Geschichte der Wissenschaft

Die Wissenschaftsgeschichte umfasst die Entwicklung der Wissenschaft von der Antike bis zur Gegenwart . Sie beinhaltet alle drei Hauptzweige der Wissenschaft : Naturwissenschaft , Sozialwissenschaft und formale Wissenschaft . ^{[ 1 ]} Die Protowissenschaft , die frühen Wissenschaften und Naturphilosophien wie Alchemie und Astrologie , die in der Bronzezeit , Eisenzeit , der klassischen Antike und im Mittelalter existierten , verloren nach dem Aufkommen der modernen Wissenschaften während der wissenschaftlichen Revolution an Bedeutung .

Die frühesten Wurzeln wissenschaftlichen Denkens und Handelns lassen sich bis ins Alte Ägypten und Mesopotamien des 3. und 2. Jahrtausends v. Chr. zurückverfolgen. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Die Beiträge dieser Zivilisationen zu Mathematik , Astronomie und Medizin beeinflussten die spätere griechische Naturphilosophie der klassischen Antike , in der formale Versuche unternommen wurden, Ereignisse in der physischen Welt auf der Grundlage natürlicher Ursachen zu erklären. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Nach dem Untergang des Weströmischen Reiches ging das Wissen um die griechischen Weltanschauungen im lateinischsprachigen Westeuropa während der ersten Jahrhunderte (400 bis 1000 n. Chr.) des Mittelalters zurück , ^{[ 4 ]} während es im griechischsprachigen Byzantinischen Reich weiterhin lebendig blieb . Dank Übersetzungen griechischer Texte wurde die hellenistische Weltanschauung bewahrt und während des islamischen Goldenen Zeitalters in die arabischsprachige muslimische Welt integriert . ^{[ 5 ]} Die Wiederentdeckung und Aneignung griechischer Werke und islamischer Forschungen in Westeuropa vom 10. bis zum 13. Jahrhundert belebte die Naturphilosophie im Westen. ^{[ 4 ] [ 6 ]} Auch im alten Indien und unabhängig davon im alten China entwickelten sich Traditionen früher Wissenschaft , wobei das chinesische Modell Vietnam , Korea und Japan vor den westlichen Entdeckungsreisen beeinflusste . ^{[ 7 ]} Unter den präkolumbischen Völkern Mesoamerikas begründete die Zapotekenkultur ihre ersten bekannten Traditionen der Astronomie und Mathematik zur Kalendererstellung , denen andere Zivilisationen wie die Maya folgten .

Die Naturphilosophie erfuhr durch die wissenschaftliche Revolution des 16. und 17. Jahrhunderts in Europa einen tiefgreifenden Wandel ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} , da neue Ideen und Entdeckungen mit den bisherigen griechischen Vorstellungen und Traditionen brachen ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} . Die daraus entstandene Neue Wissenschaft war mechanistischer in ihrer Weltsicht, stärker mit der Mathematik verknüpft und durch ihre auf einer neu definierten wissenschaftlichen Methode basierende Erkenntnis zuverlässiger und offener ^{[ 12 ] [ 15 ] [ 16 ]} . Weitere „Revolutionen“ folgten in den darauffolgenden Jahrhunderten. Die chemische Revolution des 18. Jahrhunderts beispielsweise führte neue quantitative Methoden und Messverfahren in der Chemie ein ^{[ 17 ]} . Im 19. Jahrhundert rückten neue Perspektiven hinsichtlich der Energieerhaltung , des Erdalters und der Evolution in den Vordergrund. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} Im 20. Jahrhundert legten neue Entdeckungen in Genetik und Physik den Grundstein für neue Teildisziplinen wie die Molekularbiologie und die Teilchenphysik . ^{[ 24 ] [ 25 ]} Darüber hinaus leiteten industrielle und militärische Interessen sowie die zunehmende Komplexität neuer Forschungsvorhaben, insbesondere nach dem Zweiten Weltkrieg , die Ära der „ Big Science “ ein . ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

Die Natur der Wissenschaftsgeschichte – einschließlich der Definition von Wissenschaft und der Frage, ob der englische Begriff „science“ sowohl für vormoderne Gelehrsamkeit als auch für nicht-wissenschaftliches Wissen über die Natur irreführend ist ^– ist Gegenstand anhaltender Debatten und mitunter erheblicher Reibereien zwischen Wissenschaftlern, Soziologen und Historikern . Die Wissenschaftsgeschichte wird oft als lineare Fortschrittsgeschichte betrachtet [ ^{27 ]} , doch Historiker sehen sie mittlerweile als komplexer an ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} . Alfred Edward Taylor bezeichnete Phasen des Stillstands im wissenschaftlichen Fortschritt als „periodische Bankrotte der Wissenschaft“ ^{[ 31 ] .}

Die Professionalisierung der Wissenschaftsgeschichte im 20. Jahrhundert ^{[ 32 ]} ging mit einer enormen und sich rasant ausbreitenden Spezialisierung einher, wobei das Fachgebiet offenbar bestrebt war, der wandelbaren Vielfalt der modernen Wissenschaft selbst gerecht zu werden. ^{[ 33 ]} Wissenschaft ist eine menschliche Tätigkeit, und wissenschaftliche Beiträge stammen von Menschen mit unterschiedlichsten Hintergründen und Kulturen. Wissenschaftshistoriker betrachten ihr Fachgebiet zunehmend als Teil einer globalen Geschichte des Austauschs, der Konflikte und der Zusammenarbeit. ^{[ 34 ]}

Das Verhältnis zwischen Wissenschaft und Religion wurde unter anderem mit Begriffen wie „Konflikt“, „Harmonie“, „Komplexität“ und „gegenseitiger Unabhängigkeit“ charakterisiert. ^{[ 35 ]} Ereignisse in Europa, wie die Galilei-Affäre im frühen 17. Jahrhundert, veranlassten Gelehrte wie John William Draper um 1874 zur Aufstellung einer Konfliktthese . Diese besagt, dass Religion und Wissenschaft im Laufe der Geschichte methodisch, faktisch und politisch im Konflikt standen. Die Konfliktthese hat seither unter der Mehrheit der zeitgenössischen Wissenschaftler und Wissenschaftshistoriker an Bedeutung verloren. ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} Einige zeitgenössische Philosophen und Wissenschaftler, wie beispielsweise Richard Dawkins , ^{[ 39 ]} vertreten diese These jedoch weiterhin.

Historiker haben betont ^{[ 40 ]} , dass Vertrauen für die Übereinstimmung in Aussagen über die Natur unerlässlich ist. Vor diesem Hintergrund ist die Gründung der Royal Society im Jahr 1660 und ihr Verhaltenskodex für Experimente – vertrauenswürdig, weil er von ihren Mitgliedern bezeugt wurde – zu einem wichtigen Kapitel in der Wissenschaftsgeschichte geworden . ^{[ 41 ]} Viele Menschen der modernen Geschichte (typischerweise Frauen und People of Color) waren von wissenschaftlichen Elitekreisen ausgeschlossen und wurden von der etablierten Wissenschaft als minderwertig charakterisiert . Historiker der 1980er und 1990er Jahre beschrieben die strukturellen Barrieren für die Teilhabe und begannen, die Beiträge übersehener Personen wiederzuentdecken. ^{[ 42 ] [ 43 ]} Historiker haben auch die alltäglichen Praktiken der Wissenschaft untersucht, wie Feldarbeit und das Sammeln von Proben ^{[ 44 ]} , Korrespondenz ^{[ 45 ]} , Zeichnen ^{[ 46 ]} , Aufzeichnungen ^{[ 47 ]} und die Verwendung von Labor- und Feldgeräten. ^{[ 48 ]}

In prähistorischer Zeit wurden Wissen und Techniken mündlich von Generation zu Generation weitergegeben . So wird beispielsweise die Domestizierung von Mais für den Ackerbau im südlichen Mexiko auf etwa 9.000 Jahre vor unserer Zeitrechnung datiert , also vor der Entwicklung von Schriftsystemen . ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]} Archäologische Funde belegen ebenfalls die Entwicklung astronomischen Wissens in schriftlosen Gesellschaften. ^{[ 52 ] [ 53 ]}

Die mündliche Überlieferung schriftloser Gesellschaften wies mehrere Merkmale auf, allen voran ihre Flexibilität. ^{[ 2 ]} Neue Informationen wurden ständig aufgenommen und an neue Umstände oder Bedürfnisse der Gemeinschaft angepasst. Es gab keine Archive oder Aufzeichnungen. Diese Flexibilität hing eng mit dem praktischen Bedürfnis zusammen, den gegenwärtigen Zustand zu erklären und zu rechtfertigen. ^{[ 2 ]} Ein weiteres Merkmal war die Tendenz, das Universum als Himmel und Erde mit einer möglichen Unterwelt zu beschreiben . Man neigte auch dazu, Ursachen mit Anfängen gleichzusetzen und so einen historischen Ursprung mit einer Erklärung zu versehen. Zudem vertraute man auf einen Medizinmann oder eine weise Frau für Heilung, Wissen über göttliche oder dämonische Krankheitsursachen und, in extremeren Fällen, für Rituale wie Exorzismus , Wahrsagerei , Gesänge und Beschwörungen . ^{[ 2 ]} Schließlich bestand die Neigung, Erklärungen unhinterfragt zu akzeptieren, die in der heutigen Zeit als unplausibel gelten würden, ohne sich der möglichen Probleme solch leichtgläubigen Verhaltens bewusst zu sein. ^{[ 2 ]}

Die Entwicklung der Schrift ermöglichte es den Menschen, Wissen über Generationen hinweg wesentlich genauer zu speichern und weiterzugeben. Ihre Erfindung war eine Voraussetzung für die Entwicklung der Philosophie und später der Wissenschaft in der Antike . ^{[ 2 ]} Darüber hinaus hing das Ausmaß, in dem Philosophie und Wissenschaft in der Antike gedeihen konnten, von der Effizienz eines Schriftsystems (z. B. der Verwendung von Alphabeten) ab. ^{[ 2 ]}

Die frühesten Wurzeln der Wissenschaft lassen sich bis in den Alten Nahen Osten und Nordostafrika um 3000–1200 v. Chr. zurückverfolgen  – insbesondere ins Alte Ägypten und nach Mesopotamien . ^{[ 2 ]}

Archäologische Funde deuten darauf hin, dass das altägyptische Zahlensystem seinen Ursprung in Subsahara-Afrika hat. ^{[ 55 ]} Auch in der ägyptischen Architektur und in kosmologischen Symbolen finden sich fraktale Geometriemuster, die in den Kulturen Subsahara-Afrikas weit verbreitet sind. ^{[ 56 ]} Der Ishango-Knochen könnte laut dem Gelehrten Alexander Marshack die spätere Entwicklung der Mathematik in Ägypten beeinflusst haben, da die ägyptische Arithmetik – ähnlich wie einige Einträge auf dem Ishango-Knochen – die Multiplikation mit 2 verwendete; dies ist jedoch umstritten. ^{[ 57 ]} Megalithbauten in Nabta Playa (Oberägypten) wiesen astronomische Merkmale und Kalenderanordnungen auf, die sich am heliakischen Aufgang des Sirius orientierten und die Kalibrierung des Jahreskalenders für die jährliche Nilflut unterstützten. ^{[ 58 ]} Diese Praktiken werden mit dem Aufkommen der Kosmologie im Alten Reich Ägyptens in Verbindung gebracht. ^{[ 59 ]}

Ab etwa 3000 v. Chr. entwickelten die alten Ägypter ein Dezimalsystem und nutzten ihre Geometriekenntnisse zur Lösung praktischer Probleme, beispielsweise für Landvermesser und Bauarbeiter. ^{[ 2 ]} Ihre geometrische Entwicklung war selbst eine notwendige Voraussetzung für die Landvermessung , um die Aufteilung und den Besitz von Ackerland zu sichern, das jährlich vom Nil überschwemmt wurde . Das rechtwinklige Dreieck (3-4-5) und andere geometrische Regeln dienten dem Bau geradliniger Strukturen und der typischen Pfosten-Riegel-Architektur Ägyptens.

Ägypten war auch ein Zentrum der alchemistischen Forschung im Mittelmeerraum . Laut den medizinischen Papyri ( ca. 2500–1200 v. Chr .) glaubten die alten Ägypter, dass Krankheiten hauptsächlich durch das Eindringen böser Mächte oder Geister in den Körper verursacht wurden. ^{[ 2 ]} Daher umfassten die Therapien neben der Medizin auch Gebete, Beschwörungen und Rituale. ^{[ 2 ]} Der Papyrus Ebers ( ca. 1600 v. Chr. ) enthält medizinische Rezepte zur Behandlung von Erkrankungen der Augen, des Mundes, der Haut, der inneren Organe und der Extremitäten sowie von Abszessen, Wunden, Verbrennungen, Geschwüren, geschwollenen Drüsen, Tumoren, Kopfschmerzen und Mundgeruch. Der etwa zur gleichen Zeit entstandene Papyrus Edwin Smith enthält ein chirurgisches Handbuch zur Behandlung von Wunden, Knochenbrüchen und Verrenkungen. Die Ägypter glaubten, dass die Wirksamkeit ihrer Medikamente von der Zubereitung und Verabreichung im Rahmen geeigneter Rituale abhing. ^{[ 2 ]} Medizinhistoriker gehen davon aus, dass die altägyptische Pharmakologie beispielsweise weitgehend ineffektiv war. ^{[ 60 ]} Sowohl der Ebers-Papyrus als auch der Edwin-Smith-Papyrus wandten die folgenden Komponenten zur Behandlung von Krankheiten an: Untersuchung, Diagnose, Behandlung und Prognose. ^{[ 61 ]} Diese weisen starke Parallelen zur grundlegenden empirischen Methode der Wissenschaft auf und spielten laut G. E. Lloyd ^{[ 62 ]} eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung dieser Methodik.

Die alten Ägypter entwickelten sogar einen offiziellen Kalender mit zwölf Monaten zu je dreißig Tagen und fünf Tagen am Jahresende. ^{[ 2 ]} Im Gegensatz zum babylonischen Kalender oder den Kalendern der griechischen Stadtstaaten jener Zeit war der offizielle ägyptische Kalender viel einfacher, da er feststand und keine Mond- und Sonnenzyklen berücksichtigte. ^{[ 2 ]}

Untersuchungen an nubischen Mumien in den 1990er Jahren zeigten, dass Kusch ein Pionier der frühen Antibiotika war . ^{[ 63 ]}

Tetracyclin wurde von den Nubiern, wie Knochenfunde aus der Zeit zwischen 350 und 550 n. Chr. belegen, verwendet. Das Antibiotikum fand jedoch erst Mitte des 20. Jahrhunderts breite kommerzielle Anwendung. Einer Theorie zufolge enthielten irdene Krüge mit Biergetreide das Bakterium Streptomyces , welches Tetracyclin produziert. Obwohl die Nubier Tetracyclin nicht kannten, könnten sie bemerkt haben, dass Bier den Menschen besser schmeckte als das Getreide selbst. Charlie Bamforth, Professor für Biochemie und Brauwissenschaft an der University of California, Davis, erklärt: „Sie müssen es konsumiert haben, weil es deutlich schmackhafter war als das Getreide, aus dem es gewonnen wurde.“ ^{[ 64 ]}

Anhand der eingravierten Pläne der Pyramiden des meroitischen Königs Amanikhabali lässt sich belegen, dass die Nubier ein ausgeprägtes mathematisches Verständnis besaßen und das harmonische Verhältnis schätzten. Die Pläne geben Aufschluss über viele weitere Erkenntnisse zur nubischen Mathematik. ^{[ 65 ]} Die alten Nubier entwickelten zudem ein geometrisches System, das sie zur Herstellung früher Sonnenuhren nutzten . ^{[ 66 ] [ 67 ]} Während der meroitischen Periode verwendeten die Nubier eine ähnliche trigonometrische Methodik wie die Ägypter. ^{[ 68 ]}

Die alten Mesopotamier besaßen umfassende Kenntnisse über die chemischen Eigenschaften von Ton, Sand, Metallerzen, Bitumen , Stein und anderen natürlichen Materialien und nutzten dieses Wissen praktisch zur Herstellung von Keramik , Fayence , Glas, Seife, Metallen, Kalkputz und Abdichtungsmaterialien. Die Metallurgie erforderte Kenntnisse über die Eigenschaften von Metallen. Dennoch scheinen die Mesopotamier wenig Interesse daran gehabt zu haben, Informationen über die Natur um ihrer selbst willen zu sammeln, sondern waren vielmehr daran interessiert, die Ordnung des Universums durch die Götter zu erforschen . Die Biologie nicht-menschlicher Organismen wurde im Allgemeinen nur im Kontext etablierter akademischer Disziplinen behandelt. Die Tierphysiologie wurde eingehend zu Wahrsagezwecken studiert ; insbesondere die Anatomie der Leber , die als wichtiges Organ in der Haruspiz galt , wurde detailliert untersucht. Auch das Verhalten von Tieren wurde für divinatorische Zwecke erforscht. Die meisten Informationen über die Ausbildung und Domestizierung von Tieren wurden wahrscheinlich mündlich überliefert und nicht schriftlich festgehalten, aber ein Text, der sich mit der Ausbildung von Pferden befasst, ist erhalten geblieben. ^{[ 69 ]}

The ancient Mesopotamians had no distinction between "rational science" and magic.^[70][71][72] When a person became ill, doctors prescribed magical formulas to be recited as well as medicinal treatments.^{[70][71][72][69]} The earliest medical prescriptions appear in Sumerian during the Third Dynasty of Ur (c. 2112 BCE – c. 2004 BCE).^[73] The most extensive Babylonian medical text, however, is the Diagnostic Handbook written by the ummânū, or chief scholar, Esagil-kin-apli of Borsippa,^[74] during the reign of the Babylonian king Adad-apla-iddina (1069–1046 BCE).^[75] In East Semitic cultures, the main medicinal authority was a kind of exorcist-healer known as an āšipu.^[70][71][72] The profession was generally passed down from father to son and was held in extremely high regard.^[70] Of less frequent recourse was another kind of healer known as an asu, who corresponds more closely to a modern physician and treated physical symptoms using primarily folk remedies composed of various herbs, animal products, and minerals, as well as potions, enemas, and ointments or poultices. These physicians, who could be either male or female, also dressed wounds, set limbs, and performed simple surgeries. The ancient Mesopotamians also practiced prophylaxis and took measures to prevent the spread of disease.^[69]

In der babylonischen Astronomie finden sich Aufzeichnungen der Bewegungen von Sternen , Planeten und Mond auf Tausenden von Tontafeln, die von Schreibern angefertigt wurden . Noch heute werden die von mesopotamischen Proto-Wissenschaftlern identifizierten astronomischen Perioden in westlichen Kalendern wie dem Sonnenjahr und dem Mondmonat weitgehend verwendet . Mithilfe dieser Daten entwickelten sie mathematische Methoden, um die sich im Jahresverlauf verändernde Tageslänge zu berechnen, das Erscheinen und Verschwinden von Mond und Planeten sowie Sonnen- und Mondfinsternisse vorherzusagen. Nur wenige Namen von Astronomen sind bekannt, darunter der von Kidinnu , einem chaldäischen Astronomen und Mathematiker. Kiddinus Wert für das Sonnenjahr wird in den heutigen Kalendern verwendet. Die babylonische Astronomie war „der erste und äußerst erfolgreiche Versuch, astronomische Phänomene mathematisch präzise zu beschreiben“. Laut dem Historiker A. Aaboe hängen „alle nachfolgenden Formen der wissenschaftlichen Astronomie in der hellenistischen Welt, in Indien, im Islam und im Westen – wenn nicht gar alle nachfolgenden Bemühungen in den exakten Wissenschaften – in entscheidender und grundlegender Weise von der babylonischen Astronomie ab.“ ^{[ 76 ]}

Für die Babylonier und andere Kulturen des Nahen Ostens waren Botschaften der Götter oder Omen in allen Naturphänomenen verborgen, die von Eingeweihten entschlüsselt und gedeutet werden konnten. ^{[ 2 ]} Daher glaubte man, die Götter könnten durch alle irdischen Objekte (z. B. Tierinnereien, Träume, Fehlgeburten oder sogar die Farbe des Urins eines Hundes auf einen Menschen) und Himmelsphänomene sprechen. ^{[ 2 ]} Darüber hinaus war die babylonische Astronomie untrennbar mit ihr verbunden.

Die mesopotamische Keilschrifttafel Plimpton 322 aus dem 18. Jahrhundert v. Chr. enthält mehrere pythagoreische Tripel (3, 4, 5) und (5, 12, 13)..., ^{[ 77 ]} was darauf hindeutet , dass die alten Mesopotamier den Satz des Pythagoras möglicherweise schon über ein Jahrtausend vor Pythagoras kannten . ^{[ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]}

Mathematische Errungenschaften aus Mesopotamien beeinflussten die Entwicklung der Mathematik in Indien, und es gibt belegte, wechselseitige Übermittlungen mathematischer Ideen zwischen Indien und China. ^{[ 81 ]} Dennoch entwickelten sich die mathematischen und wissenschaftlichen Errungenschaften in Indien und insbesondere in China weitgehend unabhängig ^{[ 82 ]} von denen Europas, und die belegten frühen Einflüsse dieser beiden Zivilisationen auf die Wissenschaftsentwicklung in Europa in der Vormoderne waren indirekt, wobei Mesopotamien und später die islamische Welt als Vermittler fungierten. ^{[ 81 ]} Die Ankunft der modernen Wissenschaft, die aus der Wissenschaftlichen Revolution hervorging, in Indien und China sowie im gesamten asiatischen Raum lässt sich auf die wissenschaftlichen Aktivitäten von Jesuitenmissionaren zurückführen, die sich im 16. und 17. Jahrhundert für die Erforschung der Flora und Fauna der Region interessierten . ^{[ 83 ]}

Die frühesten Spuren mathematischer Kenntnisse auf dem indischen Subkontinent finden sich in der Indus-Kultur ( ca. 3300  – ca. 1300 v. Chr. ). Die Menschen dieser Zivilisation stellten Ziegel her, deren Abmessungen im Verhältnis 4:2:1 standen, was für die Stabilität von Ziegelbauten günstig war. ^{[ 84 ]} Sie versuchten auch, Längenmessungen mit hoher Genauigkeit zu standardisieren. Sie entwarfen ein Lineal – das Mohenjo-daro-Lineal –, dessen Länge von etwa 34 mm (1,32 Zoll) in zehn gleiche Teile unterteilt war. Die in Mohenjo-daro hergestellten Ziegel wiesen oft Abmessungen auf, die ganzzahlige Vielfache dieser Längeneinheit waren. ^{[ 85 ]}

The Bakhshali manuscript contains problems involving arithmetic, algebra and geometry, including mensuration. The topics covered include fractions, square roots, arithmetic and geometric progressions, solutions of simple equations, simultaneous linear equations, quadratic equations and indeterminate equations of the second degree.^[86] In the 3rd century BCE, Pingala presents the Pingala-sutras, the earliest known treatise on Sanskrit prosody.^[87] He also presents a numerical system by adding one to the sum of place values.^[88] Pingala's work also includes material related to the Fibonacci numbers, called mātrāmeru.^[89]

Indian astronomer and mathematician Aryabhata (476–550), in his Aryabhatiya (499) introduced the sine function in trigonometry and the number 0. In 628, Brahmagupta suggested that gravity was a force of attraction.^[90][91] He also lucidly explained the use of zero as both a placeholder and a decimal digit, along with the Hindu–Arabic numeral system now used universally throughout the world. Arabic translations of the two astronomers' texts were soon available in the Islamic world, introducing what would become Arabic numerals to the Islamic world by the 9th century.^[92][93]

Narayana Pandita (1340–1400^[94]) was an Indian mathematician. Plofker writes that his texts were the most significant Sanskrit mathematics treatises after those of Bhaskara II, other than the Kerala school.^{[95]: 52} He wrote the Ganita Kaumudi (lit. "Moonlight of mathematics") in 1356 about mathematical operations.^[96] The work anticipated many developments in combinatorics.

Zwischen dem 14. und 16. Jahrhundert erzielte die Kerala-Schule der Astronomie und Mathematik bedeutende Fortschritte in der Astronomie und insbesondere in der Mathematik, darunter in Bereichen wie Trigonometrie und Analysis. Madhava von Sangamagrama leistete insbesondere Pionierarbeit in der Analysis , indem er die unendliche und die Taylorreihenentwicklung einiger trigonometrischer Funktionen sowie die Näherung von Pi entwickelte. ^{[ 97 ]} Parameshvara (1380–1460) präsentiert in seinen Kommentaren zu Govindasvāmi und Bhāskara II einen Fall des Mittelwertsatzes . ^{[ 98 ]} Die Yuktibhāṣā wurde 1530 von Jyeshtadeva verfasst . ^{[ 99 ]}

Die erste schriftliche Erwähnung astronomischer Konzepte findet sich in den Veden , der religiösen Literatur Indiens. ^{[ 100 ]} Laut Sarma (2008): „Im Rigveda finden sich kluge Spekulationen über die Entstehung des Universums aus dem Nichts, die Konfiguration des Universums, die kugelförmige, selbsttragende Erde und das Jahr mit 360 Tagen, unterteilt in 12 gleiche Abschnitte von jeweils 30 Tagen mit einem periodisch dazwischenliegenden Schaltmonat.“ ^{[ 100 ]}

Die ersten zwölf Kapitel des Siddhanta Shiromani , verfasst von Bhāskara im 12. Jahrhundert, behandeln Themen wie: mittlere und wahre Längen der Planeten; die drei Probleme der täglichen Rotation; Syzygien; Mondfinsternisse; Sonnenfinsternisse; Breiten der Planeten; Auf- und Untergänge; die Mondsichel; Planetenkonjunktionen; Konjunktionen der Planeten mit den Fixsternen; und die Patas von Sonne und Mond. Die dreizehn Kapitel des zweiten Teils behandeln die Beschaffenheit der Sphäre sowie wichtige astronomische und trigonometrische Berechnungen, die darauf basieren.

In seiner Abhandlung „Tantrasangraha“ aktualisierte Nilakantha Somayaji das Aryabhatan-Modell für die inneren Planeten Merkur und Venus. Die von ihm angegebene Gleichung für deren Mittelpunkte war genauer als die der europäischen und islamischen Astronomie bis zur Zeit Johannes Keplers im 17. Jahrhundert. ^{[ 101 ]} Jai Singh II. von Jaipur ließ insgesamt fünf Observatorien , sogenannte Jantar Mantars , in Neu-Delhi , Jaipur , Ujjain , Mathura und Varanasi errichten ; ihre Fertigstellung erfolgte zwischen 1724 und 1735. ^{[ 102 ]}

Einige der frühesten sprachwissenschaftlichen Aktivitäten finden sich im Indien der Eisenzeit (1. Jahrtausend v. Chr.) mit der Analyse des Sanskrit zur korrekten Rezitation und Interpretation vedischer Texte. Der bedeutendste Grammatiker des Sanskrit war Pāṇini (ca. 520–460 v. Chr.), dessen Grammatik fast 4000 Regeln für das Sanskrit formuliert. Seinem analytischen Ansatz liegen die Konzepte des Phonems , des Morphems und der Wurzel zugrunde . Der in den ersten Jahrhunderten unserer Zeitrechnung verfasste Text Tolkāppiyam ^{[ 103 ]} ist ein umfassendes Werk zur tamilischen Grammatik, das Sutras zu Orthographie, Phonologie, Etymologie, Morphologie, Semantik, Prosodie, Satzstruktur und der Bedeutung des Kontextes in der Sprache enthält.

Funde aus neolithischen Gräberfeldern im heutigen Pakistan belegen frühe Formen der Zahnheilkunde in einer frühen Ackerbaukultur. ^{[ 104 ]} Der antike Text Suśrutasamhitā von Suśruta beschreibt verschiedene chirurgische Eingriffe, darunter Nasenkorrekturen , die Reparatur eingerissener Ohrläppchen, die Steinschnittoperation , Kataraktoperationen sowie diverse andere Exzisionen und chirurgische Verfahren. ^{[ 105 ] [ 106 ]} Die Charaka Samhita von Charaka beschreibt antike Theorien über den menschlichen Körper, die Ätiologie , Symptomatik und Therapie einer Vielzahl von Krankheiten. ^{[ 107 ]} Sie enthält außerdem Abschnitte über die Bedeutung von Ernährung, Hygiene, Prävention, medizinischer Ausbildung und die für die Genesung notwendige Zusammenarbeit von Arzt, Pflegekraft und Patient. ^{[ 108 ] [ 109 ] [ 110 ]}

Eine altindische Abhandlung über Staatskunst , Wirtschaftspolitik und Militärstrategie von Kautilya ^{[ 111 ]} und Viṣhṇugupta ^{[ 112 ]} , die traditionell mit Chāṇakya (ca. 350–283 v. Chr.) identifiziert werden. In dieser Abhandlung werden das Verhalten und die Beziehungen des Volkes, des Königs, des Staates, der Regierungsbeamten, Höflinge, Feinde, Invasoren und Korporationen analysiert und dokumentiert. Roger Boesche beschreibt das Arthaśāstra als „ein Buch des politischen Realismus, ein Buch, das analysiert, wie die politische Welt funktioniert, und nicht sehr oft darlegt, wie sie funktionieren sollte, ein Buch, das einem König häufig aufzeigt, welche kalkulierten und manchmal brutalen Maßnahmen er ergreifen muss, um den Staat und das Gemeinwohl zu bewahren.“ ^{[ 113 ]}

Die Entwicklung der indischen Logik lässt sich zurückverfolgen bis zum Chandahsutra von Pingala und der Anviksiki von Medhatithi Gautama (ca. 6. Jahrhundert v. Chr.); den Sanskrit-Grammatikregeln von Pāṇini (ca. 5. Jahrhundert v. Chr.); der Analyse des Atomismus durch die Vaisheshika- Schule (ca. 6. Jahrhundert v. Chr. bis 2. Jahrhundert v. Chr.); der Analyse des Schlussfolgerns durch Gotama (ca. 6. Jahrhundert v. Chr. bis 2. Jahrhundert n. Chr.), den Begründer der Nyaya- Schule der hinduistischen Philosophie ; und dem Tetralemma von Nagarjuna (ca. 2. Jahrhundert n. Chr.).

Die indische Logik zählt neben der griechischen und der chinesischen Logik zu den drei ursprünglichen Traditionen der Logik . Sie entwickelte sich von der Frühzeit bis in die Neuzeit in Form der Navya-Nyāya -Schule der Logik weiter.

Im 2. Jahrhundert verfeinerte der buddhistische Philosoph Nagarjuna die Catuskoti -Logik. Die Catuskoti wird oft auch als Tetralemma (griechisch) bezeichnet, was die Bezeichnung für ein weitgehend vergleichbares, aber nicht gleichzusetzendes „Vier-Ecken-Argument“ innerhalb der Tradition der klassischen Logik ist .

Navya-Nyāya entwickelte eine ausgefeilte Sprache und ein komplexes Begriffssystem, das es ermöglichte, Probleme der Logik und Erkenntnistheorie aufzuwerfen, zu analysieren und zu lösen. Es systematisierte alle Nyāya-Konzepte in vier Hauptkategorien: Sinn oder Wahrnehmung (pratyakşa), Schlussfolgerung (anumāna), Vergleich oder Ähnlichkeit ( upamāna ) und Zeugnis (Laut oder Wort; śabda).

Schon früh verwendeten die Chinesen ein Stellenwertsystem auf Rechenbrettern. Um 10 auszudrücken, legte man einen einzelnen Strich in das zweite Feld von rechts. Die gesprochene Sprache verwendete ein ähnliches System wie das Englische: z. B. „viertausendzweihundertsieben“. Für Null gab es kein Symbol. Bereits im 1. Jahrhundert v. Chr. waren negative Zahlen und Dezimalbrüche gebräuchlich, und die „Neun Kapitel über die mathematische Kunst“ enthielten Methoden zur Bestimmung höherer Nullstellen mithilfe des Horner-Verfahrens sowie zur Lösung linearer Gleichungen und des Satzes des Pythagoras . Kubische Gleichungen wurden in der Tang-Dynastie gelöst , und Lösungen von Gleichungen höherer Ordnung als 3 erschienen 1245 n. Chr. durch Qin Zhishao im Druck . Das Pascalsche Dreieck für Binomialkoeffizienten wurde um 1100 von Jia Xi’an beschrieben . ^{[ 114 ]}

Obwohl erste Versuche einer Axiomatisierung der Geometrie im Mohistenkanon um 330 v. Chr. zu finden sind , entwickelte Liu Hui im ​​3. Jahrhundert n. Chr. algebraische Methoden in der Geometrie und berechnete auch Pi auf fünf signifikante Stellen genau. Im Jahr 480 n. Chr. verbesserte Zu Chongzhi dies, indem er das Verhältnis entdeckte , das 1200 Jahre lang der genaueste Wert blieb. ${\displaystyle {\tfrac {355}{113}}}$

Astronomische Beobachtungen aus China bilden die längste ununterbrochene Reihe aller Zivilisationen und umfassen Aufzeichnungen von Sonnenflecken (112 Aufzeichnungen seit 364 v. Chr.), Supernovae (1054) sowie Mond- und Sonnenfinsternissen. Im 12. Jahrhundert konnten sie Finsternisse recht genau vorhersagen, doch dieses Wissen ging während der Ming-Dynastie verloren, sodass der Jesuit Matteo Ricci 1601 durch seine Vorhersagen große Anerkennung erlangte. ^{[ 116 ]} Bereits 635 hatten chinesische Astronomen beobachtet, dass die Schweife von Kometen stets von der Sonne weg zeigen.

Die Chinesen nutzten seit der Antike ein äquatoriales System zur Himmelsbeschreibung. Eine Sternenkarte aus dem Jahr 940 wurde in zylindrischer ( Mercator- )Projektion erstellt. Die Verwendung einer Armillarsphäre ist seit dem 4. Jahrhundert v. Chr. belegt, und eine fest auf der Äquatorachse montierte Kugel existiert seit 52 v. Chr. Im Jahr 125 n. Chr. nutzte Zhang Heng Wasserkraft, um die Kugel in Echtzeit zu drehen. Dazu gehörten Ringe für Meridian und Ekliptik. Um 1270 n. Chr. hatten sie die Prinzipien des arabischen Torquetums übernommen .

Im Song-Reich (960–1279) des kaiserlichen Chinas gruben chinesische Gelehrte und Beamte antike Artefakte aus, studierten und katalogisierten sie.

Um sich besser auf Katastrophen vorzubereiten, erfand Zhang Heng im Jahr 132 n. Chr. ein Seismometer , das die Behörden in der Hauptstadt Luoyang umgehend über ein Erdbeben an einem durch eine bestimmte Himmelsrichtung angegebenen Ort informierte . ^{[ 117 ] [ 118 ]} Obwohl in der Hauptstadt keine Erschütterungen zu spüren waren, als Zhang dem Gericht mitteilte, dass sich soeben ein Erdbeben im Nordwesten ereignet hatte, traf kurz darauf die Nachricht ein, dass tatsächlich ein Erdbeben 400 bis 500 km nordwestlich von Luoyang (im heutigen Gansu ) stattgefunden hatte . ^{[ 119 ]} Zhang nannte sein Gerät das „Instrument zur Messung der jahreszeitlichen Winde und der Bewegungen der Erde“ (Houfeng didong yi 候风地动仪), da er und andere annahmen, dass Erdbeben höchstwahrscheinlich durch die enorme Kompression eingeschlossener Luft verursacht werden. ^{[ 120 ]}

Im Laufe der Jahrhunderte gab es viele bedeutende Persönlichkeiten, die maßgeblich zu frühen chinesischen Disziplinen, Erfindungen und Praktiken beigetragen haben. Eines der besten Beispiele ist der mittelalterliche chinesische Gelehrte Shen Kuo (1031–1095) aus der Song-Dynastie. Er war ein Universalgelehrter und Staatsmann, der als Erster den Magnetkompass zur Navigation beschrieb , das Konzept des wahren Nordens entdeckte , die Konstruktion des astronomischen Gnomons , der Armillarsphäre , des Visierrohrs und der Wasserleuchte verbesserte und die Nutzung von Trockendocks zur Reparatur von Schiffen beschrieb. Nach Beobachtungen der natürlichen Sedimentablagerungen und dem Fund von Meeresfossilien im Taihang -Gebirge (Hunderte von Kilometern vom Pazifik entfernt) entwickelte Shen Kuo eine Theorie der Landbildung, die Geomorphologie . Er übernahm auch die Theorie des allmählichen Klimawandels in verschiedenen Regionen im Laufe der Zeit, nachdem er versteinerten Bambus unter der Erde in Yan’an (Shaanxi) entdeckt hatte. Ohne Shen Kuos Schriften ^{[ 121 ]} wären die architektonischen Werke Yu Haos und der Erfinder des Buchdrucks mit beweglichen Lettern , Bi Sheng (990–1051), kaum bekannt. Shens Zeitgenosse Su Song (1020–1101) war ebenfalls ein brillanter Universalgelehrter und Astronom. Er schuf einen Himmelsatlas mit Sternkarten, verfasste eine Abhandlung über Botanik , Zoologie , Mineralogie und Metallurgie und ließ 1088 in Kaifeng einen großen astronomischen Uhrturm errichten . Um die Armillarsphäre in der Spitze zu bewegen , verfügte sein Uhrturm über eine Hemmung und den weltweit ältesten bekannten endlosen Kettenantrieb . ^{[ 122 ]}

Die Jesuitenmissionen in China des 16. und 17. Jahrhunderts lernten die wissenschaftlichen Errungenschaften dieser alten Kultur zu schätzen und machten sie in Europa bekannt. Durch ihren Briefwechsel erfuhren europäische Wissenschaftler erstmals von der chinesischen Wissenschaft und Kultur. ^{[ 123 ]} Die westliche akademische Auseinandersetzung mit der Geschichte der chinesischen Technologie und Wissenschaft wurde durch die Arbeit von Joseph Needham und dem Needham Research Institute maßgeblich geprägt. Zu den technologischen Errungenschaften Chinas zählten laut dem britischen Gelehrten Needham der wasserbetriebene Himmelsglobus (Zhang Heng), ^{[ 124 ]} Trockendocks , Gleitschieber , die Doppelkolbenpumpe , ^{[ 124 ]} der Hochofen , [ ^{125 ]} die Mehrrohr- Sämaschine , die Schubkarre , ^{[ 125} ] die Hängebrücke , ^{[ 125 ]} die Worfelmaschine , ^{[ 124 ]} Schießpulver , ^{[ 125 ]} die Reliefkarte , Toilettenpapier, ^{[ 125 ]} das effiziente Geschirr, ^{[ 124 ] sowie Beiträge in} Logik , Astronomie , Medizin ^und anderen Bereichen .

Allerdings verhinderten kulturelle Faktoren die Weiterentwicklung dieser chinesischen Errungenschaften zu einer „modernen Wissenschaft“. Laut Needham könnte es das religiöse und philosophische Rahmenwerk chinesischer Intellektueller gewesen sein, das sie daran hinderte, die Ideen der Naturgesetze zu akzeptieren:

Es lag nicht daran, dass es für die Chinesen keine Ordnung in der Natur gab, sondern vielmehr daran, dass diese Ordnung nicht von einem vernunftbegabten Wesen verordnet worden war. Daher glaubten sie auch nicht, dass vernunftbegabte Wesen in ihren niederen irdischen Sprachen den göttlichen Gesetzeskodex, den er zuvor erlassen hatte, ausformulieren könnten. Die Taoisten hätten eine solche Vorstellung in der Tat als zu naiv für die Subtilität und Komplexität des Universums, wie sie es intuitiv erfassten, verachtet. ^{[ 126 ]}

Während der mittleren Formativperiode (ca. 900 v. Chr. – ca. 300 v. Chr.) des präkolumbischen Mesoamerika etablierte die Zapotekenkultur , stark beeinflusst von der Olmekenkultur , das erste bekannte vollständige Schriftsystem der Region (möglicherweise vor dem olmekischen Cascajal-Block ) ^{[ 127 ]} sowie den ersten bekannten astronomischen Kalender Mesoamerikas . ^{[ 128 ] [ 129 ]} Nach einer Phase anfänglicher städtischer Entwicklung in der Präklassik baute die klassische Maya-Kultur (ca. 250 n. Chr. – ca. 900 n. Chr.) auf dem gemeinsamen Erbe der Olmeken auf und entwickelte die fortschrittlichsten Systeme für Schrift , Astronomie , Kalenderwissenschaft und Mathematik unter den mesoamerikanischen Völkern. ^{[ 128 ]} Die Maya entwickelten ein Stellenwertsystem mit der Basis 20 , das die Null zur Erstellung ihrer Kalender verwendete . ^{[ 130 ] [ 131 ]} Die Maya-Schrift, die um 200 v. Chr. entwickelt und um 100 v. Chr. weit verbreitet war und auf den Schriften der Olmeken und Zapoteken basiert, enthält leicht erkennbare Kalenderdaten in Form von Logogrammen , die Zahlen, Koeffizienten und Kalenderperioden von 20 Tagen und sogar 20 Jahren darstellen, um soziale, religiöse, politische und wirtschaftliche Ereignisse in 360-Tage-Jahren zu erfassen. ^{[ 132 ]}

The contributions of the Ancient Egyptians and Mesopotamians in the areas of astronomy, mathematics, and medicine had entered and shaped Greeknatural philosophy of classical antiquity, whereby formal attempts were made to provide explanations of events in the physical world based on natural causes.^[2][3] Inquiries were also aimed at such practical goals such as establishing a reliable calendar or determining how to cure a variety of illnesses. The ancient people who were considered the first scientists may have thought of themselves as natural philosophers, as practitioners of a skilled profession (for example, physicians), or as followers of a religious tradition (for example, temple healers).

The earliest Greek philosophers, known as the pre-Socratics,^[133] provided competing answers to the question found in the myths of their neighbors: "How did the ordered cosmos in which we live come to be?"^[134] The pre-Socratic philosopher Thales (640–546 BCE) of Miletus,^[135] identified by later authors such as Aristotle as the first of the Ionian philosophers,^[2] postulated non-supernatural explanations for natural phenomena. For example, that land floats on water and that earthquakes are caused by the agitation of the water upon which the land floats, rather than the god Poseidon.^[136] Thales' student Pythagoras of Samos founded the Pythagorean school, which investigated mathematics for its own sake, and was the first to postulate that the Earth is spherical in shape.^[137]Leucippus (5th century BCE) introduced atomism, the theory that all matter is made of indivisible, imperishable units called atoms. This was greatly expanded on by his pupil Democritus and later Epicurus.

Platon und Aristoteles verfassten die ersten systematischen Abhandlungen zur Naturphilosophie, die die spätere Naturforschung maßgeblich prägten. Ihre Entwicklung des deduktiven Denkens war von besonderer Bedeutung und Nützlichkeit für die spätere wissenschaftliche Forschung. Platon gründete 387 v. Chr. die Platonische Akademie mit dem Motto „Wer nicht mit Geometrie vertraut ist, soll hier nicht eintreten“ und brachte zahlreiche bedeutende Philosophen hervor. Platons Schüler Aristoteles führte den Empirismus und die Vorstellung ein, dass universelle Wahrheiten durch Beobachtung und Induktion erlangt werden können, und legte damit den Grundstein für die wissenschaftliche Methode. ^{[ 138 ]} Aristoteles verfasste zudem viele empirisch geprägte Schriften zur Biologie, die sich mit biologischen Ursachen und der Vielfalt des Lebens befassten. Er machte unzählige Naturbeobachtungen, insbesondere zu den Gewohnheiten und Eigenschaften von Pflanzen und Tieren auf Lesbos , klassifizierte mehr als 540 Tierarten und sezierte mindestens 50. ^{[ 139 ]} Aristoteles’ Schriften beeinflussten die nachfolgende islamische und europäische Gelehrsamkeit tiefgreifend, wurden aber schließlich in der Wissenschaftlichen Revolution überholt . ^{[ 140 ] [ 141 ]}

Aristoteles trug auch zu den Theorien der Elemente und des Kosmos bei. Er glaubte, dass die Himmelskörper (wie die Planeten und die Sonne) einen unbewegten Beweger besäßen , der sie in Bewegung setzte. Aristoteles versuchte, alles mithilfe von Mathematik und Physik zu erklären, führte aber Phänomene wie die Bewegung der Himmelskörper mitunter auf eine höhere Macht wie Gott zurück. Aristoteles verfügte nicht über die technologischen Fortschritte, die die Bewegung der Himmelskörper hätten erklären können. ^{[ 142 ]} Darüber hinaus hatte Aristoteles verschiedene Ansichten zu den Elementen. Er glaubte, dass alles aus den Elementen Erde, Wasser, Luft, Feuer und schließlich dem Äther hervorging . Der Äther war ein Himmelselement und bildete somit die Materie der Himmelskörper. ^{[ 143 ]} Die Elemente Erde, Wasser, Luft und Feuer entstanden aus der Kombination jeweils zweier Eigenschaften von heiß, feucht, kalt und trocken, und alle hatten ihren festen Platz und ihre eigene Bewegung. Die Bewegung dieser Elemente beginnt damit, dass die Erde dem Element „Erde“ am nächsten steht, gefolgt von Wasser, Luft, Feuer und schließlich Äther. Neben der Beschaffenheit aller Dinge entwickelte Aristoteles Theorien darüber, warum die Dinge nicht zu ihrer natürlichen Bewegung zurückkehren. Er verstand, dass Wasser in seinem natürlichen Zustand über der Erde, Luft über dem Wasser und Feuer über der Luft steht. Er erklärte, dass zwar alle Elemente in ihren natürlichen Zustand zurückkehren müssten, der menschliche Körper und andere Lebewesen jedoch einen Einfluss auf die Elemente ausüben – wodurch verhindert wird, dass die Elemente, die den Menschen ausmachen, in ihren natürlichen Zustand zurückkehren. ^{[ 144 ]}

Das bedeutende Erbe dieser Epoche umfasste wesentliche Fortschritte im Faktenwissen, insbesondere in Anatomie , Zoologie , Botanik , Mineralogie , Geographie , Mathematik und Astronomie ; das Bewusstsein für die Wichtigkeit bestimmter wissenschaftlicher Probleme, insbesondere jener, die mit dem Problem des Wandels und seinen Ursachen zusammenhingen; und die Erkenntnis der methodischen Bedeutung der Anwendung mathematischer Methoden auf Naturphänomene und empirischer Forschung. ^{[ 145 ] [ 135 ]} In der hellenistischen Zeit wandten Gelehrte häufig die in der früheren griechischen Philosophie entwickelten Prinzipien an: die Anwendung mathematischer Methoden und die systematische empirische Forschung. ^{[ 146 ]} Weder Vernunft noch Forschung begannen mit den alten Griechen, doch die sokratische Methode und die Ideenlehre brachten große Fortschritte in Geometrie, Logik und den Naturwissenschaften. Laut Benjamin Farrington , ehemaliger Professor für Klassische Philologie an der Swansea University :

„Schon Jahrtausende bevor Archimedes die Gesetze des Gleichgewichts entwickelte, wogen die Menschen; sie müssen also über praktisches und intuitives Wissen zu den zugrunde liegenden Prinzipien verfügt haben. Archimedes ordnete die theoretischen Implikationen dieses praktischen Wissens und präsentierte das daraus resultierende Wissen als logisch kohärentes System.“

und noch einmal:

„Mit Erstaunen befinden wir uns an der Schwelle zur modernen Wissenschaft. Man sollte auch nicht annehmen, dass die Auszüge durch irgendeinen Übersetzungstrick einen modernen Anstrich erhalten hätten. Ganz im Gegenteil. Der Wortschatz und der Stil dieser Schriften sind die Quelle, aus der unser eigener Wortschatz und Stil hervorgegangen sind.“ ^{[ 147 ]}

Der Astronom Aristarch von Samos war der erste bekannte Mensch, der ein heliozentrisches Modell des Sonnensystems vorschlug , während der Geograph Eratosthenes den Erdumfang präzise berechnete. Hipparchos (ca. 190–ca. 120 v. Chr.) erstellte den ersten systematischen Sternenkatalog . Das hohe Niveau der hellenistischen Astronomie und Ingenieurskunst zeigt sich eindrucksvoll am Mechanismus von Antikythera (150–100 v. Chr.), einem Analogrechner zur Berechnung der Planetenpositionen. Technologische Artefakte ähnlicher Komplexität tauchten erst im 14. Jahrhundert wieder auf, als in Europa mechanische astronomische Uhren eingeführt wurden. ^{[ 148 ]}

Zur Zeit des Hippokrates existierte keine klar definierte gesellschaftliche Struktur für das Gesundheitswesen. ^{[ 149 ]} Damals war die Gesellschaft weder organisiert noch gut informiert, da die Menschen Krankheiten noch ausschließlich auf religiöse Erklärungen stützten. ^{[ 149 ]} Hippokrates führte das erste auf Wissenschaft und klinischen Protokollen basierende Gesundheitssystem ein. ^{[ 150 ]} Seine Theorien zur Physik und Medizin trugen maßgeblich zur Schaffung einer organisierten medizinischen Struktur in der Gesellschaft bei. ^{[ 150 ]} In der Medizin beschrieben Hippokrates (ca. 460–370 v. Chr.) und seine Anhänger als Erste zahlreiche Krankheiten und medizinische Zustände und entwickelten den hippokratischen Eid für Ärzte, der bis heute Gültigkeit besitzt und Anwendung findet. Hippokrates’ Ideen sind im Corpus Hippocraticum festgehalten . Diese Sammlung enthält Beschreibungen medizinischer Philosophien und erläutert, wie sich Krankheiten und Lebensstil auf den Körper auswirken. ^{[ 150 ]} Hippokrates prägte die westlich geprägte, professionelle Beziehung zwischen Arzt und Patient. ^{[ 151 ]} Hippokrates ist auch als „Vater der Medizin“ bekannt. ^{[ 150 ]} Herophilos (335–280 v. Chr.) war der Erste, der seine Schlussfolgerungen auf die Sektion des menschlichen Körpers stützte und das Nervensystem beschrieb . Galen (129 – ca. 200 n. Chr.) führte viele kühne Operationen durch – darunter Gehirn- und Augenoperationen – , die fast zwei Jahrtausende lang nicht wiederholt wurden.

Im hellenistischen Ägypten legte der Mathematiker Euklid in seinen „Elementen“ , die als einflussreichstes Lehrbuch aller Zeiten gelten, die Grundlagen mathematischer Strenge und führte die noch heute gebräuchlichen Begriffe Definition, Axiom, Theorem und Beweis ein. ^{[ 153 ]} Archimedes , einer der größten Mathematiker aller Zeiten, ^{[ 154 ]} wird die Anwendung der Exhaustionsmethode zur Berechnung der Fläche unter dem Bogen einer Parabel durch die Summation einer unendlichen Reihe zugeschrieben , und er lieferte eine bemerkenswert genaue Näherung für Pi . ^{[ 155 ]} In der Physik ist er zudem für die Begründung der Hydrostatik und Statik sowie die Erklärung des Hebelgesetzes bekannt .

Theophrast verfasste einige der frühesten Beschreibungen von Pflanzen und Tieren, begründete die erste Taxonomie und untersuchte Mineralien anhand ihrer Eigenschaften, wie beispielsweise ihrer Härte . Plinius der Ältere, Theophrasts Nachfolger, schuf im Jahr 77 n. Chr. eine der umfangreichsten Enzyklopädien der Naturkunde. So beschrieb er beispielsweise präzise die Oktaederform des Diamanten und bemerkte, dass Diamantstaub aufgrund seiner hohen Härte von Graveuren zum Schleifen und Polieren anderer Edelsteine ​​verwendet wird. Seine Erkenntnis der Bedeutung der Kristallform gilt als Vorläufer der modernen Kristallographie , während seine Anmerkungen zu anderen Mineralien die Mineralogie vorwegnahmen. Er erkannte, dass auch andere Mineralien charakteristische Kristallformen aufweisen, verwechselte jedoch in einem Fall die Kristallform mit der Arbeit von Steinschleifern . Plinius wies als Erster nach, dass Bernstein ein Harz von Kiefern ist, das durch darin eingeschlossene Insekten entsteht. ^{[ 156 ] [ 157 ]}

Die Entwicklung der Archäologie hat ihre Wurzeln in der Geschichte und bei jenen, die sich für die Vergangenheit interessierten, wie Könige und Königinnen, die den einstigen Ruhm ihrer jeweiligen Nationen präsentieren wollten. Der griechische Historiker Herodot aus dem 5. Jahrhundert v. Chr. war der erste Gelehrte, der die Vergangenheit systematisch erforschte und möglicherweise auch der erste, der Artefakte untersuchte.

Während der römischen Herrschaft dokumentierten berühmte Historiker wie Polybios , Livius und Plutarch den Aufstieg der Römischen Republik sowie die Organisation und Geschichte anderer Nationen. Staatsmänner wie Julius Caesar , Cicero und andere lieferten Beispiele für die Politik der Republik, des Römischen Reiches und seiner Kriege. Das Studium der Politik in dieser Zeit zielte darauf ab, Geschichte und Regierungsmethoden zu verstehen und die Funktionsweise von Regierungen zu beschreiben.

Die römische Eroberung Griechenlands beeinträchtigte Bildung und Kultur in den griechischen Provinzen nicht. ^{[ 158 ]} Im Gegenteil, die Wertschätzung griechischer Errungenschaften in Literatur, Philosophie, Politik und Kunst durch die römische Oberschicht fiel mit dem wachsenden Wohlstand des Römischen Reiches zusammen . Griechische Siedlungen existierten bereits seit Jahrhunderten in Italien, und die Fähigkeit, Griechisch zu lesen und zu sprechen, war in italienischen Städten wie Rom weit verbreitet. ^{[ 158 ]} Darüber hinaus ermöglichte die Ansiedlung griechischer Gelehrter in Rom, sei es freiwillig oder als Sklaven, den Römern den Zugang zu Lehrern der griechischen Literatur und Philosophie. Umgekehrt studierten auch junge römische Gelehrte in Griechenland und konnten nach ihrer Rückkehr nach Rom die griechischen Errungenschaften an ihre lateinische Führung weitergeben. ^{[ 158 ]} Und trotz der Übersetzung einiger griechischer Texte ins Lateinische nutzten römische Gelehrte, die nach höchster Stellung strebten, die griechische Sprache. Der römische Staatsmann und Philosoph Cicero (106–43 v. Chr.) ist ein Paradebeispiel dafür. Er hatte bei griechischen Lehrern in Rom und später in Athen und Rhodos studiert . Er eignete sich beträchtliche Kenntnisse der griechischen Philosophie an, verfasste lateinische Abhandlungen zu verschiedenen Themen und schrieb sogar griechische Kommentare zu Platons Timaios sowie eine lateinische Übersetzung desselben, die jedoch nicht erhalten geblieben ist. ^{[ 158 ]}

Anfänglich wurde die Förderung griechischer Gelehrsamkeit fast ausschließlich von der römischen Oberschicht finanziert. ^{[ 158 ]} Es gab die unterschiedlichsten Vereinbarungen, von der Anstellung eines talentierten Gelehrten in einem wohlhabenden Haushalt bis hin zum Besitz gebildeter, griechischsprachiger Sklaven. ^{[ 158 ]} Im Gegenzug waren Gelehrte, die es bis an die Spitze brachten, verpflichtet, ihren römischen Gönnern Rat und intellektuelle Begleitung zu leisten oder sich gar um deren Bibliotheken zu kümmern. Weniger begüterte oder erfolgreiche Gelehrte unterrichteten deren Kinder oder verrichteten niedere Arbeiten. ^{[ 158 ]} Detaillierungsgrad und Komplexität der griechischen Wissenschaft wurden den Interessen der römischen Gönner angepasst. Das bedeutete, griechisches Wissen zu popularisieren, indem man Informationen von praktischem Nutzen wie Medizin oder Logik (für Hof und Politik) präsentierte, subtile Details der griechischen Metaphysik und Erkenntnistheorie jedoch ausklammerte. Jenseits der Grundlagen schätzten die Römer die Naturphilosophie nicht und betrachteten sie als Zeitvertreib. ^{[ 158 ]}

Kommentare und Enzyklopädien dienten der Popularisierung griechischen Wissens für das römische Publikum. ^{[ 158 ]} Der griechische Gelehrte Posidonius (ca. 135–ca. 51 v. Chr.), ein gebürtiger Syrer, verfasste zahlreiche Werke zu Geschichte, Geographie, Moralphilosophie und Naturphilosophie. Er beeinflusste maßgeblich lateinische Autoren wie Marcus Terentius Varro (116–27 v. Chr.), der die Enzyklopädie „ Neun Bücher der Disziplinen“ schrieb . Diese umfasste neun Künste: Grammatik, Rhetorik, Logik, Arithmetik, Geometrie, Astronomie, Musiktheorie, Medizin und Architektur. ^{[ 158 ]} Die Disziplinen wurden zum Vorbild für nachfolgende römische Enzyklopädien, und Varros neun freie Künste galten als angemessene Bildung für einen römischen Gentleman. Die ersten sieben von Varros neun Künsten prägten später die sieben freien Künste der mittelalterlichen Schulen . ^{[ 158 ]} Den Höhepunkt der Popularisierungsbewegung bildete der römische Gelehrte Plinius der Ältere (23/24–79 n. Chr.), ein gebürtiger Norditaliener, der mehrere Bücher zur Geschichte Roms und zur Grammatik verfasste. Sein berühmtestes Werk war seine umfangreiche „Naturalis historia“ . ^{[ 158 ]}

Nach dem Tod des römischen Kaisers Marcus Aurelius im Jahr 180 n. Chr. wurden die günstigen Bedingungen für Wissenschaft und Bildung im Römischen Reich durch politische Unruhen, Bürgerkrieg, städtischen Verfall und eine drohende Wirtschaftskrise zunichtegemacht. ^{[ 158 ]} Um 250 n. Chr. begannen Barbaren , die römischen Grenzen anzugreifen und zu überfallen. Diese Ereignisse führten zu einem allgemeinen Niedergang der politischen und wirtschaftlichen Lage. Der Lebensstandard der römischen Oberschicht sank rapide, und der Verlust an Freizeit beeinträchtigte die wissenschaftlichen Bestrebungen. ^{[ 158 ]} Zudem wurde das Römische Reich im 3. und 4. Jahrhundert n. Chr. administrativ in zwei Hälften geteilt: den griechischen Osten und den lateinischen Westen . Diese administrativen Trennungen schwächten den intellektuellen Austausch zwischen den beiden Regionen. ^{[ 158 ]} Schließlich gingen beide Hälften getrennte Wege, wobei aus dem griechischen Osten das Byzantinische Reich hervorging . ^{[ 158 ]} Auch das Christentum breitete sich in dieser Zeit stetig aus und wurde bald zu einem wichtigen Förderer der Bildung im lateinischen Westen. Anfänglich übernahm die christliche Kirche im 2. und 3. Jahrhundert n. Chr. einige Argumentationsinstrumente der griechischen Philosophie, um ihren Glauben gegen intellektuell anspruchsvolle Gegner zu verteidigen. ^{[ 158 ]} Dennoch wurde die griechische Philosophie von den Führern und Anhängern des christlichen Glaubens unterschiedlich aufgenommen. ^{[ 158 ]} Einige, wie Tertullian (ca. 155–ca. 230 n. Chr.), lehnten die Philosophie vehement ab und verurteilten sie als Ketzerei . Andere, wie Augustinus von Hippo (354–430 n. Chr.), waren ambivalent und verteidigten die griechische Philosophie und Wissenschaft als die besten Wege, die Natur zu verstehen, und behandelten sie daher als Dienerin der Religion. ^{[ 158 ]} Das Bildungswesen im Westen begann, wie das übrige Weströmische Reich , aufgrund von Invasionen germanischer Stämme, Bürgerkriegen und wirtschaftlichem Zusammenbruch allmählich zu verfallen. Der Kontakt mit der klassischen Tradition ging in bestimmten Regionen wie dem römischen Britannien und Nordgallien verloren , bestand aber in Rom, Norditalien, Südgallien, Spanien und Nordafrika fort . ^{[ 158 ]}

Im Mittelalter wurde die klassische Bildung in drei großen Sprachkulturen und Zivilisationen fortgeführt: der griechischen (Byzantinischen Welt), der arabischen (Islamischen Welt) und der lateinischen (Westeuropa).

Der Untergang des Weströmischen Reiches führte im 5. Jahrhundert zu einem Verfall der klassischen Tradition im westlichen Teil Europas (dem sogenannten lateinischen Westen ). Im Gegensatz dazu widerstand das Byzantinische Reich den Angriffen der Barbaren und bewahrte und förderte das Wissen. ^{[ 159 ]}

Während das Byzantinische Reich noch Bildungszentren wie Konstantinopel , Alexandria und Antiochia besaß, konzentrierte sich das Wissen Westeuropas bis zur Entwicklung der mittelalterlichen Universitäten im 12. Jahrhundert auf Klöster . Der Lehrplan der Klosterschulen umfasste das Studium der wenigen verfügbaren antiken Texte sowie neuer Werke zu praktischen Themen wie Medizin ^{[ 160 ]} und Zeitmessung. ^{[ 161 ]}

Im sechsten Jahrhundert stellte Isidor von Milet im Byzantinischen Reich die mathematischen Werke des Archimedes im Archimedes-Palimpsest zusammen , in dem alle mathematischen Beiträge des Archimedes gesammelt und studiert wurden.

Johannes Philoponos , ein weiterer byzantinischer Gelehrter, stellte als Erster Aristoteles’ Physiklehre in Frage und führte die Impetustheorie ein . ^{[ 162 ] [ 163 ]} Die Impetustheorie war eine Hilfs- oder Nebentheorie der aristotelischen Dynamik, die ursprünglich zur Erklärung der Wurfparabel gegen die Schwerkraft entwickelt wurde. Sie gilt als intellektuelle Vorläuferin der Konzepte von Trägheit, Impuls und Beschleunigung in der klassischen Mechanik. ^{[ 164 ]} Die Werke des Johannes Philoponos inspirierten Galilei zehn Jahrhunderte später. ^{[ 165 ] [ 166 ]}

Nach dem Fall Konstantinopels im Jahr 1453 flohen zahlreiche griechische Gelehrte nach Norditalien, wo sie die später als „ Renaissance “ bekannte Epoche maßgeblich prägten, indem sie umfangreiches klassisches Wissen, darunter Kenntnisse in Botanik, Medizin und Zoologie, mitbrachten. Auch Byzanz leistete wichtige Beiträge für den Westen: Johannes Philoponus’ Kritik an der aristotelischen Physik und die Werke des Dioskurides. ^{[ 167 ]}

Dies war die Zeit (8.–14. Jahrhundert n. Chr.) des islamischen Goldenen Zeitalters, in der der Handel florierte und neue Ideen und Technologien entstanden, wie zum Beispiel die Einfuhr der Papierherstellung aus China, die das Kopieren von Manuskripten kostengünstig machte.

Die Weitergabe des griechischen Erbes nach Westasien verlief langsam und allmählich über tausend Jahre, beginnend mit den Asieneroberungen Alexanders des Großen im Jahr 335 v. Chr. bis zur Gründung des Islam im 7. Jahrhundert n. Chr . ^{[ 5 ]} Auf die Entstehung und Ausbreitung des Islam im 7. Jahrhundert folgte rasch seine Hellenisierung . Das Wissen um die griechische Weltsicht wurde bewahrt und in die islamische Theologie, das Recht, die Kultur und den Handel integriert. Unterstützt wurde dies durch die Übersetzung traditioneller griechischer Texte und einiger syrischer Quellen ins Arabische im 8. und 9. Jahrhundert.

Madrasas waren Zentren für vielfältige religiöse und wissenschaftliche Studien und bildeten den Höhepunkt verschiedener Institutionen wie Moscheen mit religiösem Schwerpunkt, Unterkünfte für Besucher von außerhalb und schließlich Bildungseinrichtungen für Naturwissenschaften. ^{[ 168 ]} Anders als an westlichen Universitäten lernten die Schüler einer Madrasa von einem festen Lehrer, der ihnen nach Abschluss ihres Studiums ein Zertifikat, die sogenannte Ijazah, ausstellte . Eine Ijazah unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht von einem westlichen Universitätsabschluss: Sie wird von einer Einzelperson und nicht von einer Institution ausgestellt und ist kein individueller Abschluss, der umfassende Kenntnisse in verschiedenen Fächern bescheinigt, sondern eine Lizenz zum Lehren und Weitergeben eines ganz bestimmten Textkorpus. ^{[ 169 ]} Auch Frauen durften Madrasas besuchen, sowohl als Schülerinnen als auch als Lehrerinnen – etwas, das im westlichen Hochschulwesen bis ins 19. Jahrhundert nicht üblich war. ^{[ 169 ]} Madrasas waren mehr als nur akademische Zentren. Die Süleymaniye-Moschee beispielsweise war eine der frühesten und bekanntesten Madrasas und wurde im 16. Jahrhundert von Süleyman dem Prächtigen erbaut. ^{[ 170 ]} Die Süleymaniye-Moschee beherbergte ein Krankenhaus und eine medizinische Hochschule, eine Küche und eine Kinderschule und diente außerdem als vorübergehende Unterkunft für Reisende. ^{[ 170 ]}

Die höhere Bildung an einer Madrasa (oder Hochschule) konzentrierte sich auf islamisches Recht und Religionswissenschaft; alle anderen Fächer mussten die Studierenden im Selbststudium erlernen. ^{[ 5 ]} Trotz gelegentlicher theologischer Gegenreaktionen konnten viele islamische Wissenschaftler in relativ toleranten urbanen Zentren (z. B. Bagdad und Kairo ) arbeiten und wurden von einflussreichen Gönnern geschützt. ^{[ 5 ]} Sie konnten zudem frei reisen und Ideen austauschen, da es innerhalb des vereinigten islamischen Staates keine politischen Schranken gab. ^{[ 5 ]} Die islamische Wissenschaft konzentrierte sich in dieser Zeit vor allem auf die Korrektur, Erweiterung, Formulierung und Anwendung griechischer Ideen auf neue Probleme. ^{[ 5 ]}

Die meisten Errungenschaften islamischer Gelehrter dieser Zeit lagen im Bereich der Mathematik. ^{[ 5 ]} Die arabische Mathematik war eine direkte Nachfolgerin der griechischen und indischen Mathematik. ^{[ 5 ]} So stammen beispielsweise die heute als arabische Ziffern bekannten Zahlen ursprünglich aus Indien, doch muslimische Mathematiker nahmen einige wichtige Verbesserungen am Zahlensystem vor, wie etwa die Einführung des Dezimalkommas . Mathematiker wie Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (ca. 780–850) gaben dem Konzept des Algorithmus seinen Namen , während der Begriff Algebra von al-jabr abgeleitet ist , dem Anfang des Titels einer seiner Publikationen. ^{[ 171 ]} Die islamische Trigonometrie knüpfte an die Werke von Ptolemäus’ Almagest und dem indischen Siddhanta an , denen sie trigonometrische Funktionen hinzufügten , Tabellen erstellten und die Trigonometrie auf Kugeln und Ebenen anwandten. Viele ihrer Ingenieure, Instrumentenbauer und Landvermesser trugen zu Büchern über angewandte Mathematik bei. In der Astronomie leisteten islamische Mathematiker ihre größten Beiträge. Al-Battani (ca. 858–929) verbesserte die Messungen des Hipparchus , die in der Übersetzung von Ptolemäus ’ „Hè Megalè Syntaxis “ ( Die große Abhandlung ), dem Almagest , erhalten sind . Al-Battani erhöhte auch die Genauigkeit der Messung der Präzession der Erdachse. Korrekturen am geozentrischen Weltbild des Ptolemäus wurden von al-Battani, Ibn al-Haytham , ^{[ 172 ]} Averroes und den Maragha-Astronomen wie Nasir al-Din al-Tusi , Mu'ayyad al-Din al-Urdi und Ibn al-Shatir vorgenommen . ^{[ 173 ] [ 174 ]}

Gelehrte mit geometrischen Kenntnissen verbesserten die früheren klassischen Texte über Licht und Sehen von Euklid, Aristoteles und Ptolemäus wesentlich. ^{[ 5 ]} Die ältesten erhaltenen arabischen Abhandlungen stammen aus dem 9. Jahrhundert und wurden von Abū Ishāq al-Kindī , Qustā ibn Lūqā und (fragmentarisch) Ahmad ibn Isā verfasst. Im 11. Jahrhundert entwickelte der Mathematiker und Astronom Ibn al-Haytham (im Westen als Alhazen bekannt) eine neue Theorie des Sehens, die auf den Werken seiner Vorgänger basierte. ^{[ 5 ]} Seine neue Theorie umfasste ein vollständiges System der geometrischen Optik, das er in seinem „Buch der Optik“ ausführlich darlegte . ^{[ 5 ] [ 175 ]} Sein Werk wurde ins Lateinische übersetzt und galt bis ins 17. Jahrhundert in Europa als eine der wichtigsten Quellen für die Optik. ^{[ 5 ]}

Die Medizin wurde in der islamischen Welt hoch geschätzt. ^{[ 5 ]} Die Werke griechischer Medizintheorien, insbesondere die Galens, wurden ins Arabische übersetzt, und es entstand eine Vielzahl medizinischer Texte islamischer Ärzte, die darauf abzielten, das klassische medizinische Wissen zu systematisieren, zu erweitern und zu verbreiten. ^{[ 5 ]} Es entwickelten sich medizinische Fachgebiete , beispielsweise solche, die sich mit der Behandlung von Augenkrankheiten wie dem Grauen Star befassten . Ibn Sina ( im Westen als Avicenna bekannt, ca. 980–1037) war ein produktiver persischer medizinischer Enzyklopädist ^{[ 176 ]} und verfasste umfangreiche Schriften zur Medizin. ^{[ 177 ] [ 178 ]} Seine beiden bedeutendsten Werke sind das Kitāb al-shifāʾ („Buch der Heilung“) und der Kanon der Medizin , die beide bis weit ins 17. Jahrhundert hinein sowohl in der islamischen Welt als auch in Europa als Standardwerke der Medizin galten. Zu seinen zahlreichen Beiträgen zählen die Entdeckung der Ansteckungsfähigkeit von Infektionskrankheiten ^{[ 177 ]} und die Einführung der klinischen Pharmakologie ^{[ 179 ]} . Die Institutionalisierung der Medizin war eine weitere wichtige Errungenschaft in der islamischen Welt. Obwohl Krankenhäuser als Einrichtungen für Kranke bereits im Byzantinischen Reich entstanden, war das Modell der institutionalisierten Medizin für alle Gesellschaftsschichten im islamischen Reich weit verbreitet und allgegenwärtig. Neben der Behandlung von Patienten konnten Ärzte angehende Ärzte ausbilden sowie publizieren und forschen. Die Entdeckung des Lungenkreislaufs durch Ibn al-Nafis erfolgte im Krankenhausumfeld ^{[ 5 ] .}

Die islamische Wissenschaft begann im 12. und 13. Jahrhundert, also vor der Renaissance in Europa, zu verfallen. Dies war zum Teil auf die christliche Rückeroberung Spaniens und die mongolischen Eroberungen im Osten im 11. bis 13. Jahrhundert zurückzuführen. Die Mongolen plünderten 1258 Bagdad , die Hauptstadt des Abbasidenkalifats , und besiegelten damit das Ende des Abbasidenreichs . ^{[ 5 ] [ 180 ]} Dennoch wurden viele der Eroberer zu Förderern der Wissenschaften. Hulagu Khan beispielsweise, der die Belagerung Bagdads anführte, förderte die Sternwarte Maragheh . ^{[ 5 ]} Die islamische Astronomie erlebte bis ins 16. Jahrhundert eine Blütezeit. ^{[ 5 ]}

Im elften Jahrhundert war der größte Teil Europas christianisiert; stärkere Monarchien entstanden; Grenzen wurden wiederhergestellt; technologische Entwicklungen und landwirtschaftliche Innovationen führten zu einer Steigerung der Nahrungsmittelversorgung und des Bevölkerungswachstums. Klassische griechische Texte wurden aus dem Arabischen und Griechischen ins Lateinische übersetzt und regten so wissenschaftliche Diskussionen in Westeuropa an. ^{[ 181 ]}

In der klassischen Antike war die Sektion aufgrund griechischer und römischer Tabus in der Regel verboten. Im Mittelalter begannen jedoch medizinische Lehrer und Studenten in Bologna, menschliche Körper zu öffnen, und Mondino de Luzzi ( ca. 1275–1326 ) verfasste das erste bekannte Anatomielehrbuch, das auf menschlichen Sektionen basierte. ^{[ 182 ] [ 183 ]}

Infolge der Pax Mongolica begannen Europäer wie Marco Polo , immer weiter nach Osten vorzudringen. Die schriftlichen Berichte Polos und seiner Gefährten inspirierten andere westeuropäische Seefahrer, nach einem direkten Seeweg nach Asien zu suchen, was schließlich zum Zeitalter der Entdeckungen führte . ^{[ 184 ]}

Es wurden auch technologische Fortschritte erzielt, wie beispielsweise die frühe Flucht von Eilmer von Malmesbury (der im England des 11. Jahrhunderts Mathematik studiert hatte) ^{[ 185 ]} und die metallurgischen Errungenschaften des Zisterzienser -Hochofens in Laskill . ^{[ 186 ] [ 187 ]}

Mit der Entstehung mittelalterlicher Universitäten im 12. Jahrhundert begann in Westeuropa eine intellektuelle Wiederbelebung . Diese städtischen Institutionen entwickelten sich aus den informellen wissenschaftlichen Aktivitäten gelehrter Mönche , die Klöster besuchten , Bibliotheken konsultierten und sich mit anderen Gelehrten austauschten. ^{[ 188 ]} Ein bekannter Mönch zog eine Schar von Schülern an, woraus eine Gelehrtengemeinschaft ( lateinisch: Collegium ) entstand. Ein Collegium konnte in eine Stadt reisen oder ein Kloster um Aufnahme bitten. Wurde die Zahl der Gelehrten in einem Collegium jedoch zu groß, siedelte es sich stattdessen in einer Stadt an. ^{[ 188 ]} Mit zunehmender Anzahl von Collegien in einer Stadt konnten diese ihren König um eine Charta bitten, die sie in eine Universitas umwandelte . ^{[ 188 ]} In dieser Zeit wurden zahlreiche Universitäten gegründet, die erste in Bologna im Jahr 1088, gefolgt von Paris im Jahr 1150, Oxford im Jahr 1167 und Cambridge im Jahr 1231. ^{[ 188 ]} Die Verleihung einer solchen Charta bedeutete, dass die mittelalterlichen Universitäten eine gewisse Souveränität genossen und unabhängig von den lokalen Autoritäten waren. ^{[ 188 ]} Diese Unabhängigkeit erlaubte es ihnen, sich selbst zu verhalten und ihre Mitglieder nach eigenen Regeln zu beurteilen. Da es sich ursprünglich um religiöse Institutionen handelte, waren ihre Fakultäten und Studenten zudem vor der Todesstrafe (z. B. dem Galgen ) geschützt. ^{[ 188 ]} Diese Unabhängigkeit beruhte auf Gewohnheitsrecht und konnte prinzipiell von den jeweiligen Herrschern aufgehoben werden, wenn diese sich bedroht fühlten. Diskussionen über verschiedene Themen oder Forderungen an diesen mittelalterlichen Institutionen wurden, ungeachtet ihrer Kontroversität, formalisiert geführt, um sicherzustellen, dass diese Diskussionen als Teil der Universitätsstrukturen galten und somit durch die Privilegien der institutionellen Souveränität geschützt waren. ^{[ 188 ]} Eine Behauptung konnte als ex cathedra (wörtlich „vom Lehrstuhl“, im Kontext der Lehre verwendet) oder ex hypothesi (aufgrund einer Hypothese) formuliert werden. Dies bedeutete, dass die Diskussionen als rein intellektuelle Übung dargestellt wurden, die von den Beteiligten weder die Verpflichtung zur Wahrheit einer Behauptung noch Missionierungsversuche verlangte. Moderne akademische Konzepte und Praktiken wie die akademische Freiheitoder die Freiheit der Forschung sind Überreste jener mittelalterlichen Privilegien, die in der Vergangenheit toleriert wurden. ^{[ 188 ]}

Der Lehrplan dieser mittelalterlichen Institutionen konzentrierte sich auf die sieben freien Künste , die Studienanfängern die Fähigkeiten zum logischen Denken und zur wissenschaftlichen Sprache vermitteln sollten. ^{[ 188 ]} Die Studierenden begannen ihr Studium mit den ersten drei freien Künsten oder dem Trivium (Grammatik, Rhetorik und Logik), gefolgt von den nächsten vier freien Künsten oder dem Quadrivium (Arithmetik, Geometrie, Astronomie und Musik). ^{[ 188 ] [ 158 ]} Wer diese Anforderungen erfüllte und den Bachelor of Arts ( B.A. ) erhielt, konnte in die höhere Fakultät (Rechtswissenschaften, Medizin oder Theologie) wechseln, was zum Doktorgrad LLD (Rechtswissenschaften), MD ( Arzt) oder ThD (Theologie) führte. ^{[ 188 ]} Studierende, die in der unteren Fakultät (Geisteswissenschaften) blieben, konnten einen Magister ( Master ) anstreben und drei Philosophien studieren: Metaphysik, Ethik und Naturphilosophie. ^{[ 188 ]} Lateinische Übersetzungen von Aristoteles’ Werken wie De Anima ( Über die Seele ) und die dazugehörigen Kommentare gehörten zur Pflichtlektüre. Mit der Zeit wurde es der unteren Fakultät gestattet, einen eigenen Doktortitel, den PhD , zu verleihen . ^{[ 188 ]} Viele der Doktoren lasen Enzyklopädien und nutzten sie als Lehrbücher. Doch diese Gelehrten sehnten sich nach den vollständigen Originaltexten der antiken griechischen Philosophen, Mathematiker und Ärzte wie Aristoteles , Euklid und Galen , die ihnen damals nicht zugänglich waren. Diese antiken griechischen Texte befanden sich im Byzantinischen Reich und in der islamischen Welt. ^{[ 188 ]}

Contact with the Byzantine Empire,^[165] and with the Islamic world during the Reconquista and the Crusades, allowed Latin Europe access to scientific Greek and Arabic texts, including the works of Aristotle, Ptolemy, Isidore of Miletus, John Philoponus, Jābir ibn Hayyān, al-Khwarizmi, Alhazen, Avicenna, and Averroes. European scholars had access to the translation programs of Raymond of Toledo, who sponsored the 12th century Toledo School of Translators from Arabic to Latin. Later translators like Michael Scotus would learn Arabic in order to study these texts directly. The European universities aided materially in the translation and propagation of these texts and started a new infrastructure which was needed for scientific communities. In fact, European university put many works about the natural world and the study of nature at the center of its curriculum,^[189] with the result that the "medieval university laid far greater emphasis on science than does its modern counterpart and descendent."^[190]

At the beginning of the 13th century, there were reasonably accurate Latin translations of the main works of almost all the intellectually crucial ancient authors, allowing a sound transfer of scientific ideas via both the universities and the monasteries. By then, the natural philosophy in these texts began to be extended by scholastics such as Robert Grosseteste, Roger Bacon, Albertus Magnus and Duns Scotus. Precursors of the modern scientific method, influenced by earlier contributions of the Islamic world, can be seen already in Grosseteste's emphasis on mathematics as a way to understand nature, and in the empirical approach admired by Bacon, particularly in his Opus Majus.

Im 13. Jahrhundert erließ Stephan Tempier , Bischof von Paris, strenge religiöse Beschränkungen für das Studium des Aristoteles (die Verurteilung von 1277 ). Obwohl der Physiker Pierre Duhem die These vertrat, dies habe paradoxerweise zur Etablierung der mittelalterlichen Wissenschaft als ernstzunehmende Disziplin geführt, teilt heute niemand mehr seine Ansicht, die moderne Wissenschaft habe 1277 ihren Anfang genommen. ^{[ 191 ]} Viele Wissenschaftler stimmen jedoch mit Duhems Auffassung überein, dass das mittlere und späte Mittelalter wichtige wissenschaftliche Entwicklungen erlebte ^{[ 192 ] [ 193 ] [ 194 ]} , und argumentieren weiterhin, die Verurteilungen des 13. Jahrhunderts seien für die mittelalterliche Naturphilosophie von Vorteil gewesen, da sie den Einfluss des aristotelischen Dogmas auf die Naturphilosophen des folgenden Jahrhunderts schwächten. Indem die Verurteilungen jede naturphilosophische These verurteilten, die die göttliche Allmacht – „Gottes absolute Macht“ – aristotelischen Unmöglichkeiten unterordnete, haben sie, so die Argumentation, möglicherweise unbeabsichtigt Gelehrte dazu ermutigt, „Was-wäre-wenn“-Szenarien zu erforschen, die Aristoteles für unmöglich erklärt hatte, wie etwa die Existenz eines Vakuums , die Pluralität der Welten oder die Erdrotation . Dies förderte einen Wandel in der Naturphilosophie von der aristotelischen Suche nach logischer Notwendigkeit hin zur Möglichkeit der Kontingenz (z. B. der Idee, dass die tatsächliche Ordnung der Natur eine von vielen möglichen Ordnungen Gottes ist). ^{[ 195 ]}

Die Naturphilosophie der ersten Hälfte des 14. Jahrhunderts bestand größtenteils aus scholastischen Kommentaren und Auseinandersetzungen über lateinische Übersetzungen der Werke Aristoteles'. ^{[ 196 ]} Wilhelm von Ockham betonte das Sparsamkeitsprinzip : Naturphilosophen sollten keine unnötigen Entitäten postulieren, sodass Bewegung nicht als eigenständiges Ding, sondern nur als bewegtes Objekt betrachtet wird ^{[ 197 ]} und eine vermittelnde „sinnliche Spezies“ nicht nötig ist, um dem Auge ein Bild eines Objekts zu vermitteln. ^{[ 198 ]} Gelehrte wie Jean Buridan und Nicole Oresme begannen, Elemente der aristotelischen Mechanik neu zu interpretieren. Insbesondere Buridan entwickelte die Theorie, dass der Impuls die Ursache der Bewegung von Geschossen sei, was einen ersten Schritt hin zum modernen Trägheitsbegriff darstellte . [ ^{199 ] Die} Oxford Calculators begannen, die Kinematik der Bewegung mathematisch zu analysieren , ohne dabei die Ursachen der Bewegung zu berücksichtigen. ^{[ 200 ]} Im Jahr 1348 unterbrachen der Schwarze Tod und andere Katastrophen diese wissenschaftliche Arbeit abrupt. ^{[ 201 ]}

Die Einführung und rasche Verbreitung des Buchdrucks mit beweglichen Lettern in der zweiten Hälfte des 15. Jahrhunderts beendete die Manuskriptkultur des Mittelalters, in der Fakten rar gesät waren, und ersetzte sie durch eine Druckkultur , in der sich verlässliche und dokumentierte Fakten rasch verbreiteten und die sichere Grundlage für wissenschaftliches Wissen bildeten. ^{[ 203 ]}

Der Fall Konstantinopels im Jahr 1453 veranlasste viele byzantinische Gelehrte , im Westen Zuflucht zu suchen.

Mitte des 15. Jahrhunderts entwickelten venezianische Glasmacher das außergewöhnlich klare, farblose Glas Cristallo . Es wurde aus hochreinen Quarzsteinchen (anstelle von Sand) hergestellt und verwendete Manganoxid als Entfärbungsmittel, um den durch Eisenverunreinigungen verursachten Grünstich zu neutralisieren. Dieses Glas galt damals als Spezialität und Luxusgut und wurde für Fenster, Spiegel, Schiffslaternen und Linsen verwendet. ^{[ 204 ]} Als später im Zuge der Wissenschaftlichen Revolution das erste Teleskop erfunden wurde, findet sich die erste historische Erwähnung dieser Erfindung nicht in einem Werk der Naturphilosophie, sondern in einem Patentantrag eines Brillenmachers .

Die Begegnung mit Amerika , Kontinenten, die den Alten völlig unbekannt waren , hatte tiefgreifende Auswirkungen auf das europäische Geistesleben im 16. Jahrhundert ^{[ 205 ]} und untergrub insbesondere die Autorität des Claudius Ptolemäus , des Gelehrten des 2. Jahrhunderts, dessen geographische und astronomische Modelle zuvor als unfehlbar galten. ^{[ 206 ]}

Vesalius ' Arbeit an menschlichen Leichen stieß auf Probleme mit der galenischen Anatomielehre. ^{[ 207 ]}

Die nördliche Renaissance markierte einen entscheidenden Schwerpunktwechsel von der aristotelischen Naturphilosophie hin zur Chemie und den Biowissenschaften (Botanik, Anatomie und Medizin). ^{[ 208 ]}

Das kopernikanische Heliozentrismus ist das von Nikolaus Kopernikus entwickelte und 1543 veröffentlichte astronomische Modell . Dieses Modell positionierte die Sonne nahe dem Zentrum des Universums ^{[ 209 ] [ 210 ]} , wo sie unbeweglich ist, während Erde und die anderen Planeten sie in Kreisbahnen ^{[ 211 ]} umkreisen, deren Bahn durch Epizyklen modifiziert wird , und zwar mit gleichförmiger Geschwindigkeit. Das kopernikanische Modell stellte das vorherrschende geozentrische Modell des Ptolemäus in Frage , das die Erde ins Zentrum des Universums verortete. Astronomen des 16. Jahrhunderts hielten Kopernikus’ Abschaffung des Äquanten für seine größte Leistung ^{[ 212 ]} , doch sein Modell konnte das des Ptolemäus nie vollständig verdrängen. Dieses geriet erst 70 Jahre später nach Galileis teleskopischen Beobachtungen im Jahr 1610 außer Gebrauch . ^{[ 213 ]}

The Scientific Revolution of the 16th and 17th centuries in Europe marked a sharp break with the natural philosophy that had preceded it.^{[214][215][10]} The New Science that emerged departed from previous Greek conceptions and traditions,^{[11][12][13][14]} was more mechanistic in its worldview and more integrated with mathematics,^[12][15][16] and was obsessed with the acquisition and interpretation of new evidence.^[216] The Scientific Revolution is a convenient boundary between ancient thought and modern science. While the period is frequently said to have begun in 1543 with the printings of De humani corporis fabrica (On the Workings of the Human Body) by Andreas Vesalius and De Revolutionibus (On the Revolutions of the Heavenly Spheres) by Nicolaus Copernicus, the SN 1572 supernova has also been suggested as its beginning.^[217] The period culminated with the publication of the Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica in 1687 by Isaac Newton, representative of the unprecedented growth of scientific publications throughout Europe.^[218]

Tycho Brahes beispiellos präzise astronomische Beobachtungen im späten 16. Jahrhundert und Galileo Galileis teleskopische Beobachtungen im frühen 17. Jahrhundert trugen gemeinsam dazu bei, die Astronomie zur ersten modernen Wissenschaft zu machen. Galileis Beobachtungen beendeten ein Jahrtausend vormoderner astronomischer Orthodoxie ^{[ 219 ]} , während Johannes Kepler Brahes Daten nutzte, um zu entdecken, dass Planeten elliptische , nicht kreisförmige Umlaufbahnen haben ^{[ 220 ]} und die Gesetze der Planetenbewegung zu entwickeln ^{[ 221 ]} . Dank Kepler wurden astronomische Phänomene als von physikalischen Gesetzen bestimmt angesehen ^{[ 222 ] .}

Im Jahr 1687 veröffentlichte Isaac Newton die Principia Mathematica , in der er zwei umfassende und erfolgreiche physikalische Theorien darlegte: Newtons Bewegungsgesetze , die zur klassischen Mechanik führten, und Newtons Gravitationsgesetz , das die fundamentale Kraft der Schwerkraft beschreibt.

Ein entscheidender Moment war Robert Boyles Unterscheidung der „Chemie“ von der Alchemie in seinem Werk „The Sceptical Chymist“ im Jahr 1661; die alchemistische Tradition blieb jedoch noch einige Zeit nach Boyles Veröffentlichung bestehen. Weitere wichtige Schritte umfassten die gravimetrischen Experimente von Medizinchemikern wie William Cullen , Joseph Black , Torbern Bergman und Pierre Macquer sowie die Arbeiten von Antoine Lavoisier („ Vater der modernen Chemie “) über Sauerstoff und den Massenerhaltungssatz , die die Phlogistontheorie widerlegten . Die moderne Chemie entwickelte sich vom 16. bis zum 18. Jahrhundert durch die materiellen Praktiken und Theorien, die von Alchemie, Medizin, Industrie und Bergbau gefördert wurden. ^{[ 223 ] [ 224 ] [ 225 ]}

William Harvey veröffentlichte 1628 „De Motu Cordis“ , in dem er seine Schlussfolgerungen zu den umfangreichen Studien der Kreislaufsysteme von Wirbeltieren darlegte . ^{[ 226 ]} Er erkannte die zentrale Rolle von Herz , Arterien und Venen für den Blutkreislauf und fand keine Bestätigung für Galens bereits bestehende Vorstellungen von Erwärmungs- und Kühlungsfunktionen. ^{[ 227 ]} Die Geschichte der frühneuzeitlichen Biologie und Medizin wird oft anhand der Suche nach dem Sitz der Seele erzählt. ^{[ 228 ]} Galen beschreibt in seinen grundlegenden medizinischen Arbeiten die Unterschiede zwischen Arterien, Venen und Nerven mit Begriffen aus der Seele. ^{[ 229 ]}

Eine entscheidende Neuerung war die Gründung ständiger wissenschaftlicher Gesellschaften und ihrer Fachzeitschriften, die die Verbreitung neuer Ideen erheblich beschleunigten. Typisch dafür war die Gründung der Royal Society in London im Jahr 1660 und ihrer Zeitschrift „ Philosophical Transactions of the Royal Society“ im Jahr 1665 , der ersten wissenschaftlichen Zeitschrift in englischer Sprache. ^{[ 230 ]} Ebenfalls 1665 erschien die erste französische Zeitschrift, das „ Journal des sçavans“ . Aufbauend auf den Werken ^{[ 231 ]} von Newton , Descartes , Pascal und Leibniz befand sich die Wissenschaft zur Zeit von Benjamin Franklin (1706–1790), Leonhard Euler (1707–1783), Michail Lomonossow (1711–1765) und Jean le Rond d’Alembert (1717–1783) auf dem Weg zur modernen Mathematik , Physik und Technologie . Denis Diderots zwischen 1751 und 1772 veröffentlichte Encyclopédie trug dazu bei, dieses neue Verständnis einem breiteren Publikum zugänglich zu machen. Die Auswirkungen dieses Prozesses beschränkten sich nicht auf Wissenschaft und Technik, sondern beeinflussten auch die Philosophie ( Immanuel Kant , David Hume ), die Religion (den zunehmend bedeutenden Einfluss der Wissenschaft auf die Religion ) sowie Gesellschaft und Politik im Allgemeinen ( Adam Smith , Voltaire ).

Geology did not undergo systematic restructuring during the Scientific Revolution but instead existed as a cloud of isolated, disconnected ideas about rocks, minerals, and landforms long before it became a coherent science. Robert Hooke formulated a theory of earthquakes, and Nicholas Steno developed the theory of superposition and argued that fossils were the remains of once-living creatures. Beginning with Thomas Burnet's Sacred Theory of the Earth in 1681, natural philosophers began to explore the idea that the Earth had changed over time. Burnet and his contemporaries interpreted Earth's past in terms of events described in the Bible, but their work laid the intellectual foundations for secular interpretations of Earth history.

During the late 18th century, researchers such as Hugh Williamson^[232] and John Walsh experimented on the effects of electricity on the human body. Further studies by Luigi Galvani and Alessandro Volta established the electrical nature of what Volta called galvanism.^[233][234]

Electricity thus became in Romanticism a multifaceted symbol representing both revolutionary fervor and the creative force of nature, as well as a metaphor for the pervasive power of the mind and its spiritual connection. Its presence, both literal and figurative, in both scientific experiments and literature, such as Galvani's study of electrical effects on bodies, fueled the Romantic imagination, serving as a vital concept bridging the animate and the inanimate, the rational and the spiritual.^[235]

Die moderne Geologie entwickelte sich, ähnlich wie die moderne Chemie, allmählich im 18. und frühen 19. Jahrhundert. Benoît de Maillet und der Comte de Buffon hielten die Erde für deutlich älter als die von biblischen Gelehrten angenommenen 6.000 Jahre. Jean-Étienne Guettard und Nicolas Desmarest durchstreiften Zentralfrankreich und hielten ihre Beobachtungen auf einigen der ersten geologischen Karten fest. Mithilfe chemischer Experimente schufen Naturforscher wie der Schotte John Walker ^{[ 236 ]} , der Schwede Torbern Bergman und der Deutsche Abraham Werner umfassende Klassifizierungssysteme für Gesteine ​​und Mineralien – eine Gemeinschaftsleistung, die die Geologie bis zum Ende des 18. Jahrhunderts zu einem hochaktuellen Fachgebiet machte. Diese frühen Geologen entwickelten auch verallgemeinerte Interpretationen der Erdgeschichte, die James Hutton , Georges Cuvier und Alexandre Brongniart , in der Tradition Stenos , zu der Annahme führten, dass Gesteinsschichten anhand der darin enthaltenen Fossilien datiert werden könnten: ein Prinzip, das erstmals auf die Geologie des Pariser Beckens angewendet wurde. Die Verwendung von Leitfossilien erwies sich als wichtiges Werkzeug zur Erstellung geologischer Karten, da sie es Geologen ermöglichte, Gesteine ​​eines Ortes mit solchen ähnlichen Alters an anderen, weit entfernten Orten zu vergleichen.

Die Grundlage der klassischen Nationalökonomie bildet Adam Smiths Werk „ Der Wohlstand der Nationen“ ( 1776). Smith kritisierte den Merkantilismus und plädierte für ein System des Freihandels mit Arbeitsteilung . Er postulierte eine „ unsichtbare Hand “, die Wirtschaftssysteme reguliert, deren Akteure ausschließlich von Eigeninteresse geleitet werden. Diese „unsichtbare Hand“, die auf einer verlorenen Seite mitten in einem Kapitel des Werkes erwähnt wird , gilt als Smiths zentrale Botschaft.

Die Anthropologie lässt sich am besten als ein Produkt der Aufklärung verstehen. In dieser Zeit unternahmen Europäer den systematischen Versuch, menschliches Verhalten zu erforschen. Traditionen der Rechtswissenschaft, Geschichte, Philologie und Soziologie entwickelten sich in dieser Zeit und prägten die Entwicklung der Sozialwissenschaften, zu denen auch die Anthropologie gehörte.

Im 19. Jahrhundert entstand die Wissenschaft als Beruf. William Whewell prägte 1833 den Begriff Wissenschaftler ^{[ 237 ]} , der bald den älteren Begriff Naturphilosoph ersetzte .

In der Physik wurde das Verhalten von Elektrizität und Magnetismus von Giovanni Aldini , Alessandro Volta , Michael Faraday , Georg Ohm und anderen erforscht. Die Experimente, Theorien und Entdeckungen von Michael Faraday , André-Marie Ampère , James Clerk Maxwell und ihren Zeitgenossen führten zur Vereinigung der beiden Phänomene in einer einzigen Theorie des Elektromagnetismus , den Maxwell-Gleichungen . Die Thermodynamik trug zum Verständnis von Wärme und zur Definition des Energiebegriffs bei.

In der Astronomie wurde der Planet Neptun entdeckt. Fortschritte in der Astronomie und bei optischen Systemen im 19. Jahrhundert führten zur ersten Beobachtung eines Asteroiden ( 1 Ceres ) im Jahr 1801 und zur Entdeckung des Neptun im Jahr 1846.

In der Mathematik reifte der Begriff der komplexen Zahlen und führte zu einer analytischen Theorie; auch die Verwendung hyperkomplexer Zahlen begann . Karl Weierstrass und andere führten die Arithmetisierung der Analysis für Funktionen reeller und komplexer Variablen durch . Nach fast zweitausend Jahren erlebte die Geometrie zudem neue Fortschritte, die über die klassischen Theorien Euklids hinausgingen. Auch die mathematische Wissenschaft der Logik erfuhr nach einer ähnlich langen Stagnationsphase revolutionäre Durchbrüche. Der bedeutendste wissenschaftliche Schritt dieser Zeit waren jedoch die Ideen der Begründer der Elektrotechnik. Ihre Arbeit veränderte die Physik grundlegend und ermöglichte neue Technologien wie elektrische Energie, elektrische Telegrafie, Telefon und Radio.

In chemistry, Dmitri Mendeleev, following the atomic theory of John Dalton, created the first periodic table of elements. Other highlights include the discoveries unveiling the nature of atomic structure and matter, simultaneously with chemistry – and of new kinds of radiation. The theory that all matter is made of atoms, which are the smallest constituents of matter that cannot be broken down without losing the basic chemical and physical properties of that matter, was provided by John Dalton in 1803, although the question took a hundred years to settle as proven. Dalton also formulated the law of mass relationships. In 1869, Dmitri Mendeleev composed his periodic table of elements on the basis of Dalton's discoveries. The synthesis of urea by Friedrich Wöhler opened a new research field, organic chemistry, and by the end of the 19th century, scientists were able to synthesize hundreds of organic compounds. The later part of the 19th century saw the exploitation of the Earth's petrochemicals, after the exhaustion of the oil supply from whaling. By the 20th century, systematic production of refined materials provided a ready supply of products which provided not only energy, but also synthetic materials for clothing, medicine, and everyday disposable resources. Application of the techniques of organic chemistry to living organisms resulted in physiological chemistry, the precursor to biochemistry.^[238]

Over the first half of the 19th century, geologists such as Charles Lyell, Adam Sedgwick, and Roderick Murchison applied the new technique to rocks throughout Europe and eastern North America, setting the stage for more detailed, government-funded mapping projects in later decades. Midway through the 19th century, the focus of geology shifted from description and classification to attempts to understand how the surface of the Earth had changed. The first comprehensive theories of mountain building were proposed during this period, as were the first modern theories of earthquakes and volcanoes. Louis Agassiz and others established the reality of continent-covering ice ages, and "fluvialists" like Andrew Crombie Ramsay argued that river valleys were formed, over millions of years by the rivers that flow through them. After the discovery of radioactivity, radiometric dating methods were developed, starting in the 20th century. Alfred Wegener's theory of "continental drift" was widely dismissed when he proposed it in the 1910s,^[239] but new data gathered in the 1950s and 1960s led to the theory of plate tectonics, which provided a plausible mechanism for it. Plate tectonics also provided a unified explanation for a wide range of seemingly unrelated geological phenomena. Since the 1960s it has served as the unifying principle in geology.^[240]

Die wohl prominenteste, kontroverseste und weitreichendste Theorie der gesamten Wissenschaft ist die Evolutionstheorie durch natürliche Selektion , die unabhängig voneinander von Charles Darwin und Alfred Wallace formuliert wurde . Ausführlich beschrieb Darwin sie in seinem 1859 erschienenen Buch „ Die Entstehung der Arten “. Darin postulierte Darwin, dass die Merkmale aller Lebewesen, einschließlich des Menschen, durch natürliche Prozesse über lange Zeiträume geformt wurden. Die Evolutionstheorie in ihrer heutigen Form beeinflusst nahezu alle Bereiche der Biologie. ^{[ 241 ]} Die Auswirkungen der Evolution auf Bereiche außerhalb der reinen Wissenschaft haben sowohl Widerstand als auch Zustimmung aus verschiedenen Teilen der Gesellschaft hervorgerufen und das allgemeine Verständnis von der Stellung des Menschen im Universum maßgeblich geprägt. Unabhängig davon formulierte Gregor Mendel 1866 die Vererbungsregeln, die zur Grundlage der modernen Genetik wurden .

Ein weiterer Meilenstein in Medizin und Biologie waren die erfolgreichen Bemühungen, die Keimtheorie der Krankheiten zu beweisen . Daraufhin entwickelte Louis Pasteur den ersten Impfstoff gegen Tollwut und machte zahlreiche Entdeckungen auf dem Gebiet der Chemie, darunter die Asymmetrie von Kristallen . 1847 reduzierte der ungarische Arzt Ignác Fülöp Semmelweis das Auftreten von Kindbettfieber drastisch , indem er Ärzte verpflichtete, sich vor der Betreuung von Gebärenden die Hände zu waschen. Diese Entdeckung erfolgte vor der Entwicklung der Keimtheorie . Semmelweis' Erkenntnisse fanden jedoch bei seinen Zeitgenossen keine Anerkennung, und das Händewaschen wurde erst durch die Entdeckungen des britischen Chirurgen Joseph Lister üblich , der 1865 die Prinzipien der Antisepsis bewies . Listers Arbeit basierte auf den wichtigen Erkenntnissen des französischen Biologen Louis Pasteur . Pasteur gelang es, Mikroorganismen mit Krankheiten in Verbindung zu bringen und revolutionierte damit die Medizin. Er entwickelte auch eine der wichtigsten Methoden der Präventivmedizin , als er 1880 einen Impfstoff gegen Tollwut herstellte . Pasteur erfand das Pasteurisierungsverfahren , um die Verbreitung von Krankheiten durch Milch und andere Lebensmittel zu verhindern. ^{[ 242 ]}

Karl Marx entwickelte eine alternative Wirtschaftstheorie, die sogenannte Marxsche Ökonomie . Diese basiert auf der Arbeitswerttheorie und geht davon aus, dass der Wert eines Gutes sich nach dem zu seiner Produktion benötigten Arbeitsaufwand richtet. Gemäß diesem Axiom beruhte der Kapitalismus darauf, dass Arbeitgeber den Arbeitnehmern nicht den vollen Wert ihrer Arbeit zahlten, um Profit zu erzielen. Die Österreichische Schule reagierte auf die Marxsche Ökonomie, indem sie Unternehmertum als treibende Kraft der wirtschaftlichen Entwicklung betrachtete . Dadurch wurde die Arbeitswerttheorie durch ein System von Angebot und Nachfrage ersetzt .

Die Psychologie als eigenständige, von der Philosophie unabhängige Wissenschaft entstand 1879, als Wilhelm Wundt in Leipzig das erste ausschließlich der psychologischen Forschung gewidmete Laboratorium gründete . Zu den weiteren wichtigen Pionieren der Psychologie zählen Hermann Ebbinghaus (ein Wegbereiter der Gedächtnisforschung), Iwan Pawlow (der Entdecker der klassischen Konditionierung ), William James und Sigmund Freud . Freuds Einfluss war enorm, allerdings eher als kulturelle Ikone denn als prägende Kraft in der wissenschaftlichen Psychologie.

Die moderne Soziologie entstand im frühen 19. Jahrhundert als akademische Antwort auf die Modernisierung der Welt. Viele frühe Soziologen (z. B. Émile Durkheim ) verfolgten im Rahmen des Strukturalismus das Ziel , den Zusammenhalt sozialer Gruppen zu verstehen und ein Gegenmittel gegen den sozialen Zerfall zu entwickeln. Max Weber befasste sich mit der Modernisierung der Gesellschaft durch das Konzept der Rationalisierung , das seiner Ansicht nach Individuen in einem „eisernen Käfig“ rationalen Denkens gefangen hielt. Einige Soziologen, darunter Georg Simmel und W. E. B. Du Bois , nutzten eher mikrosoziologische , qualitative Analysen. Dieser mikrosoziologische Ansatz spielte eine wichtige Rolle in der amerikanischen Soziologie. Die Theorien von George Herbert Mead und seinem Schüler Herbert Blumer führten zur Entstehung des symbolischen Interaktionismus . Insbesondere Auguste Comte veranschaulichte in seinem Werk den Übergang von einer theologischen zu einer metaphysischen und von dieser zu einer positiven Phase. Comte kümmerte sich um die Klassifizierung der Wissenschaften sowie um den Übergang der Menschheit zu einem Fortschritt, der auf einer erneuten Betrachtung der Natur beruht, wobei die „Sozialität“ als Grundlage der wissenschaftlich interpretierten Gesellschaft anerkannt wird. ^{[ 243 ]}

Die Romantik des frühen 19. Jahrhunderts prägte die Wissenschaft grundlegend, indem sie neue Forschungsfelder eröffnete, die in den klassischen Ansätzen der Aufklärung unerwartet waren. Der Niedergang der Romantik erfolgte, weil der Positivismus nach 1840 die Ideale der Intellektuellen aufgriff und bis etwa 1880 Bestand hatte. Gleichzeitig brachte die romantische Reaktion auf die Aufklärung Denker wie Johann Gottfried Herder und später Wilhelm Dilthey hervor, deren Werk die Grundlage für den für die Disziplin zentralen Kulturbegriff bildete . Traditionell basierte ein Großteil der Geschichte des Fachs auf den kolonialen Begegnungen zwischen Westeuropa und dem Rest der Welt, und ein Großteil der Anthropologie des 18. und 19. Jahrhunderts wird heute als wissenschaftlicher Rassismus eingestuft . Im späten 19. Jahrhundert fanden Kämpfe über das "Studium des Menschen" zwischen Vertretern einer "anthropologischen" Überzeugung (die sich auf anthropometrische Techniken stützten) und Vertretern einer " ethnologischen " Überzeugung (die Kulturen und Traditionen betrachteten) statt, und diese Unterscheidungen wurden Teil der späteren Spaltung zwischen physischer Anthropologie und Kulturanthropologie , letztere wurde von den Schülern von Franz Boas eingeleitet .

Die Wissenschaft machte im 20. Jahrhundert dramatische Fortschritte. Es gab neue und radikale Entwicklungen in den physikalischen und biologischen Wissenschaften, die auf den Fortschritten des 19. Jahrhunderts aufbauten. ^{[ 244 ]}

The beginning of the 20th century brought the start of a revolution in physics. The long-held theories of Newton were shown not to be correct in all circumstances. Beginning in 1900, Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr and others developed quantum theories to explain various anomalous experimental results, by introducing discrete energy levels. Not only did quantum mechanics show that the laws of motion did not hold on small scales, but the theory of general relativity, proposed by Einstein in 1915, showed that the fixed background of spacetime, on which both Newtonian mechanics and special relativity depended, could not exist. In 1925, Werner Heisenberg and Erwin Schrödinger formulated quantum mechanics, which explained the preceding quantum theories. Currently, general relativity and quantum mechanics are inconsistent with each other, and efforts are underway to unify the two.^[245]

The observation by Edwin Hubble in 1929 that the speed at which galaxies recede positively correlates with their distance, led to the understanding that the universe is expanding, and the formulation of the Big Bang theory by Georges Lemaître. George Gamow, Ralph Alpher, and Robert Herman had calculated that there should be evidence for a Big Bang in the background temperature of the universe.^[246] In 1964, Arno Penzias and Robert Wilson^[247] discovered a 3 Kelvin background hiss in their Bell Labsradiotelescope (the Holmdel Horn Antenna), which was evidence for this hypothesis, and formed the basis for a number of results that helped determine the age of the universe.

1938 entdeckten Otto Hahn und Fritz Strassmann die Kernspaltung mit radiochemischen Methoden. 1939 verfassten Lise Meitner und Otto Robert Frisch die erste theoretische Interpretation des Spaltungsprozesses, die später von Niels Bohr und John A. Wheeler weiterentwickelt wurde . Während des Zweiten Weltkriegs erfolgten weitere Entwicklungen, die zur praktischen Anwendung des Radars sowie zur Entwicklung und zum Einsatz der Atombombe führten . Etwa zur gleichen Zeit wurde Chien-Shiung Wu vom Manhattan-Projekt angeworben , um ein Verfahren zur Trennung von Uranmetall in die Isotope U-235 und U-238 mittels Gasdiffusion zu entwickeln . ^{[ 248 ]} Sie war eine Expertin für Experimentalphysik auf dem Gebiet des Beta-Zerfalls und der schwachen Wechselwirkung. ^{[ 249 ] [ 250 ]} Wu entwarf ein Experiment (siehe Wu-Experiment ), das es den theoretischen Physikern Tsung-Dao Lee und Chen-Ning Yang ermöglichte , das Paritätsgesetz experimentell zu widerlegen, wofür sie 1957 den Nobelpreis erhielten. ^{[ 249 ]}

Obwohl der Prozess mit der Erfindung des Zyklotrons durch Ernest O. Lawrence in den 1930er Jahren begann, trat die Physik in der Nachkriegszeit in eine Phase ein, die Historiker als „ Big Science “ bezeichnen. Diese erforderte massive Maschinen, Budgets und Labore, um Theorien zu testen und neue Gebiete zu erschließen. Hauptförderer der Physik wurden die Bundesstaaten, die erkannten, dass die Unterstützung der Grundlagenforschung oft zu Technologien führen konnte, die sowohl militärisch als auch industriell nützlich waren.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts rückte die Vererbungslehre nach der Wiederentdeckung der von Mendel entwickelten Vererbungsgesetze im Jahr 1900 in den Mittelpunkt der Forschung . ^{[ 251 ]} Im 20. Jahrhundert fanden auch Physik und Chemie zusammen, wobei chemische Eigenschaften als Folge der elektronischen Struktur des Atoms erklärt wurden. Linus Paulings Buch „ The Nature of the Chemical Bond“ nutzte die Prinzipien der Quantenmechanik, um Bindungswinkel in immer komplexeren Molekülen zu berechnen. Paulings Arbeit gipfelte in der physikalischen Modellierung der DNA , dem Geheimnis des Lebens (in den Worten von Francis Crick , 1953). Im selben Jahr demonstrierte das Miller-Urey-Experiment in einer Simulation urzeitlicher Prozesse, dass die Grundbausteine ​​von Proteinen, einfache Aminosäuren , selbst aus einfacheren Molekülen aufgebaut werden können. Dies gab den Anstoß für jahrzehntelange Forschungen zu den chemischen Ursprüngen des Lebens . 1953 klärten James D. Watson und Francis Crick die Grundstruktur der DNA, des genetischen Materials für die Expression des Lebens in all seinen Formen, auf ^{[ 252 ].} Aufbauend auf den Arbeiten von Maurice Wilkins und Rosalind Franklin schlugen sie vor, dass die DNA eine Doppelhelixstruktur aufweist. In ihrer berühmten Arbeit „ Molekulare Struktur der Nukleinsäuren “ ^{[ 252 ]} Ende des 20. Jahrhunderts wurden die Möglichkeiten der Gentechnik erstmals praktisch nutzbar, und 1990 begann ein massives internationales Projekt zur Kartierung des gesamten menschlichen Genoms (das Humangenomprojekt ). Die Ökologie als Disziplin führt ihren Ursprung typischerweise auf die Synthese von Darwins Evolutionstheorie und Humboldtscher Biogeographie im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert zurück ^{[ 253 ]} . Ebenso wichtig für die Entwicklung der Ökologie waren jedoch die Mikrobiologie und die Bodenkunde – insbesondere das Konzept des Lebenszyklus , das in den Arbeiten von Louis Pasteur und Ferdinand Cohn eine zentrale Rolle spielte . ^{[ 254 ]} Der Begriff Ökologie wurde von Ernst Haeckel geprägt.Seine besonders ganzheitliche Sicht auf die Natur im Allgemeinen (und Darwins Theorie im Besonderen) war wichtig für die Verbreitung des ökologischen Denkens. ^{[ 255 ]} Die Ökosystemökologie entstand im Atomzeitalter mit der Verwendung von Radioisotopen zur Visualisierung von Nahrungsnetzen und beeinflusste in den 1970er Jahren das globale Umweltmanagement maßgeblich. ^{[ 256 ]}

1925 stellte Cecilia Payne-Gaposchkin fest, dass Sterne hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen. ^{[ 257 ]} Der Astronom Henry Norris Russell riet ihr davon ab, diese Erkenntnis in ihrer Doktorarbeit zu veröffentlichen, da man damals allgemein annahm, Sterne hätten dieselbe Zusammensetzung wie die Erde. ^{[ 258 ]} Vier Jahre später, 1929, gelangte Henry Norris Russell jedoch mit anderen Argumenten zum selben Schluss, und die Entdeckung wurde schließlich anerkannt. ^{[ 258 ]}

1987 wurde die Supernova SN 1987A von Astronomen auf der Erde sowohl visuell als auch – ein Triumph für die Neutrinoastronomie – mit den solaren Neutrinodetektoren in Kamiokande beobachtet . Der solare Neutrinofluss betrug jedoch nur einen Bruchteil des theoretisch erwarteten Wertes . Diese Diskrepanz erzwang eine Anpassung einiger Werte im Standardmodell der Teilchenphysik .

Das Verständnis von Neuronen und dem Nervensystem wurde im Laufe des 20. Jahrhunderts zunehmend präziser und molekularer. So präsentierten Alan Lloyd Hodgkin und Andrew Huxley 1952 ein mathematisches Modell für die Übertragung elektrischer Signale in den Neuronen des Riesenaxons eines Tintenfischs, die sie „ Aktionspotenziale “ nannten, sowie deren Entstehung und Ausbreitung – das sogenannte Hodgkin-Huxley-Modell . 1961/62 vereinfachten Richard FitzHugh und J. Nagumo das Hodgkin-Huxley-Modell zum FitzHugh-Nagumo-Modell . 1962 modellierte Bernard Katz die Neurotransmission über den synaptischen Spalt zwischen Neuronen . Ab 1966 untersuchten Eric Kandel und seine Mitarbeiter biochemische Veränderungen in Neuronen, die mit Lernen und Gedächtnisspeicherung bei Aplysia in Zusammenhang stehen . 1981 kombinierten Catherine Morris und Harold Lecar diese Modelle zum Morris-Lecar-Modell . Diese zunehmend quantitativen Arbeiten führten zu zahlreichen biologischen Neuronenmodellen und Modellen neuronaler Informationsverarbeitung . Die Neurowissenschaften begannen, als eigenständige akademische Disziplin anerkannt zu werden. Eric Kandel und seine Mitarbeiter nennen David Rioch , Francis O. Schmitt und Stephen Kuffler als entscheidende Persönlichkeiten bei der Etablierung dieses Fachgebiets. ^{[ 259 ]}

Die Hinwendung der Geologen zur Plattentektonik trug zur Erweiterung des Fachgebiets bei – von der reinen Gesteinsforschung hin zur Erforschung der Erde als Planet. Weitere Elemente dieses Wandels sind: geophysikalische Untersuchungen des Erdinneren, die Zusammenführung der Geologie mit Meteorologie und Ozeanographie zu den „ Erdwissenschaften “ sowie Vergleiche der Erde mit anderen Gesteinsplaneten des Sonnensystems.

Im 20. Jahrhundert wurden zahlreiche neue Technologien entwickelt. Technologien wie Elektrizität , die Glühbirne , das Automobil und der Phonograph , die Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt worden waren, wurden perfektioniert und weltweit eingesetzt. Das erste Auto wurde 1885 von Karl Benz vorgestellt. ^{[ 260 ]} Der erste Flug fand 1903 statt, und bis zum Ende des Jahrhunderts legten Verkehrsflugzeuge Tausende von Kilometern in wenigen Stunden zurück. Die Entwicklung von Radio , Fernsehen und Computern revolutionierte die Informationsverbreitung. Fortschritte in der Biologie führten zu einer deutlichen Steigerung der Nahrungsmittelproduktion und zur Ausrottung von Krankheiten wie Polio durch Dr. Jonas Salk . Die von Dr. Mark Skolnik bzw. Dr. Walter Gilbert entwickelten Technologien zur Kartierung und Sequenzierung des Genoms ermöglichten das Humangenomprojekt . Die Informatik, die auf theoretischer Linguistik , diskreter Mathematik und Elektrotechnik basiert , untersucht Wesen und Grenzen der Berechenbarkeit. Zu ihren Teilgebieten zählen Berechenbarkeit , Komplexitätstheorie , Datenbankdesign , Rechnernetze , künstliche Intelligenz und die Entwicklung von Computerhardware . Ein Bereich, in dem Fortschritte in der Informatik zu einer allgemeineren wissenschaftlichen Entwicklung beigetragen haben, ist die Ermöglichung der großflächigen Archivierung wissenschaftlicher Daten . Die moderne Informatik zeichnet sich typischerweise durch die Betonung der mathematischen Theorie im Gegensatz zum praktischen Schwerpunkt der Softwareentwicklung aus . ^{[ 261 ]}

Einsteins Abhandlung „Zur Quantentheorie der Strahlung“ beschrieb die Prinzipien der stimulierten Emission von Photonen. Dies führte zur Erfindung des Lasers (Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung) und des optischen Verstärkers , der das Informationszeitalter einleitete . ^{[ 262 ]} Die optische Verstärkung ermöglicht es Glasfasernetzen, die enorme Kapazität des Internets zu übertragen .

Auf der Grundlage der drahtlosen Übertragung elektromagnetischer Strahlung und globaler Mobilfunknetze wurde das Mobiltelefon zu einem primären Mittel für den Internetzugang. ^{[ 263 ]}

In der Politikwissenschaft des 20. Jahrhunderts führten die Erforschung von Ideologie, Behaviorismus und internationalen Beziehungen zu einer Vielzahl von Teildisziplinen, darunter die Theorie rationaler Entscheidungen , die Wahltheorie , die Spieltheorie (die auch in der Volkswirtschaftslehre Anwendung findet), die Wahlforschung , die politische Geographie / Geopolitik , die politische Anthropologie / Politische Psychologie / Politische Soziologie , die politische Ökonomie, die Politikfeldanalyse , die öffentliche Verwaltung, die vergleichende Politikwissenschaft und die Friedens- /Konfliktforschung. In der Volkswirtschaftslehre initiierte John Maynard Keynes in den 1920er Jahren die Unterscheidung zwischen Mikro- und Makroökonomie . Nach keynesianischer Auffassung können makroökonomische Trends die wirtschaftlichen Entscheidungen von Individuen überlagern. Regierungen sollten daher die gesamtwirtschaftliche Nachfrage fördern , um das Wirtschaftswachstum anzukurbeln. Nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelte Milton Friedman den Monetarismus . Dieser konzentriert sich auf die Steuerung der Wirtschaft durch Angebot und Nachfrage von Geld. In den 1970er Jahren entwickelte sich der Monetarismus zur angebotsorientierten Wirtschaftspolitik weiter , die Steuersenkungen befürwortet, um die für Wirtschaftswachstum verfügbare Geldmenge zu erhöhen. Weitere moderne wirtschaftswissenschaftliche Schulen sind die Neoklassische und die Neukeynesianische Ökonomie . Die Neoklassische Ökonomie entstand in den 1970er Jahren und betonte eine solide Mikroökonomie als Grundlage für makroökonomisches Wachstum. Die Neukeynesianische Ökonomie wurde teilweise als Reaktion auf die Neoklassische Ökonomie entwickelt. Sie zeigt, wie unvollkommener Wettbewerb und Marktstarrheiten die realen Auswirkungen der Geldpolitik bedingen und die Analyse verschiedener geldpolitischer Maßnahmen ermöglichen. ^{[ 264 ]}

Im 20. Jahrhundert wurden Freuds Theorien in der Psychologie als zu unwissenschaftlich abgelehnt, und Edward Titcheners atomistischer Ansatz zum Verständnis des Geistes stieß auf Widerstand. Dies führte zur Formulierung des Behaviorismus durch John B. Watson , der von B. F. Skinner popularisiert wurde . Der Behaviorismus schlug vor, die psychologische Forschung epistemologisch auf beobachtbares Verhalten zu beschränken, da dieses zuverlässig messbar sei. Wissenschaftliche Erkenntnisse über den „Geist“ galten als zu metaphysisch und somit als unerreichbar. In den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts erlebte die Kognitionswissenschaft ihren Aufstieg . Sie betrachtet den Geist erneut als Forschungsgegenstand und bedient sich dabei Methoden der Psychologie, Linguistik , Informatik , Philosophie und Neurobiologie . Neue Methoden zur Visualisierung der Hirnaktivität, wie PET- und CT-Scans , gewannen ebenfalls an Bedeutung und veranlassten einige Forscher, den Geist durch die Untersuchung des Gehirns anstatt der Kognition zu erforschen. Diese neuen Untersuchungsformen setzen voraus, dass ein umfassendes Verständnis des menschlichen Geistes möglich ist und dass ein solches Verständnis auf andere Forschungsbereiche, wie beispielsweise die künstliche Intelligenz, angewendet werden kann . Die Evolutionstheorie wurde auf das Verhalten angewendet und durch die Arbeiten des Kulturanthropologen Napoleon Chagnon in die Anthropologie und Psychologie eingeführt . Die physische Anthropologie entwickelte sich zur biologischen Anthropologie , die Elemente der Evolutionsbiologie integrierte. ^{[ 265 ]}

Die amerikanische Soziologie der 1940er und 1950er Jahre war maßgeblich von Talcott Parsons geprägt , der argumentierte, dass gesellschaftliche Aspekte, die die strukturelle Integration förderten, daher „funktional“ seien. Dieser strukturfunktionalistische Ansatz wurde in den 1960er Jahren infrage gestellt, als Soziologen ihn als bloße Rechtfertigung für bestehende Ungleichheiten ansahen. Als Reaktion darauf entwickelte sich die Konflikttheorie , die teilweise auf den Philosophien von Karl Marx basierte. Konflikttheoretiker betrachteten die Gesellschaft als ein Feld, auf dem verschiedene Gruppen um die Kontrolle über Ressourcen konkurrieren. Auch der symbolische Interaktionismus wurde als zentral für das soziologische Denken angesehen. Erving Goffman verstand soziale Interaktionen als Bühnenperformance, bei der sich die Individuen „hinter der Bühne“ vorbereiten und versuchen, ihr Publikum durch Selbstdarstellung zu kontrollieren . ^{[ 266 ]} Obwohl diese Theorien heute in der Soziologie eine wichtige Rolle spielen, existieren auch andere Ansätze, darunter die feministische Theorie , der Poststrukturalismus , die Theorie der rationalen Wahl und der Postmodernismus .

Mitte des 20. Jahrhunderts wurden viele Methoden der früheren anthropologischen und ethnographischen Forschung im Hinblick auf die Forschungsethik neu bewertet, während sich gleichzeitig der Untersuchungsbereich weit über die traditionelle Erforschung „primitiver Kulturen“ hinaus erweiterte.

Anfang des 21. Jahrhunderts wurden einige Konzepte der Physik des 20. Jahrhunderts bewiesen. Am 4. Juli 2012 gaben Physiker am Large Hadron Collider (LHC) des CERN die Entdeckung eines neuen subatomaren Teilchens bekannt, das dem Higgs-Boson stark ähnelt ^{[267] und im darauffolgenden März als solches bestätigt wurde [} 268 ] ^{. Gravitationswellen} wurden ^{erstmals am 14.} September 2015 von Astronomen am Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) nachgewiesen [ 269 ] ^{. Eines der} ersten direkten Bilder eines Schwarzen Lochs , aufgenommen vom Event Horizon Telescope im April 2017, wurde am 10. April 2019 veröffentlicht ^{[ 270 ].}

The Human Genome Project was declared complete in 2003.^[271] The CRISPR gene editing technique developed in 2012 allowed scientists to precisely and easily modify DNA in living organisms and led to the development of new medicine.^[272] Advances in synthetic biology with computer assistance led to the creation of artificial microbial life, such as JCVI-syn3.0 in 2016 and xenobots in 2020.^{[273][274][275]}

Positive psychology is a branch of psychology founded in 1998 by Martin Seligman that is concerned with the study of happiness, mental well-being, and positive human functioning, and is a reaction to 20th century psychology's emphasis on mental illness and dysfunction.^[276] Starting around 2011, a replication crisis affected some branches of the social sciences.