中世ヨーロッパの科学

古代世界では、ギリシャ語が科学の主要言語であった。ローマ帝国時代でさえ、ラテン語の文献は、ローマ以前のものや同時代のものを含め、ギリシャ語の著作を幅広く利用していた。一方、高度な科学研究と教育は、帝国のヘレニズム圏でギリシャ語で続けられていた。ローマ帝国末期のギリシャ語文献のラテン語への翻訳の試みは、限られた成功しか収めなかった。^{[ 3 ]}

中世への移行期にギリシャ語の知識が衰退するにつれ、ラテン語圏の西欧はギリシャの哲学的・科学的ルーツから切り離されてしまった。ほとんどの科学的探究は、しばしば不完全で解釈に深刻な問題を抱える情報源から得られた情報に基づいて行われるようになった。科学を学びたいラテン語話者は、カルキディウス、マクロビウス、マルティアヌス・カペラ、ボエティウス、カッシオドルスといったローマの著述家や、後のラテン語百科事典編纂者による書籍しか入手できなかった。非科学的な情報源から多くのことを得なければならなかった。例えば、幾何学が含まれているローマの測量マニュアルが読まれた。^{[ 4 ]}

都市化の終焉により教育の範囲が縮小し、6 世紀までに教育と学習は修道院や大聖堂の学校に移り、教育の中心は聖書の研究となった。^{[ 5 ]} ローマの影響が最も長く続いたイタリア、スペイン、ガリア南部では、一般信徒の教育はささやかながら存続した。7 世紀には、ラテン語が外国語であり、ラテン語の文献が熱心に研究され教えられていたアイルランドとケルト地域で学問が芽生え始めた。^{[ 6 ]}

初期の世紀における主要な学者たちは聖職者であり、彼らにとって自然研究は関心事のごく一部に過ぎなかった。彼らは、自然現象を純粋に研究するための制度的支援がほとんどない環境に暮らしていた。自然研究は、抽象的な探求というよりも実際的な理由から追求された。病人の世話をする必要性から医学や薬に関する古代の文献の研究が行われ、^{[ 7 ]}修道士が祈りの適切な時間を決定する必要性から星の動きを研究するようになり、^{[ 8 ]}復活祭の日付を計算する必要性から初歩的な数学や太陽と月の動きを研究し教えるようになった。^{[ 9 ]} 現代の読者は、同じ著作が自然現象の技術的な詳細と象徴的な意味の両方を論じていることに戸惑うかもしれない。^{[ 10 ]}

800 年頃、カール大帝は、イングランドの修道士アルクイン・オブ・ヨークの協力を得て、カロリング朝ルネサンスとして知られる文化復興と教育改革のプログラムに着手した。カール大帝の教育改革の主な科学的側面は、聖職者が復活祭の日付を計算するために必要な実用的な技術として、また理論的な学問分野として、天文学の研究と教育に関するものであった。^{[ 11 ]} 787 年以降、帝国全土で古い学校の再建と新しい学校の設立を推奨する勅令が出された。制度的には、これらの新しい学校は、修道院、大聖堂、または貴族の宮廷の責任下にあった。

カール大帝以降の時代の科学研究は、独自の調査よりも、古代ローマの科学文献の積極的な研究と調査に重点を置いていた。^{[ 12 ]} この調査は、後に西洋の学者たちが古代ギリシアの哲学や科学の文献を復元し翻訳する努力への道を開いた。

1050年頃から、ヨーロッパの学者たちは、ギリシャ語やアラビア語の文献から古代の学問を探し出し、それをラテン語に翻訳することで、既存の知識を発展させた。彼らは、以前にアラビア語に翻訳されていたものも含め、幅広い古典ギリシャ語の文献に出会い、それらにはイスラム思想家による注釈や独立した著作が添えられていた。^{[ 13 ]}

クレモナのジェラールは良い例である。イタリア人で、あるテキストを写本するためにスペインへ旅したが、そのまま滞在して約70の作品を翻訳した。^{[ 14 ]}彼の伝記には、彼がどのようにトレドに来たかが記されている。「彼は幼い頃から哲学研究の中心地で訓練を受け、ラテン人に知られているすべての知識を身につけていた。しかし、ラテン人の間では全く見つけることができなかった『アルマゲスト』への愛のために、彼はトレドへ行った。そこで、あらゆる主題に関するアラビア語の書籍が豊富にあるのを見て、ラテン人がこれらの分野で貧弱であることを嘆き、翻訳できるようにアラビア語を学んだ。」^{[ 15 ]}

この時代には中世の大学も誕生し、翻訳された文献から物質的な恩恵を受け、科学コミュニティのための新たな基盤を築きました。これらの新しい大学の中には、神聖ローマ帝国によって国際的に優れた教育機関として登録され、 「Studium Generale」（総合大学）の称号を与えられたものもありました。初期のStudium Generaleの多くはイタリア、フランス、イングランド、スペインにあり、これらはヨーロッパで最も権威のある学問の場とみなされていました。ヨーロッパ各地に新しい大学が設立されるにつれ、このリストは急速に拡大していきました。13世紀にはすでに、Studium Generaleの学者たちはヨーロッパ各地の他の教育機関で講義を行い、文献を共有することが奨励されており、これが現代ヨーロッパの大学に見られる現在の学術文化の礎となりました。

アリストテレスの著作の再発見は、新しいキリスト教哲学とスコラ哲学の方法論の完全な発展を可能にした。1200年までに、アリストテレス、ユークリッド、プトレマイオス、アルキメデス、ガレノスといった、プラトンを除く知的に重要な古代の著述家の主要著作の、かなり正確なラテン語訳ができた。また、アヴィセンナ、アヴェロエス、マイモニデスなどの主要著作といった、中世アラビア語やユダヤ教の重要な文献の多くも、現在ではラテン語で入手できる。13世紀には、スコラ学者たちは、大学での教育に関連した注釈書や独立した論文によって、これらの文献の自然哲学を拡張した。その中でも特筆すべきは、ロバート・グロステスト、ロジャー・ベーコン、サクロボスコのヨハネ、アルベルトゥス・マグヌス、ドゥンス・スコトゥスの著作である。

スコラ学者は経験主義を信じ、世俗的な研究、理性、論理を通してローマ・カトリックの教義を支持した。最も有名なのはトマス・アクィナス（後に「教会博士」の称号を授与された）で、プラトン主義やアウグスティヌス主義からアリストテレス主義へと移行する動きを主導した（ただし、自然哲学は彼の主な関心事ではなかった）。一方、現代科学的方法の先駆けは、自然を理解する手段として数学を重視したグロステストや、ロジャー・ベーコンが賞賛した経験主義的アプローチに見出すことができる。

グロステストは、有名なオックスフォード・フランシスコ会学派の創始者でした。彼は、科学的推論の二つの道筋というアリストテレスの思想に基づいて研究を進めました。すなわち、個々の観察から普遍的な法則を導き出し、そして再び普遍的な法則から個々の事象を予測するという道筋です。グロステストはこの二つの道を「分解と合成」と呼びました。さらに、グロステストは、原理を検証するために、両方の道筋を実験によって検証すべきだと主張しました。これらの思想は、17世紀のパドヴァ大学、そしてガリレオ・ガリレイへと受け継がれる伝統を築きました。

グロステストの指導の下、アリストテレスの帰納法の概念を保存し発展させたアラブの錬金術師たちの著作に触発されたベーコンは、観察、仮説、実験、そして独立した検証の必要性という反復的なサイクルを記述した。彼は、他の人々が彼の結果を再現し独立して検証できるように、実験の実施方法を詳細に記録した。これは科学的方法の礎であり、アル・バッタニのような研究者たちの業績の継続であった。

ベーコンとグロステストは光学の研究を行ったが、その多くは当時アラブの学者たちが行っていたことと似ていた。ベーコンは、教皇に大学での自然科学の研究を奨励する手紙を書いたり、当時の多くの分野における科学的知識の現状を記録した数巻の著作を編纂したりすることで、中世ヨーロッパの科学の発展に大きく貢献した。彼は望遠鏡の製作方法について記述したが、実際に望遠鏡を製作したという確固たる証拠はない。

14世紀前半は、偉大な思想家たちの科学的業績が見られた時代であった。ウィリアム・オブ・オッカムによる論理学の研究は、今日「オッカムの剃刀」として知られる、節約の原理の具体的な定式化へと彼を導いた。この原理は、現代科学が2つ以上の不確定な理論の中から最適なものを選択するために用いる主要なヒューリスティックの一つであるが、トマス・アクィナスとアリストテレスもそれ以前にこの原理を明確に用いていたことを指摘しておくのは公平であろう。

西洋の学者たちがビザンツ帝国やイスラム帝国の物議を醸す科学論文をより深く理解し（そしてより受け入れる）ようになるにつれ、これらの論文は新たな洞察と推測を生み出した。初期ビザンツの学者ヨハネス・フィロポノスの著作は、ジャン・ブリダンなどの西洋の学者たちに、アリストテレスの力学に関する定説に疑問を抱かせるきっかけとなった。ブリダンは、現代の慣性の概念への一歩となる衝動の理論を発展させた。ブリダンは次のように記し、アイザック・ニュートンを先取りしていた。

投擲者の腕を離れた後、投擲物は投擲者によって与えられた推進力によって動き、その推進力が抵抗力よりも強い限り動き続け、反対の力によって抵抗されたり、反対の動きに傾けられたりしない限り、無限に続くであろう。

トーマス・ブラッドワーディンと彼のパートナーであるオックスフォード大学マートン・カレッジのオックスフォード計算機学者たち（オックスフォード大学）は、運動学と動力学を区別し、運動学を重視し、瞬間速度を研究した。彼らは平均速度定理を定式化した。すなわち、一定速度で運動する物体は、加速された物体が最終速度の半分の速度で移動する距離と時間に等しい時間を移動する。彼らはまた、この定理（「落体の法則」の本質）を、この功績が認められているガリレオよりもずっと前に実証した。^{[ 16 ]}

今度はニコール・オレームが、アリストテレスの物理学が地球の運動に反対する理由として挙げたものは妥当ではないことを示し、地球が動いているのであって天が動いているのではないという理論の単純さの論拠を提示した。地球の運動を支持するこの論拠にもかかわらず、オレームは「誰もが、そして私自身も、天が動いているのであって地球は動いていないと考えている」という一般的に受け入れられている意見に立ち返った。^{[ 17 ]}

科学史家のロナルド・ナンバーズは、現代科学における方法論的自然主義という前提は、これらの中世の思想家たちの業績にまで遡ることができると指摘している。

中世後期には、自然原因の探求がキリスト教自然哲学者の研究を特徴づけるものとなっていた。彼らは、神の直接的な介入の可能性を常に否定しなかったものの、自然的な説明を探求するよりも奇跡を持ち出すような軟弱な同時代人をしばしば軽蔑した。パリ大学の聖職者ジャン・ブリダン（1295年頃～1358年頃）は、「おそらく中世で最も優れた芸術家」と評されているが、哲学者が「適切な自然原因」を探求することと、一般の人々が異常な天文現象を超自然的なものに帰する誤った習慣とを対比させた。 14世紀、自然哲学者で後にローマ・カトリック司教となったニコル・オレーム（1320年頃～1382年）は、自然の様々な驚異について論じる際、「弱者の最後の避難所である天や悪魔、あるいは、原因がよく分かっていると信じている現象よりも、これらの現象を直接引き起こすかのように栄光ある神に頼る理由はない」と忠告した。^{[ 18 ]}

しかし、中世後期の危機として知られる一連の出来事がすでに始まっていた。 1348年の黒死病の流行は、それまでの科学的進歩の時代に突然の終止符を打った。この疫病はヨーロッパの人口の3分の1を死に至らしめ、特にイノベーションの中心地であった都市部の人口密集地帯では甚大な被害をもたらした。疫病の再発やその他の災害により、人口は1世紀にわたって減少を続けた。

15世紀は、ルネサンスという文化運動が始まった時代であった。ビザンツ帝国がオスマン帝国に滅ぼされ、多くのビザンツの学者たちが西欧、特にイタリアに避難したことで、古代および中世のギリシャの科学文献の再発見が加速した。

印刷技術の発明は、印刷された言葉の普及を促進し、学習を民主化し、新しいアイデアのより迅速な伝播を可能にした。

ルネサンス末期、天文学者のニコラウス・コペルニクスは、地球が太陽の周りを公転するという説を提唱した。

ビザンツ帝国の科学は、古典知識をイスラム世界やルネサンス期のイタリアに伝える上で重要な役割を果たし、また中世アラビアの知識をルネサンス期のイタリアに伝える上でも重要な役割を果たした。その豊かな歴史叙述の伝統は、古代の知識を保存し、その上に素晴らしい芸術、建築、文学、そして技術的成果が築かれた。

ビザンツ帝国の科学者たちは、偉大な古代ギリシャの数学者たちの遺産を保存し、継承し、数学を実践に活かしました。初期ビザンツ帝国（5世紀から7世紀）では、建築家であり数学者でもあったミレトスのイシドロスとトラレスのアンテミオスが、複雑な数式を用いて壮大な「アヤソフィア」神殿を建設しました。その際立った幾何学、大胆なデザイン、そして高さから、当時だけでなくその後数世紀にわたって、この神殿は壮大な技術的ブレークスルーとなりました。後期ビザンツ帝国（9世紀から12世紀）では、ミカエル・プセロスのような数学者たちが、数学を世界を解釈する手段として捉えました。

500 年代のビザンツの学者ヨハネス・フィロポノスは、アリストテレスの物理学の教えに体系的に疑問を呈した最初の人物でした。 ^{[ 19 ]}これは 10 世紀後のガリレオ・ガリレイに影響を与え、ガリレオは科学革命期にアリストテレス物理学の欠陥を論じた際に、フィロポノスを自身の著作で大きく引用しました。^{[ 20 ] [ 21 ]}

ビザンツ帝国は当初、中世イスラム世界に天文学と数学に関する古代ギリシア語の文献を提供し、アラビア語に翻訳させた。その後、イスラム世界が台頭すると、グレゴリー・キオニアデスなどのビザンツの科学者が、イスラムの天文学、数学、科学に関するアラビア語の文献を中世ギリシア語に翻訳した。これには、ジャアファル・イブン・ムハンマド・アブー・マアシャル・アル＝バルヒー^{[ 22 ]}、イブン・ユヌス、アル＝ハズィーニー^{[ 23 ]}、ムハンマド・イブン・ムーサー・アル＝フワーリズミー^{[ 24 ]}、ナスィール・アル＝ディーン・アル＝トゥースィーなどの著作が含まれる。また、古代ギリシア語の同等の用語の代わりにアラビア語の音訳を用いて特定の科学的概念を記述したビザンツの科学者もいた（例えば、古代ギリシア語のホロスコプスの代わりにアラビア語のタレイを使用するなど）。ビザンツの科学は、古代ギリシャの知識を西ヨーロッパやイスラム世界に伝えるだけでなく、イスラムの知識を西ヨーロッパに伝える上でも重要な役割を果たした。ビザンツの科学者たちは、アラビア語の文献における引用を通して、ササン朝やインドの天文学にも触れた。 ^{[ 25 ]}