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理科歴史et科学の分野

科学（ラテン語のscientiaから、「知識」を意味する）[1]は、宇宙についてのテスト可能な説明と予測の形で知識を構築および編成する体系的な企業です。[2] [3] [4]

ユニバースは、複数のディスク状として表さ スライス左から右に経過する時間を横切って、

科学の最も初期のルーツは、紀元前3000年から1200年頃の古代エジプトとメソポタミアにまでさかのぼることができます。[5] [6]数学、天文学、医学への彼らの貢献は、古典古代のギリシャの自然哲学に入り、形作られました。それによって、自然の原因に基づいて現実世界の出来事の説明を提供する正式な試みが行われました。[5] [6]の後に西ローマ帝国の秋の知識世界のギリシャ語の概念に悪化西ヨーロッパの早い世紀の間（400〜1000 CE）中世、[7]が、中に保存されていたイスラム教徒世界の間にイスラム黄金時代。[8]の回復と同化ギリシャの作品とイスラムのお問い合わせは13世紀に10日から西ヨーロッパには「復活自然哲学」、[7] [9]後でにより形質転換した科学革命16世紀に始まった[10 ]のように新しいアイデアや発見から出発し、以前のギリシャ語の概念と伝統。[11] [12] [13] [14]科学的な方法すぐに知識創造に大きな役割を果たし、それはありませんでしまで19世紀の制度との多くのことを専門的な科学の特徴は形を取り始めました。[15] [16] [17]「自然哲学」から「自然科学」への変化とともに。[18]

現代科学は通常、最も広い意味で自然を研究する自然科学（生物学、化学、物理学など）で構成される3つの主要な分野に分けられます[19]。個人や社会を研究する社会科学（例えば、経済学、心理学、社会学）。[20] [21]と、規則によって支配される記号を扱う形式科学（たとえば、論理学、数学、理論計算機科学）。[22] [23]しかし、形式科学が経験的証拠に依存していないため、実際に科学を構成するかどうかについては意見の相違があります[24] [25] [26]。[27] [25]工学や医学などの実用的な目的で既存の科学的知識を使用する分野は、応用科学として説明されています。[28] [29] [30] [31] [32]

科学の新しい知識は、世界への好奇心と問題を解決したいという願望に動機付けられた科学者からの研究によって進歩しています。[33] [34]現代の科学研究は非常に協力的であり、通常、学術機関や研究機関、[35]政府機関、および企業のチームによって行われます。[36]彼らの仕事の実際的な影響は、商品、兵器、ヘルスケア、公共インフラ、および環境保護の開発を優先することによって科学企業に影響を与えようとする科学政策の出現につながった。

広義の科学は、近世以前や多くの歴史文明に存在していました。[37] 現代科学はそのアプローチが異なり、その結果が成功しているため、厳密な意味での科学とは何かを定義するようになりました。[3] [5] [38]元の意味での科学のタイプの言葉であった知識ではなく、そのような知識の追求に特化ワード。特に、人々が互いにコミュニケーションを取り、共有できるタイプの知識でした。たとえば、自然物の働きについての知識は、記録された歴史のずっと前に集められ、複雑な抽象的な思考の発達につながりました。これは、複雑なカレンダーの構築、有毒植物を食用にする技術、揚子江の氾濫原を貯水池、[39]ダム、堤防で利用したものなどの全国規模の公共事業、およびピラミッド。しかし、すべてのコミュニティに当てはまるそのようなことの知識と、神話や法制度などの他の種類の共同体の知識との間には、一貫した意識的な区別はありませんでした。冶金学は先史時代に知られており、ヴィンチャ文化は青銅のような合金の最も初期の既知の生産者でした。時間の経過とともに物質を加熱および混合する初期の実験は錬金術に発展したと考えられています。

初期の文化

シリアのマリの王宮で発見された、紀元前19世紀から18世紀 の動物の肝臓の粘土モデル

科学の最も初期のルーツは、紀元前3000年から1200年頃の古代エジプトとメソポタミアにまでさかのぼることができます。[5]「科学」と「自然」の言葉と概念は当時の概念的景観の一部ではありませんでしたが、古代エジプト人とメソポタミア人は後にギリシャと中世の科学の場所を見つける貢献をしました：数学、天文学、と薬。[40] [5]紀元前3000年頃から、古代エジプト人は10進数の番号付けシステムを開発し、測量士や建築業者などの実際的な問題を解決するために幾何学の知識を重視していました。[5]彼らは、12か月、それぞれ30日、年末の5日を含む公式カレンダーを作成しました。[5]古代メソポタミアンは、陶器、ファイアンス、ガラス、石鹸、金属、石灰石膏、および防水を製造するために、さまざまな天然化学物質の特性に関する知識を使用していました。[41]彼らはまた、動物生理学、解剖学、および神聖な目的のための行動を研究し[41]、占星術の研究のために天体の動きの広範な記録を作成しました。[42]メソポタミアは持っていた医学に強い関心[41]と最古の処方箋はで表示されますシュメール中にウル第三王朝（C。 2112 BCE - 。C 2004 BCE）。[43]それにもかかわらず、メソポタミア人は単に情報を収集するために自然界に関する情報を収集することにほとんど関心がなかったようであり[41]、主に彼らの宗教システムに明白な実用的応用または直接の関連性がある科学的主題のみを研究した。[41]

古典古代

で古典古代、現代の本当の古代アナログが存在しない科学者。代わりに、十分な教育を受けた、通常は上流階級の、ほぼ普遍的な男性の個人が、時間の余裕があるときはいつでも、自然についてさまざまな調査を行いました。[44]ソクラテス以前の哲学者による「自然」（古代ギリシャのピュシス）の概念の発明または発見の前は、同じ言葉が植物が成長する自然の「道」を説明するために使用される傾向があります[45]。そして、例えば、ある部族が特定の神を崇拝する「道」。このため、これらの男性は厳密な意味で最初の哲学者であり、「自然」と「慣習」を明確に区別した最初の人々であると主張されています。[46]：209自然科学の先駆者である自然哲学は、それによってすべてのコミュニティに当てはまる自然と物事の知識として区別され、そのような知識の専門的な追求の名前は哲学 、つまり最初の哲学者の領域でした。 -物理学者。彼らは主に投機家や理論家であり、特に天文学に興味を持っていました。これとは対照的に、模倣自然に自然の知識を使用しようとしている（工夫や技術、ギリシャテクネが）のためのより適切な関心として、古典的な科学者によって見られた職人下の社会的階級。[47]

ピーター・アピアンの1524年の作品コスモグラフィアから アリストテレスと プトレマイオスによって考案された 宇宙。地球は、地球、水、火、空気の4つの要素で構成されています。地球は動いたり回転したりしません。それは、惑星、太陽、星、そして天国を含む同心球に囲まれています。 [48]

タレス・オブ・ミレトスによって設立され、後に彼の後継者であるアナクシマンドロスとアナクシメネスによって続けられたミレトス学派の初期のギリシャの哲学者は、超自然に頼らずに自然現象を説明しようとした最初の人でした。[49]ピタゴラス学派は、複素数の哲学を開発[50] ：467から68にし、数理科学の発展に大きく貢献しました。[50] ：465原子の理論は、ギリシャの哲学者によって開発されたレウキッポスと彼の学生デモクリトス。[51] [52]ギリシャの医師ヒポクラテスは体系的な医学の伝統を確立し[53] [54]、「医学の父」として知られています。[55]

初期の哲学科学の歴史におけるターニングポイントは、人間性、政治的共同体の性質、人間の知識自体を含む人間の問題の研究に哲学を適用したソクラテスの例でした。ソクラテスの方法によって文書としてプラトンの対話は、弁証法的仮説の除去の方法：より良い仮説が着実に識別し、それらを排除することによって発見される矛盾にリード。これは、ソフィストがレトリックを強調したことに対する反応でした。ソクラテス法は、信念を形作る一般的で一般的に保持されている真理を検索し、それらを精査して他の信念との一貫性を判断します。[56]ソクラテスは、物理学の古いタイプの研究を、純粋に投機的すぎて自己批判に欠けていると批判した。ソクラテスは後に、彼の謝罪の言葉で、彼が「国家が信じる神々を信じなかったが、他の新しい精神的な存在を信じた」ので、アテネの若者を堕落させたと非難された。ソクラテスはこれらの主張に反論したが[57]、死刑を宣告された。[58]：30e

アリストテレスは後に目的論的哲学の体系的なプログラムを作成しました。動きと変化は、それらがどのような種類のものであるかに応じて、すでに物事にある可能性の実現として説明されます。彼の物理学では、太陽は地球の周りを回っています、そして多くのものはそれらが人間のためであるというそれらの性質の一部としてそれを持っています。それぞれのものには、形式的な原因、最終的な原因、そして不動の動者との宇宙秩序における役割があります。ソクラティックスはまた、哲学は人間のために生きる最良の方法の実際的な問題を検討するために使用されるべきであると主張しました（アリストテレスの研究は倫理と政治哲学に分けられました）。アリストテレスは、人は「ある方法で到達した信念を持っているとき、そしてその信念の基礎となる第一原理が確実に彼に知られているとき」、科学的に物事を知っていると主張した。[59]

ギリシャの天文学者アリスタルコス（西暦前310〜230年）は、太陽を中心とし、すべての惑星がそれを周回する、宇宙の地動説モデルを最初に提案しました。[60]アリスタルコスのモデルは、物理法則に違反していると考えられていたため、広く拒否されました。[60]シラキュースの発明者で数学者のアルキメデスは、微積分の始まりに大きく貢献し[61]、その発明者として認められることもありました[61]が、彼の原始微積分にはいくつかの明確な特徴がありませんでした。[61]大プリニウスは、精液の百科事典に書いたローマの作家と博学、だった自然史を、[62] [63] [64]は歴史、地理、医学、天文学、地球科学、植物学、および動物学を扱います。[62]古代の他の科学者または原始科学者は、テオプラストス、ユークリッド、ヘロフィロス、ヒッパルコス、プトレマイオス、およびガレンでした。

中世の科学

Depotentiisアニメセンシティブ、Gregor Reisch（1504） Margaritaphilosophica。中世の科学は仮定 心室たちのための場所として脳のを 常識、 [65] ：189フォーム私たちの 感覚系が混ぜ合わさ。

民族移動時代による西ローマ帝国の崩壊のために、400年代にヨーロッパの西部で知的衰退が起こりました。対照的に、ビザンチン帝国は侵略者からの攻撃に抵抗し、学習を維持し、改善しました。500年代のビザンチンの学者であるジョン・フィロポヌスは、アリストテレスの物理学の教えに疑問を呈し、その欠陥に注目した。[66]：pp.307、311、363、402アリストテレスの物理学の原理に対するジョン・フィロポヌスの批判は、中世の学者だけでなく、10世紀後の科学革命の間にフィロポヌスを広く引用したガリレオ・ガリレイにもインスピレーションを与えました。アリストテレス物理学に欠陥があった理由を主張しながら機能します。[66] [67]

中は後半古代と中世初期、自然現象に関するお問い合わせへのアリストテレスのアプローチが用いられました。アリストテレスの4つの原因は、物事を科学的に説明するために、「なぜ」という質問に4つの方法で答えるべきであると規定しました。[68]西ローマ帝国の崩壊と定期的な政治闘争の間に、いくつかの古代の知識が失われたか、場合によっては曖昧に保たれた。しかし、科学の一般的な分野（または「自然哲学」と呼ばれる）と古代世界からの一般的な知識の多くは、セビリアのイシドールスのような初期のラテン語百科全書派の作品を通して保存されたままでした。[69]しかし、アリストテレスの元のテキストは最終的に西ヨーロッパで失われ、プラトンによる唯一のテキスト、唯一のプラトンの対話であったティマイオス、およびラテン語で利用可能な古典的な自然哲学の数少ない元の作品の1つだけが広く知られていました中世初期の読者。この時期に影響を与えたもう1つのオリジナル作品は、太陽系の天動説を含むプトレマイオスのアルマゲストでした。

古代末期、ビザンチン帝国では多くのギリシャの古典的なテキストが保存されていました。多くのシリア語の翻訳は、ネストリウス派や単性説などのグループによって行われました。[70]彼らは、カリフ制の下でギリシャ語の古典的なテキストをアラビア語に翻訳するときに役割を果たしました。その間、多くの種類の古典的な学習が保存され、場合によっては改善されました。[70] [a]さらに、隣接するサーサーン朝は、ギリシャ、シリア、ペルシャの医師が6世紀から7世紀にかけて、古代世界で最も重要な医療センターを設立したゴンデシャプール医学アカデミーを設立しました。[71]

知恵の館が設立されましたアッバース朝-eraバグダッド、イラク、[72]のイスラム研究アリストテレス主義が栄えました。キンディー（801–873）は、イスラム教徒の逍遙哲学者の最初の人物であり、アラブ世界にギリシャとヘレニズムの哲学を紹介する彼の努力で知られています。[73]イスラムの黄金時代がするまで、この時から栄えたモンゴルの侵略13世紀の。イブン・アル・ハイサム（アルハーゼン）とその前任者のイブン・サフルは、プトレマイオスの光学に精通しており、知識を得るための手段として実験を使用していました。[b] [74] [75]：463–65アルハーゼンはプトレマイオスの視覚理論を反証しましたが[76]、アリストテレスの形而上学に対応する変更を加えませんでした。さらに、ペルシャのアヴィセンナやアル・ラーズィーなどの医師や錬金術師も医学の科学を大きく発展させ、前者は18世紀まで使用されていた医学典範である医学典範を執筆し、後者はアルコールなどの複数の化合物を発見しました。アヴィセンナのカノンは医学の最も重要な出版物の1つと見なされており、どちらも臨床試験と実験を使用して主張を裏付けることにより、実験医学の実践に大きく貢献しました。[77]

で古典古代、ギリシャやローマのタブーは、解剖は通常、古代に禁止されたことを意味していたが、中世には変更：ボローニャで医学教師と学生はオープン、人間の体に始めた、とモンディーノ・デ・ルッツィ（C 1275年から1326年は。）生産します人間の解剖に基づいた最初の既知の解剖学の教科書。[78] [79]

11世紀までに、ヨーロッパのほとんどはキリスト教徒になりました。より強力な君主制が出現した。国境が復元されました。食糧供給と人口を増加させる技術開発と農業革新がなされました。さらに、古典ギリシャ語のテキストがアラビア語とギリシャ語からラテン語に翻訳され始め、西ヨーロッパでより高いレベルの科学的議論が行われるようになりました。[7]

1088年までに、ヨーロッパで最初の大学（ボローニャ大学）がその聖職者の始まりから出現しました。ラテン語の翻訳に対する需要が高まりました（たとえば、トレド翻訳学派から）。西ヨーロッパ人はラテン語だけでなく、ギリシャ語、アラビア語、ヘブライ語からのラテン語の翻訳も書いたテキストを収集し始めました。Alhazenの光学の書の写本も1240年以前にヨーロッパ中に広まった[80]：はじめに。p。VitelloのPerspectivaへの組み込みによって証明されるxx。アヴィセンナのキヤノンはラテン語に翻訳されました。[81]特に、アリストテレスのテキストプトレマイオス、[C]とユークリッド知恵の家に、またに保存、ビザンチン帝国、[82]カトリックの学者の間で求めました。古文書の流入が生じた12世紀のルネサンスとの合成の繁栄カトリックとアリストテレス主義として知られているスコラで西ヨーロッパの科学の新しい地理的な中心地となりました。この時期の実験は、観察、説明、分類の注意深いプロセスとして理解されます。[83]この時代の著名な科学者の1人はロジャーベーコンでした。スコラ学は啓示と弁証法的推論に重点を置いていましたが、錬金術が直接観察と綿密な文書化を含む実験に重点を置くことが徐々に重要性を増してきたため、次の世紀にかけて徐々に支持されなくなりました。

ルネサンスと近世科学

天文学は、望遠鏡が発明される前に、ティコ・ブラーエが2つの天体間の角度を測定するための科学機器を 考案した 後、より正確に なりました 。 ブラーエの観察は、ケプラーの法則の基礎でした 。

光学の新しい開発は、知覚に関する長年の形而上学的アイデアに挑戦することによって、またカメラオブスクラや望遠鏡などの技術の改善と開発に貢献することによって、ルネッサンスの始まりに役割を果たしました。ルネッサンスが始まる前に、ロジャー・ベーコン、ヴィテッロ、ジョン・ペッカムはそれぞれ、感覚、知覚、そして最後にアリストテレスの個々の普遍的な形態の知覚から始まる因果関係の連鎖に基づいて、学問的な存在論を構築しました。[84]後に遠近法主義として知られる視覚のモデルは、ルネサンスの芸術家によって利用され、研究された。この理論は、アリストテレスの4つの原因のうち、形式的、物質的、および最終的な3つのみを使用します。[85]

16世紀では、コペルニクスが策定地動説とは異なり、太陽系のモデル天動説のプトレマイオスのアルマゲストを。これは、惑星の公転周期が運動の中心から遠いほど長くなるという定理に基づいており、プトレマイオスのモデルとは一致しないことがわかりました。[86]

ケプラーらは、目の機能は知覚だけであるという考えに異議を唱え、光学の主な焦点を目から光の伝播に移しました。[85] [87]：102 Keplerは、目の前に開口瞳をモデル化するための開口部を備えた、水で満たされたガラス球として目をモデル化しました。彼は、シーンの1点からのすべての光が、ガラス球の後ろの1点で画像化されていることを発見しました。光チェーンは、目の後ろの網膜で終わります。[d]しかしながら、ケプラーは、ケプラーの惑星運動の法則の発見を通じてコペルニクスの地動説モデルを改善することで最もよく知られています。ケプラーはアリストテレスの形而上学を拒絶せず、彼の作品を球の調和の探求として説明しました。

ガリレオは実験と数学を革新的に利用しました。しかし、教皇ウルバヌス8世がガリレオにコペルニクスシステムについて書くように祝福した後、彼は迫害されました。ガリレオは教皇からの議論を使用し、ウルバヌス8世を大いに怒らせた作品「2つの主要な世界システムに関する対話」でそれらをシンプトンの声に入れました。[88]

北ヨーロッパでは、印刷機の新技術が広く使用され、現代の自然の考えに広く反対したものも含め、多くの議論が発表されました。ルネ・デカルトとフランシス・ベーコンは、新しいタイプの非アリストテレス科学を支持する哲学的議論を発表しました。デカルトは個人の考えを強調し、自然を研究するためには幾何学ではなく数学を使うべきだと主張しました。ベーコンは、熟考よりも実験の重要性を強調しました。ベーコンはさらに、アリストテレスの形式的原因と最終的原因の概念に疑問を投げかけ、科学は特定の性質、つまり「形式的原因」があると仮定するのではなく、熱などの「単純な」性質の法則を研究すべきであるという考えを推進しました。それぞれの複雑なタイプのもの。この新しい科学は、それ自体が「自然の法則」を説明していると見なし始めました。自然界での研究に対するこの更新されたアプローチは、機械論的であると見なされていました。ベーコンはまた、科学はすべての人間の生活の改善のための実用的な発明を初めて目指すべきであると主張した。

悟りの時代

アイザックニュートンの1687年からのプリンシピアのコピー。 ニュートンは、古典力学、 重力、および 光学に多大な貢献をしました 。ニュートンはまた、微積分の開発についてゴットフリート・ライプニッツと信用を共有しています 。

啓蒙時代の前身として、アイザックニュートンとゴットフリートウィルヘルムライプニッツは、実験によって確認され、数学を使用して説明できる、現在は古典力学と呼ばれる新しい物理学の開発に成功しました（ニュートン（1687）、自然哲学の数学的原理） 。ライプニッツもから用語を取り入れアリストテレスの物理学が、今たとえば、「のために、新たな非目的論的な方法で使用されているエネルギー」と「可能性」（アリストテレス「の現代版energeiaとPotentiaで」）。これは、オブジェクトの見方の変化を意味しました。アリストテレスが、オブジェクトには実現可能な特定の固有の目標があると指摘した場合、オブジェクトは現在、固有の目標を欠いていると見なされていました。フランシス・ベーコンのスタイルでは、ライプニッツは、さまざまな種類のものがすべて同じ一般的な自然法則に従って機能し、それぞれの種類のものに特別な形式的または最終的な原因がないと仮定しました。[89]この時期に、「科学」という言葉は、ある種の知識、特に自然の知識の追求のタイプを指すために徐々に一般的に使用されるようになり、古い用語「自然哲学」に近づきました。

この間、科学の宣言された目的と価値は、より多くの食物、衣類、その他のものを持つという唯物論的な意味で、人間の生活を改善する富と発明を生み出すようになりました。でベーコンの言葉、「科学の現実と合法的な目標は、新しい発明や富を持つ人間の生命の寄付である」、と彼はの「ヒュームを超えて、彼は人類の幸福に貢献少し信じている、無形哲学的または精神的なアイデアを追求するから科学者を落胆しました微妙な、崇高な、または喜ばしい憶測」。[90]

啓蒙時代の科学は、科学研究開発の中心地として大学に取って代わった科学社会[91]とアカデミーによって支配されていました。社会やアカデミーもまた、科学専門職の成熟のバックボーンでした。もう1つの重要な進展は、ますます識字率の高い人々の間での科学の普及でした。哲学者は、最も顕著を通じて、多くの科学理論に公衆を導入Encyclopédieの普及Newtonianismによってヴォルテールだけでなく、エミリー・デュ・シャトレ、ニュートンのフランス語翻訳者によるプリンキピア。

一部の歴史家は、18世紀を科学の歴史の中で単調な時期としてマークしました。[92]しかしながら、世紀は医学、数学、および物理学の実践において重要な進歩を見ました。生物学的分類学の開発; 磁気と電気の新しい理解; そして、現代の化学の基礎を確立した学問としての化学の成熟。

啓蒙主義の哲学者は、科学の前任者であるガリレオ、ボイル、ニュートンの短い歴史を、その日のすべての物理的および社会的分野への自然と自然法の特異な概念の適用のガイドと保証者として選びました。この点で、歴史の教訓とそれに基づいて構築された社会構造は破棄される可能性があります。[93]

人間の本性、社会、経済学に関する考えも啓蒙時代に発展しました。ヒュームおよび他のスコットランド啓蒙思想家「を開発人間の科学を、」[94]などの作家の作品で歴史的に発現していたジェームズ・バーネット、アダム・ファーガソン、ジョン・ミラーとウィリアム・ロバートソン人間が中に振る舞ったかの科学的研究を合併し、すべての人のを、近代の決定力を強く意識した古代の原始文化。現代社会学は主にこの運動に端を発しています。[95] 1776年、アダム・スミスは国富論を発表しました。これは、現代経済学の最初の作品と見なされることがよくあります。[96]

19世紀

1837年にチャールズダーウィンによって作成され た進化系統樹の最初の図 。これは最終的に1859年に彼の最も有名な作品「種の起源」につながりました 。

19世紀は科学の歴史において特に重要な時期です。この時代に、生命科学と物理科学の変容、精密機器の頻繁な使用、「」などの用語の出現など、現代の現代科学の多くの際立った特徴が形になり始めたからです。生物学者」、「物理学者」、「科学者」; 「自然哲学」や「博物学」などの時代遅れのラベルから徐々に離れ、自然を研究する人々の専門化が進むと、アマチュアの自然主義者が減少し、科学者は社会のさまざまな側面で文化的権威を獲得し、多くの国の経済拡大と工業化、繁栄人気のある科学の執筆と科学ジャーナルの出現。[17]

19世紀初頭、ジョンダルトンは、デモクリトスの原子と呼ばれる不可分な粒子の元のアイデアに基づいて、現代の原子理論を提案しました。

ジョン・ハーシェルとウィリアム・ヒューウェルの両方が方法論を体系化しました。後者は科学者という用語を作り出しました。[97]

19世紀半ば、チャールズダーウィンとアルフレッドラッセルウォレスは、1858年に自然淘汰による進化論を独自に提案しました。これは、さまざまな動植物がどのように発生し、進化したかを説明したものです。彼らの理論はダーウィンの著書で詳細に定められた種の起源1859年に出版された、[98]とは別に、メンデルは彼の論文、「提示VersucheユーバーPflanzenhybriden」（「プラントハイブリダイゼーションの実験を、1865年に」）、[99]は、現代の遺伝学の基礎として機能する、生物学的遺伝の原理を概説しました。[100]

法則エネルギー保存、運動量の保存および質量保存は、資源のほとんどない損失がある可能性が非常に安定した宇宙を示唆しました。しかし、蒸気機関の出現と産業革命により、物理学で定義されているすべての形態のエネルギーが等しく有用ではないという理解が高まりました。それらは同じエネルギー品質を持っていませんでした。この認識は、熱力学の法則の開発につながりました。そこでは、宇宙の自由エネルギーは絶えず減少しているように見えます。閉じた宇宙のエントロピーは時間とともに増加します。

電磁理論はまた、作品によって19世紀に設立されたハンス・クリスティアン・エルステッド、アンドレ=マリ・アンペール、マイケル・ファラデー、ジェームズ・クラーク・マクスウェル、オリヴァー・ヘヴィサイド、およびハインリヒ・ヘルツ。新しい理論は、ニュートンのフレームワークを使用して簡単に答えることができない質問を提起しました。原子の分解を可能にする現象は、19世紀の最後の10年間に発見されました。X線の発見は、放射能の発見に影響を与えました。翌年、最初の亜原子粒子である電子が発見されました。

19世紀後半、ヴィルヘルム・ヴントが1879年に心理学研究のための最初の研究所を設立したとき、心理学は哲学とは別の分野として浮上しました。[101]

20世紀

DNA 二重らせんがある 分子コード化する 遺伝指示開発に使用し、すべての既知の生活機能 の生物や多くの ウイルスを。

アルバート・アインシュタインの相対性理論と量子力学の発展により、古典力学は、自然界のさまざまな種類のイベントを説明する2つの部分を含む新しい物理学に置き換えられました。

世紀の前半には、抗生物質と人工肥料の開発により、世界的な人口増加が可能になりました。同時に、原子の構造とその核は「のリリースにつながる、発見された原子力」（原子力）。さらに、今世紀の戦争によって刺激された技術革新の広範な使用は、輸送（自動車および航空機）の革命、ICBMの開発、宇宙開発競争、および核軍拡競争につながりました。

進化論は、現代の総合がダーウィンの進化論を古典遺伝学と調和させた20世紀初頭に統一理論になりました。[102] DNAの分子構造は、1953年にジェームズワトソンとフランシスクリックによって発見されました。

1964年に宇宙マイクロ波背景放射が発見されたため、宇宙の定常状態理論が拒否され、ジョルジュルメートルのビッグバン理論が支持されました。

世紀後半の宇宙飛行の発展により、月面着陸を含む、宇宙の他の物体上またはその近くで行われた最初の天文測定が可能になりました。宇宙望遠鏡は、天文学と宇宙論の多くの発見につながります。

20世紀の最後の四半期に通信衛星と組み合わせて集積回路が広く使用されたことで、情報技術に革命が起こり、スマートフォンを含むグローバルなインターネットとモバイルコンピューティングが台頭しました。長く絡み合った因果関係の連鎖と大量のデータの大規模な体系化の必要性は、部分的にアリストテレスのパラダイムに基づいているシステム理論とコンピューター支援科学モデリングの分野の台頭につながりました。[103]

オゾン層破壊、酸性化、富栄養化、気候変動などの有害な環境問題が同じ時期に世間の注目を集め、環境科学と環境技術の始まりを引き起こしました。

21世紀

大型ハドロン衝突型加速器のCMS検出器でシミュレートされたイベントで 、ヒッグス粒子の出現の可能性を特徴としています

ヒトゲノムプロジェクトは、ヒトDNAを構成するヌクレオチド塩基対の配列を決定し、同定し、ヒトゲノムの遺伝子の全てをマッピングし、2003年に完了しました。[104] 人工多能性幹細胞は、2006年に開発されました。これは、成人細胞を、再生医療の分野で非常に重要な可能性のある、体内に見られるあらゆる細胞型を生じさせることができる幹細胞に変換できる技術です。[105]

2012年にヒッグス粒子が発見されたことで、素粒子物理学の標準模型によって予測された最後の粒子が発見されました。2015年に、1世紀前に一般相対性理論によって予測された重力波が最初に観測されました。[106] [107]

科学の分野にマッピングされた宇宙の規模と、科学の階層を通じて1つのシステムが次のシステムの上にどのように構築されているかを示してい ます

近代科学は、一般的に三本の大に分かれて枝：自然科学、社会科学、および正式な科学。[19]これらの各支部は、独自の命名法と専門知識を持っていることが多い、さまざまな専門的でありながら重複する科学分野で構成されています。[108]自然科学と社会科学はどちらも経験的科学であり、[109]知識は経験的観察に基づいており、同じ条件下で働く他の研究者がその有効性をテストできるためです。[110]

工学や医学など、応用科学と呼ばれることもある科学を使用する密接に関連する分野もあります。科学の分野間の関係は、次の表に要約されています。

理科
経験科学 形式科学
自然科学 社会科学
基本 物理学、化学、生物学、地球科学、宇宙科学 人類学、経済学、政治学、人文地理学、心理学、社会学 論理学、数学、統計学
アプライド 工学、農学、医学、材料科学 経営学、公共政策、マーケティング、法律、教育学、国際開発 コンピュータサイエンス

自然科学

自然科学は物理世界の研究です。それは、生命科学（または生物科学）と物理科学の2つの主要な分野に分けることができます。これらの2つのブランチは、さらに専門分野に分けることができます。たとえば、物理科学は、物理学、化学、天文学、および地球科学に細分することができます。現代の自然科学は、古代ギリシャで始まった自然哲学の後継者です。ガリレオ、デカルト、ベーコン、ニュートンは、より数学的でより実験的なアプローチを系統的に使用することの利点について議論しました。それでも、自然科学では、しばしば見過ごされがちな哲学的な見方、推測、前提が依然として必要です。[111]発見科学を含む体系的なデータ収集は、植物、動物、鉱物などを記述および分類することによって16世紀に出現した博物学を引き継ぎました。[112]今日、「博物学」は、人気のある聴衆を対象とした観察的記述を示唆している。[113]

社会科学

で 経済学、 供給と需要のモデルは価格がでどのように変化するかを説明し 、市場経済の製品の可用性と消費者の需要との間のバランスの結果として。

社会科学は、人間の行動と社会の機能の研究です。[20] [21]人類学、経済学、歴史、人文地理学、政治学、心理学、社会学を含むがこれらに限定されない多くの分野があります。[20]社会科学では、競合を介して拡張される多くは、多くの競合する理論的な視点、ある研究プログラムなどfunctionalists、コンフリクト理論、及びinteractionists社会学です。[20]個人の大規模なグループまたは複雑な状況を含む制御された実験の実施には限界があるため、社会科学者は、歴史的方法、事例研究、異文化間研究などの他の研究方法を採用する場合があります。さらに、定量的な情報が利用できる場合、社会科学者は、社会的関係とプロセスをよりよく理解するために統計的アプローチに依存する可能性があります。[20]

形式科学

形式科学は、形式システムを使用して知識を生成する研究分野です。[114] [22] [23]これは、数学、[115] [116] システム理論、及び理論計算機科学。形式科学は、知識の領域の客観的、注意深く、体系的な研究に依存することにより、他の2つの分野と類似点を共有しています。ただし、それらは、抽象的な概念を検証するために、経験的証拠を必要とせずに演繹的推論のみに依存しているため、経験的科学とは異なります。[27] [117] [110]したがって、形式科学は先験的な分野であり、このため、それらが実際に科学を構成するかどうかについては意見の相違があります。[24] [26]それにもかかわらず、形式科学は実験科学において重要な役割を果たしています。たとえば、微積分は当初、物理学の運動を理解するために発明されました。[118]数理アプリケーションに大きく依存する自然科学および社会科学には、数理物理学、数理化学、数理生物学、数理ファイナンス、および数理経済学が含まれます。

応用科学

ルイパスツールの 低温殺菌実験は、液体の腐敗が液体自体ではなく空気中の粒子によって引き起こされることを示しています。パスツールはまた、ワクチン接種と 発酵の原理を発見しました 。

応用科学は、実用的な目標を達成するための科学的方法と知識の使用であり、工学や医学などの幅広い分野が含まれます。[28] [29] [30] [31] [32]エンジニアリングとは、科学的原理を使用して、機械、構造物、および橋、トンネル、道路、車両、建物などの他のアイテムを設計および構築することです。[119]工学自体は、応用数学、科学、および応用の種類の特定の分野にそれぞれより具体的に重点を置いた、工学のより専門的な分野の範囲を網羅しています。医学は維持し、復元することにより、患者のケアの実践である健康を通過予防、診断、および治療の怪我や病気。[120] [121] [122] [123]現代医学は、生物医科学、医学研究、遺伝学、および医療技術を適用して、通常は医薬品、医療機器、手術、および非薬理学的介入。応用科学は、自然界の出来事を説明および予測する科学理論や法則の進歩に焦点を当てた基礎科学とは対照的であることがよくあります。

科学研究は、基礎研究または応用研究のいずれかに分類できます。基礎研究は知識の探求であり、応用研究はこの知識を用いた実践的な問題の解決策の探求です。一部の科学研究は特定の問題の応用研究ですが、私たちの理解の多くは、好奇心に基づく基礎研究の取り組みから得られます。これは、計画されていなかった、あるいは想像さえできなかった技術進歩の選択肢につながります。この点は、「基礎研究の用途は何ですか？」という質問に答えたとされるマイケル・ファラデーによってなされました。彼は答えた：「サー、生まれたばかりの子供の用途は何ですか？」。[124]たとえば、人間の目の桿体細胞に対する赤色光の影響の研究は、実用的な目的を持っていないようでした。最終的に、私たちの暗視が赤信号に悩まされていないという発見は、捜索救助チーム（とりわけ）がジェット機やヘリコプターのコックピットに赤信号を採用するように導くでしょう。[125]最後に、基礎研究でさえ予想外の方向転換をする可能性があり、運を利用するために科学的方法が構築されているという感覚があります。

科学的方法

科学的な方法はで始まっ アリストテレスの知識は、注意深い観察から来たことの考え方、およびによって現代的な形になった ガリレオ"実証的証拠のsのコレクション。 [126]

科学的研究は、使用することを含む科学的な方法しようと、客観のイベント説明的な性質をで再現可能な方法を。[127]説明的思考実験または仮説は、倹約（「オッカムの剃刀」としても知られる）などの原則を使用した説明として提唱され、一般 に、現象に関連する他の受け入れられた事実とよく一致する一貫性を求めることが期待されます。[128]この新しい説明は、実験または観察によってテスト可能な反証可能な予測を行うために使用されます。予測は、改ざんが発生していないことの証拠として、確認実験または観察が求められる前に投稿されます。予測の反証は進歩の証拠です。[e] [f] [127] [129]これは、自然現象の観察によって部分的に行われますが、分野に応じて制御された条件下で自然現象をシミュレートしようとする実験によっても行われます（天文学や地質学では、予測された観測が制御された実験の代わりになる可能性があります）。科学では、因果関係の確立を支援するために実験が特に重要です（相関関係の誤りを回避するため）。

仮説が不十分であることが判明した場合、それは修正されるか破棄されます。[130]仮説がテストを生き延びた場合、それは科学理論のフレームワーク、特定の自然現象の振る舞いを記述するための論理的に推論された、自己矛盾のないモデルまたはフレームワークに採用されるようになるかもしれません。理論は通常、仮説よりもはるかに幅広い一連の現象の振る舞いを説明します。一般に、多数の仮説を1つの理論で論理的に結び付けることができます。したがって、理論は他のさまざまな仮説を説明する仮説です。その意味で、理論は仮説と同じ科学的原理のほとんどに従って定式化されています。仮説をテストすることに加えて、科学者はモデルを生成することもできます。これは、論理的、物理的、または数学的表現の観点から現象を記述または描写し、観察可能な現象に基づいてテストできる新しい仮説を生成する試みです。[131]

仮説を検証するための実験を行う際、科学者はある結果を別の結果よりも優先する可能性があるため、科学全体がこのバイアスを排除できるようにすることが重要です。[132] [133]これは、注意深い実験計画、透明性、実験結果と結論の徹底的なピアレビュープロセスによって達成できます。[134] [135]実験の結果が発表または公表された後、独立した研究者が研究の実施方法を再確認し、同様の実験を実施して結果の信頼性を判断するのが通常の慣行です。 。[136]全体として、科学的方法は、ユーザー側の主観的バイアス（特に確証バイアス）の影響を最小限に抑えながら、非常に創造的な問題解決を可能にします。[137]

検証可能性

ジョン・ザイマンは、間主観的検証可能性がすべての科学的知識の創造の基本であると指摘しています。[138] Zimanは、科学者が何世紀にもわたって互いにパターンを特定する方法を示しています。彼はこの能力を「知覚的コンセンサス」と呼んでいます。[138]それから彼はコンセンサスを作り、コンセンサス、信頼できる知識の試金石に導きます。[139]

数学の役割

継続的な変化の数学である微積分は、多くの科学を支えています。

数学は、自然科学および社会科学における仮説、理論、および法則[140]の形成に不可欠です。たとえば、定量的な科学的モデリングで使用され、テストする新しい仮説や予測を生成できます。また、測定値の観察と収集にも広く使用されています。数学の一分野である統計は、データを要約および分析するために使用されます。これにより、科学者は実験結果の信頼性と変動性を評価できます。

計算科学は、計算能力を適用して実世界の状況をシミュレートし、形式的な数学だけで達成できるよりも科学的な問題をよりよく理解できるようにします。Society for Industrial and Applied Mathematicsによると、計算は現在、科学的知識を進歩させる上で理論や実験と同じくらい重要です。[141]

科学哲学

科学者は通常、科学的方法を正当化するために必要な一連の基本的な仮定を当然のことと考えています。（1）すべての合理的なオブザーバーが共有する客観的な現実があること。（2）この客観的現実は自然法則に準拠していること。（3）これらの法則は体系的な観察と実験によって発見できること。[3]科学の哲学は、これらの基礎となる仮定は、何を意味するかの、彼らが有効であるかどうか深い理解を求めています。

科学理論が形而上学的な現実を表すべきであり、実際に表すという信念は、リアリズムとして知られています。科学の成功は、電子などの観察不可能な実体について正確であることに依存しないという見方である反実在論とは対照的です。反実在論の一形態はイデオロギーであり、精神または意識が最も基本的な本質であり、各精神が独自の現実を生み出すという信念です。[g]理想主義的な世界観では、ある心に当てはまることが他の心に当てはまる必要はありません。

科学哲学にはさまざまな考え方があります。最も人気のある位置である経験主義、[H]観察を含むプロセスによって、および科学的理論は、観測から一般化の結果であること作成される知識を保持しています。[142]経験論は一般に誘導主義を包含し、一般理論が人間が行うことができる有限数の観察によって正当化される方法を説明しようとする立場であり、したがって科学理論を確認するために利用できる経験的証拠の有限量。これらの理論が行う予測の数は無限であるため、これが必要です。つまり、演繹論理のみを使用した有限量の証拠からは予測を知ることができません。経験論には多くのバージョンが存在し、主なものはベイズ推定[143]と仮説演繹法です。[142]

動く馬（1878）は、空飛ぶギャロップを偽造し ます。 経験的改ざんに関する研究で最もよく知られているカール・ポパーは、 科学理論のランドマークとして、検証可能性を推測と反論に置き換えることを提案しました 。

経験論は、知識が観察ではなく人間の知性によって作成されると主張するデカルトに最初に関連付けられた立場である合理主義とは対照的でした。[144] 批判的合理主義は、オーストリアとイギリスの哲学者カール・ポパーによって最初に定義された、対照的な20世紀の科学へのアプローチです。ポッパーは、経験論が理論と観察の関係を説明する方法を拒否しました。彼は、理論は観察によって生成されるのではなく、理論に照らして観察が行われ、理論が観察によって影響を受ける唯一の方法は、それが矛盾する場合であると主張しました。[145]ポッパーは、科学理論の目印として検証可能性を反証可能性に置き換え、経験的方法として誘導を改ざんに置き換えることを提案した。[145]ポッパーはさらに、科学に固有ではなく、実際には唯一の普遍的な方法があると主張した。それは、批判、試行錯誤の否定的な方法である。[146]それは、科学、数学、哲学、芸術を含む、人間の精神のすべての製品をカバーしています。[147]

別のアプローチである道具主義は、現象を説明および予測するための手段としての理論の有用性を強調しています。[148]それは、科学理論を、それらの入力（初期条件）と出力（予測）のみが関連するブラックボックスと見なします。結果、理論的実体、および論理構造は、単に無視されるべきであり、科学者が大騒ぎするべきではないと主張されています（量子力学の解釈を参照）。道具主義に近いのは建設的な経験論であり、それによれば、科学理論の成功の主な基準は、観察可能な実体についてそれが言っていることが真実であるかどうかです。

クーンにとって 、プトレマイオス天文学における従円と周転円の追加は 、パラダイム内の「通常の科学」でしたが、 コペルニクス的転回はパラダイムシフトでした。

トーマス・クーンは、観察と評価のプロセスはパラダイム内で行われると主張しました。パラダイムは、そのフレーミングから行われた観察と一致する、論理的に一貫した世界の「肖像」です。彼は、通常の科学を、パラダイム内で行われる観察と「パズルの解決」のプロセスとして特徴づけましたが、革命的な科学は、パラダイムシフトで1つのパラダイムが別のパラダイムを追い抜くときに発生します。[149]各パラダイムには、独自の明確な質問、目的、および解釈があります。パラダイム間の選択には、世界に対して2つ以上の「肖像画」を設定し、どちらの肖像画が最も有望であるかを決定することが含まれます。パラダイムシフトは、古いパラダイムでかなりの数の観測異常が発生し、新しいパラダイムがそれらを理解するときに発生します。つまり、新しいパラダイムの選択は、それらの観察が古いパラダイムの背景に対して行われたとしても、観察に基づいています。クーンにとって、パラダイムの受け入れまたは拒否は、論理的なプロセスであると同時に社会的なプロセスでもあります。しかし、クーンの立場は相対主義の1つではありません。[150]

最後に、「創造科学」のような物議を醸す運動に対する科学的懐疑論の議論でしばしば引用される別のアプローチは、方法論的自然主義です。その要点は、自然な説明と超自然的な説明を区別し、科学を方法論的に自然な説明に​​限定すべきであるということです。[151] [i]制限が（存在論的ではなく）単に方法論的であるということは、科学が超自然的な説明自体を考慮すべきではなく、それらが間違っていると主張すべきではないことを意味します。代わりに、超自然的な説明は、科学の範囲外の個人的な信念の問題として残されるべきです。方法論的自然主義は、適切な科学には、観察可能な現象の説明を適切に開発および評価するためのプロセスとして、実証的研究と独立した検証を厳密に遵守する必要があると主張しています。[152]これらの基準の欠如、権威からの議論、偏った観察研究および他の一般的な誤謬は、彼らが批判する非科学の特徴として、方法論的自然主義の支持者によって頻繁に引用されます。

確実性と科学

科学理論は経験的であり[h] [153]、新しい証拠が提示された場合は常に改ざんされる可能性があります。つまり、科学は可謬主義の概念を受け入れるので、理論が厳密に確実であると見なされることはありません。[j]科学の哲学者カール・ポパーは、真実と確実性をはっきりと区別しました。彼は、科学的知識は「真実の探求からなる」と書いたが、それは「確実性の探求ではない...すべての人間の知識は誤りであり、したがって不確実である」。[154]

新しい科学的知識が私たちの理解に大きな変化をもたらすことはめったにありません。心理学者のキース・スタノビッチによれば、「突破口」のような言葉のメディアの乱用が、科学が真実であると考えたすべてのものを絶えず証明していると国民に想像させるのかもしれません。[125]完全な再概念化を必要とする相対性理論のような有名な事例がありますが、これらは極端な例外です。科学の知識は、科学のさまざまな分野にわたるさまざまな研究者によるさまざまな実験からの情報を徐々に統合することによって得られます。それは飛躍というよりは登りのようなものです。[125]理論は、それらがテストおよび検証された程度、ならびに科学界でのそれらの受け入れにおいて異なります。[K]例えば、地動説、進化論、相対性理論、および生殖理論が実際には、これらを考慮しても、かかわらず、まだ名前「理論」を負担する事実に基づきます。[155]哲学者バリー・ストラウドは、「知識」の最良の定義は争われているが、懐疑的であり、間違っている可能性を楽しませるのは正しいことと両立すると付け加えている。したがって、適切な科学的アプローチに固執する科学者は、たとえ彼らが真実を持っていたとしても、自分自身を疑うでしょう。[156]は可謬主義 C. S.パースは、その問い合わせを主張したが、実際の疑いとを解決するための闘争であるだけで口論、口頭、または双曲線疑いが無益である[157]  -だけでなく、質問者ではなく、共通に無批判に休んよりも本物の疑問を解決しようとする必要があることセンス。[158]彼は、成功した科学は、単一の推論の連鎖（最も弱いリンクよりも強くない）ではなく、密接に関連した複数のさまざまな議論のケーブルを信頼していると主張した。[159]

スタノビッチはまた、科学は「魔法の弾丸」の検索を避けていると主張しています。それは単一原因の誤謬を回避します。この手段の科学者は、「何が単に聞かないでしょうが...原因」ではなく、「何をしている最も重要な原因の...」。これは特に、より巨視的な科学分野（心理学、現代宇宙論など）に当てはまります。[125]研究では、一度にいくつかの要因を分析することがよくありますが、これらは常に、考慮することが最も重要な要因の長いリストに追加されます。[125]たとえば、人の遺伝学、またはその歴史と育成、または現在の状況のみの詳細を知ることは行動を説明しないかもしれませんが、組み合わされたこれらすべての変数の深い理解は非常に予測できます。

科学文献

1880年の 科学雑誌Scienceの第1巻の表紙

科学研究は、膨大な範囲の科学文献に掲載されています。[160] 科学雑誌は、大学や他のさまざまな研究機関で実施された研究の結果を伝達および文書化し、科学のアーカイブ記録として機能します。最初の科学雑誌であるJournaldesSçavansとそれに続くPhilosophicalTransactionsは、1665年に発行を開始しました。それ以来、アクティブな定期刊行物の総数は着実に増加しています。1981年に、出版された科学技術ジャーナルの数の1つの見積もりは11,500でした。[161]アメリカ国立医学図書館、現在のインデックス生命科学に関連したトピックに関する記事が含まれている5516冊の雑誌。ジャーナルは39の言語で書かれていますが、索引付けされた記事の91％は英語で発行されています。[162]

ほとんどの科学雑誌は単一の科学分野をカバーし、その分野内の研究を公開しています。研究は通常、科学論文の形で表現されます。科学は現代社会に浸透しているため、科学者の業績、ニュース、野心をより多くの人々に伝えることが一般的に必要であると考えられています。

New Scientist、Science＆Vie、Scientific Americanなどの科学雑誌は、はるかに幅広い読者のニーズに応え、特定の研究分野における注目すべき発見や進歩など、人気のある研究分野の非技術的な要約を提供します。科学の本は、より多くの人々の興味を引き付けます。正直なところ、SFのジャンルは、主に本質的に幻想的であり、一般の人々の想像力をかき立て、科学の方法ではないにしても、アイデアを伝えます。

科学と、文学、より具体的には詩などの非科学分野との間のリンクを強化または開発するための最近の取り組みには、王立文学基金を通じて開発されたクリエイティブライティングサイエンスリソースが含まれます。[163]

実用的な影響

基礎科学の発見は世界を変える可能性があります。例えば：

研究影響
静電気と磁気（1600年頃）
電流（18世紀）		すべての電化製品、ダイナモ、発電所、電灯、テレビ、電気暖房、経頭蓋磁気刺激、深部脳刺激、磁気テープ、スピーカー、およびコンパスと避雷針を含む最新の電子機器。
回折（1665）光学、したがって光ファイバーケーブル（1840年代）、現代の大陸間通信、およびケーブルテレビとインターネット。
病原菌説（1700）衛生、感染症の伝染の減少につながります。抗体、病気の診断と標的を定めた抗癌療法のための技術につながります。
予防接種（1798）先進国からのほとんどの感染症の撲滅と天然痘の世界的な根絶につながります。
光起電力効果（1839）太陽電池（1883）、したがって太陽電池、太陽電池式時計、電卓、その他のデバイス。
水星の奇妙な軌道（1859）および特別な（1905）および一般相対性理論（1916）に
つながる他の研究		以下のような衛星ベースの技術GPS（1973）、satnavおよび衛星通信。[l]
電波（1887年）ラジオは、テレフォニー、放送 テレビ（1927）およびラジオ（1906）エンターテインメントのよく知られた領域を超えて、無数の方法で使用されるようになりました。その他の用途には、緊急サービス、レーダー（ナビゲーションと天気予報）、医学、天文学、無線通信、地球物理学、ネットワーキングなどがあります。電波はまた、研究者をマイクロ波などの隣接する周波数に導き、世界中で食品の加熱と調理に使用されました。
放射能（1896年）と反物質（1932年）癌治療（1896）、放射年代測定（1905）、原子炉（1942）および兵器（1945）、鉱物探査、PETスキャン（1961）、および医学研究（同位体標識による）。
X線（1896）コンピュータ断層撮影を含む医用画像。
結晶学と量子力学（1900）半導体デバイス（1906）、したがって、ワイヤレスデバイスとの統合を含む最新のコンピューティングおよび電気通信：携帯電話、[l] LEDランプおよびレーザー。
プラスチック（1907）以降ではベークライト、産業や日常生活の中で多数のアプリケーションのための人工ポリマーの多くの種類。
抗生物質（1880年代、1928年）サルバルサン、ペニシリン、ドキシサイクリンなど。
核磁気共鳴（1930年代）核磁気共鳴分光法（1946）、磁気共鳴画像法（1971）、機能的磁気共鳴画像法（1990年代）。

課題

複製の危機

複製の危機は、主に社会科学および生命科学の一部に影響を与える進行中の方法論的危機であり、多くの科学的研究の結果を、独立した研究者または元の研究者によるその後の調査で複製または再現することが困難または不可能であることが学者によって発見されました。自分自身。[164] [165]危機には長年のルーツがあります。このフレーズは、問題に対する意識の高まりの一環として、2010年代初頭に造られました[166]。複製の危機は、無駄を減らしながらすべての科学研究の質を向上させることを目的としたメタサイエンスの重要な研究機関です。[167]

境界科学、疑似科学、ジャンクサイエンス

他の方法では達成できない正当性を主張しようとして科学になりすました研究または推測の分野は、疑似科学、境界科学、またはジャンクサイエンスと呼ばれることがあります。[m]物理学者のリチャード・ファインマンは、研究者が自分たちの活動が科学の外見を持っているために科学を行っていると信じているが、実際には結果を厳密にすることができる「完全な正直さ」を欠いている場合に「カーゴカルトサイエンス」という用語を作り出しました。評価されました。[168]誇大広告から詐欺に至るまで、さまざまなタイプの商業広告がこれらのカテゴリーに分類される可能性があります。科学は、有効な主張を無効な主張から分離するための「最も重要なツール」として説明されてきました。[169]

科学的議論のあらゆる側面に政治的またはイデオロギー的偏見の要素が存在する可能性もあります。時々、研究は「悪い科学」として特徴付けられるかもしれません、それはよく意図されているかもしれませんが、実際には科学的アイデアの説明が正しくない、時代遅れである、不完全である、または過度に単純化されている研究です。「科学的不正行為」という用語は、研究者が公開されたデータを故意に不実表示したり、間違った人物に発見の功績を認めた場合などの状況を指します。[170]

科学界は、それぞれの社会や機関とともに、相互作用するすべての科学者のグループです。

科学者

ドイツ生まれの科学者 アルバートアインシュタイン（1879–1955）は、相対性理論を開発しました 。彼はまた 、光電効果の説明で1921年に ノーベル物理学賞を受賞しました。

科学者は、関心のある分野の知識を進歩させるために科学的研究を行う個人です。[171] [172]科学者という用語は、1833年にウィリアム・ヒューウェルによって造られました。現代では、多くのプロの科学者が学術的な環境で訓練を受け、修了すると学術的な学位を取得します。最高の学位は博士号などの博士号です。哲学（PhD）の。[173]多くの科学者は、学界、産業界、政府、非営利団体など、経済のさまざまな分野でのキャリアを追求しています。[174] [175] [176]

科学者は現実に対して強い好奇心を示しており、一部の科学者は健康、国、環境、または産業の利益のために科学的知識を適用したいと望んでいます。他の動機には、仲間や名声による認識が含まれます。ノーベル賞、広くみなさ権威ある賞は、[177]の分野で科学の進歩を達成した人に贈られる医学、物理学、化学、および経済学。

科学の女性

マリー・キュリーは2授与された最初の人だった ノーベル賞： 物理学を1903年にし、 化学1911年 [178]

科学は歴史的に男性が支配する分野でしたが、いくつかの注目すべき例外がありました。[n]女性は、男性が支配する社会の他の分野と同じように、科学においてかなりの差別に直面しました。[o]たとえば、Christine Ladd（1847–1930）は博士号を取得することができました。「C.ラッド」としてプログラム; Christine "Kitty" Laddは、1882年に要件を完了しましたが、論理（真理値表を参照）、色覚、心理学の代数にまたがるキャリアの後、1926年にのみ学位を授与されました。彼女の作品は、ルートヴィヒ・ウィトゲンシュタインやチャールズ・サンダース・パースなどの著名な研究者に先行していました。科学における女性の業績は、国内の領域内での労働者としての伝統的な役割への反抗に起因している。[179]

20世紀後半には、女性の積極的な採用と性別による制度的差別の撤廃により、女性科学者の数が大幅に増加しましたが、一部の分野では大きなジェンダー格差が残っています。21世紀初頭、新しい生物学者の半数以上が女性でしたが、物理学の博士号の80％は男性に与えられていました。[要出典] 21世紀初頭、米国の女性は科学と工学の分野で学士号の50.3％、修士号の45.6％、博士号の40.7％を取得しました。彼らは心理学（約70％）、社会科学（約50％）、生物学（約50〜60％）で半分以上の学位を取得しましたが、物理科学、地球科学、数学、工学、およびコンピュータサイエンス。[180]ライフスタイルの選択も、科学への女性の関与において主要な役割を果たしています。幼い子供を持つ女性は、ワークライフバランスの問題のためにテニュアトラックのポジションに就く可能性が28％低く[181]、女性の大学院生の研究へのキャリアへの関心は、大学院の過程で劇的に低下しますが、男性のそれは同僚は変わりません。[182]

学会

ロンドンの王立学会の建物の前の物理学者 （1952年）

ルネサンス以来、科学的思考と実験の伝達と促進のための学会が存在してきました。[183]多くの科学者は、それぞれの科学分野、職業、または関連分野のグループを促進する学会に属しています。[184]メンバーシップはすべての人に開かれている場合もあれば、科学的資格の所持が必要な場合もあり、選挙によって授与される名誉である場合もあります。[185]ほとんどの科学団体は非営利団体であり、多くは専門家団体です。彼らの活動には通常、新しい研究結果の発表と議論のための定期的な会議の開催、およびその分野での学術雑誌の発行または後援が含まれます。一部は専門機関としても機能し、公益または会員の集団的利益のために会員の活動を規制します。学者、科学の社会学[誰？]学んだ社会は非常に重要であり、その形成は新しい分野や職業の出現と発展を助けると主張します。

19世紀に始まった科学の専門化は、1603年のイタリアのアカデミアデイリンセイ、[186] 1660年の英国王立学会、フランスのアカデミーなど、多くの国で著名な科学アカデミーを創設したことによって部分的に可能になりました。デ科学1666年では、[187]米国科学アカデミー1863年、ドイツのカイザーヴィルヘルム研究所1911年、および中国科学院など、1928年の国際科学機関での国際科学会議、形成されているので持っていますさまざまな国の科学コミュニティ間の協力を促進する。

科学政策

ケニア、ナイロビでの環境に関する国連 グローバル科学-政策-ビジネスフォーラム（2017）

科学政策は、研究資金を含む科学企業の行動に影響を与える政策に関係する公共政策の分野であり、多くの場合、商品開発、武器開発、ヘルスケアを促進するための技術革新などの他の国家政策目標を追求しています。環境モニタリング。科学政策はまた、公共政策の開発に科学的知識とコンセンサスを適用する行為を指します。したがって、科学政策は、自然科学に関係する問題の全領域を扱います。市民の幸福を懸念する公共政策に従って、科学政策の目標は、科学技術がどのように国民に最も役立つことができるかを検討することです。

国家 政策は、特に帝国中国やローマ帝国などの高度に組織化された政府を持つ文明内で、何千年もの間、公共事業と科学への資金提供に影響を与えてきました。著名な歴史的な例としては、中国の万里の長城の国の支援を通じて2千年にわたって完成、いくつかの王朝、そして大運河の長江の巨大な偉業油圧エンジニアリングによって始まっ孫叔敖（孫叔敖第七Cを。BCE ）、Ximen Bao（西門豹紀元前5世紀）、Shi Chi（紀元前4世紀）。この建造物は、隋王朝時代の紀元前6世紀に建てられ、現在も使用されています。中国では、そのような国が支援するインフラストラクチャと科学研究プロジェクトは、少なくとも諸子百家の時代の論理学の研究と万里の長城のような防衛要塞の研究に影響を与えた墨家の時代から始まります。戦国時代。

公共政策は、研究に資金を提供する組織に税制上の優遇措置を提供することにより、産業研究のための資本設備および知的インフラストラクチャーの資金調達に直接影響を与える可能性があります。国立科学財団の前身である米国政府の科学研究開発局の局長であるヴァネヴァー・ブッシュは、1945年7月に「科学は政府の適切な関心事である」と書いた。[188]

科学の資金提供

オーストラリア連邦科学産業研究機構オーストラリア（CSIRO）主な昆虫学の構築

科学研究は、多くの場合、潜在的な研究プロジェクトが評価され、最も有望なものだけが資金を受け取る競争プロセスを通じて資金提供されます。政府、企業、または財団によって実行されるそのようなプロセスは、希少な資金を割り当てます。ほとんどの先進国の総研究資金はGDPの1.5％から3％の間です。[189]でOECDの周りの三分の二の研究開発科学技術分野では20％と10％、それぞれの業界で行われ、大学や政府。特定の産業における政府の資金提供の割合は高く、社会科学と人文科学の研究を支配しています。同様に、いくつかの例外（例えばバイオテクノロジー）を除いて、政府は基礎科学研究のための資金の大部分を提供します。多くの政府は、科学研究を支援するための専用機関を持っています。著名な科学機関は、国立科学財団では、米国、国立科学技術研究評議会アルゼンチン、オーストラリア連邦科学産業研究機構オーストラリア（CSIRO）、センター、国家・デ・ラ・RECHERCHE科学研究フランスでは、マックス・プランク研究所とドイツのドイツのForschungsgemeinschaft、スペインのCSIC。商業研究開発では、ほとんどの研究志向の企業を除いて、「青空」のアイデアや技術（核融合など）よりも、短期的な商業化の可能性に重点を置いています。

科学に対する一般の認識

ヒューストン自然科学博物館での恐竜の展示

科学の国民の意識は科学と一般市民との関係を作る態度、行動、意見、および活動に関するものです。科学コミュニケーション、科学博物館、サイエンスフェスティバル、サイエンスフェア、市民科学、人気のある文化の科学など、さまざまなテーマや活動を統合しています。社会科学者は、事実知識、自己申告知識、構造知識など、科学に対する一般の理解を測定するためのさまざまな指標を考案しました。[190] [191]

科学ジャーナリズム

マスメディアは正確に全体として科学界ではその信頼性の面で競合する科学的な主張を描いたからそれらを防ぐことができます圧力の数に直面しています。科学的討論でさまざまな側面を与えるためにどれだけの重みを与えるかを決定するには、その問題に関してかなりの専門知識が必要になる場合があります。[192]本当の科学的知識を持っているジャーナリストはほとんどおらず、特定の科学的問題について多くを知っている記者を打ち負かすことさえ、突然カバーするように求められる他の科学的問題について無知であるかもしれない。[193] [194]

科学の政治化

気候専門家の間での人為的地球温暖化に関する科学的合意に関する学術研究（2010-2015）は、コンセンサスのレベルが気候科学の専門知識と相関していることを反映しています。 [195] 2019年の調査では、科学的コンセンサスは100％であることがわかりました。 [196]結果は、特に米国で、 この問題をめぐる政治的論争とは対照的 である。

科学の政治化は、政府、企業、または擁護団体が法的または経済的圧力を利用して、科学研究の結果やその普及、報告、または解釈の方法に影響を与える場合に発生します。ポピュリストの 反知性主義、宗教的信念に対する認識された脅威、ポストモダニストの 主観主義、ビジネス上の利益への恐れなど、多くの要因が科学の政治化の側面として機能する可能性があります。[197]科学の政治化は通常、科学的証拠に関連する不確実性を強調する方法で科学的情報が提示されたときに達成されます。[198]会話のシフト、事実の認識の失敗、科学的コンセンサスの疑いの利用などの戦術は、科学的証拠によって損なわれている見解により多くの注目を集めるために使用されてきました。[199]科学の政治化に関係する問題の例には、地球温暖化に関する論争、農薬の健康への影響、およびタバコの健康への影響が含まれます。[199] [200]

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    • 医師、サレルノのトロトゥーラc。西暦1060年。
    • 18世紀と19世紀の最初のプロの天文学者の1人であるカロラインハーシェル。
    • クリスティン・ラッド・フランクリンの博士課程の学生CSパース公開し、ウィトゲンシュタイン40年のウィトゲンシュタインの公表前に、彼女の論文での命題5.101を、論理哲学論考。
    • ケフェイド変光星の光度と地球からの距離との重要な関係を最初に発表した、プロの人間のコンピューターで天文学者のヘンリエッタ・リービット。これにより、ハッブルは膨張宇宙の発見を行うことができ、ビッグバン理論につながりました。
    • 1915年にエネルギー保存とその他の運動の積分を証明したエミー・ネーター。
    • 夫と一緒に放射能に関する発見をしたマリー・キュリー。キュリウムと名付けられた。
    • X線回折を手がけたロザリンド・フランクリン。
    • ジョスリン・ベル・バーネルは、最初は予備校で科学を勉強することを許可されていませんでしたが、持続し、1974年のノーベル物理学賞で上司に認められたラジオパルサーを最初に観察して正確に分析しました。（後に、2018年に物理学の特別ブレイクスルー賞を受賞しました。彼女は、女性、少数民族、難民の学生が物理学の研究者になるために、現金賞を寄付しました。）
    • 2018年、ドナ・ストリックランドは、レーザーのチャープパルス増幅の研究でノーベル物理学賞を受賞した3人目の女性（2人目は1962年にマリアゲッパートメイヤー）になりました。フランシス・H・アーノルドは、酵素の定向進化でノーベル化学賞を受賞した5人目の女性になりました。
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出版物

  • ウィキブックスのGCSEサイエンス

リソース

  • ユーロサイエンス
  • 科学の分類における思想史辞典。（辞書の新しい電子形式はひどく壊れており、「デザイン」の後のエントリにはアクセスできません。インターネットアーカイブの 古いバージョン）。
  • 米国科学イニシアチブ研究開発結果を含む、米国政府機関から提供された選択された科学情報
  • 科学のしくみ カリフォルニア大学古生物学博物館
  • 「何が真実かをどうやって知るのか？」（アニメーションビデオ; 2:52）
  • 「科学」、コンセプトの概要、plantspeopleplanet.org.au