ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ครอบคลุมการพัฒนาวิทยาศาสตร์ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบันครอบคลุมสาขาวิทยาศาสตร์ หลักทั้งสามสาขา ได้แก่วิทยาศาสตร์ธรรมชาติวิทยาศาสตร์สังคมและวิทยาศาสตร์เชิงรูปแบบ^{[ 1 ]} วิทยาศาสตร์เบื้องต้น วิทยาศาสตร์ยุคแรกและปรัชญาธรรมชาติ เช่นการเล่นแร่แปรธาตุและโหราศาสตร์ซึ่งมีอยู่ในช่วงยุคสำริดยุคเหล็ก ยุคโบราณคลาสสิกและยุคกลางเสื่อมถอยลงหลังจากวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ถือกำเนิดขึ้นในช่วงการปฏิวัติวิทยาศาสตร์

รากฐานที่เก่า แก่ที่สุดของความคิดและการปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์สามารถสืบย้อนไปถึงอียิปต์โบราณและเมโสโปเตเมียในช่วงสหัสวรรษที่ 3 และ 2 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 2 ] [ 3 ]}การมีส่วนร่วมของอารยธรรมเหล่านี้ในด้านคณิตศาสตร์ดาราศาสตร์และการแพทย์ มีอิทธิพลต่อ ปรัชญาธรรมชาติของกรีกในยุคโบราณคลาสสิกซึ่งมีความพยายามอย่างเป็นทางการที่จะให้คำอธิบายเกี่ยวกับเหตุการณ์ในโลกทางกายภาพโดยอาศัยสาเหตุทางธรรมชาติ^{[ 2 ] [ 3 ]}หลังจากการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันตะวันตกความรู้เกี่ยวกับแนวคิดของชาวกรีกเกี่ยวกับโลกเสื่อมถอยลงในยุโรปตะวันตก ที่พูดภาษาละติน ในช่วงศตวรรษแรก ๆ (ค.ศ. 400 ถึง 1000) ของยุคกลาง [ ^{4 ]}แต่ยังคงเจริญรุ่งเรืองในจักรวรรดิไบแซนไทน์ที่พูด^ภาษากรีกด้วยความช่วยเหลือจากการแปลข้อความภาษากรีก โลกทัศน์ แบบเฮลเลนิสติกจึงได้รับการรักษาไว้และซึมซับเข้าสู่โลกมุสลิมที่พูดภาษาอาหรับในช่วงยุคทองของอิสลาม^{[ 5 ]}การฟื้นฟูและการผสมผสานผลงานของกรีกและการค้นคว้าของอิสลามเข้าสู่ยุโรปตะวันตกตั้งแต่ศตวรรษที่ 10 ถึง 13 ได้ฟื้นฟูการเรียนรู้ปรัชญาธรรมชาติในโลกตะวันตก^{[ 4 ] [ 6 ]}ประเพณีของวิทยาศาสตร์ยุคแรกได้รับการพัฒนาในอินเดียโบราณและแยกต่างหากในจีนโบราณโดยแบบจำลองของจีนมีอิทธิพลต่อเวียดนามเกาหลีและญี่ปุ่นก่อนการสำรวจของชาวตะวันตก[ ^{7 ] ใน}บรรดาชนชาติก่อนโคลัมบัส ใน เมโสอเมริกาอารยธรรมซาโปเตกได้สร้างประเพณีทางดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์ที่เป็นที่รู้จักเป็นครั้งแรกสำหรับการผลิตปฏิทินตามมาด้วยอารยธรรมอื่นๆ เช่นมายา

ปรัชญาธรรมชาติได้รับการเปลี่ยนแปลงโดยการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นในช่วงศตวรรษที่ 16 และ 17 ในยุโรป^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}เนื่องจากแนวคิดและการค้นพบใหม่ๆได้แยกตัวออกจากแนวคิดและประเพณี ของกรีกก่อนหน้านี้ ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}วิทยาศาสตร์ใหม่ที่เกิดขึ้นนั้นมี มุมมองเชิง กลไก มากขึ้น บูรณาการกับคณิตศาสตร์มากขึ้น และมีความน่าเชื่อถือและเปิดกว้างมากขึ้น เนื่องจากความรู้ของมันขึ้นอยู่กับวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ กำหนดขึ้นใหม่ ^{[ 12 ] [ 15 ] [ 16 ]}การ "ปฏิวัติ" อื่นๆ ในศตวรรษต่อมาก็เกิดขึ้นตามมาในไม่ช้า ตัวอย่างเช่น การปฏิวัติทางเคมีในศตวรรษที่ 18 ได้นำเสนอวิธีการเชิงปริมาณและการวัดแบบใหม่สำหรับวิชาเคมี^{[ 17 ]}ในศตวรรษที่ 19มุมมองใหม่ๆ เกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงานอายุของโลกและวิวัฒนาการก็ได้รับความสนใจมากขึ้น^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}และในศตวรรษที่ 20 การค้นพบใหม่ๆ ในด้านพันธุศาสตร์และฟิสิกส์ได้วางรากฐานสำหรับสาขาย่อยใหม่ๆ เช่นชีววิทยาโมเลกุลและฟิสิกส์อนุภาค^{[ 24 ] [ 25 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ความกังวลด้านอุตสาหกรรมและการทหาร ตลอดจนความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของความพยายามในการวิจัยใหม่ๆ ได้นำไปสู่ยุคของ " วิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ " โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

ลักษณะของประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ ซึ่งรวมถึงทั้งนิยามของวิทยาศาสตร์และว่าคำว่า "วิทยาศาสตร์" ในภาษาอังกฤษเป็นคำที่ทำให้เข้าใจผิดหรือไม่สำหรับงานวิจัยก่อนยุคใหม่ รวมถึงความรู้ที่ไม่ใช่เชิงวิชาการเกี่ยวกับโลกธรรมชาติเป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่องและบางครั้งก็มีความขัดแย้งอย่างมากระหว่างนักวิทยาศาสตร์ นักสังคมวิทยา และนักประวัติศาสตร์ ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์มักถูกมองว่าเป็นเรื่องราวเชิงเส้นของความก้าวหน้า [ ^{27 ]} แต่นักประวัติศาสตร์มองว่าเรื่องราวนี้มีความซับซ้อนมากกว่า^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}อัลเฟรด เอ็ดเวิร์ด เทย์เลอร์ได้อธิบายช่วงเวลาที่ความก้าวหน้าของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ตกต่ำว่าเป็น "การล้มละลายเป็นระยะของวิทยาศาสตร์^{" [ 31 ]}

การพัฒนาวิชาชีพด้านประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 ^{[ 32 ]}มาพร้อมกับความเชี่ยวชาญที่มากมายและแพร่หลาย โดยดูเหมือนว่าสาขานี้พยายามที่จะสอดคล้องกับความหลากหลายที่เปลี่ยนแปลงได้ของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ [ ^{33 ] วิทยาศาสตร์}เป็นกิจกรรมของมนุษย์ และผลงานทางวิทยาศาสตร์มาจากผู้คนจากภูมิหลังและวัฒนธรรมที่แตกต่างกันมากมาย นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์มองว่าสาขาของตนเป็นส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์โลกของการแลกเปลี่ยน ความขัดแย้ง และความร่วมมือมากขึ้นเรื่อยๆ^{[ 34 ]}

ความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์และศาสนาได้รับการอธิบายในหลายแง่มุม เช่น "ความขัดแย้ง" "ความกลมกลืน" "ความซับซ้อน" และ "ความเป็นอิสระซึ่งกันและกัน" เป็นต้น^{[ 35 ]}เหตุการณ์ในยุโรป เช่นกรณีของกาลิเลโอในช่วงต้นศตวรรษที่ 17 ทำให้นักวิชาการอย่างจอห์น วิลเลียม เดรเปอร์ตั้งสมมติฐาน ( ประมาณปี 1874 ) ว่าศาสนาและวิทยาศาสตร์มีความขัดแย้งกันในเชิงวิธีการ ข้อเท็จจริง และการเมืองตลอดประวัติศาสตร์ ทฤษฎี "ความขัดแย้ง" นี้ไม่ได้รับความนิยมในหมู่นักวิทยาศาสตร์และนักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ร่วมสมัยส่วนใหญ่แล้ว^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}อย่างไรก็ตาม นักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยบางคน เช่นริชาร์ด ดอว์กินส์ [ ^{39 ] ยัง}คงยึดถือทฤษฎีนี้อยู่

นักประวัติศาสตร์ได้เน้นย้ำ^{[ 40 ]}ว่าความไว้วางใจเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับข้อตกลงเกี่ยวกับข้ออ้างเกี่ยวกับธรรมชาติ ในแง่นี้ การก่อตั้งราชสมาคม ในปี 1660 และหลักเกณฑ์การทดลองของราชสมาคม ซึ่งน่าเชื่อถือเพราะได้รับการรับรองจากสมาชิก ได้กลายเป็นบทสำคัญในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์^{[ 41 ]}หลายคนในประวัติศาสตร์สมัยใหม่ (โดยทั่วไปคือผู้หญิงและคนผิวสี) ถูกกีดกันออกจากชุมชนวิทยาศาสตร์ชั้นนำและถูกสถาบันวิทยาศาสตร์มองว่าด้อยกว่านักประวัติศาสตร์ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 ได้อธิบายถึงอุปสรรคเชิงโครงสร้างต่อการมีส่วนร่วมและเริ่มฟื้นฟูคุณูปการของบุคคลที่ถูกมองข้าม^{[ 42 ] [ 43 ]}นักประวัติศาสตร์ยังได้ตรวจสอบการปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป เช่น การทำงานภาคสนามและการเก็บตัวอย่าง^{[ 44 ]}การติดต่อสื่อสาร^{[ 45 ]}การวาดภาพ^{[ 46 ]}การบันทึกข้อมูล^{[ 47 ]}และการใช้อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการและภาคสนาม^{[ 48 ]}

ใน ยุค ก่อนประวัติศาสตร์ความรู้และเทคนิคต่างๆ ถูกถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นด้วยวิธีการบอกเล่าปากต่อปากตัวอย่างเช่น การปลูกข้าวโพดเพื่อการเกษตรมีอายุย้อนไปประมาณ 9,000 ปีในเม็กซิโก ตอนใต้ ก่อนการพัฒนาระบบการเขียน [ ^{49 ] [ 50 ] [ 51 ] ใน}ทำนองเดียวกัน หลักฐาน ทางโบราณคดีบ่งชี้ถึงการพัฒนา ความรู้ ทางดาราศาสตร์ในสังคมก่อนยุคการเขียน^{[ 52 ] [ 53 ]}

The oral tradition of preliterate societies had several features, the first of which was its fluidity.^[2] New information was constantly absorbed and adjusted to new circumstances or community needs. There were no archives or reports. This fluidity was closely related to the practical need to explain and justify a present state of affairs.^[2] Another feature was the tendency to describe the universe as just sky and earth, with a potential underworld. They were also prone to identify causes with beginnings, thereby providing a historical origin with an explanation. There was also a reliance on a "medicine man" or "wise woman" for healing, knowledge of divine or demonic causes of diseases, and in more extreme cases, for rituals such as exorcism, divination, songs, and incantations.^[2] Finally, there was an inclination to unquestioningly accept explanations that might be deemed implausible in more modern times while at the same time not being aware that such credulous behaviors could have posed problems.^[2]

The development of writing enabled humans to store and communicate knowledge across generations with much greater accuracy. Its invention was a prerequisite for the development of philosophy and later science in ancient times.^[2] Moreover, the extent to which philosophy and science would flourish in ancient times depended on the efficiency of a writing system (e.g., use of alphabets).^[2]

The earliest roots of science can be traced to the Ancient Near East and North East Africac. 3000–1200 BCE – in particular to Ancient Egypt and Mesopotamia.^[2]

หลักฐานทางโบราณคดีชี้ให้เห็นว่าระบบการนับของอียิปต์โบราณมีต้นกำเนิดมาจากแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา^{[ 55 ]}นอกจากนี้ รูปแบบเรขาคณิตแบบแฟรกทัลซึ่งแพร่หลายในวัฒนธรรมแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา ยังพบได้ในสถาปัตยกรรมอียิปต์และสัญลักษณ์ทางจักรวาลวิทยา^{[ 56 ]}กระดูกอิชางโก ตามที่นักวิชาการอเล็กซานเดอร์ มาร์แช็คกล่าว อาจมีอิทธิพลต่อการพัฒนาคณิตศาสตร์ในอียิปต์ในภายหลัง เนื่องจากเช่นเดียวกับรายการบางส่วนบนกระดูกอิชางโก เลขคณิตของอียิปต์ก็ใช้การคูณด้วย 2 เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่^{[ 57 ]}โครงสร้างหินขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่ในนาบตา พลายาอียิปต์ตอนบน มีลักษณะเด่นคือดาราศาสตร์การจัดเรียงปฏิทินที่สอดคล้องกับการขึ้นของดาวซิริอุส ในช่วงกลางวัน และสนับสนุนการปรับเทียบปฏิทินประจำปีสำหรับน้ำท่วมแม่น้ำไนล์ประจำปี^{[ 58 ]}แนวปฏิบัติเหล่านี้เชื่อมโยงกับการกำเนิดของจักรวาลวิทยาในอียิปต์สมัยอาณาจักรเก่า^{[ 59 ]}

ตั้งแต่ราว3000 ปีก่อนคริสตกาล ชาวอียิปต์โบราณได้พัฒนาระบบตัวเลขที่มีลักษณะเป็นทศนิยม และได้นำความรู้ทางเรขาคณิตมาใช้ในการแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติ เช่น ปัญหาของนักสำรวจและผู้สร้าง^{[ 2 ]} การพัฒนา เรขาคณิตของพวกเขานั้นถือเป็นการพัฒนาที่จำเป็นของการสำรวจเพื่อรักษารูปแบบและการเป็นเจ้าของที่ดินทำกิน ซึ่งถูกน้ำท่วมทุกปีโดยแม่น้ำไนล์สามเหลี่ยมมุมฉาก 3-4-5 และกฎเรขาคณิตอื่นๆ ถูกนำมาใช้ในการสร้างโครงสร้างแบบเส้นตรง และสถาปัตยกรรมเสาและคานของอียิปต์

อียิปต์ยังเป็นศูนย์กลาง การวิจัย เล่นแร่แปรธาตุสำหรับพื้นที่ส่วนใหญ่ของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตามบันทึกทางการแพทย์ (เขียนขึ้นประมาณ 2500–1200 ปีก่อนคริสตกาล ) ชาวอียิปต์โบราณเชื่อว่าโรคส่วนใหญ่เกิดจากการรุกรานร่างกายโดยพลังชั่วร้ายหรือวิญญาณ^{[ 2 ]}ดังนั้น นอกเหนือจากยาแล้ว การบำบัดยังรวมถึงการสวดมนต์การร่ายมนตร์และพิธีกรรม^{[ 2 ]}บันทึกEbers Papyrusซึ่งเขียนขึ้นประมาณ 1600 ปีก่อนคริสตกาลมีสูตรยาสำหรับรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับดวงตา ปาก ผิวหนัง อวัยวะภายใน และแขนขา รวมถึงฝี แผล แผลไฟไหม้ แผลเปื่อย ต่อมน้ำเหลืองบวม เนื้องอก ปวดศีรษะ และกลิ่นปาก บันทึกEdwin Smith Papyrusซึ่งเขียนขึ้นในเวลาเดียวกัน มีคู่มือการผ่าตัดสำหรับการรักษาบาดแผล กระดูกหัก และข้อเคลื่อน ชาวอียิปต์เชื่อว่าประสิทธิภาพของยาขึ้นอยู่กับการเตรียมและการบริหารยาภายใต้พิธีกรรมที่เหมาะสม^{[ 2 ]}นักประวัติศาสตร์การแพทย์เชื่อว่าเภสัชวิทยาของอียิปต์โบราณนั้นส่วนใหญ่ไม่มีประสิทธิภาพ^{[ 60 ]}ทั้งปาปิรัส Ebers และ Edwin Smith ได้นำส่วนประกอบต่อไปนี้มาใช้ในการรักษาโรค ได้แก่ การตรวจ การวินิจฉัย การรักษา และการพยากรณ์โรค^{[ 61 ]} ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความคล้ายคลึงอย่างมากกับ วิธีการเชิงประจักษ์พื้นฐานของวิทยาศาสตร์ และตามที่ GER Lloyd กล่าวไว้^{[ 62 ]}มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิธีการนี้

ชาวอียิปต์โบราณถึงกับพัฒนาปฏิทินอย่างเป็นทางการที่มีสิบสองเดือน เดือนละสามสิบวัน และมีวันพิเศษห้าวันในตอนสิ้นปี^{[ 2 ]}ซึ่งแตกต่างจากปฏิทินบาบิโลนหรือปฏิทินที่ใช้ในนครรัฐกรีกในสมัยนั้น ปฏิทินอย่างเป็นทางการของอียิปต์นั้นเรียบง่ายกว่ามาก เนื่องจากเป็นปฏิทินคงที่และไม่ได้ คำนึงถึงวัฏจักร ของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์^{[ 2 ]}

มัมมี่นูเบียที่ศึกษาในช่วงทศวรรษ 1990 เผยให้เห็นว่าคุชเป็นผู้บุกเบิกยาปฏิชีวนะในยุคแรก^{[ 63 ]}

ชาวนูเบียใช้เตตราไซคลิน โดยอ้างอิงจากซากกระดูกที่หลงเหลืออยู่ระหว่างปี ค.ศ. 350 ถึง 550 ยาปฏิชีวนะชนิดนี้ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลายในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ทฤษฎีกล่าวว่าภาชนะดินเผาที่บรรจุธัญพืชที่ใช้ทำเบียร์มีแบคทีเรีย สเตรปโตไมซีส ซึ่งผลิตเตตราไซคลิน แม้ว่าชาวนูเบียจะไม่รู้จักเตตราไซคลิน แต่พวกเขาอาจสังเกตเห็นว่าผู้คนมีสุขภาพดีขึ้นเมื่อดื่มเบียร์มากกว่าการบริโภคธัญพืชโดยตรง ตามที่ชาร์ลี แบมฟอร์ธ ศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีและวิทยาศาสตร์การผลิตเบียร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส กล่าวว่า "พวกเขาต้องบริโภคมันเพราะมันมีรสชาติอร่อยกว่าธัญพืชที่ใช้ทำเบียร์" ^{[ 64 ]}

จากแผนผังที่สลักไว้ของพีระมิดของกษัตริย์อมานิคาบาลีแห่งราชวงศ์เมโรอิ ติก ชาวนูเบียมีความเข้าใจคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน เนื่องจากพวกเขาให้ความสำคัญกับอัตราส่วนฮาร์มอนิก แผนผังที่สลักไว้บ่งชี้ถึงสิ่งต่างๆ มากมายที่จะเปิดเผยเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ของชาวนูเบีย^{[ 65 ]}ชาวนูเบียโบราณยังได้สร้างระบบเรขาคณิตซึ่งพวกเขาใช้ในการสร้างนาฬิกาแดด รุ่นแรกๆ ^{[ 66 ] [ 67 ]} ในช่วงยุคเมโรอิติกในประวัติศาสตร์นูเบีย ชาวนูเบี ยใช้วิธีการตรีโกณมิติที่คล้ายกับชาวอียิปต์^{[ 68 ]}

ชาวเมโสโปเตเมียโบราณมีความรู้มากมายเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีของดินเหนียว ทราย แร่โลหะยางมะตินหิน และวัสดุธรรมชาติอื่นๆ และนำความรู้นี้ไปประยุกต์ใช้ในการผลิตเครื่องปั้นดินเผาเครื่องเคลือบดินเผา แก้ว สบู่ โลหะปูนปลาสเตอร์และวัสดุกันซึมโลหะวิทยาจำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะ อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าชาวเมโสโปเตเมียจะไม่ค่อยสนใจที่จะรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโลกธรรมชาติเพื่อจุดประสงค์ในการรวบรวมข้อมูลเพียงอย่างเดียว แต่สนใจที่จะศึกษาว่าเทพเจ้าได้จัดระเบียบจักรวาล อย่างไรมากกว่า ชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่มนุษย์โดยทั่วไปแล้วจะถูกเขียนถึงในบริบทของสาขาวิชาการกระแสหลักเท่านั้นสรีรวิทยาของสัตว์ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเพื่อจุดประสงค์ในการทำนายกายวิภาคของตับซึ่งถือเป็นอวัยวะสำคัญในการทำนายดวงชะตาได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเป็นพิเศษพฤติกรรมของสัตว์ก็ได้รับการศึกษาเพื่อจุดประสงค์ในการทำนายเช่นกัน ข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวกับการฝึกและการทำให้สัตว์เชื่องน่าจะถูกส่งต่อกันด้วยวาจาโดยไม่ได้บันทึกเป็นลายลักษณ์อักษร แต่มีข้อความหนึ่งที่กล่าวถึงการฝึกม้าที่ยังหลงเหลืออยู่^{[ 69 ]}

ชาวเม โสโปเตเมียโบราณไม่ได้แยกแยะระหว่าง "วิทยาศาสตร์ที่มีเหตุผล" กับเวทมนตร์^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}เมื่อมีคนป่วย แพทย์จะสั่งสูตรเวทมนตร์ให้ท่องควบคู่ไปกับการรักษาด้วยยา^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ] [ 69 ]}ใบสั่งยาทางการแพทย์ที่เก่าแก่ที่สุดปรากฏในภาษาสุเมเรียนในช่วงราชวงศ์ที่สามของอูร์ ( ประมาณ 2112 ปีก่อนคริสตกาล – ประมาณ 2004 ปีก่อนคริสตกาล) ^{[ 73 ]}อย่างไรก็ตาม ตำราทางการแพทย์ของบาบิโลนที่ครอบคลุมมากที่สุด คือ คู่มือการวินิจฉัยโรคที่เขียนโดยummânūหรือหัวหน้านักวิชาการEsagil-kin-apliแห่งBorsippa [ ^{74 ] ใน}รัชสมัยของกษัตริย์บาบิโลนAdad-apla-iddina (1069–1046 ปีก่อนคริสตกาล) ^{[ 75 ]}ใน วัฒนธรรม เซมิติกตะวันออกผู้เชี่ยวชาญด้านการแพทย์หลักคือหมอผีหรือผู้รักษาโรคที่เรียกว่าāšipu [ ^{70 ] [ 71 ] [ 72 ] อาชีพ}นี้โดยทั่วไปจะสืบทอดจากพ่อสู่ลูกและได้รับการยกย่องอย่างสูง^{[ 70 ]}หมออีกประเภทหนึ่งที่ใช้กันน้อยกว่าคือasuซึ่งมีความคล้ายคลึงกับแพทย์สมัยใหม่มากกว่า และรักษาอาการทางกายโดยใช้ยาพื้นบ้าน เป็นหลัก ซึ่งประกอบด้วยสมุนไพร ผลิตภัณฑ์จากสัตว์ และแร่ธาตุต่างๆ รวมถึงยาต้ม ยาสวนทวาร และขี้ผึ้งหรือยาพอกแพทย์เหล่านี้ ซึ่งอาจเป็นชายหรือหญิงก็ได้ ยังทำแผล เข้าเฝือก และทำการผ่าตัดเล็กๆ น้อยๆ ชาวเมโสโปเตเมียโบราณยังปฏิบัติการป้องกันโรคและใช้มาตรการป้องกันการแพร่กระจายของโรค^{[ 69 ]}

ในดาราศาสตร์บาบิโลนบันทึกการเคลื่อนที่ของดวงดาวดาวเคราะห์และดวงจันทร์ ถูกบันทึกไว้บน แผ่นดินเหนียวหลายพัน แผ่น ที่สร้างโดยอาลักษณ์ แม้กระทั่งทุกวันนี้ ช่วงเวลาทางดาราศาสตร์ที่ระบุโดยนักวิทยาศาสตร์ยุคแรกๆ ของเมโสโปเตเมียก็ยังคงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปฏิทินตะวันตกเช่นปีสุริยคติและเดือนจันทรคติโดยใช้ข้อมูลเหล่านี้ พวกเขาได้พัฒนาวิธีการทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณความยาวของช่วงเวลากลางวันที่เปลี่ยนแปลงไปตลอดทั้งปี ทำนายการปรากฏและการหายไปของดวงจันทร์และดาวเคราะห์ และสุริยุปราคาและจันทรุปราคา มีเพียงชื่อของนักดาราศาสตร์ไม่กี่คนเท่านั้นที่เป็นที่รู้จัก เช่น ชื่อของคิดินนูนัก ดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ ชาวคาลเดียค่าปีสุริยคติของคิดินนูยังคงใช้ในปฏิทินปัจจุบัน ดาราศาสตร์บาบิโลนเป็น "ความพยายามครั้งแรกและประสบความสำเร็จอย่างสูงในการให้คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่ละเอียดถี่ถ้วนเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์" ตามที่นักประวัติศาสตร์ A. Aaboe กล่าวไว้ว่า "ดาราศาสตร์เชิงวิทยาศาสตร์ทุกรูปแบบที่ตามมาในโลกเฮลเลนิสติก ในอินเดีย ในอิสลาม และในตะวันตก—หากไม่ใช่ความพยายามทั้งหมดในภายหลังในวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำ—ล้วนขึ้นอยู่กับดาราศาสตร์ของบาบิโลนในทางที่เด็ดขาดและเป็นพื้นฐาน" ^{[ 76 ]}

สำหรับชาวบาบิโลนและวัฒนธรรมอื่นๆในตะวันออกใกล้ข้อความจากเทพเจ้าหรือลางบอกเหตุถูกซ่อนไว้ในปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทั้งหมดที่สามารถถอดรหัสและตีความได้โดยผู้ที่เชี่ยวชาญ^{[ 2 ]}ด้วยเหตุนี้ จึงเชื่อกันว่าเทพเจ้าสามารถสื่อสารผ่านวัตถุบนโลกทั้งหมด (เช่น เครื่องในสัตว์ ความฝัน การเกิดที่ผิดปกติ หรือแม้แต่สีของปัสสาวะของสุนัขที่ปัสสาวะใส่คน) และปรากฏการณ์บนท้องฟ้า^{[ 2 ]}ยิ่งไปกว่านั้น โหราศาสตร์บาบิโลนยังแยกไม่ออกจากดาราศาสตร์บาบิโลน

แผ่นจารึกอักษรลิ่มเมโสโปเตเมีย Plimpton 322ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 18 ก่อนคริสต์ศักราช บันทึกชุดตัวเลขสามตัวของพีทาโกรัส จำนวนหนึ่ง (3, 4, 5) และ (5, 12, 13) ... ^{[ 77 ]}ซึ่งบ่งชี้ว่าชาวเมโสโปเตเมียโบราณอาจรู้จักทฤษฎีบทพีทาโกรัสมานานกว่าพันปีก่อนที่พีทาโกรัสจะรู้จัก^{[ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]}

ความสำเร็จทางคณิตศาสตร์จากเมโสโปเตเมียมีอิทธิพลต่อการพัฒนาคณิตศาสตร์ในอินเดีย และมีการยืนยันการถ่ายทอดความคิดทางคณิตศาสตร์ระหว่างอินเดียและจีน ซึ่งเป็นแบบสองทิศทาง^{[ 81 ]}อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ในอินเดียและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในจีนเกิดขึ้นโดยส่วนใหญ่เป็นอิสระ^{[ 82 ]}จากยุโรป และอิทธิพลในช่วงต้นที่ได้รับการยืนยันของอารยธรรมทั้งสองนี้ต่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์ในยุโรปในยุคก่อนสมัยใหม่นั้นเป็นอิทธิพลทางอ้อม โดยมีเมโสโปเตเมียและต่อมาโลกอิสลามทำหน้าที่เป็นตัวกลาง^{[ 81 ]}การมาถึงของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ซึ่งเติบโตมาจากการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ในอินเดียและจีน และภูมิภาคเอเชียโดยทั่วไป สามารถสืบย้อนไปถึงกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของมิชชันนารีเยซูอิตที่สนใจศึกษาพืชและสัตว์ ในภูมิภาคนี้ ในช่วงศตวรรษที่ 16 ถึง 17 ^{[ 83 ]}

ร่องรอยความรู้ทางคณิตศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดในอนุทวีปอินเดียปรากฏขึ้นพร้อมกับอารยธรรมลุ่มแม่น้ำสินธุ ( ประมาณ 3300  – ประมาณ 1300 ปีก่อนคริสตกาล ) ผู้คนในอารยธรรมนี้สร้างอิฐที่มีขนาดตามสัดส่วน 4:2:1 ซึ่งเอื้อต่อความมั่นคงของโครงสร้างอิฐ^{[ 84 ]}พวกเขายังพยายามกำหนดมาตรฐานการวัดความยาวให้มีความแม่นยำสูง พวกเขาออกแบบไม้บรรทัด— ไม้บรรทัดโมเฮนโจดาโร —ซึ่งมีความยาวประมาณ 1.32 นิ้ว (34 มม.) แบ่งออกเป็นสิบส่วนเท่าๆ กัน อิฐที่ผลิตในโมเฮนโจดาโรโบราณมักมีขนาดที่เป็นจำนวนเต็มเท่าของหน่วยความยาวนี้^{[ 85 ]}

ต้นฉบับBakhshaliประกอบด้วยปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเลขคณิตพีชคณิตและเรขาคณิตรวมถึงการวัดหัวข้อที่ครอบคลุม ได้แก่ เศษส่วน รากที่สอง ลำดับเลขคณิตและลำดับเรขาคณิต การแก้สมการอย่างง่าย ระบบสมการเชิงเส้น สมการกำลังสอง และสมการไม่กำหนดกำลังสอง[ 86 ]ใน^{ศตวรรษที่3}ก่อนคริสต์ศักราชปิงคลาได้นำเสนอปิงคลาสูตรซึ่งเป็นตำราที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักเกี่ยวกับ ฉันทลักษณ์ ภาษาสันสกฤต^{[ 87 ]}เขายังนำเสนอระบบตัวเลขโดยการเพิ่มหนึ่งให้กับผลรวมของค่าประจำหลัก [ ^{88 ] งาน}ของปิงคลายังรวมถึงเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับจำนวนฟิโบนาชชีเรียกว่ามัตราเมรุ^{[ 89 ]}

อารยภัตตา (476–550) นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวอินเดียในหนังสืออารยภติยะ (499) ของเขา ได้แนะนำ ฟังก์ชัน ไซน์ในตรีโกณมิติและเลข 0 ในปี 628 พราหมณคุปตะได้เสนอว่าแรงโน้มถ่วงเป็นแรงดึงดูด^{[ 90 ] [ 91 ]}เขายังอธิบายการใช้เลขศูนย์ อย่างชัดเจน ทั้งในฐานะตัวแทนตำแหน่งและตัวเลขทศนิยมพร้อมกับระบบตัวเลขฮินดู-อาหรับที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกในปัจจุบันการแปลตำราของนักดาราศาสตร์ทั้งสองเป็นภาษาอาหรับ มีให้ใช้งานใน โลกอิสลาม ในไม่ช้า ซึ่งเป็นการแนะนำสิ่งที่ต่อมาจะกลายเป็นตัวเลขอาหรับให้กับโลกอิสลามในศตวรรษที่ 9 ^{[ 92 ] [ 93 ]}

นารายณะ ปัณฑิตะ (1340–1400 ^{[ 94 ]} ) เป็นนักคณิตศาสตร์ชาว อินเดีย พลอฟเกอร์เขียนว่าตำราของเขาถือเป็นตำราคณิตศาสตร์ภาษาสันสกฤตที่สำคัญที่สุดรองจากตำราของภัสการะที่ 2นอกเหนือจากสำนักเกรละ [ ^{95 ] : 52} เขาเขียนGanita Kaumudi (แปลว่า "แสงจันทร์แห่งคณิตศาสตร์") ในปี 1356 เกี่ยวกับการดำเนินการทางคณิตศาสตร์^{[ 96 ]}งานชิ้นนี้คาดการณ์ถึงพัฒนาการหลายอย่างในคณิตศาสตร์ เชิงการจัดเรียง

ระหว่างศตวรรษที่ 14 ถึง 16 สำนักดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์แห่งเกรละได้สร้างความก้าวหน้าอย่างมากในด้านดาราศาสตร์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งคณิตศาสตร์ ซึ่งรวมถึงสาขาต่างๆ เช่น ตรีโกณมิติและการวิเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมาธาวะแห่งสังคมครามได้นำความก้าวหน้าในการวิเคราะห์โดยนำเสนอการขยายอนุกรมอนันต์และอนุกรมเทย์เลอร์ของฟังก์ชันตรีโกณมิติบางฟังก์ชันและการประมาณค่าพาย^{[ 97 ]}ปารเมศวร (1380–1460) ได้นำเสนอกรณีของทฤษฎีบทค่าเฉลี่ยในคำอธิบายของเขาเกี่ยวกับโกวินทศวามีและ ภัสการะ ที่2 ^{[ 98 ]}ยุกติภาษะ เขียนโดยเชษฐเทวะในปี 1530 ^{[ 99 ]}

การกล่าวถึงแนวคิดทางดาราศาสตร์ครั้งแรกในตำรามาจากพระเวทซึ่งเป็นวรรณกรรมทางศาสนาของอินเดีย^{[ 100 ]}ตามที่ Sarma (2008) กล่าวไว้ว่า: "ในฤคเวท มี การคาดเดาอย่างชาญฉลาดเกี่ยวกับการกำเนิดของจักรวาลจากความว่างเปล่า โครงสร้างของจักรวาลโลกทรงกลมที่ค้ำจุนตัวเองและปีที่มี 360 วัน แบ่งออกเป็น 12 ส่วนเท่าๆ กัน ส่วนละ 30 วัน โดยมีเดือนแทรกเป็นระยะ" ^{[ 100 ]}

12 บทแรกของสิทธันตะศิโรมานีซึ่งเขียนโดยภัสการะในศตวรรษที่ 12 ครอบคลุมหัวข้อต่างๆ เช่น ลองจิจูดเฉลี่ยของดาวเคราะห์ ลองจิจูดจริงของดาวเคราะห์ ปัญหาการหมุนรอบตัวเองสามประการ การโคจรมาบรรจบกันของดาวเคราะห์ จันทรุปราคา สุริยุปราคา ละติจูดของดาวเคราะห์ การขึ้นและตกของดาวเคราะห์ จันทร์เสี้ยว การโคจรมาบรรจบกันของดาวเคราะห์ การโคจรมาบรรจบกันของดาวเคราะห์กับดาวฤกษ์ และปาฏิหาริย์ของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ 13 บทในส่วนที่สองครอบคลุมธรรมชาติของทรงกลม รวมถึงการคำนวณทางดาราศาสตร์และตรีโกณมิติที่สำคัญโดยอิงจากทรงกลมนั้น

ในตำราตันตระสังคราหะนิลากันธา โสมยาจี ได้ปรับปรุงแบบจำลองอารยภตันสำหรับดาวเคราะห์ภายใน ดาวพุธ และดาวศุกร์ และสมการที่เขาระบุสำหรับศูนย์กลางของดาวเคราะห์เหล่านี้มีความแม่นยำกว่าสมการในดาราศาสตร์ยุโรปหรืออิสลามจนกระทั่งถึงสมัยของโยฮันเนส เคปเลอร์ในศตวรรษที่ 17 ^{[ 101 ]}ชัยสิงห์ที่ 2แห่งชัยปุระได้สร้างหอดูดาวทั้งหมด 5 แห่ง ที่เรียกว่าจันทาร์ มันตาร์ ใน นิวเดลีชัยปุระอุจไจน์มถุราและวาราณสีซึ่งแล้วเสร็จระหว่างปี 1724 ถึง 1735 ^{[ 102 ]}

กิจกรรมทางภาษาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนสามารถพบได้ในอินเดียยุคเหล็ก (สหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช) โดยมีการวิเคราะห์ภาษาสันสกฤตเพื่อจุดประสงค์ในการท่องจำและตีความ ข้อความ เวท อย่างถูกต้อง นัก ไวยากรณ์ภาษาสันสกฤตที่โดดเด่นที่สุดคือปาณินี (ประมาณ 520–460 ก่อนคริสต์ศักราช) ซึ่งไวยากรณ์ของเขากำหนดกฎเกณฑ์เกือบ 4,000 ข้อสำหรับภาษาสันสกฤต แนวทางการวิเคราะห์ของเขามีแนวคิดเกี่ยวกับหน่วยเสียงหน่วยคำและรากศัพท์ ตำรา โทลกัปปิยัมซึ่งแต่งขึ้นในศตวรรษแรก ๆ ของคริสต์ศักราช^{[ 103 ]}เป็นตำราที่ครอบคลุมเกี่ยวกับไวยากรณ์ภาษาทมิฬ ซึ่งรวมถึงสูตรเกี่ยวกับการสะกดคำ สัทวิทยา นิรุกติศาสตร์ สัณฐานวิทยา ความหมายวิทยา ฉันทลักษณ์ โครงสร้างประโยค และความสำคัญของบริบทในภาษา

การค้นพบจาก สุสาน ยุคหินใหม่ในพื้นที่ซึ่งปัจจุบันคือประเทศปากีสถาน แสดงให้เห็นหลักฐานของการทำทันตกรรมเบื้องต้นในวัฒนธรรมเกษตรกรรมยุคแรก^{[ 104 ]}ตำราโบราณSuśrutasamhitāของSuśrutaอธิบายขั้นตอนการผ่าตัดหลายรูปแบบ รวมถึงการศัลยกรรมตกแต่งจมูกการซ่อมแซมติ่งหูที่ฉีกขาด การผ่าตัดนิ่วบริเวณฝีเย็บการผ่าตัดต้อกระจก และการตัดออกและการผ่าตัดอื่นๆ อีกหลายอย่าง^{[ 105 ] [ 106 ]} Charaka SamhitaของCharakaอธิบายทฤษฎีโบราณเกี่ยวกับร่างกายมนุษย์สาเหตุอาการและการรักษาโรคต่างๆ มากมาย^{[ 107 ]}นอกจากนี้ยังรวมถึงส่วนต่างๆ เกี่ยวกับความสำคัญของอาหาร สุขอนามัย การป้องกัน การศึกษาทางการแพทย์ และการทำงานเป็นทีมของแพทย์ พยาบาล และผู้ป่วยที่จำเป็นต่อการฟื้นฟูสุขภาพ^{[ 108 ] [ 109 ] [ 110 ]}

ตำราโบราณของอินเดียว่าด้วยการปกครองรัฐนโยบายเศรษฐกิจและยุทธศาสตร์ทางทหารโดยเกาติลยะ^{[ 111 ]}และวิษณุคุปตะ [ ^{112 ] ซึ่ง}ตามธรรมเนียมแล้วระบุว่าเป็นจาณกยะ (ประมาณ 350–283 ปีก่อนคริสตกาล) ในตำรานี้ พฤติกรรมและความสัมพันธ์ของประชาชน กษัตริย์ รัฐ ผู้ดูแลรัฐบาล ข้าราชบริพาร ศัตรู ผู้รุกราน และบริษัทต่างๆ ได้รับการวิเคราะห์และบันทึกไว้โรเจอร์ โบเอสเชอธิบายอรรถศาสตร์ว่าเป็น "หนังสือแห่งความเป็นจริงทางการเมือง หนังสือที่วิเคราะห์ว่าโลกทางการเมืองทำงานอย่างไร และไม่ค่อยระบุว่าควรทำงานอย่างไร หนังสือที่มักเปิดเผยให้กษัตริย์ทราบถึงมาตรการที่คำนวณและบางครั้งก็โหดร้ายที่เขาต้องดำเนินการเพื่อรักษารัฐและผลประโยชน์ส่วนรวม" ^{[ 113 ]}

พัฒนาการของตรรกศาสตร์อินเดียมีมาตั้งแต่คัมภีร์จัณฑสูตรของปิงคละและอันวิกสิกิของเมธาติถิ โคตมะ (ประมาณศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสต์ศักราช); กฎ ไวยากรณ์ภาษาสันสกฤตของปาณินี (ประมาณศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช); การวิเคราะห์ อะตอมนิยมของสำนัก ไวเศศิ กะ (ประมาณศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสต์ศักราชถึงศตวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราช); การวิเคราะห์การอนุมานโดยโคตมะ (ประมาณศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสต์ศักราชถึงศตวรรษที่ 2 หลังคริสต์ศักราช) ผู้ก่อตั้ง สำนัก นยายะแห่งปรัชญาฮินดู ; และเตตระเล็มมาของนาคารชุน (ประมาณศตวรรษที่ 2 หลังคริสต์ศักราช)

ตรรกศาสตร์ ของอินเดียถือเป็นหนึ่งในสามประเพณีดั้งเดิมของตรรกศาสตร์เคียงข้างตรรกศาสตร์ ของ กรีกและ จีน ประเพณีของอินเดียได้พัฒนาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ยุคแรกเริ่มจนถึงยุคปัจจุบัน ในรูปแบบของสำนักตรรกศาสตร์ นวยา-นยายะ

ในศตวรรษที่ 2 นักปรัชญาพุทธศาสนานามว่านาคารจุนได้ปรับปรุง ตรรกศาสตร์รูปแบบ จาตุสโกฏิ ให้ ดียิ่งขึ้น จาตุสโกฏิมักถูกเรียกว่าเตตราเล็มมา (ภาษากรีก) ซึ่งเป็นชื่อเรียก "การโต้แย้งสี่มุม" ที่คล้ายคลึงกัน แต่ไม่สามารถเทียบเท่ากันได้ ในประเพณีของตรรกศาสตร์คลาสสิก

ปรัชญานยายะได้พัฒนาระบบภาษาและกรอบแนวคิดที่ซับซ้อน ซึ่งช่วยให้สามารถตั้งคำถาม วิเคราะห์ และแก้ไขปัญหาในด้านตรรกศาสตร์และญาณวิทยาได้ โดยได้จัดระบบแนวคิดทั้งหมดของนยายะออกเป็นสี่หมวดหมู่หลัก ได้แก่ ประสาทสัมผัสหรือการรับรู้ (pratyakşa) การอนุมาน (anumāna) การเปรียบเทียบหรือความคล้ายคลึง ( upamāna ) และพยานหลักฐาน (เสียงหรือคำพูด; śabda)

ตั้งแต่สมัยโบราณ ชาวจีนใช้ระบบเลขฐานสิบแบบตำแหน่งบนกระดานนับเพื่อคำนวณ ในการแสดงเลข 10 จะวางแท่งเดียวไว้ในช่องที่สองจากด้านขวา ภาษาพูดใช้ระบบที่คล้ายกับภาษาอังกฤษ เช่น สี่พันสองร้อยเจ็ด ไม่มีการใช้สัญลักษณ์สำหรับเลขศูนย์ ในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช มีการใช้จำนวนลบและเศษส่วนทศนิยม และหนังสือเก้าบทว่าด้วยศิลปะทางคณิตศาสตร์ได้รวมวิธีการหาค่ารากที่มีลำดับสูงกว่าโดยวิธีของฮอร์เนอร์และการแก้สมการเชิงเส้นและทฤษฎีบทพีทาโกรัสสมการกำลังสามได้รับการแก้ไขในสมัยราชวงศ์ถังและวิธีแก้สมการที่มีลำดับสูงกว่า 3 ปรากฏในงานเขียนเมื่อปี ค.ศ. 1245 โดยฉิน ชิวเส้าสามเหลี่ยมของปาสคาลสำหรับสัมประสิทธิ์ทวินามได้รับการอธิบายประมาณปี ค.ศ. 1100 โดยเจียเซียน^{[ 114 ]}

แม้ว่าความพยายามครั้งแรกในการวางระบบสัจพจน์ของเรขาคณิตจะปรากฏใน คัมภีร์ โมฮิสต์เมื่อ 330 ปีก่อนคริสตกาล แต่หลิวฮุยได้พัฒนาวิธีการทางพีชคณิตในเรขาคณิตในศตวรรษที่ 3 หลังคริสตกาล และยังคำนวณค่าพายได้ถึง 5 หลักสำคัญ ต่อมาในปี 480 จูฉงจือได้ปรับปรุงวิธีการนี้โดยการค้นพบอัตราส่วนซึ่งยังคงเป็นค่าที่แม่นยำที่สุดเป็นเวลา 1200 ปี ${\displaystyle {\tfrac {355}{113}}}$

การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์จากจีนถือเป็นลำดับต่อเนื่องที่ยาวนานที่สุดจากอารยธรรมใดๆ และรวมถึงบันทึกเกี่ยวกับจุดบนดวงอาทิตย์ (112 บันทึกตั้งแต่ปี 364 ก่อนคริสต์ศักราช) ซูเปอร์โนวา (ปี 1054) จันทรุปราคาและสุริยุปราคา ในศตวรรษที่ 12 พวกเขาสามารถทำนายการเกิดสุริยุปราคาได้อย่างแม่นยำพอสมควร แต่ความรู้นี้สูญหายไปในสมัยราชวงศ์หมิง ดังนั้นบาทหลวงเยซูอิตMatteo Ricciจึงได้รับความนิยมอย่างมากในปี 1601 จากการทำนายของเขา^{[ 116 ]}ในปี 635 นักดาราศาสตร์ชาวจีนได้สังเกตเห็นว่าหางของดาวหางมักจะชี้ออกไปจากดวงอาทิตย์เสมอ

ตั้งแต่สมัยโบราณ ชาวจีนใช้ระบบเส้นศูนย์สูตรในการอธิบายท้องฟ้า และแผนที่ดาวที่วาดขึ้นในปี 940 นั้นใช้การฉายภาพทรงกระบอก (แบบเมอร์เคเตอร์ ) มีการบันทึกการใช้ทรงกลมจำลองท้องฟ้าตั้งแต่ศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช และมีการติดตั้งทรงกลมถาวรบนแกนเส้นศูนย์สูตรตั้งแต่ปี 52 ก่อนคริสต์ศักราช ในปี 125 คริสต์ศักราชจางเหิงใช้พลังงานน้ำในการหมุนทรงกลมแบบเรียลไทม์ ซึ่งรวมถึงวงแหวนสำหรับเส้นเมริเดียนและเส้นสุริยวิถี และในปี 1270 พวกเขาได้นำหลักการของทอร์เค็ตตัมของ ชาวอาหรับมาใช้

ในสมัยจักรวรรดิซ่ง (ค.ศ. 960–1279) ข้าราชการและนักปราชญ์ชาวจีนได้ขุดค้น ศึกษา และจัดทำบัญชีรายชื่อโบราณวัตถุต่างๆ

เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับภัยพิบัติได้ดียิ่งขึ้น จางเหิงได้ประดิษฐ์เครื่องวัดแผ่นดินไหวขึ้นในปี ค.ศ. 132 ซึ่งแจ้งเตือนเจ้าหน้าที่ในเมืองหลวงลั่วหยางได้ทันทีว่าเกิดแผ่นดินไหวขึ้นในตำแหน่งที่ระบุโดยทิศหลักหรือทิศรองที่ เฉพาะ เจาะจง^{[ 117 ] [ 118 ]}แม้ว่าจะไม่มีการสั่นสะเทือนใดๆ ในเมืองหลวงเมื่อจางแจ้งต่อราชสำนักว่าเพิ่งเกิดแผ่นดินไหวขึ้นทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ แต่ไม่นานก็มีข้อความส่งมาว่าแผ่นดินไหวได้เกิดขึ้นจริงที่ระยะ 400 ถึง 500 กิโลเมตร (250 ถึง 310 ไมล์) ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือของลั่วหยาง (ในปัจจุบันคือมณฑลกานซู ) ^{[ 119 ]}จางเรียกอุปกรณ์ของเขาว่า 'เครื่องมือวัดลมตามฤดูกาลและการเคลื่อนที่ของโลก' (Houfeng didong yi 候风地动仪) ซึ่งตั้งชื่อเช่นนั้นเพราะเขาและคนอื่นๆ คิดว่าแผ่นดินไหวมีแนวโน้มที่จะเกิดจากการอัดตัวอย่างมหาศาลของอากาศที่ถูกกักไว้^{[ 120 ]}

มีบุคคลสำคัญมากมายที่สร้างคุณูปการมากมายให้กับศาสตร์ สิ่งประดิษฐ์ และการปฏิบัติของจีนในยุคแรกๆ ตลอดหลายยุคสมัย ตัวอย่างที่ดีที่สุดอย่างหนึ่งคือเชินกัว (Shen Kuo ) นักปราชญ์ และรัฐบุรุษชาวจีนในสมัยราชวงศ์ ซ่ ง (ค.ศ. 1031–1095) ผู้ซึ่งเป็นคนแรกที่อธิบายถึงเข็มทิศแม่เหล็กที่ใช้ในการเดินเรือ ค้นพบแนวคิดเรื่องทิศเหนือที่แท้จริงปรับปรุงการออกแบบของเครื่องมือ ทางดาราศาสตร์ เช่น นาฬิกาแดด ลูกโลกจำลองท่อเล็ง และนาฬิกาทรายและอธิบายถึงการใช้อู่แห้งในการซ่อมเรือ หลังจากสังเกตกระบวนการทางธรรมชาติของการท่วมของตะกอนและการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ทางทะเลในเทือกเขาไท่หาง (ห่างจากมหาสมุทรแปซิฟิกหลายร้อยไมล์) เชินกัวได้คิดค้นทฤษฎีการก่อตัวของแผ่นดิน หรือธรณีสัณฐานวิทยาเขายังนำทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ อย่างค่อยเป็นค่อยไป ในภูมิภาคต่างๆ มาใช้เมื่อเวลาผ่านไป หลังจากสังเกตเห็นไม้ไผ่กลายเป็นหินที่พบใต้ดินที่เหยียนอันมณฑลฉานซี หากไม่ใช่เพราะงานเขียนของ Shen Kuo ^{[ 121 ]}ผลงานสถาปัตยกรรมของYu Haoคงไม่เป็นที่รู้จักมากนัก เช่นเดียวกับผู้ประดิษฐ์การพิมพ์แบบตัวอักษรเคลื่อนที่Bi Sheng (990–1051) Su Song (1020–1101) ผู้ร่วมสมัยกับ Shen ก็เป็นผู้รอบรู้ที่เก่งกาจเช่นกัน เป็นนักดาราศาสตร์ผู้สร้างแผนที่ดวงดาว เขียนตำราเกี่ยวกับพฤกษศาสตร์สัตววิทยาแร่ธาตุวิทยาและโลหะวิทยาและได้สร้างหอนาฬิกาดาราศาสตร์ ขนาดใหญ่ ใน เมือง Kaifengในปี 1088 เพื่อให้ทรงกลมท้องฟ้า ด้านบนทำงาน หอนาฬิกาของเขามี กลไก การปล่อย และมีการใช้ โซ่ ส่งกำลัง แบบไม่มีที่สิ้นสุดที่เก่าแก่ที่สุดในโลก^{[ 122 ]}

คณะมิชชันนารีเยซูอิตในประเทศจีนในช่วงศตวรรษที่ 16 และ 17 “ได้เรียนรู้ที่จะชื่นชมความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ของวัฒนธรรมโบราณนี้และเผยแพร่ให้เป็นที่รู้จักในยุโรป นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และวัฒนธรรมจีนเป็นครั้งแรกผ่านทางจดหมายโต้ตอบ” ^{[ 123 ]}ความคิดทางวิชาการของตะวันตกเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ของจีนได้รับการกระตุ้นจากผลงานของโจเซฟ นีดแฮมและสถาบันวิจัยนีดแฮม ตามที่นักวิชาการชาวอังกฤษ Needham กล่าวไว้ ในบรรดาความสำเร็จทางเทคโนโลยีของจีนนั้น ได้แก่^{ลูกโลก}จำลองท้องฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำ (Zhang Heng) ^{[ 124 ]}อู่แห้งเครื่องวัดระยะแบบเลื่อนปั๊มลูกสูบแบบสองจังหวะ^{[ 124 ]}เตาหลอม [ ^{125 ]}เครื่องเจาะเมล็ดพันธุ์แบบหลายท่อรถเข็น^[ 125 ^]สะพานแขวน[ ^{125 ]}เครื่องร่อน^{[ 124 ]}ดินปืน[ ^{125 ]}แผนที่นูน กระดาษชำระ[ ^{125 ] สาย}รัดที่มีประสิทธิภาพ[ ^{124 ] รวม ถึงผล งาน}ในด้าน^{ตรรกศาสตร์}ดาราศาสตร์การ^{แพทย์}และสาขาอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม ปัจจัยทางวัฒนธรรมได้ขัดขวางไม่ให้ความสำเร็จของจีนเหล่านี้พัฒนาไปสู่ ​​"วิทยาศาสตร์สมัยใหม่" ตามที่นีเดียมกล่าวไว้ กรอบความคิดทางศาสนาและปรัชญาของปัญญาชนชาวจีนอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้พวกเขาไม่สามารถยอมรับแนวคิดเรื่องกฎของธรรมชาติได้

สำหรับชาวจีนแล้ว ไม่ใช่ว่าไม่มีระเบียบในธรรมชาติ แต่เป็นระเบียบที่ไม่ใช่ระเบียบที่ถูกกำหนดโดยบุคคลผู้มีเหตุผล ดังนั้นจึงไม่มีความเชื่อมั่นว่าบุคคลผู้มีเหตุผลจะสามารถอธิบายประมวลกฎหมายอันศักดิ์สิทธิ์ที่พระองค์ทรงกำหนดไว้ก่อนหน้านี้ในภาษาโลกที่ด้อยกว่าของตนได้ แท้จริงแล้ว ลัทธิเต๋าคงจะดูถูกความคิดเช่นนั้นว่าไร้เดียงสาเกินไปสำหรับความละเอียดอ่อนและความซับซ้อนของจักรวาลตามที่พวกเขาเข้าใจ^{[ 126 ]}

ในช่วงยุคก่อตัวตอนกลาง (ประมาณ 900 ปีก่อนคริสตกาล – ประมาณ 300 ปีก่อนคริสตกาล) ของ เมโสอเมริกา ในยุคก่อนโคลัมบัสอารยธรรมซาโปเตกซึ่งได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอารยธรรมออลเมกได้สร้างระบบการเขียนที่สมบูรณ์แบบระบบ แรกที่รู้จัก ในภูมิภาคนี้ (อาจมีมาก่อนบล็อกคาสกาจาลของออลเมก ) ^{[ 127 ]} รวมถึงปฏิทิน ดาราศาสตร์ระบบแรกที่รู้จักในเมโสอเมริกา [ ^{128 ] [ 129 ] หลังจาก}ช่วงการพัฒนาเมืองเบื้องต้นในยุคก่อนคลาส สิก อารยธรรมมายาคลาสสิก (ประมาณ 250 ปีคริสตกาล – ประมาณ 900 ปีคริสตกาล) ได้ต่อยอดจากมรดกร่วมกันของออลเมก โดยพัฒนาระบบการเขียนดาราศาสตร์วิทยาศาสตร์ปฏิทินและคณิตศาสตร์ ที่ซับซ้อน ที่สุดในบรรดาชนชาติเมโสอเมริกา^{[ 128 ]}ชาวมายาได้พัฒนาระบบตัวเลขตำแหน่งที่มีฐาน 20ซึ่งรวมถึงการใช้เลขศูนย์ในการสร้างปฏิทินของพวกเขา^{[ 130 ] [ 131 ]}การเขียนของชาวมายา ซึ่งพัฒนาขึ้นเมื่อ 200 ปีก่อนคริสตกาล แพร่หลายเมื่อ 100 ปีก่อนคริสตกาล และมีรากฐานมาจากอักษรของชาวออลเมคและชาวซาโปเตค ประกอบด้วยวันที่ในปฏิทินที่มองเห็นได้ง่ายในรูปแบบของโลโกกราฟซึ่งแทนตัวเลข สัมประสิทธิ์ และช่วงเวลาในปฏิทินที่มีระยะเวลา 20 วัน หรือแม้แต่ 20 ปี เพื่อติดตามเหตุการณ์ทางสังคม ศาสนา การเมือง และเศรษฐกิจในรอบปี 360 วัน^{[ 132 ]}

ผลงานของชาวอียิปต์โบราณและชาวเมโสโปเตเมียในด้านดาราศาสตร์ คณิตศาสตร์ และการแพทย์ได้เข้ามามีอิทธิพลต่อปรัชญาธรรมชาติของกรีก ในยุคโบราณคลาสสิกโดยมีความพยายามอย่างเป็นทางการที่จะอธิบายเหตุการณ์ในโลกทางกายภาพโดยอาศัยสาเหตุทางธรรมชาติ^{[ 2 ] [ 3 ]}การสอบถามยังมุ่งเป้าไปที่เป้าหมายเชิงปฏิบัติ เช่น การสร้างปฏิทินที่เชื่อถือได้ หรือการหาวิธีรักษาโรคต่างๆ ผู้คนในสมัยโบราณที่ถือว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ กลุ่มแรก อาจคิดว่าตนเองเป็นนักปรัชญาธรรมชาติเป็นผู้ประกอบวิชาชีพที่มีทักษะ (เช่นแพทย์ ) หรือเป็นผู้ติดตามประเพณีทางศาสนา (เช่นผู้รักษาในวิหาร )

นักปรัชญากรีกยุคแรกซึ่งรู้จักกันในชื่อนักปรัชญาก่อนโสกราตีส^{[ 133} ] ^{ได้เสนอ}คำตอบที่แตกต่างกันสำหรับคำถามที่พบในตำนานของเพื่อนบ้านของพวกเขาว่า " จักรวาล ที่เป็นระเบียบ ที่เราอาศัยอยู่เกิดขึ้นได้อย่างไร" ^{[ 134 ]}เธลส์ (640–546 ปีก่อนคริสตกาล) นักปรัชญาก่อนโสก ราตีสแห่ง มิเลตุส [ 135 ^{] ซึ่ง}นักเขียนรุ่นหลังอย่างอริสโตเติลระบุว่าเป็นนักปรัชญาไอโอเนียน คนแรก ^{[ 2 ] ได้}เสนอคำอธิบายที่ไม่ใช่เหนือธรรมชาติสำหรับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น แผ่นดินลอยอยู่บนน้ำ และแผ่นดินไหวเกิดจากการปั่นป่วนของน้ำที่แผ่นดินลอยอยู่ ไม่ใช่เกิดจากเทพโพไซดอน^{[ 136 ]}พีทาโกรัสแห่งซามอสศิษย์ของเธลส์ได้ก่อตั้งสำนักพีทาโกเรียนซึ่งศึกษาคณิตศาสตร์เพื่อตัวมันเอง และเป็นคนแรกที่ตั้งสมมติฐานว่าโลกมีรูปร่างเป็นทรงกลม^{[ 137 ]}ลิวซิปปัส (ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช) ได้นำเสนอทฤษฎีอะตอมนิยมซึ่งเป็นทฤษฎีที่ว่าสสาร ทั้งหมด ประกอบด้วยหน่วยที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้และไม่เสื่อมสลายที่เรียกว่าอะตอม ทฤษฎีนี้ได้รับการขยายความอย่างมากโดยเดโมคริตุ ส ศิษย์ของเขา และต่อมาโดยเอปิคูรัส

เพลโตและอริสโตเติลได้นำเสนอการอภิปรายอย่างเป็นระบบครั้งแรกเกี่ยวกับปรัชญาธรรมชาติ ซึ่งมีส่วนสำคัญในการกำหนดรูปแบบการศึกษาธรรมชาติในภายหลัง การพัฒนาการให้เหตุผลแบบนิรนัย ของพวกเขา มีความสำคัญและมีประโยชน์อย่างยิ่งต่อการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ในภายหลัง เพลโตได้ก่อตั้งสถาบันเพลโตนิคขึ้นในปี 387 ก่อนคริสต์ศักราช โดยมีคำขวัญว่า "ห้ามผู้ใดที่ไม่เชี่ยวชาญด้านเรขาคณิตเข้ามาที่นี่" และยังได้สร้างนักปรัชญาที่มีชื่อเสียงมากมาย อริสโตเติลซึ่งเป็นศิษย์ของเพลโต ได้นำเสนอแนวคิดประสบการณ์นิยมและแนวคิดที่ว่าความจริงสากลสามารถบรรลุได้ผ่านการสังเกตและการเหนี่ยวนำ ซึ่งเป็นการวางรากฐานของวิธีการทางวิทยาศาสตร์^{[ 138 ]}อริสโตเติลยังได้เขียนงานทางชีววิทยาหลายชิ้นที่มีลักษณะเชิงประจักษ์ โดยเน้นที่สาเหตุทางชีววิทยาและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต เขาสังเกตธรรมชาตินับไม่ถ้วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งพฤติกรรมและลักษณะของพืชและสัตว์บนเกาะเลสบอสจำแนกสัตว์ได้มากกว่า 540 ชนิด และผ่าอย่างน้อย 50 ชนิด^{[ 139 ]}งานเขียนของอริสโตเติลมีอิทธิพลอย่างมากต่อ วิชาการ ของอิสลามและยุโรป ในเวลาต่อมา แม้ว่าในที่สุดงานเขียนเหล่านั้นจะถูกแทนที่ด้วยการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ก็ตาม^{[ 140 ] [ 141 ]}

อริสโตเติลยังได้มีส่วนร่วมในทฤษฎีของธาตุและจักรวาล เขาเชื่อว่าเทหวัตถุบนท้องฟ้า (เช่น ดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์) มีสิ่งที่เรียกว่าตัวขับเคลื่อนที่ไม่เคลื่อนที่ซึ่งทำให้เทหวัตถุเคลื่อนที่ อริสโตเติลพยายามอธิบายทุกสิ่งผ่านคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ แต่บางครั้งก็อธิบายสิ่งต่างๆ เช่น การเคลื่อนที่ของเทหวัตถุบนท้องฟ้าผ่านพลังที่สูงกว่า เช่น พระเจ้า อริสโตเติลไม่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่จะอธิบายการเคลื่อนที่ของเทหวัตถุบนท้องฟ้าได้^{[ 142 ]}นอกจากนี้ อริสโตเติลยังมีมุมมองมากมายเกี่ยวกับธาตุ เขาเชื่อว่าทุกสิ่งล้วนมาจากธาตุ ดิน น้ำ อากาศ ไฟ และสุดท้ายคืออีเธอร์ อีเธอร์เป็นธาตุบนท้องฟ้า ดังนั้นจึงประกอบขึ้นเป็นสสารของเทหวัตถุบนท้องฟ้า^{[ 143 ]}ธาตุ ดิน น้ำ อากาศ และไฟ เกิดจากการรวมกันของลักษณะสองอย่างของ ร้อน ชื้น เย็น และแห้ง และทั้งหมดมีสถานที่และการเคลื่อนที่ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ การเคลื่อนที่ของธาตุเหล่านี้เริ่มต้นด้วยดินซึ่งอยู่ใกล้กับ "โลก" มากที่สุด จากนั้นคือน้ำ อากาศ ไฟ และสุดท้ายคืออีเธอร์ นอกจากองค์ประกอบของสรรพสิ่งแล้ว อริสโตเติลยังได้เสนอทฤษฎีว่าทำไมสิ่งต่างๆ จึงไม่กลับคืนสู่การเคลื่อนที่ตามธรรมชาติ เขาเข้าใจว่าน้ำอยู่เหนือดิน อากาศอยู่เหนือน้ำ และไฟอยู่เหนืออากาศในสภาวะธรรมชาติ เขาอธิบายว่าถึงแม้ธาตุทั้งหมดจะต้องกลับคืนสู่สภาวะธรรมชาติ แต่ร่างกายมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ มีข้อจำกัดต่อธาตุต่างๆ จึงทำให้ธาตุที่ประกอบขึ้นเป็นบุคคลนั้นไม่สามารถกลับคืนสู่สภาวะธรรมชาติได้^{[ 144 ]}

มรดกที่สำคัญของยุคนี้ได้แก่ ความก้าวหน้าอย่างมากในความรู้เชิงข้อเท็จจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกายวิภาคศาสตร์สัตววิทยา พฤกษศาสตร์ แร่ธาตุวิทยา ภูมิศาสตร์ คณิตศาสตร์ และดาราศาสตร์การตระหนักถึงความสำคัญของปัญหาทางวิทยาศาสตร์บางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงและสาเหตุของการเปลี่ยนแปลง และการตระหนักถึงความสำคัญเชิงวิธีการของการประยุกต์ใช้คณิตศาสตร์กับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติและการทำวิจัยเชิงประจักษ์[ ^{145 ] [ 135 ] ใน}ยุคเฮลเลนิสติกนักวิชาการมักใช้หลักการที่พัฒนาขึ้นในความคิดของชาวกรีกยุคก่อนหน้า ได้แก่ การประยุกต์ใช้คณิตศาสตร์และการวิจัยเชิงประจักษ์อย่างรอบคอบ ในการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ของพวกเขา^{[ 146 ]}ทั้งเหตุผลและการสอบสวนไม่ได้เริ่มต้นจากชาวกรีกโบราณ แต่ระเบียบวิธีของโสกราตีสพร้อมกับแนวคิดเรื่องแบบฟอร์ม ได้ นำมาซึ่งความก้าวหน้าอย่างมากในเรขาคณิตตรรกศาสตร์และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ตามที่เบนจามิน ฟาร์ริงตันอดีตศาสตราจารย์ด้านคลาสสิกแห่งมหาวิทยาลัยสวอนซี กล่าวไว้ว่า :

"มนุษย์ชั่งน้ำหนักกันมาหลายพันปีก่อนที่อาร์คิมิดีสจะคิดค้นกฎแห่งสมดุลได้ พวกเขาต้องมีความรู้เชิงปฏิบัติและสัญชาตญาณเกี่ยวกับหลักการที่เกี่ยวข้องอยู่แล้ว สิ่งที่อาร์คิมิดีสทำคือการแยกแยะความหมายเชิงทฤษฎีของความรู้เชิงปฏิบัตินี้ และนำเสนอองค์ความรู้ที่ได้มานั้นในรูปแบบของระบบที่มีความสอดคล้องกันทางตรรกะ"

และอีกครั้ง:

“ด้วยความประหลาดใจ เราพบว่าตัวเองอยู่บนขอบเขตของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ และไม่ควรคิดว่าด้วยกลวิธีแปลบางอย่างทำให้ข้อความที่ตัดตอนมานั้นดูทันสมัยขึ้น ตรงกันข้าม คำศัพท์และรูปแบบของงานเขียนเหล่านี้เป็นแหล่งที่มาของคำศัพท์และรูปแบบของเราเอง” ^{[ 147 ]}

อริสตาร์คัสแห่งซามอสนักดาราศาสตร์เป็นบุคคลแรกที่เสนอแบบจำลองระบบสุริยะแบบเฮลิโอเซนทริกใน ขณะที่ เอราโตสเธเนสนักภูมิศาสตร์คำนวณเส้นรอบวงของโลกได้อย่างแม่นยำฮิปปาร์คัส (ประมาณ 190 – ประมาณ 120 ปีก่อนคริสตกาล) ได้สร้างแคตตาล็อกดาวฤกษ์ ที่เป็นระบบเป็นครั้งแรก ระดับความสำเร็จในด้านดาราศาสตร์และวิศวกรรม ของยุคเฮลเลนิสติก แสดงให้เห็นอย่างน่าประทับใจโดยกลไกแอนติคิเธรา (150–100 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์อนาล็อกสำหรับคำนวณตำแหน่งของดาวเคราะห์ สิ่งประดิษฐ์ทางเทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนในระดับเดียวกันนี้ไม่ปรากฏขึ้นอีกจนกระทั่งศตวรรษที่ 14 เมื่อนาฬิกาดาราศาสตร์ เชิงกล ปรากฏขึ้นในยุโรป^{[ 148 ]}

ในยุคของฮิปโปเครติส ยังไม่มีโครงสร้างทางสังคมที่ชัดเจนสำหรับการดูแลสุขภาพ^{[ 149 ]}ในเวลานั้น สังคมยังไม่เป็นระบบและมีความรู้มากนัก ผู้คนยังคงอาศัยเหตุผลทางศาสนาล้วนๆ ในการอธิบายความเจ็บป่วย^{[ 149 ]}ฮิปโปเครติสได้ริเริ่มระบบการดูแลสุขภาพระบบแรกที่อิงตามวิทยาศาสตร์และระเบียบปฏิบัติทางคลินิก^{[ 150 ]}ทฤษฎีของฮิปโปเครติสเกี่ยวกับฟิสิกส์และการแพทย์ช่วยปูทางไปสู่การสร้างโครงสร้างทางการแพทย์ที่เป็นระบบสำหรับสังคม^{[ 150 ]}ในด้านการแพทย์ฮิปโปเครติส (ประมาณ 460–370 ปีก่อนคริสตกาล) และผู้ติดตามของเขาเป็นกลุ่มแรกที่อธิบายโรคและภาวะทางการแพทย์หลายอย่าง และพัฒนาคำปฏิญาณของฮิปโปเครติสสำหรับแพทย์ ซึ่งยังคงมีความเกี่ยวข้องและใช้กันอยู่ในปัจจุบัน แนวคิดของฮิปโปเครติสได้รับการแสดงออกในคัมภีร์ฮิปโปเครติส คัมภีร์นี้บันทึกคำอธิบายเกี่ยวกับปรัชญาทางการแพทย์ และวิธีที่โรคและทางเลือกในการดำเนินชีวิตส่งผลต่อร่างกาย^{[ 150 ]}ฮิปโปเครติสมีอิทธิพลต่อความสัมพันธ์แบบมืออาชีพที่เป็นแบบตะวันตก ระหว่างแพทย์และผู้ป่วย^{[ 151 ]}ฮิปโปเครติสยังเป็นที่รู้จักในฐานะ "บิดาแห่งการแพทย์" ^{[ 150 ]}เฮโรฟิโลส (335–280 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นคนแรกที่สรุปผลจากการผ่าตัดร่างกายมนุษย์และอธิบายระบบประสาทกาเลน (129 – ประมาณ 200 ปีคริสตกาล) ได้ทำการผ่าตัดที่กล้าหาญหลายครั้ง รวมถึงการผ่าตัด สมองและดวงตา ซึ่งไม่มีใครลองทำอีกเป็นเวลาเกือบสองพันปี

ในอียิปต์สมัยเฮลเลนิสติก นักคณิตศาสตร์ยูคลิดได้วางรากฐานของความเข้มงวดทางคณิตศาสตร์และแนะนำแนวคิดของนิยาม สัจพจน์ ทฤษฎีบท และการพิสูจน์ ซึ่งยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบันใน หนังสือ Elements ของเขา ซึ่งถือเป็นตำราที่มีอิทธิพลมากที่สุดเท่าที่เคยเขียนมา^{[ 153 ]}อาร์คิมิดีสซึ่งถือเป็นหนึ่งในนักคณิตศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล^{[ 154 ]}ได้รับการยกย่องว่าใช้ระเบียบวิธีหาค่าโดยประมาณเพื่อคำนวณพื้นที่ใต้ส่วนโค้งของพาราโบลาด้วยผลรวมของอนุกรมอนันต์และให้ค่าประมาณของพาย ที่แม่นยำอย่างน่า ทึ่ง^{[ 155 ]} เขายังเป็นที่รู้จักใน สาขา ฟิสิกส์จากการวางรากฐานของอุทกสถิตสถิตศาสตร์และการอธิบายหลักการของคาน

ธีโอฟราสตัสได้เขียนคำอธิบายเกี่ยวกับพืชและสัตว์ในยุคแรกๆ โดยได้วางระบบการจำแนก ประเภทเป็นครั้งแรก และพิจารณาแร่ธาตุในแง่ของคุณสมบัติ เช่นความแข็งพลินีผู้เฒ่า ได้สร้าง สารานุกรม เกี่ยวกับโลกธรรมชาติ ที่ใหญ่ที่สุดเล่มหนึ่งในปี ค.ศ. 77 และเป็นผู้สืบทอดต่อจากธีโอฟราสตัส ตัวอย่างเช่น เขาได้อธิบาย รูปร่าง แปดเหลี่ยมของเพชร อย่างแม่นยำ และสังเกตว่าผงเพชรถูกใช้โดยช่างแกะสลักเพื่อตัดและขัดอัญมณีอื่นๆ เนื่องจากมีความแข็งมาก การที่เขายอมรับถึงความสำคัญของ รูปร่าง ผลึกเป็นพื้นฐานของวิชาผลึกศาสตร์ สมัยใหม่ ในขณะที่บันทึกเกี่ยวกับแร่ธาตุอื่นๆ เป็นลางบอกเหตุของวิชาแร่ธาตุวิทยา เขายอมรับว่าแร่ธาตุอื่นๆ มีรูปร่างผลึกที่เป็นลักษณะเฉพาะ แต่ในตัวอย่างหนึ่ง เขาสับสนระหว่างลักษณะผลึกกับงานของช่างเจียระไนอัญมณี พลินีเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นว่าอำพันเป็นเรซินจากต้นสน เนื่องจากมีแมลงติดอยู่ภายใน^{[ 156 ] [ 157 ]}

การพัฒนาของวิชาโบราณคดีมีรากฐานมาจากประวัติศาสตร์และผู้ที่สนใจในอดีต เช่น กษัตริย์และราชินีที่ต้องการแสดงให้เห็นถึงความรุ่งเรืองในอดีตของประเทศตนนักประวัติศาสตร์ชาวกรีก ในศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช อย่างเฮโรโดตัสเป็นนักวิชาการคนแรกที่ศึกษาอดีตอย่างเป็นระบบ และอาจเป็นคนแรกที่ตรวจสอบโบราณวัตถุ

ในสมัยที่โรมปกครอง นักประวัติศาสตร์ชื่อดังอย่างโพลิบิอุสลิวิอุสและพลูตาร์คได้บันทึกการก่อตั้งสาธารณรัฐโรมันตลอดจนการจัดระเบียบและประวัติศาสตร์ของชาติอื่นๆ ในขณะที่รัฐบุรุษอย่างจูเลียส ซีซาร์ซิเซโร และคนอื่นๆ ได้ยกตัวอย่างการเมืองของสาธารณรัฐและจักรวรรดิโรมัน รวมถึงสงครามต่างๆ การศึกษาการเมืองในยุคนั้นมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจประวัติศาสตร์ วิธีการปกครอง และการอธิบายการทำงานของรัฐบาล

การพิชิตกรีซของโรมันไม่ได้ทำให้การเรียนรู้และวัฒนธรรมในจังหวัดต่างๆ ของกรีกลดลง^{[ 158 ]}ในทางตรงกันข้าม การที่ชนชั้นสูง ของโรมชื่นชมความสำเร็จของชาวกรีกในด้านวรรณกรรม ปรัชญา การเมือง และศิลปะ กลับสอดคล้องกับความเจริญรุ่งเรืองที่เพิ่มขึ้นของจักรวรรดิโรมันมีการตั้งถิ่นฐานของชาวกรีกในอิตาลีมานานหลายศตวรรษ และความสามารถในการอ่านและพูดภาษากรีกก็ไม่ใช่เรื่องแปลกในเมืองต่างๆ ของอิตาลี เช่น โรม^{[ 158 ]}ยิ่งไปกว่านั้น การตั้งถิ่นฐานของนักวิชาการชาวกรีกในโรม ไม่ว่าจะโดยสมัครใจหรือในฐานะทาส ทำให้ชาวโรมันสามารถเข้าถึงครูสอนวรรณกรรมและปรัชญากรีกได้ ในทางกลับกัน นักวิชาการหนุ่มชาวโรมันก็ไปศึกษาต่อต่างประเทศในกรีซ และเมื่อพวกเขากลับมาโรม ก็สามารถถ่ายทอดความสำเร็จของชาวกรีกให้แก่ผู้นำชาวละตินของพวกเขาได้^{[ 158 ]}และถึงแม้จะมีการแปลตำรากรีกเพียงไม่กี่เล่มเป็นภาษาละติน นักวิชาการชาวโรมันที่มุ่งหวังที่จะไปถึงระดับสูงสุดก็ยังคงใช้ภาษากรีกอยู่ ซิเซโร (106 – 43 ปีก่อนคริสตกาล) รัฐบุรุษและนักปรัชญา ชาวโรมัน เป็นตัวอย่างที่สำคัญ เขาได้ศึกษากับครูชาวกรีกในกรุงโรม จากนั้นในเอเธนส์และโรดส์เขาเชี่ยวชาญปรัชญากรีกเป็นอย่างมาก เขียนบทความภาษาละตินในหลายหัวข้อ และยังเขียนคำอธิบายภาษากรีกของTimaeus ของเพลโต รวมถึงการแปลเป็นภาษาละติน ซึ่งไม่หลงเหลืออยู่^{[ 158 ]}

ในตอนเริ่มต้น การสนับสนุนการศึกษาเกี่ยวกับความรู้กรีกนั้นได้รับทุนสนับสนุนเกือบทั้งหมดจากชนชั้นสูงของโรมัน^{[ 158 ]}มีข้อตกลงหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่นักวิชาการที่มีความสามารถไปอยู่กับครอบครัวที่ร่ำรวย ไปจนถึงการเป็นเจ้าของทาสที่ได้รับการศึกษาและพูดภาษากรีกได้^{[ 158 ]}ในทางกลับกัน นักวิชาการที่ประสบความสำเร็จในระดับสูงสุดมีหน้าที่ต้องให้คำแนะนำหรือเป็นเพื่อนทางปัญญาแก่ผู้มีอุปการคุณชาวโรมัน หรือแม้กระทั่งดูแลห้องสมุดของพวกเขา ส่วนผู้ที่ด้อยโอกาสหรือประสบความสำเร็จน้อยกว่าก็จะสอนลูกหลานหรือทำงานบ้าน^{[ 158 ]}ระดับรายละเอียดและความซับซ้อนของความรู้กรีกถูกปรับให้เหมาะสมกับความสนใจของผู้อุปการคุณชาวโรมัน นั่นหมายถึงการทำให้ความรู้กรีกเป็นที่นิยมโดยการนำเสนอข้อมูลที่มีคุณค่าในทางปฏิบัติ เช่น การแพทย์หรือตรรกศาสตร์ (สำหรับศาลและการเมือง) แต่ไม่รวมรายละเอียดปลีกย่อยของอภิปรัชญาและญาณวิทยาของกรีก นอกเหนือจากพื้นฐานแล้ว ชาวโรมันไม่ได้ให้คุณค่ากับปรัชญาธรรมชาติและถือว่าเป็นความบันเทิงสำหรับเวลาว่าง^{[ 158 ]}

คำอธิบายและสารานุกรมเป็นวิธีการที่ใช้ในการเผยแพร่ความรู้ของกรีกให้แก่ผู้ชมชาวโรมัน^{[ 158 ]}นักวิชาการชาวกรีกชื่อโพไซโดเนียส (ประมาณ 135-51 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งเป็นชาวซีเรีย ได้เขียนงานมากมายเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ ภูมิศาสตร์ ปรัชญาศีลธรรม และปรัชญาธรรมชาติ เขามีอิทธิพลอย่างมากต่อนักเขียนชาวละติน เช่นมาร์คัส เทเรนติอุส วาร์โร (116-27 ปีก่อนคริสตกาล) ผู้เขียนสารานุกรมชื่อNine Books of Disciplinesซึ่งครอบคลุมศิลปะเก้าแขนง ได้แก่ ไวยากรณ์ วาทศิลป์ ตรรกศาสตร์ เลขคณิต เรขาคณิต ดาราศาสตร์ ทฤษฎีดนตรี การแพทย์ และสถาปัตยกรรม^{[ 158 ]}สารานุกรมDisciplinesกลายเป็นแบบอย่างสำหรับสารานุกรมโรมันในยุคต่อมา และศิลปะเสรีนิยมทั้งเก้าแขนงของวาร์โรถือเป็นการศึกษาที่เหมาะสมสำหรับสุภาพบุรุษชาวโรมัน ศิลปะเจ็ดแขนงแรกจากเก้าแขนงของวาร์โรจะกลายเป็นตัวกำหนดศิลปะเสรีนิยมเจ็ดแขนงของโรงเรียนในยุคกลาง ในเวลาต่อ มา^{[ 158 ]}จุดสูงสุดของขบวนการเผยแพร่ความรู้คือนักปราชญ์ชาวโรมันชื่อพลินีผู้เฒ่า (ค.ศ. 23/24–79) ซึ่งเป็นชาวอิตาลีตอนเหนือ ผู้เขียนหนังสือหลายเล่มเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของโรมและไวยากรณ์ ผลงานที่มีชื่อเสียงที่สุดของเขาคือหนังสือประวัติศาสตร์ธรรมชาติ เล่มหนา ^{[ 158 ]}

หลังจากการเสียชีวิตของจักรพรรดิโรมันมาร์คัส ออเรลิอุสในปี ค.ศ. 180 สภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการศึกษาและการเรียนรู้ในจักรวรรดิโรมันก็พลิกผันไปเนื่องจากความไม่สงบทางการเมือง สงครามกลางเมือง ความเสื่อมโทรมของเมือง และวิกฤตเศรษฐกิจที่กำลังจะเกิดขึ้น^{[ 158 ]}ในราวปี ค.ศ. 250 พวกอนารยชนเริ่มโจมตีและรุกรานชายแดนโรมัน เหตุการณ์เหล่านี้รวมกันนำไปสู่ความเสื่อมถอยโดยทั่วไปของสภาพทางการเมืองและเศรษฐกิจ มาตรฐานการครองชีพของชนชั้นสูงโรมันได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง และการสูญเสียเวลาว่าง ของพวกเขา ก็ลดทอนการแสวงหาความรู้^{[ 158 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ในช่วงศตวรรษที่ 3 และ 4 จักรวรรดิโรมันถูกแบ่งการปกครองออกเป็นสองส่วน คือกรีกตะวันออกและละตินตะวันตกการแบ่งการปกครองเหล่านี้ทำให้การติดต่อทางปัญญาของทั้งสองภูมิภาคอ่อนแอลง^{[ 158 ]}ในที่สุดทั้งสองส่วนก็แยกทางกัน โดยกรีกตะวันออกกลายเป็นจักรวรรดิไบแซนไทน์ [ ^{158 ] ศาสนา}คริสต์ก็ขยายตัวอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลานี้และในไม่ช้าก็กลายเป็นผู้อุปถัมภ์การศึกษาที่สำคัญในละตินตะวันตก ในขั้นต้น คริสตจักรได้นำเครื่องมือการให้เหตุผลบางอย่างของปรัชญากรีกมาใช้ในช่วงศตวรรษที่ 2 และ 3 เพื่อปกป้องศรัทธาของตนจากฝ่ายตรงข้ามที่ฉลาดกว่า^{[ 158 ]}อย่างไรก็ตาม ปรัชญากรีกได้รับการตอบรับที่หลากหลายจากผู้นำและผู้ศรัทธาในศาสนาคริสต์^{[ 158 ]}บางคน เช่นเทอร์ทูลเลียน (ประมาณ ค.ศ. 155-230) ต่อต้านปรัชญาอย่างรุนแรง โดยประณามว่าเป็นพวกนอกรีต ในขณะที่ คนอื่นๆ เช่นออกัสตินแห่งฮิปโป (ค.ศ. 354-430) มีความรู้สึกสองแง่สองมุม และปกป้องปรัชญาและวิทยาศาสตร์กรีกว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการทำความเข้าใจโลกธรรมชาติ และจึงปฏิบัติต่อมันเสมือนเป็นผู้รับใช้ (หรือคนรับใช้) ของศาสนา^{[ 158 ]}การศึกษาในโลกตะวันตกเริ่มเสื่อมถอยลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป พร้อมกับส่วนอื่นๆ ของจักรวรรดิโรมันตะวันตกเนื่องจากการรุกรานของชนเผ่าเยอรมัน ความไม่สงบภายในประเทศ และการล่มสลายทางเศรษฐกิจ การติดต่อกับประเพณีคลาสสิกได้หายไปในบางภูมิภาค เช่นโรมันบริเตนและกอล ตอนเหนือ แต่ยังคงมีอยู่ในโรม อิตาลีตอนเหนือ กอลตอนใต้ สเปน และแอฟริกาเหนือ^{[ 158 ]}

ในยุคกลาง การเรียนรู้แบบคลาสสิกยังคงดำเนินต่อไปในสามวัฒนธรรมและอารยธรรมทางภาษาหลัก ได้แก่ กรีก (จักรวรรดิไบแซนไทน์) อาหรับ (โลกอิสลาม) และละติน (ยุโรปตะวันตก)

การล่มสลายของจักรวรรดิโรมันตะวันตกนำไปสู่การเสื่อมถอยของประเพณีคลาสสิกในส่วนตะวันตก (หรือตะวันตกแบบละติน ) ของยุโรปในช่วงศตวรรษที่ 5 ในทางตรงกันข้าม จักรวรรดิไบแซนไทน์สามารถต้านทานการโจมตีของพวกอนารยชนและรักษาและพัฒนาการเรียนรู้ไว้ได้^{[ 159 ]}

ในขณะที่จักรวรรดิไบแซนไทน์ยังคงมีศูนย์การเรียนรู้ เช่นคอนสแตนติโนเปิล อเล็กซานเดรีย และแอนติโอค ความรู้ของยุโรปตะวันตกนั้นกระจุกตัวอยู่ในอารามต่างๆจนกระทั่งมีการพัฒนามหาวิทยาลัยในยุคกลางในศตวรรษที่ 12 หลักสูตรของโรงเรียนในอารามประกอบด้วยการศึกษาตำราโบราณที่มีอยู่เพียงไม่กี่เล่มและงานเขียนใหม่ๆ เกี่ยวกับวิชาปฏิบัติ เช่น การแพทย์^{[ 160 ]}และการนับเวลา^{[ 161 ]}

ในศตวรรษที่ 6 ในจักรวรรดิไบแซน ไทน์ อิซิโดร์แห่งมิเลตุสได้รวบรวมผลงานทางคณิตศาสตร์ของอาร์คิมีเดสไว้ในหนังสือArchimedes Palimpsestซึ่งรวบรวมและศึกษาผลงานทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดของอาร์คิมีเดสไว้

จอห์น ฟิโลโพนัสนักวิชาการไบแซนไทน์อีกคนหนึ่ง เป็นคนแรกที่ตั้งคำถามเกี่ยวกับการสอนฟิสิกส์ของอริสโตเติล โดยนำเสนอทฤษฎีแรงส่ง [ ^{162 ] [ 163 ] ทฤษฎี}แรงส่งเป็นทฤษฎีเสริมหรือทฤษฎีรองของพลศาสตร์ของอริสโตเติล ซึ่งนำเสนอในเบื้องต้นเพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่พุ่งเข้าหาแรงโน้มถ่วง เป็นพื้นฐานทางปัญญาของแนวคิดเรื่องความเฉื่อย โมเมนตัม และความเร่งในกลศาสตร์คลาสสิก^{[ 164 ]}ผลงานของจอห์น ฟิโลโพนัส เป็นแรงบันดาลใจให้กาลิเลโอ กาลิเลอีในอีกสิบศตวรรษต่อมา^{[ 165 ] [ 166 ]}

ในช่วงการล่มสลายของคอนสแตนติโนเปิลในปี ค.ศ. 1453 นักวิชาการชาวกรีกจำนวนหนึ่งได้หลบหนีไปยังอิตาลีตอนเหนือ ซึ่งพวกเขาได้จุดประกายยุคสมัยที่ต่อมาเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ "ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา " เนื่องจากพวกเขานำความรู้คลาสสิกมากมายมาด้วย รวมถึงความเข้าใจในด้านพฤกษศาสตร์ การแพทย์ และสัตววิทยา ไบแซนเทียมยังได้ให้ข้อมูลสำคัญแก่ตะวันตกด้วย ได้แก่ การวิจารณ์ฟิสิกส์ของอริสโตเติลโดยจอห์น ฟิโลโพนัส และผลงานของดิออสคอริเดส^{[ 167 ]}

นี่คือช่วงเวลา (คริสต์ศตวรรษที่ 8-14) ของยุคทองแห่งอิสลามซึ่งการค้าเจริญรุ่งเรือง และเกิดแนวคิดและเทคโนโลยีใหม่ๆ ขึ้นมากมาย เช่น การนำเข้าเทคโนโลยีการผลิตกระดาษจากจีน ซึ่งทำให้การคัดลอกต้นฉบับมีราคาถูกลง

การถ่ายทอดมรดกกรีกไปทางตะวันออกสู่เอเชียตะวันตกเป็นกระบวนการที่ช้าและค่อยเป็นค่อยไปซึ่งกินเวลากว่าพันปี เริ่มต้นจากการพิชิตเอเชียของอเล็กซานเดอร์มหาราชในปี 335 ก่อนคริสต์ศักราช จนถึงการก่อตั้งศาสนาอิสลามในศตวรรษที่ 7 หลังคริสต์ศักราช [ ^{5 ] การ}กำเนิดและการขยายตัวของศาสนาอิสลามในช่วงศตวรรษที่ 7 ตามมาด้วยการกลายเป็นกรีก อย่างรวดเร็ว ความรู้เกี่ยวกับแนวคิดของชาวกรีกเกี่ยวกับโลกได้รับการรักษาไว้และซึมซับเข้าสู่เทววิทยา กฎหมาย วัฒนธรรม และการค้าของอิสลาม ซึ่งได้รับการช่วยเหลือจากการแปลตำรากรีกดั้งเดิมและแหล่งข้อมูลซีเรีย บางส่วนเป็น ภาษาอาหรับในช่วงศตวรรษที่ 8-9

มาดราซาเป็นศูนย์กลางของการศึกษาทางศาสนาและวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย และเป็นจุดสูงสุดของสถาบันต่างๆ เช่น มัสยิดที่เน้นการศึกษาทางศาสนา ที่พักสำหรับผู้มาเยือนจากต่างเมือง และสุดท้ายคือสถาบันการศึกษาที่เน้นวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ^{[ 168 ]}แตกต่างจากมหาวิทยาลัยตะวันตก นักเรียนในมาดราซาจะเรียนกับครูผู้สอนเฉพาะคน ซึ่งจะออกใบรับรองเมื่อสำเร็จการศึกษาเรียกว่าอิญาซะฮ์อิญาซะฮ์แตกต่างจากปริญญาจากมหาวิทยาลัยตะวันตกในหลายด้าน ประการหนึ่งคือออกโดยบุคคลเพียงคนเดียว ไม่ใช่สถาบัน และอีกประการหนึ่งคือไม่ใช่ปริญญาที่ประกาศความรู้ที่เพียงพอในวงกว้าง แต่เป็นใบอนุญาตในการสอนและถ่ายทอดตำราเฉพาะชุดหนึ่ง^{[ 169 ]}ผู้หญิงก็ได้รับอนุญาตให้เข้าเรียนในมาดราซาได้เช่นกัน ทั้งในฐานะนักเรียนและครู ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ได้พบเห็นในการศึกษาชั้นสูงของตะวันตกจนกระทั่งถึงช่วงปี 1800 ^{[ 169 ]}มาดราซาเป็นมากกว่าศูนย์กลางทางวิชาการ ตัวอย่างเช่น มัสยิดสุไลมานียะห์เป็นหนึ่งในโรงเรียนสอนศาสนาที่เก่าแก่และมีชื่อเสียงที่สุด ซึ่งสร้างโดยสุไลมานผู้ยิ่งใหญ่ในศตวรรษที่ 16 ^{[ 170 ]}มัสยิดสุไลมานียะห์เป็นที่ตั้งของโรงพยาบาลและวิทยาลัยแพทย์ ห้องครัว และโรงเรียนสำหรับเด็ก รวมถึงใช้เป็นที่พักชั่วคราวสำหรับนักเดินทางด้วย^{[ 170 ]}

การศึกษาขั้นสูงในมาดราซา (หรือวิทยาลัย) มุ่งเน้นไปที่กฎหมายอิสลามและวิทยาศาสตร์ทางศาสนา และนักเรียนต้องศึกษาด้วยตนเองในทุกเรื่องอื่น ๆ^{[ 5 ]}และถึงแม้จะมีการต่อต้านทางศาสนศาสตร์เป็นครั้งคราว นักวิชาการอิสลามด้านวิทยาศาสตร์หลายคนก็สามารถดำเนินงานของตนในศูนย์กลางเมืองที่มีความอดทนค่อนข้างสูง (เช่นแบกแดดและไคโร ) และได้รับการคุ้มครองจากผู้อุปถัมภ์ที่มีอำนาจ^{[ 5 ]}พวกเขายังสามารถเดินทางได้อย่างอิสระและแลกเปลี่ยนความคิดเห็น เนื่องจากไม่มีอุปสรรคทางการเมืองภายในรัฐอิสลามที่เป็นเอกภาพ^{[ 5 ]}วิทยาศาสตร์อิสลามในช่วงเวลานี้มุ่งเน้นไปที่การแก้ไข การขยาย การอธิบาย และการประยุกต์ใช้แนวคิดของกรีกกับปัญหาใหม่ ๆ เป็นหลัก^{[ 5 ]}

ความสำเร็จส่วนใหญ่ของนักวิชาการอิสลามในช่วงเวลานี้อยู่ในสาขาคณิตศาสตร์^{[ 5 ]}คณิตศาสตร์อาหรับสืบทอดโดยตรงจากคณิตศาสตร์กรีกและอินเดีย^{[ 5 ]}ตัวอย่างเช่น สิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าตัวเลขอาหรับนั้นเดิมทีมาจากอินเดีย แต่นักคณิตศาสตร์มุสลิมได้ทำการปรับปรุงระบบตัวเลขหลายประการ เช่น การนำ ระบบ จุดทศนิยม มาใช้ นักคณิตศาสตร์เช่นมูฮัมหมัด อิบนุ มูซา อัล-คาวาริซมี (ประมาณ ค.ศ. 780–850) เป็นผู้ให้ชื่อแก่แนวคิดของอัลกอริทึมในขณะที่คำว่าพีชคณิตมาจาก คำว่า อัล-ญับร์ ซึ่ง เป็นส่วนต้นของชื่อสิ่งพิมพ์เล่มหนึ่งของเขา^{[ 171 ]}ตรีโกณมิติอิสลามสืบทอดมาจากผลงานของอัลมาเกสต์ ของปโตเลมี และสิทธันตะ ของอินเดีย ซึ่งพวกเขาได้เพิ่มฟังก์ชันตรีโกณมิติสร้างตาราง และประยุกต์ใช้ตรีโกณมิติกับทรงกลมและระนาบ วิศวกร ช่างทำเครื่องมือ และนักสำรวจจำนวนมากของพวกเขามีส่วนร่วมในการเขียนหนังสือเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ประยุกต์นักคณิตศาสตร์ชาวอิสลามได้สร้างคุณูปการมากที่สุดในสาขาดาราศาสตร์อัล-บัตตานี (ประมาณ ค.ศ. 858–929) ได้ปรับปรุงการวัดของฮิปปาร์คัสซึ่งได้รับการบันทึกไว้ในการแปลHè Megalè Syntaxis ( ตำราอันยิ่งใหญ่ ) ของปโตเลมีซึ่งแปลเป็นAlmagestอัล-บัตตานียังได้ปรับปรุงความแม่นยำของการวัดการเคลื่อนตัวของแกนโลกอีกด้วย มีการแก้ไขแบบจำลองโลกเป็นศูนย์กลาง ของปโตเลมี โดยอัล-บัตตานี อิบนุ อัล-ฮัยธัม [ ^{172 ]}อเวโรเอสและ นัก ^{ดาราศาสตร์}ชาวมาราฆาเช่นนาซีร์ อัล-ดิน อัล-ตูซีมูอัยยัด อัล-ดิน อัล-อูร์ดีและอิบนุ อัล-ชาติร์^{[ 173 ] [ 174 ]}

นักวิชาการที่มีทักษะทางเรขาคณิตได้ปรับปรุงตำราคลาสสิกก่อนหน้านี้เกี่ยวกับแสงและการมองเห็นของยูคลิด อริสโตเติล และปโตเลมีอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 5 ]}ตำราภาษาอาหรับที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังหลงเหลืออยู่เขียนขึ้นในศตวรรษที่ 9 โดยAbū Ishāq al-Kindī , Qustā ibn Lūqāและ (ในรูปแบบชิ้นส่วน) Ahmad ibn Isā ต่อมาในศตวรรษที่ 11 Ibn al-Haytham (รู้จักกันในชื่อ Alhazen ในโลกตะวันตก) นักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ ได้สังเคราะห์ทฤษฎีการมองเห็นใหม่โดยอิงจากผลงานของบรรพบุรุษของเขา^{[ 5 ]}ทฤษฎีใหม่ของเขารวมถึงระบบทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตที่สมบูรณ์ ซึ่งได้อธิบายไว้อย่างละเอียดในหนังสือทัศนศาสตร์ ของ เขา^{[ 5 ] [ 175 ]}หนังสือของเขาได้รับการแปลเป็นภาษาละตินและถูกใช้เป็นแหล่งข้อมูลหลักเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ด้านทัศนศาสตร์ในยุโรปจนถึงศตวรรษที่ 17 ^{[ 5 ]}

วิทยาศาสตร์การแพทย์ได้รับการพัฒนาอย่างโดดเด่นในโลกอิสลาม^{[ 5 ]}ผลงานทฤษฎีการแพทย์ของกรีก โดยเฉพาะอย่างยิ่งของกาเลน ได้รับการแปลเป็นภาษาอาหรับ และมีการเผยแพร่ตำราทางการแพทย์จำนวนมากโดยแพทย์ชาวอิสลาม ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อจัดระเบียบ ขยายความ และเผยแพร่ความรู้ทางการแพทย์แบบคลาสสิก^{[ 5 ]}ความเชี่ยวชาญทางการแพทย์เริ่มปรากฏขึ้น เช่น ความเชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องกับการรักษาโรคตา เช่นต้อกระจกอิบนุ ซินา (รู้จักกันในชื่ออวิเซนนาในโลกตะวันตก ประมาณ ค.ศ. 980–1037) เป็นนักสารานุกรมการแพทย์ชาวเปอร์เซียที่มีผลงานมากมาย^{[ 176 ]}เขียนเกี่ยวกับการแพทย์อย่างกว้างขวาง^{[ 177 ] [ 178 ]}โดยผลงานที่โดดเด่นที่สุดสองชิ้นของเขาในด้านการแพทย์คือKitāb al-shifāʾ ("หนังสือแห่งการรักษา") และThe Canon of Medicineซึ่งทั้งสองเล่มถูกใช้เป็นตำราทางการแพทย์มาตรฐานทั้งในโลกมุสลิมและในยุโรปจนถึงศตวรรษที่ 17 ในบรรดาผลงานมากมายของเขา ได้แก่ การค้นพบธรรมชาติของการติดต่อของโรคติดเชื้อ^{[ 177 ]}และการนำเภสัชวิทยาทางคลินิกมาใช้^{[ 179 ]}การจัดตั้งสถาบันทางการแพทย์ถือเป็นความสำเร็จที่สำคัญอีกประการหนึ่งในโลกอิสลาม แม้ว่าโรงพยาบาลในฐานะสถาบันสำหรับผู้ป่วยจะเกิดขึ้นในจักรวรรดิไบแซนไทน์ แต่รูปแบบของสถาบันทางการแพทย์สำหรับทุกชนชั้นทางสังคมนั้นแพร่หลายในจักรวรรดิอิสลามและกระจายอยู่ทั่วทุกหนแห่ง นอกจากการรักษาผู้ป่วยแล้ว แพทย์ยังสามารถสอนแพทย์ฝึกหัด ตลอดจนเขียนและทำการวิจัยได้ การค้นพบการไหลเวียนของเลือดในปอดของร่างกายมนุษย์โดยอิบนุ อัล-นาฟิสเกิดขึ้นในโรงพยาบาล^{[ 5 ]}

วิทยาศาสตร์อิสลามเริ่มเสื่อมถอยลงในช่วงศตวรรษที่ 12-13 ก่อนยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในยุโรป ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากการที่คริสเตียนยึดสเปนคืนและการพิชิตดินแดนตะวันออกของมองโกลในช่วงศตวรรษที่ 11-13 มองโกลได้ปล้นสะดมแบกแดดเมืองหลวงของรัฐกาหลิบอับบาซิดในปี 1258 ซึ่งทำให้จักรวรรดิอับบาซิดสิ้นสุด ลง ^{[ 5 ] [ 180 ]}อย่างไรก็ตาม ผู้พิชิตหลายคนกลายเป็นผู้อุปถัมภ์วิทยาศาสตร์ ตัวอย่างเช่น ฮูลากู ข่านผู้นำการล้อมแบกแดด กลายเป็นผู้อุปถัมภ์หอดูดาวมาราเกห์ [ ^{5 ] ดาราศาสตร์}อิสลามยังคงเจริญรุ่งเรืองต่อไปจนถึงศตวรรษที่ 16 ^{[ 5 ]}

เมื่อถึงศตวรรษที่ 11 ยุโรปส่วนใหญ่กลายเป็นคริสเตียน ระบอบกษัตริย์ที่แข็งแกร่งขึ้นก็เกิดขึ้น พรมแดนได้รับการฟื้นฟู มีการพัฒนาทางเทคโนโลยีและนวัตกรรมทางการเกษตร ทำให้ปริมาณอาหารและประชากรเพิ่มขึ้น ตำรากรีกคลาสสิกได้รับการแปลจากภาษาอาหรับและกรีกเป็นภาษาละติน กระตุ้นให้เกิดการอภิปรายทางวิทยาศาสตร์ในยุโรปตะวันตก^{[ 181 ]}

ในสมัยโบราณข้อห้ามของชาวกรีกและโรมันทำให้การผ่าศพมักถูกห้าม แต่ในยุคกลาง อาจารย์และนักศึกษาแพทย์ที่โบโลญญาเริ่มผ่าศพมนุษย์ และมอนดิโน เดอ ลุซซี ( ประมาณ ค.ศ. 1275–1326 ) ได้จัดทำตำรากายวิภาคศาสตร์เล่มแรกที่รู้จักกันโดยอิงจากการผ่าศพมนุษย์^{[ 182 ] [ 183 ]}

ผลจากยุคสันติภาพมองโกลิกาชาวยุโรป เช่นมาร์โค โปโลเริ่มออกเดินทางไปทางตะวันออกมากขึ้นเรื่อยๆ บันทึกของโปโลและเพื่อนร่วมเดินทางของเขาเป็นแรงบันดาลใจให้นักสำรวจทางทะเลชาวยุโรปตะวันตกคนอื่นๆ ค้นหาเส้นทางเดินเรือตรงไปยังเอเชีย ซึ่งนำไปสู่ยุคแห่งการค้นพบใน ที่สุด ^{[ 184 ]}

^{ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีก็เกิดขึ้นเช่น กัน}เช่น การบินครั้งแรกของEilmer แห่ง Malmesbury (ผู้ซึ่งศึกษาคณิตศาสตร์ในอังกฤษในศตวรรษที่ 11) ^{[ 185 ]}และความสำเร็จด้านโลหะวิทยาของเตาหลอมซิสเตอร์เชียน ที่Laskill [ ^{186 ] [ 187 ]}

การฟื้นฟูทางปัญญาของยุโรปตะวันตกเริ่มต้นขึ้นพร้อมกับการกำเนิดของมหาวิทยาลัยในยุคกลางในศตวรรษที่ 12 สถาบันในเมืองเหล่านี้เติบโตมาจากกิจกรรมทางวิชาการที่ไม่เป็นทางการของพระภิกษุผู้ทรง ความรู้ ที่ไปเยี่ยมชมอารามปรึกษาห้องสมุดและสนทนากับนักวิชาการคนอื่นๆ^{[ 188 ]}พระภิกษุผู้มีชื่อเสียงจะดึงดูดลูกศิษย์ให้ติดตาม ทำให้เกิดกลุ่มนักวิชาการ (หรือcollegiumในภาษาละติน) กลุ่มนักวิชาการอาจเดินทางไปยังเมืองหรือขอให้อารามเป็นเจ้าภาพ อย่างไรก็ตาม หากจำนวนนักวิชาการในกลุ่มนักวิชาการมีมากเกินไป พวกเขาจะเลือกตั้งถิ่นฐานในเมืองแทน^{[ 188 ]}เมื่อจำนวนcollegiaในเมืองเพิ่มขึ้นกลุ่มนักวิชาการอาจขอให้กษัตริย์พระราชทานกฎบัตรเพื่อเปลี่ยนสถานะเป็นuniversitas ^{[ 188 ]}มหาวิทยาลัยหลายแห่งได้รับการจัดตั้งขึ้นในช่วงเวลานี้ โดยแห่งแรกอยู่ที่โบโลญญาในปี 1088 ตามมาด้วยปารีสในปี 1150 ออกซ์ฟอร์ดในปี 1167 และเคมบริดจ์ในปี 1231 ^{[ 188 ]}การได้รับพระราชทานกฎบัตรหมายความว่ามหาวิทยาลัยในยุคกลางมีอำนาจอธิปไตยบางส่วนและเป็นอิสระจากหน่วยงานท้องถิ่น^{[ 188 ]}ความเป็นอิสระนี้ทำให้พวกเขาสามารถดำเนินการและตัดสินสมาชิกของตนเองตามกฎของตนเองได้ นอกจากนี้ ในฐานะสถาบันทางศาสนาในตอนแรก คณะและนักศึกษาของพวกเขายังได้รับการคุ้มครองจากการลงโทษประหารชีวิต (เช่นการแขวนคอ ) ^{[ 188 ]}ความเป็นอิสระดังกล่าวเป็นเรื่องของธรรมเนียมปฏิบัติ ซึ่งในหลักการแล้วผู้ปกครองของแต่ละสถาบันสามารถเพิกถอนได้หากพวกเขารู้สึกว่าถูกคุกคาม การอภิปรายในหัวข้อต่างๆ หรือข้อเรียกร้องในสถาบันยุคกลางเหล่านี้ ไม่ว่าจะมีความขัดแย้งมากเพียงใด ก็จะดำเนินการในรูปแบบที่เป็นทางการ เพื่อประกาศว่าการอภิปรายดังกล่าวอยู่ภายในขอบเขตของมหาวิทยาลัย และได้รับการคุ้มครองโดยสิทธิพิเศษของอำนาจอธิปไตยของสถาบันนั้น^{[ 188 ]}ข้ออ้างสามารถอธิบายได้ว่าเป็นex cathedra (แปลตรงตัวว่า "จากเก้าอี้" ใช้ในบริบทของการสอน) หรือex hypothesi (โดยสมมติฐาน) ซึ่งหมายความว่าการอภิปรายถูกนำเสนอเป็นการฝึกฝนทางปัญญาล้วนๆ ที่ไม่ต้องการให้ผู้ที่เกี่ยวข้องผูกมัดตนเองกับความจริงของข้ออ้างหรือทำการเผยแพร่แนวคิด แนวคิดและแนวปฏิบัติทางวิชาการสมัยใหม่ เช่นเสรีภาพทางวิชาการหรือเสรีภาพในการสอบสวนเป็นสิ่งตกค้างจากสิทธิพิเศษในยุคกลางเหล่านี้ที่เคยได้รับการยอมรับในอดีต^{[ 188 ]}

หลักสูตรของสถาบันยุคกลางเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่ศิลปศาสตร์ทั้งเจ็ดซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ผู้เรียนเริ่มต้นมีทักษะในการใช้เหตุผลและภาษาเชิงวิชาการ^{[ 188 ]}ผู้เรียนจะเริ่มการศึกษาโดยเริ่มจากศิลปศาสตร์สามวิชาแรกหรือTrivium (ไวยากรณ์ วาทศิลป์ และตรรกศาสตร์) ตามด้วยศิลปศาสตร์สี่วิชาถัดไปหรือQuadrivium (เลขคณิต เรขาคณิต ดาราศาสตร์ และดนตรี) ^{[ 188 ] [ 158 ]}ผู้ที่สำเร็จตามข้อกำหนดเหล่านี้และได้รับปริญญาตรี (หรือปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต ) มีตัวเลือกที่จะเข้าร่วมคณะที่สูงกว่า (นิติศาสตร์ แพทยศาสตร์ หรือศาสนศาสตร์) ซึ่งจะมอบLLDสำหรับนักกฎหมาย MD สำหรับแพทย์ หรือThDสำหรับนักศาสนศาสตร์^{[ 188 ]}ผู้เรียนที่เลือกที่จะอยู่ในคณะที่ต่ำกว่า (ศิลปศาสตร์) สามารถศึกษาต่อใน ระดับ Magister (หรือปริญญาโท ) และจะศึกษาปรัชญาสามสาขา ได้แก่ อภิปรัชญา จริยศาสตร์ และปรัชญาธรรมชาติ^{[ 188 ]}การแปลงานของอริสโตเติลเป็นภาษาละตินเช่นDe Anima ( ว่าด้วยจิตวิญญาณ ) และคำอธิบายประกอบ ถือเป็นหนังสืออ่านบังคับ เมื่อเวลาผ่านไป คณะวิชาระดับล่างได้รับอนุญาตให้มอบปริญญาดุษฎีบัณฑิตของตนเองที่เรียกว่าPhD [ ^{188 ] อาจารย์}หลายท่านสนใจสารานุกรมและใช้เป็นตำราเรียน แต่บรรดานักวิชาการเหล่านี้ปรารถนาที่จะได้อ่านต้นฉบับฉบับสมบูรณ์ของนักปรัชญา นักคณิตศาสตร์ และแพทย์ชาวกรีกโบราณ เช่นอริสโตเติลยูคลิดและกาเลนซึ่งในขณะนั้นยังไม่มีให้พวกเขาได้อ่าน ตำรากรีกโบราณเหล่านี้สามารถพบได้ในจักรวรรดิไบแซนไทน์และโลกอิสลาม^{[ 188 ]}

การติดต่อกับจักรวรรดิไบแซนไทน์^{[ 165 ]}และกับโลกอิสลามในช่วงการยึดคืนดินแดนและการทำสงคราม ครูเสด ทำให้ยุโรปที่ใช้ภาษาละตินสามารถเข้าถึงตำราวิทยาศาสตร์ภาษากรีกและ ภาษา อาหรับได้รวมถึงผลงานของอริสโตเติล ป โตเลมีอิซิโดร์แห่งมิเลตุส จอ ห์น ฟิโลโป นัส จาบีร์ อิบนุ ฮายาน อัล-ควาริซมี อัลฮาเซนอวิเซนนาและอเวโรเอสนักวิชาการชาวยุโรปสามารถเข้าถึงโครงการแปลของเรย์มอนด์แห่งโตเลโดซึ่งสนับสนุนโรงเรียนนักแปลโตเลโด ในศตวรรษที่ 12 จากภาษาอาหรับเป็นภาษาละติน นักแปลรุ่นหลังอย่างไมเคิล สก็อตัสจะเรียนภาษาอาหรับเพื่อศึกษาตำราเหล่านี้โดยตรง มหาวิทยาลัยในยุโรปให้ความช่วยเหลือด้านวัตถุในการแปลและการเผยแพร่ตำราเหล่านี้และเริ่มต้นโครงสร้างพื้นฐานใหม่ที่จำเป็นสำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ ในความเป็นจริง มหาวิทยาลัยในยุโรปได้นำผลงานมากมายเกี่ยวกับโลกธรรมชาติและการศึกษาธรรมชาติมาไว้ในหลักสูตร^{[ 189 ]}ส่งผลให้ "มหาวิทยาลัยในยุคกลางให้ความสำคัญกับวิทยาศาสตร์มากกว่ามหาวิทยาลัยในยุคปัจจุบันและผู้สืบทอด" ^{[ 190 ]}

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 13 มีการแปลงานเขียนหลักของนักคิดสำคัญในสมัยโบราณเกือบทั้งหมดเป็นภาษาละตินได้อย่างค่อนข้างแม่นยำ ทำให้เกิดการถ่ายทอดแนวคิดทางวิทยาศาสตร์อย่างถูกต้องผ่านทั้งมหาวิทยาลัยและอารามต่างๆ ในเวลานั้น ปรัชญาธรรมชาติในตำราเหล่านี้เริ่มได้รับการขยายความโดยนักปรัชญา ในยุคกลาง เช่นโรเบิร์ต โกรสเซเตสต์ , โรเจอร์ เบคอน , อัลเบอร์ตัส แม็กนัสและดันส์ สก็อตัส แนวคิดพื้นฐานของวิธีการทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากผลงานก่อนหน้านี้ของโลกอิสลาม สามารถพบได้แล้วในแนวคิดของโกรสเซเตสต์ที่เน้นคณิตศาสตร์เป็นวิธีการทำความเข้าใจธรรมชาติ และในแนวทางเชิงประจักษ์ที่เบคอนชื่นชม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลงานOpus Majus ของ เขา

ในศตวรรษที่ 13 สตีเฟน เทมปิเยร์ – บิชอปแห่งปารีส – ได้ออกข้อจำกัดทางศาสนาอย่างเข้มงวดเกี่ยวกับการศึกษาอริสโตเติล (คำประณามในปี 1277 ) ในขณะที่วิทยานิพนธ์ของนักฟิสิกส์ปิแอร์ ดูเฮมที่ว่าสิ่งนี้กลับนำไปสู่การศึกษาศาสตร์ยุคกลางในฐานะสาขาวิชาที่จริงจัง “ไม่มีใครในสาขานี้สนับสนุนมุมมองของเขาอีกต่อไปว่าวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เริ่มต้นในปี 1277” ^{[ 191 ]}อย่างไรก็ตาม นักวิชาการหลายคนเห็นด้วยกับมุมมองของดูเฮมที่ว่าช่วงกลางถึงปลายยุคกลางได้เห็นการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ^{[ 192 ] [ 193 ] [ 194 ]}และยังคงโต้แย้งว่าคำประณามในศตวรรษที่ 13 เป็นประโยชน์ต่อปรัชญาธรรมชาติในยุคกลาง เพราะมันทำให้หลักคำสอนของอริสโตเติลอ่อนลงในนักปรัชญาธรรมชาติในศตวรรษต่อมา การประณามข้อเสนอใดๆ ของปรัชญาธรรมชาติที่ลดทอนอำนาจสูงสุดของพระเจ้า - "อำนาจสัมบูรณ์ของพระเจ้า" - ให้เหลือเพียงความเป็นไปไม่ได้ตามแนวคิดของอริสโตเติล อาจส่งผลให้นักวิชาการได้สำรวจสถานการณ์ "ถ้าหาก" ที่อริสโตเติลประกาศว่าเป็นไปไม่ได้ เช่นการมีอยู่ของสุญญากาศความหลากหลายของโลก หรือการหมุนของโลกซึ่งกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในปรัชญาธรรมชาติจากการค้นหาความจำเป็นเชิงตรรกะในแบบอริสโตเติลไปสู่ความเป็นไปได้ของความไม่แน่นอน (เช่น แนวคิดที่ว่า ระเบียบ ที่แท้จริงของธรรมชาติเป็นหนึ่งในหลายๆ ระเบียบที่พระเจ้าอาจเลือกได้) ^{[ 195 ]}

ปรัชญาธรรมชาติในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 14 ส่วนใหญ่ประกอบด้วย คำอธิบาย เชิงวิชาการและการโต้แย้งเกี่ยวกับการแปลงานของอริสโตเติลเป็นภาษาละติน^{[ 196 ]}วิลเลียมแห่งอ็อกแฮมเน้นย้ำหลักการความประหยัด : นักปรัชญาธรรมชาติไม่ควรตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับสิ่งที่ไม่จำเป็น ดังนั้นการเคลื่อนที่จึงไม่ใช่สิ่งที่แยกต่างหาก แต่เป็นเพียงวัตถุที่เคลื่อนที่^{[ 197 ]}และไม่จำเป็นต้องมี "ชนิดที่รับรู้ได้" ระหว่างกลางเพื่อส่งภาพของวัตถุไปยังดวงตา^{[ 198 ]}นักวิชาการเช่นฌอง บูริแดนและนิโคล โอเรสเมเริ่มตีความองค์ประกอบของกลศาสตร์ของอริสโตเติลใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บูริแดนได้พัฒนาทฤษฎีที่ว่าแรงผลักดันเป็นสาเหตุของการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ถูกยิง ซึ่งเป็นก้าวแรกสู่แนวคิดสมัยใหม่ของความเฉื่อย^{[ 199 ]}นักคำนวณแห่งอ็อกซ์ฟอร์ดเริ่มวิเคราะห์จลนศาสตร์ ของการเคลื่อนที่ทางคณิตศาสตร์ โดยทำการวิเคราะห์นี้โดยไม่พิจารณาสาเหตุของการเคลื่อนที่^{[ 200 ]}ในปี พ.ศ. 2391 โรคระบาดกาฬโรคและภัยพิบัติอื่นๆ ได้ทำให้การศึกษานี้หยุดชะงักลงอย่างกะทันหัน^{[ 201 ]}

การนำเครื่องพิมพ์แบบตัวอักษรเคลื่อนที่ มาใช้และแพร่หลายอย่างรวดเร็ว ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 15 ได้ยุติวัฒนธรรมการเขียนต้นฉบับในยุคกลาง ซึ่ง มี ข้อเท็จจริงน้อยและกระจัดกระจาย และแทนที่ด้วยวัฒนธรรมการพิมพ์ซึ่งมีข้อเท็จจริงที่เชื่อถือได้และมีเอกสารหลักฐานแพร่หลายอย่างรวดเร็วและกลายเป็นรากฐานที่มั่นคงสำหรับความรู้ทางวิทยาศาสตร์^{[ 203 ]}

การล่มสลายของคอนสแตนติโนเปิลในปี ค.ศ. 1453 ทำให้ปัญญาชนชาวไบแซนไทน์ จำนวนมาก ต้องลี้ภัยไปยังทางตะวันตก

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 15 ช่างทำแก้วชาวเวนิสได้พัฒนาแก้วใสไร้สีที่ใสเป็นพิเศษที่เรียกว่าคริสตัลโลซึ่งทำจากก้อนกรวดควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (แทนที่จะใช้ทราย) และใช้แมงกานีสออกไซด์เป็น "สารลดสี" เพื่อลดสีเขียวที่เกิดจากสิ่งเจือปนของเหล็ก แก้วชนิดนี้ถือเป็น "แก้วพิเศษ" ในยุคนั้น เป็นผลิตภัณฑ์หรูหราที่ใช้สำหรับหน้าต่าง กระจก โคมไฟเรือ และเลนส์^{[ 204 ]}เมื่อมีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ตัวแรกขึ้นในภายหลังในช่วงการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ บันทึกทางประวัติศาสตร์แรกของการประดิษฐ์นี้ไม่ได้ปรากฏในงานปรัชญาธรรมชาติ แต่ปรากฏในสิทธิบัตรที่ยื่นโดยช่าง ทำแว่นตา

การเผชิญหน้ากับทวีปอเมริกาซึ่งเป็นทวีปที่ไม่เป็นที่รู้จักของชาวโบราณ อย่างสิ้นเชิง ส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อชีวิตทางปัญญาของชาวยุโรปในศตวรรษที่ 16 ^{[ 205 ]}และโดยเฉพาะอย่างยิ่งบั่นทอนอำนาจของคลอเดียส ปโตเลมี นักวิชาการในศตวรรษที่ 2 ซึ่ง แบบจำลอง ทางภูมิศาสตร์และดาราศาสตร์ ของเขา เคยได้รับการพิจารณาว่าไม่มีข้อผิดพลาด^{[ 206 ]}

งานของเวซาลิอุส เกี่ยวกับศพมนุษย์พบปัญหาเกี่ยวกับมุมมองกายวิภาคของกาเลน ^{[ 207 ]}

ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาการทางตอนเหนือแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงจุดสนใจอย่างเด็ดขาดจากปรัชญาธรรมชาติของอริสโตเติลไปสู่เคมีและวิทยาศาสตร์ชีวภาพ (พฤกษศาสตร์ กายวิภาคศาสตร์ และการแพทย์) ^{[ 208 ]}

แบบจำลองสุริยจักรวาลของโคเปอร์นิคัสเป็นแบบจำลองทางดาราศาสตร์ที่พัฒนาโดยนิโคลาอุส โคเปอร์ นิคัส และตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1543 แบบจำลองนี้วางตำแหน่งดวงอาทิตย์ไว้ใกล้ศูนย์กลางของจักรวาล^{[ 209 ] [ 210 ]}นิ่งอยู่กับที่ โดยมีโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่นโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม^{[ 211 ]}ซึ่งปรับเปลี่ยนโดยวงโคจรย่อยและด้วยความเร็วที่สม่ำเสมอ แบบจำลองของโคเปอร์นิคัสท้าทายแบบจำลอง โลกเป็นศูนย์กลาง ของปโตเลมี ซึ่งวางตำแหน่งโลกไว้ที่ศูนย์กลางของจักรวาล นักดาราศาสตร์ในศตวรรษที่ 16 เชื่อว่าการกำจัด จุดสมดุลของโคเปอร์นิคัสเป็นความสำเร็จที่สำคัญที่สุดของเขา^{[ 212 ]}แต่แบบจำลองของเขาไม่เคยเข้ามาแทนที่แบบจำลองของปโตเลมี ซึ่งเพิ่งจะหมดความนิยมไป 70 ปีต่อมาหลังจากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอในปี ค.ศ. 1610 ^{[ 213 ]}

การปฏิวัติวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 16 และ 17 ในยุโรปถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญจากปรัชญาธรรมชาติที่มีมาก่อนหน้านั้น^{[ 214 ] [ 215 ] [ 10 ]}วิทยาศาสตร์ใหม่ที่เกิดขึ้นนั้นแตกต่างจากแนวคิดและประเพณีของกรีกในอดีต^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}มีมุมมองโลกทัศน์ที่เป็นกลไกมากขึ้นและบูรณาการกับคณิตศาสตร์มากขึ้น^{[ 12 ] [ 15 ] [ 16 ]}และหมกมุ่นอยู่กับการได้มาและการตีความหลักฐานใหม่^{[ 216 ]}การปฏิวัติวิทยาศาสตร์เป็นเส้นแบ่งที่สะดวกระหว่างความคิดโบราณกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ แม้ว่า โดยทั่วไปจะกล่าวกันว่า ช่วงเวลานี้เริ่มต้นในปี 1543 ด้วยการพิมพ์หนังสือDe humani corporis fabrica ( ว่าด้วยการทำงานของร่างกายมนุษย์ ) โดยAndreas VesaliusและDe Revolutionibus ( ว่าด้วยการปฏิวัติของทรงกลมแห่งสวรรค์ ) โดยNicolaus Copernicusแต่ก็มีการเสนอว่าซูเปอร์โน วา SN 1572 ก็เป็นจุดเริ่มต้นเช่นกัน ^{[ 217 ]}ช่วงเวลานี้สิ้นสุดลงด้วยการตีพิมพ์หนังสือPhilosophiæ Naturalis Principia Mathematicaในปี 1687 โดยIsaac Newtonซึ่งเป็นตัวแทนของการเติบโตอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนของสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ทั่วทั้งยุโรป^{[ 218 ]}

การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่แม่นยำอย่างไม่เคยมีมาก่อนของไทโค บราเฮในช่วงปลายศตวรรษที่ 16 และ การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ ของกาลิเลโอ กาลิเลอี ใน ช่วงต้นศตวรรษที่ 17ได้รวมกันเพื่อเปลี่ยนดาราศาสตร์ให้กลายเป็นวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เป็นครั้งแรก การสังเกตการณ์ของกาลิเลโอได้ยุติความเชื่อดั้งเดิมทางดาราศาสตร์ก่อนยุคสมัยใหม่ที่ยาวนานนับพันปี^{[ 219 ]}ในขณะที่โยฮันเนส เคปเลอร์ใช้ข้อมูลของบราเฮเพื่อค้นพบว่าดาวเคราะห์มีวงโคจรเป็น รูปวงรี ไม่ใช่รูปวงกลม^{[ 220 ]}และพัฒนา กฎการ เคลื่อนที่ของดาวเคราะห์^{[ 221 ]}เนื่องจากเคปเลอร์ ปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์จึงถูกมองว่าอยู่ภายใต้กฎทางฟิสิกส์^{[ 222 ]}

ในปี ค.ศ. 1687 ไอแซค นิวตันได้ตีพิมพ์หนังสือPrincipia Mathematicaซึ่งอธิบายรายละเอียดทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่ครอบคลุมและประสบความสำเร็จสองทฤษฎี ได้แก่กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันซึ่งนำไปสู่กลศาสตร์คลาสสิก และกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตันซึ่งอธิบายถึงแรงโน้มถ่วงพื้นฐาน

จุดเปลี่ยนสำคัญเกิดขึ้นเมื่อ โรเบิร์ต บอยล์ได้แยกความแตกต่างระหว่าง "เคมี" กับเล่นแร่แปรธาตุในงานเขียนของเขาเรื่อง The Sceptical Chymistในปี 1661 แม้ว่าประเพณีการเล่นแร่แปรธาตุจะยังคงดำเนินต่อไปอีกระยะหนึ่งหลังจากงานของเขา ขั้นตอนสำคัญอื่นๆ ได้แก่ การทดลองเชิงน้ำหนักของนักเคมีทางการแพทย์ เช่นวิลเลียม คัลเลน โจ เซฟแบล็ก ทอร์เบิร์น เบิร์กแมนและปิแอร์ แมคเคอร์และผ่านงานของอองตวน ลาวัวซิเยร์ (" บิดาแห่งเคมีสมัยใหม่ ") เกี่ยวกับออกซิเจนและกฎการอนุรักษ์มวลซึ่งหักล้างทฤษฎีฟลอจิสตันเคมีสมัยใหม่เกิดขึ้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 16 ถึง 18 ผ่านการปฏิบัติและทฤษฎีทางวัตถุที่ส่งเสริมโดยการเล่นแร่แปรธาตุ การแพทย์ การผลิต และการทำเหมือง^{[ 223 ] [ 224 ] [ 225 ]}

วิลเลียม ฮาร์วีย์ตีพิมพ์De Motu Cordisในปี ค.ศ. 1628 ซึ่งเปิดเผยข้อสรุปของเขาโดยอิงจากการศึกษาระบบไหลเวียนโลหิตของสัตว์มีกระดูกสันหลังอย่างกว้างขวาง[ 226 ] ^{เขาได้ระบุ}บทบาทสำคัญของหัวใจหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำในการสร้างการไหลเวียนของเลือดในวงจร และไม่พบหลักฐานยืนยันแนวคิดที่มีอยู่ก่อนหน้าของกาเลน เกี่ยวกับหน้าที่ในการให้ความร้อนและความเย็น ^{[ 227 ]}ประวัติศาสตร์ของชีววิทยาและการแพทย์ยุคต้นสมัยใหม่มักถูกเล่าผ่านการค้นหาที่ตั้งของจิตวิญญาณ^{[ 228 ]}กาเลนในการบรรยายถึงงานพื้นฐานของเขาในด้านการแพทย์ได้นำเสนอความแตกต่างระหว่างหลอดเลือดแดง หลอดเลือดดำ และเส้นประสาทโดยใช้คำศัพท์ของจิตวิญญาณ^{[ 229 ]}

นวัตกรรมที่สำคัญคือการสร้างสมาคมวิทยาศาสตร์ถาวรและวารสารวิชาการของพวกเขา ซึ่งเร่งการเผยแพร่แนวคิดใหม่ๆ อย่างมาก ตัวอย่างเช่น การก่อตั้งราชสมาคมในลอนดอนในปี 1660 และวารสารของราชสมาคมในปี 1665 คือ Philosophical Transaction of the Royal Society ซึ่งเป็นวารสารวิทยาศาสตร์ฉบับแรกในภาษาอังกฤษ^{[ 230 ]}ในปี 1665 ยังมีวารสารฉบับแรกในภาษาฝรั่งเศส คือJournal des sçavansวิทยาศาสตร์ที่อาศัยผลงาน^{[ 231 ]}ของนิวตัน เด ส์การ์ตปาสคาลและไลบ์นิซกำลังก้าวไปสู่คณิตศาสตร์ฟิสิกส์และเทคโนโลยี สมัยใหม่ ในช่วงเวลาของเบนจามิน แฟรงคลิน (1706–1790) เลออนฮาร์ด ออยเลอร์ (1707–1783) มิคา อิล โลโมโนซอฟ (1711–1765) และ ฌอง เลอ รอนด์ ดาเลมแบร์ (1717–1783) สารานุกรม Encyclopédieของเดนิส ดิเดโรต์ซึ่งตีพิมพ์ระหว่างปี 1751 ถึง 1772 ได้นำความเข้าใจใหม่นี้ไปสู่กลุ่มผู้อ่านที่กว้างขึ้น ผลกระทบของกระบวนการนี้ไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อปรัชญา ( อิมมานูเอล คานต์ , เดวิด ฮูม ) ศาสนา (อิทธิพลของวิทยาศาสตร์ที่มีต่อศาสนา เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ) และสังคมและการเมืองโดยทั่วไป ( อดัม สมิธ , วอลแตร์ )

ธรณีวิทยาไม่ได้ถูกปรับโครงสร้างอย่างเป็นระบบในช่วงการปฏิวัติวิทยาศาสตร์แต่กลับดำรงอยู่เป็นกลุ่มความคิดที่กระจัดกระจายและไม่เชื่อมโยงกันเกี่ยวกับหิน แร่ และลักษณะภูมิประเทศมานานก่อนที่จะกลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่สอดคล้องกันโรเบิร์ต ฮุคได้วางทฤษฎีเกี่ยวกับแผ่นดินไหว และนิโคลัส สเตโนได้พัฒนาทฤษฎีการซ้อนทับและโต้แย้งว่าฟอสซิลเป็นซากของสิ่งมีชีวิตที่เคยมีอยู่ เริ่มต้นด้วยทฤษฎีศักดิ์สิทธิ์ของโลกของโทมัส เบอร์เน็ตในปี 1681 นักปรัชญาธรรมชาติเริ่มสำรวจแนวคิดที่ว่าโลกเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา เบอร์เน็ตและคนร่วมสมัยของเขาตีความอดีตของโลกในแง่ของเหตุการณ์ที่อธิบายไว้ในพระคัมภีร์ แต่ผลงานของพวกเขาวางรากฐานทางปัญญาสำหรับการตีความประวัติศาสตร์โลกในเชิงฆราวาส

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 นักวิจัยเช่นHugh Williamson ^{[ 232 ]}และJohn Walshได้ทำการทดลองเกี่ยวกับผลกระทบของไฟฟ้าต่อร่างกายมนุษย์ การศึกษาเพิ่มเติมโดยLuigi GalvaniและAlessandro Voltaได้พิสูจน์ถึงลักษณะทางไฟฟ้าของสิ่งที่ Volta เรียกว่าgalvanism ^{[ 233 ] [ 234 ]}

ดังนั้นใน ยุคโรแมนติซิสซึมไฟฟ้าจึงกลายเป็นสัญลักษณ์ที่มีหลายแง่มุม ซึ่งแสดงถึงทั้งความกระตือรือร้นในการปฏิวัติและพลังสร้างสรรค์ของธรรมชาติ ตลอดจนเป็นอุปมาอุปไมยสำหรับพลังอันแพร่หลายของจิตใจและการเชื่อมโยงทางจิตวิญญาณ การปรากฏตัวของมัน ทั้งในแง่รูปธรรมและนามธรรม ทั้งในการทดลองทางวิทยาศาสตร์และวรรณกรรม เช่น การศึกษาผลกระทบของไฟฟ้าต่อร่างกายของกัลวานี ได้จุดประกายจินตนาการของยุคโรแมนติก โดยทำหน้าที่เป็น แนวคิด สำคัญที่เชื่อมโยงสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต เหตุผลและจิตวิญญาณ^{[ 235 ]}

ธรณีวิทยาสมัยใหม่ เช่นเดียวกับเคมีสมัยใหม่ ค่อยๆ พัฒนาขึ้นในช่วงศตวรรษที่ 18 และต้นศตวรรษที่ 19 เบอนัวต์ เดอ มาเยต์และเคานต์ เดอ บัฟฟองเห็นว่าโลกมีอายุมากกว่า 6,000 ปี ตามที่นักวิชาการในพระคัมภีร์คาดการณ์ไว้ฌอง-เอเตียน เกตตาร์ดและนิโคลัส เดสมาเรสต์ เดินป่าในภาคกลางของฝรั่งเศสและบันทึกการ ^{สังเกต}ของพวกเขาลงในแผนที่ทางธรณีวิทยาฉบับแรกๆ ด้วยความช่วยเหลือจากการทดลองทางเคมี นักธรรมชาติวิทยา เช่นจอห์น วอล์คเกอร์ แห่งสกอตแลนด์ [ ^{236 ]}ทอร์เบิร์น เบิร์กแมน แห่งสวีเดน และอับราฮัม เวอร์เนอร์ แห่งเยอรมนี ได้สร้างระบบการจำแนกประเภทที่ครอบคลุมสำหรับหินและแร่ธาตุ ซึ่งเป็นความสำเร็จร่วมกันที่เปลี่ยนธรณีวิทยาให้กลายเป็นสาขาที่ล้ำสมัยในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 นักธรณีวิทยายุคแรกเหล่านี้ยังได้เสนอการตีความประวัติศาสตร์โลกโดยทั่วไป ซึ่งนำไปสู่การที่เจมส์ ฮัตตันจอร์จ คูเวียร์และอเล็กซานเดอร์ บรองนิอาร์ตเดินตามรอยของสเตโนโดยโต้แย้งว่าชั้นหินสามารถกำหนดอายุได้จากฟอสซิลที่บรรจุอยู่ภายใน ซึ่งเป็นหลักการที่นำมาใช้กับธรณีวิทยาของแอ่งปารีสเป็นครั้งแรก การใช้ฟอสซิลดัชนีกลายเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการสร้างแผนที่ทางธรณีวิทยา เพราะช่วยให้นักธรณีวิทยาสามารถเชื่อมโยงหินในพื้นที่หนึ่งกับหินที่มีอายุใกล้เคียงกันในพื้นที่อื่นที่อยู่ห่างไกลออกไปได้

รากฐานของเศรษฐศาสตร์คลาสสิก มา จากหนังสือ"การสอบสวนเกี่ยวกับธรรมชาติและสาเหตุของความมั่งคั่งของชาติ " ของอดัม สมิธซึ่งตีพิมพ์ในปี 1776 สมิธวิพากษ์วิจารณ์ลัทธิพาณิชยนิยมและสนับสนุนระบบการค้าเสรีที่มีการแบ่งงาน กัน ทำ เขาตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับ " มือที่มองไม่เห็น " ที่ควบคุมระบบเศรษฐกิจซึ่งประกอบด้วยผู้เล่นที่ถูกชี้นำโดยผลประโยชน์ส่วนตนเท่านั้น "มือที่มองไม่เห็น" ที่กล่าวถึงในหน้าหนึ่งที่หายไปในกลางบทของหนังสือ " ความมั่งคั่งของชาติ " ปี 1776 ได้กลายเป็นสาระสำคัญของความคิดของสมิธในเวลาต่อมา

มานุษยวิทยาอาจเข้าใจได้ดีที่สุดว่าเป็นผลสืบเนื่องมาจากยุคแห่งการตรัสรู้ ในช่วงเวลานั้น ชาวยุโรปพยายามศึกษาพฤติกรรมมนุษย์อย่างเป็นระบบ ประเพณีทางด้านนิติศาสตร์ ประวัติศาสตร์ ภาษาศาสตร์ และสังคมวิทยาได้พัฒนาขึ้นในช่วงเวลานั้นและเป็นพื้นฐานในการพัฒนาสังคมศาสตร์ ซึ่งมานุษยวิทยาก็เป็นส่วนหนึ่งด้วย

ศตวรรษที่ 19 ได้เห็นการกำเนิดของวิทยาศาสตร์ในฐานะวิชาชีพวิลเลียม เวเวลล์ได้บัญญัติศัพท์คำว่านักวิทยาศาสตร์ในปี พ.ศ. 2376 ^{[ 237 ]}ซึ่งในไม่ช้าก็เข้ามาแทนที่คำว่านักปรัชญาธรรมชาติ แบบ เดิม

ในวิชาฟิสิกส์ พฤติกรรมของไฟฟ้าและแม่เหล็กได้รับการศึกษาโดยGiovanni Aldini , Alessandro Volta , Michael Faraday , Georg Ohmและคนอื่นๆ การทดลอง ทฤษฎี และการค้นพบของMichael Faraday , André-Marie Ampère , James Clerk Maxwellและนักวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยของพวกเขา นำไปสู่การรวมสองปรากฏการณ์นี้เข้าด้วยกันเป็นทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าดังที่อธิบายไว้ในสมการของแม็กซ์ เวลล์ ส่วน อุณหพลศาสตร์นำไปสู่ความเข้าใจเกี่ยวกับความร้อนและแนวคิดเรื่องพลังงาน

ในทางดาราศาสตร์ มีการค้นพบดาวเนปจูน ความก้าวหน้าในด้านดาราศาสตร์และระบบทางแสงในศตวรรษที่ 19 ส่งผลให้มีการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์น้อย ดวงแรก ( เซเรส ) ในปี 1801 และการค้นพบดาวเนปจูนในปี 1846

ในวิชาคณิตศาสตร์ แนวคิดเรื่องจำนวนเชิงซ้อนได้พัฒนาอย่างสมบูรณ์และนำไปสู่ทฤษฎีวิเคราะห์ในเวลาต่อมา นอกจากนี้ยังเริ่มมีการใช้จำนวนไฮเปอร์เชิงซ้อนคาร์ล ไวเออร์สตรัสและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้ทำการแปลงฟังก์ชันของ ตัวแปร จริงและตัวแปรเชิงซ้อน ให้ เป็นเลขคณิต นอกจากนี้ยังเกิดความก้าวหน้าใหม่ในเรขาคณิตเหนือกว่าทฤษฎีคลาสสิกของยูคลิด หลังจากช่วงเวลาเกือบสองพันปี วิทยาศาสตร์ตรรกศาสตร์ก็มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญเช่นกันหลังจากช่วงเวลาที่หยุดนิ่งมายาวนาน แต่ก้าวสำคัญที่สุดในวิทยาศาสตร์ในเวลานั้นคือแนวคิดที่คิดค้นโดยผู้สร้างวิทยาศาสตร์ไฟฟ้า งานของพวกเขาเปลี่ยนโฉมหน้าของฟิสิกส์และทำให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ๆ ขึ้น เช่น พลังงานไฟฟ้า โทรเลขไฟฟ้า โทรศัพท์ และวิทยุ

ในวิชาเคมีดมิทรี เมนเดเลฟ ได้สร้างตารางธาตุ ขึ้นเป็นครั้งแรก โดยอิงจากทฤษฎีอะตอมของจอห์น ดาลตัน ผลงานสำคัญอื่นๆ ได้แก่ การค้นพบที่เผยให้เห็นธรรมชาติของโครงสร้างอะตอมและสสาร ควบคู่ไปกับวิชาเคมี รวมถึงการ ค้นพบรังสีชนิดใหม่ๆ ทฤษฎีที่ว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม ซึ่งเป็นหน่วยย่อยที่สุดของสสารที่ไม่สามารถแตกตัวได้โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพพื้นฐานของสสารนั้น เสนอโดยจอห์น ดาลตันในปี ค.ศ. 1803 แม้ว่าต้องใช้เวลาถึงหนึ่งร้อยปีจึงจะได้รับการพิสูจน์อย่างแน่ชัด ดาลตันยังได้กำหนดกฎความสัมพันธ์ของมวลด้วย ในปี ค.ศ. 1869 ดมิทรี เมนเดเลฟ ได้สร้าง ตาราง ธาตุ ของเขาขึ้นโดยอิงจากการค้นพบของดาลตัน การสังเคราะห์ยูเรียโดยฟรีดริช โวห์เลอร์ได้เปิดสาขาการวิจัยใหม่คือ เคมีอินทรีย์และเมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ได้หลายร้อยชนิด ช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ได้มีการนำปิโตรเคมีของโลกมาใช้ประโยชน์ หลังจากที่น้ำมันจากการล่าปลาวาฬ หมดลง ในศตวรรษที่ 20 การผลิตวัสดุที่ผ่านการกลั่นอย่างเป็นระบบทำให้มีผลิตภัณฑ์พร้อมใช้งาน ซึ่งไม่เพียงแต่ให้พลังงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุสังเคราะห์สำหรับเสื้อผ้า ยา และทรัพยากรที่ใช้แล้วทิ้งในชีวิตประจำวัน การประยุกต์ใช้เทคนิคเคมีอินทรีย์กับสิ่งมีชีวิตส่งผลให้เกิดเคมีทางสรีรวิทยา ซึ่ง ^เป็นพื้นฐานของชีวเคมี [ ^{238 ]}

ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 นักธรณีวิทยา เช่นชาร์ลส์ ไลเอล , อดัม เซดจ์วิกและโรเดอริก เมอร์ชิสันได้นำเทคนิคใหม่นี้ไปใช้กับหินทั่วทั้งยุโรปและอเมริกาเหนือตะวันออก ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับโครงการทำแผนที่ที่ละเอียดมากขึ้นซึ่งได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลในทศวรรษต่อมา ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 จุดสนใจของธรณีวิทยาได้เปลี่ยนจากการบรรยายและการจำแนกประเภทไปสู่ความพยายามที่จะเข้าใจว่าพื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ทฤษฎีการก่อตัวของภูเขาอย่างครอบคลุมครั้งแรกได้รับการเสนอขึ้นในช่วงเวลานี้ เช่นเดียวกับทฤษฎีสมัยใหม่แรกๆ เกี่ยวกับแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ หลุยส์ อากัสซิสและคนอื่นๆ ได้พิสูจน์ความจริงของยุคน้ำแข็ง ที่ปกคลุมทวีป และ "นักธรณีวิทยาแม่น้ำ" เช่นแอนดรูว์ ครอมบี แรมเซย์ได้โต้แย้งว่าหุบเขาแม่น้ำก่อตัวขึ้นในช่วงหลายล้านปีโดยแม่น้ำที่ไหลผ่าน หลังจากมีการค้นพบกัมมันตภาพรังสี วิธี การหาอายุด้วยรังสีจึงได้รับการพัฒนาขึ้น โดยเริ่มตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 ทฤษฎี "การเคลื่อนตัวของทวีป" ของอัลเฟรด เวเกเนอร์ ถูกปฏิเสธอย่างกว้างขวางเมื่อเขาเสนอมันในช่วงทศวรรษ 1910 ^{[ 239 ]}แต่ข้อมูลใหม่ที่รวบรวมในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 นำไปสู่ทฤษฎีแผ่นเปลือกโลกซึ่งเป็นกลไกที่สมเหตุสมผลสำหรับปรากฏการณ์ดังกล่าว ทฤษฎีแผ่นเปลือกโลกยังให้คำอธิบายที่เป็นเอกภาพสำหรับปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกันมากมาย นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา ทฤษฎีนี้ได้ทำหน้าที่เป็นหลักการรวมเป็นหนึ่งเดียวในธรณีวิทยา^{[ 240 ]}

บางทีทฤษฎีที่โดดเด่น โต้แย้ง และมีอิทธิพลมากที่สุดในวิทยาศาสตร์ทั้งหมดก็คือทฤษฎีวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติซึ่งคิดค้นขึ้นโดยอิสระโดยชาร์ลส์ ดาร์วินและอัลเฟรด วอลเลซมีการอธิบายรายละเอียดไว้ในหนังสือThe Origin of Species ของดาร์วิน ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1859 ในหนังสือเล่มนี้ ดาร์วินเสนอว่าลักษณะของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด รวมทั้งมนุษย์ ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการทางธรรมชาติในช่วงระยะเวลาอันยาวนาน ทฤษฎีวิวัฒนาการในรูปแบบปัจจุบันส่งผลกระทบต่อเกือบทุกสาขาของชีววิทยา^{[ 241 ]}ผลกระทบของวิวัฒนาการต่อสาขาต่างๆ นอกเหนือจากวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ได้นำไปสู่ทั้งการต่อต้านและการสนับสนุนจากส่วนต่างๆ ของสังคม และมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเข้าใจที่เป็นที่นิยมเกี่ยวกับ "ตำแหน่งของมนุษย์ในจักรวาล" ในขณะเดียวกันเกรกอร์ เมนเดลได้กำหนดหลักการถ่ายทอดทางพันธุกรรมในปี 1866 ซึ่งกลายเป็นพื้นฐานของพันธุศาสตร์สมัยใหม่

อีกหนึ่งความก้าวหน้าสำคัญในวงการแพทย์และชีววิทยาคือ ความสำเร็จในการพิสูจน์ทฤษฎีเชื้อโรคต่อมาหลุยส์ ปาสเตอร์ได้ประดิษฐ์วัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้า เป็นครั้งแรก และยังค้นพบสิ่งต่างๆ มากมายในสาขาเคมี รวมถึงความไม่สมมาตรของผลึกในปี 1847 แพทย์ชาวฮังการีอิกนาช ฟูลอป เซมเมลไวส์ได้ลดการเกิดไข้หลังคลอด ลงอย่างมาก โดยการกำหนดให้แพทย์ล้างมือก่อนทำคลอดแก่สตรี การค้นพบนี้เกิดขึ้นก่อนทฤษฎีเชื้อโรคอย่างไรก็ตาม ผลงานของเซมเมลไวส์ไม่ได้รับการยอมรับจากคนร่วมสมัย และการล้างมือเพิ่งเริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายหลังจากที่ศัลยแพทย์ชาวอังกฤษโจเซฟ ลิสเตอร์ ค้นพบหลักการของ การฆ่าเชื้อโรคในปี 1865 งานของลิสเตอร์นั้นอิงจากผลการค้นพบที่สำคัญของนักชีววิทยาชาวฝรั่งเศสหลุยส์ ปาสเตอร์ปาสเตอร์สามารถเชื่อมโยงจุลินทรีย์กับโรคได้ ซึ่งเป็นการปฏิวัติวงการแพทย์ นอกจากนี้เขายังคิดค้นวิธีการที่สำคัญที่สุดวิธีหนึ่งในการแพทย์เชิงป้องกันเมื่อเขาผลิตวัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้า ในปี พ.ศ. 2423 ปาสเตอร์คิดค้นกระบวนการพาสเจอร์ไรเซชันเพื่อช่วยป้องกันการแพร่กระจายของโรคผ่านทางนมและอาหารอื่นๆ^{[ 242 ]}

คาร์ล มาร์กซ์ ได้พัฒนาทฤษฎีเศรษฐศาสตร์ทางเลือกขึ้นมา เรียกว่าเศรษฐศาสตร์แบบมาร์กซ์เศรษฐศาสตร์แบบมาร์กซ์นั้นตั้งอยู่บนทฤษฎีคุณค่าแรงงานและถือว่าคุณค่าของสินค้าขึ้นอยู่กับปริมาณแรงงานที่ใช้ในการผลิต ภายใต้หลักการนี้ระบบทุนนิยมจึงตั้งอยู่บนพื้นฐานที่ว่า นายจ้างไม่ได้จ่ายค่าจ้างให้คนงานอย่างเต็มมูลค่าเพื่อสร้างกำไรสำนักเศรษฐศาสตร์ออสเตรียตอบโต้เศรษฐศาสตร์แบบมาร์กซ์โดยมองว่าการเป็นผู้ประกอบการเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญของการพัฒนาเศรษฐกิจ ซึ่งได้แทนที่ทฤษฎีคุณค่าแรงงานด้วยระบบอุปสงค์และอุปทาน

จิตวิทยาในฐานะศาสตร์ที่แยกตัวเป็นอิสระจากปรัชญาเริ่มต้นขึ้นในปี 1879 เมื่อวิลเฮล์ม วุนด์ทก่อตั้งห้องปฏิบัติการแห่งแรกที่อุทิศให้กับการวิจัยทางจิตวิทยาโดยเฉพาะ (ในเมืองไลป์ซิก ) ผู้มีส่วนร่วมสำคัญในยุคแรกๆ ของสาขานี้ ได้แก่เฮอร์มันน์ เอบบิงเฮาส์ (ผู้บุกเบิกด้านการศึกษาความจำ) อีวาน ปาฟลอฟ (ผู้ค้นพบการวางเงื่อนไขแบบคลาสสิก ) วิลเลียม เจมส์และซิกมุนด์ ฟรอยด์อิทธิพลของฟรอยด์นั้นมหาศาล แต่เป็นในฐานะบุคคลสำคัญทางวัฒนธรรมมากกว่าในฐานะผู้ทรงอิทธิพลในวงการจิตวิทยาเชิงวิทยาศาสตร์

สังคมวิทยาสมัยใหม่ถือกำเนิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ในฐานะการตอบสนองทางวิชาการต่อการพัฒนาสู่ความทันสมัยของโลก ในบรรดานักสังคมวิทยารุ่นแรกๆ หลายคน (เช่นเอมิล ดูร์เคม ) เป้าหมายของสังคมวิทยาคือโครงสร้างนิยม การทำความเข้าใจความเหนียวแน่นของกลุ่มสังคม และการพัฒนา "ยาแก้พิษ" ต่อการแตกแยกทางสังคมแม็กซ์ เวเบอร์กังวลเกี่ยวกับการพัฒนาสู่ความทันสมัยของสังคมผ่านแนวคิดเรื่องการใช้เหตุผลซึ่งเขาเชื่อว่าจะดักจับบุคคลไว้ใน "กรงเหล็ก" แห่งความคิดเชิงเหตุผล นักสังคมวิทยาบางคน รวมถึงจอร์จ ซิมเมลและดับเบิลยู.อี.บี. ดูบัวส์ใช้ การวิเคราะห์ เชิงคุณภาพในระดับจุลภาค ทางสังคมวิทยามากขึ้น แนวทางระดับจุลภาคนี้มีบทบาทสำคัญในสังคมวิทยาของอเมริกา โดยทฤษฎีของจอร์จ เฮอร์เบิ ร์ต มีด และเฮอร์เบิร์ ต บลูเมอร์ลูกศิษย์ของเขาส่งผลให้เกิด แนวทาง ปฏิสัมพันธ์เชิงสัญลักษณ์ในสังคมวิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งออกุสต์ คอมต์ได้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนผ่านจากขั้นเทววิทยาไปสู่ขั้นอภิปรัชญา และจากนั้นไปสู่ขั้นเชิงบวกด้วยผลงานของเขา Comte ดูแลการจำแนกประเภทของวิทยาศาสตร์ ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของมนุษยชาติไปสู่สถานการณ์แห่งความก้าวหน้าอันเนื่องมาจากการตรวจสอบธรรมชาติอีกครั้งตามการยืนยัน 'สังคม' เป็นพื้นฐานของสังคมที่ตีความทางวิทยาศาสตร์^{[ 243 ]}

ขบวนการโรแมนติกในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ได้เปลี่ยนแปลงวงการวิทยาศาสตร์โดยเปิดกว้างสู่การแสวงหาความรู้ใหม่ๆ ที่ไม่คาดคิดมาก่อนในแนวทางคลาสสิกของยุคเรืองปัญญา การเสื่อมถอยของลัทธิโรแมนติกเกิดขึ้นเนื่องจากขบวนการใหม่คือลัทธิปฏิฐานนิยมเริ่มเข้ามาครอบงำอุดมการณ์ของปัญญาชนหลังจากปี 1840 และคงอยู่จนถึงประมาณปี 1880 ในขณะเดียวกัน ปฏิกิริยาของลัทธิโรแมนติกต่อยุคเรืองปัญญาได้ก่อให้เกิดนักคิดเช่นโยฮันน์ ก็อตต์ฟรีด เฮอร์เดอร์และต่อมาวิลเฮล์ม ดิลเทย์ซึ่งผลงานของพวกเขาเป็นพื้นฐานของ แนวคิด เรื่องวัฒนธรรมซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของสาขาวิชานี้ ตามธรรมเนียมแล้ว ประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่ของสาขาวิชานี้อิงอยู่กับ การเผชิญหน้า ทางอาณานิคมระหว่างยุโรปตะวันตกกับส่วนอื่นๆ ของโลก และมานุษยวิทยาในศตวรรษที่ 18 และ 19 ส่วนใหญ่ในปัจจุบันถูกจัดว่าเป็นลัทธิเหยียดเชื้อชาติทางวิทยาศาสตร์ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เกิดการถกเถียงกันอย่างดุเดือดเกี่ยวกับการ "ศึกษาเกี่ยวกับมนุษย์" ระหว่างกลุ่มที่ยึดแนวทาง "มานุษยวิทยา" (ซึ่งอาศัย เทคนิค มานุษยวิทยาเชิงวัด ) และกลุ่มที่ยึดแนวทาง " ชาติพันธุ์วิทยา " (ซึ่งศึกษาวัฒนธรรมและประเพณี) และความแตกต่างเหล่านี้ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของการแบ่งแยกในเวลาต่อมา ระหว่างมานุษยวิทยากายภาพและมานุษยวิทยาวัฒนธรรมซึ่งสาขาหลังนี้ริเริ่มโดยลูกศิษย์ของฟรานซ์ โบอาส

วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าอย่างมากในช่วงศตวรรษที่ 20 มีการพัฒนาใหม่ๆ และก้าวหน้าอย่างมากในวิทยาศาสตร์กายภาพและชีววิทยาโดยต่อยอดจากความก้าวหน้าในศตวรรษที่ 19 ^{[ 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.

In 1938 Otto Hahn and Fritz Strassmanndiscovered nuclear fission with radiochemical methods, and in 1939 Lise Meitner and Otto Robert Frisch wrote the first theoretical interpretation of the fission process, which was later improved by Niels Bohr and John A. Wheeler. Further developments took place during World War II, which led to the practical application of radar and the development and use of the atomic bomb. Around this time, Chien-Shiung Wu was recruited by the Manhattan Project to help develop a process for separating uranium metal into U-235 and U-238 isotopes by Gaseous diffusion.^[248] She was an expert experimentalist in beta decay and weak interaction physics.^[249][250] Wu designed an experiment (see Wu experiment) that enabled theoretical physicists Tsung-Dao Lee and Chen-Ning Yang to disprove the law of parity experimentally, winning them a Nobel Prize in 1957.^[249]

Though the process had begun with the invention of the cyclotron by Ernest O. Lawrence in the 1930s, physics in the postwar period entered into a phase of what historians have called "Big Science", requiring massive machines, budgets, and laboratories in order to test their theories and move into new frontiers. The primary patron of physics became state governments, who recognized that the support of "basic" research could often lead to technologies useful to both military and industrial applications.

In the early 20th century, the study of heredity became a major investigation after the rediscovery in 1900 of the laws of inheritance developed by Mendel.^[251] The 20th century also saw the integration of physics and chemistry, with chemical properties explained as the result of the electronic structure of the atom. Linus Pauling's book on The Nature of the Chemical Bond used the principles of quantum mechanics to deduce bond angles in ever-more complicated molecules. Pauling's work culminated in the physical modelling of DNA, the secret of life (in the words of Francis Crick, 1953). In the same year, the Miller–Urey experiment demonstrated in a simulation of primordial processes, that basic constituents of proteins, simple amino acids, could themselves be built up from simpler molecules, kickstarting decades of research into the chemical origins of life. By 1953, James D. Watson and Francis Crick clarified the basic structure of DNA, the genetic material for expressing life in all its forms,^[252] building on the work of Maurice Wilkins and Rosalind Franklin, suggested that the structure of DNA was a double helix. In their famous paper "Molecular structure of Nucleic Acids"^[252] In the late 20th century, the possibilities of genetic engineering became practical for the first time, and a massive international effort began in 1990 to map out an entire human genome (the Human Genome Project). The discipline of ecology typically traces its origin to the synthesis of Darwinian evolution and Humboldtianbiogeography, in the late 19th and early 20th centuries.^[253] Equally important in the rise of ecology, however, were microbiology and soil science—particularly the cycle of life concept, prominent in the work of Louis Pasteur and Ferdinand Cohn.^[254] The word ecology was coined by Ernst Haeckel, whose particularly holistic view of nature in general (and Darwin's theory in particular) was important in the spread of ecological thinking.^[255] The field of ecosystem ecology emerged in the Atomic Age with the use of radioisotopes to visualize food webs and by the 1970s ecosystem ecology deeply influenced global environmental management.^[256]

In 1925, Cecilia Payne-Gaposchkin determined that stars were composed mostly of hydrogen and helium.^[257] She was dissuaded by astronomer Henry Norris Russell from publishing this finding in her PhD thesis because of the widely held belief that stars had the same composition as the Earth.^[258] However, four years later, in 1929, Henry Norris Russell came to the same conclusion through different reasoning and the discovery was eventually accepted.^[258]

In 1987, supernova SN 1987A was observed by astronomers on Earth both visually, and in a triumph for neutrino astronomy, by the solar neutrino detectors at Kamiokande. But the solar neutrino flux was a fraction of its theoretically expected value. This discrepancy forced a change in some values in the Standard Model for particle physics.

The understanding of neurons and the nervous system became increasingly precise and molecular during the 20th century. For example, in 1952, Alan Lloyd Hodgkin and Andrew Huxley presented a mathematical model for transmission of electrical signals in neurons of the giant axon of a squid, which they called "action potentials", and how they are initiated and propagated, known as the Hodgkin–Huxley model. In 1961–1962, Richard FitzHugh and J. Nagumo simplified Hodgkin–Huxley, in what is called the FitzHugh–Nagumo model. In 1962, Bernard Katz modeled neurotransmission across the space between neurons known as synapses. Beginning in 1966, Eric Kandel and collaborators examined biochemical changes in neurons associated with learning and memory storage in Aplysia. In 1981 Catherine Morris and Harold Lecar combined these models in the Morris–Lecar model. Such increasingly quantitative work gave rise to numerous biological neuron models and models of neural computation. Neuroscience began to be recognized as a distinct academic discipline in its own right. Eric Kandel and collaborators have cited David Rioch, Francis O. Schmitt, and Stephen Kuffler as having played critical roles in establishing the field.^[259]

Geologists' embrace of plate tectonics became part of a broadening of the field from a study of rocks into a study of the Earth as a planet. Other elements of this transformation include: geophysical studies of the interior of the Earth, the grouping of geology with meteorology and oceanography as one of the "earth sciences", and comparisons of Earth and the solar system's other rocky planets.

In terms of applications, a massive number of new technologies were developed in the 20th century. Technologies such as electricity, the incandescent light bulb, the automobile and the phonograph, first developed at the end of the 19th century, were perfected and universally deployed. The first car was introduced by Karl Benz in 1885.^[260] The first airplane flight occurred in 1903, and by the end of the century airliners flew thousands of miles in a matter of hours. The development of the radio, television and computers caused massive changes in the dissemination of information. Advances in biology also led to large increases in food production, as well as the elimination of diseases such as polio by Dr. Jonas Salk. Gene mapping and gene sequencing, invented by Drs. Mark Skolnik and Walter Gilbert, respectively, are the two technologies that made the Human Genome Project feasible. Computer science, built upon a foundation of theoretical linguistics, discrete mathematics, and electrical engineering, studies the nature and limits of computation. Subfields include computability, computational complexity, database design, computer networking, artificial intelligence, and the design of computer hardware. One area in which advances in computing have contributed to more general scientific development is by facilitating large-scale archiving of scientific data. Contemporary computer science typically distinguishes itself by emphasizing mathematical 'theory' in contrast to the practical emphasis of software engineering.^[261]

Einstein's paper "On the Quantum Theory of Radiation" outlined the principles of the stimulated emission of photons. This led to the invention of the Laser (light amplification by the stimulated emission of radiation) and the optical amplifier which ushered in the Information Age.^[262] It is optical amplification that allows fiber optic networks to transmit the massive capacity of the Internet.

Based on wireless transmission of electromagnetic radiation and global networks of cellular operation, the mobile phone became a primary means to access the internet.^[263]

In political science during the 20th century, the study of ideology, behaviouralism and international relations led to a multitude of 'pol-sci' subdisciplines including rational choice theory, voting theory, game theory (also used in economics), psephology, political geography/geopolitics, political anthropology/political psychology/political sociology, political economy, policy analysis, public administration, comparative political analysis and peace studies/conflict analysis. In economics, John Maynard Keynes prompted a division between microeconomics and macroeconomics in the 1920s. Under Keynesian economics macroeconomic trends can overwhelm economic choices made by individuals. Governments should promote aggregate demand for goods as a means to encourage economic expansion. Following World War II, Milton Friedman created the concept of monetarism. Monetarism focuses on using the supply and demand of money as a method for controlling economic activity. In the 1970s, monetarism has adapted into supply-side economics which advocates reducing taxes as a means to increase the amount of money available for economic expansion. Other modern schools of economic thought are New Classical economics and New Keynesian economics. New Classical economics was developed in the 1970s, emphasizing solid microeconomics as the basis for macroeconomic growth. New Keynesian economics was created partially in response to New Classical economics. It shows how imperfect competition and market rigidities, means monetary policy has real effects, and enables analysis of different policies.^[264]

Psychology in the 20th century saw a rejection of Freud's theories as being too unscientific, and a reaction against Edward Titchener's atomistic approach of the mind. This led to the formulation of behaviorism by John B. Watson, which was popularized by B.F. Skinner. Behaviorism proposed epistemologically limiting psychological study to overt behavior, since that could be reliably measured. Scientific knowledge of the "mind" was considered too metaphysical, hence impossible to achieve. The final decades of the 20th century have seen the rise of cognitive science, which considers the mind as once again a subject for investigation, using the tools of psychology, linguistics, computer science, philosophy, and neurobiology. New methods of visualizing the activity of the brain, such as PET scans and CAT scans, began to exert their influence as well, leading some researchers to investigate the mind by investigating the brain, rather than cognition. These new forms of investigation assume that a wide understanding of the human mind is possible, and that such an understanding may be applied to other research domains, such as artificial intelligence. Evolutionary theory was applied to behavior and introduced to anthropology and psychology, through the works of cultural anthropologistNapoleon Chagnon. Physical anthropology would become biological anthropology, incorporating elements of evolutionary biology.^[265]

American sociology in the 1940s and 1950s was dominated largely by Talcott Parsons, who argued that aspects of society that promoted structural integration were therefore "functional". This structural functionalism approach was questioned in the 1960s, when sociologists came to see this approach as merely a justification for inequalities present in the status quo. In reaction, conflict theory was developed, which was based in part on the philosophies of Karl Marx. Conflict theorists saw society as an arena in which different groups compete for control over resources. Symbolic interactionism also came to be regarded as central to sociological thinking. Erving Goffman saw social interactions as a stage performance, with individuals preparing "backstage" and attempting to control their audience through impression management.^[266] While these theories are currently prominent in sociological thought, other approaches exist, including feminist theory, post-structuralism, rational choice theory, and postmodernism.

In the mid-20th century, much of the methodologies of earlier anthropological and ethnographical study were reevaluated with an eye towards research ethics, while at the same time the scope of investigation has broadened far beyond the traditional study of "primitive cultures".

In the early 21st century, some concepts that originated in 20th century physics were proven. On 4 July 2012, physicists working at CERN's Large Hadron Collider announced that they had discovered a new subatomic particle greatly resembling the Higgs boson,^[267] confirmed as such by the following March.^[268]Gravitational waves were first detected by astronomers at the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory on 14 September 2015.^[269] One of the first direct images of a black hole, taken by the Event Horizon Telescope in April of 2017, was released to the public on April 10, 2019.^[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.

Wikimedia Commons has media related to History of science.

Wikiquote has quotations related to History of science.

• 'What is the History of Science', British Academy
• British Society for the History of Science
• Fieser, James; Dowden, Bradley (eds.). "Scientific Change". Internet Encyclopedia of Philosophy. ISSN 2161-0002. OCLC 37741658.
• The CNRS History of Science and Technology Research Center in Paris (France) (in French)
• Henry Smith Williams, History of Science, Vols 1–4, online text
• Digital Archives of the National Institute of Standards and Technology (NIST)
• Digital facsimiles of books from the History of Science CollectionArchived 13 January 2020 at the Wayback Machine, Linda Hall Library Digital Collections
• Division of History of Science and Technology of the International Union of History and Philosophy of Science
• Giants of Science (website of the Institute of National Remembrance)
• History of Science Digital Collection: Utah State University – Contains primary sources by such major figures in the history of scientific inquiry as Otto Brunfels, Charles Darwin, Erasmus Darwin, Carolus Linnaeus Antony van Leeuwenhoek, Jan Swammerdam, James Sowerby, Andreas Vesalius, and others.
• History of Science Society ("HSS")Archived 15 September 2020 at the Wayback Machine
• Inter-Divisional Teaching Commission (IDTC) of the International Union for the History and Philosophy of Science (IUHPS)Archived 13 January 2020 at the Wayback Machine
• International Academy of the History of Science
• International History, Philosophy and Science Teaching Group
• IsisCB Explore: History of Science Index An open access discovery tool
• Museo Galileo – Institute and Museum of the History of Science in Florence, Italy
• National Center for Atmospheric Research (NCAR) Archives
• The official site of the Nobel Foundation. Features biographies and info on Nobel laureates
• The Royal Society, trailblazing science from 1650 to dateArchived 18 August 2015 at the Wayback Machine
• The Vega Science Trust Free to view videos of scientists including Feynman, Perutz, Rotblat, Born and many Nobel Laureates.
• A Century of Science in America: with special reference to the American Journal of Science, 1818-1918