ルネサンス期の科学

1440年頃、ドイツのマインツにある1つの印刷所から始まった活版印刷機は、中央ヨーロッパ、西ヨーロッパ、東ヨーロッパの約270の都市に広がり、15世紀末までにはすでに2000万冊以上の書籍を生産していた。^{[ 9 ]}印刷によって学術書ははるかに広く入手可能になったが、ルネサンス期に新たに印刷された書籍に対する最初の需要のほとんどは、存命の学者ではなく、すでに亡くなった著者の作品に対するものであった。^{[ 10 ]}

しかし、16世紀後半には、事実がほとんど存在しなかった中世の写本文化は、生きた学者が自身の観察を他の（生きた）学者の観察と比較できる印刷文化に取って代わられ始めていた。 ^{[ 11 ]}この変化は、自然哲学を、信頼できる文書化された事実が急速に増殖する集団的かつ累積的な事業へと決定的に変容させ、科学革命の知的基盤と新しい科学的知識の確固たる土台を作り出した。^{[ 12 ]}

地理学の歴史において、重要な古典的文献はクラウディオス・プトレマイオスの『地理学』（2世紀）である。これは15世紀にヤコポ・ダンジェロによってラテン語に翻訳された。^{[ 13 ]}写本は広く読まれ、1475年に初版が刊行されて以来、多くの印刷版が出版された。レギオモンタヌスは生前に印刷版の準備に取り組んでおり、彼の写本は後にニュルンベルクの数学者たちによって参照された。プトレマイオスの『地理学』は、15世紀を通じてヨーロッパで作成されたほとんどの地図の基礎となった。^{[ 13 ]}新しい知識が古い地図の内容に取って代わり始めた一方で、座標や投影法の使用を含むプトレマイオスの地図作成システムの再発見は、地図作成という分野全体を芸術的なものではなく科学的な探求として再定義するのに役立った。^{[ 13 ]}

プトレマイオスや大プリニウスなどの古典文献から得られた情報は、大航海時代に探検された土地と矛盾していることがすぐに明らかになった。^{[ 13 ]}新しい発見は、古典知識の欠点を明らかにし、ヨーロッパ人の想像力を新たな可能性へと開いた。^{[ 14 ] [ 15 ]}特に、 1492年のクリストファー・コロンブスの新世界への航海は、その後すぐにヨーロッパの拡大の波となるものの方向性を定めるのに役立った。^{[ 16 ]}トーマス・モアの『ユートピア』は、新世界の発見に部分的に触発された。この時期以前に作成されたほとんどの地図は、新世界を通る西回りのルートでヨーロッパとインドを隔てる土地の範囲を大幅に過小評価していたが、フェルディナンド・マゼランなどの探検家の貢献により、この時期にはより正確な地図を作成する努力がなされた。^{[ 17 ]}

錬金術と化学はいくつかの点で異なっているものの、ルネサンス期にはしばしば似たような目標を持っており、これらを合わせて化学と呼ばれることもある。^{[ 18 ]}錬金術は、不明瞭な過程による物質の変成の研究である。疑似科学的な試みと見なされることが多いが、その実践者の多くは、物質の構成要素や物質が変化する方法についての仮説を立てるために、当時の広く受け入れられていた科学理論を利用した。^{[ 19 ]}錬金術師の主な目的の1つは、卑金属の変成から金やその他の貴金属を作り出す方法を見つけることであった。^{[ 19 ]}錬金術師の一般的な信念は、他のすべての物質が形成される本質的な物質があり、物質をこの元の物質に還元できれば、鉛から金のように、それを別の物質に構築できるというものであった。^{[ 18 ]}中世の錬金術師は、硫黄と水銀という2つの主要な元素または「原理」を扱っていた。^{[ 18 ]}

パラケルススはルネサンス期の化学者であり医師で、硫黄や水銀に加えて塩が、他のすべてのものが作られる主要な錬金術的原理の1つであると信じていました。^{[ 20 ]}パラケルススはまた、人体が化学的性質を持つプロセスによって機能していることを認識することで、化学的手法を実用的な医療に活用するのに貢献しました。^{[ 20 ]}これらの考え方は、アリストテレスによって広められたものなど、長年信じられてきた多くの伝統的な信念と直接的に対立していましたが、パラケルススは、自然の原理に疑問を持つことが知識の一般的な成長を続けるために不可欠であると主張しました。^{[ 20 ]}ホールは彼を「絵に描いたような熱弁家」であり、「自然に対する神秘的な概念は自然科学のそれとは全く異質だった」と述べています。^{[ 21 ]}

現代の基準では科学的実践とみなされるものに基づいていることが多いにもかかわらず、化学はルネサンス末期近くまで学問分野として一般の学問から切り離されたままであり、ようやく一部の大学教育の一部として登場し始めた。^{[ 18 ] [ 22 ]： 104-115}当時の化学の商業的性質と、その実践の古典的な基礎の欠如は、この分野が尊敬される学問分野ではなく職人技として一般的に見なされるようになった要因の一部であった。^{[ 18 ]}

中世後期の天文学は、古代にクラウディオス・プトレマイオスが提唱した地球中心説に基づいていた。おそらく、実際に天文学者や占星術師として活動していた者で、12世紀にクレモナのジェラールによってラテン語に翻訳されたプトレマイオスの『アルマゲスト』を読んだ者はごく少数だっただろう。彼らは代わりに、ヨハネス・デ・サクロボスコの『De sphaera mundi』や『Theorica planetarum』と呼ばれる教科書など、プトレマイオス体系の入門書に頼っていた。惑星の運動を予測するために、彼らはアルフォンソ表と呼ばれる天文表を用いた。これは『アルマゲスト』のモデルに基づいているが、後にいくつかの修正が加えられており、主にサービト・イブン・クッラに帰せられる震動モデルが取り入れられている。一般に信じられていることとは異なり、中世およびルネサンス期の天文学者たちは、コペルニクス自身が登場するまでは、プトレマイオスの元のモデルを修正するために「周転円の上に周転円」を用いることはなかった。

1450年頃、数学者のゲオルク・プルバッハ（1423年 - 1461年）はウィーン大学で天文学の講義シリーズを開始した。当時プルバッハの教え子であったレギオモンタヌス（1436年 - 1476年）は、講義のノートをまとめ、後に1470年代に『新惑星理論』 （Theoricae novae planetarum）として出版した。この「新理論」は、それまでの理論書に代わる高度な天文学の教科書となった。プルバッハはまた、『アルマゲスト』の要約と解説の準備も始めた。しかし、彼はわずか6巻を完成させた後に亡くなり、レギオモンタヌスが枢機卿ベッサリオンがコンスタンティノープルから持ち帰ったギリシャ語写本を参考にしながらその作業を引き継いだ。1496年に出版された『アルマゲスト要約』は、プトレマイオス天文学の最高レベルを初めて多くのヨーロッパの天文学者に広く知らしめた。

ルネサンス天文学における最後の主要な出来事は、ニコラウス・コペルニクス（1473年 - 1543年）の業績である。彼は『新理論』と『エピトメ』で訓練を受けた最初の世代の天文学者の一人であった。1514年の少し前に、彼は地球が太陽の周りを回っているというアリスタルコスの考えを復活させ始めた。彼は残りの人生を地動説の数学的証明を試みることに費やした。 1543年に出版された『天球回転論』の中で、コペルニクスは自分の研究をプトレマイオスの伝統にできるだけ近づけようとした。彼の研究と『アルマゲスト』を比較すると、彼がプトレマイオスの方法^{[ 23 ]}、さらにはその提示順序さえも踏襲していたことがわかる。^{[ 24 ]}しかし、すべての天体の運動は「完全」（つまり円形）かつ均一でなければならないという神学的および哲学的理想に反する等速運動を天文学から排除するために^{[ 25 ]}、コペルニクスは千年以上にわたって支配的であったプトレマイオスの地動説に異議を唱えた。コペルニクスの太陽静止モデル（天の数学的中心に正確にはないが、その近くに静止した太陽を想定^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}）は、惑星の円軌道、周転円、等速運動^{[ 29 ]}など、プトレマイオスのいくつかの誤った仮定を保持していたが、次のような正確な考えも含まれていた。

• 地球は、太陽の周りを一定の順序で公転する複数の惑星の一つである。
• 地球は毎日自転し、1年かけて太陽の周りを公転する。^{[ 30 ]}
• 惑星の逆行運動は、地球の運動によって説明される。
• 地球から太陽までの距離は、太陽から恒星までの距離に比べると非常に小さい。

ギリシャの数学者たちの業績は、長く間接的な歴史を経て、古代末期から中世にかけて生き残った。ユークリッド、アルキメデス、アポロニウスの著作の多くは、ヘロンやパップスといった後世の著述家たちの著作とともに、ビザンツ文化圏とイスラム圏の学問の中心地の両方で写本され、研究された。これらの著作の翻訳は、 12世紀にはすでにスペインとシチリアの翻訳者たちによって始まり、彼らは主にアラビア語とギリシャ語の原典からラテン語へと翻訳を行った。最も多作な翻訳者のうち2人は、クレモナのジェラールとモエルベケのウィリアムであった。

しかし、翻訳の最大の取り組みは、15 世紀と 16 世紀のイタリアで行われたものであり、現在ヨーロッパの図書館に所蔵されているこの時代の多数の写本がそれを証明している。この時代のほぼすべての主要な数学者は、古代の数学の著作を復元する必要性に取り憑かれていた。人文主義者は、数学者がギリシャ語の写本を回収するのを手伝っただけでなく、ニコラウス 5 ​​世やベッサリオン枢機卿などの宗教指導者から依頼を受けて、これらの著作をラテン語に翻訳する積極的な役割も果たした。^{[ 32 ] [ 33 ]}

この取り組みの主要人物には、ラテン語のアルキメデスの写本を作成し、数学書の印刷計画を持っていたレギオモンタヌス、同様にアルキメデスの版を作成し、ユークリッド、ヘロン、パップスの著作の版を作成したコマンディーノ（1509～1575年）、古代の数学者の著作を翻訳しただけでなく、それらに自身の著作を多く加えたマウロリコ（1494～1575年）などがいる。彼らの翻訳により、次世代の数学者は中世に一般的に利用可能だったものよりもはるかに進んだ技術を手にすることができた。^{[ 34 ]}

15 世紀と 16 世紀の数学の成果は、古代ギリシャの著作だけに限られていたわけではないことを念頭に置く必要がある。タルタリアやルカ・パッチョーリなどの数学者は、イスラムの学者やヨルダヌスやフィボナッチなどの中世の伝統を受け入れ、発展させた。^{[ 35 ] [ 36 ]}ジョルダーノ・ブルーノもまた、アリストテレスなどの著作を批判した。彼はアリストテレスの論理に欠陥があると信じ、部分的な物理学を計算するための数学的教義を発展させ、ブルーノは自然理論を変革しようと試みた。^{[ 37 ]}

数学の進歩は物理学の進歩によって補完され、人々は両分野間のギャップを埋め、アリストテレスの思想に疑問を投げかけようとした。^{[ 38 ]}物理学の研究の復活は、力学、光学、航法、地図作成などの分野で多くの機会を開いた。^{[ 22 ] : 79–89}

力学理論は、ギリシャ人、特にアリストテレスとアルキメデスに端を発している。^{[ 22 ] : 79-82}力学と哲学は古代ギリシャでは関連のある学問分野であったが、ルネサンス期になって初めて両者が分離し始めた。^{[ 22 ] : 79-82}新しい力学のアイデアや理論の開発の多くは、ラファエル・ボンベッリなどのイタリア人によって行われたが、フランドル人のシモン・ステヴィンも多くのアイデアを提供した。^{[ 22 ] : 79-82}

航海は当時重要なテーマであり、より優れた船の導入や羅針盤の応用によって、後に地理的発見につながる多くの革新が行われた。^{[ 22 ]： 89-91}航海に関わる計算は困難であることが判明し、当時の技術では天候を正確に予測したり、地理的な位置を特定したりすることができなかった。経度を決定することは特に困難であることが判明した。なぜなら、現地時間は天文観測に基づいて計算する必要があるからである。^{[ 22 ]： 89-91}試された理論の1つは、日食の時刻を記録し、それをレギオモンタヌスの「エフェメリデス」を使用してニュルンベルク時間と比較するか、ザクトの「アルマナック・ペルペトゥウム」を使用してサラマンカ時間と比較することであったが、そのような計算の誤差範囲は許容できないほど大きかった（約25.5度）。^{[ 22 ]： 89-91}経度を正確に測定できるようになるまでは、航海士は多くの不確実性を伴う推測航法に頼らざるを得なかった。^{[ 22 ]： 89-91}

ルネサンス期には、主に解剖と身体検査の分野で実験的研究が増加し、人体解剖学の知識が進歩した。^{[ 39 ]}近代神経学の発展は、16 世紀に脳やその他の臓器の解剖を記述したアンドレアス・ヴェサリウスによって始まった。彼は脳の機能についてはほとんど知らず、脳は主に脳室にあると考えていた。医学と診断の理解は向上したが、医療に直接的な利益はほとんどなかった。アヘンとキニーネ以外には、効果的な薬はほとんど存在しなかった。ウィリアム・ハーヴェイは、循環器系の洗練された完全な記述を提供した。医学で最も有用な書物は、学生と専門医の両方が使用したマテリアエ・メディカエとファーマコポイアエであった。