علم تاريخ العلم
كإشارة إلى عصر التنوير، نجح إسحاق نيوتن وغوتفريد لايبنتس في تطوير فيزياء جديدة، يشار إليها الآن باسم الميكانيكا الكلاسيكية، والتي يمكن تأكيدها بالتجربة وشرحها باستخدام الرياضيات. قام لايبنتس أيضًا بتضمين مصطلحات من فيزياء أرسطو، ولكن حدث استخدامها الآن بطريقة غير غائية جديدة، على سبيل المثال، «الطاقة» و«الإمكانية». هذا يعني ضمناً تحولًا في عرض الكائنات: حيث لاحظ أرسطو أن الكائنات لها أهداف فطرية معينة يمكن تحقيقها، فقد اُعتبرت الكائنات الآن خالية من الأهداف الفطرية. على غرار فرانسيس بيكون، افترض لايبنتس أن أنواعًا مختلفة من الأشياء تعمل جميعها وفقًا لقوانين الطبيعة العامة نفسها، دون أي أسباب رسمية أو نهائية خاصة لكل نوع من أنواع الأشياء. خلال هذه الفترة، أصبحت كلمة «العلم» تستخدم بشكل تدريجي للإشارة إلى نوع من السعي وراء نوع من المعرفة، خاصة معرفة الطبيعة، الاقتراب من معنى المصطلح القديم «الفلسفة الطبيعية».
خلال هذا الوقت، أصبح الهدف المعلن للعلم وقيمته هما إنتاج الثروة والاختراعات التي من شأنها تحسين حياة الإنسان، بالمعنى المادي المتمثل في امتلاك المزيد من الطعام والملابس وأشياء أخرى. على حد تعبير بيكون، «إن الهدف الحقيقي والشرعي للعلوم هو منح الحياة البشرية بالاختراعات والثروات الجديدة»، وقد شجع العلماء على متابعة الأفكار الفلسفية أو الروحية غير الملموسة.
سيطرت الجمعيات العلمية والأكاديميات على العلوم خلال عصر التنوير، والتي حلت إلى حد كبير محل الجامعات كمراكز للبحث العلمي والتطوير. كانت المجتمعات والأكاديميات أيضًا العمود الفقري لنضج المهنة العلمية. تطور مهم آخر هو نشر العلم بين السكان الذين يعرفون القراءة والكتابة بشكل متزايد. قدم الفلاسفة للجمهور العديد من النظريات العلمية، وأبرزها من خلال «الإنسيكلوبيدي» وتعميم نيوتن عن طريق فولتير وكذلك من قبل إيميلي دو شاتليه، المترجم الفرنسي لمبادئ نيوتن.
لقد صنف بعض المؤرخين القرن الثامن عشر كفترة خصبة في تاريخ العلوم؛ ومع ذلك، شهد القرن تطورات مهمة في ممارسة الطب والرياضيات والفيزياء؛ تطوير التصنيف البيولوجي؛ فهم جديد للمغناطيسية والكهرباء؛ ونضج الكيمياء كنظام، الذي أسس الكيمياء الحديثة.
اختار فلاسفة التنوير تاريخًا قصيرًا من أسلافهم العلميين -غاليليو وبويل ونيوتن أساسًا- كمرشدين وضامنين لتطبيقهم لمفهوم الطبيعة والقانون الطبيعي المفرد لكل مجال فيزيائي واجتماعي من اليوم. في هذا الصدد، يمكن تجاهل الدروس المستفادة من التاريخ والهياكل الاجتماعية المبنية عليها.
يعد القرن التاسع عشر بصفة خاصة فترة مهمة في تاريخ العلوم، حيث بدأ خلال هذه الحقبة تشكيل العديد من الخصائص المميزة للعلم الحديث المعاصر مثل: تطور الحياة والعلوم الفيزيائية والاستخدام المتكرر للأدوات الدقيقة وظهور مصطلحات مثل «عالم الأحياء»، «الفيزيائي»، «العالم»؛ اكتسب العلماء ببطء السلطة بعيدًا عن المصطلحات القديمة مثل «الفلسفة الطبيعية» و«التاريخ الطبيعي»، وزيادة الاحتراف لأولئك الذين يدرسون الطبيعة يؤدي إلى الحد من علماء الطبيعة الهواة، اكتسبوا السلطة الثقافية على العديد من أبعاد المجتمع، والتوسع الاقتصادي والتصنيع في العديد من البلدان، والازدهار من كتابات علمية شعبية وظهور مجلات علمية.
في أوائل القرن التاسع عشر، اقترح جون دالتون النظرية الذرية الحديثة، القائمة على فكرة ديموقريطوس الأصلية للجزيئات الفردية المسماة الذرات.
قام كل من جون هيرشل ووليام ويلي باستصاغ منهجية، صاغ الأخير مصطلح عالم. عندما نشر تشارلز داروين كتاب «أصل الأنواع»، أسس التطور باعتباره التفسير السائد للتعقيد البيولوجي. قدمت نظريته في الانتقاء الطبيعي تفسيرا طبيعيا لكيفية نشأة الأنواع، ولكن اكتسبت النظرية قبولا واسعا بعد قرن من الزمان.
تشير قوانين حفظ الطاقة، والحفاظ على الزخم والحفاظ على الكتلة، إلى كون مستقر للغاية حيث قد يكون هناك القليل من فقدان الموارد. ومع ظهور المحرك البخاري والثورة الصناعية، كان هناك فهم متزايد بأن جميع أشكال الطاقة على النحو المحدد في الفيزياء لم تكن مفيدة على قدم المساواة، لم يكن لديهم فوائد استخدام نفس نوعية الطاقة. أدى هذا الإدراك إلى تطوير قوانين الديناميكا الحرارية، حيث يُنظر إلى الطاقة الحرة للكون على أنها تتناقص باستمرار، وحيث تزداد إنتروبيا الكون المغلق بمرور الوقت.
تأسست النظرية الكهرومغناطيسية أيضًا في القرن التاسع عشر، وأثارت أسئلة جديدة لا يمكن الإجابة عليها بسهولة باستخدام إطار مفاهيم نيوتن. اكتُشفت الظواهر التي من شأنها أن تسمح بتفكيك الذرة في العقد الأخير من القرن التاسع عشر، اكتشاف الأشعة السينية ألهم اكتشاف النشاط الإشعاعي. في العام التالي جاء اكتشاف أول جسيم دون ذري، الإلكترون.
أدت نظرية النسبية لأينشتاين وتطوير ميكانيكا الكم إلى استبدال الميكانيكا الكلاسيكية بفيزياء جديدة (الفيزياء الحديثة) تحتوي على جزأين يصفان أنواعًا مختلفة من الأحداث في الطبيعة.
في النصف الأول من القرن، جعل تطور المضادات الحيوية والأسمدة الاصطناعية من الممكن زيادة نمو سكان العالم البشري. في الوقت نفسه، اكتُشفت بنية الذرة ونواتها، مما أدى إلى إطلاق «الطاقة الذرية» (الطاقة النووية). بالإضافة إلى ذلك، أدى الاستخدام المكثف للابتكار التكنولوجي الذي حفزته حروب هذا القرن إلى ثورات في مجال النقل (السيارات والطائرات)، وتطوير الصواريخ العابرة للقارات، وسباق الفضاء، وسباق التسلح النووي.
اكتشف التركيب الجزيئي للحمض النووي في عام 1953. وقد أدى اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي في عام 1964 إلى رفض نظرية الحالة الثابتة للكون لصالح نظرية الانفجار العظيم لجورج لومتر.
سمح تطور رحلات الفضاء في النصف الثاني من القرن بأول قياسات فلكية أجريت على أو بالقرب من كائنات أخرى في الفضاء، بما في ذلك الهبوط المأهول على سطح القمر. وظهور التلسكوبات الفضائية التي تؤدي إلى اكتشافات عديدة في علم الفلك وعلم الكونيات.
أدى الاستخدام الواسع النطاق للدوائر المتكاملة في الربع الأخير من القرن العشرين إلى جانب الأقمار الصناعية للاتصالات إلى ثورة في تكنولوجيا المعلومات وصعود الإنترنت العالمي والحوسبة المحمولة، بما في ذلك الهواتف الذكية. أدت الحاجة إلى التنظيم الشامل للسلاسل السببية المتشابكة الطويلة وكميات كبيرة من البيانات إلى ظهور مجالات نظرية النظم والنمذجة العلمية بمساعدة الحاسوب، والتي تعتمد جزئيًا على نموذج الأرسطية.
إن القضايا البيئية الضارة مثل استنفاد الأوزون وتغير المناخ قد لفتت انتباه الجمهور في نفس الفترة وتسببت في ظهور العلوم البيئية والتكنولوجيا البيئية.
استكمل الانتهاء من مشروع الجينوم البشري في عام 2003، وتحديد تسلسل أزواج النوكليوتيد الأساسية التي تشكل الحمض النووي البشري، وتحديد ورسم جميع جينات الجينوم البشري. وقد طورت الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات في عام 2006، وهي تقنية تتيح تحويل الخلايا البالغة إلى خلايا جذعية قادرة على توليد أي نوع من الخلايا الموجودة في الجسم، مما يحتمل أن تكون ذا أهمية كبيرة في مجال الطب التجديدي.
مع اكتشاف بوزون هيجز في عام 2012، عُثِرَ على آخر جسيم تنبأ به النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. في عام 2015، لوحظت لأول مرة موجات الجاذبية، التي تنبأت بها النسبية العامة قبل قرن من الزمان.
وفي عام 2019 أعلن مرصد مقراب أفق الحدث عن نتائجه الأولى ضمن مؤتمرات صحفية متزامنة في جميع أنحاء العالم في 10 أبريل 2019. عرضت المؤتمرات الصحفية أول صورة مباشرة لثقب أسود، حيث ظهر الثقب الأسود الهائل في قلب المجرة ميسييه 87، وهي تبعد عنا 55 مليون سنة ضوئية. قُدّمت النتائج العلمية في سلسلة من ستة أوراق بحثية نُشرت في المجلة الفيزيائية الفلكية.