科学史

考古学的証拠は、古代エジプトの計数システムがサハラ以南のアフリカに起源を持つことを示唆している。^{[ 55 ]}また、サハラ以南のアフリカ文化に広く見られるフラクタル幾何学のデザインは、エジプトの建築や宇宙論的記号にも見られる。^{[ 56 ]}学者アレクサンダー・マーシャックによれば、イシャンゴ骨は、エジプトの算術も2倍の乗算を使用していたことから、エジプトの後の数学の発展に影響を与えた可能性があるが、これは議論の余地がある。^{[ 57 ]}上エジプトのナブタ・プラヤにある巨石建造物には、天文学、シリウスのヘリアカル・ライジングに合わせた暦の配置があり、ナイル川の年間洪水に合わせて年間暦を調整するのに役立った。^{[ 58 ]}これらの慣習は、古王国時代のエジプトにおける宇宙論の出現と関連付けられている。^{[ 59 ]}

病気と治癒

エジプトは地中海地域の多くにとって錬金術研究の中心地でもありました。医学パピルス（紀元前2500年～1200年頃に書かれた）によると、古代エジプト人は病気は主に邪悪な力や精霊が体に侵入することによって引き起こされると信じていました。^{[ 2 ]}そのため、治療には薬に加えて、祈り、呪文、儀式が含まれていました。^{[ 2 ]}紀元前1600年頃に書かれたエーベルス・パピルスには、目、口、皮膚、内臓、四肢に関連する病気、膿瘍、傷、火傷、潰瘍、リンパ腺の腫れ、腫瘍、頭痛、口臭の治療のための医学的処方が含まれています。ほぼ同時期に書かれたエドウィン・スミス・パピルスには、傷、骨折、脱臼の治療のための外科マニュアルが含まれています。エジプト人は、薬の有効性は適切な儀式の下での調製と投与に依存すると信じていました。^{[ 2 ]}医学史家は、例えば古代エジプトの薬理学は概して効果がなかったと考えている。^{[ 60 ]}エバースとエドウィン・スミスのパピルスはどちらも、病気の治療に検査、診断、治療、予後という要素を適用しており、^{[ 61 ]}これらは科学の基本的な経験的方法と強い類似性を示し、GER ロイドによれば、^{[ 62 ]}この方法論の発展に重要な役割を果たした。 

メロエ王アマニカバリのピラミッドの彫刻された設計図に基づくと、ヌビア人は調和比を理解していたことから、数学に対する高度な理解を持っていたことがわかる。彫刻された設計図は、ヌビアの数学について明らかにすべき多くのことを示唆している。^{[ 65 ]}古代ヌビア人はまた、初期の太陽時計を作る際に使用した幾何学体系を確立した。^{[ 66 ] [ 67 ]}ヌビアの歴史におけるメロエ時代には、ヌビア人はエジプト人と同様の三角法を使用していた。^{[ 68 ]}

古代メソポタミア人は、粘土、砂、金属鉱石、瀝青、石、その他の天然素材の化学的性質について広範な知識を有しており、この知識を陶器、ファイアンス、ガラス、石鹸、金属、石灰漆喰、防水材の製造に実用的に応用していた。冶金には金属の性質に関する知識が必要であった。しかしながら、メソポタミア人は、単に情報を集めるためだけに自然界に関する情報を収集することにはほとんど関心がなく、神々が宇宙をどのように秩序づけたかを研究することに遥かに強い関心を持っていたようである。非人間生物の生物学は、一般的に主流の学問分野の文脈でのみ記述されていた。動物の生理学は占いの目的で広範に研究され、特に占いにおいて重要な器官と見なされていた肝臓の解剖学は、非常に詳細に研究された。動物の行動もまた、占いの目的で研究された。動物の訓練や家畜化に関する情報のほとんどは、おそらく口頭で伝えられ、書き記されることはなかったが、馬の訓練に関する文書が1つ現存している。^{[ 69 ]}

天文学と天体占い

バビロニア天文学では、星、惑星、月の動きに関する記録が、書記官によって作成された何千枚もの粘土板に残されています。今日でも、メソポタミアの原始科学者によって特定された天文学的な周期は、太陽年や太陰月といった西洋の暦で広く使用されています。彼らはこのデータを用いて、年間を通して変化する日照時間を計算し、月や惑星の出現と消失、日食や月食を予測するための数学的手法を開発しました。天文学者の名前は、カルデア人の天文学者で数学者であったキディヌなど、ごく少数しか知られていません。キディヌが算出した太陽年の値は、今日の暦でも使用されています。バビロニア天文学は、「天文学的現象を洗練された数学的記述で表そうとした、最初にして非常に成功した試み」でした。歴史家A.アーボーによれば、「ヘレニズム世界、インド、イスラム世界、そして西洋におけるその後のあらゆる科学的天文学の形態、ひいては精密科学におけるその後のあらゆる努力は、決定的かつ根本的な形でバビロニア天文学に依存している」^{[ 76 ] 。}

バビロニア人や他の近東文化では、神々からのメッセージや前兆は、熟練した者によって解読・解釈できるあらゆる自然現象の中に隠されていると考えられていました。^{[ 2 ]}そのため、神々はあらゆる地上の物体（例えば、動物の内臓、夢、奇形児の出産、あるいは人に小便をする犬の色など）や天体現象を通して語りかけることができると信じられていました。^{[ 2 ]}さらに、バビロニアの占星術はバビロニアの天文学と切り離せないものでした。

初期のギリシャの哲学者たち、すなわちソクラテス以前の哲学者たち[ ^{133 ]は、}隣人の神話に見られる「我々が住む秩序ある宇宙はどのようにしてできたのか？」という問いに対して、様々な答えを提示した^{[ 134 ]} 。ミレトスのソクラテス以前の哲学者タレス（紀元前640～546年） ^{[ 135 ]}は、アリストテレスなどの後世の著述家によってイオニアの哲学者の最初の一人とされ^{[ 2 ]}、自然現象に対する超自然的ではない説明を提唱した。例えば、陸地は水の上に浮かび、地震はポセイドン神ではなく、陸地が浮かぶ水の揺れによって引き起こされる、といったものである^{[ 136 ]} 。タレスの弟子であるサモスのピタゴラスは、数学そのものを研究するピタゴラス学派を創設し、地球が球形であると初めて提唱した。^{[ 137 ]}レウキッポス（紀元前5世紀）は、すべての物質は原子と呼ばれる分割不可能で不滅の単位でできているという原子論を提唱した。これは彼の弟子デモクリトス、そして後にエピクロスによって大きく発展させられた。

プラトンとアリストテレスは、自然哲学の最初の体系的な議論を生み出し、それが後の自然研究を大きく形作った。彼らの演繹的推論の発展は、後の科学的探究にとって特に重要かつ有用であった。プラトンは紀元前387年にプラトン・アカデミーを設立し、そのモットーは「幾何学に精通していない者はここに入るな」であり、多くの著名な哲学者を輩出した。プラトンの弟子であるアリストテレスは経験主義と、普遍的な真理は観察と帰納によって到達できるという概念を導入し、それによって科学的方法の基礎を築いた。^{[ 138 ]}アリストテレスはまた、生物学的原因と生命の多様性に焦点を当てた、経験的な性質を持つ多くの生物学の著作を生み出した。彼はレスボス島で、特に植物や動物の習性や特徴など、自然を数え切れないほど観察し、540種以上の動物を分類し、少なくとも50種を解剖した。^{[ 139 ]}アリストテレスの著作は、その後のイスラム世界やヨーロッパの学問に大きな影響を与えたが、最終的には科学革命によって取って代わられた。^{[ 140 ] [ 141 ]}

アリストテレスは元素と宇宙の理論にも貢献しました。彼は、天体（惑星や太陽など）には、天体を動かす不動の動者と呼ばれるものがあると信じていました。アリストテレスは数学と物理学を通してすべてを説明しようとしましたが、時には天体の運動などを神のようなより高次の力を通して説明しました。アリストテレスは天体の運動を説明できるような技術的進歩を持っていませんでした。^{[ 142 ]}さらに、アリストテレスは元素について多くの見解を持っていました。彼は、すべてが土、水、空気、火、そして最後にエーテルの元素から派生していると信じていました。エーテルは天体の元素であり、したがって天体の物質を構成していました。^{[ 143 ]}土、水、空気、火の元素は、熱い、湿っている、冷たい、乾いているという特性の2つの組み合わせから派生しており、すべてに必然的な場所と運動があります。これらの元素の動きは、「地球」に最も近い土から始まり、次に水、空気、火、そして最後にエーテルへと続きます。アリストテレスは、万物の構成に加えて、なぜ物事が自然な動きに戻らないのかについての理論を考案しました。彼は、自然状態では水が土の上に、空気が水の上に、火が空気の上に位置していることを理解していました。彼は、すべての元素は自然状態に戻らなければならないが、人間の体や他の生物は元素に制約を課しているため、その人を構成する元素が自然状態に戻ることができないと説明しました。^{[ 144 ]}

この時代の重要な遺産には、特に解剖学、動物学、植物学、鉱物学、地理学、数学、天文学における事実的知識の著しい進歩、特に変化とその原因の問題に関連する特定の科学的問題の重要性の認識、そして自然現象への数学の応用と経験的研究の実施の方法論的重要性の認識が含まれる。^{[ 145 ] [ 135 ]}ヘレニズム時代には、学者たちは科学的調査において、以前のギリシャ思想で発展した原理、すなわち数学の応用と意図的な経験的研究を頻繁に用いた。^{[ 146 ]}理性も探究も古代ギリシャで始まったわけではないが、ソクラテス式問答法は、イデアの概念とともに、幾何学、論理学、自然科学に大きな進歩をもたらした。スウォンジー大学の元古典学教授ベンジャミン・ファリントンによれば、

「アルキメデスが平衡の法則を解明する何千年も前から、人々は秤を使って重さを量っていた。彼らは、関連する原理について実践的かつ直感的な知識を持っていたに違いない。アルキメデスが行ったのは、この実践的な知識の理論的な意味合いを整理し、その結果得られた知識体系を論理的に首尾一貫したシステムとして提示することだった。」

そしてまた：

「私たちは驚きとともに、現代科学の入り口に立っていることに気づく。また、翻訳の技巧によって抜粋が現代風に仕立て上げられたと考えるべきではない。むしろその逆である。これらの著作の語彙と文体は、私たちの語彙と文体の源泉となっているのだ。」^{[ 147 ]}

天文学者サモスのアリスタルコスは、太陽系の地動説を提唱した最初の人物として知られており、地理学者エラトステネスは地球の円周を正確に計算した。ヒッパルコス（紀元前190年頃 - 紀元前120年頃）は、最初の体系的な星表を作成した。ヘレニズム時代の天文学と工学の成果は、惑星の位置を計算するためのアナログコンピュータであるアンティキティラ島の機械（紀元前150年 - 紀元前100年）によって印象的に示されている。同様の複雑さを持つ技術的遺物は、機械式天文時計がヨーロッパに登場した14世紀まで再び現れなかった。 ^{[ 148 ]}

ヒポクラテスの時代には、医療に関する明確な社会構造は存在しなかった。^{[ 149 ]}当時、社会は組織化されておらず、知識も乏しく、人々は依然として病気の説明に純粋な宗教的推論に頼っていた。^{[ 149 ]}ヒポクラテスは、科学と臨床プロトコルに基づいた最初の医療システムを導入した。^{[ 150 ]}ヒポクラテスの物理学と医学に関する理論は、社会のための組織化された医療構造の創設への道を開くのに役立った。^{[ 150 ]}医学において、ヒポクラテス（紀元前460～370年頃）とその弟子たちは、多くの病気や医学的状態を初めて記述し、医師のためのヒポクラテスの誓いを開発した。これは今日でも有効で使用されている。ヒポクラテスの考えは、ヒポクラテス全集に表現されている。このコレクションには、医学哲学の説明や、病気やライフスタイルの選択が身体にどのように反映されるかが記されている。^{[ 150 ]}ヒポクラテスは、医師と患者の間の西洋化された専門的な関係に影響を与えた。^{[ 151 ]}ヒポクラテスは「医学の父」としても知られています。^{[ 150 ]}ヘロフィロス（紀元前335年～280年）は、人体の解剖に基づいて結論を導き出し、神経系を記述した最初の人物です。ガレノス（ 紀元129年～200年頃）は、脳や眼の手術など、2000年近くも再び試みられることのない大胆な手術を数多く行いました。

ヘレニズム時代のエジプトでは、数学者のユークリッドが数学的厳密性の基礎を築き、今日でも使用されている定義、公理、定理、証明の概念を彼の著書『原論』に導入しました。これは、これまで書かれた中で最も影響力のある教科書と考えられています。^{[ 153 ]} 史上最も偉大な数学者の一人と考えられているアルキメデス^{[ 154 ]}は、無限級数の和を用いて放物線の弧の下の面積を計算するために、攀出法を使用したことで知られており、円周率πの驚くほど正確な近似値を与えました。[ 155 ^]彼はまた、物理学では、静水力学、静力学、てこの原理の説明の基礎を築いたことでも知られています。

テオフラストスは植物や動物に関する最も初期の記述をいくつか書き、最初の分類体系を確立し、硬度などの特性の観点から鉱物を考察した。大プリニウスは西暦77年に自然界に関する最大の百科事典の1つを著し、テオフラストスの後継者となった。例えば、彼はダイヤモンドの八面体形状を正確に記述し、ダイヤモンドの粉末は硬度が高いため、彫刻家が他の宝石をカットして研磨するのに使用すると記した。結晶形状の重要性に対する彼の認識は、現代の結晶学の先駆けであり、他の鉱物に関する記述は鉱物学を予見させる。彼は他の鉱物が特徴的な結晶形状を持っていることを認識しているが、ある例では、結晶の習性を宝石職人の作業と混同している。プリニウスは、琥珀が松の木の樹脂であり、その中に昆虫が閉じ込められていることを初めて示した。 ^{[ 156 ] [ 157 ]}

考古学の発展は歴史に根ざしており、過去に関心を持った人々、例えば自国の栄光を誇示したいと願った国王や女王などがその例である。紀元前5世紀のギリシャの歴史家ヘロドトスは、過去を体系的に研究した最初の学者であり、おそらく遺物を調査した最初の人物でもある。

ローマ帝国の統治時代には、ポリュビオス、リウィウス、プルタルコスといった著名な歴史家たちがローマ共和政の勃興や他国の組織と歴史を記録し、ユリウス・カエサル、キケロなどの政治家たちは共和政とローマ帝国の政治、そして戦争の事例を示した。この時代の政治学の研究は、歴史の理解、統治方法の理解、そして政府の運営の記述に重点が置かれていた。

ローマによるギリシャ征服は、ギリシャ属州の学問や文化を衰退させることはなかった。^{[ 158 ]}それどころか、ローマの上流階級による文学、哲学、政治、芸術におけるギリシャの業績への評価は、ローマ帝国の繁栄の増大と一致していた。イタリアには数世紀にわたってギリシャ人の居住地が存在しており、ローマなどのイタリアの都市ではギリシャ語の読み書きができることは珍しくなかった。^{[ 158 ]}さらに、ギリシャ人学者が自発的に、あるいは奴隷としてローマに定住したことで、ローマ人はギリシャ文学や哲学の教師を得ることができた。逆に、若いローマ人学者もギリシャに留学し、ローマに戻るとギリシャの業績をラテン人の指導者に伝えることができた。^{[ 158 ]}そして、いくつかのギリシャ語文献がラテン語に翻訳されたにもかかわらず、最高レベルを目指すローマの学者はギリシャ語を使用していた。ローマの政治家であり哲学者であったキケロ（紀元前106年 - 43年）はその代表例である。彼はローマ、そしてアテネとロドスでギリシャ人の教師のもとで学んだ。彼はギリシャ哲学のかなりの部分を学び、いくつかのテーマについてラテン語の論文を書き、プラトンの『ティマイオス』のギリシャ語注釈とラテン語訳も書いたが、それは現存していない。^{[ 158 ]}

当初、ギリシア学の研究に対する支援は、ほぼ完全にローマの上流階級によって資金提供されていた。^{[ 158 ]}才能ある学者が裕福な家庭に仕えることから、教育を受けたギリシア語を話す奴隷を所有することまで、さまざまな取り決めがあった。^{[ 158 ]}その見返りとして、最高レベルで成功した学者は、ローマの恩人に助言や知的交流を提供したり、図書館の管理をしたりする義務があった。恵まれない者や業績の劣る者は、子供に教えたり、雑用をしたりした。^{[ 158 ]}ギリシア学の詳細さや洗練度は、ローマのパトロンの関心に合わせて調整された。つまり、医学や論理学（宮廷や政治のため）など実用的な価値のある情報を提示することでギリシア学を普及させ、ギリシアの形而上学や認識論の微妙な詳細は除外した。基礎的なこと以外では、ローマ人は自然哲学を高く評価せず、余暇の娯楽と考えていた。^{[ 158 ]}

注釈書や百科事典は、ローマの聴衆にギリシアの知識を普及させる手段であった。^{[ 158 ]}シリア出身のギリシアの学者ポセイドニオス（紀元前135年頃～紀元前51年頃）は、歴史、地理、道徳哲学、自然哲学について多作に著作を残した。彼は、文法、修辞学、論理学、算術、幾何学、天文学、音楽理論、医学、建築の9つの学問を網羅した百科事典『九つの学問』を著したマルクス・テレンティウス・ヴァロ（紀元前116年～紀元前27年）などのラテン語作家に大きな影響を与えた。 ^{[ 158 ]} 『九つの学問』は、その後のローマの百科事典のモデルとなり、ヴァロの9つの自由学問はローマの紳士にふさわしい教育と考えられた。ヴァロの9つの学問のうち最初の7つは、後に中世の学校の7つの自由学問を定義することになる。^{[ 158 ]}大衆化運動の頂点に立ったのは、北イタリア出身のローマの学者プリニウス（紀元23/24年～79年）で、ローマの歴史と文法に関する数冊の本を著した。彼の最も有名な著作は、膨大な『博物誌』である。^{[ 158 ]}

西暦180年にローマ皇帝マルクス・アウレリウスが死去した後、ローマ帝国における学問と学習にとって好ましい環境は、政治的不安、内戦、都市の衰退、そして迫りくる経済危機によって覆された。^{[ 158 ]}西暦250年頃、蛮族がローマの国境を攻撃し侵略し始めた。これらの出来事が複合的に作用し、政治的および経済的状況全般の悪化につながった。ローマの上流階級の生活水準は深刻な影響を受け、余暇の喪失は学問的探求を衰退させた。^{[ 158 ]}さらに、西暦3世紀から4世紀にかけて、ローマ帝国は行政的にギリシャ東部とラテン西部の2つに分割された。これらの行政的分割は、2つの地域間の知的交流を弱めた。^{[ 158 ]}最終的に、両地域は別々の道を歩み、ギリシャ東部はビザンツ帝国となった。^{[ 158 ]}この時期にはキリスト教も着実に拡大し、すぐにラテン西部の教育の主要な後援者となった。当初、キリスト教会は、洗練された反対者から信仰を守るために、紀元2世紀と3世紀にギリシャ哲学の推論ツールの一部を採用しました。^{[ 158 ]}それにもかかわらず、ギリシャ哲学はキリスト教の指導者や信者から賛否両論の反応を受けました。^{[ 158 ]}テルトゥリアヌス（紀元155年頃～230年頃）のような者は哲学に激しく反対し、異端として非難しました。ヒッポのアウグスティヌス（紀元354年～430年）のような者は曖昧な態度を取り、ギリシャ哲学と科学を自然界を理解する最良の方法として擁護し、宗教の侍女（または召使い）として扱いました。 ^{[ 158 ]}西ローマ帝国の他の地域と同様に、西方の教育は、ゲルマン民族の侵略、内乱、経済崩壊により徐々に衰退し始めました。ローマ時代のブリテンや北ガリアなどの特定の地域では古典の伝統との接触が途絶えたが、ローマ、北イタリア、南ガリア、スペイン、北アフリカでは存続し続けた。^{[ 158 ]}

これはイスラム黄金時代（西暦8世紀～14世紀）にあたり、商業が繁栄し、中国からの製紙技術の輸入など、新たな思想や技術が生まれ、写本の複製が安価になった時代であった。

教育と学術研究

マドラサは、さまざまな宗教的および科学的研究の中心であり、宗教研究を中心としたモスク、町外からの訪問者のための宿泊施設、そして自然科学に焦点を当てた教育機関など、さまざまな機関の集大成でした。^{[ 168 ]}西洋の大学とは異なり、マドラサの学生は特定の教師から学び、その教師は学習の完了時にイジャーザと呼ばれる証明書を発行します。イジャーザは、西洋の大学の学位とは多くの点で異なります。1つは、機関ではなく個人によって発行されること、もう1つは、幅広い主題に関する十分な知識を宣言する個別の学位ではなく、非常に特定のテキストセットを教え、伝えるためのライセンスであることです。^{[ 169 ]}女性も学生および教師としてマドラサに通うことが許可されており、これは1800年代まで西洋の高等教育では見られなかったことです。^{[ 169 ]}マドラサは、単なる学術センター以上のものでした。例えば、スレイマニエ・モスクは、 16世紀にスレイマン大帝によって建てられた、最も初期かつ最も有名なマドラサの一つでした。 ^{[ 170 ]}スレイマニエ・モスクには、病院や医科大学、厨房、子供の学校があり、旅行者の一時的な住居としても機能していました。^{[ 170 ]}

マドラサ（または大学）での高等教育はイスラム法と宗教学に重点が置かれており、学生はそれ以外のすべてについて自主学習を行う必要があった。^{[ 5 ]}また、時折神学的な反発があったにもかかわらず、多くのイスラムの学者たちは比較的寛容な都市中心部（例えばバグダッドやカイロ）で研究を行うことができ、有力な後援者によって保護されていた。^{[ 5 ]}また、統一されたイスラム国家内には政治的な障壁がなかったため、彼らは自由に旅行し、意見を交換することもできた。^{[ 5 ]}この時期のイスラム科学は主にギリシャの思想を修正、拡張、明確化し、新しい問題に適用することに重点を置いていた。^{[ 5 ]}

11世紀までに、ヨーロッパの大部分がキリスト教化し、より強力な君主制が出現し、国境が回復され、技術開発と農業革新が行われ、食料供給と人口が増加した。古典ギリシャ語の文献はアラビア語とギリシャ語からラテン語に翻訳され、西ヨーロッパで科学的な議論を刺激した。^{[ 181 ]}

古代ギリシャとローマでは、タブーのため解剖は通常禁止されていたが、中世になるとボローニャの医学教師や学生が人体を開き始め、モンディーノ・デ・ルッツィ（1275年頃- 1326年）は人体解剖に基づいた最初の解剖学教科書を作成した。^{[ 182 ] [ 183 ]}

パクス・モンゴリカの結果、マルコ・ポーロなどのヨーロッパ人はますます東へと冒険に出かけるようになった。ポーロとその仲間たちの記録は、他の西ヨーロッパの海洋探検家たちにアジアへの直接航路を探すよう促し、最終的に大航海時代へとつながった。^{[ 184 ]}

11世紀のイングランドで数学を学んだマルムズベリーのエイルマーによる初期の飛行^{[ 185 ]}や、ラスキルのシトー会高炉による冶金上の成果^{[ 186 ] [ 187 ]}など、技術的な進歩も遂げられた。

15世紀後半に活版印刷機が導入され急速に普及したことで、事実がまばらにしか伝わらなかった中世の写本文化は終焉を迎え、信頼できる文書化された事実が急速に増殖し、科学的知識の確固たる基盤となった印刷文化に取って代わられた。 ^{[ 203 ]}

1453年のコンスタンティノープル陥落により、多くのビザンツ帝国の学者たちが西欧に避難を余儀なくされた。

15 世紀半ば、ヴェネツィアのガラス職人は、高純度の石英の小石（砂の代わりに）から作られ、鉄の不純物によって生じる緑がかった色合いを中和する「脱色剤」として酸化マンガンを使用した、非常に透明で無色のガラス、クリスタッロを開発しました。これは当時の「特殊」ガラスであり、窓、鏡、船のランタン、レンズに使用される高級品でした。^{[ 204 ]}後に科学革命中に最初の望遠鏡が発明されたとき、その発明の最初の歴史的記録は自然哲学の著作ではなく、眼鏡職人が提出した特許の中に現れました。

古代人にとって全く未知の大陸であったアメリカ大陸との出会いは、16世紀のヨーロッパの知的活動に大きな影響を与え^{[ 205 ]}、特に、それまで絶対的であると考えられていた地理学および天文学モデルを持つ2世紀の学者クラウディオス・プトレマイオスの権威を揺るがした^{[ 206 ] 。}

ヴェサリウスの人体解剖研究は、ガレノスの解剖学観に問題があることを発見した。^{[ 207 ]}

北方ルネサンスは、アリストテレスの自然哲学から化学や生物科学（植物学、解剖学、医学）へと焦点が決定的に移行したことを示している。^{[ 208 ]}

コペルニクスの地動説は^、ニコラウス・コペルニクスによって開発され、1543年に発表された天文学モデルです^{。このモデルでは、}太陽は宇宙の中心付近に位置し、^{静止しており}、地球や他の惑星は周転円によって修正された円運動で、一定の^{速度でその周りを公転しているとされました。 [ 209 ] [ 210 ]}コペルニクスのモデルは、地球を宇宙の中心に置いたプトレマイオスの支配的な地球中心モデルに異議を唱えました。16世紀の天文学者たちは、コペルニクスが等速線を排除したことが彼の最大の功績であると信じていましたが、彼のモデルはプトレマイオスのモデルに取って代わることはなく、プトレマイオスのモデルは70年後の1610年のガリレオの望遠鏡による観測によってようやく支持を失いました。^{[ 213 ]}

16 世紀後半のティコ・ブラーエによる前例のないほど正確な天体観測と、 17 世紀初頭のガリレオ・ガリレイによる望遠鏡観測が組み合わさって、天文学は最初の近代科学となった。ガリレオの観測は、千年にも及ぶ前近代の天文学的正統性を終わらせた^{[ 219 ]。}一方、ヨハネス・ケプラーはブラーエのデータを用いて、惑星の軌道が円ではなく楕円であることを発見し^{[ 220 ]} 、惑星運動の法則を確立した^{[ 221 ]}。ケプラーのおかげで、天体現象は物理法則によって支配されていると見なされるようになった^{[ 222 ] 。}

1687年、アイザック・ニュートンは『プリンキピア・マテマティカ』を出版し、2つの包括的で成功した物理理論を詳述した。1つは古典力学につながるニュートンの運動法則、もう1つは重力の基本的な力を記述するニュートンの万有引力の法則である。

1661年にロバート・ボイルが著書『懐疑的な化学者』で「化学」と錬金術を区別したことが決定的な瞬間となった。ただし、彼の著作の後も錬金術の伝統はしばらく続いた。その他の重要なステップとしては、ウィリアム・カレン、ジョセフ・ブラック、トルベルン・ベルクマン、ピエール・マッケールなどの医学化学者による重量測定実験の実践や、アントワーヌ・ラヴォアジエ（「近代化学の父」）による酸素と質量保存の法則に関する研究があり、これによりフロギストン説が否定された。近代化学は、16世紀から18世紀にかけて、錬金術、医学、製造業、鉱業によって促進された物質的実践と理論を通して出現した。^{[ 223 ] [ 224 ] [ 225 ]}

ウィリアム・ハーヴェイは1628年に『De Motu Cordis』を出版し、脊椎動物の循環器系の広範な研究に基づいた結論を明らかにした。^{[ 226 ]}彼は、循環における血液の動きを生み出す上で心臓、動脈、静脈が中心的な役割を果たしていることを特定し、ガレノスの既存の加熱機能と冷却機能の概念を裏付ける証拠を見つけることができなかった。^{[ 227 ]}近世生物学と医学の歴史は、しばしば魂の座の探求を通して語られる。^{[ 228 ]}ガレノスは、医学の基礎となる研究の説明の中で、動脈、静脈、神経の区別を魂の語彙を用いて提示している。^{[ 229 ]}

重要な革新は、恒久的な科学協会とその学術誌の創設であり、これにより新しいアイデアの普及が劇的に加速した。典型的な例は、1660年にロンドンで設立された王立協会と、1665年に創刊されたその機関誌『 Philosophical Transaction of the Royal Society』である。これは英語で書かれた最初の科学誌である。 ^{[ 230 ]} 1665年には、フランス語で書かれた最初の機関誌『Journal des sçavans 』も創刊された。ニュートン、デカルト、パスカル、ライプニッツの著作^{[ 231 ]}を基に、科学はベンジャミン・フランクリン（1706–1790）、レオンハルト・オイラー（1707–1783）、ミハイル・ロモノーソフ（1711–1765） 、ジャン・ル・ロン・ダランベール（1717–1783）の世代までに、近代数学、物理学、技術への道を歩み始めていた。 1751年から1772年にかけて出版されたドゥニ・ディドロの『百科全書』は、この新たな理解をより幅広い読者層にもたらした。この過程の影響は科学技術にとどまらず、哲学（イマヌエル・カント、デイヴィッド・ヒューム）、宗教（科学が宗教に及ぼす影響の増大）、そして社会や政治全般（アダム・スミス、ヴォルテール）にも及んだ。

地質学は科学革命期に体系的な再編を経ることなく、むしろ岩石、鉱物、地形に関する孤立した断片的な考えの集まりとして、首尾一貫した科学となるずっと以前から存在していた。ロバート・フックは地震の理論を提唱し、ニコラス・ステノは地層累重の法則を発展させ、化石はかつて生きていた生物の遺骸であると主張した。1681年にトーマス・バーネットが『地球の聖なる理論』を著したことを皮切りに、自然哲学者たちは地球が時間とともに変化してきたという考えを探求し始めた。バーネットとその同時代人たちは、聖書に記された出来事に基づいて地球の過去を解釈したが、彼らの研究は地球史の世俗的な解釈の知的基盤を築いた。

18 世紀後半、ヒュー・ウィリアムソン^{[ 232 ]}やジョン・ウォルシュなどの研究者は、電気が人体に及ぼす影響について実験を行った。ルイージ・ガルヴァーニとアレッサンドロ・ボルタによるさらなる研究により、ボルタがガルヴァーニズムと呼んだものの電気的性質が確立された。^{[ 233 ] [ 234 ]}

こうして電気はロマン主義において、革命的な熱意と自然の創造力、そして精神の遍在する力とその精神的なつながりのメタファーを象徴する多面的なシンボルとなった。ガルヴァーニによる物体への電気の影響の研究など、科学実験と文学の両方における電気の文字通りおよび比喩的な存在は、ロマン主義の想像力を刺激し、生命あるものと生命のないもの、理性と精神を結びつける重要な概念として機能した。^{[ 235 ]}

現代地質学は、現代化学と同様に、18世紀から19世紀初頭にかけて徐々に発展しました。ブノワ・ド・マイエとビュフォン伯爵は、地球は聖書学者が想定していた6,000年よりもはるかに古いと考えていました。ジャン＝エティエンヌ・ゲタールとニコラ・デマレストはフランス中部をハイキングし、最初の地質図に観察結果を記録しました。化学実験の助けを借りて、スコットランドのジョン・ウォーカー^{[ 236 ]}、スウェーデンのトルベルン・ベルクマン、ドイツのアブラハム・ヴェルナーなどの博物学者は、岩石と鉱物の包括的な分類システムを作成しました。これは、18世紀末までに地質学を最先端の分野へと変貌させた共同の成果です。これらの初期の地質学者たちは、地球の歴史に関する一般的な解釈も提唱しました。ジェームズ・ハットン、ジョルジュ・キュヴィエ、アレクサンドル・ブロンニャールは、ステノの足跡をたどり、岩石層は含まれる化石によって年代を特定できると主張しました。この原理は、パリ盆地の地質に初めて適用されました。示準化石の使用は、地質図を作成するための強力なツールとなりました。なぜなら、地質学者はある地域の岩石を、遠く離れた他の地域の同年代の岩石と関連付けることができたからです。

古典派経済学の基礎は、 1776年に出版されたアダム・スミスの『国富論』に由来する。スミスは重商主義を批判し、分業を伴う自由貿易の制度を提唱した。彼は、自己利益のみを追求する主体によって構成される経済システムを統制する「見えざる手」の存在を仮定した。1776年の『国富論』の中盤の章の途中の、現在は失われているページに記されている「見えざる手」は、スミスの中心的なメッセージとして展開されている。

人類学は、啓蒙時代の産物として理解するのが最も適切だろう。この時代、ヨーロッパ人は人間の行動を体系的に研究しようと試みた。法学、歴史学、文献学、社会学といった学問の伝統はこの時期に発展し、人類学を含む社会科学の発展に影響を与えた。

物理学において、電気と磁気の挙動は、ジョヴァンニ・アルディーニ、アレッサンドロ・ボルタ、マイケル・ファラデー、ゲオルク・オームらによって研究された。マイケル・ファラデー、アンドレ＝マリー・アンペール、ジェームズ・クラーク・マクスウェル、そして彼らの同時代人による実験、理論、発見は、マクスウェル方程式によって記述される電磁気学という単一の理論へと、これら二つの現象の統一をもたらした。熱力学は、熱の理解とエネルギーの概念の定義へとつながった。

天文学においては、海王星が発見された。19世紀の天文学と光学システムの進歩により、 1801年に小惑星（ケレス）が初めて観測され、 1846年には海王星が発見された。

数学においては、複素数の概念がついに成熟し、その後の解析理論へと発展しました。また、超複素数の使用も始まりました。カール・ワイエルシュトラスらは、実変数と複素変数の関数に対する解析の算術化を行いました。また、約2000年もの停滞を経て、ユークリッドの古典理論を超える幾何学の新たな進歩も見られました。論理学という数学分野も、同様に長い停滞期を経て、革命的な飛躍を遂げました。しかし、この時期の科学において最も重要な進歩は、電気科学の創始者たちが提唱したアイデアでした。彼らの研究は物理学の様相を一変させ、電力、電信、電話、ラジオといった新たな技術の誕生を可能にしました。

化学では、ドミトリ・メンデレーエフがジョン・ドルトンの原子論に基づいて、最初の元素周期表を作成しました。その他のハイライトとしては、化学と同時に原子構造と物質の性質、そして新しい種類の放射線の発見が挙げられます。すべての物質は原子でできており、原子は物質の最小構成要素であり、その物質の基本的な化学的および物理的性質を失うことなく分解することはできないという理論は、 1803年にジョン・ドルトンによって提唱されましたが、証明されるまでには100年かかりました。ドルトンはまた、質量関係の法則を定式化しました。1869年、ドミトリ・メンデレーエフはドルトンの発見に基づいて元素周期表を作成しました。フリードリヒ・ヴェーラーによる尿素の合成は、有機化学という新しい研究分野を開拓し、19世紀末までに科学者は数百の有機化合物を合成できるようになりました。 19世紀後半には、捕鯨による石油資源の枯渇後、地球の石油化学資源の搾取が始まった。20世紀には、精製された物質の体系的な生産により、エネルギーだけでなく、衣料品、医薬品、日用品などの合成材料も容易に入手できるようになった。有機化学の技術を生物に応用した結果、生化学の前身である生理化学が生まれた。^{[ 238 ]}

19世紀前半、チャールズ・ライエル、アダム・セジウィック、ロデリック・マーチソンといった地質学者たちは、ヨーロッパと北アメリカ東部の岩石にこの新しい技術を適用し、後の数十年間に行われるより詳細な政府資金による地図作成プロジェクトの基礎を築いた。19世紀半ば、地質学の焦点は記述と分類から、地球の表面がどのように変化したかを理解しようとする試みへと移った。この時期には、造山運動に関する最初の包括的な理論や、地震と火山に関する最初の近代的な理論が提唱された。ルイ・アガシーらは大陸を覆う氷河期の存在を確立し、アンドリュー・クロンビー・ラムゼイのような「河川説論者」は、河川谷は数百万年かけてそこを流れる河川によって形成されたと主張した。放射能の発見後、20世紀に入って放射年代測定法が開発された。アルフレッド・ウェゲナーの「大陸移動説」は、1910年代に提唱された当時は広く否定されたが、^{[ 239 ]} 1950年代と1960年代に収集された新しいデータによってプレートテクトニクス理論が提唱され、大陸移動説の妥当なメカニズムが示された。プレートテクトニクスはまた、一見無関係に見える幅広い地質学的現象に対する統一的な説明を提供した。1960年代以降、プレートテクトニクスは地質学における統一原理として機能している。^{[ 240 ]}

おそらく、科学全体の中で最も著名で、論争の的となり、広範囲に及ぶ理論は、チャールズ・ダーウィンとアルフレッド・ウォレスによって独立して定式化された自然選択による進化論である。この理論は、1859年に出版されたダーウィンの著書『種の起源』で詳細に説明されている。その中でダーウィンは、人間を含むすべての生物の特徴は、長い時間をかけて自然の過程によって形作られると提唱した。現在の形の進化論は、生物学のほぼすべての分野に影響を与えている。^{[ 241 ]}純粋科学以外の分野における進化論の影響は、社会のさまざまな部分から反対と支持の両方をもたらし、「宇宙における人間の位置」についての一般的な理解に大きな影響を与えた。これとは別に、グレゴール・メンデルは1866年に遺伝の原理を定式化し、これが現代遺伝学の基礎となった。

医学と生物学におけるもう一つの重要な節目は、病原菌説の証明に成功したことである。これに続いて、ルイ・パスツールは狂犬病に対する最初のワクチンを作り、結晶の非対称性など化学の分野でも多くの発見をした。1847年、ハンガリーの医師イグナツ・フュルプ・ゼンメルワイスは、医師が出産中の女性を診察する前に手を洗うことを義務付けるだけで、産褥熱の発生を劇的に減らした。この発見は病原菌説に先立つものであった。しかし、ゼンメルワイスの発見は同時代の人々には評価されず、手洗いが普及したのは、1865年に消毒の原理を証明したイギリスの外科医ジョセフ・リスターの発見によってのみであった。リスターの研究は、フランスの生物学者ルイ・パスツールの重要な発見に基づいていた。パスツールは微生物と病気を結びつけることができ、医学に革命をもたらした。彼はまた、 1880年に狂犬病に対するワクチンを開発し、予防医学における最も重要な方法の1つを考案した。パスツールは、牛乳やその他の食品を介した病気の蔓延を防ぐのに役立つ低温殺菌法を発明した。 ^{[ 242 ]}

カール・マルクスは、マルクス経済学と呼ばれる代替的な経済理論を発展させた。マルクス経済学は労働価値説に基づき、財の価値はそれを生産するために必要な労働量によって決まると仮定する。この公理の下では、資本主義は、雇用主が労働者の労働の完全な価値を支払わずに利益を生み出すことに基づいていた。オーストリア学派は、起業家精神を経済発展の原動力とみなすことで、マルクス経済学に対抗した。これにより、労働価値説は需要と供給のシステムに置き換えられた。

心理学が哲学から独立した科学的営みとして始まったのは、1879年にヴィルヘルム・ヴントが心理学研究のみを目的とした最初の研究所（ライプツィヒ）を設立した時である。この分野における初期の重要な貢献者には、ヘルマン・エビングハウス（記憶研究の先駆者）、イワン・パブロフ（古典的条件づけを発見した人物） 、ウィリアム・ジェームズ、そしてジークムント・フロイトなどがいる。フロイトの影響力は絶大だが、科学的心理学における力というよりは、文化的な象徴としての影響力の方が大きい。

近代社会学は、19世紀初頭に世界の近代化に対する学術的な応答として出現した。初期の多くの社会学者（例えばエミール・デュルケーム）の間では、社会学の目的は構造主義にあり、社会集団の結束を理解し、社会崩壊に対する「解毒剤」を開発することであった。マックス・ウェーバーは、合理化の概念を通して社会の近代化を懸念し、それが個人を合理的思考の「鉄の檻」に閉じ込めると考えていた。ゲオルク・ジンメルやW・E・B・デュボイスなどの一部の社会学者は、よりミクロ社会学的で質的な分析を用いた。このミクロレベルのアプローチはアメリカ社会学において重要な役割を果たし、ジョージ・ハーバート・ミードとその弟子ハーバート・ブルーマーの理論は、社会学における象徴的相互作用論のアプローチを生み出した。特にオーギュスト・コントは、その著作で神学的段階から形而上学的段階へ、そしてそこから実証的段階への移行を示した。コントは、科学の分類だけでなく、科学的に解釈された社会の基盤としての「社会性」の肯定に基づく自然の再検討によってもたらされる進歩の状況への人類の移行にも配慮した。^{[ 243 ]}

19世紀初頭のロマン主義運動は、啓蒙主義の古典的なアプローチでは予想されなかった新たな探求を開拓することで、科学のあり方を根本的に変えた。ロマン主義の衰退は、1840年以降、知識人の理想を捉え始めた新しい運動である実証主義が1880年頃まで続いたために起こった。同時に、啓蒙主義に対するロマン主義の反動は、ヨハン・ゴットフリート・ヘルダーや後にヴィルヘルム・ディルタイといった思想家を生み出し、彼らの研究は、この学問分野の中心となる文化概念の基礎を形成した。伝統的に、この分野の歴史の多くは、西ヨーロッパと世界の他の地域との植民地時代の出会いに基づいており、18世紀と19世紀の人類学の多くは、現在では科学的人種差別として分類されている。 19世紀後半には、「人間研究」をめぐって、「人類学的」な立場（人体計測技術に依拠する）と「民族学的」な立場（文化や伝統に着目する）の間で論争が繰り広げられ、これらの区別は後に身体人類学と文化人類学の分裂へとつながり、後者はフランツ・ボアズの弟子たちによって開拓された。

20世紀の初めは物理学における革命の始まりでした。ニュートンの長年信じられてきた理論は、あらゆる状況において正しいとは限らないことが明らかになりました。1900年以降、マックス・プランク、アルベルト・アインシュタイン、ニールス・ボーアらは、離散的なエネルギー準位を導入することで、様々な異常な実験結果を説明する量子論を発展させました。量子力学は、運動法則が微小なスケールでは成り立たないことを示しただけでなく、 1915年にアインシュタインが提唱した一般相対性理論は、ニュートン力学と特殊相対性理論の両方が依存していた時空の固定された背景が存在し得ないことを示しました。1925年、ヴェルナー・ハイゼンベルクとエルヴィン・シュレーディンガーは、それまでの量子論を説明する量子力学を定式化しました。現在、一般相対性理論と量子力学は互いに矛盾しており、両者を統一するための努力が続けられています。^{[ 245 ]}

1929年にエドウィン・ハッブルが銀河の後退速度がその距離と正の相関関係にあることを観測したことから、宇宙が膨張しているという理解が生まれ、ジョルジュ・ルメートルがビッグバン理論を提唱した。ジョージ・ガモフ、ラルフ・アルファー、ロバート・ハーマンは、宇宙の背景温度にビッグバンの証拠があるはずだと計算していた。 ^{[ 246 ]} 1964年、アルノ・ペンジアスとロバート・ウィルソン^{[ 247 ]}は、ベル研究所の電波望遠鏡（ホルムデル・ホーン・アンテナ）で3ケルビンの背景ヒスを発見し、これがこの仮説の証拠となり、宇宙の年齢を決定するのに役立つ多くの結果の基礎となった。 

1938年、オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンは 放射化学的方法により核分裂を発見し、1939年にはリーゼ・マイトナーとオットー・ロベルト・フリッシュが核分裂過程の最初の理論的解釈を執筆し、後にニールス・ボーアとジョン・A・ホイーラーによって改良された。第二次世界大戦中にはさらなる発展があり、レーダーの実用化と原子爆弾の開発と使用につながった。この頃、呉健雄はマンハッタン計画に採用され、気体拡散法によってウラン金属をU-235とU-238同位体に分離するプロセスの開発を支援した。^{[ 248 ]}彼女はベータ崩壊と弱い相互作用物理学の専門家実験家であった。^{[ 249 ] [ 250 ]}呉は、理論物理学者の李政道と楊振寧がパリティ法則を実験的に否定することを可能にする実験（呉の実験を参照）を設計し、1957年にノーベル賞を受賞した。^{[ 249 ]}

1930年代にアーネスト・O・ローレンスがサイクロトロンを発明したことから始まったものの、戦後の物理学は、歴史家が「ビッグサイエンス」と呼ぶ段階に入り、理論を検証し新たな領域を開拓するために、巨大な装置、予算、そして研究室を必要とするようになった。物理学の主要な支援者は州政府となり、彼らは「基礎」研究への支援が、軍事と産業の両方に役立つ技術につながることが多いと認識していた。

20世紀初頭、メンデルが確立した遺伝の法則が1900年に再発見された後、遺伝の研究は主要な研究となった。^{[ 251 ]} 20世紀には物理学と化学の統合も進み、化学的性質は原子の電子構造の結果として説明されるようになった。ライナス・ポーリングの著書『化学結合の性質』では、量子力学の原理を用いて、ますます複雑化する分子の結合角を推測した。ポーリングの研究は、生命の秘密であるDNAの物理的モデル化で頂点に達した（フランシス・クリック、1953年の言葉）。同年、ミラー・ユーリーの実験は、原始過程のシミュレーションにおいて、タンパク質の基本構成要素である単純なアミノ酸が、より単純な分子から構築できることを示し、生命の化学的起源に関する数十年にわたる研究のきっかけとなった。 1953年までに、ジェームズ・D・ワトソンとフランシス・クリックは^、あらゆる形態の生命を発現するための遺伝物質であるDNAの基本構造を明らかにし、^{モーリス・}ウィルキンスとロザリンド・フランクリンの研究に基づいて、DNAの構造は二重らせんであると示唆した。彼らの有名な論文「核酸の分子構造」^{[ 252 ]}では、20世紀後半に遺伝子工学の可能性が初めて実用的になり、1990年にヒトゲノム全体をマッピングするための大規模な国際的取り組み（ヒトゲノムプロジェクト）が始まった。生態学という学問分野は、通常、19世紀後半から20世紀初頭にかけてのダーウィン進化論とフンボルト生物地理学の統合に起源をたどる。 ^{[ 253 ]}しかし、生態学の隆盛において同様に重要だったのは、微生物学と土壌科学、特にルイ・パスツールとフェルディナント・コーンの研究で顕著に見られた生命の循環の概念であった。^{[ 254 ]}生態学という言葉はエルンスト・ヘッケルによって造語された。自然全般（特にダーウィンの理論）に対する彼の特に包括的な見解は、生態学的思考の普及において重要であった。^{[ 255 ]}生態系生態学の分野は、放射性同位体を用いて食物網を可視化する原子時代に出現し、1970年代までには生態系生態学は地球規模の環境管理に大きな影響を与えた。^{[ 256 ]}

1925年、セシリア・ペイン＝ギャポシュキンは、星は主に水素とヘリウムで構成されていることを突き止めた。^{[ 257 ]}当時、星は地球と同じ組成であるという広く信じられていた考えから、天文学者のヘンリー・ノリス・ラッセルは、彼女がこの発見を博士論文に発表することを思いとどまらせた。 ^{[ 258 ]}しかし、4年後の1929年、ヘンリー・ノリス・ラッセルは異なる推論によって同じ結論に達し、最終的にこの発見は受け入れられた。^{[ 258 ]}

1987年、超新星SN 1987Aは、地球上の天文学者によって目視観測されただけでなく、ニュートリノ天文学の大きな成果として、神岡実験室の太陽ニュートリノ検出器によっても観測された。しかし、太陽ニュートリノのフラックスは、理論的に予測される値のほんの一部に過ぎなかった。この不一致により、素粒子物理学の標準模型におけるいくつかの値の変更を余儀なくされた。

20世紀には、ニューロンと神経系の理解がますます精密かつ分子レベルで進展した。例えば、1952年にアラン・ロイド・ホジキンとアンドリュー・ハクスリーは、イカの巨大軸索のニューロンにおける電気信号の伝達（彼らはこれを「活動電位」と呼んだ）とその発生と伝播に関する数学モデルを発表した。これはホジキン・ハクスリーモデルとして知られている。1961年から1962年にかけて、リチャード・フィッツヒューとJ.ナグモは、ホジキン・ハクスリーモデルを簡略化し、フィッツヒュー・ナグモモデルと呼ばれるモデルを作成した。1962年には、バーナード・カッツが、シナプスとして知られるニューロン間の空間を介した神経伝達をモデル化した。1966年からは、エリック・カンデルとその共同研究者らが、アメフラシの学習と記憶貯蔵に関連するニューロンの生化学的変化を調べた。 1981年、キャサリン・モリスとハロルド・レカーはこれらのモデルをモリス・レカーモデルに統合した。このような定量的な研究が進むにつれ、数多くの生物学的ニューロンモデルや神経計算モデルが生まれた。神経科学は、それ自体が独立した学問分野として認識され始めた。エリック・カンデルとその共同研究者らは、デイビッド・リオック、フランシス・O・シュミット、スティーブン・クフラーがこの分野の確立に重要な役割を果たしたと述べている。 ^{[ 259 ]}

地質学者がプレートテクトニクスを受け入れたことは、地質学という分野が岩石の研究から地球という惑星の研究へと拡大する一環となった。この変革の他の要素としては、地球内部の地球物理学的研究、地質学が気象学や海洋学とともに「地球科学」の一つとして位置づけられたこと、そして地球と太陽系の他の岩石惑星との比較などが挙げられる。

応用面では、20世紀には膨大な数の新技術が開発されました。19世紀末に初めて開発された電気、白熱電球、自動車、蓄音機などの技術は完成され、広く普及しました。最初の自動車は1885年にカール・ベンツによって発表されました。 ^{[ 260 ]}最初の飛行機の飛行は1903年に行われ、世紀末までには旅客機は数時間で数千マイルを飛行しました。ラジオ、テレビ、コンピューターの開発は、情報の伝達に大きな変化をもたらしました。生物学の進歩は、ジョナス・ソーク博士によるポリオなどの病気の撲滅だけでなく、食料生産の大幅な増加にもつながりました。マーク・スコルニック博士とウォルター・ギルバート博士によってそれぞれ発明された遺伝子マッピングと遺伝子配列決定は、ヒトゲノム計画を可能にした2つの技術です。理論言語学、離散数学、電気工学を基礎とするコンピュータ科学は、計算の性質と限界を研究する。下位分野には、計算可能性、計算複雑性、データベース設計、コンピュータネットワーク、人工知能、コンピュータハードウェアの設計などがある。コンピューティングの進歩がより一般的な科学の発展に貢献した分野の一つは、科学データの大規模なアーカイブを容易にすることである。現代のコンピュータ科学は、ソフトウェア工学の実践的な重点とは対照的に、数学的な「理論」を重視することで特徴づけられる。^{[ 261 ]}

アインシュタインの論文「放射の量子論について」は、光子の誘導放出の原理を概説した。これがレーザー（誘導放出による光増幅）と光増幅器の発明につながり、情報化時代を到来させた。^{[ 262 ]}光ファイバーネットワークがインターネットの膨大な容量を伝送できるのは、光増幅のおかげである。

電磁波の無線伝送とセルラー運用のグローバルネットワークに基づいて、携帯電話はインターネットにアクセスするための主要な手段となった。^{[ 263 ]}

20世紀の政治学では、イデオロギー、行動主義、国際関係の研究から、合理選択理論、投票理論、ゲーム理論（経済学でも使用）、選挙学、政治地理学／地政学、政治人類学／政治心理学／政治社会学、政治経済学、政策分析、行政学、比較政治分析、平和研究／紛争分析など、多数の「政治学」の下位分野が生まれた。経済学では、ジョン・メイナード・ケインズが1920年代にミクロ経済学とマクロ経済学の区分を提唱した。ケインズ経済学では、マクロ経済の動向が個人の経済的選択を圧倒する可能性がある。政府は経済拡大を促す手段として、財の総需要を促進すべきである。第二次世界大戦後、ミルトン・フリードマンはマネタリズムの概念を創り出した。マネタリズムは、経済活動をコントロールする方法として貨幣の供給と需要を利用することに焦点を当てている。 1970年代には、マネタリズムはサプライサイド経済学へと適応し、経済拡大に利用できる資金量を増やす手段として減税を提唱するようになった。その他の現代の経済思想の学派としては、新古典派経済学とニューケインジアン経済学がある。新古典派経済学は1970年代に発展し、マクロ経済成長の基盤として堅固なミクロ経済学を重視した。ニューケインジアン経済学は、部分的には新古典派経済学への反論として生まれた。不完全競争と市場の硬直性によって金融政策が実質的な影響を及ぼすことを示し、さまざまな政策の分析を可能にする。^{[ 264 ]}

20世紀の心理学では、フロイトの理論が非科学的すぎるとして拒絶され、エドワード・ティチェナーの心の原子論的アプローチに対する反動が見られました。これがジョン・B・ワトソンによる行動主義の定式化につながり、 B・F・スキナーによって普及されました。行動主義は、心理学の研究を、確実に測定できる外的な行動に限定することを認識論的に提案しました。「心」に関する科学的知識は形而上学的すぎると考えられ、したがって達成不可能であると考えられました。20世紀後半には認知科学が台頭し、心理学、言語学、コンピュータ科学、哲学、神経生物学のツールを用いて、再び心を研究対象としました。PETスキャンやCATスキャンなどの脳活動を視覚化する新しい方法も影響を与え始め、一部の研究者は認知ではなく脳を研究することによって心を研究するようになりました。これらの新しい調査方法は、人間の心の幅広い理解が可能であり、そのような理解は人工知能などの他の研究領域にも応用できるという前提に基づいている。進化論は行動に適用され、文化人類学者ナポレオン・シャグノンの著作を通して人類学や心理学に導入された。身体人類学は、進化生物学の要素を取り入れた生物人類学へと発展した。^{[ 265 ]}

1940年代と1950年代のアメリカ社会学は、主にタルコット・パーソンズによって支配されており、彼は構造的統合を促進する社会の側面は「機能的」であると主張した。この構造的機能主義アプローチは、1960年代に社会学者がこのアプローチを現状の不平等の正当化に過ぎないと考えるようになったことで疑問視されるようになった。これに対し、カール・マルクスの哲学に一部基づいた葛藤理論が発展した。葛藤理論家は、社会を異なる集団が資源の支配をめぐって競争する場と見なした。象徴的相互作用論もまた、社会学的思考の中心とみなされるようになった。アーヴィング・ゴフマンは、社会的相互作用を舞台パフォーマンスと見なし、個人は「舞台裏」で準備をし、印象管理を通じて観客をコントロールしようとする。^{[ 266 ]}これらの理論は現在社会学的思考で主流となっているが、フェミニスト理論、ポスト構造主義、合理選択理論、ポストモダニズムなど、他のアプローチも存在する。

20世紀半ばには、それまでの人類学や民族誌学の研究方法の多くが、研究倫理の観点から再評価されるとともに、調査範囲は「原始文化」という伝統的な研究をはるかに超えて拡大した。