การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์

การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์

นักดาราศาสตร์โคเปอร์นิคัส หรือ การสนทนากับพระเจ้าโดย Jan Matejkoพ.ศ. 2416
วันที่	ค.ศ. 1543–1687
ที่ตั้ง	ยุโรป
ผลลัพธ์	การปฏิวัติโคเปอร์นิ กัน ยุคแห่งการตรัสรู้

การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เป็นชุดเหตุการณ์ที่บ่งบอกถึงการเกิดขึ้นของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ในช่วงยุคต้นสมัยใหม่เมื่อพัฒนาการทางคณิตศาสตร์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชีววิทยา(รวมถึงกายวิภาคศาสตร์ของมนุษย์ ) และเคมีได้เปลี่ยนแปลงทัศนคติของสังคมเกี่ยวกับธรรมชาติ^{[1] [ 2] [3] [4] [5] [6] การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นใน} ยุโรปในช่วงครึ่งหลังของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาโดยมีการตีพิมพ์De revolutionibus orbium coelestium ( On the Revolutions of the Heavenly Spheres ) ของ Nicolaus Copernicus ในปี ค.ศ. 1543 มักถูกอ้างถึงว่าเป็นจุดเริ่มต้น^[7]

ยุคฟื้นฟูวิทยาศาสตร์เน้นไปที่การฟื้นคืนความรู้ของคนโบราณในระดับหนึ่งและถือว่ามาถึงจุดสูงสุดในสิ่งพิมพ์Principia ของ ไอแซก นิวตัน ในปี ค.ศ. 1687 ซึ่งได้กำหนดกฎของการเคลื่อนที่และแรงโน้มถ่วงสากล^[8]จึงทำให้การสังเคราะห์จักรวาลวิทยา ใหม่เสร็จสมบูรณ์ ยุคแห่งการตรัสรู้ในเวลาต่อมาได้เห็นแนวคิดของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นในงานของฌอง ซิลแวง บายี ในศตวรรษที่ 18 ซึ่งบรรยายถึงกระบวนการสองขั้นตอนในการกวาดล้างสิ่งเก่าและก่อตั้งสิ่งใหม่^[9]ยังคงมีการมีส่วนร่วมทางวิชาการเกี่ยวกับขอบเขตของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และลำดับเหตุการณ์ของมัน

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ครั้งยิ่งใหญ่ถูกเรียกว่า "การปฏิวัติ" ตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 ตัวอย่างเช่น ในปี 1747 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสAlexis Clairautเขียนว่า " มีการกล่าวกันว่า นิวตันได้สร้างการปฏิวัติในชีวิตของเขาเอง" ^[10]คำนี้ยังใช้ในคำนำของ ผลงานของ Antoine Lavoisierในปี 1789 ที่ประกาศการค้นพบออกซิเจน "การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เพียงไม่กี่ครั้งเท่านั้นที่ได้รับความสนใจจากคนทั่วไปทันทีเท่ากับการแนะนำทฤษฎีออกซิเจน ... Lavoisier พบว่าทฤษฎีของเขาได้รับการยอมรับจากบุคคลที่มีชื่อเสียงที่สุดในยุคของเขา และได้รับการยอมรับในยุโรปส่วนใหญ่ภายในเวลาไม่กี่ปีนับตั้งแต่มีการประกาศครั้งแรก" ^[11]

ในศตวรรษที่ 19 วิลเลียม วีเวลล์ได้บรรยายถึงการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เอง ซึ่งก็คือวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 15–16 “การปฏิวัติที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดประการหนึ่งซึ่งความคิดเห็นเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ประสบพบเจอ คือ การเปลี่ยนผ่านจากความไว้วางใจโดยปริยายในพลังภายในของจิตใจของมนุษย์ ไปเป็นการพึ่งพาการสังเกตจากภายนอก และจากความเคารพอย่างไม่มีขอบเขตต่อภูมิปัญญาในอดีต ไปเป็นการคาดหวังอย่างแรงกล้าถึงการเปลี่ยนแปลงและการปรับปรุง” ^[12]ซึ่งทำให้เกิดมุมมองทั่วไปเกี่ยวกับการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน:

ทัศนะใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติเกิดขึ้นแทนที่ทัศนะของชาวกรีกที่ครอบงำวิทยาศาสตร์มาเกือบ 2,000 ปี วิทยาศาสตร์กลายเป็นสาขาวิชาอิสระที่แยกจากทั้งปรัชญาและเทคโนโลยี และถูกมองว่ามีเป้าหมายที่เป็นประโยชน์^[13]

การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์นั้นโดยทั่วไปจะสันนิษฐานว่าเริ่มต้นจากการปฏิวัติโคเปอร์นิคัส (เริ่มต้นในปี ค.ศ. 1543) และจะสมบูรณ์ใน "การสังเคราะห์ครั้งยิ่งใหญ่" ของPrincipia ของไอแซก นิวตันในปี ค.ศ. 1687 การเปลี่ยนแปลงทัศนคติส่วนใหญ่มาจากฟรานซิส เบคอน^[14]ซึ่ง "ประกาศอย่างมั่นใจและชัดเจน" เกี่ยวกับความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดสมาคมวิทยาศาสตร์ เช่นราชสมาคม^[15]และกาลิเลโอผู้เป็นผู้สนับสนุนโคเปอร์นิคัสและพัฒนาวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่^[16]

การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นได้จากความก้าวหน้าในการผลิตหนังสือ^{[17] [18]}ก่อนการถือกำเนิดของแท่นพิมพ์ซึ่งแนะนำในยุโรปในช่วงปี ค.ศ. 1440 โดยโยฮันเนส กูเทนเบิร์กไม่มีตลาดมวลชนในทวีปสำหรับบทความทางวิทยาศาสตร์ เช่นเดียวกับหนังสือศาสนา การพิมพ์ได้เปลี่ยนวิธีการสร้างความรู้ทางวิทยาศาสตร์อย่างเด็ดขาด รวมถึงวิธีเผยแพร่ความรู้เหล่านั้น ทำให้สามารถผลิตไดอะแกรม แผนที่ ภาพวาดกายวิภาค และการแสดงภาพของพืชและสัตว์ได้อย่างแม่นยำ และการพิมพ์ยังทำให้สามารถเข้าถึงหนังสือวิชาการได้มากขึ้น ทำให้ผู้วิจัยสามารถสืบค้นข้อความโบราณได้อย่างอิสระ และเปรียบเทียบข้อสังเกตของตนเองกับข้อสังเกตของนักวิชาการด้วยกัน^[19]แม้ว่าความผิดพลาดของช่างพิมพ์มักจะทำให้ข้อมูลเท็จแพร่หลายออกไปอยู่บ่อยครั้ง (ตัวอย่างเช่น ในหนังสือSidereus Nuncius (The Starry Messenger) ของกาลิเลโอ ซึ่งตีพิมพ์ในเมืองเวนิสในปี 1610 ภาพพื้นผิวดวงจันทร์จากกล้องโทรทรรศน์ของเขาปรากฏผิดพลาดจากด้านหลังไปด้านหน้า) การพัฒนาแผ่นโลหะแกะสลักทำให้ข้อมูลภาพที่แม่นยำสามารถคงอยู่ถาวรได้ ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนแปลงจากเมื่อก่อน เมื่อภาพแกะไม้เสื่อมลงจากการใช้งานซ้ำๆ ความสามารถในการเข้าถึงงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ก่อนหน้านี้หมายความว่านักวิจัยไม่จำเป็นต้องเริ่มต้นใหม่ตั้งแต่ต้นเสมอไปในการทำความเข้าใจข้อมูลการสังเกตของตนเอง^[19]

ในศตวรรษที่ 20 อเล็กซานเดอร์ โคยเรได้แนะนำคำว่า "การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์" โดยเน้นการวิเคราะห์ของเขาเกี่ยวกับกาลิเลโอ คำนี้ได้รับความนิยมโดยเฮอร์เบิร์ต บัตเตอร์ฟิลด์ในหนังสือOrigins of Modern Scienceผลงานของโทมัส คูน ในปี 1962 ที่ ชื่อ The Structure of Scientific Revolutionsเน้นย้ำว่ากรอบทฤษฎีที่แตกต่างกัน เช่นทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์และทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันซึ่งถูกแทนที่แล้ว ไม่สามารถนำมาเปรียบเทียบกันได้โดยตรงโดยไม่สูญเสียความหมาย

ช่วงเวลาดังกล่าวเป็นช่วงที่แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ ทั้งในด้านคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ และชีววิทยา ในสถาบันที่สนับสนุนการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ และในภาพรวมของจักรวาลที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางยิ่งขึ้น^[16]การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์นำไปสู่การก่อตั้งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่หลายสาขา ในปี 1984 โจเซฟ เบน-เดวิดเขียนว่า:

การสะสมความรู้อย่างรวดเร็วซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนเลย กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์รูปแบบใหม่เกิดขึ้นเพียงไม่กี่ประเทศในยุโรปตะวันตก และถูกจำกัดอยู่เพียงในพื้นที่เล็กๆ นั้นเป็นเวลาประมาณสองร้อยปี (ตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้ถูกดูดซึมเข้าสู่ส่วนอื่นๆ ของโลก) ^[20]

นักเขียนร่วมสมัยและนักประวัติศาสตร์สมัยใหม่หลายคนอ้างว่าทัศนคติของโลกเปลี่ยนไปอย่างปฏิวัติ ในปี ค.ศ. 1611 จอห์น ดอนน์ กวีชาวอังกฤษ เขียนว่า:

ปรัชญาใหม่เรียกร้องให้ทุกคนสงสัย

ธาตุไฟดับหมดสิ้น
ดวงอาทิตย์ดับสูญ และโลกก็สูญสิ้น และไม่มีปัญญาของมนุษย์

สามารถชี้แนะให้เขาได้ว่าจะหาได้จากที่ไหน^[21]

บัตเตอร์ฟิลด์รู้สึกสับสนน้อยลงแต่ก็มองว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นเรื่องพื้นฐาน:

นับตั้งแต่การปฏิวัติครั้งนั้นได้เปลี่ยนอำนาจของภาษาอังกฤษไม่เพียงแต่ในยุคกลางเท่านั้นแต่ยังรวมถึงโลกยุคโบราณด้วย—ตั้งแต่เริ่มต้นไม่เพียงแต่ในสุริยุปราคาแห่งปรัชญาสโกลาสติกเท่านั้นแต่ยังรวมถึงการทำลายล้างฟิสิกส์ของอริสโตเติลด้วย—การปฏิวัติครั้งนั้นได้บดบังทุกสิ่งทุกอย่างตั้งแต่การกำเนิดของศาสนาคริสต์ และลดระดับยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาและยุคปฏิรูปศาสนาให้เป็นเพียงเหตุการณ์เท่านั้น เป็นเพียงการเคลื่อนย้ายภายในระบบของศาสนาคริสต์ในยุคกลางเท่านั้น... [การปฏิวัติครั้งนั้น] มีขนาดใหญ่เท่ากับต้นกำเนิดที่แท้จริงของทั้งโลกสมัยใหม่และความคิดสมัยใหม่ จนการแบ่งช่วงเวลาตามธรรมเนียมของประวัติศาสตร์ยุโรปกลายเป็นสิ่งที่ล้าสมัยและกลายเป็นภาระ^[22]

นักประวัติศาสตร์ปีเตอร์ แฮร์ริสันระบุว่าศาสนาคริสต์มีส่วนสนับสนุนให้เกิดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์:

นักประวัติศาสตร์ด้านวิทยาศาสตร์ทราบมานานแล้วว่าปัจจัยทางศาสนามีบทบาทเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญต่อการเกิดขึ้นและการคงอยู่ของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ในโลกตะวันตก ไม่เพียงแต่บุคคลสำคัญจำนวนมากในการเติบโตของวิทยาศาสตร์จะมีความมุ่งมั่นทางศาสนาอย่างจริงใจเท่านั้น แต่แนวทางใหม่ต่อธรรมชาติที่พวกเขาริเริ่มขึ้นยังได้รับการสนับสนุนในรูปแบบต่างๆ จากสมมติฐานทางศาสนาอีกด้วย ... อย่างไรก็ตาม บุคคลสำคัญจำนวนมากในการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์จินตนาการว่าตนเองเป็นผู้สนับสนุนวิทยาศาสตร์ที่เข้ากันได้กับศาสนาคริสต์มากกว่าแนวคิดในยุคกลางเกี่ยวกับโลกธรรมชาติที่พวกเขาเข้ามาแทนที่^[23]

การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ถูกสร้างขึ้นบนรากฐานของ การเรียนรู้และวิทยาศาสตร์ ของชาวกรีกโบราณในยุคกลาง ซึ่งได้มีการขยายความและพัฒนาเพิ่มเติมโดยวิทยาศาสตร์ของชาวโรมัน/ไบแซนไทน์และวิทยาศาสตร์อิสลามในยุคกลาง^[6]นักวิชาการบางคนสังเกตเห็นความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่าง "ลักษณะเฉพาะของศาสนาคริสต์แบบดั้งเดิม" และการเติบโตของวิทยาศาสตร์^{[24] [25]} " ประเพณีของอริสโตเติล " ยังคงเป็นกรอบความคิดที่สำคัญในศตวรรษที่ 17 แม้ว่าในเวลานั้นนักปรัชญาธรรมชาติได้ละทิ้งมันไปมากแล้ว^[5]แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่ย้อนกลับไปถึงยุคโบราณคลาสสิกได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา และในหลายๆ กรณีก็ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์ว่าเสื่อมเสียชื่อเสียง^[5]แนวคิดที่ยังคงอยู่ ซึ่งได้รับการเปลี่ยนแปลงไปในทางพื้นฐานในช่วงการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่:

• จักรวาลวิทยาของอริสโตเติล ที่วาง โลก ไว้ ที่ศูนย์กลางของจักรวาล ที่มีลำดับชั้นเป็นทรงกลม ภูมิภาค ทางบกและทางท้องฟ้าประกอบด้วยธาตุต่างๆ ที่มีการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติที่ แตกต่างกัน
  • ตามคำกล่าวของอริสโตเติล พื้นที่ภาคพื้นดินประกอบด้วยทรงกลมซ้อนกันของธาตุ ทั้งสี่ ได้แก่ดินน้ำลมและไฟ วัตถุทั้งหมดเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามธรรมชาติจนกระทั่งถึงทรงกลมที่เหมาะสมกับองค์ประกอบธาตุของวัตถุนั้นๆ ซึ่งก็ คือตำแหน่ง ตามธรรมชาติของวัตถุนั้นๆ การเคลื่อนไหวภาคพื้นดินอื่นๆ ทั้งหมดล้วนไม่เป็นธรรมชาติหรือรุนแรง^{[26] [27]}
  • บริเวณท้องฟ้าประกอบด้วยธาตุที่ 5 คืออีเธอร์ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงและเคลื่อนที่ตามธรรมชาติด้วยการเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ^[28]ในประเพณีของอริสโตเติล ทฤษฎีทางดาราศาสตร์พยายามอธิบายการเคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอของวัตถุท้องฟ้าที่สังเกตได้โดยใช้ผลรวมของการเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอหลายครั้ง^[29]
• แบบจำลองการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์แบบทอเลมีซึ่งอิงตามแบบจำลองทางเรขาคณิตของยูโดซัสแห่งนีดัส อัล มาเจสต์ของทอเลมีแสดงให้เห็นว่าการคำนวณสามารถคำนวณตำแหน่งที่แน่นอนของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดวงดาว และดาวเคราะห์ในอนาคตและในอดีตได้ และแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองการคำนวณเหล่านี้ได้มาจากข้อมูลทางดาราศาสตร์อย่างไร ด้วยเหตุนี้ แบบจำลองเหล่านี้จึงสร้างแบบจำลองสำหรับการพัฒนาดาราศาสตร์ในภายหลัง พื้นฐานทางกายภาพของแบบจำลองทอเลมีนั้นเกิดจากชั้นของเปลือกทรงกลมแม้ว่าแบบจำลองที่ซับซ้อนที่สุดจะไม่สอดคล้องกับคำอธิบายทางกายภาพนี้ก็ตาม^[30]

ทฤษฎีและการพัฒนาทางเลือกที่เคยเป็นบรรทัดฐานในอดีตนั้นมีอยู่ก่อนการค้นพบในเวลาต่อมาในด้านฟิสิกส์และกลศาสตร์ แต่เนื่องจากผลงานที่หลงเหลืออยู่จากการแปลมีจำกัดในช่วงที่หนังสือหลายเล่มสูญหายไปจากสงคราม การพัฒนาเหล่านี้จึงยังไม่ชัดเจนมาเป็นเวลาหลายศตวรรษ และโดยทั่วไปถือว่ามีผลเพียงเล็กน้อยต่อการค้นพบปรากฏการณ์ดังกล่าวใหม่ ในขณะที่การประดิษฐ์แท่นพิมพ์ทำให้ความรู้ที่ก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ แพร่หลายไปอย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตาม ในระหว่างนั้น ความก้าวหน้าที่สำคัญในด้านเรขาคณิต คณิตศาสตร์ และดาราศาสตร์ก็เกิดขึ้นในยุคกลาง

นอกจากนี้ยังเป็นความจริงที่บุคคลสำคัญหลายคนของการปฏิวัติวิทยาศาสตร์มีความเคารพต่อการเรียนรู้โบราณ ในยุค ฟื้นฟูศิลปวิทยา และอ้างถึงสายเลือดโบราณสำหรับนวัตกรรมของพวกเขา โคเปอร์นิคัส ^[31]กาลิเลโอ^{[1] [2] [3] [32]} โยฮันเนส เคปเลอร์^[33]และนิวตัน^[34]ล้วนสืบเชื้อสายโบราณและยุคกลางที่แตกต่างกันสำหรับระบบเฮลิโอเซนทริกใน Axioms Scholium ของPrincipiaนิวตันกล่าวว่ากฎการเคลื่อนที่สาม ประการของเขา ได้รับการยอมรับจากนักคณิตศาสตร์แล้ว เช่นคริสเตียน ฮอยเกนส์วอลเลซ เรน และคนอื่นๆ ในขณะที่เตรียมPrincipia ฉบับแก้ไขใหม่ นิวตันได้นำกฎแรงโน้มถ่วงและกฎการเคลื่อนที่ข้อแรกของเขาไปใช้กับบุคคลสำคัญในประวัติศาสตร์หลายคน^{[34] [35]}

แม้จะมีคุณสมบัติเหล่านี้ ทฤษฎีมาตรฐานของประวัติศาสตร์การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ก็อ้างว่าศตวรรษที่ 17 เป็นช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงทางวิทยาศาสตร์ครั้งใหญ่ ไม่เพียงแต่มีการพัฒนาทางทฤษฎีและการทดลองครั้งใหญ่เท่านั้น แต่ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น วิธีการทำงานของนักวิทยาศาสตร์ก็เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น แม้ว่าจะมีการแนะนำแนวคิดเรื่องความเฉื่อยเป็นระยะๆ ในการอภิปรายเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในสมัยโบราณ^{[36] [37]}ประเด็นสำคัญคือทฤษฎีของนิวตันแตกต่างจากความเข้าใจในสมัยโบราณในหลายๆ ด้าน เช่น แรงภายนอกเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่อย่างรุนแรงในทฤษฎีของอริสโตเติล^[38]

ภายใต้แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่คิดขึ้นในศตวรรษที่ 17 สถานการณ์ทางธรรมชาติและทางเทียมถูกละทิ้งไป เนื่องจากประเพณีการวิจัยของการทดลองอย่างเป็นระบบได้รับการยอมรับจากชุมชนวิทยาศาสตร์อย่างช้าๆ ปรัชญาของการใช้ แนวทาง การอุปนัยในการรับความรู้—การละทิ้งสมมติฐานและพยายามสังเกตด้วยใจที่เปิดกว้าง—นั้นขัดแย้งกับแนวทางการอนุมาน ของอริสโตเติลในยุคก่อน ซึ่งการวิเคราะห์ข้อเท็จจริงที่ทราบแล้วนั้นทำให้เกิดความเข้าใจเพิ่มเติม ในทางปฏิบัติ นักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญาหลายคนเชื่อว่าจำเป็นต้องมีการผสมผสานที่ดีของทั้งสองอย่าง—ความเต็มใจที่จะตั้งคำถามต่อสมมติฐาน แต่ยังต้องตีความข้อสังเกตที่ถือว่ามีความถูกต้องในระดับหนึ่งด้วย^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

เมื่อสิ้นสุดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ โลกเชิงคุณภาพของนักปรัชญาที่อ่านหนังสือได้เปลี่ยนไปเป็นโลกเชิงกลไกและคณิตศาสตร์ที่เป็นที่รู้จักผ่านการวิจัยเชิงทดลอง แม้ว่าจะไม่เป็นความจริงอย่างแน่นอนว่าวิทยาศาสตร์ของนิวตันนั้นเหมือนกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ในทุก ๆ ด้าน แต่ในเชิงแนวคิดก็คล้ายคลึงกับวิทยาศาสตร์ของเราในหลายๆ ด้าน คุณลักษณะเด่นหลายประการของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการสถาปนาและการทำให้เป็นวิชาชีพ ไม่ได้กลายเป็นมาตรฐานจนกระทั่งกลางศตวรรษที่ 19 ^{[ ต้องการอ้างอิง ]}

รูปแบบหลักของประเพณีทางวิทยาศาสตร์ของอริสโตเติลในการโต้ตอบกับโลกคือการสังเกตและค้นหาสถานการณ์ "ตามธรรมชาติ" โดยใช้เหตุผล ควบคู่ไปกับแนวทางนี้ก็คือความเชื่อที่ว่าเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนักซึ่งดูเหมือนจะขัดแย้งกับแบบจำลองทางทฤษฎีเป็นความผิดปกติ ซึ่งไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับธรรมชาติตามที่เป็น "ตามธรรมชาติ" ในช่วงการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ การรับรู้ที่เปลี่ยนไปเกี่ยวกับบทบาทของนักวิทยาศาสตร์ที่มีต่อธรรมชาติ คุณค่าของหลักฐาน ไม่ว่าจะจากการทดลองหรือการสังเกต นำไปสู่วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ลัทธิประสบการณ์นิยมมีบทบาทสำคัญ^{[ ต้องการอ้างอิง ]}

เมื่อการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เริ่มขึ้น ประสบการณ์นิยมได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของวิทยาศาสตร์และปรัชญาธรรมชาติแล้วนักคิดก่อนหน้านี้ รวมถึง วิลเลียมแห่งอ็อกแคม นักปรัชญา แนวนามนิยมในช่วงต้นศตวรรษที่ 14 ได้เริ่มเคลื่อนไหวทางปัญญาในทิศทางของประสบการณ์นิยม^[39]คำว่าประสบการณ์นิยมของอังกฤษเริ่มใช้เพื่ออธิบายความแตกต่างทางปรัชญาที่รับรู้ได้ระหว่างผู้ก่อตั้งสองคนฟรานซิส เบคอนซึ่งได้รับการขนานนามว่าเป็นประสบการณ์นิยม และเรอเน เดส์การ์ตส์ซึ่งได้รับการขนานนามว่าเป็นเหตุผลนิยมโทมัส ฮอบส์จอร์จ เบิร์กลีย์และเดวิด ฮูมเป็นผู้เสนอแนวคิดหลักของปรัชญาที่พัฒนาประเพณีเชิงประสบการณ์ที่ซับซ้อนเป็นพื้นฐานของความรู้ของมนุษย์^{[ ต้องการอ้างอิง ]}

การกำหนดสูตรที่มีอิทธิพลของลัทธิประสบการณ์นิยมคือAn Essay Concerning Human Understanding (1689) ของจอห์น ล็อกซึ่งเขาได้ยืนยันว่าความรู้ที่แท้จริงเพียงอย่างเดียวที่จิตใจของมนุษย์สามารถเข้าถึงได้ก็คือความรู้ที่อิงจากประสบการณ์ เขาเขียนว่าจิตใจของมนุษย์ถูกสร้างขึ้นเป็นกระดานเปล่าซึ่งก็คือ "แผ่นกระดาษเปล่า" ที่ใช้บันทึกความประทับใจจากประสาทสัมผัสและสร้างความรู้ขึ้นมาผ่านกระบวนการสะท้อนกลับ^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

รากฐานทางปรัชญาของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ได้รับการวางโครงร่างโดยฟรานซิส เบคอน ผู้ซึ่งได้รับการขนานนามว่าเป็นบิดาแห่งลัทธิประสบการณ์ นิยม ^[14]ผลงานของเขาได้วางรากฐานและเผยแพร่วิธีการเหนี่ยวนำสำหรับการสอบสวนทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งมักเรียกกันว่าวิธีการของเบคอนหรือเรียกง่ายๆ ว่าวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ความต้องการของเขาสำหรับขั้นตอนที่วางแผนไว้สำหรับการสืบสวนทุกสิ่งในธรรมชาติได้จุดเปลี่ยนใหม่ในกรอบความคิดทางวาทศิลป์และทฤษฎีสำหรับวิทยาศาสตร์ ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงเกี่ยวข้องกับแนวคิดของวิธีการ ที่เหมาะสม ในปัจจุบัน^[40]

เบคอนเสนอการปฏิรูปกระบวนการความรู้ครั้งใหญ่เพื่อความก้าวหน้าในการเรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งศักดิ์สิทธิ์และมนุษย์ ซึ่งเขาเรียกว่าInstauratio Magna (การเกิดขึ้นครั้งยิ่งใหญ่) สำหรับเบคอน การปฏิรูปครั้งนี้จะนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ในวิทยาศาสตร์และผลพวงของสิ่งประดิษฐ์ที่จะบรรเทาความทุกข์ยากและความต้องการของมนุษย์Novum Organum ของเขา ได้รับการตีพิมพ์ในปี 1620 โดยเขาโต้แย้งว่ามนุษย์คือ "ผู้เผยแพร่และผู้ตีความธรรมชาติ" "ความรู้และพลังของมนุษย์เป็นคำพ้องความหมาย" "ผลลัพธ์เกิดขึ้นจากเครื่องมือและความช่วยเหลือ" "ในขณะที่มนุษย์ทำงาน สามารถใช้หรือถอนตัวจากร่างกายตามธรรมชาติได้เท่านั้น ธรรมชาติดำเนินการส่วนที่เหลือภายใน" และ "ธรรมชาติสามารถถูกสั่งการได้โดยการเชื่อฟังเท่านั้น" ^[41]ต่อไปนี้คือบทคัดย่อของปรัชญาของงานนี้ ซึ่งโดยความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติและการใช้เครื่องมือ มนุษย์สามารถควบคุมหรือชี้นำการทำงานตามธรรมชาติของธรรมชาติเพื่อสร้างผลลัพธ์ที่ชัดเจน ดังนั้น มนุษย์สามารถแสวงหาความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติและมีอำนาจเหนือธรรมชาติได้ และด้วยวิธีนี้จึงสามารถสถาปนา “อาณาจักรของมนุษย์เหนือการสร้างสรรค์” ซึ่งสูญเสียไปจากการตกต่ำพร้อมกับความบริสุทธิ์ดั้งเดิมของมนุษย์ขึ้นมาใหม่ได้ เขาเชื่อว่าด้วยวิธีนี้ มนุษย์จะได้รับการยกระดับเหนือสภาวะแห่งความไร้ความช่วยเหลือ ความยากจน และความทุกข์ยาก ขณะเดียวกันก็เข้าสู่สภาวะแห่งสันติภาพ ความเจริญรุ่งเรือง และความปลอดภัย^[42]

เพื่อจุดประสงค์นี้ในการได้รับความรู้และอำนาจเหนือธรรมชาติ เบคอนได้สรุประบบตรรกะใหม่ในงานชิ้นนี้ซึ่งเขาเชื่อว่าเหนือกว่าวิธีการแบบเก่าของการใช้เหตุผลแบบซิลโลจิซึม โดยพัฒนาวิธีการทางวิทยาศาสตร์ของเขา ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนในการแยกสาเหตุเชิงรูปแบบของปรากฏการณ์ (เช่น ความร้อน) ผ่านการเหนี่ยวนำเชิงขจัด สำหรับเขา นักปรัชญาควรดำเนินการผ่านการให้เหตุผลแบบอุปนัยจากข้อเท็จจริงไปสู่สัจพจน์ไปสู่กฎฟิสิกส์อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะเริ่มการเหนี่ยวนำนี้ ผู้สืบเสาะจะต้องปลดปล่อยจิตใจของเขาหรือเธอจากแนวคิดหรือแนวโน้มที่ผิดบางประการซึ่งบิดเบือนความจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เขาพบว่าปรัชญาหมกมุ่นอยู่กับคำพูดมากเกินไป โดยเฉพาะการสนทนาและการโต้วาที มากกว่าที่จะสังเกตโลกแห่งวัตถุจริงๆ: "ในขณะที่มนุษย์เชื่อว่าเหตุผลของพวกเขาควบคุมคำพูด ในความเป็นจริง คำพูดกลับหันกลับมาและสะท้อนพลังของพวกเขาต่อความเข้าใจ และด้วยเหตุนี้จึงทำให้ปรัชญาและวิทยาศาสตร์กลายเป็นเรื่องซับซ้อนและไม่กระตือรือร้น" ^[43]

เบคอนมองว่าวิทยาศาสตร์ไม่ควรถกเถียงกันทางปัญญาหรือมุ่งแต่เพียงการใคร่ครวญ แต่ควรพยายามทำให้ชีวิตของมนุษย์ดีขึ้นด้วยการนำสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ ออกมา โดยระบุว่า "สิ่งประดิษฐ์ก็เหมือนกับการสร้างสรรค์และเลียนแบบผลงานของพระเจ้า" ^{[41] [ ต้องระบุหน้า ]}เขาสำรวจลักษณะที่เปลี่ยนแปลงโลกและกว้างไกลของสิ่งประดิษฐ์ เช่นเครื่องพิมพ์ดินปืนและ เข็มทิศ แม้ว่าเขาจะมีอิทธิพลต่อวิธีการทางวิทยาศาสตร์ แต่เขาก็ปฏิเสธทฤษฎีใหม่ๆ ที่ถูกต้อง เช่นทฤษฎี แม่เหล็ก ของวิลเลียม กิลเบิร์ต ทฤษฎี ดวง อาทิตย์เป็นศูนย์กลาง จักรวาลของโคเปอร์นิคัส และกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ [ ^44]

เบคอนเป็นผู้อธิบายวิธีการทดลอง เป็นครั้ง แรก

ยังคงมีประสบการณ์ที่เรียบง่าย ซึ่งหากพิจารณาตามความเป็นจริงแล้ว เรียกว่าเป็นความบังเอิญ หากแสวงหา ก็คือการทดลอง วิธีการที่แท้จริงของประสบการณ์คือการจุดเทียน [สมมติฐาน] ก่อน จากนั้นจึงใช้เทียนไขชี้ทาง [จัดเตรียมและกำหนดขอบเขตการทดลอง] โดยเริ่มต้นด้วยประสบการณ์ที่จัดระบบและวิเคราะห์อย่างเหมาะสม ไม่ใช่แบบงี่เง่าหรือไม่แน่นอน จากนั้นจึงอนุมานสัจพจน์ [ทฤษฎี] จากสัจพจน์ที่ได้รับการยอมรับ จากนั้นจึงทำการทดลองใหม่อีกครั้ง

—  ฟรานซิสเบคอนโนวุม ออร์แกนัม. 1620 ^[45]

กิลเบิร์ตเป็นผู้สนับสนุนวิธีการนี้ตั้งแต่เริ่มแรก เขาปฏิเสธปรัชญาของอริสโตเติลที่แพร่หลายและวิธีการสอนในมหาวิทยาลัยแบบสกอลาสติก อย่างสุดโต่ง หนังสือของเขาชื่อ De Magneteเขียนขึ้นในปี ค.ศ. 1600 และบางคนมองว่าเขาเป็นบิดาแห่งไฟฟ้าและแม่เหล็ก^[46]ในงานนี้ เขาบรรยายการทดลองหลายครั้งของเขาด้วยแบบจำลองโลกของเขาที่เรียกว่าเทอร์เรลลาจากการทดลองเหล่านี้ เขาสรุปได้ว่าโลกเป็นแม่เหล็ก และนั่นคือเหตุผลที่เข็มทิศชี้ไปทางทิศเหนือ^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

De Magneteมีอิทธิพลเพราะเนื้อหาที่น่าสนใจโดยเนื้อแท้ รวมถึงวิธีการที่เข้มงวดที่ Gilbert ใช้ในการอธิบายการทดลองของเขาและการปฏิเสธทฤษฎีแม่เหล็กโบราณ^[47]ตามคำกล่าวของThomas Thomson "หนังสือเกี่ยวกับแม่เหล็กของ Gilbert ที่ตีพิมพ์ในปี 1600 ถือเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดชิ้นหนึ่งของปรัชญาแบบอุปนัยที่เคยนำเสนอต่อโลก นับเป็นตัวอย่างที่น่าทึ่งยิ่งขึ้นเนื่องจากเป็นหนังสือก่อนNovum Organum of Bacon ซึ่งอธิบายวิธีการปรัชญาแบบอุปนัยเป็นครั้งแรก" ^[48]

กาลิเลโอ กาลิเลอีได้รับการขนานนามว่าเป็น "บิดาแห่งดาราศาสตร์เชิงสังเกต สมัยใหม่ " ^[49] "บิดาแห่งฟิสิกส์สมัยใหม่" ^[50] "บิดาแห่งวิทยาศาสตร์" ^[51]และ "บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่" ^[52]ผลงานดั้งเดิมของเขาต่อวิทยาศาสตร์ของการเคลื่อนไหวเกิดขึ้นจากการผสมผสานระหว่างการทดลองและคณิตศาสตร์ที่สร้างสรรค์^[53]กาลิเลโอเป็นนักคิดสมัยใหม่คนแรกๆ ที่ระบุอย่างชัดเจนว่ากฎของธรรมชาติเป็นคณิตศาสตร์ ในThe Assayerเขาเขียนว่า "ปรัชญาเขียนอยู่ในหนังสืออันยิ่งใหญ่เล่มนี้ จักรวาล ... เขียนด้วยภาษาคณิตศาสตร์ และมีลักษณะเป็นสามเหลี่ยม วงกลม และรูปทรงเรขาคณิตอื่นๆ ... " ^[54]การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของเขาเป็นการพัฒนาต่อยอดจากประเพณีที่นักปรัชญาธรรมชาติในยุคสกอลาสติกตอนปลายใช้ ซึ่งกาลิเลโอได้เรียนรู้เมื่อเขาศึกษาปรัชญา^[55]เขาเพิกเฉยต่อลัทธิอริสโตเติล ในแง่กว้าง งานของเขาถือเป็นอีกก้าวหนึ่งสู่การแยกวิทยาศาสตร์ออกจากทั้งปรัชญาและศาสนาในที่สุด ซึ่งเป็นการพัฒนาที่สำคัญในความคิดของมนุษย์ เขามักจะเต็มใจที่จะเปลี่ยนมุมมองของเขาตามการสังเกต เพื่อที่จะทำการทดลองของเขา กาลิเลโอต้องตั้งมาตรฐานของความยาวและเวลา เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบการวัดที่ทำในวันต่างๆ และในห้องปฏิบัติการต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้ช่วยให้มีรากฐานที่เชื่อถือได้ในการยืนยันกฎทางคณิตศาสตร์โดยใช้การให้เหตุผลแบบอุปนัย^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

กาลิเลโอแสดงความชื่นชมในความสัมพันธ์ระหว่างคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี และฟิสิกส์เชิงทดลอง เขาเข้าใจพาราโบลาทั้งในแง่ของภาคตัดกรวยและในแง่ของพิกัด (y) ที่แปรผันตามกำลังสองของแกน x กาลิเลอียังยืนยันอีกว่าพาราโบลาเป็นวิถี ทางในอุดมคติทางทฤษฎี ของวัตถุที่ถูกเร่งสม่ำเสมอโดยไม่มีแรงเสียดทานและการรบกวนอื่นๆ เขายอมรับว่าทฤษฎีนี้มีขีดจำกัด โดยสังเกตจากเหตุผลทางทฤษฎีว่าวิถีของวัตถุที่มีขนาดเทียบได้กับโลกนั้นไม่สามารถเป็นพาราโบลาได้^[56]แต่ถึงกระนั้น เขาก็ยังคงยืนกรานว่าสำหรับระยะทางจนถึงระยะการยิงปืนใหญ่ในสมัยของเขา การเบี่ยงเบนของวิถีของวัตถุจากพาราโบลาจะเพียงเล็กน้อยเท่านั้น^{[57] [58]}

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดของอริสโตเติลนั้นเกี่ยวข้องกับการค้นหาสาเหตุที่แท้จริงและจำเป็นของสิ่งต่างๆ^[59]ในขอบเขตที่นักปรัชญาธรรมชาติในยุคกลางใช้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ พวกเขาจำกัดการศึกษาด้านสังคมให้อยู่เพียงการวิเคราะห์ทางทฤษฎีเกี่ยวกับความเร็วในท้องถิ่นและด้านอื่นๆ ของชีวิต^[60]การวัดปริมาณทางกายภาพจริงและการเปรียบเทียบการวัดนั้นกับค่าที่คำนวณจากทฤษฎีนั้นจำกัดอยู่เพียงสาขาคณิตศาสตร์อย่างดาราศาสตร์และออปติกในยุโรป เป็นส่วนใหญ่ ^{[61] [62]}

ในศตวรรษที่ 16 และ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปเริ่มใช้การวัดเชิงปริมาณในการวัดปรากฏการณ์ทางกายภาพบนโลกมากขึ้น กาลิเลโอยืนกรานว่าคณิตศาสตร์ให้ความแน่นอนที่จำเป็นซึ่งสามารถเทียบได้กับของพระเจ้า “...สำหรับ [ ข้อเสนอ ทางคณิตศาสตร์ ] ไม่กี่ข้อที่สติปัญญาของมนุษย์เข้าใจ ฉันเชื่อว่าความรู้ของคณิตศาสตร์นั้นเท่ากับความรู้ของพระเจ้าในด้านความแน่นอนเชิงวัตถุ...” ^[63]

กาลิเลโอคาดการณ์ถึงแนวคิดของการตีความทางคณิตศาสตร์อย่างเป็นระบบของโลกในหนังสือของเขาชื่อIl Saggiatore :

ปรัชญา [หรือฟิสิกส์] ถูกเขียนไว้ในหนังสืออันยิ่งใหญ่เล่มนี้—ฉันหมายถึงจักรวาล—ซึ่งเปิดให้เราได้มองอยู่เสมอ แต่เราไม่สามารถเข้าใจมันได้เว้นแต่เราจะเรียนรู้ที่จะเข้าใจภาษาและตีความตัวอักษรที่เขียนมันเสียก่อน มันเขียนด้วยภาษาคณิตศาสตร์และตัวอักษรของมันคือรูปสามเหลี่ยม วงกลม และรูปทรงเรขาคณิตอื่นๆ ซึ่งถ้าไม่มีสิ่งเหล่านี้ มนุษย์ก็ไม่สามารถเข้าใจคำเดียวของพวกมันได้ หากไม่มีสิ่งเหล่านี้ มนุษย์ก็เหมือนกำลังเดินเตร่ไปในเขาวงกตที่มืดมิด^[64]

ในปี ค.ศ. 1591 François Vièteได้ตีพิมพ์หนังสือIn Artem Analyticem Isagogeซึ่งนำเสนอสัญลักษณ์พารามิเตอร์ในพีชคณิต เป็นครั้งแรก การพัฒนาแคลคูลัสอินฟินิเตซิมอล ของนิวตัน ได้เปิดโอกาสให้ใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ในวิทยาศาสตร์ได้ในรูปแบบใหม่ นิวตันสอนว่าทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ควรควบคู่ไปกับการทดลองอย่างเข้มงวด ซึ่งกลายมาเป็นรากฐานสำคัญของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

อริสโตเติลได้จำแนกสาเหตุออกเป็น 4 ประเภท และหากใช้ได้ สาเหตุที่สำคัญที่สุดคือ "สาเหตุสุดท้าย" สาเหตุสุดท้ายคือจุดมุ่งหมาย เป้าหมาย หรือจุดประสงค์ของกระบวนการทางธรรมชาติหรือสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น จนกระทั่งถึงการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ เป็นเรื่องธรรมดามากที่จะเห็นจุดมุ่งหมายดังกล่าว เช่น การเจริญเติบโตของเด็ก นำไปสู่การเป็นผู้ใหญ่ที่เป็นผู้ใหญ่เต็มตัว สติปัญญาถูกสันนิษฐานว่าเป็นเพียงสิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นเท่านั้น ไม่ได้ถูกมองว่าเป็นของสัตว์อื่นหรือจากธรรมชาติ

ใน " ปรัชญาเชิงกลศาสตร์ " ไม่อนุญาตให้มีสนามหรือการกระทำในระยะไกล อนุภาคหรืออนุภาคเล็ก ๆ ของสสารนั้นเฉื่อยชาโดยพื้นฐาน การเคลื่อนที่เกิดจากการชนกันทางกายภาพโดยตรง ในขณะที่ก่อนหน้านี้มีการเข้าใจสารธรรมชาติในเชิงอินทรีย์ นักปรัชญาเชิงกลศาสตร์มองว่าสารเหล่านี้เป็นเครื่องจักร^[65]ดังนั้น ทฤษฎีของนิวตันจึงดูเหมือนเป็นการย้อนอดีตไปสู่ ​​" การกระทำอันน่าขนลุกในระยะไกล " ตามที่โทมัส คูนกล่าว นิวตันและเดส์การ์ตส์ยึดมั่นในหลักการทางเทววิทยาที่ว่าพระเจ้าคงปริมาณการเคลื่อนที่ในจักรวาลไว้:

แรงโน้มถ่วงซึ่งตีความว่าเป็นแรงดึงดูดโดยธรรมชาติระหว่างคู่ของอนุภาคของสสารแต่ละคู่ เป็นคุณสมบัติที่ซ่อนเร้นในความหมายเดียวกับ "แนวโน้มที่จะตกลง" ของสกอลาสติก... ในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 การตีความดังกล่าวได้รับการยอมรับโดยทั่วไป และผลลัพธ์คือการกลับคืนสู่มาตรฐานสกอลาสติกอย่างแท้จริง (ซึ่งไม่เหมือนกับการถอยหลัง) แรงดึงดูดและแรงผลักโดยธรรมชาติได้รวมเอาขนาด รูปร่าง ตำแหน่ง และการเคลื่อนที่เข้าไว้ด้วยกันในฐานะคุณสมบัติหลักที่ลดรูปไม่ได้ในทางกายภาพของสสาร^[66]

นิวตันยังได้ระบุโดยเฉพาะถึงพลังโดยธรรมชาติของแรงเฉื่อยของสสาร ซึ่งขัดแย้งกับทฤษฎีของนักกลไกที่ว่าสสารไม่มีพลังโดยธรรมชาติ แต่ในขณะที่นิวตันปฏิเสธอย่างแข็งกร้าวว่าแรงโน้มถ่วงเป็นพลังโดยธรรมชาติของสสารโรเจอร์ โคตส์ ผู้ร่วมงานของเขา ได้ทำให้แรงโน้มถ่วงเป็นพลังโดยธรรมชาติของสสารเช่นกัน ดังที่ระบุไว้ในคำนำอันโด่งดังของเขาในPrincipiaฉบับพิมพ์ครั้งที่สองในปี ค.ศ. 1713 ซึ่งเขาเป็นบรรณาธิการและแย้งกับนิวตัน และการตีความแรงโน้มถ่วงของโคตส์มากกว่าของนิวตันต่างหากที่ได้รับการยอมรับ^{[ ต้องการอ้างอิง ]}

การเคลื่อนไหวครั้งแรกสู่การสถาปนาสถาบันการสืบสวนและการเผยแพร่ทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นในรูปแบบของการจัดตั้งสมาคมที่ซึ่งการค้นพบใหม่ๆ จะถูกเปิดเผย อภิปราย และเผยแพร่ สมาคมวิทยาศาสตร์แห่งแรกที่ก่อตั้งขึ้นคือRoyal Society of London ซึ่งเติบโตมาจากกลุ่มก่อนหน้านี้ซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่Gresham Collegeในช่วงปี ค.ศ. 1640 และ 1650 ตามประวัติของวิทยาลัยดังกล่าว:

เครือข่ายวิทยาศาสตร์ซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่ Gresham College มีบทบาทสำคัญในการประชุมซึ่งนำไปสู่การก่อตั้ง Royal Society ^[67]

แพทย์และนักปรัชญาธรรมชาติเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจาก "วิทยาศาสตร์ใหม่" ตามที่เบคอนส่งเสริมในหนังสือNew Atlantis ของเขา ตั้งแต่ประมาณปี ค.ศ. 1645 เป็นต้นมา กลุ่มที่เรียกว่าThe Philosophical Society of Oxfordดำเนินการภายใต้กฎเกณฑ์ชุดหนึ่งที่ยังคงใช้โดยBodleian Library [ ^68]

เมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน ค.ศ. 1660 คณะกรรมการ 12 คนแห่ง ค.ศ. 1660 ได้ประกาศจัดตั้ง "วิทยาลัยส่งเสริมการเรียนรู้เชิงทดลองฟิสิกส์-คณิตศาสตร์" ซึ่งจะประชุมกันทุกสัปดาห์เพื่อหารือเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และดำเนินการทดลอง ในการประชุมครั้งที่สองโรเบิร์ต มอเรย์ประกาศว่าพระเจ้าชาร์ลส์ทรงเห็นชอบกับการประชุมดังกล่าว และ มีการลงนาม กฎบัตรเมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม ค.ศ. 1662 เพื่อก่อตั้ง "ราชสมาคมแห่งลอนดอน" โดยมีลอร์ดบรูนเคอร์ดำรงตำแหน่งประธานคนแรก กฎบัตรฉบับที่สองได้รับการลงนามเมื่อวันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 1663 โดยกษัตริย์ทรงเป็นผู้ก่อตั้งและมีชื่อว่า "ราชสมาคมแห่งลอนดอนเพื่อการพัฒนาความรู้ทางธรรมชาติ" โรเบิร์ต ฮุกได้รับแต่งตั้งเป็นผู้ดูแลการทดลองในเดือนพฤศจิกายน พระราชกรุณาธิคุณครั้งแรกนี้ยังคงดำเนินต่อไป และนับแต่นั้นเป็นต้นมา พระมหากษัตริย์ทุกพระองค์ก็เป็นผู้อุปถัมภ์ของสมาคม^[69]

เลขานุการคนแรกของสมาคมคือHenry Oldenburgการประชุมในช่วงแรกๆ ของสมาคมประกอบด้วยการทดลองที่ดำเนินการโดย Hooke ก่อน จากนั้นจึงดำเนินการโดยDenis Papinซึ่งได้รับการแต่งตั้งในปี 1684 การทดลองเหล่านี้แตกต่างกันไปในหัวข้อและมีความสำคัญในบางกรณีแต่ไม่สำคัญในบางกรณี^[70]สมาคมเริ่มตีพิมพ์Philosophical Transactionsตั้งแต่ปี 1665 ซึ่งเป็นวารสารวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่และดำเนินกิจการยาวนานที่สุดในโลก ซึ่งได้วางหลักการสำคัญของลำดับความสำคัญทางวิทยาศาสตร์และการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ^[71 ]

ชาวฝรั่งเศสก่อตั้งAcademy of Sciencesในปี ค.ศ. 1666 ซึ่งแตกต่างจากสถาบันเอกชนในอังกฤษ Academy of Sciences ก่อตั้งขึ้นโดยJean-Baptiste Colbert ในฐานะหน่วยงานของรัฐ กฎเกณฑ์ของ Academy ได้รับการกำหนดขึ้นในปี ค.ศ. 1699 โดยพระเจ้าหลุยส์ที่ 14เมื่อได้รับชื่อว่า 'Royal Academy of Sciences' และได้ติดตั้งไว้ที่พิพิธภัณฑ์ลูฟร์ในปารีส

เนื่องจากการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ เลย ความคิดใหม่ๆ ที่เกิดขึ้นจึงมีส่วนทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ ความคิดเหล่านี้หลายอย่างเป็นการปฏิวัติในสาขาของตนเอง

เป็นเวลากว่าห้าพันปีที่แบบจำลองโลกเป็นศูนย์กลางจักรวาลได้รับการยอมรับจากนักดาราศาสตร์เกือบทั้งหมด ในจักรวาลวิทยาของอริสโตเติล ตำแหน่งศูนย์กลางของโลกอาจมีความสำคัญน้อยกว่าการระบุว่าเป็นอาณาจักรแห่งความไม่สมบูรณ์ ความไม่แน่นอน ความไม่เป็นระเบียบ และการเปลี่ยนแปลง ซึ่งตรงกันข้ามกับ "สวรรค์" (ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ดวงดาว) ซึ่งถือว่าสมบูรณ์แบบ ถาวร ไม่เปลี่ยนแปลง และในความคิดทางศาสนา อาณาจักรของสิ่งมีชีวิตบนสวรรค์ โลกประกอบด้วยสสารที่แตกต่างกันด้วยธาตุทั้งสี่ ได้แก่ "ดิน" "น้ำ" "ไฟ" และ "อากาศ" ในขณะที่สวรรค์ซึ่งอยู่สูงจากพื้นผิวพอสมควร (ประมาณวงโคจรของดวงจันทร์) ประกอบด้วยสสารอื่นที่เรียกว่า "อีเธอร์" ^[72]แบบจำลองดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางที่เข้ามาแทนที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่อย่างรุนแรงของโลกไปสู่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ การอยู่ร่วมกับดาวเคราะห์ดวงอื่นหมายถึงจักรวาลที่มีส่วนประกอบของสวรรค์ที่สร้างจากสสารที่เปลี่ยนแปลงได้เช่นเดียวกับโลก การเคลื่อนที่ของสวรรค์ไม่จำเป็นต้องถูกควบคุมโดยความสมบูรณ์แบบทางทฤษฎีที่จำกัดอยู่ในวงโคจรที่เป็นวงกลมอีกต่อไป

งานของโคเปอร์นิคัสในปี ค.ศ. 1543 เกี่ยวกับแบบจำลองระบบสุริยะที่ ดวง อาทิตย์เป็นศูนย์กลางพยายามแสดงให้เห็นว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล มีเพียงไม่กี่คนที่รู้สึกไม่สบายใจกับข้อเสนอแนะนี้ และพระสันตปาปาและอาร์ชบิชอปหลายคนก็สนใจในเรื่องนี้มากพอที่จะต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม^[76]ต่อมาแบบจำลองของเขาถูกนำมาใช้ในการสร้างปฏิทินของพระสันตปาปาเกรกอรีที่ 13 [ ^77]อย่างไรก็ตาม ความคิดที่ว่าโลกเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์นั้นถูกตั้งคำถามโดยผู้ร่วมสมัยของโคเปอร์นิคัสส่วนใหญ่ แนวคิดนี้ขัดแย้งไม่เพียงแต่การสังเกตตามประสบการณ์เท่านั้น เนื่องจากไม่มีพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ที่ สังเกตได้ ^[78]แต่ที่สำคัญกว่านั้นคืออำนาจของอริสโตเติลในเวลานั้น การค้นพบของเคปเลอร์และกาลิเลโอทำให้ทฤษฎีนี้น่าเชื่อถือ

เคปเลอร์เป็นนักดาราศาสตร์ที่มีชื่อเสียงจากกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์และหนังสือของเคปเลอร์อย่างAstronomia nova , Harmonice MundiและEpitome Astronomiae Copernicanaeมีอิทธิพลต่อคนอื่นๆ เช่นไอแซก นิวตันโดยเป็นรากฐานสำหรับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสากลของเขา[ 79 ^] Astronomia nova ซึ่งเป็นหนึ่งในหนังสือที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์ ได้ให้เหตุผลอันหนักแน่นสำหรับแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง และมีส่วนช่วยให้เข้าใจการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้อย่างล้ำลึก ซึ่งรวมถึงการกล่าวถึงเส้นทางวงรีของดาวเคราะห์เป็นครั้งแรก และการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์เป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ลอยอิสระ ซึ่งแตกต่างจากวัตถุบนทรงกลมที่หมุนได้ หนังสือเล่มนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในผลงานที่สำคัญที่สุดของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์^[80]โดยใช้การสังเกตการณ์ที่แม่นยำของทิโค บราเฮเคปเลอร์เสนอว่าดาวเคราะห์เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ไม่ใช่ในวงโคจรวงกลม แต่เป็นวงรี ร่วมกับกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์อื่นๆ ของเคปเลอร์ ทำให้เขาสามารถสร้างแบบจำลองระบบสุริยะที่เป็นการพัฒนาจากระบบเดิมของโคเปอร์นิคัสได้

ผลงานหลักของกาลิเลโอในการยอมรับระบบสุริยะที่เป็นศูนย์กลางจักรวาล ได้แก่ กลศาสตร์ของเขา การสังเกตที่เขาทำด้วยกล้องโทรทรรศน์ของเขา รวมถึงการนำเสนออย่างละเอียดเกี่ยวกับกรณีของระบบ โดยใช้ทฤษฎีแรงเฉื่อย ในช่วงแรก กาลิเลโอสามารถอธิบายได้ว่าทำไมหินที่ตกลงมาจากหอคอยจึงตกลงมาตรงๆ แม้ว่าโลกจะหมุนก็ตาม การสังเกตดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีข้างขึ้นข้างแรมของดาวศุกร์จุดบนดวงอาทิตย์ และภูเขาบนดวงจันทร์ล้วนช่วยทำให้ปรัชญาของอริสโตเติลและทฤษฎีทอเลมีเกี่ยวกับระบบสุริยะเสื่อมเสียชื่อเสียง จากการค้นพบร่วมกัน ระบบสุริยะที่เป็นศูนย์กลางจักรวาลได้รับการสนับสนุน และในช่วงปลายศตวรรษที่ 17 นักดาราศาสตร์ก็ยอมรับระบบนี้โดยทั่วไป

งานนี้สิ้นสุดลงด้วยผลงานของนิวตันและผลงาน Principia ของเขา ได้กำหนดกฎการเคลื่อนที่และแรงโน้มถ่วงสากลซึ่งเป็นแนวคิดหลักของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับจักรวาลทางกายภาพตลอดสามศตวรรษต่อมา นิวตันได้นำกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์มาจากคำอธิบายทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงของเขา และใช้หลักการเดียวกันนี้เพื่ออธิบายเส้นทางการเคลื่อนที่ของดาวหางกระแสน้ำขึ้นน้ำลงการเคลื่อนตัวของจุดวสันตวิษุวัตและปรากฏการณ์อื่นๆ มาใช้ ซึ่งทำให้ข้อสงสัยสุดท้ายเกี่ยวกับความถูกต้องของแบบจำลองดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาลหมดไป ผลงานนี้ยังแสดงให้เห็นด้วยว่าการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ บนโลกและของวัตถุท้องฟ้าสามารถอธิบายได้ด้วยหลักการเดียวกัน การคาดการณ์ของเขาที่ว่าโลกควรมีรูปร่างเป็นทรงกลมรีนั้นได้รับการยืนยันในภายหลังจากนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ กฎการเคลื่อนที่ของเขาจะเป็นรากฐานที่มั่นคงของกลศาสตร์กฎแรงโน้มถ่วงสากล ของเขา ได้รวมกลศาสตร์ของโลกและของท้องฟ้าเข้าไว้ด้วยกันเป็นระบบใหญ่ระบบหนึ่งที่ดูเหมือนจะสามารถอธิบายโลกทั้งใบด้วยสูตรทางคณิตศาสตร์ได้

นิวตันยังได้พัฒนาทฤษฎีแรงโน้มถ่วง ในปี ค.ศ. 1679 นิวตันเริ่มพิจารณาแรงโน้มถ่วงและผลกระทบต่อวงโคจรของดาวเคราะห์โดยอ้างอิงตามกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ ซึ่งตามมาด้วยการแลกเปลี่ยนจดหมายสั้นๆ ในปี ค.ศ. 1679–80 กับฮุก ซึ่งทำให้เกิดการติดต่อสื่อสารที่มุ่งหวังให้นิวตันมีส่วนสนับสนุนในการทำธุรกรรมของราชสมาคม^[81]ความสนใจในดาราศาสตร์ของนิวตันที่ฟื้นคืนมาอีกครั้งได้รับการกระตุ้นเพิ่มเติมด้วยการปรากฏตัวของดาวหางในช่วงฤดูหนาวของปี ค.ศ. 1680–81 ซึ่งเขาได้ติดต่อกับจอห์น แฟลมสตีด [ ^82]หลังจากการแลกเปลี่ยนกับฮุก นิวตันได้ทำงานพิสูจน์ว่ารูปแบบวงรีของวงโคจรของดาวเคราะห์จะเกิดจากแรงสู่ศูนย์กลาง ที่แปรผกผันกับเวกเตอร์รัศมีกำลังสอง นิวตันได้แจ้งผลการทดลองของเขาให้เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์และราชสมาคมทราบในDe motu corporum in gyrumในปี ค.ศ. 1684 ^[83]แผ่นงานนี้ประกอบด้วยนิวเคลียสที่นิวตันพัฒนาและขยายออกจนก่อตัวเป็นPrincipia [ ^84]

Principia ได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 5 กรกฎาคม ค.ศ. 1687 โดยได้รับการสนับสนุนและความช่วยเหลือด้านการเงินจากฮัลเลย์^[85]ในงานนี้ นิวตันได้ระบุถึงกฎการเคลื่อนที่สากลสามข้อที่ก่อให้เกิดความก้าวหน้ามากมายในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมซึ่งตามมาในเวลาไม่นานและไม่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเลยเป็นเวลากว่า 200 ปี ความก้าวหน้าหลายประการเหล่านี้ยังคงเป็นรากฐานของเทคโนโลยีที่ไม่สัมพันธ์กับทฤษฎีสัมพัทธภาพในโลกยุคใหม่ เขาใช้คำละตินว่าgravitas (น้ำหนัก) สำหรับผลที่ต่อมาเรียกว่าแรงโน้มถ่วงและได้ให้คำจำกัดความของกฎของแรงโน้มถ่วงสากล

ทฤษฎีของนิวตันเกี่ยวกับแรงที่มองไม่เห็นซึ่งสามารถกระทำได้ในระยะทางไกลทำให้เขาถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่านำ " หน่วยงาน ลึกลับ " เข้ามาในวงการวิทยาศาสตร์^[86]ต่อมาในPrincipia ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง (1713) นิวตันปฏิเสธคำวิจารณ์ดังกล่าวอย่างหนักแน่นใน " General Scholium " ซึ่งสรุปว่าเพียงพอแล้วที่ปรากฏการณ์ดังกล่าวบ่งบอกถึงแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงตามที่เป็นอยู่ แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่ได้ระบุถึงสาเหตุ และไม่จำเป็นและไม่เหมาะสมที่จะตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับสิ่งต่างๆ ที่ปรากฏการณ์ดังกล่าวไม่ได้บ่งบอกเป็นนัย (ในกรณีนี้ นิวตันใช้สิ่งที่กลายมาเป็นสำนวนที่มีชื่อเสียงของเขาว่า " สมมติฐานที่ไม่แน่นอน ") ^[87]

งานเขียนของแพทย์ชาวกรีกชื่อกาเลนมีอิทธิพลเหนือความคิดทางการแพทย์ของยุโรปมาเป็นเวลากว่าหนึ่งพันปี นักวิชาการชาวเฟลมิชชื่อแอนเดรียส เวซาลิอุสได้แสดงให้เห็นถึงข้อผิดพลาดในแนวคิดของกาเลน เวซาลิอุสผ่าศพมนุษย์ ในขณะที่กาเลนผ่าศพสัตว์ ผลงาน De humani corporis fabrica ^[88] ของเวซาลิอุสซึ่งตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1543 เป็นผลงาน ทาง กายวิภาคศาสตร์ของมนุษย์ที่บุกเบิกใหม่ โดยเน้นที่ความสำคัญของการผ่าศพและสิ่งที่เรียกกันว่ามุมมอง "กายวิภาคศาสตร์" ของร่างกาย โดยมองว่าการทำงานภายในของมนุษย์เป็นโครงสร้างทางวัตถุโดยพื้นฐานที่เต็มไปด้วยอวัยวะที่จัดเรียงในพื้นที่สามมิติ ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับแบบจำลองทางกายวิภาคศาสตร์จำนวนมากที่ใช้ก่อนหน้านี้ ซึ่งมีองค์ประกอบของกาเลน/อริสโตเติลอย่างชัดเจน รวมทั้งองค์ประกอบของโหราศาสตร์ด้วย

นอกจากคำอธิบายที่ดีครั้งแรกเกี่ยวกับกระดูกสฟีนอยด์ แล้ว เวซาลิอุสยังแสดงให้เห็นว่ากระดูกอกประกอบด้วยสามส่วนและกระดูกเชิงกรานมีห้าหรือหกส่วน และเขาอธิบาย เกี่ยวกับ ช่องเปิดภายในของกระดูกขมับ ได้อย่างแม่นยำ เขายืนยันการสังเกตของนักกายวิภาคชาร์ลส์ เอสเตียนน์เกี่ยวกับลิ้นของหลอดเลือดดำตับอธิบายเกี่ยวกับvena azygosและค้นพบช่องที่ผ่านในทารกในครรภ์ระหว่างหลอดเลือดดำสะดือและ vena cava ซึ่งต่อมาเรียกว่าductus venosusเขาอธิบายเกี่ยวกับomentumและการเชื่อมต่อกับกระเพาะอาหารม้ามและลำไส้ใหญ่ให้มุมมองที่ถูกต้องครั้งแรกเกี่ยวกับโครงสร้างของpylorusสังเกตเห็นขนาดเล็กของไส้ติ่งในมนุษย์ ให้คำอธิบายที่ดีครั้งแรกเกี่ยวกับmediastinumและpleuraและคำอธิบายที่สมบูรณ์ที่สุดของกายวิภาคของสมองจนถึงปัจจุบัน

ก่อนที่ Vesalius จะมาถึง บันทึกทางกายวิภาคของAlessandro Achilliniได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับร่างกายมนุษย์และเปรียบเทียบสิ่งที่เขาพบระหว่างการผ่าตัดกับสิ่งที่คนอื่นๆ เช่น Galen และAvicennaพบ และบันทึกความคล้ายคลึงและความแตกต่างของสิ่งเหล่านี้^[89] Niccolò Massaเป็นนักกายวิภาคชาวอิตาลีที่เขียนตำรากายวิภาคศาสตร์ยุคแรกๆ ชื่อAnatomiae Libri Introductoriusในปี ค.ศ. 1536 บรรยายเกี่ยวกับน้ำหล่อสมองและไขสันหลังและเป็นผู้เขียนผลงานทางการแพทย์หลายชิ้น[ ^90] Jean Fernelเป็นแพทย์ชาวฝรั่งเศสที่ริเริ่มคำว่า " สรีรวิทยา " เพื่ออธิบายการศึกษาการทำงานของร่างกาย และเป็นคนแรกที่บรรยายเกี่ยวกับช่องกระดูกสันหลัง

งานบุกเบิกเพิ่มเติมได้รับการดำเนินการโดยวิลเลียม ฮาร์วีย์ซึ่งตีพิมพ์De Motu Cordisในปี 1628 ฮาร์วีย์ได้วิเคราะห์โครงสร้างโดยรวมของหัวใจ อย่างละเอียด และทำการวิเคราะห์ หลอดเลือด แดงโดยแสดงให้เห็นว่าการเต้นของหัวใจขึ้นอยู่กับการหดตัวของห้องล่าง ซ้าย ในขณะที่การหดตัวของห้องล่างขวาจะผลักดันให้เลือดที่ไหลเข้าสู่หลอดเลือดแดงปอดเขาสังเกตเห็นว่าห้องล่างทั้งสองเคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กันเกือบจะพร้อมกันและไม่แยกจากกันอย่างที่บรรพบุรุษของเขาเคยคิดไว้ก่อนหน้านี้^[91]

ฮาร์วีย์ประมาณความจุของหัวใจ ปริมาณเลือดที่ขับออกผ่านปั๊มหัวใจแต่ละครั้ง และจำนวนครั้งที่หัวใจเต้นในครึ่งชั่วโมง จากการประมาณเหล่านี้ เขาแสดงให้เห็นว่าตามทฤษฎีของเกเลนที่ว่าตับผลิตเลือดอย่างต่อเนื่องจำเป็นต้องผลิตเลือดมากถึง 540 ปอนด์ทุกวัน เมื่อมีสัดส่วนทางคณิตศาสตร์ง่ายๆ นี้ในมือ ซึ่งบ่งชี้ว่าตับมีบทบาทที่ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้ ฮาร์วีย์จึงสาธิตต่อไปว่าเลือดหมุนเวียนเป็นวงกลมอย่างไรโดยอาศัยการทดลองนับไม่ถ้วนที่ทำกับงูและปลาในตอนแรก โดยมัดเส้นเลือดดำและเส้นเลือดแดงในช่วงเวลาที่แยกจากกัน ฮาร์วีย์สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น แท้จริงแล้ว เมื่อเขามัดเส้นเลือดดำ หัวใจจะว่างเปล่า ในขณะที่เมื่อเขามัดเส้นเลือดแดง อวัยวะจะบวมขึ้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นกับร่างกายมนุษย์ในเวลาต่อมา โดยแพทย์มัดเชือก ให้แน่น ที่แขนส่วนบนของคนๆ หนึ่ง วิธีนี้จะทำให้เลือดไหลเวียนจากหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำไม่ได้ เมื่อทำเช่นนี้ แขนที่อยู่ใต้เชือกจะเย็นและซีด ในขณะที่เหนือเชือกจะอุ่นและบวม เชือกจะคลายออกเล็กน้อย ทำให้เลือดจากหลอดเลือดแดงไหลเข้าสู่แขนได้ เนื่องจากหลอดเลือดแดงอยู่ลึกกว่าหลอดเลือดดำในเนื้อ เมื่อทำเช่นนี้ จะเห็นผลตรงกันข้ามที่แขนส่วนล่าง ตอนนี้แขนอุ่นและบวม หลอดเลือดดำยังมองเห็นได้ชัดเจนขึ้น เนื่องจากตอนนี้มีเลือดเต็มไปหมด

ความก้าวหน้าทางการแพทย์และการปฏิบัติทางการแพทย์อื่นๆ เกิดขึ้นมากมาย แพทย์ชาวฝรั่งเศสชื่อPierre Fauchardได้ริเริ่มวิทยาศาสตร์ทันตกรรม ตามที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน และเขาได้รับการยกย่องให้เป็น "บิดาแห่งทันตกรรมสมัยใหม่" ศัลยแพทย์ Ambroise Paréเป็นผู้นำในเทคนิคการผ่าตัดและการแพทย์ในสนามรบโดยเฉพาะการรักษาบาดแผล[ ^92]และ บางครั้ง Herman Boerhaaveก็ถูกเรียกว่า "บิดาแห่งสรีรวิทยา" เนื่องจากการสอนที่เป็นแบบอย่างของเขาในเมืองไลเดนและตำราเรียนInstitutiones medicae (1708) ของเขา

เคมีและการเล่นแร่แปรธาตุซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่เพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ในด้านความคิดทางวิทยาศาสตร์ในช่วงศตวรรษที่ 16 และ 17 ความสำคัญของเคมีนั้นบ่งชี้ได้จากนักวิชาการสำคัญๆ มากมายที่มีส่วนร่วมในการวิจัยทางเคมี ซึ่งรวมถึงนักดาราศาสตร์อย่างTycho Brahe ^[93]แพทย์เคมีอย่างParacelsus , Robert Boyle , Thomas Browneและ Isaac Newton ซึ่งแตกต่างจากปรัชญาเชิงกล ปรัชญาเคมีเน้นที่พลังของสสาร ซึ่งนักเล่นแร่แปรธาตุมักจะแสดงออกมาในรูปของหลักการที่สำคัญหรือสำคัญ เช่น หลักการของวิญญาณที่ดำเนินไปในธรรมชาติ^[94]

ความพยายามในทางปฏิบัติเพื่อปรับปรุงการกลั่นแร่และการสกัดแร่เพื่อหลอมโลหะเป็นแหล่งข้อมูลที่สำคัญสำหรับนักเคมียุคแรกในศตวรรษที่ 16 ซึ่งรวมถึงGeorgius Agricolaซึ่งตีพิมพ์ผลงานชิ้นสำคัญของเขา เรื่อง De re metalicaในปี 1556 ^[95]ผลงานของเขาบรรยายถึงกระบวนการขุดแร่โลหะ การสกัดโลหะ และโลหะวิทยาที่พัฒนาอย่างสูงและซับซ้อนในสมัยนั้น แนวทางของเขาขจัดลัทธิลึกลับที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อนี้ออกไป สร้างฐานปฏิบัติที่คนอื่น ๆ สามารถสร้างได้^[96]

นักเคมีโรเบิร์ต บอยล์ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ปรับปรุงวิธีการทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่สำหรับการเล่นแร่แปรธาตุ และได้แยกเคมีออกจากการเล่นแร่แปรธาตุมากขึ้น^[97]แม้ว่าการวิจัยของเขาจะมีรากฐานมาจากประเพณีการเล่นแร่แปรธาตุอย่างชัดเจน แต่บอยล์ได้รับการยกย่องในปัจจุบันว่าเป็นนักเคมีสมัยใหม่คนแรก และเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งเคมีสมัยใหม่ และเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกวิธีการทางวิทยาศาสตร์เชิงทดลองสมัยใหม่ แม้ว่าบอยล์จะไม่ใช่ผู้ค้นพบคนแรก แต่เขาเป็นที่รู้จักดีที่สุดจากกฎของบอยล์ซึ่งเขาเสนอในปี ค.ศ. 1662: ^[98]กฎดังกล่าวอธิบายถึงความสัมพันธ์ที่เป็นสัดส่วนผกผันระหว่างความดันสัมบูรณ์และปริมาตรของก๊าซ หากรักษาอุณหภูมิให้คงที่ภายในระบบปิด^[99]

นอกจากนี้ Boyle ยังได้รับการยกย่องสำหรับสิ่งพิมพ์สำคัญของเขาThe Sceptical Chymistในปี 1661 ซึ่งถือเป็นหนังสือหลักในสาขาเคมี ในผลงานนี้ Boyle เสนอสมมติฐานของเขาว่าปรากฏการณ์ทุกอย่างเป็นผลมาจากการชนกันของอนุภาคที่เคลื่อนที่ Boyle ขอร้องให้บรรดานักเคมีทำการทดลองและยืนยันว่าการทดลองปฏิเสธการจำกัดองค์ประกอบทางเคมีให้เหลือเพียงสี่องค์ประกอบคลาสสิกเท่านั้น ได้แก่ ดิน ไฟ อากาศ และน้ำ เขายังวิงวอนว่าเคมีควรหยุดอยู่ภายใต้การแพทย์หรือการเล่นแร่แปรธาตุ และยกระดับขึ้นเป็นวิทยาศาสตร์ ที่สำคัญ เขาสนับสนุนแนวทางที่เข้มงวดต่อการทดลองทางวิทยาศาสตร์ เขาเชื่อว่าทฤษฎีทั้งหมดต้องได้รับการทดสอบในเชิงทดลองก่อนจึงจะถือว่าเป็นความจริง ผลงานนี้ประกอบด้วยแนวคิดสมัยใหม่ยุคแรกๆ เกี่ยวกับอะตอม โมเลกุลและปฏิกิริยาเคมีและถือเป็นจุดเริ่มต้นของเคมีสมัยใหม่

ในปี ค.ศ. 1604 โยฮันเนส เคปเลอร์ได้ตีพิมพ์Astronomiae Pars Optica ( ส่วนออปติคัลของดาราศาสตร์ ) โดยในหนังสือดังกล่าว เขาได้บรรยายถึงกฎกำลังสองผกผันที่ควบคุมความเข้มของแสงการสะท้อนของกระจกแบนและโค้ง และหลักการของกล้องรูเข็มตลอดจนผลกระทบทางดาราศาสตร์ของออปติก เช่นพารัลแลกซ์และขนาดที่ปรากฏของวัตถุท้องฟ้าAstronomiae Pars Opticaได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นรากฐานของออปติกสมัยใหม่^[100]

วิลเลบรอลด์ สเนลลิอุสค้นพบกฎการหักเห ของแสงทางคณิตศาสตร์ ซึ่งปัจจุบันเรียกว่ากฎของสเนลในปี ค.ศ. 984 กฎนี้ได้รับการตีพิมพ์ก่อนหน้านี้ในปี ค.ศ. 984 โดยอิบน์ ซาห์ล ต่อมา เรอเน เดส์การ์ตส์ได้แสดงให้เห็นโดยใช้โครงสร้างทางเรขาคณิตและกฎการหักเหของแสง (เรียกอีกอย่างว่ากฎของเดส์การ์ตส์) ว่ารัศมีเชิงมุมของรุ้งคือ 42° (กล่าวคือ มุมที่ตาตั้งฉากกับขอบรุ้งและจุดศูนย์กลางของรุ้งคือ 42°) ^[101]นอกจากนี้ เขายังค้นพบกฎการสะท้อน ด้วยตนเอง และบทความเกี่ยวกับแสงของเขาเป็นการตีพิมพ์กฎนี้เป็นครั้งแรกคริสเตียน ฮอยเกนส์เขียนผลงานหลายชิ้นในด้านแสง ซึ่งรวมถึงโอ เปร่า reliqua (เรียกอีกอย่างว่าChristiani Hugenii Zuilichemii, dum viveret Zelhemii toparchae, opuscula posthuma ) และTraité de la lumière

นิวตันศึกษาการหักเหของแสง โดยแสดงให้เห็นว่าปริซึมสามารถแยกแสงสีขาวออกเป็นสเปกตรัมสีต่างๆ ได้ และเลนส์และปริซึมตัวที่สองสามารถแยกสเปกตรัมหลายสีออกเป็นแสงสีขาวได้ นอกจากนี้ เขายังแสดงให้เห็นด้วยว่าแสงสีจะไม่เปลี่ยนคุณสมบัติของมันโดยแยกลำแสงสีออกแล้วฉายไปที่วัตถุต่างๆ นิวตันตั้งข้อสังเกตว่าไม่ว่าจะสะท้อน กระจัดกระจาย หรือส่งผ่าน แสงก็ยังคงมีสีเดิม ดังนั้น เขาจึงสังเกตว่าสีเป็นผลจากวัตถุที่โต้ตอบกับแสงที่มีสีอยู่แล้ว มากกว่าที่วัตถุจะสร้างสีขึ้นมาเอง ซึ่งสิ่งนี้เรียกว่าทฤษฎีสีของนิวตันจากงานวิจัยนี้ เขาสรุปได้ว่ากล้องโทรทรรศน์ หักเหแสงใดๆ ก็ตาม จะได้รับผลกระทบจากการกระจายของแสงเป็นสีต่างๆ ความสนใจของราชสมาคมทำให้เขาตีพิมพ์บันทึกของเขาเรื่อง On Colourนิวตันโต้แย้งว่าแสงประกอบด้วยอนุภาคหรือคอร์พัสเคิลและหักเหได้โดยการเร่งความเร็วเข้าหาตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า แต่เขาต้องเชื่อมโยงอนุภาคเหล่านี้กับคลื่นเพื่ออธิบายการเลี้ยวเบนของแสง

ในหนังสือ Hypothesis of Light ของเขา ในปี ค.ศ. 1675 นิวตันได้ตั้งสมมติฐานว่าอีเธอร์สามารถถ่ายทอดแรงระหว่างอนุภาคได้ ในปี ค.ศ. 1704 นิวตันได้ตีพิมพ์หนังสือOpticksซึ่งเขาได้อธิบายทฤษฎีเกี่ยวกับแสงแบบอนุภาค เขาถือว่าแสงประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมาก สสารธรรมดาประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่กว่า และได้สันนิษฐานว่าผ่านกระบวนการแปรธาตุบางอย่าง "วัตถุขนาดใหญ่และแสงไม่สามารถแปลงเป็นกันและกันได้หรือ ... และวัตถุอาจได้รับกิจกรรมส่วนใหญ่จากอนุภาคแสงที่เข้าสู่องค์ประกอบของมันหรือไม่" ^[102]

Antonie van Leeuwenhoekสร้างกล้องจุลทรรศน์เลนส์เดี่ยวที่มีประสิทธิภาพและทำการสังเกตการณ์อย่างละเอียดถี่ถ้วน ซึ่งเขาได้ตีพิมพ์เมื่อประมาณปี ค.ศ. 1660 ถือเป็นการปูทางให้กับวิทยาศาสตร์ด้านจุลชีววิทยา

วิลเลียม กิลเบิร์ตเป็นผู้คิดค้น คำว่า electricus ซึ่งเป็นคำในภาษาละตินใหม่จากἤλεκτρον ( elektron ) ซึ่งเป็นคำภาษากรีกที่แปลว่า "อำพัน" ใน หนังสือ De Magneteกิลเบิร์ตได้ทำการทดลองทางไฟฟ้าหลายครั้งอย่างระมัดระวัง ซึ่งในระหว่างนั้น เขาก็ได้ค้นพบว่าสารหลายชนิดที่ไม่ใช่อำพัน เช่น กำมะถัน ขี้ผึ้ง แก้ว เป็นต้น^[103]สามารถแสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้าได้ กิลเบิร์ตค้นพบว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนจะสูญเสียไฟฟ้า และความชื้นจะป้องกันไม่ให้ วัตถุทุกชนิด เกิดไฟฟ้าเขาสังเกตว่าวัตถุที่มีไฟฟ้าจะดึงดูดวัตถุอื่น ๆ ทั้งหมดโดยไม่เลือกปฏิบัติ ในขณะที่แม่เหล็กดึงดูดเฉพาะเหล็กเท่านั้น การค้นพบมากมายในลักษณะนี้ทำให้กิลเบิร์ตได้รับตำแหน่งผู้ก่อตั้งวิทยาศาสตร์ไฟฟ้า [ ^104]โดยการตรวจสอบแรงที่กระทำกับเข็มโลหะเบาที่ถ่วงไว้บนจุด เขาได้ขยายรายการวัตถุไฟฟ้าและพบว่าสารหลายชนิด รวมทั้งโลหะและแม่เหล็กธรรมชาติ ไม่มีแรงดึงดูดเมื่อถู เขาสังเกตเห็นว่าสภาพอากาศแห้งแล้งพร้อมลมจากทิศเหนือหรือทิศตะวันออกเป็นสภาพบรรยากาศที่เอื้ออำนวยที่สุดต่อการแสดงปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ซึ่งเป็นการสังเกตที่อาจเกิดความเข้าใจผิดได้จนกว่าจะเข้าใจถึง ความแตกต่างระหว่าง ตัวนำและฉนวน^[105]

โรเบิร์ต บอยล์ทำงานด้านวิทยาศาสตร์ไฟฟ้าแบบใหม่บ่อยครั้งและเพิ่มสารหลายชนิดลงในรายชื่อสารไฟฟ้าของกิลเบิร์ต เขาเขียนรายละเอียดการวิจัยของเขาไว้ภายใต้หัวข้อExperiments on the Origin of Electricity [ ^105]ในปี ค.ศ. 1675 บอยล์ได้ระบุว่าแรงดึงดูดและแรงผลักไฟฟ้าสามารถกระทำได้ทั่วสุญญากาศ การค้นพบที่สำคัญอย่างหนึ่งของเขาคือวัตถุที่มีไฟฟ้าในสุญญากาศจะดึงดูดสารที่มีน้ำหนักเบา ซึ่งบ่งชี้ว่าผลทางไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับอากาศในฐานะตัวกลาง^{[103] [104] [106] [107] [108]}

ต่อมาในปี ค.ศ. 1660 อ็อตโต ฟอน เกริกเกอ ได้ประดิษฐ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต ในยุคแรกๆ ขึ้น ในช่วงปลายศตวรรษที่ 17 นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการผลิตไฟฟ้าโดยใช้แรงเสียดทานกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต แต่การพัฒนาเครื่องไฟฟ้าสถิตไม่ได้เริ่มอย่างจริงจังจนกระทั่งศตวรรษที่ 18 เมื่อเครื่องเหล่านี้กลายเป็นเครื่องมือพื้นฐานในการศึกษาวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับไฟฟ้า การใช้คำว่าไฟฟ้า ครั้งแรก นั้นมาจากโทมัส บราวน์ ในผลงาน Pseudodoxia Epidemicaของเขาในปี ค.ศ. 1646 ในปี ค.ศ. 1729 สตีเฟน เกรย์ได้แสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าสามารถ "ส่งผ่าน" เส้นใยโลหะได้^[109]

เครื่องมือต่างๆ เครื่องมือวัด และอุปกรณ์คำนวณจึงได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงนี้เพื่อช่วยในการสืบค้นทางวิทยาศาสตร์

จอห์น เนเปียร์เป็นผู้ริเริ่มลอการิทึมในฐานะเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพ ด้วยความช่วยเหลือของเฮนรี บริกส์ตารางลอการิทึมของพวกเขาได้รวบรวมความก้าวหน้าทางการคำนวณที่ทำให้การคำนวณด้วยมือรวดเร็วขึ้นมาก^[110] กระดูกเนเปียร์ของเขาใช้แท่งที่มีหมายเลขชุดหนึ่งเป็นเครื่องมือในการคูณโดยใช้ระบบการคูณแบบแลตทิซวิธีนี้เปิดโอกาสให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในภายหลัง โดยเฉพาะในด้านดาราศาสตร์และ พลศาสตร์

ที่มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดเอ็ดมันด์ กันเตอร์ได้สร้างอุปกรณ์แอนะล็อก เครื่องแรก เพื่อช่วยในการคำนวณ 'มาตราส่วนของกันเตอร์' เป็นมาตราส่วนระนาบขนาดใหญ่ที่แกะสลักด้วยมาตราส่วนหรือเส้นต่างๆ เส้นธรรมชาติ เช่น เส้นคอร์ด เส้นไซน์และแทนเจนต์จะวางอยู่ด้านหนึ่งของมาตราส่วน และเส้นเทียมหรือลอการิทึมที่สอดคล้องกันจะวางอยู่ด้านอื่น เครื่องมือช่วยคำนวณนี้เป็นต้นแบบของไม้บรรทัดเลื่อนวิลเลียม ออเทรดเป็นคนแรกที่ใช้มาตราส่วนดังกล่าวสองมาตราส่วนเลื่อนผ่านกันเพื่อดำเนินการคูณและหารโดยตรง และด้วยเหตุนี้จึงได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ไม้บรรทัดเลื่อนในปี ค.ศ. 1622

เบลส ปาสกาลประดิษฐ์เครื่องคิดเลขเชิงกลในปี ค.ศ. 1642 ^[111]การเปิดตัวPascalineในปี ค.ศ. 1645 ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาเครื่องคิดเลขเชิงกลในยุโรปก่อนและทั่วโลก^{[112] [113]} กอทท์ฟรีด ไลบ์นิซซึ่งสร้างผลงานต่อจากงานของปาสกาล กลายเป็นนักประดิษฐ์ที่มีผลงานมากที่สุดในสาขาเครื่องคิดเลขเชิงกล เขาเป็นคนแรกที่อธิบายเกี่ยวกับเครื่องคิดเลขแบบกังหันลมในปี ค.ศ. 1685 ^[114]และเขาประดิษฐ์ล้อไลบ์นิซซึ่งใช้ในเครื่องคิดเลขแบบเลขคณิตซึ่งเป็นเครื่องคิดเลขเชิงกลที่ผลิตจำนวนมากเครื่องแรก นอกจากนี้ เขายังปรับปรุง ระบบ เลขฐานสองซึ่งเป็นรากฐานของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เกือบทั้งหมด^[115]

จอห์น แฮดลีย์เป็นนักประดิษฐ์เครื่องวัดระยะแปดเหลี่ยมซึ่งเป็นต้นแบบของเครื่องวัดระยะเซ็กซ์แทนท์ (คิดค้นโดยจอห์น เบิร์ด ) ซึ่งช่วย ให้ วิทยาศาสตร์ด้านการนำทาง ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างมาก

Denis Papinเป็นที่รู้จักดีที่สุดสำหรับการประดิษฐ์เครื่องย่อยไอน้ำซึ่งเป็นผู้บุกเบิกเครื่องจักรไอน้ำ^{[116] [117]}เครื่องจักรไอน้ำที่ใช้งานได้เครื่องแรกได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1698 โดยนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษThomas Saveryโดยเป็น "... สิ่งประดิษฐ์ใหม่สำหรับการยกน้ำและทำให้เกิดการเคลื่อนที่ในงานโรงสีทุกประเภทด้วยแรงผลักดันของไฟ ซึ่งจะมีประโยชน์อย่างมากและเป็นประโยชน์สำหรับการระบายน้ำจากเหมือง การส่งน้ำไปยังเมือง และสำหรับการทำงานของโรงสีทุกประเภทที่ไม่มีประโยชน์ของน้ำหรือลมที่พัดตลอดเวลา" ^[118]สิ่งประดิษฐ์นี้ได้รับการสาธิตให้ Royal Society ได้เห็นเมื่อวันที่ 14 มิถุนายน 1699 และเครื่องจักรนี้ได้รับการอธิบายโดย Savery ในหนังสือของเขาเรื่องThe Miner's Friend; or, An Engine to Raise Water by Fire (1702) ^[119]ซึ่งเขาอ้างว่าสามารถสูบน้ำออกจากเหมืองได้Thomas Newcomenได้พัฒนาเครื่องจักรไอน้ำที่ใช้งานได้จริงเพื่อสูบน้ำให้สมบูรณ์แบบ ซึ่งก็คือ เครื่องจักรไอน้ำ Newcomen ดังนั้น Newcomen จึงถือได้ว่าเป็นบรรพบุรุษของการปฏิวัติอุตสาหกรรม^[120]

อับราฮัม ดาร์บี้ที่ 1เป็นคนแรกและมีชื่อเสียงที่สุดในบรรดาสามรุ่นของตระกูลดาร์บี้ที่มีบทบาทสำคัญในการปฏิวัติอุตสาหกรรม เขาพัฒนาวิธีการผลิตเหล็กคุณภาพสูงในเตาเผาที่ใช้ถ่านโค้ก เป็นเชื้อเพลิง แทนถ่านไม้ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการผลิตเหล็กเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการปฏิวัติอุตสาหกรรม

กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงปรากฏขึ้นครั้งแรกในเนเธอร์แลนด์ในปี 1608 ดูเหมือนว่าจะเป็นผลงานของผู้ผลิตแว่นตาที่ทดลองใช้เลนส์ ผู้ประดิษฐ์ไม่ทราบแน่ชัด แต่ฮันส์ ลิปเปอร์เฮย์ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรฉบับแรก ตามด้วยจาค็อบ เมทิอุสแห่งอัลค์มาร์ [ ^121]กาลิเลโอเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกที่ใช้เครื่องมือนี้ในการสังเกตดาราศาสตร์ในปี 1609 ^[122]กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงได้รับการอธิบายโดยเจมส์ เกรกอรีในหนังสือOptica Promota (1663) ของเขา เขาโต้แย้งว่ากระจกที่มีรูปร่างเหมือนส่วนหนึ่งของส่วนตัดกรวยจะแก้ไขความคลาดทรงกลมซึ่งเป็นข้อบกพร่องของกล้องโทรทรรศน์หักเหแสง อย่างไรก็ตาม การออกแบบของเขาซึ่งเรียกว่า " กล้องโทรทรรศน์เกรกอเรียน " ยังคงไม่ได้รับการสร้างขึ้น

ในปี ค.ศ. 1666 นิวตันได้โต้แย้งว่าข้อบกพร่องของกล้องโทรทรรศน์หักเหแสงเป็นพื้นฐานเนื่องจากเลนส์หักเหแสงที่มีสีต่างกันได้ต่างกัน เขาสรุปว่าแสงไม่สามารถหักเหผ่านเลนส์ได้โดยไม่ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของสี [ ^123]จากการทดลองเหล่านี้ นิวตันสรุปได้ว่ากล้องโทรทรรศน์หักเหแสงไม่สามารถปรับปรุงอะไรได้เลย^[124]อย่างไรก็ตาม เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่ามุมสะท้อนยังคงเท่ากันสำหรับทุกสี ดังนั้นเขาจึงตัดสินใจสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง^[125]กล้องโทรทรรศน์นี้สร้างเสร็จในปี ค.ศ. 1668 และเป็นกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงที่ใช้งานได้จริงที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่ทราบ^[126] 50 ปีต่อมา แฮดลีย์ได้พัฒนาวิธีการสร้างกระจกวัตถุทรงกลมและพาราโบลาที่แม่นยำสำหรับกล้องโทรทรรศน์ แบบสะท้อนแสง โดยสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบพาราโบลาของนิวตันตัวแรกและกล้องโทรทรรศน์แบบเกรโกเรียนที่มีกระจกที่มีรูปร่างแม่นยำ^{[127] [128]}กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ได้รับการสาธิตให้ราชสมาคมได้ทดลองสำเร็จ^[129]

การประดิษฐ์ปั๊มสุญญากาศปูทางไปสู่การทดลองของRobert Boyleและ Robert Hooke เกี่ยวกับธรรมชาติของสุญญากาศและความดันบรรยากาศอุปกรณ์ดังกล่าวชิ้นแรกถูกสร้างขึ้นโดยOtto von Guerickeในปี 1654 อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยลูกสูบและกระบอกปืนลมพร้อมแผ่นปิดที่สามารถดูดอากาศจากภาชนะใดๆ ที่เชื่อมต่ออยู่ ในปี 1657 เขาสูบอากาศออกจากซีกโลกที่เชื่อมต่อกันสองซีก และแสดงให้เห็นว่าม้าสิบหกตัวไม่สามารถแยกมันออกจากกันได้^[130]ฮุคได้ปรับปรุงโครงสร้างปั๊มลมอย่างมากในปี 1658 ^[131]

เอวานเจลิสตา ทอร์ริเชลลีประดิษฐ์ เครื่อง วัด ความกด อากาศปรอทขึ้นในปี ค.ศ. 1643 แรงบันดาลใจในการประดิษฐ์นี้คือการปรับปรุงปั๊มดูดที่ใช้ในการสูบน้ำออกจากเหมือง ทอร์ริเชลลีประดิษฐ์ท่อปิดผนึกที่บรรจุปรอทไว้ โดยวางในแนวตั้งในอ่างที่มีสารชนิดเดียวกัน คอลัมน์ของปรอทจะตกลงมาด้านล่าง ทำให้เกิดสุญญากาศแบบทอร์ริเชลลีด้านบน^[132]

เครื่องมือที่หลงเหลือจากช่วงเวลานี้^{[133] [134] [135] [136]}มักจะทำด้วยโลหะที่ทนทาน เช่น ทองเหลือง ทอง หรือเหล็ก แม้ว่าจะมีตัวอย่างเช่นกล้องโทรทรรศน์^[137]ที่ทำจากไม้ กระดาษแข็ง หรือส่วนประกอบที่เป็นหนังก็ตาม^[138]เครื่องมือเหล่านั้นที่มีอยู่ในคอลเลกชันในปัจจุบันมักจะเป็นตัวอย่างที่แข็งแรง ซึ่งสร้างขึ้นโดยช่างฝีมือที่มีทักษะเพื่อและด้วยค่าใช้จ่ายของลูกค้าที่ร่ำรวย^[139]เครื่องมือเหล่านี้อาจได้รับมอบหมายให้จัดแสดงเพื่อแสดงความร่ำรวย นอกจากนี้ เครื่องมือที่เก็บรักษาไว้ในคอลเลกชันอาจไม่ได้ถูกใช้บ่อยนักในการทำงานทางวิทยาศาสตร์ เครื่องมือที่ได้รับการใช้บ่อยอย่างเห็นได้ชัดมักจะถูกทำลาย ถือว่าไม่เหมาะสมสำหรับการจัดแสดง หรือไม่รวมอยู่ในคอลเลกชันเลย^[140]นอกจากนี้ยังมีการตั้งสมมติฐานว่าเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่เก็บรักษาไว้ในคอลเลกชันจำนวนมากได้รับการคัดเลือกเนื่องจากดึงดูดใจนักสะสมมากกว่า เนื่องจากมีลักษณะประดับประดามากกว่า พกพาสะดวกกว่า หรือทำจากวัสดุเกรดสูงกว่า^[141]

ปั๊มลมที่ยังคงสภาพสมบูรณ์นั้นหายากมาก^[142]ปั๊มทางด้านขวาประกอบด้วยลูกแก้วทรงกลมเพื่อให้สามารถสาธิตภายในห้องสูญญากาศได้ ซึ่งถือเป็นการใช้งานทั่วไป ฐานทำด้วยไม้ และปั๊มทรงกระบอกทำด้วยทองเหลือง^[143]ห้องสูญญากาศอื่นๆ ที่ยังหลงเหลืออยู่ทำด้วยทองเหลืองรูปครึ่งซีก^[144]

ผู้ผลิตเครื่องมือในช่วงปลายศตวรรษที่ 17 และต้นศตวรรษที่ 18 ได้รับมอบหมายจากองค์กรต่างๆ ที่ต้องการความช่วยเหลือด้านการนำทาง การสำรวจ การสงคราม และการสังเกตทางดาราศาสตร์^[142]การใช้งานเครื่องมือดังกล่าวที่เพิ่มมากขึ้น และการใช้งานอย่างแพร่หลายในการสำรวจและความขัดแย้งทั่วโลก ก่อให้เกิดความต้องการวิธีการผลิตและซ่อมแซมใหม่ๆ ซึ่งจะได้รับการตอบสนองด้วยการปฏิวัติอุตสาหกรรม^[140]

ความคิดที่ว่าวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เกิดขึ้นในรูปแบบของการปฏิวัตินั้นถูกถกเถียงกันในหมู่บรรดานักประวัติศาสตร์^[145]จุดอ่อนของความคิดเรื่องการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์คือการขาดแนวทางที่เป็นระบบต่อคำถามเรื่องความรู้ในช่วงเวลาที่ครอบคลุมระหว่างศตวรรษที่ 14 และ 17 ^[146]นำไปสู่ความเข้าใจผิดเกี่ยวกับคุณค่าและบทบาทของผู้เขียนสมัยใหม่ จากมุมมองนี้ทฤษฎีความต่อเนื่องเป็นสมมติฐานที่ว่าไม่มีความไม่ต่อเนื่องอย่างรุนแรงระหว่างการพัฒนาทางปัญญาในยุคกลางและการพัฒนาในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาและยุคต้นสมัยใหม่ และได้รับการบันทึกอย่างลึกซึ้งและกว้างขวางโดยผลงานของนักวิชาการ เช่น Pierre Duhem, John Hermann Randall, Alistair Crombie และ William A. Wallace ซึ่งพิสูจน์การมีอยู่ล่วงหน้าของแนวคิดที่หลากหลายที่ผู้ติดตามทฤษฎีการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ใช้เพื่อยืนยันข้ออ้างของพวกเขา ดังนั้น ความคิดเรื่องการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์หลังยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาจึงเป็นเพียงตำนานตามทฤษฎีความต่อเนื่อง นักทฤษฎีความต่อเนื่องบางคนชี้ให้เห็นถึงการปฏิวัติทางปัญญาที่เกิดขึ้นในช่วงก่อนยุคกลาง ซึ่งโดยทั่วไปจะหมายถึงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาของยุโรปในศตวรรษที่ 12 ^{[147] [148]}หรือการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ของชาวมุสลิม ในยุคกลาง [ 149 ^{] [150] [151]}ว่าเป็นสัญญาณของความต่อเนื่อง^[152]

ทัศนะที่ขัดแย้งกันอีกประการหนึ่งได้รับการเสนอโดย Arun Bala เมื่อไม่นานนี้ในประวัติศาสตร์เชิงโต้ตอบ ของเขาเกี่ยวกับการกำเนิดของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ Bala เสนอว่าการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ - การเปลี่ยนแปลง ทางคณิตศาสตร์ที่สมจริงปรัชญาทางกลศาสตร์ ทฤษฎีอะตอมนิยม บทบาทสำคัญที่ดวงอาทิตย์ได้รับมอบหมายในทฤษฎีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของโคเปอร์นิกัน - จะต้องถูกมองว่ามีรากฐานมาจากอิทธิพลของพหุวัฒนธรรมที่มีต่อยุโรป เขาเห็นอิทธิพลเฉพาะเจาะจงในทฤษฎีออปติกทางกายภาพของAlhazen เทคโนโลยีทางกลศาสตร์ของจีนที่นำไปสู่การรับรู้โลกเป็นเครื่องจักรระบบตัวเลขฮินดู-อาหรับซึ่งโดยนัยแล้วมีรูปแบบใหม่ของการคิดเชิงอะตอมทางคณิตศาสตร์ และทฤษฎีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางที่หยั่งรากลึกในแนวคิดทางศาสนาของอียิปต์โบราณที่เกี่ยวข้องกับลัทธิเฮอร์เมติก [ ^153] Bala โต้แย้งว่าการเพิกเฉยต่อผลกระทบจากพหุวัฒนธรรมดังกล่าวทำให้เราถูกนำไปสู่แนวคิดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ที่เน้นยุโรปเป็นศูนย์กลาง^[154]อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่า: “ผู้สร้างการปฏิวัติ—โคเปอร์นิคัส เคปเลอร์ กาลิเลโอ เดส์การ์ตส์ นิวตัน และอีกหลายๆ คน—ต้องคัดเลือกแนวคิดที่เกี่ยวข้อง เปลี่ยนแปลงแนวคิดเหล่านี้ และสร้างแนวคิดเสริมใหม่ๆ เพื่อทำให้ภารกิจของพวกเขาสำเร็จลุล่วง... ในการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย แม้ว่าการปฏิวัติจะหยั่งรากบนรากฐานของวัฒนธรรมหลายเชื้อชาติ แต่ก็เป็นผลงานของชาวยุโรปในยุโรป” ^[155]นักวิจารณ์สังเกตว่าเนื่องจากขาดหลักฐานเอกสารที่แสดงถึงการส่งต่อแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง โมเดลของบาลาจึงยังคงเป็น “สมมติฐานการทำงาน ไม่ใช่ข้อสรุป” ^[156]

แนวทางที่สามใช้คำว่า "ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา" อย่างแท้จริงเป็น "การเกิดใหม่" การศึกษาปรัชญาและคณิตศาสตร์ของกรีก อย่างใกล้ชิด แสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์ที่เรียกว่าการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เกือบทั้งหมดเป็นการระบุแนวคิดใหม่ซึ่งในหลายกรณีมีอายุเก่าแก่กว่าแนวคิดของอริสโตเติลและในเกือบทุกกรณีมีอายุอย่างน้อยเท่ากับอาร์คิมิดีส อริสโตเติลยังโต้แย้งแนวคิดบางอย่างที่สนับสนุนในช่วงการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์อย่างชัดเจน เช่น แนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง แนวคิดพื้นฐานของวิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นที่รู้จักกันดีในหมู่อาร์คิมิดีสและผู้ร่วมสมัยของเขา ดังที่แสดงให้เห็นในการค้นพบการลอยตัว แนวทางการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์นี้ลดให้เหลือเพียงช่วงเวลาแห่งการเรียนรู้แนวคิดคลาสสิกใหม่ซึ่งถือเป็นการขยายขอบเขตของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาอย่างมาก มุมมองนี้ไม่ได้ปฏิเสธว่ามีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น แต่แย้งว่าการเปลี่ยนแปลงเป็นการยืนยันความรู้เดิม (ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา) ไม่ใช่การสร้างความรู้ใหม่ อ้างคำกล่าวของนิวตัน โคเปอร์นิคัส และคนอื่นๆ ที่สนับสนุน มุมมองโลก ของพีทาโกรัสเป็นหลักฐาน^{[157] [158]}

ในการวิเคราะห์การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ในช่วงหลังนี้ มีการวิพากษ์วิจารณ์ถึงการครอบงำของนักวิทยาศาสตร์ชายในสมัยนั้น^[159]นักวิชาการหญิงไม่ได้รับโอกาสเช่นเดียวกับนักวิชาการชาย และการนำผลงานของผู้หญิงมาใช้กับวิทยาศาสตร์ในช่วงเวลานี้มักจะถูกบดบัง นักวิชาการพยายามศึกษาการมีส่วนร่วมของผู้หญิงในศตวรรษที่ 17 ในวิทยาศาสตร์ และแม้แต่ในวิทยาศาสตร์ที่เรียบง่ายอย่างความรู้ในครัวเรือน ผู้หญิงก็ยังมีความก้าวหน้า^[160]ด้วยประวัติศาสตร์ที่มีจำกัดซึ่งได้รับจากข้อความในช่วงเวลานั้น เราไม่สามารถทราบขอบเขตของบทบาทของผู้หญิงในการพัฒนาแนวคิดและสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ได้ แนวคิดอีกประการหนึ่งที่ควรพิจารณาคือ วิธีการที่ช่วงเวลานี้มีอิทธิพลต่อนักวิทยาศาสตร์หญิงในยุคหลัง แอนนี่ จัมพ์ แคนนอนเป็นนักดาราศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 ซึ่งได้รับประโยชน์จากกฎและทฤษฎีที่พัฒนาขึ้นในช่วงเวลานี้ เธอได้ก้าวหน้าไปหลายประการในศตวรรษหลังการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ นับเป็นช่วงเวลาสำคัญสำหรับอนาคตของวิทยาศาสตร์ รวมถึงการนำผู้หญิงเข้ามาใช้ในสาขาต่างๆ โดยใช้การพัฒนาที่เกิดขึ้น^[161]

• การปฏิวัติทางเคมี
• ประวัติความเป็นมาของทฤษฎีแรงโน้มถ่วง
• การปฏิวัติข้อมูล
• ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในประเทศจีน
• วิทยาศาสตร์ในยุคทองของอิสลาม
• โครงสร้างของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ (หนังสือ)