääsi käsiksi antiikin Kreikan, Rooman ja islamilaisen maailman töihin. Euroopassa alettiin systemaatisesti kyseenalaistamaan vallalla olleita Raamattuun tai antiikin oppineiden teksteihin pohjautuvia selityksiä maailmasta, elämästä ja ilmiöistä. Asioihin alettiin suhtautua kriittisemmin, ja erilaisia ilmiöitä alettiin tutkia kokeellisesti.

Monet katsovat muutoksen alkaneen Euroopassa vuonna 1543, Kopernikuksen De Revolutionibus julkaistiin, väittäen maan kiertävän aurinkoa. Isaac Newtonin Philosophiae Naturalis Principia Mathematica vuonna 1687 oli ajan kulmakivi. Merkittäviä tutkijoita olivat mm. Galileo Galilei, Edmond Halley, Robert Hooke, Christiaan Huygens, Johannes Kepler, Gottfried Leibniz ja Blaise Pascal.

Tieteen uuden ajan on katsottu alkavan vuodesta 1687, jolloin Isaac Newton julkaisi teoksensa Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, luonnonfilosofian matemaattiset perusteet. Hän loi keinon tuottaa ennustettavia luonnontieteellisiä tuloksia. Newton muistetaan myös painovoimalain muotoilemisesta ja hän kehitti — riippumattomasti saksalaisen Leibnizin kanssa — uuden matematiikan lajin: analyysin, eli differentiaali- ja integraalilaskennan. Tieteelle uutta vauhtia antoivat kuitenkin Gutenbergin läpimurrot kirjapainotekniikassa (1400-luvulla), mikä mahdollisti tiedon nopean ja halvan levittämisen laajalti, ja toisaalta valistuksen aikana (1700-luvulla) vapautunut ajattelu.

Uudella ajalla kehitettiin fysiikassa erityisesti mekaniikkaan ja sähkömagnetismiin liittyviä tieteenaloja. Keskiajan alkemiasta juurensa juontava kemia edistyi myös voimakkaasti.

Eräs kuuluisa tapaus uudelta ajalta on mainitsemisen arvoinen. Galileo Galilei (1564 - 1642) rakensi kaukoputken, ja havaitsi Jupiterin kuiden kiertävän Jupiteria, ja päätteli, ettei Maa olekaan kaikkeuden keskus. Hänen aikalaisensa tajusivat, että tämän ajatuksen läpimurto vesittäisi heidän Ptolemaiokselta perityn todellisuuskäsityksensä, jonka mukaan kaikki kiertää maan ympäri. Lisäksi Galileilla oli muitakin mielipiteitä, joista ei pidetty ja hän riitaantui useiden kanssa myös henkilökohtaisista syistä. Uuden ajan alun yhteiskunnan ydintä nämä asiat järkyttivät ja niinpä valtaapitävät järjestivät Galileille elinkäisen kotiarestin, jossa hän kutienkin jatkoi tutkimuksiaan.

Tuomioistuimessa kahden tiedemiehen kerrotaan kieltäytyneen katsomasta kaukoputkeen, koska he pitivät sitä 'epäsuorana' havaitsemisena ja siis aristoteelisen filosofian vastaisena. Muutoin tiedemiehiä yleisesti ottaen kunnioitettiin, ja he olivat usein nimenomaan valtaapitävien suojatteja. Historia tuntee kaksi erityisen kuuluisaa teloitettua tiedemiestä — Giordano Bruno (valapatto fransiskaanipappi, inkvisitio teloitti hänet harhaoppisuudesta 1600) ja Antoine Laurent Lavoisier (joka teloitettiin Ranskan vallankumouksen aikana 1794).

Moderni tiede

Empiiristä tiedettä formalisoi Charles S. Peirce vuonna 1877 artikkelissaan 'The Fixation of Belief'. Sen mukaan sen tärkein tuntomerkki ja kriteeri on objektiivisuus eli ihmisestä riippumattomuus eli se, että on olemassa todellisia olioita, joiden ominaisuudet ovat täysin riippumattomia meidän mielipiteistämme.

1900-luvulle tultaessa biologiakin on kehittynyt pelkästä taksonomiasta biologisten ilmiöiden selittämiseen pyrkiväksi kokeelliseksi tieteeksi Charles Darwinin ja perinnöllisyystieteen kehittäjän Gregor Mendelin vaikutuksesta.

1900-luvun alussa tehtiin eräitä merkittäviä fysiikkaan ja kosmologiaan liittyviä löytöjä. Radioaktiivisuuden löysi 1896 Henri Becquerel. Vuonna 1905 Albert Einstein julkaisi joukon artikkeleita, jotka johtivat kvanttimekaniikan ja suhteellisuusteorian kehittämiseen. Eräässä toisessa artikkelissaan samalta vuodelta hän ehdotti koetta, jonka perusteella pystyttiin todistamaan, että aine todellakin koostuu atomeista. Tähtitieteen saralla Edwin Hubble teki läpimurron osoittamalla, että paitsi että kaikkeudessa on useita galakseja, myös sen koko on muuttuva, se nimittäin laajenee. Tämä antoi sysäyksen niin kutsutulle alkuräjähdysteorialle.

1900-luku on ollut jälleen tekniikan voittokulkua, sähkömagnetismin ja kemian ollessa kenties tärkeimpiä sovellusaloja. Osaltaan näistä nousee DNA:n keksiminen, josta pääkunnia annetaan Francis Crickilleille ja J. D. Watson. Toinen 1900-luvun merkittävä uusi ala on matematiikasta kasvanut tietotekniikka, jonka varhaisia uranuurtajia olivat John von Neumann ja Alan Turing. 1900-luvun loppuun mennessä vallankumoukset sähköisen viestintätekniikan alalla — televisio ja internet — ovat muuttaneet yhteiskuntaa suuresti.

Kirjallisuutta

Enqvist, Kari (1996). Näkymätön todellisuus. Porvoo: Helsinki: Juva: WSOY. ISBN 951-0-21363-2 (Nykyaikaisen luonnontutkimuksen historiaa.)
Enqvist, Kari (2003). Kosmoksen hahmo. Helsinki: WSOY. ISBN 951-0-27916-1 (Tähtitutkimuksen ja kaikkeuden tutkimuksen historiaa.)