Új természettudományos világkép kialakulása a 16-18. század folyamán
Az ember világról alkotott képe több lényeges változáson ment keresztül a történelem folyamán. A homo sapiens kialakulásával létrejövő világkép alapvetően mágikus volt. Az ősközösség embere számára csak a világ nyilvánvaló jelenségei léteztek a számára, s ezeket kapcsolta össze sajátos rendszerbe. (Lényegi összefüggést, azonosságot tulajdonítottak pl. azoknak a dolgoknak, amelyek hasonlítanak egymásra.) A fokozatosan, nagyjából a civilizációk megjelenéséig kifejlődő vallásos-mitologikus világnézet már a jelenségek mögött láthatatlan, emberfeletti teremtő és gondviselő akaratot feltételezett, istent vagy isteneket. Az ókori görög filozófusok nagy szemléleti fordulata az volt, hogy a világ magyarázatából kikapcsolták az isteneket. Tudományuk azonban sok szempontból spekulatív, vagyis kiötlött, feltételezett törvényeken, folyamatokon, anyagokon alapult s nem kísérletekkel és számításokkal igazolt tételeken. Ezek a világnézeti rendszerek nem különültek el egymástól élesen, mindig magukba olvasztották az előző elemeit is. (Emellett pl. egy-egy mágikus vagy mitologikus világkép is sokban külön bözhet egymástól.) A középkori világnézet a vallásos-mitologikus és a spekulatív szemléletet ötvözte, de közben kitermelte egyetemein ennek új, tudományos tagadását. A nagy fordulatot a 17. század hozta meg, és a 18. tetőzte be. A tudósok egyre kevésbé fogadták el kritikátlanul a nagy tekintélyek (főleg Arisztotelész) tételeit. Inkább saját szemüknek, méréseiknek, megfigyeléseiknek, kísérleteiknek hittek (empirizmus; empíria = tapasztalat), no meg a logikus levezetés eknek, számításoknak (racionalizmus; ráció = ész). A kettő szembe is kerülhetett egymással. A racionalizmus kimagasló alakja, a francia René Descartes nemcsak a hagyományoknak, de a "saját szemének", vagyis az érzékszerveknek sem hitt feltétel nélkül, hiszen ezek is becsaphatnak. Fő művében (Értekezés a módszerről, 1637) azt állította, hogy végső soron csak abban lehetünk egészen bizonyosak, hogy mi magunk létezünk, hiszen a semmi nem tudna - bármilyen téves érzetektől befolyásolva is - gondolkodni ("gondolkodom, tehát vagyok"; latinul: "cogito ergo sum"). A korábban századokon át szajkózott dogmák összeomlottak és fokozatosan kialakult egy új, képlékenyebb, az újabb és újabb felfedezések során folyamatosan változó tudományos világkép. A tudományos világkép első változata a mechanikus világszemlélet lett. Ezt később más váltotta fel, de a tapasztalati megismerésre és ebből való levezetésre épülő tudományosság azóta sem veszítette el érvényét. Az újkor folyamán sorra váltak ki a filozófiából a ma ismert tudományágak, és valamennyi alapvető szemléleti fordulatot hozott a maga területén. Elsőként a fizika lett önálló tudomány, és itt következett be a leglényegesebb világnézeti fordulat is. Az akkor elterjedő leleményes óraszerkezetek mintájára az egész világot gépezetnek látták. Ezen belül gépszerűen működőnek gondolták az anyagot, az élő szervezeteket, a gondolkodást, gépalkatrészekként mozogónak a tárgyakat, a bolygókat és a csillagokat is. A mechanikus világszemlélet tudósai továbbra is Istent tartották a gépezet mozgatójának, de a működés alapelveit, a világ mechanikáját nem kinyilatkoztatásokból vagy tekintélyektől, hanem tudományos módszerekkel kívánták megismerni. Ennek nyomán a fizika szakított a naprendszerhez és a tárgyak mozgásához fűződő spekulációk egész sorával, és több nemzedék munkája eredményeként kidolgozta a földi és égi tárgyak mozgásának egységes törvényszerűségeit. Először a földközéppontú (geocentrikus) világképet kellett felváltani a Nap-középpontúval (vagyis heliocentrikussal). Az újkorban először a lengyel Kopernikusz (1473-1543) elevenítette fel azt az ókori elképzelést, hogy a bolygók, köztük a Föld is, a Nap körül keringenek. Ezt később az itáliai Galileo Galilei is megerősítette (1632), bár nézetét az inkvizíció nyomására vissza kellett vonnia. De Galileinek más érdemei is voltak. Míg a középkori skolasztika azt tanította, hogy a tárgyakat "lelkük", saját törekvésük mozgatja (vitalizmus), addig Galilei kimutatta, hogy ilyen "lélek" nincsen, az önmagukban tehetetlen tárgyak mozgását külső erők szabják meg, matematikai törvényszerűségek szerint. Ilyen törvényszerűséget fedezett fel a német Johannes Kepler (1619). Felismerte ugyanis, hogy a bolygók nem kör, hanem ellipszis alakú pályán keringenek, és amikor közelebb vannak a Naphoz gyorsabban, amikor távolabb, lassabban. Felismerte a Hold és a Föld közötti vonzerőt is, ezzel magyarázta az apálydagály jelenséget. A világ mechanikus, gépszerű szemlélete kiterjed a biológiára, kémiára, társadalomtudományra. Az angol Robert Boyle (1627-1691) bebizonyította, hogy a testek atomstruktúrák, szerkezeti változatosságukból adódnak a különböző tulajdonságaik. Kísérletekkel bebizonyította, hogy Arisztotelész négy őselve (föld, víz, levegő, tűz) további alkotórészekre bontható, és nem igaz az alkimistáknak az a tanítása, hogy a tűz által minden test három végső tényezőre, sóra, kénre, higanyra bomlik. A "világ gépezet" működési elvének keresése az angol Isaac Newton tevékenységében csúcsosodott ki. Ő elődei alapján megteremtette a földi és égi mozgások közös magyarázatát (1687). Eszerint a földi testek szabadesésének ugyanaz az oka, mint a bolygók keringésének. Az egymásra ható tömegek a távolságok négyzetével fordítottan arányos mértékben hatnak egymásra. Az egész világ egyetlen nagy mechanizmus, benne apró és hatalmas, de azonos törvényeknek engedelmeskedő tárgyakkal. Az egész mechanizmus teremtője és végső működtetője az Isten.
A természettudomány eredményei a 17-18. században
A 18. században a természettudósok szerteágazó kutatásokat folytattak. A dán Olaf Rőmer (1644-1710) megállapította, hogy a fény véges idő alatt terjed, az itáliai Luigi Galvani megfigyelte az elektromosság jelenségét (1786), a szintén itáliai Alessandro Volta pedig megkonstruálta az első elemet (1800), és ezzel kiderítette, hogyan lehet elektromos energiát előállítani. A tekintélyromboló folyamat feltartóztathatatlanul tört előre, de nem zökkenők nélkül. Helyenként az egyházi inkvizíció is üldözte az új tanokat, Galileivel visszavonatták egyes nézeteit, a szintén itáliai Giordano Brunot pedig máglyahalálra ítélték (1600), miután nem volt hajlandó megtagadni az anyagról, a mozgásról és a világegyetem végtelenségéről vallott újféle nézeteit. A 18. században vált le a fizikáról az anyag tudománya, a kémia. Tudósai felelevenítették az ókori atomelméletet a kísérleti tapasztalatok magyarázatára (Gassendi 1650, Dalton 1807). Megdőlt az az arisztotelészi tan is, hogy nincs vákuum (Torricelli 1643) és kísérletekkel igazolták a levegő nyomását is (Pascal 1648). Gáztörvényekkel írták le a hőmérséklet, a nyomás és a térfogat összefüggéseit a levegőre vonatkozóan (Boyle-Mariotte, Gay-Lussac). Lavoisier (1780) végképp megdöntötte azt a tant, hogy a tűz anyag, és bebizonyította, hogy az égés valójában oxidáció és redukció (oxigénelvonás). Felfedezte és megnevezte mellékesen magát az oxigént is. Az Arisztotelész feltételezte négy őselem helyét jól elkülöníthető elemek sokasága foglalta el, a folytonos "anyagmassza" helyett a világ atomos fölépítése vált elfogadottá. Kiderült, hogy a vegyületekben az elemek (atomok) meghatározott arányban kapcsolódnak. A biológia elvetette az élőlények működésének isteni célját, és ehelyett az okokat kereste. Magyarázatként a mechanikus szemléletet igyekeztek kiterjeszteni az emberi szervezetre is. Az embergép kutatása során felfedték a vérkeringés pontos működését (Harvey, 1628). Mikroszkópokkal megfigyelték a szervezeteket, felfedezték a sejtet (Hook, 1665). Elvetették az ősnemzés hagyományos tanát, mely szerint a rothadó anyagokban maguktól születnek a rovarok; kimutatták, hogy azok valójában a petéből keletkeznek és alakulnak. Az élőlények tüzetes vizsgálatával felismerték hasonlóságaikat és eltéréseiket, és közös ismertetők alapján rendszerbe foglalták azokat (Linné, 1735). Mindezek nyomán a 19. századra megjelent a bibliai teremtésmítosszal szemben a törzsfejlődés, az evolúció gondolata (Lamarck, 1809). A matematikának nem kellett középkori dogmákkal megküzdenie, de itt is lényeges változások következtek be: most vált az algebra a fizika és kémia alapjává. Megjelent a differenciál- és integrálszámítás (Newton), mely megalapozta a tényleges "tudományos" tárgyalást a fizika szinte minden területén, a kémia és a biológia bizonyos területein.