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estudio del desarrollo histórico de la ciencia y de la tecnología en el mundo De Wikipedia, la enciclopedia libre
La historia de la ciencia documenta el desarrollo histórico de la ciencia, la técnica y la tecnología, así como la interrelación que han tenido las tres entre sí y con el resto de los aspectos de la cultura a nivel mundial, como son la economía, la sociedad, la política, la religión, la ideología, etc. En un sentido amplio, la historia de la ciencia existía en muchas civilizaciones desde antes de la Edad Moderna.[1] La ciencia moderna es distinta en su enfoque a la ciencia antigua y es la que define ahora lo que se entiende como ciencia en el sentido más estricto del término.[2][3] La palabra ciencia se usaba para categorizar un tipo de conocimiento específico, más que para referirse a la búsqueda de dicho conocimiento. En particular, la ciencia era el tipo de conocimiento que las personas pueden comunicarse entre sí y compartir.
El conocimiento sobre el funcionamiento de las cosas naturales se acumuló mucho antes de que se registrara su historia y condujo al desarrollo de un pensamiento abstracto complejo. Lo demuestra la construcción de complejos calendarios, el uso de técnicas para hacer comestibles las plantas venenosas, la construcción de obras públicas a escala nacional —como las que aprovecharon el terreno inundable del Yangtsé con embalses,[4] presas y diques— y de edificios como las pirámides. Sin embargo, no se hizo una distinción consciente y consistente entre el conocimiento de tales cosas y otros tipos de conocimiento comunitario, como las mitologías y los sistemas legales.
El análisis histórico de la ciencia y la tecnología recurre a los contenidos y metodologías de las distintas subdivisiones de la historia, tanto temáticas (historia de las ideas, historia cultural, historia social, historia económica) como temporales y espaciales. La ciencia ha sido una gran ayuda para el ser humano.
A lo largo de los siglos la ciencia viene a constituirse por la acción e interacción de tres grupos de personas: los artesanos, los filósofos y los científicos.[5]
Los artesanos, constructores, los que abrían caminos, los navegantes, los comerciantes, etc. resolvían perfectamente las necesidades sociales según una acumulación de conocimientos cuya validez se mostraba en el conocimiento y aplicación de unas reglas técnicas precisas fruto de la generalización de la experiencia sobre un contenido concreto.[6]
Los filósofos mostraban unos razonamientos que «extendían el dominio de las verdades demostrables y las separaba de la intuición. La uniformidad del Ser sobrevivió en la idea de que las leyes básicas han de ser independientes del espacio, del tiempo y de las circunstancias».[5] Platón postuló que las leyes del universo tenían que ser simples y atemporales. Las regularidades observadas no revelaban las leyes básicas, pues dependían de la materia, que es un agente de cambio. Los datos astronómicos no podrían durar siempre. Para hallar los principios de ellos hay que llegar a los modelos matemáticos y «abandonar los fenómenos de los cielos».[7] Aristóteles valoró la experiencia y la elaboración de conceptos a partir de ella mediante observaciones;[8] pero la construcción de la ciencia consiste en partir de los conceptos para llegar a los principios necesarios del ente en general.[9] Fue un hábil observador de «cualidades» a partir de las cuales elaboraba conceptos y definiciones, pero no ofreció ninguna teoría explícita sobre la investigación. Por eso su ciencia ha sido considerada «cualitativa» en cuanto a la descripción pero platónica en cuanto a su fundamentación deductiva.[5] Para Aristóteles el valor de la experiencia se orienta hacia teorías basadas en explicaciones «cualitativas», y a la búsqueda de principios (causas) cada vez más generales a la búsqueda del principio supremo del que se «deducen» todos los demás. Por eso el argumento definitivo está basado en la deducción y el silogismo.[10] Esta ciencia deductiva a partir de los principios,[11] es eficaz como exposición teórica del conocimiento considerado válido, pero es poco apta para el descubrimiento.[5] Los científicos difieren de los filósofos por favorecer lo específico y experimental, y difieren de los artesanos por su dimensión teórica. Su formación como grupo y eficacia viene marcada a partir de la Baja Edad Media, por una fuerte reacción antiaristotélica[12] y, en el Renacimiento, por un fuerte rechazo al argumento de autoridad y a la valoración de lo humano con independencia de lo religioso. Son fundamentales en este proceso, los nominalistas, Guillermo de Ockham y la Universidad de Oxford en el siglo XIV; en el Renacimiento Nicolás de Cusa, Luis Vives, Erasmo, Leonardo da Vinci etc.; los matemáticos renacentistas, Tartaglia, Stevin, Cardano o Vieta y, finalmente, Copérnico y Tycho Brahe en astronomía.[13] Ya en el XVII Francis Bacon y Galileo promovieron la preocupación por nuevos métodos y formas de estudio de la Naturaleza y valoración de la ciencia, entendida esta como dominio de la naturaleza[14] y comprendiéndola mediante el lenguaje matemático.[15]
A partir del siglo XVII se constituye la ciencia tal como es considerada en la actualidad, con un objeto y método independizado de la filosofía.
Los primeros problemas de la disciplina son la definición acerca de qué es la ciencia (un problema no historiográfico, sino epistemológico, de filosofía o sociología de la ciencia), su identificación o no con la ciencia moderna surgida de la revolución científica del siglo XVII (un cuerpo de conocimiento empírico y teórico, producido por una comunidad global de investigadores (la comunidad científica) que hacen uso de técnicas específicas y reproducibles para observar y explicar los fenómenos de la naturaleza) y cuáles serían sus objetivos (el puro conocimiento, el autoconocimiento, o la aplicación a finalidades prácticas que mejoren la vida humana —ciencia pura o ciencia aplicada—). Buena parte del estudio de la historia de la ciencia se ha dedicado a la historia del método científico, con la ayuda, en particular, de la sociología de la ciencia que, estudiando las condiciones sociales en que tiene lugar el trabajo concreto de los científicos, reconstruye la forma en que se «produce» y «construye» el conocimiento científico.
A más cómo, menos por qué ... es el aforismo ... que, a mi entender, resume mejor el pensamiento científico. Preguntar por las causas es siempre una pregunta de emergencia, porque causas puede haber muchísimas. En cambio, preguntarse por el como es investigar el proceso.
A partir de que, desde el primer tercio del siglo XX, la propia ciencia dejara de ser determinista (demonio de Laplace)[20] y se hiciera probabilística y consciente de sus propios límites (principio de incertidumbre o relación de indeterminación de Heisenberg, teoremas de incompletitud de Gödel y otras expresiones de impredecibilidad,[21] impredicatividad[22] e indecidibilidad en ciencia) y de la influencia decisiva del observador en la observación; cambió también la perspectiva sobre la teoría y la historia de la ciencia.
A mediados del siglo XX, tres filósofos de la ciencia presentaron tres opciones distintas en la consideración de la naturaleza progresiva o no del conocimiento científico y su forma histórica de producirse: Karl Popper (el conocimiento científico es progresivo y acumulativo, pero «falsable», con lo que únicamente se puede considerar ciencia lo que puede ser cuestionado), Thomas Kuhn (el conocimiento científico no es necesariamente progresivo, sino una respuesta a las demandas sociales, y en la mayor parte de los casos, la «ciencia normal» es únicamente el constante esfuerzo por confirmar el vigente paradigma, que únicamente cambiará por una revolución científica, de las que ha habido muy pocas históricamente), y Paul Feyerabend (el conocimiento científico no es acumulativo o progresivo, sino inconsistente y anárquico -anarquismo epistemológico-, no habiendo criterio de demarcación, en términos de método, entre lo que suele llamarse «ciencia» y cualquier otra forma de investigación).
En el último tercio del siglo se establecieron como disciplina específica los estudios de ciencia, tecnología y sociedad (CTS), que insisten en la importancia del factor humano[23] dentro del conocimiento científico, y de la subjetividad sobre la anteriormente pretendida objetividad de los datos científicos, incluso de los llamados «hechos» o datos más evidentes, resultado de la observación, que fuera de su contexto (las teorías que los explican -o no- y las hipótesis que confirman -o no-) carecen de valor. Especialmente desde la publicación y divulgación de los libros de Popper (La lógica de la investigación científica, 1934 y 1959), Kuhn (La estructura de las revoluciones científicas, 1962) y Feyerabend (Contra el método, 1975), se han generado constantes debates en las comunidades científicas y académicas, tanto en el ámbito de las llamadas «ciencias duras» como el de las llamadas «ciencias blandas», el de las ciencias físico-naturales y el de las humanidades y ciencias sociales (o humanas, o ciencias morales y políticas), sobre la naturaleza, significado, objetividad, subjetividad,[24] capacidad analítica, sintética y predictiva de la ciencia; el cuestionamiento del objeto[25] y la metodología propios de cada ciencia, las ventajas e inconvenientes de la especialización y el reduccionismo, las posibilidades de interdisciplinariedad y de perspectivas holísticas;[26] y la relación del conocimiento científico con los conceptos de verdad y de realidad.
La palabra "científico" (scientist) no existía hasta que la acuñó el erudito inglés William Whewell, en 1840. Solo porque esta palabra sea hoy de uso común, no significa que se haya usado durante mucho tiempo.
Las mujeres han contribuido notablemente a la ciencia desde sus inicios. El estudio histórico, crítico y sociológico de este hecho se ha convertido en una disciplina académica en sí misma.
En varias antiguas civilizaciones occidentales hubo mujeres dedicadas a la medicina, y el estudio de la filosofía natural estaba abierto a las mujeres en la Antigua Grecia. Las mujeres también hicieron aportaciones a la protociencia de la alquimia en el siglo I y II d. C. En la Edad Media, los conventos cumplían una importante función para la educación femenina y algunas de estas instituciones les brindaron a las mujeres la oportunidad de participar en la investigación académica. Pero cuando, en el siglo XI, se fundaron las primeras universidades, las mujeres quedaron en su mayor parte excluidas de ellas.[27] Fuera del mundo académico, fue la botánica la ciencia que más se benefició de las aportaciones femeninas al inicio de la Edad Moderna. En Italia parece haber reinado una actitud más abierta que en otros lugares hacia los estudios de medicina por parte de mujeres.[27] La primera mujer de la que se sabe que obtuvo una cátedra en una disciplina científica fue Laura Bassi en la Italia del siglo XVIII.
Aunque los roles de género estaban muy definidos en el siglo XVIII, las mujeres avanzaron de forma visible en lo que respecta a la ciencia. Si bien hasta el siglo XIX se les siguió negando a muchas una educación científica formal, empezaron a ser admitidas en sociedades educativas de menor nivel. En el siglo XX se produjo un gran cambio; el número de mujeres que estudiaban en universidades aumentó sensiblemente, y comenzaron a ofrecerse trabajos remunerados a las que se quisiesen dedicar a la ciencia. Marie Curie, la primera mujer en ser galardonada con un Premio Nobel de Física en 1903, fue también la primera y hasta ahora única persona en obtener dos premios en dos disciplinas científicas, al recoger en 1911 el de química, en ambos casos por su trabajo sobre la radiactividad. 53 mujeres en total han recibido un Premio Nobel entre 1901 y 2019.[28]
La historia de la ciencia en la prehistoria es una subdivisión temporal de la historia de la ciencia que documenta el desarrollo de la ciencia, la técnica y la tecnología en la prehistoria. Comienza desde el surgimiento de comunidades nómadas de Homo sapiens sapiens en diversos sectores geográficos y concluye con la invención de la escritura y el comienzo de la Edad Antigua.
No hay términos universalmente aceptados para calificar a la forma de conocimiento del hombre prehistórico (que representaba artísticamente su visión del mundo —arte paleolítico— e incluso ha dejado algunas muestras de cómputos numéricos, como el hueso de Ishango).
El inicio de la tecnología humana se reconoce con el dominio del fuego, base de toda la tecnología y del cambio en la naturaleza por medio de la alteración de su entorno. Lo más natural es que, como primer resultado, obtuvieran un palo aguzado y con la punta endurecida, principio de la lanza y otras herramientas. También surge la alfarería, al observar el endurecimiento, en determinadas condiciones, de la tierra arcillosa sobre la que se organiza el fuego. La cocción de los alimentos y el surgimiento del cuero son también consecuencias de este hito tecnológico.
A lo largo del periodo prehistórico surgen y evolucionan las primeras herramientas y se desarrollan las primeras tecnologías de carácter empírico, basadas en el ensayo y error. La transmisión de los descubrimientos durante este periodo es oral y por medio de Pictogramas. Las primeras herramientas se elaboran utilizando madera, hueso, marfil y piedra; aparecen los primeros sistemas de numeración y cálculo en la ribera del Tigris y el Éufrates, así como también en Mesoamérica y en la hindú, e incluso las primeras anotaciones de observaciones astronómicas en diversas regiones del mundo.[29]
Es relevante recordar que la prehistoria tiene diferentes historicidades a través del planeta, donde el hito principal es el paso de la cultura oral a la escrita. En tiempos prehistóricos, los consejos y los conocimientos fueron transmitidos de generación en generación por medio de la tradición oral. El desarrollo de la escritura permitió que los conocimientos pudieran ser guardados y comunicados a través de generaciones venideras con mucha mayor fidelidad. Con la Revolución Neolítica y el desarrollo de la agricultura, que propició un aumento de alimentos, se hizo factible el desarrollo de las civilizaciones tempranas, porque podía dedicarse más tiempo a otras tareas que a la supervivencia.
La ciencia en la Edad Antigua documenta el desarrollo de la ciencia, la técnica y la tecnología en la Edad Antigua. Comienza con la invención de la escritura y el fin de la prehistoria, y concluye con la caída del Imperio romano de Occidente.
Que la ciencia esté sujeta a evolución o sea susceptible de progreso es una idea ajena a las épocas históricas anteriores a la Edad Moderna (polémica de los antiguos y los modernos, 1688-1704) y nuestra percepción del «atraso» científico relativo a una época, un lugar o una rama del saber con respecto a otra proviene específicamente del positivismo de Auguste Comte, para quien hay «tres estadios teoréticos diferentes: el teológico o estadio ficticio; el metafísico o estadio abstracto; y por último, el científico o positivo» (Curso de filosofía positiva, 1830-1842). No habría ciencia, desde esa definición, antes de la revolución científica del siglo XVII. No hay términos universalmente aceptados para calificar a la forma de conocimiento del hombre prehistórico (que representaba artísticamente su visión del mundo —arte paleolítico— e incluso ha dejado algunas muestras de cómputos numéricos, como el hueso de Ishango); las producciones intelectuales, muy sofisticadas, de las primeras civilizaciones (para las que se han propuesto las expresiones «pensamiento pre-filosófico» o «mitopoeico»);[30] la ciencia griega (cultura griega), que fue esencialmente un ejercicio teórico que no se sometía al método experimental, y que no se implicaba en la esfera de la producción (el modo de producción esclavista no demandaba innovaciones tecnológicas); o la ciencia romana (cultura romana), continuadora intelectual de la helenística (cultura helenística) en una civilización de inclinación marcadamente pragmática, donde sobresalió una notable ingeniería.
El De divinatione de Cicerón (44 a. C.), que rechaza la astrología y otras técnicas supuestamente adivinatorias, es una rica fuente histórica para conocer la concepción de la cientificidad en la antigüedad romana clásica.[31]
La historia de la ciencia en la Edad Media abarca los descubrimientos en el campo de la filosofía natural que ocurrieron en el periodo de la Edad Media el periodo intermedio, en una división esquemática de la Historia de Europa.
Europa Occidental entró en la Edad Media con grandes dificultades que minaron la producción intelectual del continente tras la caída del Imperio Romano. Los tiempos eran confusos y se había perdido el acceso a los tratados científicos de la antigüedad clásica (en griego), manteniéndose sólo las compilaciones resumidas y hasta desvirtuadas, por las sucesivas traducciones que los romanos habían hecho al latín. Sin embargo, con el inicio de la llamada Revolución del siglo XII, se reavivó el interés por la investigación de la naturaleza. La ciencia que se desarrolló en ese periodo dorado de la filosofía escolástica daba énfasis a la lógica y abogaba por el empirismo, entendiendo la naturaleza como un sistema coherente de leyes que podrían ser explicadas por la razón.
Fue con esa visión con la que sabios medievales se lanzaron en busca de explicaciones para los fenómenos del universo y consiguieron importantes avances en áreas como la metodología científica y la física. Esos avances fueron repentinamente interrumpidos por la Peste negra y son virtualmente desconocidos por el público contemporáneo, en parte porque la mayoría de las teorías avanzadas del periodo medieval están hoy obsoletas, y en parte por el estereotipo de que la Edad Media fue una supuesta "Edad de las Tinieblas".
Mientras que en el Extremo Oriente se siguió desarrollando la civilización china con su propio ritmo cíclico, en Occidente la civilización clásica greco-romana fue sustituida por la cultura cristiana (latina y bizantina) y la civilización islámica, ambas fuertemente teocéntricas. Los cinco siglos de la denominada "época oscura" de la Alta Edad Media significaron un atraso cultural en la cristiandad latina, tanto en relación con la Antigüedad clásica como en relación con la simultánea Edad de Oro del islam, que no actuó únicamente como un contacto de innovaciones orientales (chinas, hindúes y persas, como el papel, el molino de viento o la numeración hindú-arábiga) hacia Occidente, sino añadiendo aportes propios y originales. No obstante, el desarrollo productivo del modo de producción feudal demostró ser más dinámico que el esclavista en cuanto a permitir desarrollos tecnológicos modestos, pero de notables repercusiones (la collera, el estribo, la vertedera). Aparentemente, el mundo intelectual, enclaustrado en los scriptoria de los monasterios y dedicado a la conservación y glosa de los textos sagrados, la patrística y la parte del saber antiguo que pudiera conciliarse con el cristianismo (Boecio, Casiodoro, Isidoro, Beda, Beato, Alcuino), estaba completamente desconectado de ese proceso, pero en su torno se fue gestando alguna variación en la concepción ideológica del trabajo que, con contradicciones y altibajos, inspiró la justificación de los intereses de la naciente burguesía y el desarrollo del capitalismo comercial a partir de la Baja Edad Media. Mientras tanto, las instituciones educativas se fueron sofisticando progresivamente (escuelas palatinas, escuelas monásticas, escuelas episcopales, studia generalia, universidades medievales) y en ellas, a pesar del efecto anquilosador que se supone al método escolástico, surgieron notables individualidades (Gilberto de Aurillac, Pedro Abelardo, Graciano, Raimundo de Peñafort, Tomás de Aquino, Roberto Grosseteste, Roger Bacon -Doctor Mirabilis-, Duns Scoto -Doctor Subtilis-, Raimundo Lulio, Marsilio de Padua, Guillermo de Ockham, Bártolo de Sassoferrato, Jean Buridan, Nicolás de Oresme) y algunos conceptos innovadores en terrenos como el de la química, en forma de alquimia (destilación del alcohol), el de la lógica (Petrus Hispanus), el de las matemáticas (calculatores de Merton College) o el de la física (teoría del impetus).[32]
Ya al final de la Edad Media, fue decisiva la adopción de innovaciones de origen oriental (brújula, pólvora, imprenta) que, si en la "sinocéntrica" civilización china no pudieron tener un papel transformador, sí lo tuvieron en la expansiva civilización europea.[33]
La historia de la ciencia en el Renacimiento comienza con el redescubrimiento de textos científicos antiguos durante el Renacimiento y se acelera después de la caída de Constantinopla en 1453 y la invención de la imprenta —que democratizaría al aprendizaje y permitiría una propagación más rápida de nuevas ideas— y los descubrimientos geográficos ocurridos en esta era.[34]
Las ciencias naturales, fundamentadas en la metafísica nominalista, se diferenciaron de los estudios anteriores —de raíz aristotélica— en dos factores esenciales: la idea de la naturaleza y el método físico.[35] La primera evoluciona desde la física ontológica aristotélica hacia un discurrir simbólico fundamentado en las matemáticas, pasando de analizar el «ser de las cosas» a interpretar «variaciones de fenómenos»; por tanto, se renuncia a conocer las causas a cambio de medir los fenómenos, sentando las bases de la ciencia positiva.[36] El método físico, por otro lado, se fundamenta en el empirismo, basado en el «análisis de la naturaleza», el cual parte de una hipótesis de origen matemático para llegar a una comprobación a posteriori de esa premisa apriorística.[37] Uno de los principales teóricos de la nueva ciencia fue el filósofo inglés Francis Bacon, padre del empirismo filosófico y científico; su principal obra, Novum organum, presenta la ciencia como técnica, experimental e inductiva, capaz de dar al ser humano el dominio sobre la naturaleza.[38]
Una de las disciplinas científicas que más se desarrolló en esta época fue la astronomía, gracias principalmente a la figura de Nicolás Copérnico: este científico polaco fue el difusor de la teoría heliocéntrica —los planetas giran alrededor del Sol— frente a la geocéntrica impuesta en la Edad Media principalmente por la iglesia —la Tierra es el centro del universo. Expuso esta teoría, basada en la de Aristarco de Samos.[39][40] Este sistema fue posteriormente desarrollado por Johannes Kepler, quien describió el movimiento de los planetas conforme a órbitas elípticas.[41][42] Por último, Galileo Galilei sistematizó estos conocimientos y formuló los principios modernos del conocimiento científico, por lo que fue procesado por la Inquisición y obligado a retractarse; sin embargo, está considerado por ello el fundador de la física moderna.[43] Otro astrónomo destacado de este período fue Tycho Brahe, creador del observatorio de Uraniborg, desde el que realizó numerosas observaciones astronómicas que sirvieron de base a los cálculos de Kepler.[44] También cabe remarcar que en 1582 el papa Gregorio XIII introdujo el calendario gregoriano, que sustituyó al anterior calendario juliano.[45]
Las matemáticas también avanzaron notablemente en esta época: Christoph Rudolff desarrolló la utilización de las fracciones decimales; Regiomontano estudió la trigonometría esférica y rectilínea;[46] los italianos Gerolamo Cardano y Lodovico Ferrari resolvieron las ecuaciones de tercer y cuarto grado, respectivamente; otro italiano, Tartaglia, utilizó el triángulo aritmético para calcular los coeficientes de un binomio;[47] Rafael Bombelli estudió los números imaginarios;[48] François Viète efectuó importantes avances en trigonometría,[49] y creó el simbolismo algebraico;[50] Simon Stevin estudió las primeras tablas de intereses, resolvió el problema de la composición de fuerzas y sistematizó las fracciones decimales.[51]
En ciencias naturales y medicina también hubo importantes avances: en 1543 Andrés Vesalio publicó De humani corporis fabrica, un compendio de anatomía con profusas ilustraciones considerado uno de los más influyentes libros científicos de todos los tiempos; Bartolomeo Eustachio descubrió las cápsulas suprarrenales; Ambroise Paré inició la cirugía moderna; Conrad von Gesner inauguró la zoología moderna con una primera clasificación de animales por géneros y familias; Miguel Servet describió la circulación pulmonar, y William Harvey la de la sangre; Gabriele Falloppio estudió la estructura interna del oído; Ulisse Aldrovandi creó el primer jardín botánico en Bolonia; Bernard Palissy fundamentó la paleogeografía; Caspar Bauhin introdujo un primer método de clasificación de las plantas; y Zacharias Janssen inventó el microscopio en 1590.[52]
También avanzó notablemente la geografía y la cartografía, gracias a los numerosos descubrimientos realizados en esta época. Cabe destacar la labor del flamenco Gerardus Mercator, autor del primer mapa del mundo (1538) y descubridor de un método de posicionamiento geográfico sobre un mapa del rumbo dado por una aguja imantada.[53]
En el terreno de la química, relacionada todavía con la alquimia medieval, hubo escasos avances: Georgius Agricola fundó la mineralogía moderna, clasificando los minerales según sus caracteres externos;[54] Paracelso aplicó la alquimia a la medicina, estudiando las propiedades de los minerales como fármacos, en el transcurso de cuyas investigaciones descubrió el cinc; Andreas Libavius escribió el primer tratado sobre química con una mínima base científica,[55] e introdujo diversos preparados químicos, como el ácido clorhídrico, el tetracloruro de estaño y el sulfato amónico, así como la preparación del agua regia.[56]
Por último, conviene citar la figura polifacética de Leonardo da Vinci, ejemplo del hombre renacentista interesado en todas las materias tanto artísticas como científicas (homo universalis). En el terreno de la ciencia, realizó varios proyectos como máquinas voladoras, concentradores de energía solar o calculadoras, que no pasaron de meros proyectos teóricos. También realizó trabajos de ingeniería, hidráulica y mecánica, y estudios de anatomía, óptica, botánica, geología, paleontología y otras disciplinas.[57]
Historiadores como George Sarton y Lynn Thorndike han criticado el efecto del Renacimiento sobre la ciencia, argumentando que el progreso fue demorado porque los humanistas favorecieron los temas centrados en el hombre, como política e historia, sobre el estudio de la filosofía natural o la matemática aplicada. Otros se han localizado en la influencia positiva del Renacimiento puntualizando factores como el descubrimiento de muchísimos textos ocultos o perdidos, y el nuevo énfasis en el estudio de la lengua y la correcta lectura de textos. Marie Boas Hall acudió el término «Renacimiento científico» para designar la primera fase de la Revolución científica. Recientemente, Peter Dear argumentó a favor de un modelo de dos fases para explicar la Génesis de la ciencia moderna: un «Renacimiento científico» en los siglos XV y XVI, centrado en la restauración del conocimiento natural de los antiguos, y una «Revolución científica» en el siglo XVII, cuándo los científicos pasaron de la recuperación a la invención.
La revolución científica es un término usado para describir el surgimiento de la ciencia moderna durante el comienzo de la Edad Moderna asociado con los siglos XVI y XVII en los que nuevas ideas y conocimientos en matemáticas, física, astronomía, biología (incluyendo anatomía humana) y química, transformaron las visiones antiguas sobre la realidad y sentaron las bases de la ciencia moderna.[58][59][60][61][62][63][64] La revolución científica se inició en Europa al final de la época del Renacimiento y continuó a través del siglo XVIII, influyendo en el movimiento social intelectual conocido como la Ilustración. Si bien sus fechas son discutidas, por lo general se cita la publicación en 1543 de De revolutionibus orbium coelestium (Sobre los giros de los orbes celestes) de Nicolás Copérnico como el comienzo de la revolución científica. Es considerada una de las tres revoluciones más importantes de la historia de la humanidad, que fueron las que determinaron el curso de la historia como explica la obra de Yuval Noah Harari, Sapiens: De animales a dioses.[65]
Una primera fase de la revolución científica, enfocada a la recuperación del conocimiento de los antiguos, puede describirse como el Renacimiento Científico y se considera que culminó en 1632 con la publicación del ensayo de Galileo; Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo. La finalización de la revolución científica se atribuye a la "gran síntesis" de 1687 de Principia de Isaac Newton, que formuló las leyes del movimiento y de la gravitación universal y completó la síntesis de una nueva cosmología.[66] A finales del siglo XVIII, la revolución científica habría dado paso a la "Era de la Reflexión".[67]
El concepto de revolución científica que tuvo lugar durante un período prolongado surgió en el siglo XVIII con la obra de Jean Sylvain Bailly, que vio un proceso en dos etapas necesarias para eliminar lo viejo y establecer lo nuevo.[68]
El filósofo e historiador Alexandre Koyré acuñó el término revolución científica en 1939 para describir esta época.[69]
En el siglo XIX las matemáticas se refinaron con Cauchy, Galois, Gauss o Riemann. La geometría se revolucionó con la aparición de la geometría proyectiva y las geometrías no euclidianas.
La óptica sufrió una revisión radical con Thomas Young y Augustin Fresnel, que pasaron de una concepción corpuscular de la luz (newtoniano) a una concepción ondulatoria (prefigurada por Huygens). La electricidad y el magnetismo se unificaron (electromagnetismo) gracias a James Clerk Maxwell, André-Marie Ampère, Michael Faraday y Carl Friedrich Gauss. La relación entre el maquinismo de la primera Revolución industrial (la máquina de vapor) y la ciencia de la termodinámica (Sadi Carnot, Clausius, Nernst y Boltzmann) no fue de ningún modo la de un principio científico que se aplicara a la técnica, sino más bien al contrario; pero a partir de la Segunda Revolución Industrial, los retornos tecnológicos se producirán fluidamente ("era de los inventos", 1870-1910).[70] A finales del siglo XIX se descubrieron nuevos fenómenos físicos: las ondas de radio, los rayos X, la radiactividad (Heinrich Rudolf Hertz, Wilhelm Röntgen, Pierre y Marie Curie).
Se descubren en el siglo XIX la casi totalidad de los elementos químicos, permitiendo a Mendeleiev el diseño de la tabla periódica que predice incluso los no descubiertos. Se crea la química orgánica (Wöhler, Kekulé).
La fisiología abandonó la teoría de la generación espontánea y desarrolló las vacunas (Edward Jenner y Louis Pasteur). La biología se constituyó como ciencia gracias en gran parte a Jean-Baptiste Lamarck, que acuñó el término en 1802, proponiendo un nuevo paradigma: el evolucionista, si bien con bases diferentes a las que terminarán desarrollándose con Darwin (El origen de las especies, 1859). Se abandonó el vitalismo a partir de la síntesis de la urea, que demostró que los compuestos orgánicos podían obtenerse por puras leyes físico-químicas, como los compuestos inorgánicos. La genética nació a partir de la obra de Gregor Mendel (1866), pero presentada de una forma inaplicable, que hubo de esperar al siglo XX para que, tras reelaborarse (leyes de Mendel, Hugo de Vries, Carl Correns y Erich von Tschermak), fuera recibida por la comunidad científica y desarrollara su potencialidad.
La democratización de la enseñanza tuvo un papel capital en el desarrollo de la ciencia y las técnicas en el siglo XIX.
La historia de la matemática es el área de estudio de investigaciones sobre los orígenes de descubrimientos en la matemática, de los métodos de la evolución de sus conceptos y también en cierto grado de los matemáticos involucrados. El surgimiento de las matemática en la historia humana está estrechamente relacionado con el desarrollo del concepto del número, proceso que ocurrió de manera muy gradual en las comunidades humanas primitivas. Aunque disponían de una cierta capacidad de estimar tamaños y magnitudes, no poseían inicialmente una noción de número. Así, los números más allá de dos o tres, no tenían nombre, de modo que utilizaban alguna expresión equivalente a "muchos" para referirse a un conjunto mayor.[71]
El siguiente paso en este desarrollo es la aparición de algo cercano a un concepto de número, aunque muy básico, todavía no como entidad abstracta, sino como propiedad o atributo de un conjunto concreto.[71] Más adelante, el avance en la complejidad de la estructura social y sus relaciones se fue reflejando en el desarrollo de la matemática. Los problemas a resolver se hicieron más difíciles y ya no bastaba, como en las comunidades primitivas, con solo contar cosas y comunicar a otros la cardinalidad del conjunto contado, sino que llegó a ser crucial contar conjuntos cada vez mayores, cuantificar el tiempo, operar con fechas, posibilitar el cálculo de equivalencias para el trueque. Es el momento del surgimiento de los nombres y símbolos numéricos.[71]
Antes de la Edad Moderna y la difusión del conocimiento a lo largo del mundo, los ejemplos escritos de nuevos desarrollos matemáticos salían a la luz solo en unos pocos escenarios. Los textos matemáticos más antiguos disponibles son la tablilla de barro Plimpton 322 (c. 2000-1900 a. C.),[72] el papiro de Moscú (c. 1850 a. C.), el papiro de Rhind (c. 1800 a. C.)[73] y los textos védicos Shulba Sutras (c. 800 a. C.).
El estudio de las matemáticas como "disciplina demostrativa" comenzó en el siglo VI a. C. con los pitagóricos, que acuñaron el término "matemáticas" a partir del griego antiguo μάθημα (mathema), que significa "materia de instrucción".[74] Las matemáticas griegas refinaron enormemente los métodos (especialmente mediante la introducción del razonamiento deductivo y el rigor matemático en las demostraciones) y ampliaron la materia de las matemáticas.[75]Aunque no hicieron prácticamente ninguna contribución a las matemáticas teóricas, los antiguos romanos utilizaron las matemáticas aplicadas en topografía, ingeniería estructural, ingeniería mecánica, contabilidad, creación de calendarios lunares y solares e incluso artes y oficios. Las matemáticas chinas hicieron contribuciones tempranas, incluyendo un sistema de valor posicional y el primer uso de números negativos.[76][77] El sistema numérico indo-árabico y las reglas para el uso de sus operaciones, en uso en todo el mundo hoy en día evolucionaron en el transcurso del primer milenio d. C. en la India y se transmitieron al mundo occidental a través de las matemáticas islámicas a través de la obra de Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī.[78][79] Las matemáticas islámicas, a su vez, desarrollaron y ampliaron las matemáticas conocidas por estas civilizaciones.[80]
Las matemáticas egipcias y babilónicas fueron ampliamente desarrolladas por la matemática helénica, donde se refinaron los métodos (especialmente la introducción del rigor matemático en las demostraciones) y se ampliaron los asuntos propios de esta ciencia.[81] La matemática en el islam medieval, a su vez, desarrolló y extendió las matemáticas conocidas por estas civilizaciones ancestrales. Contemporáneas pero independientes de estas tradiciones fueron las matemáticas desarrolladas por la civilización maya de México y América Central, donde el concepto de cero recibió un símbolo estándar en los numerales mayas. Muchos textos griegos y árabes de matemáticas fueron traducidos al latín, lo que llevó a un posterior desarrollo de las matemáticas en la Edad Media.
Desde el renacimiento italiano, en el siglo XV, los nuevos desarrollos matemáticos, interactuando con descubrimientos científicos contemporáneos, han ido creciendo exponencialmente hasta el día de hoy.
Tradicionalmente se ha considerado que la matemática, como ciencia, surgió con el fin de hacer los cálculos en el comercio, para medir la Tierra y para predecir los acontecimientos astronómicos. Estas tres necesidades pueden ser relacionadas en cierta forma a la subdivisión amplia de la matemática en el estudio de la estructura, el espacio y el cambio.[cita requerida]Bueno, La historia de la lógica documenta el desarrollo de la lógica en varias culturas y tradiciones a lo largo de la historia. Aunque muchas culturas han empleado intrincados sistemas de razonamiento, e, incluso, el pensamiento lógico estaba ya implícito en Babilonia en algún sentido, la lógica como análisis explícito de los métodos de razonamiento ha recibido un tratamiento sustancial solo originalmente en tres tradiciones: la Antigua China, la Antigua India y la Antigua Grecia.
Aunque las dataciones exactas son inciertas, particularmente en el caso de la India, es probable que la lógica emergiese en las tres sociedades hacia el siglo IV a. C. El tratamiento formalmente sofisticado de la lógica proviene de la tradición griega, especialmente del Organon aristotélico, cuyos logros serían desarrollados por los lógicos islámicos y, luego, por los lógicos de la Edad Media europea. El descubrimiento de la lógica india entre los especialistas británicos en el siglo XVIII influyó también en la lógica moderna.
La historia de la lógica es producto de la confluencia de cuatro líneas de pensamiento, que aparecen en momentos históricos diferentes:[82] La lógica aristotélica, seguida de los aportes de los megáricos y los estoicos. Siglos después, Ramon Llull y Leibniz estudiaron la posibilidad de un lenguaje único, completo y exacto para razonar. Al comienzo del siglo XIX las investigaciones en los fundamentos del álgebra y la geometría, seguidos por el desarrollo del primer cálculo completo por Frege. Ya en el siglo XX, Bertrand Russell y Whitehead culminaron el proceso de creación de la lógica matemática. A partir de este momento no cesarán de producirse nuevos desarrollos y de nacer escuelas y tendencias. Otra perspectiva interesante sobre cómo abordar el estudio de la historia lógica la ofrece Alberto Moretti[83] y que es sintetizada por Diego Letzen.[84]
La historia de la física abarca los esfuerzos y estudios realizados por los maestros que han tratado de entender el porqué de la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, los fenómenos climáticos, las propiedades de los materiales, entre otros. Gracias a su vasto alcance y a su extensa historia, la física es clasificada como una ciencia fundamental. La mayoría de las civilizaciones de la antigüedad trataron desde un principio explicar el funcionamiento de su entorno; miraban las estrellas y pensaban cómo ellas podían regir su mundo. Esto llevó a muchas interpretaciones de carácter más filosófico que físico; no en vano en esos momentos a la física se le llamaba filosofía natural. Muchos filósofos se encuentran en el desarrollo primitivo de la física, como Aristóteles, Tales de Mileto o Demócrito, ya que fueron los primeros en tratar de buscar algún tipo de explicación a los fenómenos que les rodeaban.[85] Las primeras explicaciones que aparecieron en la antigüedad se basaban en consideraciones puramente filosóficas, sin verificarse experimentalmente. Algunas interpretaciones equivocadas, como la hecha por Claudio Ptolomeo en su famoso Almagesto —«La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros»— perduraron durante miles de años. A pesar de que las teorías descriptivas del universo que dejaron estos pensadores eran erradas en sus conclusiones, estas tuvieron validez por mucho tiempo, casi dos mil años, en parte por la aceptación de la Iglesia católica de varios de sus preceptos, como la teoría geocéntrica.[86]
Esta etapa, denominada oscurantismo en la ciencia de Europa, termina cuando el canónigo y científico Nicolás Copérnico, quien es considerado padre de la astronomía moderna, recibe en 1543 la primera copia de su libro, titulado De Revolutionibus Orbium Coelestium. A pesar de que Copérnico fue el primero en formular teorías plausibles, es otro personaje al cual se le considera el padre de la física como la conocemos ahora. Un catedrático de matemáticas de la Universidad de Pisa a finales del siglo XVI cambiaría la historia de la ciencia, empleando por primera vez experimentos para comprobar sus afirmaciones: Galileo Galilei. Mediante el uso del telescopio para observar el firmamento y sus trabajos en planos inclinados, Galileo empleó por primera vez el método científico y llegó a conclusiones capaces de ser verificadas. A sus trabajos se les unieron grandes contribuciones por parte de otros científicos como Johannes Kepler, René Descartes, Blaise Pascal y Christian Huygens.[86]
Posteriormente, en el siglo XVII, un científico inglés reunió las ideas de Galileo y Kepler en un solo trabajo, unifica las ideas del movimiento celeste y las de los movimientos en la Tierra en lo que él llamó gravedad. En 1687, Isaac Newton formuló, en su obra titulada Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, los tres principios del movimiento y una cuarta ley de la gravitación universal, que transformaron por completo el mundo físico; todos los fenómenos podían ser vistos de una manera mecánica.[87]
Dios no juega a los dados con el Universo.
Einstein, deje de decirle a Dios lo que tiene que hacer con sus dados.
El trabajo de Newton en este campo perdura hasta la actualidad, ya que todos los fenómenos macroscópicos pueden ser descritos de acuerdo a sus tres leyes. Por eso durante el resto de ese siglo y en el posterior, el siglo XVIII, todas las investigaciones se basaron en sus ideas. De ahí que se desarrollaron otras disciplinas como la termodinámica, la óptica, la mecánica de fluidos y la mecánica estadística. Los conocidos trabajos de Daniel Bernoulli, Robert Boyle y Robert Hooke, entre otros, pertenecen a esta época.[88]
En el siglo XIX se produjeron avances fundamentales en la electricidad y el magnetismo, principalmente de la mano de Charles-Augustin de Coulomb, Luigi Galvani, Michael Faraday y Georg Simon Ohm, que culminaron en el trabajo de James Clerk Maxwell en 1855, que logró la unificación de ambas ramas en el llamado electromagnetismo. Además, se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad y el descubrimiento del electrón por parte de Joseph John Thomson en 1897.[89]
Durante el siglo XX, la física se desarrolló plenamente. En 1904, Hantarō Nagaoka había propuesto el primer modelo del átomo,[90] el cual fue confirmado en parte por Ernest Rutherford en 1911, aunque ambos planteamientos serían después sustituidos por el modelo atómico de Bohr, de 1913. En 1905, Einstein formuló la teoría de la relatividad especial, la cual coincide con las leyes de Newton al decir que los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. En 1915 extendió la teoría de la relatividad especial, formulando la teoría de la relatividad general, la cual sustituye a la ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y otros, desarrollaron la teoría cuántica, a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En 1911, Ernest Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente, a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925 Werner Heisenberg, y en 1926 Erwin Schrödinger y Paul Adrien Maurice Dirac, formularon la mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada.[91]
Posteriormente se formuló la teoría cuántica de campos, para extender la mecánica cuántica de acuerdo con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de la década de 1940, gracias al trabajo de Richard Feynman, Julian Schwinger, Shin'ichirō Tomonaga y Freeman Dyson, los cuales formularon la teoría de la electrodinámica cuántica. Esta teoría formó la base para el desarrollo de la física de partículas. En 1954, Chen Ning Yang y Robert Mills desarrollaron las bases del modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970, y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente, pero que fueron descubiertas sucesivamente, siendo la última de ellas el quark top.[91]
Los intentos de unificar las cuatro interacciones fundamentales han llevado a los físicos a nuevos campos impensables. Las dos teorías más aceptadas, la mecánica cuántica y la relatividad general, que son capaces de describir con gran exactitud el macro y el micromundo, parecen incompatibles cuando se las quiere ver desde un mismo punto de vista. Por eso se han formulado nuevas teorías, como la supergravedad o la teoría de cuerdas, donde se centran las investigaciones a inicios del siglo XXI. Esta ciencia no desarrolla únicamente teorías, también es una disciplina de experimentación. Sus hallazgos, por lo tanto, pueden ser comprobados a través de experimentos. Además, sus teorías permiten establecer previsiones sobre pruebas que se desarrollen en el futuro.
La historia de la astronomía es el relato de las observaciones, descubrimientos y conocimientos adquiridos a lo largo de la historia en materia astronómica.
La astronomía surge desde que la humanidad dejó de ser nómada y se empezó a convertir en sedentaria; Después de formar civilizaciones o comunidades empezó su interés por los astros. Desde tiempos inmemorables se ha visto interesado en los mismos. Estos han enseñado ciclos constantes e inmutabilidad durante el corto periodo de la vida del ser humano, lo que fue una herramienta útil para determinar los periodos de abundancia para la caza y la recolección o de aquellos como el invierno en que se requería de una preparación para sobrevivir a los cambios climáticos adversos. La práctica de estas observaciones es tan cierta y universal que se han encontrado a lo largo y ancho del planeta en todas aquellas partes en donde han habitado los seres humanos. Se deduce entonces que la astronomía es probablemente uno de los oficios más antiguos, manifestándose en todas las culturas humanas.
En casi todas las religiones antiguas existía una cosmogonía que intentaba explicar el origen del universo, ligando este a elementos mitológicos. La historia de la astronomía es tan antigua como la historia del ser humano. Antiguamente se ocupaba, únicamente, de la observación y predicciones de los movimientos de los objetos visibles a simple vista, quedando separada durante mucho tiempo de la Física.
Parece ser que las pirámides de Egipto fueron construidas sobre patrones astronómicos muy precisos. En 1999 se descubrió en Sajonia-Anhalt (Alemania) el famoso disco celeste de Nebra (del 1600 a. C.), que es la representación más antigua conocida de la bóveda celeste. Quizá fueron los astrónomos chinos quienes dividieron, por primera vez, el cielo en constelaciones. Los antiguos griegos hicieron importantes contribuciones a la astronomía, entre ellas, la definición de magnitud. En Europa, las doce constelaciones que marcan el movimiento anual del Sol fueron denominadas constelaciones zodiacales. La astronomía precolombina (posterior al siglo XII) poseía calendarios muy exactos.
La inmutabilidad del cielo está alterada por cambios reales que el hombre en sus observaciones y conocimiento primitivo no podía explicar, y de allí nació la idea de que en el firmamento habitaban poderosos seres que influían en los destinos de las comunidades y que poseían comportamientos humanos, y que por tanto requerían de adoración para recibir sus favores o al menos evitar o mitigar sus castigos. Este componente religioso estuvo estrechamente relacionado al estudio de los astros durante siglos, hasta que los avances científicos y tecnológicos fueron aclarando muchos de los fenómenos que en un principio no eran comprendidos. Esta separación no ocurrió pacíficamente y muchos de los antiguos astrónomos fueron perseguidos y juzgados al proponer una nueva organización del universo. Actualmente estos factores religiosos sobreviven en la vida moderna como supersticiones.
A pesar de la creencia común, los griegos sabían de la esfericidad de la Tierra. No pasó desapercibido para ellos el hecho de que la sombra de la Tierra proyectada en la Luna era redonda, ni que no se ven las mismas constelaciones en el norte del mar Mediterráneo que en el sur. En el modelo aristotélico lo celestial pertenecía a la perfección («cuerpos celestes perfectamente esféricos moviéndose en órbitas circulares perfectas») mientras que lo terrestre era imperfecto; estos dos reinos se consideraban como opuestos. Aristóteles defendía la teoría geocéntrica para desarrollar sus postulados. Fue probablemente Eratóstenes quien diseñara la esfera armilar, que es un astrolabio, para mostrar el movimiento aparente de las estrellas alrededor de la tierra.
La astronomía observacional estuvo casi totalmente estancada en Europa durante la Edad Media, a excepción de algunas aportaciones como la de Alfonso X el Sabio con sus tablas alfonsíes, o los tratados de Alcabitius, pero floreció en el mundo con el Imperio persa y la cultura árabe. Al final del siglo X, un gran observatorio fue construido cerca de Teherán (Irán), por el astrónomo persa Al-Khujandi, quien observó una serie de pasos meridianos del Sol, lo que le permitió calcular la oblicuidad de la eclíptica. También en Persia, Omar Khayyam elaboró una reforma al calendario que lo hacía más preciso que el calendario juliano, acercándose al calendario gregoriano. A finales del siglo IX, el astrónomo persa Al-Farghani escribió ampliamente acerca del movimiento de los cuerpos celestes. Su trabajo fue traducido al latín en el siglo XII. Abraham Zacuto fue el responsable en el siglo XV de adaptar las teorías astronómicas conocidas hasta el momento para aplicarlas a la navegación de la marina portuguesa. Esta aplicación permitió a Portugal ser la puntera en el mundo de los descubrimientos de nuevas tierras fuera de Europa.
La historia de la geología estudia el desarrollo a lo largo de la historia de la geología como ciencia —que hoy se ocupa de la composición, estructura, historia y evolución de las capas internas y externas de la Tierra y de los procesos que la conforman—. La geología, como ciencia de la Tierra, comparte tronco común con muchas disciplinas que se han desgajado de ella, o compartido campo, como la paleontología, la vulcanología, la sismología o la geomorfología y por ello, parte de su historia es común con esas y algunas ramas más de la ciencia.
Algunos de los fenómenos geológicos más visibles —terremotos, volcanes y erosión— así como algunos temas de su estudio —rocas, minerales, menas y metales, piedras preciosas, fósiles—han interesado a la humanidad desde siempre. El primer vestigio de tal interés es una pintura mural que muestra una erupción volcánica en el Neolítico en Çatal Hüyük (Turquía) que data del milenio VI a. C.. La antigüedad se preocupó poco de la geología, y cuando lo hizo sus escritos apenas tuvieron influencia directa sobre la fundación de la geología moderna. El estudio de la materia física de la Tierra se remonta a la antiguos griegos, que conocían la erosión y el transporte fluvial de sedimentos, y cuyos conocimientos compendia Teofrasto (372-287 a. C.) en la obra Peri lithon [Sobre las rocas]. En la época romana, Plinio el Viejo escribió en detalle sobre los muchos minerales y metales que se utilizaban en la práctica, y señaló correctamente el origen del ámbar.
Algunos estudiosos actuales, como Fielding H. Garrison, opinan que la geología moderna comenzó en el mundo islámico medieval, cuando la noción de capa aparece explícitamente durante el período árabe clásico y de forma más clara en China, aunque esas contribuciones tampoco influyeron en el nacimiento de la geología moderna. Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048) fue uno de los primeros geólogos musulmanes, cuyos trabajos comprenden los primeros escritos sobre la geología de la India, con la hipótesis de que el subcontinente indio fue una vez un mar. El erudito islámico Avicena (981-1037) propuso una explicación detallada de la formación de las montañas y el origen de los terremotos, además de otros temas centrales de la geología moderna, que proporcionan una base esencial para el posterior desarrollo de esta ciencia. En China, el erudito Shen Kuo (1031-1095) formuló una hipótesis para el proceso de formación de la Tierra, y basándose en su observación de las conchas de los animales fósiles que aparecían en un estrato geológico en una montaña a cientos de kilómetros del mar, logró inferir que la Tierra se habría formado por la erosión de las montañas y por la deposición de sedimentos.
La misma situación continuó en Europa durante la Edad Media y el Renacimiento, sin que surgiera ningún paradigma, y estando los estudiosos divididos sobre la importante cuestión del origen de los fósiles. Durante los primeros siglos de exploración europea[92] se inició una etapa de conocimientos mucho más detallados de los continentes y océanos. Los exploradores españoles y portugueses acumularon, por ejemplo, un detallado conocimiento del campo magnético terrestre y en 1596, Abraham Ortelius vislumbró ya la hipótesis de la deriva continental, precursora de la teoría de la tectónica de placas, comparando los perfiles de las costas de Sudamérica y de África.[93]
Richard de Bury (1287-1345), en un libro titulado Philobiblon o Filobiblión [El amor a los libros], utilizó por primera vez el término geología, o ciencia terrenal. Sin embargo, no parece que el término fuese usado para definir una ciencia cuyo objeto de estudio fuese la Tierra, sino más bien el término ciencia terrenal aparece por oposición al término de teología u otros términos con connotaciones espirituales. El naturalista italiano Ulisse Aldrovandi (1522-1605) usó por primera vez la palabra geología con un sentido próximo al que tiene hoy, en un manuscrito encontrado después de su muerte.[94] Consideró la geología como la ciencia que se ocupaba del estudio de los fósiles, pero hay que tener en cuenta que el término fósil incluía también en esa época los minerales y las rocas. Posteriormente, en 1657 apareció un trabajo de Mickel Pederson Eschilt, escrito en danés, y titulado Geologia Norwegica, en el que estudiaba un terremoto que afectó a la parte meridional de Noruega. En 1661, Robert Lovell (1630-1690), escribió una Universal History of Minerals [Historia Universal de los Minerales], una de cuyas partes denominó con el nombre latinizado de Geología. Después esta palabra fue usada por Fabrizio Sessa en 1687, en su trabajo titulado Geologia -nella quale se spiega che la Terre e non le Stelle influisca né suaoi corpi terrestre, afirmando que «la geología es verdaderamente la que habla de la Tierra y de sus influencias». Erasmus Warren, en 1690, publicó un libro titulado Geologia or a Discourse concerning the Earth before the Deluge [Geología, o un discurso concerniente a la Tierra antes del diluvio]; no obstante, el término «Geología» aparece solamente en el título de la obra, no encontrándose después en el texto. La palabra Geología fue establecida definitivamente como un término de uso general en 1778 por Jean-André Deluc (1727-1817) y en 1779 por Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799).
El nacimiento de la geología occidental moderna es difícil de fechar: Descartes, fue el primero en publicar una «teoría de la Tierra» en 1644; Nicolás Steno (1638-1686) publicó en 1669 un libro de 76 páginas que describía los principios fundamentales de la estratigrafía, el principio de la superposición de estratos, el principio de la horizontalidad original, y el principio de la continuidad lateral; en 1721, Henri Gautier, inspector de carreteras y puentes, publicó Nouvelles conjectures sur le globe de la terre, où l'on fait voir de quelle manière la terre se détruit journellement, pour pouvoir changer à l'avenir de figure... [Nuevas conjeturas sobre el globo de la tierra, donde se hace ver de que manera la tierra se destruye diariamente, para poder cambiar en el futuro de figura ...].
James Hutton, a menudo visto como el primer geólogo moderno, presentó en 1785 un documento titulado Theory of the Earth, with Proofs and Illustrations para la Sociedad Real de Edimburgo. En su ponencia, explicaba su teoría de que la Tierra debía de ser mucho más antigua de lo que se suponía, con el fin de tener el tiempo suficiente para que las montañas pudieran haber sido erosionadas y para que los sedimentos lograsen formar nuevas rocas en el fondo del mar, y estos a su vez aflorasen a la superficie para poder convertirse en tierra seca. Hutton publicó una versión en dos volúmenes de sus ideas en 1795. Los seguidores de Hutton fueron conocidos como plutonistas porque creían que algunas rocas se formaron por vulcanismo, que es la deposición de lava de los volcanes, a diferencia de los neptunistas, que creían que todas las rocas se habían formado en el seno de un gran océano cuyo nivel habría disminuido gradualmente con el tiempo. William Smith (1769-1839) dibujó algunos de los primeros mapas geológicos y comenzó el proceso de ordenar cronológicamente los estratos rocosos mediante el estudio de los fósiles contenidos en ellos, fundando, junto con Georges Cuvier y Alexandre Brongniart, la bioestratigrafía en los años 1800.
Charles Lyell publicó su famoso libro Principios de geología en 1830. El libro, que influyó en el pensamiento de Charles Darwin, promovió con éxito la doctrina del uniformismo. Esta teoría afirma que los procesos geológicos que han ocurrido a lo largo de la historia de la Tierra, aún se están produciendo en la actualidad. Por el contrario, el catastrofismo es la teoría que indica que las características de la Tierra se formaron en diferentes eventos individuales, catastróficos, y que la tierra se mantuvo sin cambios a partir de entonces. Aunque Hutton creyó en el uniformismo, la idea no fue ampliamente aceptada en el momento. En la década de 1750, la geología aún no estaba fundada como una ciencia, pero en la década de 1830 sí estaba definitivamente establecida y tenía sus propias sociedades científicas y publicaciones científicas.
Gran parte de la geología del siglo XIX giró en torno a la cuestión de la edad exacta de la Tierra. Las estimaciones variaban enormemente de unos pocos cientos de miles, a miles de millones de años. En el siglo XX, la datación radiométrica permitió que la edad de la Tierra se estimase en aproximadamente 2 millones de años. La conciencia de esta enorme cantidad de tiempo abrió la puerta a nuevas teorías sobre los procesos que dieron forma al planeta. Hoy en día se sabe que la Tierra tiene aproximadamente 4500 millones de años.
Los avances más importantes en la geología del siglo XX han sido el desarrollo de la teoría de la tectónica de placas en la década de 1960, y el refinamiento de las estimaciones de la edad del planeta. La teoría de la tectónica de placas —que surgió a partir de dos observaciones geológicas por separado, la expansión del fondo oceánico y la deriva continental— revolucionó completamente las ciencias de la Tierra.
La historia de la química abarca un periodo de tiempo muy amplio, que va desde la prehistoria hasta el presente, y está ligada al desarrollo cultural de la humanidad y su conocimiento de la naturaleza. Las civilizaciones antiguas ya usaban tecnologías que demostraban su conocimiento de las transformaciones de la materia, y algunas servirían de base a los primeros estudios de la química. Entre ellas se cuentan la extracción de los metales de sus minas, la elaboración de aleaciones como el bronce, la fabricación de cerámica, esmaltes y vidrio, las fermentaciones de la cerveza y del vino, la extracción de sustancias de las plantas para usarlas como medicinas o perfumes y la transformación de las grasas en jabón.
Ni la filosofía ni la alquimia, la protociencia química, fueron capaces de explicar verazmente la naturaleza de la materia y sus transformaciones. Sin embargo, a base de realizar experimentos y registrar sus resultados los alquimistas establecieron los cimientos para la química moderna. El punto de inflexión hacia la química moderna se produjo en 1661 con la obra de Robert Boyle, The Sceptical Chymist: or Chymico-Physical Doubts & Paradoxes (El químico escéptico: o las dudas y paradojas quimio-físicas), donde se separa claramente la química de la alquimia, abogando por la introducción del método científico en los experimentos químicos. Se considera que la química alcanzó el rango de ciencia de pleno derecho con las investigaciones de Antoine Lavoisier y su esposa Marie Anne Pierrette Paulze, en las que basó su ley de conservación de la materia, entre otros descubrimientos que asentaron los pilares fundamentales de la química. A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental moderna. Se desarrollaron métodos de medición más precisos que permitieron un mejor conocimiento de los fenómenos y se desterraron creencias no demostradas.
La historia de la química se entrelaza con la historia de la física, como en la teoría atómica y en particular con la termodinámica, desde sus inicios con el propio Lavoisier, y especialmente a través de la obra de Willard Gibbs.[95]
Clave de colores: Antes del 1500 (13 elementos): Antigüedad y Edad Media. 1500-1800 (+21 elementos): casi todos en el Siglo de las Luces. 1800-1849 (+24 elementos): revolución científica y revolución industrial. 1850-1899 (+26 elementos): gracias a la espectroscopia. 1900-1949 (+13 elementos): gracias a la teoría cuántica antigua y la mecánica cuántica. 1950-2000 (+17 elementos): elementos "postnucleares" (del nº at. 98 en adelante) por técnicas de bombardeo. 2001-presente (+4 elementos): por fusión nuclear.
La historia de la biología narra y analiza la historia del estudio de los seres vivos, desde la Antigüedad hasta la época actual. Aunque la biología moderna es un desarrollo relativamente reciente (siglo XIX), las ciencias relacionadas e incluidas en ella se han estudiado como filosofía natural desde la antigüedad —antiguas civilizaciones de Mesopotamia, Egipto, subcontinente indio, China—, pero los orígenes de la biología moderna y su enfoque del estudio de la naturaleza se creen originados en la antigua Grecia.[Mag. 1][96] Si bien el estudio formal de la medicina se remonta al Egipto faraónico —ver: Āyurveda y medicina en el Antiguo Egipto—, fue Aristóteles (384-322 a. C.) quien contribuyó más ampliamente al desarrollo de la biología. Especialmente importantes son su Historia de los animales y otras obras donde mostró inclinaciones naturalistas, y luego obras más empíricas que se enfocaron en la causalidad biológica y la diversidad de la vida. El sucesor de Aristóteles en el Liceo, Teofrasto, escribió una serie de libros sobre botánica (De historia plantarum) que sobrevivieron como la contribución más importante de la antigüedad a las ciencias de las plantas, incluso hasta la Edad Media.[97]
La decadencia del Imperio romano llevó a la desaparición o la destrucción de gran cantidad de conocimiento, aunque los médicos todavía conservaron la tradición griega en formación y práctica. En Bizancio y el mundo islámico, muchos de los trabajos griegos fueron traducidos al árabe y muchos de los trabajos de Aristóteles fueron preservados. La historia natural se basó en gran medida en el pensamiento aristotélico, especialmente en la defensa de una jerarquía de vida fija, destacando la obra de algunos eruditos que escribieron sobre biología, como al-Jahiz (781-869), Al-Dīnawarī (828-896), que escribió sobre botánica,[98] y Rhazes (865-925) que escribió sobre anatomía y fisiología. Avicena (980-1037)fue el gran médico que continuo las tradiciones grecorromanas e introdujo los ensayos clínicos y la farmacología clínica en su enciclopedia El canon de medicina,[99] que se utilizó como texto de referencia para la enseñanza médica europea hasta el siglo XVII.[100][101]
Durante el Renacimiento y principios de la Edad Moderna —beneficiándose del desarrollo de la impresión por Gutenberg alrededor de 1450, con la creciente impresión de libros dedicados a la historia natural profusamente ilustrados con grabados— el pensamiento biológico experimentó una revolución en Europa, con un renovado interés hacia el empirismo y por el descubrimiento de gran cantidad de nuevos organismos. Figuras prominentes de este movimiento fueron Vesalio y Harvey, que utilizaron la experimentación y la observación cuidadosa de la fisiología. Pero la biología comenzó a desarrollarse y crecer rápidamente con la espectacular mejora del microscopio de Anton van Leeuwenhoek. Fue entonces cuando los estudiosos descubrieron los espermatozoides, las bacterias, los infusorios y la diversidad de la vida microscópica, todo un mundo antes desconocido. Las investigaciones de Jan Swammerdam llevaron a un nuevo interés en la entomología y ayudaron a desarrollar las técnicas básicas de disección microscópica y tinción.[Mag. 2]
Los avances en microscopía también tuvieron un profundo impacto en el pensamiento biológico. A principios del siglo XIX, varios biólogos señalaron la importancia central de la célula. Luego, en 1838, Schleiden y Schwann comenzaron a promover las ideas ahora universales de que (1) la unidad básica de los organismos era la célula y (2) que las células individuales tenían todas las características de la vida, aunque se oponían a la idea de que (3) todos las células proviniesen de la división de otras células. Sin embargo, gracias al trabajo de Robert Remak y Rudolf Virchow, en la década de 1860 la mayoría de los biólogos ya aceptaban los tres principios de lo que llegó a conocerse como teoría celular, que proporcionaba una nueva perspectiva sobre los fundamentos de la vida.[102][Co. 1]
A lo largo de los siglos XVIII y XIX algunas ciencias biológicas, como la botánica y la zoología, se convirtieron en disciplinas científicas cada vez más profesionales. Lavoisier y otros científicos físicos comenzaron a unir los mundos animados e inanimados a través de la física y química. Los exploradores-naturalistas, como Alexander von Humboldt investigaron la interacción entre organismos y su entorno, y los modos en que esta relación depende de la situación geográfica, iniciando así la biogeografía, la ecología y la etología. Los naturalistas, a partir de los resultados obtenidos en los campos de la embriología y la paleontología, comenzaron a rechazar el esencialismo y a considerar la importancia de la extinción y la mutabilidad de las especies. La importancia creciente de la teología natural, en parte una respuesta al alza de la filosofía mecánica, y la pérdida de fuerza del argumento teleológico impulsó el crecimiento de la historia natural. Mientras tanto, la taxonomía y la clasificación de la diversidad de la vida y el registro fósil se convirtieron en el centro de atención de los historiadores naturales, así como el desarrollo y el comportamiento de los organismos. Carl Linnaeus publicó una taxonomía básica para el mundo natural en 1735 (cuyas variaciones se han utilizado desde entonces), y en la década de 1750 introdujo nombres científicos para todas sus especies.[Ma. 1] Georges-Louis Leclerc, conde de Buffon, trató las especies como categorías artificiales y las formas vivas como maleables, sugiriendo incluso la posibilidad de una descendencia común. Aunque se opuso a la evolución, Buffon es una figura clave en la historia del pensamiento evolucionista; su trabajo influyó en las teorías evolutivas tanto de Lamarck como de Darwin.[Ma. 2]
El pensamiento evolutivo serio se originó con las obras de Jean-Baptiste Lamarck, quien fue el primero en presentar una teoría coherente de la evolución.[103] Postuló que la evolución era el resultado del estrés ambiental sobre las propiedades de los animales, lo que significaba que cuanto más frecuente y rigurosamente se usaba un órgano, más complejo y eficiente se volvería, adaptando así al animal a su entorno. Lamarck creía que estos rasgos adquiridos podrían luego transmitirse a la descendencia del animal, que los desarrollaría y perfeccionaría aún más.[104] Sin embargo, fue el naturalista británico Charles Darwin, que combinando el enfoque biogeográfico de Humboldt, la geología uniformista de Lyell, los escritos de Malthus sobre el crecimiento de la población y su propia experiencia morfológica y extensas observaciones naturales, quien forjó una teoría evolutiva más exitosa basada en la selección natural; un razonamiento y pruebas similares llevaron a Alfred Russel Wallace a llegar de forma independiente a las mismas conclusiones.[Ma. 3][La. 1] Aunque fue objeto de controversia (que continúa hasta el día de hoy), la teoría de Darwin se extendió rápidamente a través de la comunidad científica y pronto se convirtió en un axioma central de la ciencia de la biología en rápido desarrollo. El final del siglo XIX vio la caída de la teoría de la generación espontánea y el nacimiento de la teoría microbiana de la enfermedad, aunque el mecanismo de la herencia genética fuera todavía un misterio.
A principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de Mendel sobre la representación física de la herencia condujo al rápido desarrollo de la genética por parte de Thomas Hunt Morgan y sus discípulos y la combinación de la genética de poblaciones y la selección natural en la síntesis evolutiva moderna durante los años 1930. En la década de 1940 y principios de la de 1950, los experimentos señalaron que el ADN era el componente de los cromosomas que contenía las unidades portadoras de rasgos que se conoceran como genes. Un enfoque en nuevos tipos de organismos modelo como virus y bacterias, junto con el descubrimiento de Watson y Crick de la estructura de doble hélice del ADN en 1953, marcó la transición a la era de la genética molecular. Desde la década de 1950 hasta la actualidad, la biología se ha extendido enormemente en el dominio molecular. El código genético fue descifrado por Har Gobind Khorana, Robert W. Holley y Marshall Warren Nirenberg después de que se entendiera que el ADN contenía codones. Finalmente, en 1990 se lanzó el Proyecto Genoma Humano con el objetivo de mapear el genoma humano general. Este proyecto se completó esencialmente en 2003,[105] y aún se están publicando análisis adicionales. El Proyecto Genoma Humano fue el primer paso en un esfuerzo globalizado para incorporar el conocimiento acumulado de la biología en una definición funcional y molecular del cuerpo humano y de los cuerpos de otros organismos.
La biología, que tras el establecimiento del dogma central de la biología molecular y del descifrado del código genético, se había dividido fundamentalmente entre la biología orgánica —los campos que trabajan con organismos completos y grupos de organismos— y los campos relacionados con la biología molecular y celular, a finales del siglo XX, con la aparición de nuevos campos como la genómica y la proteómica, invertía esa tendencia, con biólogos orgánicos usando técnicas moleculares, y biólogos moleculares y celulares investigando la interacción entre genes y el entorno, así como la genética de poblaciones naturales de organismos.
La historia de la medicina es la rama de la historia dedicada al estudio de los conocimientos y prácticas médicas a lo largo del tiempo. También es una parte de cultura.
Desde sus antiguos orígenes, el ser humano ha tratado de explicarse la realidad y los acontecimientos trascendentales que en ella tienen lugar, como la vida, la muerte o la enfermedad. La medicina tuvo sus comienzos en la prehistoria, la cual también tiene su propio campo de estudio conocido como antropología médica. Se utilizaban plantas, minerales y partes de animales. En la mayoría de las veces estas sustancias eran utilizadas en rituales mágicos por chamanes, sacerdotes, magos, brujos, animistas, espiritualistas o adivinos. Las primeras civilizaciones y culturas humanas basaron su práctica médica en dos pilares aparentemente opuestos: un empirismo primitivo y de carácter pragmático (aplicado fundamentalmente al uso de hierbas o remedios obtenidos de la naturaleza) y una medicina mágico-religiosa, que recurrió a los dioses para intentar comprender lo inexplicable.
Los datos de la Edad Antigua encontrados muestran la medicina en diferentes culturas como la medicina Āyurveda de la India, el antiguo Egipto, la antigua China y Grecia. Uno de los primeros reconocidos personajes históricos es Hipócrates quien es también conocido como el padre de la medicina; supuestamente descendiente de Asclepio, por su familia: los Asclepíades de Bitinia; y Galeno. Posteriormente a la caída de Roma en la Europa Occidental la tradición médica griega disminuyó. En el siglo V a. C. Alcmeón de Crotona dio inicio a una etapa basada en la técnica (tekhné), definida por la convicción de que la enfermedad se originaba por una serie de fenómenos naturales susceptibles de ser modificados o revertidos. Ese fue el germen de la medicina moderna, aunque a lo largo de los siguientes dos milenios surgirán otras muchas corrientes (mecanicismo, vitalismo...) y se incorporarán modelos médicos procedentes de otras culturas con una larga tradición médica, como la china.
En la segunda mitad del siglo VIII, los musulmanes tradujeron los trabajos de Galeno y Aristóteles al arábigo por lo cual los doctores islámicos se indujeron en la investigación médica. Algunas figuras islámicas importantes fueron Avicena, que junto con Hipócrates ha sido llamado también el padre de la medicina, Abulcasis, llamado el padre de la cirugía, Avenzoar, el padre de la cirugía experimental, Ibn Nafis, padre de la fisiología circulatoria y Averroes y Rhazes, padres de la pediatría. Ya para finales de la Edad Media posterior a la peste negra, importantes figuras médicas emergieron de Europa como William Harvey y Gabriele Fallopio.
En el pasado la mayor parte del pensamiento médico se debía a lo que habían dicho anteriormente otras autoridades y se veía del modo tal que si fue dicho permanecía como la verdad. Esta forma de pensar fue sobre todo sustituida entre los siglos XIV y XV, tiempo de la pandemia de la peste negra.[nota 1] Asimismo, durante los siglos XV y XVI, la anatomía atravesó un gran avance gracias a la aportación de Leonardo Da Vinci, quien proyectó junto con Marcantonio della Torre, un médico anatomista de Pavía, uno de los primeros y fundamentales tratados de anatomía, denominado Il libro dell'Anatomia. Aunque la mayor parte de las más de doscientos ilustraciones sobre el cuerpo humano que realizó Da Vinci para este tratado desaparecieron, se pueden observar algunas de las que sobrevivieron en su Tratado sobre la pintura.[106]
A partir del siglo XIX se vieron grandes cantidades de descubrimientos. Investigaciones biomédicas premodernas desacreditaron diversos métodos y teorías antiguos como la de los cuatro humores[nota 2] de origen griego, pero es en el siglo XIX, con los avances de Leeuwenhoek con el microscopio y el descubrimiento de Robert Koch de las transmisiones bacterianas, cuando realmente se vio el comienzo de la medicina moderna. El descubrimiento de los antibióticos fue otro gran paso para la medicina. Las primeras formas de antibióticos fueron las drogas sulfas. Actualmente los antibióticos se han vuelto muy sofisticados. Los antibióticos modernos pueden atacar localizaciones fisiológicas específicas, algunas incluso diseñadas con compatibilidad con el cuerpo para reducir efectos secundarios. El Dr. Edward Jenner descubrió el principio de la vacunación al ver que las ordeñadoras de vacas que contraían el virus de
