Tieteen historia

Tieteen historia on historiallista tutkimusta tieteen kehityksestä sekä luonnontieteissä että ihmistieteissä. Tiede syntyi antiikin Kreikassa ja kukoisti antiikin maailmassa. Tieteenharjoitus taantui varhaiskeskiajalla, jolloin Euroopan väestö väheni, talous taantui ja elämä siirtyi maaseudulle. Taantuma ei koskenut islamilaista maailmaa, missä tieteenharjoitus virisi 800-luvulta lähtien ja johti ykkösasemaan koko maailmassa. Tieteellisiä keksintöjä oli tehty myös Kiinassa ja Intiassa.  

Kun tieteen edistyminen jäi satunnaiseksi ja lopulta taantui Kiinassa, Intiassa ja lopulta myös islamilaisessa maailmassa, kehitys vei toiseen suuntaan Euroopassa. Tieteenharjoitus virisi siellä uudelleen 1100-luvulla antiikin luomalta pohjalta. Kehitys johti 1600-luvulla modernin tieteen syntyyn, joka tarkoitti kokeellista metodia ja matematiikan hyväksikäyttöä luonnontieteissä. Tieteen läpimurto oli sosiologi Max Weberin mukaan yhteydessä kapitalismin samanaikaiseen syntyyn. Euroopassa tapahtunut ainutkertainen kehitys johti tieteellis-tekniseen vallankumoukseen, joka on perustavasti muuttanut ihmisten elinoloja kaikkialla maapallolla.

Muinaiset kulttuurit
Esihistoriallisella ajalla neuvot ja tieto välittyi sukupolvelta sukupolvelle suullisen perinteen kautta. Kirjoitustaidon kehittyminen mahdollisti tiedon säilyttämisen ja viestimisen sukupolvien välillä paljon tehokkaammin ja tarkemmin.

Tieteiden voidaan ajatella saaneen alkunsa kulttuurien siirtymisestä metsästäjä-keräilytaloudesta maanviljelyyn. Tämä pakotti ihmiset tutkimaan ajan kulkua muun muassa sopivien kylvöaikojen määrittelemiseksi, sekä kehittämään erilaisia yhteiskunnallisen toiminnan muotoja, jotka paikallaan pysyvä asutus toi mukanaan väestön kasvaessa.

Monissa varhaisissa kulttuureissa on tutkittu tähtitaivaan muutoksia systemaattisesti havainnoimalla. Vaikka heillä ei ollut tietoa planeettojen ja tähtien todellisesta fyysisestä rakenteesta, monia teoreettisia selityksiä esitettiin.

Antiikki 

Länsimaisen tieteen historian voidaan katsoa alkaneen antiikin niin sanotuista joonialaisista luonnonfilosofeista ja muista esisokraatikoista. Ensimmäisiä järjestelmällisiä pyrkimyksiä korkeamman koulutuksen järjestämiseen oli Sokrateen oppilaan Platonin Akatemia, jonka kasvatti oli myös Aristoteles. Platonin idealismi, platonismi, ja sen perustalle rakentunut uusplatoninen dualismi kahlitsivat kokeellista luonnontiedettä vuosisatoja. Aristoteles taas oli monialainen kokeellisen luonnontieteen uranuurtaja, jonka filosofia vaikutti tieteeseen vielä tuhansien vuosien jälkeenkin, tosin suuremmassa määrin vasta arabien valtakauden jälkeen, kun hänen teoksiaan käännettiin latinaksi. Antiikin tieteellisiä saavutuksia ei pidä millään muotoa väheksyä: esimerkiksi Aleksandrian akatemiassa 500-luvulla vaikuttanut Johannes Filoponos muotoili jo oleellisesti uudella ajalla Newtonin mekaniikassaan esittämiä luonnonlakeja.

Rooma

Roomalaisia ei tunneta tieteellisistä saavutuksistaan, tai edes kiinnostuksestaan, mutta kylläkin insinööritaidon mestarinäytteistä. Näistä esimerkkejä ovat roomalaisten valtatieverkosto siltoineen ja valtavat vesijohto- ja viemärijärjestelmät, sekä kehittynyt asetekniikka. Kansainvaellusten myötä roomalainen imperiumi romahti ja Euroopan lähtökohdat tieteelliseen ja tekniseen kehitykseen heikentyivät merkittävästi.

Islamilainen maailma 
 

Antiikin hellenistisen kulttuurin jälkeen tieteen eturintama siirtyi 800-luvulla islamilaiseen maailmaan ja pysyi siellä satoja vuosia. Islamilaisen maailman tieteenharjoitus ulottui monille aloille, joihin kuuluivat muun muassa matematiikka, luonnonfilosofia, lääketiede, tähtitiede ja alkemia. Se oli Eurooppaa, Kiinaa ja Intiaa edellä näillä kaikilla aloilla. 1400-luvulla islamilainen maailma alkoi lopulta jäädä kilpailijoistaan jälkeen. Matematiikassa ja tähtitieteessä eurooppalainen tutkimus ohitti sen kuitenkin vasta 1500-luvulla,  viimeisenä tähtitieteessä, missä Kopernikuksen teoriat pakottivat hylkäämään aurinkokeskisen mallin. 

Arabiheimojen valtaan nousu 600-luvulla Lähi-idässä ei heti tuottanut tieteen renessanssia. Valloittajat olivat barbaareja, jotka sadan vuoden ajan ensin hävittivät antiikin tiedettä ja taidetta. Abbasidien vallankumouksen jälkeen vuonna 750 tilanne muuttui, sillä abbasidikalifit alkoivat suosia persialaisen ja kreikkalaisen tieteellisen kirjallisuuden kääntämistä arabiaksi. Tässä kalifit seurasivat Persian sassanidikuninkaitten politiikkaa, jonka ohjelmana oli koota uudelleen maailmalle hajonnut Zarathustran Avesta. Kirjallisuuden käännösliike kesti parisataa vuotta eli 800- ja 900-luvut ja päättyi lähes kaiken kreikkalaisen tieteelliseen kirjallisuuden kääntämiseen. 

Tiedemiehet olivat  enimmäkseen kansallisuudeltaan persialaisia. Arabeja ei pitkään aikaan nähty oppineiden joukossa, sillä vallan ottaneet beduiiniheimot olivat lukutaidottomia barbaareita. Vasta 900-luvun lopulta alkaen mukaan alkoi tulla arabeja (vaikka tuskin enemmistöksi asti) kuten Ibn al-Haitham (k. 1040) ja al-Biruni (k. 1050). Tiedettä tehtiin arabian lisäksi myös persiaksi, turkiksi ja hepreaksi. Kaikki tiedemiehet eivät olleet muslimeita, joukossa oli kristittyjä ja juutalaisia, kuten Moses Maimonides ja mahdollisesti saabilaisia, kuten al-Battani (k.929).     

Matematiikassa persialainen Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (780–850) antoi nimensä algoritmille. Al-Battani (850–929) kehitti tähtitiedettä ja matematiikkaa, persialainen oppinut Al-Razi kemiaa. Islamilaisten maiden matematiikka saavutti 1000- ja 1100-luvuilla tason, joka Euroopassa ylitettiin vasta 1400–1500-luvuilla. Eurooppaan verrattuna islamilainen maailma sai käyttöönsä tehokkaamman merkkijärjestelmän, kun Intiasta omaksuttiin kantalukuun 10 perustuva paikkajärjestelmä, jossa oli oma merkkinsä myös nollalle. Vaikka muillakin tieteenaloilla tapahtui edistystä islamilaisessa maailmassa, se oli erityisen näkyvää matemaattisten tieteiden alueella. Abstraktin luonteensa takia matematiikka oli luonnonfilosofiaa paremmin suojassa uskonnolliselta dogmatismilta, joka islamilaisessa maailmassa alkoi nousta jo 900-luvulla. Tällaisia suojatumpia matemaattisia tieteitä olivat myös esimerkiksi tähtitiede ja geometrinen optiikka.      

Al-Khazini ja Abu Rayhan Biruni hyödynsivät 1000-luvulla mekaniikassa myös kokeellisuutta ja matematiikkaa.  Tällainen kehitys jäi kuitenkin satunnaiseksi ja unohtui. Islamilaisen tieteen kehitys ei johtanut matemaattisen luonnontieteen syntyyn ja tieteellis-tekniseen vallankumoukseen kuten Euroopassa. Uskonnollinen dogmatismi ja poliittiset muutokset, kuten mongolihyökkäys hävittivät tieteen elinvoiman. Kun al-Kashi kuoli 1429 Timur Lenkin mongolivaltakunnassa, islamilaisen maailman suuruuden aika tieteessä oli ohi, ja johtajuus oli siirtynyt Eurooppaan.

Keskiaika 
 
Elinolojen vakautuessa Euroopassa voitiin talouden voimavaroja suunnata enemmän tieteeseen. Pohjana tälle toimivat katolisen kirkon suojeluksessa toimivat koulut ja yliopistot (ks. keskiajan yliopisto), kuten Chartres ja Sorbonne sekä luostarit. Luonnontieteitä keskiajalla kehittivät erityisesti Lincolnin piispa ja skolastikko Robert Grosseteste (noin 1175–1253) sekä fransiskaanimunkit Roger Bacon (noin 1214–1294) ja Vilhelm Occamilainen (noin 1288–1348).

Länsimaat saivat selkeän mallin luonnontieteelliseen ajatteluun, kun Adelard Bathilainen vuonna 1126 käänsi Euklideen teoksen Alkeet arabiankielisestä versiosta latinaksi. Tätä sovellettiin rakennusalalla, kun rakennusten mittasuhteita voitiin määritellä geometrian avulla. Mittaamista helpotti myös astronominen laite astrolabi, joka tuli Eurooppaan arabien välityksellä vuosituhannen alussa.

Intiassa kehitettiin tähän aikaan trigonometrian perusteita. Hindujen ansiokkain matemaattinen saavutus on kuitenkin kymmenjärjestelmä ja nollan käyttöönotto. Kauppasuhteiden mukana nämä uudistukset tulivat 1400-luvulla Eurooppaan. Esimerkiksi Firenzen kauppiaiden tilikirjat osoittavat, miten tilit alettiin tuolloin tehdä roomalaisten numeroiden sijasta arabialaisilla numeroilla.

Uusi aika 

Euroopan älyllinen uudelleensyntyminen alkoi eurooppalaisten saatua kosketuksen islamilaiseen maailmaan Espanjassa ja Sisiliassa, jota kautta se pääsi käsiksi antiikin Kreikan, Rooman ja islamilaisen maailman töihin. Euroopassa alettiin järjestelmällisesti kyseenalaistaa vallalla olleita Raamattuun ja antiikin oppineiden teksteihin pohjautuvia selityksiä maailmasta, elämästä ja ilmiöistä. Asioihin alettiin suhtautua kriittisemmin, ja erilaisia ilmiöitä alettiin tutkia kokeellisesti.

Monet katsovat muutoksen alkaneen Euroopassa vuonna 1543, jolloin Kopernikus julkaisi teoksen De Revolutionibus, jossa hän väitti Maan kiertävän Aurinkoa. Isaac Newtonin Philosophiae Naturalis Principia Mathematica vuonna 1687 oli ajan kulmakivi. Merkittäviä tutkijoita olivat muun muassa Galileo Galilei, Edmond Halley, Robert Hooke, Christiaan Huygens, Johannes Kepler, Gottfried Leibniz ja Blaise Pascal.

Miksi Eurooppa sai tieteellisen johtoaseman? Albert Einstein vastasi siihen näin:

Tieteen uuden ajan on katsottu alkavan vuodesta 1687, jolloin Isaac Newton julkaisi teoksensa Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, luonnonfilosofian matemaattiset perusteet. Hän loi keinon tuottaa ennustettavia luonnontieteellisiä tuloksia. Newton muistetaan myös painovoimalain muotoilemisesta ja hän kehitti — riippumattomasti saksalaisen Leibnizin kanssa — uuden matematiikan lajin: analyysin, eli differentiaali- ja integraalilaskennan. Tieteelle lisävauhtia antoivat Gutenbergin kirjapainotekniikassa 1400-luvulla tekemät läpimurrot, jotka mahdollistivat tiedon nopean ja halvan levittämisen laajalti, ja toisaalta ajattelun vapautuminen valistuksen aikana (1700-luvulla).

Uudella ajalla kehitettiin fysiikassa erityisesti mekaniikkaan ja sähkömagnetismiin liittyviä tieteenaloja. Keskiajan alkemiasta juurensa juontava kemia edistyi myös voimakkaasti.

Yksi kuuluisa tapaus uudelta ajalta on mainitsemisen arvoinen. Galileo Galilei (1564–1642) rakensi kaukoputken ja havaitsi Jupiterin kuiden kiertävän Jupiteria, minkä perusteella hän päätteli, ettei Maa olekaan kaikkeuden keskus. Hänen aikalaisensa tajusivat, että tämän ajatuksen läpimurto vesittäisi heidän Ptolemaiokselta perityn todellisuuskäsityksensä, jonka mukaan kaikki kiertää Maan ympäri. Lisäksi Galileilla oli muitakin mielipiteitä, joista ei pidetty, ja hän riitaantui useiden kanssa myös henkilökohtaisista syistä. Uuden ajan alun yhteiskunnan ydintä nämä asiat järkyttivät ja niinpä vallanpitäjät järjestivät Galileille elinikäisen kotiarestin, jossa hän kuitenkin jatkoi tutkimuksiaan.

Tuomioistuimessa kahden tiedemiehen kerrotaan kieltäytyneen katsomasta kaukoputkeen, koska he pitivät sitä ”epäsuorana” havaitsemisena ja siis aristoteelisen filosofian vastaisena. Muutoin tiedemiehiä yleisesti ottaen kunnioitettiin, ja he olivat usein nimenomaan vallanpitäjien suojatteja. Historia tuntee kaksi erityisen kuuluisaa teloitettua tiedemiestä – Giordano Brunon, valapaton fransiskaanipapin, jonka inkvisitio teloitti harhaoppisuudesta 1600, ja Antoine Laurent Lavoisierin, joka teloitettiin Ranskan vallankumouksen aikana 1794.

Moderni tiede 

Empiiristä tiedettä formalisoi Charles S. Peirce vuonna 1877 artikkelissaan "The Fixation of Belief". Sen mukaan sen tärkein tuntomerkki ja kriteeri on objektiivisuus eli ihmisestä riippumattomuus eli se, että on olemassa todellisia olioita, joiden ominaisuudet ovat täysin riippumattomia meidän mielipiteistämme.

1900-luvulle tultaessa biologiakin on kehittynyt pelkästä taksonomiasta biologisten ilmiöiden selittämiseen pyrkiväksi kokeelliseksi tieteeksi Charles Darwinin ja perinnöllisyystieteen kehittäjän Gregor Mendelin vaikutuksesta.

1900-luvun alussa tehtiin eräitä merkittäviä fysiikkaan ja kosmologiaan liittyviä löytöjä. Radioaktiivisuuden löysi 1896 Henri Becquerel. Vuonna 1905 Albert Einstein julkaisi joukon artikkeleita, jotka johtivat kvanttimekaniikan ja suhteellisuusteorian kehittämiseen. Eräässä toisessa artikkelissaan samalta vuodelta hän ehdotti koetta, jonka perusteella pystyttiin todistamaan, että aine todellakin koostuu atomeista. Tähtitieteen saralla Edwin Hubble teki läpimurron osoittamalla, että paitsi että kaikkeudessa on useita galakseja, myös sen koko on muuttuva, se nimittäin laajenee. Tämä antoi sysäyksen niin kutsutulle alkuräjähdysteorialle.

1900-luku on ollut jälleen tekniikan voittokulkua, sähkömagnetismin ja kemian ollessa kenties tärkeimpiä sovellusaloja. Osaltaan näistä nousee DNA:n keksiminen, josta pääkunnia annetaan Francis Crickille ja J. D. Watsonille. Toinen 1900-luvun merkittävä uusi ala on matematiikasta kasvanut tietotekniikka, jonka varhaisia uranuurtajia olivat John von Neumann ja Alan Turing. 1900-luvun loppuun mennessä vallankumoukset sähköisen viestintätekniikan alalla — televisio ja internet — ovat muuttaneet yhteiskuntaa suuresti.

Lähteet

Viitteet

Kirjallisuutta

Aiheesta muualla 

 A History of Science, Vols 1–4 , online text 
 Contributions of 20th century Women to Physics 
 The official site of the Nobel Foundation. 
 Tieteenhistorian instituutti ja museo Firenzessä Italiassa 
 Ollila, Marja: Leibnitzin unelman rakentaja . Polyteekkari 6/2004.
Rasinkangas, Reijo: Tieteen historia

 
Seulonnan keskeiset artikkelit