היסטוריה של המדע

היסטוריה של המדע הוא ענף של חקר ההיסטוריה העוסק בהתפתחותם של המדע והטכנולוגיה, ובהשפעתם התרבותית, הכלכלית והפוליטית.
ההיסטוריה של המדע שואלת מהו המדע וכיצד התהווה, והאם אפשר להבחין בו בדפוסים ומגמות ארוכות טווח. הסוציולוגיה של המדע בייחוד, התמקדה בדרכים שבהם מדענים עובדים, וכיצד הם "מייצרים" ו"בונים" ידע מדעי. מאז שנות ה-60, מגמה שכיחה במחקר הסוציולוגיה וההיסטוריה של המדע הייתה להדגיש את ה"מרכיב האנושי" בידע המדעי, שלא כדעה שמידע מדעי הוא ברור-מאליו, נטול-ערכים והקשר.
שאלות אלו קשורות אל הפילוסופיה של המדע ואל מחקר התפתחות התאוריות במדע. שלושה פילוסופים שהגותם משקפת את הקטבים העיקריים בדיון זה הם קרל פופר, שטען כי הידע המדעי הוא פרוגרסיבי ומצטבר; תומאס קון, שטען כי הידע המדעי משתנה על ידי "שינוי פרדיגמות" ואינו פרוגרסיבי דווקא; ופול פייראבנד, שטען כי הידע המדעי אינו מצטבר או פרוגרסיבי, ולכן גם אם אין צורה ברורה להבדיל בין מדע לבין מה שאינו מדע.
מאז פרסום ספרו של קון "המבנה של מהפכות מדעיות" ב-1962, היה דיון רב בקהילה האקדמית לגבי המשמעות והאובייקטיביות של המדע. פעמים רבות, אם כי לא תמיד, עימות על האמת של המדע מתחלק למחנות של אנשי מדעי החברה ואנשי המדעים המדויקים.

מדע קדם-ניסויי

במערב, מהעת העתיקה הקלאסית ועד למהפכה המדעית, מחקר היקום נודע כפילוסופיה טבעית, ואלה שעסקו בו – פילוסופים טבעיים. תחום זה כלל גם כמה שדות לימוד שאינם נחשבים כיום למדעיים. במקרים רבים, לימוד מסודר על העולם הטבעי היה תוצאה ישירה של הדת, לעיתים כפרויקט של קהילה דתית מסוימת.
מאפיין חשוב של המחקר הקדם-מדעי (במערב או במקומות אחרים) היה חוסר המוכנות לעסוק בניסויים. לדוגמה, אריסטו, אחר מהפילוסופים הטבעיים הפוריים ביותר בעת העתיקה, ערך תצפיות רבות מאוד בטבע, במיוחד לגבי ההרגלים והתכונות של הצמחים והחיות שסביבו. הוא התמקד בחלוקה של הטבע לקטגוריות שונות, והגיע למסקנות שונות לגבי דרך הפעולה של היקום. עד למהפכה המדעית, תאוריות אלו מעולם לא נבחנו בניסויים. עד לאותה תקופה, לא השתמשו כמעט בכלי זה. יש שהאמינו כי התנאים המלאכותיים בניסוי אינם יכולים להביא לתוצאות שדרכם יהיה אפשר להבין את העולם הטבעי האמיתי.

תרבויות מוקדמות

בזמנים הפרה-היסטוריים, הידע הועבר מדור לדור במסורת בעל פה. פיתוח הכתיבה איפשר לצבור ידע ולהעביר אותו מדור לדור בצורה ברורה הרבה יותר. יחד עם פיתוח החקלאות, שהביאה לעודפים מסוימים במזון, תרבויות יכלו להתפתח ולהשקיע זמן רב יותר בדברים אחרים חוץ מקיום, כגון החיפוש אחר ידע לשמו.
תרבויות עתיקות רבות אספו מידע אסטרונומי באופן מסודר על ידי תצפיות פשוטות. אם כי הם לא הבינו את המבנה האמיתי של הכוכבים, הוצעו הסברים תאורטיים רבים.
עובדות בסיסיות מסוימות על האנטומיה האנושית הפנימית היו ידועות במקומות מסוימים, ונעשה שימוש באלכימיה בתרבויות שונות. כמו כן, היו תצפיות רבות על צמחים וחיות.

תחילת המתודה המדעית, העת העתיקה

תאלס החי במילטוס שבחוף טורקיה של היום בסביבות שנת 600 לפני הספירה שואל את השאלה המתודית המדעית הראשונה הידועה לנו: "ממה עשוי היקום?". טענתו היא שהעולם עשוי בבסיסו ממים ומהם נוצרו כל התופעות, והבסיס לכך אפשר והוא עקב כך שהקרח המוצק נוצר ממים וכך גם האדים שהם גז. בהמשך לדברים אלה נוצר דיון לאורך הדורות ביוון, אולי הדיון המדעי הראשון המתועד, שבו נשמעות דעות החולקות עליו של הרקליטוס, פיתגורס, אפלטון ועוד, כאשר בין ההצעות האחרות קיימת הטענה שהעולם עשוי מאוויר, ממספרים, מרעיונות, שהעולם עשוי מחומר בלתי מובחן ואף כי הוא עשוי מאטומים.
בשלב זה כבר קיימים מאפיינים מדעיים ברורים כמו העיסוק בשאלות תאורטיות שאין בצידן תועלת כלכלית גלויה לעין, הנכונות של מתדיינים לחלוק זה על זה ואפילו תלמיד מעז לחלוק על רבו, וכן פיתוח שיטות וטיעונים על מנת לבחון זאת ולחפש את האמת העומדת מאחורי הנגלה לעין.
בבסיסו של התהליך עמדו בעיקר אנשים אמידים שזמנם בידם, אנשים שחיו בערי נמל אשר אליהן הגיעו אנשים ודעות וידיעות מתרבויות אחרות, הם נחשפו לאותו ידע שנאסף ונאגר על ידי החכמים של ממלכות דוגמת מצרים ובבל, הידע הזה עורר אותם לחשוב, פתח בפניהם אפשרויות חשיבה חדשות ואפשרויות אלה הן מעבר למה שיכול היה לקרות בארצות מהן הגיע הידע הזה, הם גדלו ביוון העתיקה - סביבה פוליטית פתוחה בה האזרחים היו שותפים בתהליך השלטוני מה שפיתח את הכישורים הרטוריים והלוגיים שלהם, יוון בה הדת לא הייתה קנאית והאנשים היו חופשיים לחשוב באופן פתוח יותר, האלים לא היו בעלי סמכות, הסיפורים עליהם היו לעיתים משעשעים ולא פעם הם השתקפו בהם כקטנוניים וילדותיים, כך שהגיע ידע מכל העולם ולאנשים היה זמן, חופש מחשבתי וחשיבה מפותחת על מנת לקחת אותו צעד אחד הלאה גם לעבר מקומות שנראו כבלתי פרקטיים לחלוטין ולהמציא דרכים חדשות איך לקדם אותו הלאה.

ימי הביניים: העולם המערבי

עם נפילתה של הקיסרות הרומית המערבית, ברוב אירופה נוצר נתק ממצבורי הידע של העבר. אם כי באימפריה הביזאנטית עדיין היו מרכזי לימוד באלכסנדריה וקונסטנטינופול, הידע באירופה המערבית היה מרוכז במנזרים עד לפיתוחן של האוניברסיטאות במאות ה-12 וה-13. בתחילה, אוניברסיטאות אלו לימדו רק תאולוגיה, אך אישים כמו רוג'ר בייקון עודדו את לימוד המדעים גם כן. ההוראה המדעית הייתה מבוססת על עותקים מטקסטים עתיקים שנותרו באירופה המערבית, במסגרת האסכולה הידועה כסכולסטית. בתוך העולם הנוצרי הייתה תופעה מוזרה: פילוסופיה יוונית קלאסית (יחד עם אמנות רומית ויוונית, ספרות ואיקונוגרפיה דתית) דוכאה, אך עם זאת גם נשמרה.

ימי הביניים: העולם המזרחי

במזרח התיכון, הפילוסופיה היוונית קיבלה תמיכה מהח'ליפות הערבית. עם התפשטותו של האסלאם במאה ה-7 וה-8, החלה תקופה של למדנות אסלאמית שנמשכה עד למאה ה-14. עולם הלמדנות הזה נעזר בכמה גורמים. השימוש בשפה אחת, ערבית, אפשרה תקשורת ללא תרגום. הגישה לטקסטים יווניים ורומאיים מהאימפריה הביזאנטית יחד עם מקורות הידע ההודיים סיפקו למלומדים האסלאמיים בסיס ידע לבנות עליו. גם החאג' – העלייה לרגל השנתית למכה – סייע לשיתוף הפעולה המדעי בכך שהביא אנשים ורעיונות יחד למקום אחד.
בגרסאות האסלאמיות של מתודה מדעית מוקדמת, היה לאתיקה תפקיד חשוב. בתקופה זו פותחו המושגים של ציטוט מסודר ממדענים אחרים וביקורת עמיתים על המחקר. מחקרים קודמים ברפואה, אסטרונומיה ומתמטיקה הביאו לפיתוחה של האלכימיה. במתמטיקה, המלומד הפרסי אבו ג'עפר מחמד אל ח'ואריזמי העניק את שמו למה שהיום קרוי אלגוריתם; המילה אלגברה הגיעה מ"אל-ג'אבר", תחילת הכותרת של אחד מספריו. המתמטיקאי הסביאני אל-בטאני (850–929) תרם לאסטרונומיה ולמתמטיקה, והמלומד הפרסי אל ראזי לכימיה. את פירות המחקרים האלה אפשר לראות בפלדה הדמשקאית ובסוללה הבגדדית. האלכימיה הערבית העניקה השראה לרוג'ר בייקון, ומאוחר יותר לאייזק ניוטון. באסטרונומיה, אל-בטאני שיפר את המדידות של היפרכוס, שנשמר בתרגום לערבית כ"אלמגסט". אל-בטאני גם שיפר את דיוק המדידה של הנטייה של ציר כדור הארץ.

תקופת הרנסאנס

הרנסאנס החל עם הגילוי מחדש של כתביהם של פילוסופים רבים מהעת העתיקה לצד תחייה אינטלקטואלית בכל אירופה. אלה היוו בסיס חשוב למחקר המדעי העתידי. קשר עם העולם המוסלמי בסיציליה וספרד אפשרו לאירופאים גישה לעותקים טובים של יצירות יווניות ורומאיות, וכן לכתביהם של הפילוסופים המוסלמים. תרגומים ופירושים על אריסטו מאת המלומד המוסלמי אברואס (אבן רושד) היו משפיעים ביותר באירופה. כתביו של מרקו פולו, המתארים את מסעותיו באסיה, וכן מסעי הצלב, הביאו להתעניינות מחודשת בגאוגרפיה. מעבר לכל אלה, פיתוחה של מכונת הדפוס בערך ב-1450 איפשרה את הפצתם המהירה של רעיונות חדשים וישנים לאנשים רבים.

העת החדשה

המדע המודרני באירופה החל בתקופה של מהפך גדול. הרפורמציה הפרוטסטנטית, גילוי אמריקה על ידי כריסטופר קולומבוס, נפילתה של קונסטנטינופול, האינקוויזיציה הספרדית, וגם הגילוי-מחדש של אריסטו במאות ה-12 וה-13, הביאו לשינויים חברתיים ופוליטיים גדולים. כך נוצרה סביבה מתאימה לאתגור הדוקטרינה המדעית הקיימת. נמצא, כי כתביו של תלמי (באסטרונומיה), גלנוס (רפואה) ואריסטו (פיזיקה) אינם תמיד מתאימים למציאות. לדוגמה, חץ שעף באוויר לאחר שנורה סותר את קביעתו של אריסטו כי מצבו הטבעי של כל דבר הוא להיות במנוחה. במחקריו של וסליוס בגופות מתים נתגלו בעיות עם הראייה של גלנוס באנטומיה.
הרצון להעמיד אמיתות מקובלות בסימן שאלה ולחפש תשובות חדשות, הביא לתקופה של התקדמות מדעית משמעותית, שכיום ידועה בשם המהפכה המדעית. רוב ההיסטוריונים מצביעים על שנת 1543, כאשר הודפס "דה רבולישינובוס", מאת קופרניקוס, כתחילתה של המהפכה הזו. התזה של ספר זה הייתה כי הארץ מסתובבת סביב השמש. את שנת 1687 אפשר לראות כסיום התקופה, שכן אז הודפס ספרו של ניוטון, "היסודות המתמטיים של פילוסופיית הטבע" (בלטינית, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).
התקדמויות משמעותיות אחרות נעשו בזמן זה על ידי גליליאו גליליי, כריסטיאן הויגנס, יוהנס קפלר ובלז פסקל. גם יסודות המתודה המדעית פותחו בזמן זה: צורת המחשבה החדשה הדגישה את הניסוי וההיגיון על פני צורות החשיבה המסורתיות.

מדע מודרני

המהפכה המדעית מיסדה את המדע כמקור הראשי להתפתחות הידע. במהלך המאה ה-19, המדע נעשה למקצוע מסודר, והוא מוסד בדרכים שימשכו במהלך המאה ה-20, כאשר תפקידו של הידע המדעי נעשה חשוב יותר, ותפס מעמד מרכזי בבניה של מדינות הלאום החדשות.

ביולוגיה ורפואה

הרופא ההונגרי איגנץ זמלווייס הצליח להפחית באורח ניכר סוג מסוים של מחלה בכך שחייב רופאים לשטוף את ידיהם לפני שהם מיילדים נשים. גילוי זה קדם לתאוריית החיידקים כגורם למחלה. אולם, גילוייו לא הובנו על ידי בני דורו והחלו להיכנס לשימוש רק עם הגילויים של המנתח הבריטי ג'וזף ליסטר, שב-1865 הוכיח עקרונות החיטוי. עבודתו מבוססת על כמה גילויים חשובים מאוד של הביולוג הצרפתי לואי פסטר. הוא הצליח לקשור בין כמה מיקרואורגניזמים לבין מחלה. גילוי זה הביא למהפכה ברפואה. הוא גם המציא את אחת השיטות החשובות ביותר ברפואה המונעת, כשב-1880 הוא ייצר את החיסון לכלבת. פסטר גם המציא את תהליך הפיסטור, על מנת למנוע התפשטות מחלות דרך חלב ומאכלים אחרים.
אחת מהתאוריות החשובות והמשפיעות ביותר בכל המדעים הייתה תאוריית האבולוציה בברירה טבעית שקודמה על ידי המדען הבריטי צ'ארלס דרווין בספרו "מוצא המינים" ב-1859. התאוריה של דרווין הייתה כי כל ההבדלים בין החיות נוצרים בתהליכים טבעיים במשך תקופות זמן ארוכות, וכי אפילו בני אדם הם פשוט יצורים שהתפתחו כך. המשמעויות של האבולוציה מחוץ לתחומי המדע הטהור זכו הן לתמיכה והן להתנגדות בחלקים שונים של החברה, והשפיעו עמוקות על ההבנה הפופולרית של מקומו של האדם בעולם.
בתחילת המאה ה-20, מחקר התורשה צבר חשיבות לאחר הגילוי מחדש של חוקי התורשה שפותחו בידי הנזיר האוסטרי גרגור מנדל ב-1866. חוקי מנדל היוו את היסודות למחקר הגנטי, שנעשה לשדה מחקר חשוב במדע ובתעשייה. ב-1953 הסבירו ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק את המבנה הבסיסי של ה-DNA, החומר הגנטי שמהווה קוד לכל סוגי החיים. לקראת סוף המאה ה-20, הנדסה גנטית החלה להפוך למעשית, והחל מאמץ בינלאומי רחב היקף למיפוי הגנום האנושי, מאמץ שעשוי לתרום באופן ממשי להתקדמות ברפואה.

מדעי החברה

שימוש מוצלח במתודה המדעית במדעים המדויקים הביא לאימוץ המתודולוגיה הזו על מנת להבין תחומים רבים במדעי החברה.

מדע המדינה

לדיסציפלינה זו יש קבוצה ברורה של נושאים, כגון פילוסופיה של המוסר, פילוסופיה פוליטית, כלכלה פוליטית, היסטוריה ותחומים אחרים העוסקים בקביעות נורמטיביות של מה שצריך להיות, ועם הנחת המאפיינים והתפקידים של צורת השלטון האידיאלית. שורשי הפוליטיקה והמדינה נמצאים בתקופה הפרהיסטורית. בכמעט כל תקופה ואזור גאוגרפי לאורך ההיסטוריה, אנו יכולים למצוא מישהו הלומד ומגביר את ההבנה הפוליטית.
בתרבות המערבית, המחקר של הפוליטיקה נוסד לראשונה ביוון העתיקה. המקורות של הפוליטיקה האירופית עוקבים אחר שורשיהם עוד לפני אפלטון ואריסטו, במיוחד ביצירותיהם של הומר, הסיוד, תוקידידס, קסנופון ואוריפידס. מאוחר יותר, אפלטון ניתח מערכות פוליטיות, הפשיט את הניתוח שלהם ממחקרים ספרותיים והיסטוריים יותר, ויישם גישה שנבין קרוב יותר לפילוסופיה. באופן דומה, אריסטו בנה על ניתוח אפלטון כדי לכלול ראיות אמפיריות-היסטוריות בניתוח שלו.

בלשנות

אף כי תרבויות רבות פיתחו הבנה של התחביר ושל הדקדוק, הבלשנות לא התפתחה כשדה מחקר עצמאי עד לסוף המאה ה-18. הצעה של סר ויליאם ג'ונס כי סנסקריט, פרסית, יוונית, לטינית, גותית וקלטית כולן חולקות בסיס משותף הביאה ללידתה של הבלשנות ההיסטורית. לאחר שתזה זו התפתחה, נעשה ניסיון במהלך המאה ה-19 וה-20 לקטלג ולסדר את כל שפות העולם.
פרסום הספר "קורס בבלשנות כללית", המבוסס על ההרצאות של פרדינן דה סוסיר, הביא להתפתחות של בלשנות תיאורית. תחום זה, ותנועת הסטרוקטורליזם שנלוותה אליו, גרמו לבלשנות להתמקד יותר בשינויים בתוך השפה במשך הזמן ולא רק בהבדלים בין שפות שונות. נועם חומסקי גיוון עוד את הבלשנות בשנות ה-50 עם פיתוח הבלשנות הגנרטיבית. ניסיון זה בוסס על מודל מתמטי של השפה שאיפשר תיאור וחיזוי של הסמנטיקה. תחומים נוספים כגון בלשנות חברתית התפתחו משיתוף פעולה בין בלשנות ותחומים אחרים.

כלכלה

היסודות למדע הכלכלה המודרני פותחו בידי אדם סמית' ב-1776 בספרו "עושר העמים". סמית' ביקר את המרקנטיליזם, ותמך במערכת של סחר חופשי עם חלוקת עבודה. הוא הציע, כי "היד הנעלמה" מבקרת את תהליכי שיווי המשקל והפיתוח במערכות כלכליות גדולות על ידי הרצון לשיפור של כל פרט, אף ללא פיקוח והנהגה מלמעלה. סוג אחר של מחשבה כלכלית, שפותח בידי קרל מרקס היה מבוסס על כך כי הערך של דבר מגיע מהעבודה המושקעת בו. תחת הנחה הזו, הקפיטליזם מיוסד על כך כי המעבידים אינם משלמים את מלוא הערך לעובדים שמייצרים את הרווח. האסכולה האוסטרית סיפקה תגובה מוקדמת לכלכלה המרקסיסטית. אסכולה זו טענה כי הכוח המניע של פיתוח כלכלי הוא היזמות. תאוריה זו מחליפה את תאוריית הערך של מרקס במערכת של היצע וביקוש.
משנות ה-20, ג'ון מיינרד קיינס הביא לחלוקה בין מקרו-כלכלה למיקרו-כלכלה. תחת הכלכלה הקיינסיאנית מגמות מקרוכלכליות יכולות לגבור על בחירות כלכליות שנעשו על ידי היחיד. על ממשלות להביא לביקושים גדולים למוצרים על מנת לעודד פיתוח כלכלי.
לאחר מלחמת העולם השנייה, מילטון פרידמן יצר את המושג מוניטריזם. פרידמן התמקד בשימוש בתאוריית ההיצע והביקוש של הכסף כשיטה לשליטה על הפעילות הכלכלית. בשנות ה-70 רעיונות אלה יושמו בכלכלה שתומכת בהורדת מסים על מנת להגדיל את כמות הכסף החופשי לגידול כלכלי.
אסכולות כלכליות מודרניות אחרות הן הכלכלה הקלאסית החדשה – המדגישה את המיקרו-כלכלה כבסיס לגידול מקרו-כלכלי, והקיינסיאנית החדשה – שמסבירה כיצד חוסר יעילות של השוק מצריך התערבות של בנק מרכזי או ממשלה.

פסיכולוגיה

את נקודת ההתחלה של הפסיכולוגיה כמדע ניתן לראות בסוף המאה ה-19. לרוב רואים את שנת 1879 כשנה שבה החלה הפסיכולוגיה להיות לשדה מחקר נפרד, מכיוון שבאותה השנה וילהלם וונדט ייסד את המעבדה הראשונה שנועדה במיוחד למחקר פסיכולוגי (בלייפציג). חוקרים מוקדמים חשובים אחרים הם הרמן אבינגהאוס (מחלוצי מחקר הזיכרון), איוואן פבלוב (שגילה את תהליך הלמידה של ההתניה הקלאסית), וזיגמונד פרויד. ההשפעה של פרויד הייתה עצומה, אם כי יותר כסמל תרבות מאשר ככוח בפסיכולוגיה המדעית. התאוריות של פרויד טענו כי באדם ישנם דחפים לא-מודעים אינסטקטיביים, וכי ה"עצמי" קיים כקרב תמידי בין הרצונות והציוויים של חלקי הנפש – האגו, הסופראגו והאיד.
במאה ה-20 נדחו התאוריות של פרויד כלא מדעיות, וכתגובה לגישה המופשטת לנפש של אדוארד טיצ'נר. התפתחות זו הובילה לניסוח הביהביוריזם על ידי ג'ון ב. ווטסון, גישה שנעשתה מוכרת יותר כגישתו של ב. פ. סקינר. הביהייביוריזם הציע כי יש להגביל את הפסיכולוגיה רק להתנהגות נצפית, מכיוון שאותה ניתן לכמת ולמדוד באופן ברור. הבנה מדעית של ה"נפש" נחשבה למטפיזית מדי, ולכן בלתי אפשרית. בעשורים הראשונים של המאה ה-20 עלתה גישה בין-תחומית חדשה לחקר הפסיכולוגיה האנושית, הידועה כמדעים קוגניטיביים. המדע הקוגניטיבי שוב מחשיב את הנפש למושא למחקר, בעזרת הכלים של הפסיכולוגיה ההתפתחותית, בלשנות, מדעי המחשב, פילוסופיה ונוירוביולוגיה. שיטת מחקר חדשה זו טענה כי הבנה מעמיקה של הנפש האנושית היא דבר אפשרי, וכי ניתן יהיה ליישם הבנה כזו גם בתחומים אחרים, כגון בינה מלאכותית.

תחומים חדשים

במהלך המאה ה-20 מספר שדות חדשים ובין תחומיים הופיעו. לימודי תקשורת משלבים מחקר של תקשורת בעלי חיים, תאוריית מידע, שיווק, יחסי ציבור, טלקומוניקציה וסוגים אחרים של תקשורת.
מדעי המחשב, המיוסדים בעיקר על בלשנות תאורטית, מתמטיקה דיסקרטית והנדסת חשמל, חוקרים את המחשוב. תחומים של התמחות צרה יותר כוללים מורכבות חישובית, תכנון מאגרי מידע, רשתות מחשבים, בינה מלאכותית, ותכנון חומרה. מדעי המחשב מספקים את הבסיס התאורטי להנדסת תוכנה.
הנדסת חומרים הוא גם שדה בין תחומי הכולל כימיה, פיזיקה וכמה מההנדסות. הוא חוקר חומרים שונים. מבחינה היסטורית, שורשיו מצויים בתחומי המינרלוגיה, קריסטלוגרפיה ומטלורגיה.