Keskiajan tiede
Keskiajan tieteellä tarkoitetaan Euroopassa ja Lähi-idän alueella noin vuosien 500–1500 aikana harjoitettua tiedettä. Keskiaika on historiankirjoituksessa pitkään nähty lasku- ja suvantovaiheena eurooppalaisen tieteen historiassa. Nykytutkimus on kuitenkin paljastanut, ettei tilanne ollut aivan niin lohduton Euroopan osalta kuin on luultu. Islaminuskoisessa Lähi-idässä eri tieteenalojen tutkimiseen kuitenkin panostettiin selvästi Eurooppaa enemmän. Luonnontieteiden osalta taso Lähi-idässä ja Persian alueilla oli Eurooppaan verrattuna hyvin korkealla. Islaminuskoisten alueiden osalta keskiajan tieteen yhteydessä puhutaan islamilaisesta renessanssista.
Karolingisen renessanssin aikana Euroopan tieteet ja taiteet osittain elpyivät Länsi-Rooman hajoamisen aiheuttamasta taantumasta. 1000-luvulta lähtien kulttuuria ja myös tieteitä rikastuttivat yhteydet islamilaiseen maailmaan. Sydänkeskiajalla läntiseen Eurooppaan syntyi yliopistolaitos. Vanhoja antiikin auktoreiden laatimia tekstejä alettiin kääntää kreikasta tai arabiasta latinaksi, koska kreikan kieltä ei läntisessä Euroopassa yleisesti osattu. Keskiaika oli myös skolastisen filosofian kulta-aikaa, mikä tarkoittaa sitä, että oppineet uskoivat kaiken totuuden löytyvän antiikin lähteistä. Skolastikkojen tehtävänä oli myös sovittaa uskonnon ja järjen väliset ristiriitaisuudet.
Aristoteles nousi merkittävimmäksi auktoriteetiksi tieteen harjoittamisessa sydänkeskiajalta lähtien. Hänen oppejaan sovellettiin ja muokattiin niin teologian, filosofian, tähtitieteen kuin fysiikan saroilla. Aristoteleella oli johtavan auktoriteetin asema aina uuden ajan tieteelliseen vallankumoukseen saakka, joskin myös muiden antiikin ajattelijoiden suosio kasvoi.
Antiikin esisokraatikot olivat ensimmäisiä länsimaalaisia, jotka alkoivat pohtia ympäröivän maailman rakennetta ja olemassaoloa vetoamatta mihinkään jumalaiseen alkuperään. Atomin ja alkuaineen käsitteet syntyivät tuona aikana. Sokrateen jälkeen merkittävimmät kaikkeuden olemusta pohtineet filosofit olivat Platon ja tämän oppilas Aristoteles. Heidän ajatuksensa olivat sittemmin keskeisessä asemassa koko keskiajan, niin luonnonfilosofiassa – eli luonnontieteissä – kuin muutoinkin filosofiassa.
Ennen ajanlaskun alkua kehittynyt kreikkalainen sivistys jatkui Rooman tasavallassa. Huolimatta roomalaisten arvostuksesta kreikkalaista kulttuuria kohtaan Roomassa ei kunnioitettu tieteitä ja taiteita samalla tavalla. Rooma omaksui kreikkalaisen tieteen saavutukset, mutta tieteiltä vaadittiin ennen kaikkea käytännöllisyyttä. Edes oppineilla ei aina riittänyt tarvittavia taitoja ymmärtää kreikkalaisten saavutuksia. Samalla kiinnostus kreikkalaisen ajattelun nyansseihin hävisi. Aikojen saatossa roomalaiset alkoivat laatia populaareja eli kansantajuisia versioita kreikkalaisista teksteistä. Tämä sopii varsin hyvin roomalaiseen maailmaan, jossa kirjalliset taidot ja historia olivat korkealle arvostettuja. Tiedettä saattoi opiskella tietosanakirjateoksista ja sanakirjoista tai jopa puhtaasi kaunokirjallisista teoksista. Roomalaisen ajan tieteilijöistä nimekkäimmät ovat tähtitieteilijä Ptolemaios ja lääketieteilijä Galenos.
Hieman ajanlaskun alun jälkeen syntyneellä, juutalaisuudesta omaksi uskonnoksi erottuneella kristinuskolla oli keskeinen asema tieteiden kehityksen kannalta, etenkin kun siitä tuli valtionuskonto. Tieteitä pidettiin pakanallisina oppeina, minkä vuoksi korkea-arvoiset kristityt Rooman hallitsijoiden ohella vaativat Aleksandrian kirjaston ja siellä sijaitsevien tekstien hävittämistä. Aleksandriasta kansainvälisen kulttuurikeskuksen olivat luoneet eritoten Ptolemaiosten hallitsijasuvun jäsenet. Ptolemaios I oli luvannut kaikille hänen perustamansa Museionin tutkijoille hyvän palkan, asunnon, ruoan ja verovapauden. Tarjous kiinnosti Rooman valtakunnan tieteilijöitä. Säilyneiden lähteiden perusteella Serapeionin temppelin kirjaston (Aleksandrian kirjaston sivukirjasto) hävittämisestä vuonna 391 vastuussa oli Aleksandrian patriarkka Theofilos, joka oli saanut luvan tehtävään keisari Teodosiukselta. Teodosius oli päättänyt kitkeä kaiken pakanallisen toiminnan valtakunnastaan. Pääkirjaston puolestaan hävitti vuonna 415 Theofiloksen veljenpoika patriarkka Kyrillos.
Rooman valtakunnan suhtautuminen uskoon ja järkeilyyn määritteli uudella tavalla luonnontieteiden aseman yhteiskunnassa. Valtakunnan suhtautumisesta taas vastasivat pitkälti kirkkoisinä tunnettujen teologien näkemykset, jotka saattoivat vaihdella eri aikoina hyvinkin paljon. Esimerkiksi Tertullianus suhtautui hyvin vastahakoisesti antiikin perintöön: ”Mitä tekemistä Ateenalla oikeastaan on Jerusalemin kanssa? … Kristuksen jälkeen meillä ei ole tarvetta spekuloimiseen eikä evankeliumin jälkeen tarvetta tutkimiseen.” Gregorios Nazianzilaisen näkemyksen mukaan taas tutkimalla ”taivaita ja maata, ilmaa ja kaikkea muuta” ihminen kykenisi arvostamaan Jumalan luoman maailman kauneutta. Kirkkoisien yhteisen näkemyksen voisi tiivistää siten, että filosofia ja tiede sopivat palvelemaan teologiaa. Tämä näkemys säilyi pitkään aina sydän- ja myöhäiskeskiajalle saakka.
Jos keskiajan tieteen alkamisajankohdalle halutaan antaa tarkka alkamisajankohta, niin yleensä puhutaan vuodesta 529, jolloin Itä-Rooman keisari Justinianus I sulki kaikki Ateenan filosofikoulut. Kouluihin kuuluivat Platonin Akatemia ja Aristoteleen perustama Lykeion, vaikkakin Lykeionin toiminta on saattanut loppua jo tätä ennen.
Länsi-Rooman hajoamisella oli voimakas vaikutus länsimaisen sivistyksen kehitykseen. Varhaiskeskiajalla väestö muutti maaseudulle pois kaupungeista Rooman aikaisen infrastruktuurin hajottua. Esimerkiksi Rooman kaupungissa asui vielä vuonna 120 jaa. yhdestä kahteen miljoonaa ihmistä, mutta jo vuonna 650 kaupungin kaikki 20 000 ihmistä olisivat mahtuneet kerralla Colosseumiin seuraamaan näytöksiä, ellei sitä olisi jo ehditty muuttaa hautausmaaksi. Rahan käyttö maksuvälineenä harvinaistui ja maksut suoritettiin enenevissä määrin käyttötuotteiden vaihdolla. Ilmaston viilennyttyä maataloustuotteiden saatavuus pieneni ja ruoantuotannosta tuli paikallisempaa. Kaupunkimaisen elämänmuodon taantuminen, tuotantojärjestelmän yksinkertaistuminen ja tautien sekä sotien leviäminen olivat takaisku niin taiteille kuin tieteillekin. Luku- ja kirjoitustaito harvinaistui. Kreikan taito hävisi lähes täysin Länsi-Euroopasta. Tieteiden taantumus ei pätenyt samalla tavalla lääketieteeseen kuin muihin tieteisiin. Tätä selittää se, että kristityt kokivat velvollisuudeksi hoitaa sairaita.
Vaikka tieteen laskusuhdanteesta varhaiskeskiajalla on syytetty kristinuskoa, niin kristinuskolla oli myös rooli tiedon säilyttäjänä. Oppineisuus keskittyi 500-luvulta lähtien paljolti luostareihin. Luostareiden opetussuunnitelmat perustuivat hyvin pitkälle Raamatun tutkimiseen. Tämän valossa ei ole lainkaan yllättävää, että ajan oppineet olivat pääasiallisesti pappeja tai muita kirkonmiehiä. Heidän mielenkiintonsa ei kohdistunut juurikaan luontoon, vaan ilmapiiri pikemminkin ohjasi heidät uskonnollisten aiheiden pariin. Luonnontieteiden tutkimuskin kumpusi lähinnä käytännöllisistä syistä: tarve auttaa sairasta ohjasi lääketieteen pariin, ja matematiikan ja tähtitieteen tutkimusta motivoi pääasiassa pääsiäisen ajankohdan määrittäminen. Omaa tutkimusta ei aloitettu, vaan tieto haettiin antiikin lähteistä. Luostareissa olikin hyvin paljon esimerkiksi lääketieteellisiä ja tähtitieteellisiä kirjoituksia.
Roomalainen Boëthius oli Länsi-Rooman luhistumisen aikaan syntynyt filosofi ja moniosaaja. Hänen roolinsa kulminoituu Aristoteleen logiikkaa käsittelevien teosten kääntämiseen latinaksi. Alun alkaen hänen suunnitelmissaan oli kääntää suuri osa Aristoteleen ja Platonin tuotannoista. Hän kirjoitti myös aritmeettisia ja geometrisia tekstejä. Hänen musiikin teoriaa käsittelevä teoksensa säilyi oppikirjakäytössä aina 1700-luvulle saakka. Yhdessä Cassiodoruksen kanssa hänen tuotoksensa muodostivat varhaiskeskiajan luostareiden opetussuunnitelman rungon. Boëthiuksen aritmeettiset, geometriset, musiikilliset ja tähtitieteelliset kirjoitukset säilyivät Cassiodoruksen kirjoitusten tapaan pitkään kirkkokoulujen oppimateriaaleina tai lähteinä alkeellisimmille kirjoituksille. Boëthius oli tukeutunut Eukleideen, Nikomakhoksen ja Ptolemaioksen kirjoituksiin.
Luostareiden opetus laajeni 600-luvulla Raamatun ja muiden kristillisten tekstien opiskelun lisäksi käsittämään maallisempien taiteellisten ja tieteellisten tekstien tutkimiseen. Tässä kunnostautuivat etenkin Irlannin ja Englannin luostarit, joissa latinan ohella opetettiin runsaasti kreikan kielioppia. Kelttiläiseksi renessanssiksi kutsutun aikakauden ansiosta Euroopan sivistyneimmät oppineet löytyivät Irlannista. Irlannin luostareissa valmistettujen käsikirjoitusten määrä oli suurempi kuin muussa läntisessä Euroopassa yhteensä. Monet ovat kristillisen ornamenttitaiteen mestariteoksia, kenties kuuluisimpana 800-luvulla laadittu Kellsin kirja.
Eurooppalaisen sivistyksen tilaa kohentamaan lähti karolingikeisari Kaarle Suuri 700- ja 800-lukujen taitteessa. Tämän karolingiseksi renessanssiksi kutsutun muutoksen myötä luotiin pohja länsimaiselle opetusjärjestelmälle. Aikuisiällään lukemaan oppinut Kaarle Suuri kutsui hoviinsa ajan nimekkäimmät ajattelijat luoden samalla hovistaan varhaiskeskiajan merkittävimmän kulttuurikeskuksen Länsi-Euroopassa. Hovissa asuivat muiden muassa mestari Einhard ja Theodulf Orléansilainen, joka tunnetaan "Vulgatan" standardisoijana. Tunnetuin oli kuitenkin englantilainen Alkuin, jonka meriitteihin lukeutuvat minuskelikirjaimiston keksiminen ja seitsemään vapaaseen taiteeseen nojautuva oppijärjestelmä. Järjestelmä jakautui kahtia: "trivium" tarjosi kirjallisuustieteen taitoja (kielioppi, retoriikka ja dialektiikka) ja "quadrivium" luonnontieteessä harjaantumista (aritmetiikka, geometria, tähtitiede ja musiikki). Samalla luostareiden ja tuomiokirkkojen yhteyteen perustettiin kouluja, jotka olivat eurooppalaisten yliopistojen edeltäjiä. Kaarle Suuri sääti lain, jonka mukaan jokaisessa tuomiokirkossa oli oltava papeiksi opiskeleville mahdollisuus harjaannuttaa taitojaan laskemisessa ja kirjoittamisessa. Antiikin lähteitä kopioitiin aktiivisemmin. Lisäksi hoviin perustettiin laaja kirjasto, jonka tarkoituksena oli kerätä suuret määrät tietoa niin pakanallisista lähteistä kuin kristinuskon lähteistä. Samoihin aikoihin eurooppalaiset saivat kosketusta sivistystasoltaan heitä edellä oleviin arabeihin.
Syynä Kaarle Suuren koulutusuudistukseen oli, että ammattitaitoisia oppineita ei enää löytynyt hovin tarpeisiin riittävästi. Latinan murteetkin olivat tuohon aikaan eriytymässä moniksi eri kieliksi, romaanisiksi kieliksi. Kaarle Suuri koki olevansa Rooman valtakunnan perinnön jatkaja aina "keisari"-arvonimeään myöten, joten hän halusi esiintyä roomalaisten arvojen palauttajana. Aikalaiset kuvasivatkin uudistuksia "renovaatioksi" eli palauttamiseksi. Myös Kaarle Suuren seuraajat Ludvig Hurskas ja Kaarle Kaljupää keräsivät hoviinsa oppineita. Muista varhaiskeskiajan hallitsijoista esimerkiksi anglosaksien kuningas Alfred Suuri jäi historiaan sivistyselämän suosijana.
Vielä vuoteen 1000 mennessä Länsi-Eurooppa ei kyennyt kirimään Bysantin tai islamilaisen maailman tieteellistä etumatkaa kiinni. Vuoden 1000 tienoilla Pariisissa eli 20 000 ja Roomassakin vain 35 000 henkeä, kun taas Bysantin pääkaupungin Konstantinopolin asukasluku oli jo 450 000. Tilanne alkoi kuitenkin muuttua melko pian. Vuosisatoja kestänyt kristillinen käännytystyö onnistui pitkällä aikavälillä hillitsemään barbaarien hyökkäykset. Länsi-Euroopan poliittinen organisaatio kehittyi. Väkiluku lähti näiden muutosten, uusien viljelytekniikoiden kehittymisen ja keskiajan lämpimän kauden johdosta nousuun.
Muslimit olivat jo 800- ja 900-luvuilla kääntäneet suuria määriä antiikinaikaisia ja bysanttilaisia tekstejä arabiaksi ja tehneet niistä omia kommentaarejaan. Kristillisen ja islamilaisen maailman vilkastunut kanssakäyminen johti siihen, että näitä arabiankielisiä tekstejä alettiin kääntää latinaksi. Ristiretket on usein nähty syynä lisääntyneeseen kulttuurien väliseen kanssakäymiseen, mutta on myös väitetty sotien pikemminkin hankaloittaneen sitä. Käännöstyö alkoi Pohjois-Espanjasta. Kristittyjen onnistuttua valloittamaan Toledon ja Sisilian saattoi todellinen käännöstyö alkaa. Oppineet ympäri Eurooppaa saapuivat paikalle auttamaan käännösten tekemisessä. Gerard Cremonalainen matkasi Italiasta Espanjaan tarkoituksenaan kääntää ainoastaan yksi teos, nimittäin Ptolemaioksen "Almagest", mutta lopulta hän käänsi yli 70 kirjoitusta. Sydänkeskiajalla monet antiikin filosofit ja tieteilijät tulivat uudelleen tunnetuiksi Euroopassa. Tästä suurin kiitos kuuluu Gerard Cremonalaisen kaltaisille aktiivisille kääntäjille.
Sydänkeskiajan kehityksen ansiosta Eurooppa kehittyi intellektuaalisesta takapajulasta aivan uudelle tasolle. Kehitys alkoi 1100-luvun renessanssiksi kutsutusta aikakaudesta, jolloin Euroopassa alettiin pohtia täysin uudenlaisia kysymyksiä ja oppineiden päähän virisi ajatus ihmisestä koko luomakunnan hallitsijana. Tärkeässä roolissa olivat samaan aikaan kehittyneet Euroopan ensimmäiset yliopistot. Yliopiston juuret juontuvat 1000-luvun taitteeseen, jolloin kaupungeissa eri ammattiryhmää edustavat järjestäytyivät killoiksi tai korporaatioiksi. Myös oppineet järjestäytyivät muiden tavoin, usein opettajan ympärille, ja heidän järjestäytymisensä tuloksena syntyi eurooppalainen yliopistolaitos. Latinan "universitas"-sanan (”kokonaisuus”) etymologia juontuukin tästä. Kaupunkien kasvulla oli erityisen suuri rooli yhdessä laki- ja virkamiesten tarpeen kanssa yliopistojen syntymisessä. Yliopistosta muodostui lopulta se laitos, joka tuottaisi Euroopan oppineet.
Yliopistolaitoksen syntymisen kanssa samanaikaisesti syntyi mielenkiinto Aristoteleen filosofiaa kohtaan, joskin konservatiivipiireissä Aristotelestä vastustettiin aluksi. Samalla heräsi uudenlainen tieteellinen ajattelu ja spekulointi luonnon rakenteesta. Uutta ajattelua edustivat esimerkiksi Adelard Bathilainen, joka kritisoi aikalaisiaan sokeasta auktoriteettiuskosta, ja William Conchesilainen, joka taas kritisoi aikalaisten tapaa syyttää luonnontutkimista harhaoppisuudeksi. Hildegard Bingeniläisen naisruumiin tutkimukset tuottivat ainutlaatuista tietoa muille keskiajan oppineille. Aristoteleen filosofia syrjäytti vähitellen platonisen filosofian ja siitä tuli yliopisto-opintojen runko. Hänen teoksensa tulivat käännetyiksi nopeasti. Tuomas Akvinolainen muokkasi aristotelismia paremmin yhteensopivammaksi kristillisten oppien kanssa. Tuomas Akvinolainen on hyvä esimerkki keskiaikaisesta skolastiikasta, jonka päämääränä oli yhteensovittaa antiikin lähteiden ja uskonnollisten kirjoitusten sanoma.
Tuomas Akvinolaisen aikaiset teologit ja filosofit kamppailivat kuitenkin kiivaasti keskenään toistensa kanssa. Kiistat tunnetaan Pariisin oppituomioina. Kirkkoa edustaneet teologit näkivät sekulaarisen filosofian ja luonnontieteet vääränä keinona tavoitella totuutta. Kiistely huipentui vuoteen 1277, jolloin Pariisin piispana ollut Étienne Tempier esitteli laatimansa 219 kohtaa käsittävän luettelon ”iljettävistä harhaopeista”, joita yliopistoissa opetettiin. Listalla esiintyy muutamia aristotelismiin viittaavia kohtia. Albert Suuri toimi näkyvästi tieteen, filosofian ja uskonnon sovittelijana. Oppituomioiden vaikutuksesta on olemassa erilaisia näkemyksiä. Toisten mielestä oppituomiot eivät aiheuttaneet kummoistakaan eripuraa, vaan pikemminkin tyynnyttivät ilmapiiriä. Esimerkiksi Pierre Duhem taas näkee oppituomiot modernin tieteen alkamisajankohtana, sillä ne vapauttivat keskiajan ajattelijat Aristoteleen filosofian dogmista. Tässä valossa tieteellinen vallankumous ei suinkaan alkanut Kopernikuksen heliosentrisyydestä, vaan jo 250 vuotta aiemmin.
Joka tapauksessa on selvää on, että perinteinen kuva sydänkeskiajan tieteen tilasta on suuresti yksinkertaistettu. Aristoteles oli kieltämättä näkyvä hahmo keskiaikaisessa tieteessä jo hänen teostensa latinannosten nostattaman älyllisen myllerryksen ansiosta, mutta kaikkialla Euroopassa hänen filosofiaansa ei painotettu kovinkaan voimakkaasti. Eri alueiden erovaisuuksia selittää osaltaan eri katolisten sääntökuntien asema. Esimerkiksi Pariisin dominikaanit painottivat aristoteelista luonnonfilosofiaa, kun taas Oxfordin franskiskaaniveljet näkivät platonisen ja abstraktin luonnonfilosofian olevan aristotelismia parempia. Fransiskaaneja löytyi nominalistien joukosta, jotka kävivät ankaran kiistan realistien kanssa. Skolastiikan harjoittamisessakin on havaittavissa eroavaisuuksia. Toiset suhtautuivat hyvinkin nihkeästi kokeellisuuteen, kun taas osa näki kokeellisuuden olevan ainoa oikea tapa hankkia varmaa tietoa. Esimerkkejä jälkimmäisestä ovat Robert Grosseteste, Roger Bacon ja Petrus Peregrinus. He kuitenkin edustivat hyvin pientä osaa aikansa oppineista.
Enemmistö yliopistossa opiskelleista päätyi kirkon palvelukseen, mutta myös maalliset hallitsijat rekrytoivat heitä omiksi neuvonantajikseen kasvavassa määrin. Myöhäiskeskiajalla tämä oli jo hyvin yleistä.
Myöhäiskeskiaika oli suurten mullistusten aikaa Euroopassa. Eurooppalaiset tulivat entistä tietoisemmiksi esimerkiksi bysanttilaisten ja arabioppineiden tutkielmista. Näiden tutkielmien ansiosta eurooppalaiset olivat nyt hanakampia koettelemaan aristoteelisen mekaniikan rajoja. Esimerkiksi Johannes Filoponoksen pannassa olleet kirjoitukset innoittivat Jean Buridania.
Orastavaa aristoteliskriittistä asennetta haittasi myöhäiskeskiajan kriisiksi nimetty tapahtumaketjujen sarja 1300-luvulla. Eurooppaa vaivasivat ilmaston viilenemisen takia useat nälänhädät, kuten vuosien 1315–1317 suuri nälänhätä. Vuosisadan puolivälissä Eurooppaan levisi rutto, joka tappoi Euroopan väestöstä arviolta neljäs- tai kolmasosan. Samalla katolinen kirkko joutui kiusalliseen tilanteeseen Avignonin vankeuden vuoksi. Lisäksi Länsi-Euroopassa käytiin satavuotista sotaa, ja talonpojat kapinoivat eri puolilla. Vuosisadan aikana Euroopan väkiluku väheni, mikä näkyi myös tieteilijöiden määrän hupenemisena. Tieteilijöiden määrää vertailemalla selviää, että vasta 1500-luvulla heitä oli yhtä paljon kuin 1200-luvun lopulla ja 1300-luvun alussa.
Sotateknologian alalla 1300-luvun tärkein muutos oli Kiinasta Eurooppaan tuodun ruudin käyttöönotto. Usein puhutaan "ruudin vallankumouksesta", jonka on sanottu aloittaneen myös "sotilaallisen vallankumouksen". Myöhäiskeskiajalla armeijat ottivat ensimmäisen kerran käyttöön myös tykkejä. Monista muista tuliaseista poiketen tykit näyttäisivät olevan eurooppalainen eikä kiinalainen keksintö. 1400-luvulta lähtien tuliaseet olivat kiinteänä osana eurooppalaista sodankäyntiä. Huolimatta sodankäynnin mullistavasta muutoksesta perinteiset ritarit ja jousimiehet säilyttivät merkityksensä vielä jonkin aikaa.
Tavallinen kansa joutui kuitenkin kantamaan mullistusten kustannukset, sillä ruudin valmistus oli kallista ja sen tuotantomäärät moninkertaistuivat lyhyen ajan sisällä. Muun muassa tästä aiheutuneiden kulujen kattamiseksi monet kuninkaat nostivat veroja. Esimerkiksi Espanjan armeijan budjetti vuonna 1556 oli kaksi miljoonaa dukaattia ja jo vuonna 1590 budjetti oli 13 miljoonaa. Espanjan Filip II kolminkertaisti Kastilian verotaakan tänä aikana. Espanja uudisti monien muiden Euroopan valtioiden tapaan armeijansa varustuksen. Samalla linnoitusten vahvuus jouduttiin tarkastamaan uudelleen, koska uudet sotavälineet tuhosivat helposti vanhojen linnakkeiden muurit. Rakennettiin myös uusia laivatyyppejä, jotka sopivat entistä paremmin valtameripurjehduksiin. Näistä huomattavimpina karakki ja karaveli. Navigointitaidot olivat myös kehittyneet huomattavasti, ja Eurooppaan oli saapunut tieto kiinalaisten keksimästä kompassista. Riittävät taidot ja välineet olivat täten valmiina löytöretkien aloittamiseen. Tarvittiin ainoastaan riittävän rohkeita merimiehiä purjehduksille. Rikkaudet, kunnianhimo, kauppareittien löytäminen ja halu levittää kristinuskoa olivat riittäviä syitä aloittaa löytöretket. Katolinen kirkko ja kuninkaat tukivat matkoja.
Löytöretket osoittautuivat tieteen kehityksen kannalta erityisen hedelmällisiksi. Uusien alueiden, kulttuurien, kasvien ja eläinten löytäminen kyseenalaisti Raamatun ja antiikin lähteiden paikkansapitävyyden. Ilmeisesti kiinalaisten samankaltaisista keksinnöistä tietämättä Johannes Gutenberg keksi irtokirjakkeisiin perustuvan kirjapainon, joka mahdollisti nopean tiedon levityksen aiempaa halvemmalla. Euroopan oppineet alkoivat kerätä kirjallisuutta ja perustivat tiloihinsa omia kirjastoja. Katolisen kirkon opetuksista poikkeava tieto saattoi näin päästä laajempaan tietoisuuteen, mihin kirkko tosin vastasi kieltämällä harhaoppisiksi väitettyjä kirjoja. Kiellot eivät aina tehonneet kovinkaan hyvin.
Renessanssin hengessä monet eurooppalaiset oppineet käänsivät aiemmin kääntämättömiksi jääneitä antiikin lähteitä. Näihin lukeutui niin skeptisiä, platonisia kuin pythagoralaisiakin kirjoituksia. Unohduksiin jääneiden lähteiden löytämisen myötä alkoi niin sanottu tieteellinen vallankumous.
Rooman perintöä jatkoi ennen kaikkea Itä-Rooma eli Bysantti. Bysantti erosi kulttuurillisesti monin tavoin Länsi-Euroopasta. Siinä missä lännessä puhuttiin latinaa tai siitä kehittyneitä romaanisia kieliä, idässä hallitsevana kielenä oli kreikka. Idässä hallitsijalla oli suuri valta uskonnon suhteen, mutta lännessä kirkolla ja valtakunnalla oli erilliset päämiehet, joskin he saattoivat olla hyvinkin läheisessä yhteistyössä. Antiikin perinnön vaikutus oli Bysantissa erittäin selvä.
Vaikka Bysantin panos tieteen kehitykseen keskiajalla olikin melko vaatimaton, oli sillä tärkeä rooli aiempien sukupolvien tiedon ylläpidossa. Monet persialaiset ja arabialaiset luonnonfilosofit käänsivät kreikkalaisia lähteitä, aluksi syyriaksi (400–500-luvut) ja sitten arabiaksi. Syyriankieliset käännökset käännettiin vielä arabiaksi ennen vuosituhannen vaihdetta. Käännöstyö piristi selvästi islamilaista filosofiaa, mikä osaltaan selittää tieteen nousun keskiajan islamilaisessa maailmassa. Myöhäiskeskiajalla bysanttilaisten vaikutus tieteenhistoriaan voimistui Konstantinopolin valtauksen jälkeen. Turkkilaisten vallattua kaupungin vuonna 1453 eräät sikäläiset kreikkalaiset muuttivat Italiaan vieden mukanaan runsaasti kreikankielisiä tekstejä, jotka sitten käännettiin latinaksi kiinnostuksen herättyä kreikan kieltä ja filosofiaa kohtaan.
Huomattavaa kuitenkin on, että Bysantissa oli omaksuttu muun Euroopan tapaan kristinusko. Platonin akatemia tuli siksi vuonna 529 lopetetuksi pakanallisena laitoksena. Joskus akatemian toiminnan päättymistä saatetaan pitää rajaviivana keskiajan alun ja myöhäisantiikin lopun välillä. Päätöksen akatemian sulkemisesta teki keisari Justinianus I. Vuosi 529 on länsimaisen oikeustieteen historian yksi merkkipaalu, sillä sinä vuonna "Corpus iuris civilis" -lakikokoelman ensimmäisen osan kokoaminen tuli päätökseen. Justianus I:n koottavaksi määräämät muut osat valmistuivat seuraavan viiden vuoden aikana. Lakikokoelma on nykyisen länsimaisen oikeusjärjestelmän perusta. Yhtä lailla Justianus muistetaan määräyksestään rakentaa Hagia Sofian kirkko silloisen Konstantinopolin kaupunkiin.
Lisäksi moderni sairaanhoito on saattanut kehittyä Bysantissa. Aiemmin sairaalaa vastaavien laitosten tarkoituksena oli vain tarjota sairaille miellyttävämmät olosuhteet ennen kuolemaa. Eläinlääketiede muodostui yhdeksi keskeisimmistä tieteenaloista Bysantissa, sillä se tarjosi keinoja pitää esimerkiksi sotaratsut hyvässä kunnossa. Eläinlääketiede ei suinkaan ollut bysanttilainen keksintö, vaan sitä oli harjoitettu ainakin Intiassa jo 500-luvulla eaa.
Tieteen historiassa käytetään usein käsitteitä "islamilainen kultakausi" tai "islamilainen renessanssi" kuvaamaan 900–1000-lukujen välistä aikakautta islamin alueella, joskin periodisointi vaihtelee hyvinkin voimakkaasti lähteestä riippuen. Kultakausi voidaan ajoittaa myös esimerkiksi 750–1500. Tyypillistä ajalle oli tekniikan, luonnon- ja ihmistieteiden, taiteiden sekä filosofian aktiivinen kehittäminen.
Islam kehittyi uskontona 600-luvun alussa Arabian niemimaalla. Islamin omaksuneet aloittivat voimakkaan hyökkäyksen ympäröiville alueille niin, että vuoteen 750 mennessä tämän tuoreen uskonnon vaikutuspiiriin kuuluivat entiset Itä-Rooman valtakunnan alueet Pohjois-Afrikassa, lähes koko Espanja sekä Lähi-itä nykyistä Pakistania myöten. Umaijadikalifit hallitsivat islamilaista maailmaa, mutta menettivät valtansa vuonna 750 hävittyään ratkaisevan taistelun abbasideille, jotka nousivat valtaan.
Uudet hallitsijat olivat omaksuneet profeetta Muhammadin näkemyksen: ”Oppineen muste on marttyyrin vertaakin arvokkaampaa.” Islam myös korosti tiedon alkuperän olevan jumalaista, vaikkei kaikki tieto olisikaan lähtöisin Jumalasta. Muslimit suhtautuivat siis varsin suopeasti tieteen harjoittamiseen. Kalifi al-Mu’manin hallintokaudella, sekä jo hänen isänsä Harun al-Rašidin hallintokaudella, alkoi laajamittainen antiikin tieteellisten kirjoitusten käännöstyö. Hovin henkilökuntaan kuului Bysantista kerettiläisinä häädettyjä nestoriaani- ja monofysiittikristittyjä. He luonnollisesti osasivat kreikkaa, minkä vuoksi heillä oli tärkeä rooli käännöstöissä. Hovista löytyi myös muiden kulttuurien edustajia, kuten syyrialaisia ja juutalaisia. Kalifien tarkoituksena oli käännättää kaikki tai ainakin klassisimmat muinaiskreikkalaiset tekstit Koraanin kielelle eli arabiaksi. Tarinan mukaan al-Mu’man oli saanut innoitteen tähän unesta, jossa hän oli nähnyt Aristoteleen ilmestyksen. Kreikankielisten lähteiden lisäksi käännettiin intialaisia tekstejä, joiden merkitys on ollut huomattava matemaattisten tieteiden osalta. Tehtävää varten al-Mu’man perusti valtakuntansa pääkaupunkiin Bagdadiin Viisauden taloksi nimetyn akatemian sekä madrasoja muualle valtakuntaan. Viisauden talosta muodostui tärkeä keskus, jossa oli laaja oma kirjasto sekä oma observatorio tähtitieteilijöitä varten. Muslimit tunsivat Galenoksen ja Hippokrateen kaikista 150 teoksesta 129. Sen sijaan Euroopassa oli käännetty vain kolme Galenoksen kirjoitusta. Tässä suhteessa ero islamin ja kristikunnan välillä oli siis erittäin suuri.
Ensimmäinen islamilainen bimaristan eli sairaala perustettiin Bagdadiin Harun al-Rašidin hallintokaudella.
Käännösvaihetta seurasi islamilaiseksi tai vaihtoehtoisesti arabialaiseksi kultakaudeksi kutsuttu aikakausi. Nimitykset ovat jossain määrin harhaanjohtavia, sillä kaikki oppineet eivät suinkaan olleet islaminuskoisia tai arabeja. Arabien ohella oppineiden joukossa oli myös syyrialaisia, persialaisia ja juutalaisia.
Roomalaista poiketen arabit osasivat arvostaa käytännöllisten tietojen ohella myös matematiikkaa ja tähtitiedettä, joskin näidenkin tieteiden harjoittamisessa on nähtävissä selvää käytännönhakuisuutta. Astrologia ja lukumystiikka olivat kalifien suosiossa, mikä selittää kiinnostuksen matemaattisia tieteitä kohtaan. Viisauden talossa oli myös matemaatikkoja, joista etevin oli algebran isä al-Khwarizmi. Islamin valtakunta oli mahtava ja monikulttuurinen. Sen itärajoilta oli hyvin lyhyt matka matematiikastaan tunnettuun Intiaan. On jopa sanottu, että kalifien valtakunta oli maailman ensimmäinen kansainvälinen tiedeyhteisö. Intialaisilta muslimit omaksuivat esimerkiksi numerojärjestelmän, joka tuli myös Eurooppaan keskiajan lopulla. Numerojärjestelmän suurin hienous lienee sen sisältämä luku nolla, joka puuttui tyystin roomalaisesta numerojärjestelmästä. Se oli myös tiiviimpi ja laskennallisesti helpompi lukujärjestelmä. Muslimeilla oli itse asiassa käytössä kaksi toisistaan hieman poikkeavaa numerojärjestelmää. Monet kansainväliset tieteelliset termit ovat peräisin arabian kielestä, esimerkkeinä kemia, algebra ja algoritmi.
Bagdadin ohella toinen tieteellinen keskus sijaitsi Andalusiassa eli Espanjassa. Espanjaan Córdobaan emiiri al-Hakam II perusti suuren, yli 400 000–500 000 nidettä käsittävän kirjaston. Samaan aikaan Pariisin yliopistossa oli 2 000 ja Viisauden talossa lähes kaksi miljoonaa nidettä. Córdobasta oli jo aiemmin muodostunut tärkeä ja suvaitsevainen kulttuurikeskus, johon pääsi eri uskontoja edustavia oppineita. Kaupungin kirjaston suuren nidemäärän mahdollisti se, että arabit olivat Samarkandin valtauksen yhteydessä vuonna 704 omaksuneet kiinalaisilta näiden vain muutamaa vuotta aiemmin tekemän keksinnön, paperin.
Vuosituhannen vaihteessa Toledo oli kasvattanut asemaansa kulttuurikeskuksena. "Reconquistaa" eteenpäin vienyt Alfonso VI valloitti tämän tärkeän kaupungin vuonna 1085 takaisin kristittyjen hallintaan, vaikka kaupunki oli Córdoban tapaan avoin niin muslimeille, juutalaisille kuin kristityillekin. Muslimit jättivät jälkeensä massiivisen määrän tietoa, jota alettiin nopeasti saattaa latinankieliseksi. Käännöstyö ei olisi ollut mahdollista ilman kaupunkiin jääneitä mozarabeja ja juutalaisia, jotka tunsivat islamilaisen tieteen läpikotaisin. Tiedonjanoisia oppineita ja kirkonmiehiä virtasi nopeasti paikalle. Käännöksistä ei pidetty kirjaa, joten monet teokset tulivat käännetyksi moneen kertaan.
Luostareiden tapaan islamilaisessa maailmassa moskeijat olivat tietynlaisia oppikeskuksia. Islamin alueella kehittyi jo varhaisessa vaiheessa myös madrasah-laitos, joka vastasi Euroopan yliopistoja.
Euroopassa luotettiin järkeen ja vähäteltiin aistihavaintoihin perustuvaa päättelyä. Asia oli toisin Lähi-idässä, jossa al-Khazini ja Abu Rayhan Biruni loivat tieteellisen menetelmän 1000-luvun ensimmäisten vuosikymmenten aikana. Mekaniikan tutkimuksissaan he hyödynsivät kokeellisuutta, mutta hyödynsivät matematiikkaa ilmiöiden täsmällisessä kuvaamisessa. Tällainen kehitys ei ollut pysyvä, ja tieteiden rooli islamilaisen maailman yhteiskuntamuutoksen myötä väheni 1000-luvun alkuvuosisatojen saatossa.
Kysymys tieteen asemasta islamilaisessa yhteiskunnassa vuosituhannen vaihdoksen aikoihin jakaa islamilaisen yhteiskuntahistorian tutkijat karkeasti kahteen leiriin. Toisten mielestä tieteen ja islamin erot olivat niin suuria, etteivät tieteet voineet tulla missään vaiheessa korvaamattomaksi osaksi yhteiskuntaa. Toiset historioitsijat korostavat tämän marginaalisuusväitteen sijasta niin sanottua assimilaatioväitettä, joka korostaa tieteen vakiintunutta asemaa sen aikaisessa islaminuskossa. Yksimielisiä ei olla myöskään siitä, milloin tieteet alkoivat islamilaisessa maailmassa menettää saamaansa arvostusta. Syyt arvostuksen vähenemiseen olivat kuitenkin moninaisia.
Yksi keskeisimmistä syistä lienee ollut islamilaisen yhteiskunnan yhtenäistyminen eli kulttuuristen eroavaisuuksien katoaminen. Monilla valloitetuilla alueilla, etenkin valtakunnan reuna-alueilla, eli suuriakin ei-islamilaisia väestöryhmiä, joita alettiin käännyttää muslimeiksi. Islam muuttui samalla entistä ankarammaksi uskonnoksi, minkä takia tieteille ja toisinajattelijoille jäi entistä pienempi elintila.
Aasian poliittista historiaa leimasivat 1200-luvulta lähtien mongolien valloitusretket. He onnistuivat valtaamaan suuret alueet Keski-Aasiasta ja hätyyttelivät islamilaista maailmaa. Euroopassa taas eli ristiretkiaate ja Espanjassa käytiin "reconquistaa", jonka myötä islamilaisen al-Andalusin tärkeimmät keskukset (Córdoba, Toledo, Sevilla) joutuivat kristittyjen hallintaan. Viisauden talo tuhoutui vuonna 1258 mongolien hävittäessä Bagdadin. Aikalaiskuvausten mukaan Tigris-joki virtasi mustana kirjojen musteen liuettua. Mongolit palasivat vielä 1400-luvulla Timur Lenkin johdolla ja tuhosivat Damaskoksen. Näiden hyökkäysten väitetään muuttaneen islamia entistä konservatiivisemmaksi.
Myös islamilaisen maailman taloudellista taantumista on korostettu. Muslimeilla oli pitkään monopoliasema Euroopan ja Itä-Aasian välisessä kaupankäynnissä. Eurooppalaiset alkoivat kuitenkin tehdä löytöretkiä, ja vuonna 1498 Vasco da Gama löysi meritien Euroopasta Intiaan. Tämän vuoksi muslimit menettivät kauppamonopolinsa. Valtion köyhtyessä sen rahoituksesta riippuvaista tiedettä ei kyetty enää ylläpitämään entisellä tavalla.
Suomeksi