Historia nauki

Historia nauki: Smok chiński

Obrazek: Smok chiński, stworzenie mityczne
Historia nauki – nauka ma swoje korzenie w myśleniu mitologicznym, które poprzedzało myślenie racjonalne, znamionujące naukę. Dla wczesnej historii nauki duże znaczenie miało połączenie tradycji religijnej z tradycją astronomiczną. Takie połączenie można zaobserwować w Mezopotamii, Egipcie, Indiach i Ameryce Centralnej, a częściowo także w Chinach.

Mitologiczne początki

Historia nauki: astrologia – znak zodiaku
Astrologia – znak zodiaku

Porządek i regularność większości zjawisk niebieskich, zakłócany niekiedy przez zjawiska nadzwyczajne, takie jak komety i gwiazdy nowe, a także osobliwe ruchy planet, stanowiły niewątpliwie intelektualną zagadkę dla pierwotnego człowieka. W poszukiwaniu porządku i regularności umysł ludzki nie mógł znaleźć lepszego wzorca wiedzy pewnej, niż wyniki obserwacji zjawisk niebieskich. W tym sensie astronomia była pierwszą nauką, która pozostawała królową nauk przez następne 4 000 lat.

Chiny

Mimo że nauka, w swej postaci dojrzałej rozwinęła się jedynie na Zachodzie. Jednak w postaci zalążkowej – jako protonauka – pojawiła się w wielu innych regionach świata. Na przykład w Chinach – często przewyższała  nawet ówczesną naukę Zachodnią.

W Chinach, także dość bliskie związki astronomii z religią, nie tylko nadały jej wymiar rytualny, lecz również stymulowały rozwój matematyki. Chińscy wieśniacy wcześnie opracowali kalendarz wytyczający czas prac polowych na podstawie usytuowania konstelacji gwiezdnych.

Historia nauki: astrologia, znaki zodiaku
Astrologia: znaki zodiaku

Z uwagi na powiązanie zmian na niebie z istotnymi zmianami na Ziemi, Chińczycy rozpatrywali wszechświat jako organizm, w którym wszystkie elementy są połączone. Co więcej, już w drugim tysiącleciu p.n.e. astronomia i astrologia były włączone w system zarządzania państwowego. W rezultacie, dzięki dokonanym w starożytnych Chinach obserwacjom astronomicznym, dysponujemy obecnie katalogami gwiazd i danymi o zaćmieniach i gwiazdach nowych, sięgającymi wstecz na tysiąclecia. Chińczycy opracowali też pierwszy dokładny kalendarz niezbędny do precyzyjnego zapisu wyników obserwacji astronomicznych.

Rozwijając naukę, Chińczycy kładli nacisk na praktyczne osiągnięcia. W odróżnieniu od prawie wszystkich narodów starożytnych, kosmos nie kojarzył się Chińczykom z bogami i demonami, które w sposób arbitralny wyznaczały przebieg zdarzeń. Porządek miał charakter wewnętrzny, a zatem, był oczekiwany. Zadaniem człowieka było odkrycie tego porządku, opisanie go oraz wykorzystanie w celach praktycznych. Podobny praktyczny charakter miała w starożytnych Chinach chemia (czy, raczej alchemia), medycyna, geologia, geografia oraz technologia, które były kultywowane przez państwo i znajdowały się w rozkwicie.

Indie
Historia nauki: Śiwa, jeden z trzech głównych bogów hinduizmu
Śiwa

Także w Indiach astronomię rozwijano w celach praktycznych, związanych z kalendarzem oraz z uwagi na potrzeby religijne. Tutaj nacisk był położony na badanie ruchu Słońca i ruchu Księżyca. Dobrze była rozwinięta matematyka, zwłaszcza w zakresie technik geometrycznych oraz algebraicznych. Myśl hinduska jednakże miała charakter filozoficzny i była oderwana od powszedniości. Koncentrowała się bardziej na ucieczce od tego świata, niż na próbie jego zrozumienia.

Majowie
Historia nauki: kalendarz Majów
Kalendarz Majów

 

 

Cywilizację, zupełnie niezależną od innych kontynentów, stworzyli Majowie w Centralnej Ameryce. Kluczowa rola astronomii i astrologii znalazła praktyczne ucieleśnienie w kalendarzu, tworzonym znowu w celach praktycznych oraz religijnych. Zaćmienia Słońca i Księżyca oraz pozycje Wenus znajdowały się w centrum zainteresowań astronomicznych Majów. Nie nadali oni jednak astronomii postaci matematycznej.

Egipt
Historia nauki: piramida Chefrena w Gizie (Egipt)
Piramida Chefrena w Gizie (Egipt)

W dwóch kolebkach cywilizacji Zachodniej, w Egipcie i Mezopotamii, złożyły się dwie raczej odmienne sytuacje. W Egipcie, podobnie jak w Chinach, kosmiczny porządek był gwarantowany przez przyjaznych bogów. Jednakże w odróżnieniu od Chin, życie w starożytnym Egipcie było tak przyjemne, że główne zainteresowanie większości Egipcjan było skierowane na los człowieka po śmierci. Nie byli oni skłonni wierzyć, że wszystko kończy się wraz ze śmiercią. Dlatego ogromny wysiłek intelektualny i fizyczny był skierowany na zachowanie życia po śmierci.

Zarówno egipska teologia jak i piramidy stanowią świadectwo owego zaabsorbowania życiem pozagrobowym. W tej atmosferze nauka nie mogła rozkwitać. Wszystkie fundamentalne kwestie były rozwiązywane przez religię, dlatego Egipcjanie nie zajmowali się zbytnio rozważaniami o Wszechświecie. Astronomia była przeważnie ograniczona do obliczeń kalendarzowych, koniecznych do prognozowania corocznych wylewów Nilu. Nie wymagało to złożonego aparatu matematycznego.

Mezopotamia
Historia nauki: konstelacja gwiazd
Konstelacja gwiazd

Sytuacja w Mezopotamii była bardzo podobna do sytuacji w Chinach. Życie kraju było zależne (jak w Chinach) od dwóch wielkich rzek, Tygrysu i Eufratu. Ziemia była użyteczna jedynie dzięki budowie tam i pracom irygacyjnym. Sztormy, wylewy, insekty i najazdy czyniły życie nieprzyjemnym. Utworzenie stabilnego społeczeństwa i silnego państwa wymagało zarówno wielkich umiejętności technicznych, jak i organizowania olbrzymich prac publicznych, likwidujących wyniki działania sił destrukcyjnych. Te ostatnie były identyfikowane z potężnymi i kapryśnymi bogami, które zdominowały Mezopotamską teologię.

W tych warunkach matematyka i obserwacyjna astronomia znajdowały się w rozkwicie, osiągając najwyższy poziom w starożytnym świecie. Trwało to aż do czasów starożytnych Greków, którzy przejęli cywilizacyjne osiągnięcia Mezopotamii i dalej je doskonalili. System liczbowy kraju był oparty na liczbie 60 (stopnie, minuty i sekundy) i był dostosowany do praktycznej arytmetyki. Astrologia sprzyjała dokładnej obserwacji zjawisk niebieskich.

Nie jest w pełni jasne, dlaczego badania matematyczne i astronomiczne w starożytnej Mezopotamii wykraczały poza ówczesne zapotrzebowania praktyczne. Być może badania te stanowiły wyraz gry intelektualnej – której rola w historii nauki nie powinna być umniejszana. Świadczyć o tym mogą osiągnięcia w zakresie abstrakcyjnej algebry. Zachowały się teksty z około 1700 lat p.n.e., które zadziwiają swoją matematyczną dojrzałością.

Wprawdzie Chiny i Mezopotamia dostarczają przykładów ścisłej obserwacji dokładnego opisu zjawisk natury, to brakuje u nich wyjaśniania na sposób naukowy. Chińczycy założyli, że kosmiczny porządek opiera się na równowadze przeciwstawnych sił i harmonii pięciu elementów (wody, drzewa, metalu, ognia, ziemi). Jednakże nie zastanawiali się, skąd ta harmonia się wzięła. Podobnie Egipcjanie uznają harmonijność świata, jako że bogowie jej pożądają. Dla Babilończyków i innych kultur Mezopotamii porządek istnieje jedynie tak długo, jak długo wszechpotężni i kapryśni bogowie podtrzymują go. We wszystkich tych społeczeństwach ludzie mogą opisywać naturę i korzystać z niej, ale zrozumienie jej stanowi funkcję religii i magii, a nie rozumu.

Racjonalność Greków

To Grecy pierwsi zapragnęli wyjść poza opis i osiągnąć rozumne wyjaśnienia zjawisk natury, które nie wprowadzają arbitralnej woli bogów. Bogowie mogą jeszcze odgrywać pewną rolę, ale nawet bogowie są przedmiotem racjonalnych praw. Wraz z wyjaśnianiem zjawisk oraz uzasadnianiem uzyskiwanej wiedzy powstaje wiedza naukowa we współczesnym tego słowa znaczeniu. Jest ona dziełem Greków, aczkolwiek występuje u nich pod mianem naturalnej filozofii.

Zachodzą liczne różnice między starożytną Grecją a innymi cywilizacjami, ale być może najważniejsza dotyczy religii. Uderzającą cechą religii greckiej, w odróżnieniu od religii Mezopotamii i Egiptu, jest jej ubogość i niedojrzałość. Obie wielkie cywilizacje rzeczne rozwinęły złożone teologie służące do wyjaśnienia większości, jeśli nie wszystkich, ważnych kwestii dotyczących miejsca i przeznaczenia człowieka, a religia grecka – nie .

Stanowiła ona niewiele więcej niż zbiór podań ludowych, bardziej odpowiednich dla obozowiska niż dla świątyni. Zawierały one dzieje bogów i ludzi, opisywane przez poetów. Takie były wielkie poematy Homera, Iliada i Odyseja, w których herosi i bogowie swobodnie zadają się ze sobą. Faktycznie nie istnieje grecka teologia w sensie zwartego i wyczerpującego wyjaśnienia współdziałania „kosmosu i ludzkiego serca”. W rezultacie puste miejsce zostało wypełnione przez bardziej penetrujący i bardziej zadowalający sposób badania. Była nim filozofia i jej najstarszy potomek – nauka. 

Pierwszym filozofem przyrody był Tales z Miletu

Historia nauki: wodaW 585 r. p.n.e. przewidział on zaćmienie słońca. Co ważniejsze, starał się wyjaśnić wszystkie zjawiska natury w terminach zmian pojedynczej substancji – wody, którą można postrzegać w stanie lotnym, ciekłym i stałym. Tym, co według Talesa gwarantuje regularność i racjonalność świata jest wewnętrzna boskość wszystkich rzeczy. Kieruje ona nimi, ku ich boskim celom. Z tych idei wyrosły dwie charakterystyczne cechy greckiej nauki klasycznej.

  1. Po pierwsze, pogląd na Wszechświat jako uporządkowaną strukturę (kosmos z gr. znaczy „porządek”).
  2. Po drugie, przekonanie, że porządek ten ma charakter nie mechaniczny lecz organiczny, jako że wszystkie składniki wszechświata mają swoje cele, a wszystkie obiekty swoje naturalne miejsca, do których dążą.

Fundamentalnym wkładem Talesa do rozwoju nauki było wyróżnienie jednej konkretnej substancji jako elementu bazowego wszelkiej materii. Otworzyło to drogę do krytyki i sporu o to, co jest rzeczywistym elementem podstawowym budowy materii. W ten sposób zrodziła się tradycja krytyczna, stanowiąca fundament postępu naukowego.

Dwa wieki później większość filozofów akceptowała doktrynę czterech elementów:

ziemi, wody, powietrza i ognia.

Dzięki Pitagorasowi zjawiska zaczęto ujmować od strony ilościowej, co doprowadziło w przyszłości do powstania fizyki matematycznej. W nauce greckiej pojawiły się dwie tradycje:

  • tradycja Arystotelesa, która budowała naukę (w szczególności fizykę) jakościową, oraz
  • tradycja Archimedesa, która korzystała ze środków matematycznych i budowała naukę (w tym fizykę) ilościową.

Ta ostatnia tradycja korzystała głównie z geometrii Euklidesa wyłożonej przez niego w słynnym dziele Elementy.

Średniowiecze – okres innowacji technicznych

Historia nauki: średniowieczne urządzenie budowlane
Średniowieczne urządzenie budowlane

W średniowieczu osiągnięcia naukowe były po części dziełem myślicieli arabskich reprezentujących islam, po części dziełem badaczy chrześcijańskich. Jedni i drudzy nawiązywali do nauki i filozofii greckiej. Arabom zawdzięczamy głównie rozwój algebry (z arabskiego al-jabr), badaczom chrześcijańskim – m.in. rozwój optyki geometrycznej, teorii ruchu oraz budowanie zegara mechanicznego.

Myśliciele oświecenia przedstawiali średniowiecze w nieco karykaturalny sposób, jako okres ciemnoty, zacofania oraz wrogości do nauki i nauczania. Tymczasem było ono okresem wielkich innowacji technicznych, bez których realizacja takich osiągnięć, jak wysokie katedry gotyckie czy zegar mechaniczny, byłaby niemożliwa.

Innym osiągnięciem nauki i filozofii średniowiecznej była integracja nauki, filozofii i teologii w jedną nader pojemną całość pojęciową. Całość ta była wyrazem naturalnej i duchowej hierarchii, stanowiącej główną dominantę struktury społecznej średniowiecznej Europy.

Historia nauki: Wnętrze gotyckiej katedry
Wnętrze gotyckiej katedry

Historia nauki nowożytnej – przyspieszenie tempa

Rozwój technologiczny Europy, kształtowanie się nowych stosunków kapitalistycznych, a także odkrycie Nowego świata pod koniec XV wieku dały silny impuls do powstania i rozwoju nauki nowożytnej.

Spekulację myślową zastępował eksperyment i autorytet faktów, widoczny zwłaszcza w poczynaniach technicznych, naukowych i artystycznych wszechstronnego genialnego twórcy, jakim był Leonardo da Vinci.

 

Rewolucja naukowa XVI i XVII stulecia została zapoczątkowana wydaniem w roku 1543 wielkiego dzieła Mikołaja Kopernika O obrotach sfer niebieskich, w którym złożoność systemu geocentrycznego Ptolemeusza ustąpiła miejsca prostocie nowego systemu heliocentrycznego.

 

Jeszcze prostszym i bardziej spójnym uczynił go Johannes Kepler dzięki zamianie orbit kołowych planet na orbity eliptyczne.

 

Dzięki obserwacjom teleskopowym oraz stworzeniu zrębów nowej fizyki Galileusz przypieczętował zwycięstwo systemu Kopernika.

 

Izaak Newton 

– geniusz zarówno matematyczny jak i eksperymentalny – stworzył wielki gmach fizyki klasycznej, obejmując zarówno mechanikę ziemi jak i mechanikę nieba. Ugruntował też dokonania naukowe Kopernika, Galileusza i Keplera. Swoje dokonania opisał w ważnym dziele naukowym, zatytułowanym Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematyczne podstawy naturalnej filozofii, 1687 r.).

 

Francis Bacon i Kartezjusz – z przeciwnych pozycji: empiryzmu i racjonalizmu – podjęli próbę skodyfikowania metod badań naukowych. Ich próby nie były w pełni udane, lecz pobudzały do dalszych badań metanaukowych.

 

Wielkim osiągnięciem naukowym w wieku rewolucji naukowej (XVII w.) było także odkrycie rachunku różniczkowego i całkowego przez Gottfrieda Leibniza i Izaaka Newtona. Bez tego powstanie nowożytnej fizyki matematycznej byłoby niemożliwe. Rachunek ten stał się – obok geometrii Euklidesa oraz opartej na niej trygonometrii – drugim potężnym narzędziem fizyki matematycznej.

 

Do wielkich osiągnięć rewolucji naukowej XVII stulecia należy także odkrycie cyrkulacji krwi (krwiobiegu) przez Williama Harveya (rok 1628).

 

Astrologia poprzez nasilenie zainteresowań społeczeństwa zjawiskami astronomicznymi przyczyniła się walnie do powstania i rozwoju astronomii. Podobnie alchemia przyczyniła się istotnie do powstania chemii. Wiek XVIII przyniósł odkrycie tlenowej teorii spalania przez Antoine’a Lavoisiera oraz inne odkrycia, które uczyniły chemię nauką dojrzałą.

 

Z kolei wiek XIX był wiekiem rewolucyjnych przemian w biologii, która dzięki  teorii ewolucji gatunkowej Karola Darwina stała się także nauką dojrzałą.

Fizyka w tym czasie przeżyła rewolucję związaną z powstaniem termodynamiki oraz elektrodynamiki (i tym samym fizyki polowej). Wykazano, że mechanika nie jest teorią uniwersalną fizyki, a to doprowadziło w konsekwencji do upadku światopoglądu mechanistycznego.

Krótka historia nauki współczesnej

Kolejna rewolucja naukowa w fizyce miała miejsce w pierwszych trzech dekadach XX stulecia, kiedy to zostały zbudowane trzy wielkie teorie, które wstrząsnęły gmachem fizyki klasycznej: szczególna teoria względności (1905 r.) i ogólna teoria względności (1915 r.) – Alberta Einsteina oraz mechanika kwantowa (1925 r.) opracowana równocześnie przez dwóch badaczy: Wernera Heisenberga oraz Erwina Schrödingera.

 

Historia nauki: DNA

Obecnie wielkie przemiany naukowe zachodzą w takich naukach jak biologia molekularna oraz astronomia z kosmologią.

  • W biologii rozszyfrowano kod genetyczny istot żywych (DNA, RNA) oraz zbadano genomy pewnych gatunków, w tym nader złożony genom człowieka.
  • W astrofizyce wykazano, że – wbrew wcześniejszym poglądom – Wszechświat nie jest statyczny, lecz podlega ciągłej ewolucji (rozszerza się) od momentu Wielkiego Wybuchu.

Nauka współczesna rozwija się w sposób wykładniczy z okresem podwojenia w ciągu 15 lat. To znaczy, że co 15 lat zasób wiedzy naukowej (także liczba uczonych, publikacji naukowych itp.) ulega podwojeniu. Jest to fakt wywołujący zdumienie, gdyż np. w okresie ostatnich 15 lat uczeni uzyskali tyle samo wiedzy, ile nauka zgromadziła w ciągu całego wcześniejszego okresu swego rozwoju. Jeszcze bardziej zaskakująca jest liczba uczonych, którzy żyją obecnie, w stosunku do liczby wszystkich uczonych, jacy żyli kiedykolwiek. Obecnie żyje około 85% wszystkich uczonych jacy żyli dotąd.

Jasne jest, że taki eksponencjalny (wykładniczy) rozwój nauki nie może trwać długo. Chociażby z tego względu, że wkrótce liczba uczonych musiałaby przewyższyć liczbę wszystkich ludzi żyjących na świecie.

Iva Kalina, 20.11.2017

O nauce – zobacz Wpisy w Kategorii: Filozofia nauki

About Achatoja

Kilka słów o autorze.

View all posts by Achatoja →

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *