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自然哲学、自然哲学（ラテン語のphilosophia naturalisに由来）、あるいは実験哲学は、近代後期まで、超自然的な影響を一切無視し、自然と物理宇宙を体系的かつ研究に基づいて研究する学問であった。少なくともアリストテレス（古典古代）の時代から19世紀まで用いられた自然哲学という用語は、哲学の一分野（当時はより広い意味で、あらゆる合理的な研究と考察の分野を意味していた）を指し、物理学、生物学、化学、天文学など、現在では科学の範疇に含まれると考えられているテーマを探求していた。このように、自然哲学は近代科学の前身であり、そして近代科学によってほぼ取って代わられた。
19世紀には、厳密な経験的かつ実験的なアプローチと、多くの現代的な下位分野、そしてそれらに専念するさまざまな機関やコミュニティの設立によって、科学という用語が哲学とは区別されるようになりました。 [ 1 ]アイザック・ニュートンの著書『Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica』（1687年）（英語：Mathematical Principles of Natural Philosophy ）は、17世紀における自然哲学という用語の使用を反映しています。19世紀においても、現代物理学の多くを定義するのに役立った著作は、ケルビン卿とテイトによって書かれた『Treatise on Natural Philosophy』（1867年）というタイトルでした。
ドイツの伝統において、自然哲学（Naturphilosophie ）は、スコラ哲学の伝統を否定し、アリストテレスの形而上学や教条的な聖職者の哲学をカントの合理主義に置き換えた後、自然と精神の思弁的な統一を達成しようとする試みとして、 18世紀と19世紀まで存続した。ゲーテ、ヘーゲル、シェリングなど、ドイツ哲学における偉大な人物のいくつかは、この運動と関連付けられている。自然哲学はロマン主義と結びついており、自然界を一種の巨大な有機体とみなす見方であった。これは、ジョン・ロックなどの人物が世界を機械のように捉える、より機械論的な哲学を唱えたのとは対照的である。
自然哲学という用語は、現在の自然科学（すなわち経験科学）という用語の使用に先行するものでした。経験科学は歴史的に哲学、より具体的には自然哲学から発展しました。自然哲学は、近代科学のもう一つの前身である博物学とは区別されます。自然哲学は自然に関する推論と説明（そしてガリレオ以降は定量的推論）を伴うのに対し、博物学は本質的に定性的で記述的なものでした。
ギリシャの哲学者たちは、自然哲学を、人間が作ったものを無視して宇宙に生息する存在の組み合わせと定義した。[ 2 ]もう一つの定義は、人間の本性に関するものである。[ 2 ]
14世紀から15世紀にかけて、自然哲学は哲学の多くの分野の一つではあったが、専門分野として確立されていたわけではなかった。自然哲学の専門家として初めて任命されたのは、1577年にパドヴァ大学に在籍したヤコポ・ザバレラである。
科学と科学者という用語の現代的な意味は、19 世紀になって初めて確立されました。それ以前は、科学はラテン語の語源にちなんで、知識や研究と同義語でした。この用語が現代的な意味を持つようになったのは、実験科学と科学的方法が自然哲学とは別の専門分野として確立されたときです。[ 3 ]特に、ケンブリッジ大学の自然哲学者であるウィリアム・ヒューウェルが、1834 年に「科学の育成者」や「自然哲学者」といった用語に代わるものとして「科学者」という用語を提案したことがきっかけです。[ 4 ]
19世紀半ば、科学者が物理学と化学の両方に貢献することがますます珍しくなった頃から、「自然哲学」は単に物理学を意味するようになり、オックスフォード大学やアバディーン大学の学位の名称では今でもその意味で使われています。一般的に、最も古い大学に古くから設置されている自然哲学の講座は、現在では主に物理学の教授が占めています。アイザック・ニュートンの著書『自然哲学の数学的原理』（1687年）は、タイトルが「自然哲学の数学的原理」と訳され、当時の「自然哲学」という言葉の用法、つまり「自然の体系的研究」に類似した用法を反映しています。19世紀でさえ、現代物理学の多くを定義するのに役立ったケルビン卿とピーター・ガスリー・テイトによる論文は、『自然哲学論』 （1867年）というタイトルでした。
プラトンの現存する最古の対話篇である『カルミデス』では、物理的な結果を生み出す科学や知識体系と、そうでないものとが区別されている。自然哲学は、（倫理学のように）実践的な分野というよりは理論的な分野として分類されてきた。芸術を導き、自然に関する哲学的知識を活用する科学は、実践的な結果を生み出すこともあるが、こうした補助的な科学（例えば、建築学や医学）は自然哲学の範疇を超えている。
自然哲学の研究は、宇宙を理解するために必要なあらゆる手段を用いて宇宙を探求しようとするものである。いくつかの考え方は、変化が現実であることを前提としている。これは当然のことのように思えるかもしれないが、プラトンの先駆者であるパルメニデスや、後のギリシャの哲学者セクストゥス・エンピリクス、そしておそらく一部の東洋の哲学者など、変容の概念を否定した哲学者もいた。ジョージ・サンタヤーナは著書『懐疑主義と動物信仰』の中で、変化の現実性は証明できないことを示そうとした。彼の論理が正しければ、物理学者になるには、自分の感覚を信頼するのに十分なほど懐疑心を抑えるか、反実在論に頼らなければならないということになる。
ルネ・デカルトの形而上学的体系である心身二元論は、物質と精神という2種類の実体について述べている。この体系によれば、「物質」であるものはすべて決定論的で自然なものであり、したがって自然哲学に属する。一方、「精神」であるものはすべて意志的で非自然的なものであり、自然哲学の領域外にある。
自然哲学の主要な分野には、天文学と宇宙論（壮大なスケールでの自然の研究）、病因論（（内在的、時には外在的な）原因の研究） 、偶然性、確率、ランダム性の研究、元素の研究、無限と無制限（仮想的または現実的）の研究、物質の研究、力学（運動と変化の並進の研究）、自然または様々な作用源の研究、自然の性質の研究、物理量の研究、物理的実体間の関係の研究、そして空間と時間の哲学が含まれる。（アドラー、1993）
人類が自然と精神的に関わり始めたのは、文明や歴史の記録よりもずっと以前からである。自然界に関する哲学的、特に非宗教的な思考は、古代ギリシャにまで遡る。こうした思考の流れは、ソクラテス以前に始まっており、ソクラテスは哲学研究を自然に関する思索から人間、つまり政治哲学へと転換させた。パルメニデス、ヘラクレイトス、デモクリトスといった初期の哲学者たちの思想は、自然界を中心としていた。さらに、イオニアのミレトス（ミレトス学派の由来）に住んでいたソクラテス以前の哲学者、タレス、アナクシマンドロス、アナクシメネスの3人は、ギリシャ神話の創造神話に頼ることなく自然現象を説明しようと試みた。彼らは「自然哲学者」（ physikoi ）と呼ばれ、アリストテレスは彼らを「生理学者」（physiologoi ）と呼んだ。プラトンはソクラテスに倣い、人間に焦点を当てた。プラトンの弟子であるアリストテレスは、自然界を基盤として思想を構築することで、経験主義を本来の地位に戻しつつ、人間が世界に存在する余地を残した。[ 5 ]マルティン・ハイデガーは、アリストテレスが中世から近代にかけて普及した自然観の創始者であったと指摘している。
『自然学』は、自ずと生じる存在、すなわちτὰ φύσει ὄντα ( ta physei onta ) の存在について、その性質を明らかにしようとする講義である。アリストテレスの「自然学」は、現代の物理学が近代に属するのに対し、アリストテレスの「自然学」は古代に属するという点だけでなく、何よりも、アリストテレスの「自然学」は哲学であるのに対し、現代の物理学は哲学を前提とする実証科学であるという点で異なっている。この書は、西洋思想全体の縦糸と横糸を決定づけており、たとえそれが近代思想として古代思想と矛盾しているように見える場合でさえもそうである。しかし、対立は常に決定的な、そしてしばしば危険な依存関係から成り立っている。アリストテレスの『自然学』がなければ、ガリレオは存在しなかっただろう。[ 6 ]
アリストテレスは先人たちの思想を概観し、彼らの極端な考え方の中間的な道筋を描くような形で自然を捉えた。[ 7 ]
プラトンの永遠不変のイデアの世界は、神の職人によって物質に不完全に表現されており、さまざまな機械論的世界観とは著しく対照的である。その中でも原子論は、少なくとも4世紀までに最も顕著であった。この議論は古代世界を通して続いた。原子論的機械論はエピクロスによって勢いを増し、一方ストア派は神の目的論を採用した。選択は単純に思える。構造化された規則的な世界が、方向性のない過程からどのように生じるかを示すか、システムに知性を注入するかである。これが、プラトンの若い弟子であったアリストテレスの考え方であった。キケロは、アリストテレス自身の洞窟のイメージをそのまま残している。もし洞窟人が突然上の世界に連れてこられたら、彼らはすぐにそこが知的に配置されていると考えるだろう。しかしアリストテレスはこの考え方を放棄するようになった。アリストテレスは神的存在を信じているものの、第一動者は宇宙における効率的な作用原因ではなく、宇宙の構築や配置には何ら関与していないと考えている。しかし、神的創造者を否定する一方で、アリストテレスは無作為な力の純粋なメカニズムに頼ることもない。むしろ、彼は二つの立場の中間の道を探そうとし、それは自然、すなわちピュシスの概念に大きく依拠している。[ 8 ]
「我々が住む世界は秩序ある世界であり、物事は一般的に予測可能な方法で振る舞う」とアリストテレスは主張した。なぜなら、すべての自然物には「性質」、つまり（主に形に関連付けられた）属性があり、それによって対象物が慣習的な方法で振る舞うからである。[ 9 ]アリストテレスは、自然哲学者または物理学者の仕事に適した原因として4つを推奨し、「もし彼が自分の問題をそれらすべてに帰属させるならば、彼は自分の科学にふさわしい方法で『なぜ』を割り当てるだろう。つまり、質料、形相、動者、[そして]『何のために』である」。物質的原因の気まぐれは状況に左右されるが、形式的原因、作用的原因、目的的原因はしばしば一致する。なぜなら、自然の種類においては、成熟した形相と目的的原因は同一だからである。同種の個体へと成熟する能力は、「運動の一次源」、すなわち、種に共通する本質的な性質を伝える父親から直接獲得される。これは仮説的な比率である。[ 10 ]
中世後期から近代にかけて、「科学」を特定の種類の効率的または主体に基づく原因の考察に限定する傾向があった。[ 11 ]
効率原因の作用は、量的な力で説明できる場合もあるが、常にそうとは限らない。例えば、粘土の塊に対する芸術家の作用は、1平方インチあたり何ポンドの圧力が加えられているかで説明できる。しかし、教師が芸術家の活動を指導する効率原因は、このように説明できない。目的原因は、行為者に作用して、行為に影響を与えたり、行為を促したりする。芸術家が「お金を稼ぐ」ために働く場合、お金を稼ぐことは、ある意味で彼女の行為の原因である。しかし、この影響を量的な力で説明できない。目的原因は作用するが、それは目的原因の様式に従って作用し、効率原因に作用を促す目的または善として作用する。目的原因に固有の因果様式は、それ自体を効率原因に還元することはできず、ましてや「力」と呼ばれる効率原因の様式に還元することはできない。[ 12 ]
古代ギリシャの哲学者たちは、運動と宇宙について研究した。ヘシオドスのような人物は自然界を神々の産物とみなしたが、レウキッポスやデモクリトスのような人物は世界を渦の中の生命のない原子とみなした。アナクシマンドロスは、日食は天体の火の輪に開いた穴によって起こると推論した。ヘラクレイトスは、天体は器の中に閉じ込められた火でできていると信じていた。彼は、器が地球から遠ざかるときに日食が起こると考えた。アナクシメネスは、根源的な要素は空気であり、空気を操作することでその厚さを変えて火、水、土、石を作り出すことができると述べたとされている。エンペドクレスは、世界を構成する要素、すなわち万物の根源を火、空気、土、水と特定した。パルメニデスは、あらゆる変化は論理的に不可能であると主張した。彼は、何も存在しない状態から存在する状態へ移行することはできないという例を挙げた。プラトンは、世界はかつて神の職人が抱いていたイデアの不完全な複製であると主張した。また、彼は何かを真に知る唯一の方法は理性と論理によるものだと信じていた。対象そのものを研究するのではなく、変化する物質を研究することは有効な方法である。[ 9 ]
アリストテレスは、自然哲学の思想の収束のきっかけとなった多くの重要な信念を持っていた。アリストテレスは、物体の属性は物体自体に属し、他の物体と特性を共有することで、それらをあるカテゴリーに分類できると信じていた。彼はこの点を強調するために犬を例に挙げている。個々の犬は非常に具体的な属性（例えば、ある犬は黒色で、別の犬は茶色）を持つかもしれないが、犬として分類される非常に一般的な属性（例えば、四本足）も持っている。この哲学は他の多くの物体にも適用できる。この考え方は、アリストテレスと直接的な関係があったプラトンの考え方とは異なる。アリストテレスは、物体には「形相」という性質と、その性質の一部ではない「質料」があり、それが物体を定義すると主張した。形相は質料から分離することはできない。性質と質料を分離することは不可能なので、性質を一つの山に集め、質料を別の山に集めることはできないという例を挙げている。[ 9 ]
アリストテレスは、変化は自然な出来事であると信じていました。彼は、形相と質料の哲学を用いて、何かが変化すると、その質料を変えることなく性質が変化すると主張しました。この変化は、ある性質を別の性質に置き換えることによって起こります。この変化は、強制的な手段であろうと自然な手段であろうと、常に意図的な変更であるため、変化は制御可能な性質の秩序です。彼は、これが非存在、潜在的存在、現実存在という3つの存在のカテゴリーを通して起こると主張しました。これら3つの状態を通して、対象が変化する過程は、この遷移状態の間、対象の形相を真に破壊することはなく、むしろ2つの状態の間の現実を曖昧にするだけです。その例としては、紫色の遷移段階を経て、対象が赤から青に変化することが挙げられます。[ 9 ]
中世の運動に関する思想は、アリストテレスの著作『自然学』と『形而上学』に大きく影響を受けている。中世の哲学者たちが運動に関して抱えていた問題は、『自然学』第3巻と『形而上学』第5巻の間に見られる矛盾であった。アリストテレスは『自然学』第3巻で、運動は実体、量、性質、場所によって分類できると主張したが、『形而上学』第5巻では、運動は量の大きさであると述べている。この論争は、自然哲学者たちにいくつかの重要な疑問をもたらした。運動はどのカテゴリーに当てはまるのか？運動は終点と同じものなのか？運動は実在するものとは別物なのか？中世の哲学者たちが投げかけたこれらの疑問は、運動を分類しようとする試みであった。[ 13 ]
ウィリアム・オブ・オッカムは、中世の多くの人々に運動の良い概念を与えました。運動の背後にある語彙には問題があり、名詞と名詞を構成する性質の間に相関関係があると考える人がいます。オッカムは、この区別こそが人々が運動を理解できるようにするものであり、運動は動体、場所、形態の性質であり、運動とは何かを定義するために必要なのはそれだけだと述べています。この有名な例がオッカムの剃刀で、曖昧な記述をより記述的な例に分解することで単純化します。「すべての運動は作用者から生じる」は「動かされるものはすべて作用者によって動かされる」となり、これにより運動は動かされる個々の物体を指す、より個人的な性質になります。[ 13 ]
The scientific method has ancient precedents, and Galileo exemplifies a mathematical understanding of nature, which is a hallmark of modern natural scientists. Galileo proposed that objects falling regardless of their mass would fall at the same rate, as long as the medium they fall in is identical. The 19th-century distinction of a scientific enterprise apart from traditional natural philosophy has its roots in prior centuries. Proposals for a more "inquisitive" and practical approach to the study of nature are notable in Francis Bacon, whose ardent convictions did much to popularize his insightful Baconian method. The Baconian method is employed throughout Thomas Browne's encyclopaedia Pseudodoxia Epidemica (1646–1672), which debunks a wide range of common fallacies through empirical investigation of nature.
The late-17th-century natural philosopher Robert Boyle wrote a seminal work on the distinction between physics and metaphysics called, A Free Enquiry into the Vulgarly Received Notion of Nature, as well as The Skeptical Chymist, after which the modern science of chemistry is named, (as distinct from proto-scientific studies of alchemy). These works of natural philosophy are representative of a departure from the medievalscholasticism taught in European universities, and anticipate in many ways, the developments that would lead to science as practiced in the modern sense. As Bacon would say, "vexing nature" to reveal "her" secrets (scientific experimentation), rather than a mere reliance on largely historical, even anecdotal, observations of empirical phenomena, would come to be regarded as a defining characteristic of modern science, if not the very key to its success. Boyle's biographers, in their emphasis that he laid the foundations of modern chemistry, neglect how steadily he clung to the scholastic sciences in theory, practice and doctrine.[14] However, he meticulously recorded observational detail on practical research, and subsequently advocated not only this practice, but its publication, both for successful and unsuccessful experiments, so as to validate individual claims by replication.
なぜなら、私たちは時として、スコラ学者が厳しく「自然」と呼ぶ自然の創造主を指すのに「自然」という言葉を使うことがあるからです。例えば、自然は人間を部分的に物質的で部分的に非物質的なものにした、と言うときのようにです。また、物事の本質、つまりスコラ学者が躊躇なく「本質」と呼ぶもの、すなわち、それが物質的であるか否かにかかわらず、それがそれである理由となる属性を指すこともあります。例えば、天使、三角形、流体などの本質を定義しようとするときのようにです。さらに、自然を運動の内的原理と捉えることもあります。例えば、空中に落とされた石は自然によって地球の中心に向かって運ばれ、逆に、火や炎は自然に天に向かって上昇すると言うときのようにです。また、自然によって物事の定められた流れを理解することもあります。例えば、自然は昼の後に夜をもたらし、自然は人間の生命に呼吸を必要とするようにした、と言うときのようにです。時として、自然とは、特に生物に属する力の集合体とみなされることがあります。例えば、医師が自然は強いとか弱いとか衰弱しているとか、あるいは、このような病気では自然が自然に治癒すると言う場合などです。また、自然とは、宇宙、あるいは神の物質的な働きの体系とみなされることもあります。例えば、フェニックスやキメラについて、自然界、つまり世界にはそのようなものは存在しないと言われる場合などです。さらに、最も一般的には、自然とは、この論考で考察されているような、半神あるいはその他の奇妙な存在を表すこともあります。 [ 15 ]
—ロバート・ボイル著『一般に受け入れられている自然観についての自由な探求』
17世紀後半から18世紀初頭の自然哲学者は、侮蔑的に「プロジェクター」と呼ばれることがあった。プロジェクターとは、自分の発明に投資するよう人々に呼びかける起業家のことで、風刺画では、その装置が実用的でないため信用できないとされていた。[ 16 ]ジョナサン・スウィフトは、小説『ガリバー旅行記』の中で、王立協会の自然哲学者を「プロジェクターのアカデミー」と風刺した。科学史家は、自然哲学者と、いわゆるプロジェクターは、方法と目的において重なり合うことがあったと主張している。[ 17 ] [ 18 ]
20世紀半ば、エルンスト・マイヤーによる自然の目的論に関する議論は、アリストテレス（目的原因に関して）とカント（反省的判断に関して）が以前に扱った問題を提起した。[ 19 ]
特に20世紀半ばのヨーロッパ危機以降、一部の思想家は、暗黙のうちに隠された未検証の哲学に依拠する狭義の実証主義的アプローチではなく、幅広い哲学的観点から自然を考察することの重要性を主張した。[ 20 ]一つの思想の流れは、特にトマス・アクィナスによって発展させられたアリストテレスの伝統から生じている。もう一つの流れは、特に『ヨーロッパ諸学の危機』で表明されたエドムント・フッサールから生じている。ヤコブ・クラインやハンス・ヨナスなどの彼の弟子たちは、彼のテーマをより完全に発展させた。最後に、アルフレッド・ノース・ホワイトヘッドの著作に触発されたプロセス哲学がある。 [ 21 ]
現存する学者の中では、ブライアン・デイヴィッド・エリス、ナンシー・カートライト、デイヴィッド・オーデルバーグ、ジョン・デュプレなどが、自然界に対してより開かれたアプローチを概ね採用していると言える著名な思想家である。エリス（2002）は「新本質主義」の台頭を指摘している。[ 22 ]デイヴィッド・オーデルバーグ（2007）は、エリスも含め、本質主義者であると主張する他の哲学者たちに異議を唱えている。彼は、自然を実験的方法の無力な対象に矮小化しようとする現代の試みから、トマス主義・アリストテレス主義の伝統を復活させ、擁護している。ニコラス・マックスウェルは『自然哲学への賛歌：思考と生活の革命』（2017）の中で、哲学を改革し、科学と哲学を再び結びつけて、現代版の自然哲学を創造する必要があると主張している。
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