การปฏิวัติวิทยาศาสตร์

การปฏิวัติวิทยาศาสตร์ ประวัติความเป็นมาแนวความคิดทางวิทยาศาสตร์
ระหว่าง 600 ปี ก่อนคริสต์ศักราช และคริสต์ศักราช 200 นักวิทยาศาสตร์กรีกได้พัฒนาแนวความคิดเกี่ยวกับวิธีการทำงานในโลกมากมาย พวกเขาเชื่อในทฤษฎีที่เรียกว่าเหตุผลนิยม (Rationalism) ซึ่งผู้คนใช้เหตุผลหรือความคิดเชิงตรรกะเพื่อเข้าใจโลก จักรวาลที่มีโลกเป็นจุดศูนย์กลาง นักปรัชญากรีก ชื่อ อริสโตเติล (Aristotle) ผู้มีชีวิตอยู่ตั้งแต่ 384-322 ก่อนคริสต์ศักราช ถือว่าเป็นหนึ่งในนักคิดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดทุกยุคทุกสมัย เขาได้ศึกษาดาวและดาวเคราะห์ในแนวทางที่มีเหตุผล การศึกษาของเขานำไปสู่การปรับปรุงและเผยแพร่ทฤษฎีที่มีโลกเป็นจุดศูนย์กลางจักรวาล (Geocentric Theory) ทฤษฎีนี้ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในโลกยุคโบราณ วางโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ในทฤษฎีของอริสโตเติล ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ทั้งหมดโคจรเป็นวงกลมรอบโลกอย่างแท้จริง ประมาณ 500 ปีต่อมา การทำงานของนักดาราศาสตร์ชื่อ ทอเลมี (Ptolemy) เห็นด้วยกับทัศนะของอริสโตเติลและเผยแพร่แนวคิดนั้น ปโตเลมีอ้างว่าดวงจันทร์และดาวเคราะห์หมุนรอบตัวเองเป็นวงโคจรเล็ก ๆ ในขณะที่โคจรหมุนรอบตัวเอง ก็ยังหมุนรอบโลกเป็นวงโคจรใหญ่ ทัศนะของอริสโตเติลและปโตเลมีเกี่ยวกับจักรวาลพิสูจน์แล้วว่าผิด แม้กระนั้นก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ยอมรับทัศนะของพวกเขาเป็นเวลาถึง 1,400 ปี ต่อไป ก่อน ค.ศ. 1500 นักวิชาการยุโรปสองสามคนท้าทายความคิดทางวิทยาศาสตร์และทัศนะของนักคิดโบราณโดยการสังเกตธรรมชาติอย่างรอบคอบด้วยตัวเอง คณิตศาสตร์และการแพทย์กรีก  ในศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราชใน นักวิชาการกรีกชื่อพีทาโกรัส (Pythagoras) พยายามอธิบายจักรวาลในแง่คณิตศาสตร์ ในทัศนะของเขา ทุกสิ่งผสมผสานกลมกลืนกันในทางที่สอดคล้องกันในการก่อรูปเป็นจักรวาล แนวความคิดที่สรรพสิ่งผสมผสานกลมกลืนกันอย่างเป็นระเบียบเรียบร้อยก่อรูปเป็นสรรพสิ่งขึ้นนี้รู้จักกันว่า Harmony (ความกลมกลืนกัน – ขอคำแนะนำ) การทำงานของพีทาโกรัสมีอิทธิพลอย่างมากต่อปรัชญากรีกยุคคลาสสิกและปรัชญายุโรป ประมาณ 200 ปีต่อมา ยุคลิด (Euclid) อาศัยทฤษฎีพีทาโกรัสเป็นพื้นฐานสำหรับพัฒนาตัวเอง เขาได้ศึกษารูปร่างต่าง ๆ เช่น รูปวงกลมและรูปสามเหลี่ยม ผลงานของเขาเป็นพื้นฐานของสาขาวิชาการศึกษาซึ่งรู้จักกันว่า เรขาคณิต (Geometry) หลักสูตรเรขาคณิตในปัจจุบันนี้ยังคงตั้งอยู่บนฐานการศึกษาของยุคลิด ชาวกรีกยังวางรากฐานการแพทย์สมัยใหม่  ฮิปโปเครติส (Hippocrates) ซึ่งมีชีวิตอยู่ในช่วง 400 ปีก่อนคริสต์ศักราช เชื่อว่าแพทย์สามารถวินิจฉัยโรคโดยการสังเกตหลายกรณี การปฏิบัตินี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อการปฏิบัติทางการแพทย์ในยุคต่อมา กาเลน (Galen) ผู้มีชีวิตอยู่ในคริสต์ศตวรรษที่ 1 (ค.ศ. 129-200 หรือ 216) มุ่งเน้นไปที่กายวิภาคศาสตร์ คือ การศึกษาโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต เขาได้รับความรู้จากการผ่าตัดมากมาย ด้วยการผ่าตัดพืชและสัตว์เพื่อสำรวจดูชิ้นส่วนพืชและสัตว์เหล่านั้น วิทยาศาสตร์ในยุคกลาง เป็นเวลาหลายศตวรรษหลังจากกาเลนเสียชีวิต การศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นในยุโรปเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม นักวิชาการมุสลิมมีความสนใจในความรู้ทางวิทยาศาสตร์ยุคคลาสสิก ระหว่างกลางคริสต์ศตวรรษที่ 7 และกลางคริสต์ศตวรรษที่ 12 นักวิชาการมุสลิมได้ยืมการเรียนรู้ของกรีซยุคคลาสสิกและสังคมโบราณอื่น ๆ มาพัฒนาให้เกิดความก้าวหน้า เมื่อเวลาผ่านไป การศึกษาและความรู้ของชาวมุสลิมก็แพร่กระจายไปยังยุโรปตะวันตก		นักวิชาการมุสลิม ยิวและคริสต์ ในอัลอันดะลุส (Al-Andalus -  อัลอันดะลุส เป็นชื่อภาษาอาหรับของบริเวณคาบสมุทรไอบีเรียและเซ็พติเมเนียที่ปกครองโดยอาหรับและชาวมุสลิมในแอฟริกาเหนือ ในช่วงเวลาต่าง ๆ กันระหว่าง ค.ศ. 711 จนถึง ค.ศ. 1492)  ได้ช่วยกระบวนการเผยแพร่ความรู้นี้ หลายคนได้แปลผลงานด้านวิทยาศาสตร์ที่เป็นภาษากรีกและภาษาอาหรับเป็นภาษาละติน นักปราชญ์ชาวคริสต์ริสต์พากันแห่ไปสเปนเพื่อศึกษาผลงานเหล่านี้และนำกลับไปยังยุโรป ในช่วงเวลานี้ นักวิชาการชาวยิวมีบทบาทสำคัญ หนึ่งในนักวิชาการเหล่านี้คือนักวิชาการ ชื่อ Gersonides ผู้ที่มีชีวิตอยู่ในคริสต์ศตวรรษที่ 13 เขาได้สร้างเครื่องมือในการวัดระยะทางระหว่างวัตถุในท้องฟ้า ด้วยการใช้เครื่องมือนั้น เขาคำนวณได้อย่างถูกต้องว่าดาวฤกษ์อยู่ไกลจากโลกเป็นอันมาก ก่อนหน้านี้ นักวิชาการส่วนใหญ่เห็นด้วยกับปโตเลมีว่าดาวฤกษ์ค่อนข้างอยู่ใกล้โลกเพียงแค่อยู่ถัดไปจากดวงจันทร์ ในขณะที่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้แพร่กระจายไปทั่วยุโรป ในไม่ช้า ความขัดแย้งก็เกิดขึ้นระหว่างคริสต์ศาสนาและวิทยาศาสตร์  ศาสนาคริสต์เน้นการมองโลกด้วยศรัทธา ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์เน้นเหตุผล นักปราชญ์ชาวคริสต์ ชื่อ ทอมัส คไวนัส พยายามแสดงให้เห็นว่าทัศนะทั้งสองอาจจะดำรงอยู่ได้ด้วยความสามัคคี ไม่ช้าก็เร็ว การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ   จะคุกคามความสามัคคีนี้ระหว่างศาสนาและวิทยาศาสตร์ สมัยฟื้นฟูศิลปวิทยานำไปสู่แนวความคิดใหม่ ๆ หลังจากที่จักรวรรดิไบเซนไทน์ล่มสลายลงในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 14 นักปราชญ์ไบเซนไทน์หลายคนได้หลบหนีไปอิตาลี พวกเขาได้นำความรู้วรรณคดีของกรีกยุคคลาสสิกและโรมันไปด้วย วรรณกรรมนี้เป็นพื้นฐานสำคัญของลัทธิมนุษยนิยมซึ่งเป็นวิธีคิดที่มุ่งเน้นมนุษย์และศักยภาพที่มุ่งความสำเร็จของมนุษย์ ในเวลาเดียวกันสิ่งประดิษฐ์แท่นพิมพ์ก็ช่วยในการเผยแพร่แนวความคิดมนุษยนิยมไปทั่วยุโรป นักวิชาการยุโรปก็เริ่มตั้งคำถามกับการเรียนรู้ยุคคลาสสิก หลังจากนั้นไม่นาน จิตวิญญาณแห่งการสำรวจแนวใหม่ก็ปรากฏขึ้นในยุโรป การปฏิวัติด้านงานศิลปะในช่วงสมัยฟื้นฟูศิลปวิทยายังก่อผลกระทบแก่นักวิทยาศาสตร์  ศิลปินต้องการแสดงวิชาของพวกเขาในทางที่มีเหตุผล การจะทำได้เช่นนี้ พวกเขาได้สังเกตมนุษย์และสัตว์อย่างใกล้ชิด บางคนถึงกับชำแหละศพมนุษย์ การศึกษาอย่างรอบคอบนี้นำไปสู่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับร่างกายของมนุษย์ได้ถูกต้องมากขึ้น            ในช่วงสมัยฟื้นฟูศิลปวิทยา ชาวยุโรปมองหาเส้นทางใหม่เพื่อไปยังเอเชีย การเดินทางเหล่านี้ได้เพิ่มความรู้เกี่ยวกับสัณฐาน ขนาดและสภาพอากาศของโลก ความรู้ใหม่นี้บางส่วนท้าทายแนวความคิดยุคคลาสสิก

ทอเลมีกับรูปแบบจักรวาลของเขา

จักรวาลแบบทอเลมี

วิทยาศาสตร์เจริญก้าวหน้า
นักปราชญ์ในคริสต์ศตวรรษที่ 15 เมื่อได้รับอิทธิพลจากลัทธิมนุษยนิยม ก็เริ่มตั้งคำถามแนวความคิดทางวิทยาศาสตร์ยุคคลาสสิกและความเชื่อของศาสนาคริสต์ คำถามเกี่ยวกับทฤษฎีเก่าเป็นที่รู้จักกันว่า การปฏิวัติวิทยาศาสตร์ (the Scientific Revolution) การเปลี่ยนแปลงแนวความคิดนี้นำไปสู่​​การปะทุขึ้นของความคิดใหม่ ๆ สิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ ในคริสต์ศตวรรษที่ 16 และ 17 การสำรวจทางวิทยาศาสตร์ได้ถูกก็ง่ายขึ้นโดยการประดิษฐ์คิดค้นเครื่องมือใหม่ ๆ กล้องจุลทรรศน์ เครื่องวัดอุณหภูมิ (เทอร์โมมิเตอร์) และเครื่องวัดความกดอากาศ (บาร์รอมิเตอร์) ก็อยู่ในบรรดาสิ่งประดิษฐ์เหล่านั้น ในคริสต์ศตวรรษที่ 1670 นักวิทยาศาสตร์สมัครเล่นชาวดัตช์ ชื่อ อังตวน ฟาน เลเวนฮุค (Anton Van Leeuwenhoek) ได้สร้างกล้องจุลทรรศน์ หลอดทองเหลืองนี้มีเลนส์กระจกโค้งขยายวัตถุได้ระหว่างระยะด 50 เท่า และ 300 เท่า ด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์ ฟานเลเวนฮุกได้สังเกตแบคทีเรียหรือวัตถุที่เคลื่อนไหวเล็ก ๆ ในของเหลว นอกจากนี้เขายังตั้งข้อสังเกตการไหลของเลือดผ่านเส้นเลือดฝอยเล็ก ๆ ที่เรียกว่า capillaries (เส้นเลือดฝอยเล็ก ๆ) ในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 16 นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ชื่อ กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei มีชีวิตระหว่าง ค.ศ. 1564-1642) คิดค้นเครื่องวัดอุณหภูมิ (Thermometer) ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้วัดอุณหภูมิ เครื่องวัดอุณหภูมิของกาลิเลโอเป็นหลอดแก้วเปิดมีหลอดไฟบรรจุน้ำไว้ด้านล่าง น้ำเพิ่มขึ้นในหลอดขณะร้อนและลดลงในขณะเย็น ประมาณ 100 ปีต่อมาในคริสต์ศักราช 1714 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อ กาเบรียล แดเนียล ฟาเรนไฮต์ (Gabriel Daniel Fahrenheit) ได้สร้างเครื่องวัดอุณหภูมิปรอทเครื่องแรกขึ้น และยังได้นำเสนอระบบการวัดอุณหภูมิอย่างเป็นทางการระบบแรกนั้น มาตราส่วนการวัดของฟาเรนไฮต์แสดงจุดเยือกแข็งอุณหภูมิ 32° และจุดเดือดที่ 212° ในคริสต์ศักราช 1643 เพื่อนกับผู้สนับสนุกาลิเลโอ ชื่อ เอวานเจลิสตา โตร์ริเชลลี (Evangelista Torricelli) ได้คิดค้นบารอมิเตอร์ เครื่องมือนี้วัดความดันของชั้นบรรยากาศโลก ต่อมานักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ใช้บารอมิเตอร์พยากรณ์สภาพอากาศ จักรวาลที่ดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง (Heliocentric Universe) ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 15 นักดาราศาสตร์ชาวโปแลนด์ ชื่อ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส (Nicolaus Copernicus) ได้ท้าทายทฤษฎีที่มีโลกเป็นจุดศูนย์กลางจักรวาลของปโตเลมี โคเปอร์นิคัสให้เหตุผลว่า ดาวฤกษ์ โลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ โคจรหรือเคลื่อนที่ไปรอบดวงอาทิตย์ที่หยุดอยู่กับที่ ทัศนะเกี่ยวกับจักรวาลของโคเปอร์นิคัสเป็นที่รู้จักกันว่า ทฤษฎีที่มีดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง heliocentric theory) เป็นความเชื่อว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล เกือบ 100 ปีต่อมา นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อ โยฮันเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) ได้ใช้ทฤษฎีของโคเปอร์นิคัสมาพัฒนาต่อและทำให้ถูกต้องมากขึ้น เคปเลอร์ใช้กฎทางคณิตศาสตร์เพื่อพิสูจน์ว่าดาวเคราะห์เคลื่อนที่ไปรอบดวงอาทิตย์จริง กฎหนึ่งแสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์โคจรเป็นรูปวงรีและไม่ได้โคจรเป็นวงกลมตามที่โคเปอร์นิคัสเชื่อ รูปโคจรวงรีมีรูปร่างเหมือนไข่ กาลิเลโอท้าทายความเชื่อที่ยอมรับกันทั่วไป กาลิเลโอได้สร้างความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์หลายอย่างซึ่งท้าทายแนวความคิดยุคคลาสสิก หลังจากที่ทราบว่าผู้ผลิตเลนส์ชาวดัตช์ได้สร้างเครื่องมือที่สามารถขยายวัตถุได้ไกล กาลิเลโอก็สร้างกล้องโทรทรรศน์ของเขาเอง ข้อสังเกตที่เขาสังเกตเห็นอย่างชัดเจนด้วยกล้องโทรทรรศน์ได้สนับสนุนความคิดของโคเปอร์นิคัส อย่างไรก็ตาม บทสรุปของเขาได้นำเขาไปสู่ความขัดแย้งกับคริสตจักร ทัศนะของโคเปอร์นิคัสขัดแย้งกับความเชื่อของคริสตจักรที่กล่าวว่าโลกเป็นจุดศูนย์กลางของจักรวาลไม่ใช่ดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลางอย่างเป็นทางการ  เป็นผลให้เหล่าผู้นำคริสตจักรประณามกาลิเลโอ และบังคับให้กาลิเลโอปฏิเสธการค้นพบของตนเองต่อสาธารณชน แต่กาลิเลโอรู้ว่าเขาถูกต้องและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ก็ถูกต้องเหมือนกัน		กฎแห่งจักรวาลของนิวตัน ในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 16 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ เซอร์ไอแซก นิวตัน Sir Isaac Newton  ได้รวบรวมแนวความคิดของโคเปอร์นิคัส เคปเลอร์และกาลิเลโอมาเป็นทฤษฎีหนึ่งเดียว ทฤษฎีนั้นระบุว่าวัตถุทางกายภาพทั้งหมดรับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงเช่นเดียวกัน พลังธรรมชาตินี้มีแนวโน้มในการดึงวัตถุเข้าหากัน แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่ทำให้ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังช่วยให้ผู้คนไม่ให้ลอยออกจากพื้นผิวโลกไปในอวกาศ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงกระทำต่อวัตถุทั่วทั้งจักรวาล นิวตันจึงเรียกทฤษฎีของตนเองว่า กฎแรงโน้มถ่วงแห่งจักรวาล (law of universal gravitation) การค้นพบในด้านการแพทย์ นักวิทยาศาสตร์บางคนพยายามเข้าใจจักรวาล  คนอื่น ๆ ต้องการจะรู้ว่าร่างกายมนุษย์ทำงานอย่างไร ในคริสต์ศักราช 1628 อายุรแพทย์ชาวอังกฤษ ชื่อ วิลเลียม ฮาร์วีย์ (William Harvey) ได้ตีพิมพ์คำอธิบายที่ถูกต้องเกี่ยวกับวิธีการที่เลือดไหลเวียนไปทั่วร่างกาย และวางรากฐานผลการวิจัยในการผ่าตัดร่างกายมนุษย์ที่เขาได้ดำเนินการมา ข้อสังเกตของเขาแสดงให้เห็นว่าหัวใจปั๊มเลือดไปทั่วร่างกายของสิ่งมีชีวิตไม่ใช่ตับตามที่กาเลนเชื่อ หลักการใช้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ แนวความคิดของเดการ์ตและเบคอนรู้จักกันว่า หลักการใช้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ ประมาณคริสต์ศตวรรษที่ 17  อิทธิพลของหลักการใช้เหตุผลวิทยาศาสตร์ ได้เริ่มลดอำนาจของคริสตจักรลง ทำไมจึงเกิดการณ์นี้ขึ้น? หลักการใช้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์กระตุ้นให้ผู้คนคิดถึงตัวเองแทนที่จะพึ่งอำนาจคริสตจักร นักคิดทางการเมืองบางพวกได้นำหลักการใช้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ไปใช้ในการปกครอง ตัวอย่างเช่น นักคิดทางการเมือง ชื่อ จอห์น ล็อก (John Locke) เชื่อว่าผู้คนมีความสามารถทางธรรมชาติในการรับผิดชอบกิจการของตัวเอง เขามอง ความสามารถนี้ในฐานเป็นกฎธรรมชาติหรือความถูกต้อง ความเชื่อดังกล่าวปลูกเมล็ดพันธุ์ของระบอบประชาธิปไตยซึ่งในไม่ช้าก็พัฒนาไปในประเทศต่าง ๆ เช่นประเทศสหรัฐอเมริกา วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ในคริสต์ศตวรรษที่ 16 นักปรัชญาสองคน คือ เรอเน เดการ์ต (René Descartes) และฟรานซิส เบคอน (Francis Bacon) มีผลกระทบอย่างมากเกี่ยวกับวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาโลก เดการ์ตและเบคอน  ชาวฝรั่งเศส ชื่อ เรอเน เดการ์ต (René Descartes) เชื่อว่าแนวความคิดทุก ๆ เรื่องควรจะตั้งข้อสงสัยจนกว่าจะได้รับการพิสูจน์ด้วยเหตุผล เดการ์ตวางรากฐานวิธีการของเขาด้วยคำพูดง่าย ๆ "ฉันคิด ดังนั้นฉันจึงมีอยู่ (I think, therefor I am." เขาแย้งว่าพระเจ้าทรงสร้างความจริงสองอย่าง อันแรกคือความจริงทางกายภาพ อีกอันหนึ่งคือจิตใจมนุษย์ เดการ์ตอ้างว่าคนสามารถใช้จิตใจของตนเองเข้าใจโลกทางกายภาพได้ ชาวอังกฤษ ชื่อ เซอร์ฟรานซิส เบคอนยังเชื่อในการใช้ความคิดที่มีเหตุผลด้วย อย่างไรก็ตาม เบคอนรู้สึกว่านักวิทยาศาสตร์ควรใช้การทดลองและการสังเกตมากกว่าเหตุผลบริสุทธิ์ในการเข้าใจโลก วิธีการที่มีเหตุผลของเบคอนวางรากฐานให้กับสิ่งที่รู้จักกันในทุกวันนี้ว่า วิธีการทางวิทยาศาสตร์ วิธีการทางวิทยาศาสตร์มีขั้นตอนที่เฉพาะเจาะจง ประกอบด้วย การสังเกต การทดลอง การวิเคราะห์และการประเมินผล

แร็มบรันต์ ฮาร์เมินส์โซน ฟัน ไรน์ (Rembrandt Harmenszoon van Rijn)  จิตรกรชาวดัตช์ วาดภาพ บทเรียนกายวิภาคของนายแพทย์ตึลป์ (Anatomy Lessoen of Dr. Tulp)   ใน ค.ศ. 1632 (พ.ศ. 2175) จากบทเรียนกายวิภาคจริง ๆ   ในภาพ เป็นการผ่าตัดศพของอาชญากร
จักรวาลแบบโคเปอร์นิคัส
โคเปอร์นิคัส	ไอแซก นิวตัน