과학의 역사

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과학사란 과학에서 발생한 사건들에 대한 역사적 기록에 대해서 조사하는 학문이다. 수학사나 기술사나 철학사와 유사하나 이 문서에서는 다루지 않는다.

[편집] 과학을 바라보는 시점의 변화

전통적인 과학사학은 그 시점에 따라서 크게 두가지 시점으로 나뉘어졌다. 첫번째 시점은 화학사, 생물학사, 물리학사 처럼 과학의 세부학문의 역사를 각 이론등의 발전에 초점을 맞추는 관점이었고, 두번째 시점은 인류의 지적능력의 발달에 초점을 맞췄다. 하지만 이런 관점들은 절대주의적 성격이 강해서, 어째서 과거에는 그렇게 생각했나를 이해하려 들지 않았다. 오로지 과거의 틀린 점만을 강조함으로써, 발달만을 강조하는 시점이었다. 그 뒤 20세기 초반에 이런 시점에 대항하여, 과거의 이론을 과거 사회적 배경 등과 연관지어서 설명하는 측면이 등장하게 된다. 여기서 주목해야 할 책은 토머스 새뮤얼 쿤의 《과학혁명의 구조》라는 책인데, 이 책에서는 과학의 변천을 패러다임의 전환으로 설명하고 있다.

[편집] 원시과학

엄밀한 의미의 과학으로 볼수 없는 단계의 학문(Wiſsenschaft-독일어로 Wissenschaft는 학문이라는 뜻과 과학이라는 2가지 뜻을 갖고 있다.-)이다. 이 시기의 과학은 추상적인 측면이 강해서 철학과 구분하기가 힘들다. 이 시기에 주로 다뤘던 주제는 아르케(Arkhe)였다. 아르케란 만물을 구성하는 요소를 말한다. 이 시기의 주요한 인물,사상으로는 아리스토텔레스, 탈레스, 노자 등이 있다.

[편집] 초기 문명

선사시대에, 지식과 조언들은 세대에서 세대로 구전되어졌다. 이 때 문자가 발명되면서 지식이 이전보다 훨씬 충실하게 전달될수 있게 되었다. 그것이 잉여식량을 가능하게 한 농업의 발달과 결부되어, 초기문명의 발달을 가능하게 했다. 이는 생존외의 다른 일로 시간을 투자할수 있게 되었기 때문이다. 많은 고대문명은 간단한 관찰을 통한 체계적 형식의 천문학 정보를 수집하고 있었다. 비록 그들에게 실제 행성이나 별들에 대한 물리학적 지식은 없었지만, 그에 대한 많은 설명이 생겨났다.(이를 설명하려는 여러 시도들이 있었다.) 인간생리학의 기본 사실이 몇몇 장소에서 알려졌다. 그리고 연금술은 몇몇 문명에서 시도되어졌다. 상당한 장수를 위한 동식물군이 이때 조사되어졌다.

[편집] 동북아시아의 과학

동북아시아에서는 고대4대 문명중 하나였던 황하문명를 비롯한 수많은 고대문명, 예컨대 고조선의 만주문명, 초원지역의 유목민 문명등이 존재햇으며, 각 문명은 서로 교류를 하면서 많은 발명과 발견을 이루었다.

[편집] 중화권에서의 과학

중국에서는 춘추전국시대 당시 제후국들간의 전투가 치열했으므로 각 제후들은 전투에서 승리하기 위해 더 좋은 무기를 생산하기 위해 국력을 기울여야 했다. 그리하여 이 시대 때 청동기 문화가 발전하였으며, 청동제 무기가 많이 개발되었다. 그리고, 춘추전국시대를 진시황의 진이 통일한 뒤, 철기가 중국의 대부분의 지역에 보급되게 된다.(전국시대를 종결한 진조차 청동제 무기를 사용했다. 전국시대 당시 철제무기 생산은 국가 기밀이었기 떄문에 쉽게 보급되기 힘들었을 것이다. 이에 대한 다른 설명은 구리보다 철의 녹는 점이 높아 청동보다 철을 다루는 것이 힘들었고, 철광석 역시도 수량이 적었으며, 또 녹이 잘 슬었으므로 철은 단지 농기구 만드는 데에만 쓰였다는 것이다. ) 2세기에 채륜이 대나무 표피와 삼을 섞어 종이를 처음으로 발명했다. 종이가 쓰이기 이전의 중국은 대나무나 나무를 엮은 목간이나 비단을 사용해 기록했다. 그러나 이런 물건들은 무겁고 불편할 뿐더러 비쌌다. 따라서 (이런 점을 해결한) 종이의 발명을 통해 기록문화가 발달할 수 있었다. 동북아시아에서는 화약, 나침반, 연, 풍선, 그리고 인쇄술(여기서의 인쇄는 원시적인 인쇄술인 니판(泥板)인쇄를 말한다. 본격적인 인쇄술인 목판인쇄는 고려에서 시작되었다)이 발명되었다. 또한 수학,논리학,천문학, 약학 그리고 무수한 방면에서의 발달이 동북아시아에 있었다.

[편집] 한반도와 만주지역의 과학

[편집] 일본의 과학

[편집] 중세의 과학

서로마 제국의 멸망과 함께 많은 유럽지역이 과거의 지식으로부터의 연결을 잃어버리게 되었다. 그동안 비잔티움 제국이 알렉산드리아와 콘스탄티노플에 연구실을 보유하고 있었다. 알렉산드리아의 도서관(무세이온)은 642년에 파괴되었다. 아랍의 이집트 정복 후 과학의 교육의 시기가 중동과 서유럽(긴 시간 동안 서유럽의 이베리아 반도는 아랍인의 영토였다.)에 남아있던 고대 그리스 문헌에 기반의 복사와 주석에 기반되어 일어났다. 또한 11세기 영국에서 수학을 연구하던 말메스버리의 아일머의 비행과 같은 기술의 발달이 일어났다

[편집] 중세 인도의 과학과 기술

중세 이전에 고대 인도의 철학자들은 원자에 대한 체계적인 공식화와 물질계의 원자적 구조를 포함한 원자론을 발달시켰다. 상대성의 원리 도한 원시적인 상태로 인도의 철학적 명제인 사펙샤바드로 존재했다. 샤펙샤바드는 산스크리트어로 상대성 이론(아인슈타인의 상대성 이론과는 다르다.)을 의미한다. 중세가 시작되면서, 인도에서는 우츠라 불리는 녹슬지 않는 쇠가 인도에서 생산되었다. 중세 말기, 철제 로켓이 남인도의 마이소어왕국에서 발명되었다 499년 아럅하타는 중력의 태양중심의 태양계 모델을 발표했다. 7세기에 브라마굽타가 중력을 잡아당기는 힘으로 인지하고 중력의 법칙을 기술했다. 그는 또한 0을 십진법 숫자와, 공간채우기의 용도로 모두 사용하는 눈부신 업적을 이룩했다. 0이 포함된 힌두-아랍숫자 시스템은 현재 전세계적으로 사용되고 있다.

싣드한타 시로마니는 12세기에 바스카라에 의해서 쓰여진 수리천문학 문헌이다. 그 책의 첫번째 부분의 12개 장들은 다음 주제를 다룬다.

행성들의 평균 황경들
행성들의 진짜 황경들
일주운동의 3개의 문제들
삭망들
월식
일식
행성들의 황위들
천체의 돋음과 넘이
초승달
행성 사이의  합
행성과 항성 사이의 합
태양과 달의 patas.

두번째 부분의 13개 장들을 구에 대한 다음 주제들을 다룬다.

구에 관한 연구의 예찬
구의 성질
우주구조학(하늘의 지리학)과 지리학
행성의 평균 운동
행성들의 편심 복원모델
고리모양의 구
구형의 삼각법
타원 계산들
행성들의 첫번째 시계들
초승달 계산
천문 도구들
계절들
천문 계산들의 문제들.

12 세기, 바스카라와 여러 가지 케라라 학파의 케라라 수학자들는 처음으로 미적분, 수학적 해석, 삼각급수, 부동소수점 수, 그리고 미적분의 발달 전체에 기초적인 개념을 고안했다

[편집] 이슬람 철학

그 사이에, 중동에서는, 그리스의 철학은 새로이 생겨난 아랍의 칼리프에 의해 약간의 지지를 얻어낼 수 있었다. 7,8 세기에 이슬람교가 널리 퍼지면서 이슬람의 학문은 14세기 까지 유지되었다. 이 학문은 몇몇 요인들의 도움을 받았다. 오직 하나이 말 아랍어의 사용은 번역자가 필요없는 의사소통을 가능케 했다. 비잔티움 제국으로로부터의 그리스와 로마의 문헌들과 인도의 지식원 으로의 접근은 이슬람의 학자들에게 지식기반을 제공했다. 게다가, 메카순례를 하는 참배객을 의미하는 하지는, 이슬람 세계 전역에 새로운 학문적 발상을 공유하게 했다..

이슬람의 과학자들은 과학을 순수하게 이성을 추구하는 것에서 실험적 결과를 구구하는 것으로 변화시키는 시기에 결정적인 역할을 했다는 점에서 중요하다. 이 때문에, 그들은 인용과, 인증이라는 개념을 개발했다.

이슬람의/아랍의 과학자들은 또한 그리스인들보다 실험을 강조했다. 수학에서, 페르시아 학자인 알 콰리즈미는 그의 이름을 알고리즘에 남겼고, 대수학(알게브라)는 그의 저서인 알 자브르에서 유래했다. 사바교도 수학자 알 바타니는 천문학과 수학에, 페르시아 사람 학자 알 라지는 화학에 공헌했다. 천문학에서, 알 바타니는 히파르타쿠스의 측정을 개선했고, '위대한 문헌'이라는 뜻의 그리스 문헌 'He Megale Syntaxis'는 알마게스트라는 이름으로 그리스어에서 번역했다. 알 바타니는 또한 지구의 축의 세차측정의 정밀도를 개선했다.

아랍의 연금술은 비록 과학으로써는 결함이 있지만, 유럽에 실험적 방법론을 도입했던 프랜시스 베이컨과 아이작 뉴턴에 강한 영감을 주었다.

[편집] 12세기부터의 유럽 르네상스

유럽의 지적 활성화는 12 세기에 중세의 대학교의 탄생 과 함께 시작됐다. 재정복과 십자군 기간 동안 수복한 영토인, 한때 이슬람 세계에 속하던 스페인과 시칠리아에서 고대 그리스와 로마의 문헌을 번역한 이슬람 철학자들 특히 아베로에즈의 저작을 접할수 있었다. 유럽의 대학교는 구체적으로 이 본문들의 번역과 증식에 도움을 주고，과학적인 커뮤너티들에 필요했던 새로운 인프라 구축을 시작했다. 13세기 초, 대부분 지적으로 중요한 고대 저술가들의 주요 저서들에 대한 책임감있고, 정확한 라틴 번역들이 있었고, 이는 과학적 아이디어의 구전이 대학과 수도원을 통해서 이루어질 수 있게 했다. 그때부터 그런 문서들에 포함되어 있던 자연철학들이 로버트 그로세테스테, 로져 베이컨, 알베투스 마그누스, 그리고 둔스 스코투스와 같은 주목할만한 스콜라 철학 학자들에 의해서 확장돼기 시작했다. 근대 과학적 방법론의 조짐은 이미 그로세테스테의 수학에 대한 자연을 이해하는 방법으로의 강조와, 이미 이슬람 과학에서 존재하던, 베이컨이 탄복한 실험적 접근에서 보여진다. 중세 과학사의 선구적 연구자인 피에르 두헴에 따르면, 1277년의 금지령 사건이 사람들에게 아리스토텔레스 철학에 대한 무조건적인 의존을 타파하고, 세상을 다른 방법으로도 생각하도록 만들었기 때문에 근대과학을 유도했다. 14세기 전반은 위대한 사상가들의 과학적 저작을 보았다. 오컴은 오컴의 면도날이라 불리는 검약의 원리 즉 철학은 오직 진실된 지식을 낳을 수 있는 주제에 대해서만 논의해야 한다. 는 주장을 했다. 이것은 효과가 없는 토론들의 쇠퇴를 가져오게 했고，자연철학을 과학으로 이동하게 했다. 파리의 금지령의 결과, 쟝 부리단과 니콜라스 오레스미와 같은 학자들은 아리스토텔레스 역학에 포함된 지식에 대해서 의문을 품기 시작했다. 특히, 부리단은 현대 관성의 개념의 첫번째 단계인 임페투스 이론을 발달시켰다 1348년에, 흑사병과 다른 재해들은 방대한 철학과 과학적인 발전의 이전 시기를 갑작스럽게 끝냈다. 게다가 1453년, 콘스탄티노플의 함락 이후 많은 비잔틴 학자들이 보호를 찾아서 서유럽으로 오면서 고대문헌의 재발견이 향상되었다. 그 사이에, 구텐베르크의 인쇄술의 발명은 유럽 사회에 큰 영향을 끼쳤다. 편리해진 인쇄물의 유포는 배움을 민주화시키고 새로운 생각을 빨리 확산시키게 했다. 이런 발전들은 흑사병의 시작으로 멎어버린 과학적 변화의 과정 속행으로 이해될 수 있는 과학혁명으로의 길을 열었다.

[편집] 과학혁명

유럽의 근대 과학은 대변동의 시기를 맞이했다. 종교개혁, 크리스토퍼 콜럼버스에 의한 미국의 발견, 콘스탄티노플의 함락, 스페인의 종교재판, 12~13세기의 아리스토텔레스의 재발견 등은 거대한 사회/정치 변화의 전조가 되었다. 이에 따라, 마틴 루터와 장 칼뱅이 종교의 교의에 질문을 품은 것과 마찬가지로 과학의 교의를 품을 수 있는 적당한 환경이 생성되었다. 프톨레마이오스의 천문학, 칼레노스의 의학, 아리스토텔레스의 물리학에 대한 저작이 항상 모든 관찰과 일치하는다는 사실이 발견되었다. 예컨대 활을 떠나서 공기중으로 날아가는 화살은 지상의 물체의 가장 안정된 물체는 정지상태이므로, 이동하는 물체는 외력의 방해를 받는다는 아리스토텔레스의 법칙을 부정한다. 베살리우스의 인간 시체에 대한 작업은 갈레노스의 해부학적 시점의 문제를 발견했다. 베살리우스의 실험들은 인간의 해부에 관심을 불어넣었다. 상세한 베살리우스의 실험은 인체해부학에 대한 관심에 활력을 주었다. 기존의 진리들에 대해서 질문하고, 새로운 답을 추구하는 마음은, 지금 과학혁명으로 알려진, 주요한 과학적 진보의 기간을 일궈냈다/ 많은 역사가들에 의해서 과학혁명은 천문학자 니콜라스 코페르니쿠스에 의해，천구의 회전이 처음으로 인쇄된 1543년에 시작되었다고 간주되어진다. 이 책의 논제는 지구가 태양주의를 돌고 있다는 것이다. 그 시기는 1687년 아이작 뉴턴의 프린키피아가 출판되면서 절정을 맞이했다. 이시기에, 갈릴레오 갈릴레이, 에드먼드 핼리, 로버트 후크, 크리스티안 호이겐스, 티코 브라헤 , 요하네스 케플러 , 고트프리트 라이프니츠, 블레즈 파스칼에 의해. 또다른 과학적으로 중대한 발전이 있었다. 철학 안에서, 주요한 공헌들이 프랜시스 베이컨, 토마스 브라우니 경, 르네 데카르트 , 토마스 홉스에 의해 이루어졌다. 과학적 방법론의 기초 또한 개발되었다 새로운 생각하는 방법은 실험과, 전통적 중요성을 뛰어넘는 이유를 강조했다.

[편집] 현대과학

과학혁명은 과학을 지식의 발전에 출중한 근원으로 확립시켰다. 19세기동안 과학의 실험은 과학적 지식의 역할은 증가했고, 민족국가의 역할의 많은 양상과 함께 법인화되어졌기 때문에 20세기까지 계속 전문화되었고, 제도화되어졌다.

[편집] 자연과학

[편집] 화학

이 부분의 본문은 화학사입니다.

근대화학의 역사는 윌리엄 쿨렌, 조세프 블랙, 토르번 버그만, 피에르 마쿼와 같은 약학자들의 질량측정 실험과 그로부터 얼마간 연금술적 요소가 계속되기는 했지만 로버트 보일이 1661년 그의 저서인 회의적 화학자에서 연금술과 화학을 불리시킨 것으로부터 시작한다고 할 수 있다. 또는, 앙투안 라부아지에의 산소의 발견과 플로지스톤설을 반박하는 질량 보존의 법칙의 발명일로 부터 시작한다고도 할 수있다. 1803년, 존 돌턴에 의해서 만물이 물질을 구성하며, 더이상 쪼개지지않는 입자인 원자로 구성되어있다는 것이 증명되었다. 그는 또한 질량작용의 법칙을 수식화했다. 1869년 드미트리 멘델레예프는 돌턴의 발견에 기반을 둔 그의 주기율표를 만들어냈다. 프리드리히 뵐러의 요소의 합성은 새로운 연구분야인 유기화학를 열었다. 그리고 19세기 말기, 과학자들은 수백가지의 유기물질을 합성할수 있게 되었다. 19세기 후반, 고래잡이으로부터 얻는 기름의 고갈 이후에 석유물질의 이용을 보여주었다. 20세기 동안, 정제된 물질의 체계적인 생산은, 에너지 뿐만 아니라 의류, 의약품, 그리고 일상품에 사용되는 화학물질을 제공하게 되었다. 유기화학 기술의 생물체에 대한 응용은 생화학의 전단계인 생리화학을 낳았다. 20세기는 또한. 원자의 전자적 구조를 결과로 물질의 화학적 특성을 설명함으로써, 물리학과 화학의 조화를 보였다. 라이너스 폴링의 책'화학결합의 성질은 양자역학의 원리를 모든 복잡한 물질의 결합각을 추론하는데 이용하였다. 폴링의 작업은 1953년 프랜시스 크릭이 '생명의 비밀'이라 불렀던 DNA의 물리적 모델링에서 정점을 이루었다. 같은 해, 유리-밀러는 원시지구의 재연에서 단백질의 기본 구성물질을 아미노산을 합성하는 실험을 했다.

[편집] 물리학

과학혁명을 경계로 과거의 철학적 생각과 고전역학이 나뉘어진다. 코페르니쿠스는 사모스의 아리스타쿠스가 처음으로 생각한 지동설 모델을 부활시켰다. 이것은요하네스 케플러가 17세기 초반 밝혀낸 태양이 그 궤도의 두 초점중 하나를 차지하는 타원궤도를 돈다는 행성의 운동모델을 따랐다. 또한, 갈릴레오 갈릴레이는 물리이론들을 확인하는데 실험을 사용하는 과학적 방법론의 핵심사상을 시도했다. 1687년, 뉴턴은 자연철학의 수학적 원리 그 안에는 두개의 광범위하고 성공적인 물리법칙 즉 고전역학을 이끈 뉴턴의 운동법칙과 중력의 기초를 설명하는 만유인력의 법칙이 수록되어잇다. 전기와 자기의 성질은 19세기 초반에, 마이클 프라이데이와 게오르크 옴에 의해 연구되었다. 이 연구는 맥스웰에 의해 밝혀져서 맥스웰 방정식으로 알려진 전기와 자기라는 서로 다른 현상을 하나의 전자기 법칙으로 묶는 맥스웰 방정식의 탄생에 기여했다 20세기 초반은 물리학에 있어서 혁명과 같은 시기였다.. 오랬동안 받아들여졌던 뉴턴의 법칙들이 모든 경우에서 맞지 않는다는 것이 밝혀졌다. 1900년대 초반, 플랑크,아인슈타인, 보어와 다른 연구자들은 불연속적인 에너지 준위에 의해서 발생되는 몇개의 이상한 실험 결과를 설명하기 위해서 양자 이론을 제안했다. 작은 규모에서의 운동법칙에 적용되는 양자역학 뿐만 아니라, 1915년에는 아인슈타인에 의해서는 뉴턴의 고전역학과 특수 상대성 이론이 가정하고 있던 시공의 절대적인 기준이 존재할수 없다는 것을 나타내는 일반 상대성 이론이 발견되었다. 1925년에,하이젠베르크와 슈뢰딩거는 이전의 양자 가설을 설명하는 양자 역학을 수식으로 만들었다. 1929년에 에드윈 허블에 의해 관측된 은하의 후퇴속도와 그것의 거리가 관계있다는 관측은 우주가 확장되고 있다고 이해하도록 만들었고 그것은 가모프에 의해 제안된 빅뱅이론을 낳았다. 제2차 세계 대전 동안 더 많은 발전이 있었으며 그들은 레이더의 실전적 적용과 발전 그리고 원자폭탄의 이용을 낳았다. 1930년대, 로렌스에 의한 입자가속기의 발명과 함께 시작되었으나, 전후의 물리학은 역사학자들이 '거대과학'이라 부르는 거대한 기계, 예산, 실험실이 그들의 이론을 증명하는데 필요한 상태로 접어들게 된다. 물리학의 주된 후원자는 기초학문에 대한 연구가 산업과 국방 응용에 유용하다는 것을 깨달은 정부가 되엇다. 현재, 일반 상대성 이론과 양자역학은 서로 잘 맞아 떨어지지 않는다. 그리고 그 둘을 통합하고자 하는 노력이 진행중이다.