Revolución científica

Según los historiadores Thomas Kuhn y Edward Grant , la Revolución Científica —llevada a cabo por eruditos que utilizaban el latín como lengua común— se construyó sobre la base de traducciones, del griego y el árabe al latín, que comenzaron en el siglo X y se aceleraron durante los siglos XII y XIII, del saber griego antiguo , la ciencia romana/bizantina y la ciencia islámica medieval , combinadas con el surgimiento de la universidad medieval . ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} Grant la denomina «probablemente la mayor expropiación intelectual del conocimiento» en la historia de la humanidad. ^{[ 28 ]}

En el siglo XVI, el marco aristotélico dominaba el panorama intelectual europeo, aunque historiadores como James Hannam sostienen que ya estaba desvaneciéndose y parcialmente desacreditado. ^{[ 29 ]} El universo de Aristóteles era geocéntrico y jerárquico: una región terrestre imperfecta de cuatro elementos clásicos —tierra , agua , aire y fuego— que buscaban sus «lugares naturales» estaba rodeada por un reino celestial inmutable . ^{[ 30 ]} Esta región celestial consistía en capas esféricas anidadas compuestas de un quinto elemento, el éter , que se movía únicamente con movimiento circular perfecto o combinaciones de dichos movimientos circulares perfectos. ^{[ 31 ] [ 32 ]} El Almagesto de Ptolomeo proporcionó el marco matemáticamente riguroso para calcular las posiciones planetarias . ^{[ 33 ]}

Si bien los avances que dieron origen a la astronomía y la física modernas durante los siglos XVI y XVII marcaron una ruptura decisiva con el aristotelismo renacentista, esto representó una ruptura con una tradición existente, no una creación de la nada. En ese sentido, los escolásticos que recuperaron, asimilaron y debatieron sobre el saber antiguo fueron un requisito previo para la Revolución. ^{[ 34 ]} Nicolás Copérnico , ^{[ 35 ]} Galileo, ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]} Johannes Kepler ^{[ 40 ]} y Newton ^{[ 41 ] [ 42 ]} estudiaron en universidades fundadas durante la Alta Edad Media y todos reconocieron su deuda con eruditos anteriores.

En Ciencia y el mundo moderno , Alfred North Whitehead argumentó que la ciencia moderna heredó una "fe" en el poder de la razón humana de los escolásticos medievales . ^{[ 44 ]} Otros estudiosos han señalado un vínculo directo entre "aspectos particulares del cristianismo tradicional" y el auge de la ciencia. ^{[ 45 ] [ 46 ]} Por ejemplo, el historiador Peter Harrison argumenta que el cristianismo contribuyó al auge de la Revolución Científica porque muchas de sus figuras clave tenían convicciones religiosas profundamente arraigadas y se creían "defensores de una ciencia más compatible con el cristianismo que las ideas medievales sobre el mundo natural que reemplazaron". ^{[ 47 ]} En Los orígenes de la ciencia moderna , Butterfield observó que "los cristianos ayudaron a la causa del racionalismo moderno por su celosa determinación de eliminar del mundo todos los milagros y la magia excepto los suyos". ^{[ 48 ]} Copérnico, Kepler, Galileo y Newton creían sinceramente que el orden y la perfección del universo eran reflejos de la perfección de su Creador. Lejos de percibir su trabajo como irreligioso, ^{[ 49 ]} veían el descubrimiento de la perfección oculta del universo mediante las matemáticas como un acto de devota adoración. ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}

El primer comentario registrado sobre el uso del vidrio para fines ópticos fue realizado en 1268 por Roger Bacon . ^{[ 55 ]} Las primeras gafas se fabricaron en el centro de Italia, muy probablemente en Pisa o Florencia, hacia 1290, ^{[ 56 ]} después de lo cual la fabricación y el uso generalizados de vidrio óptico para gafas se expandieron rápidamente en Europa. Venecia se convirtió en un importante centro de su fabricación hacia 1300. ^{[ 57 ] [ 58 ]} A mediados del siglo XV, los vidrieros venecianos desarrollaron el vidrio incoloro excepcionalmente claro, cristallo , hecho de guijarros de cuarzo de alta pureza (en lugar de arena) y utilizando óxido de manganeso como "decolorante" para neutralizar el tinte verdoso causado por las impurezas de hierro. Este era el vidrio "especial" de la época del Renacimiento, un producto de lujo utilizado para ventanas, ^{[ 59 ]} espejos, faroles de barcos y lentes. ^{[ 60 ]} Cuando el primer telescopio fue inventado posteriormente durante la Revolución Científica, el primer registro histórico de la invención no apareció en una obra de filosofía natural, sino en una patente presentada por un fabricante de gafas . ^{[ 61 ] [ 62 ]}

La Revolución Científica también fue posible gracias a los avances en la producción de libros. ^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]} Antes de la llegada de la imprenta de tipos móviles , introducida en Europa en la década de 1440 por Johannes Gutenberg , no existía un mercado masivo en el continente para los tratados científicos, como sí lo había habido para los libros religiosos. La imprenta cambió decisivamente la forma en que se creaba el conocimiento científico, así como su difusión. Los eruditos de diferentes países ahora estudiaban los mismos diagramas e ilustraciones matemáticas y científicas y leían los mismos textos de un autor determinado. ^{[ 67 ]} La imprenta hizo que los libros académicos fueran más accesibles, permitiendo a los investigadores consultar libremente textos antiguos y comparar sus propias observaciones con las de otros eruditos. ^{[ 68 ]} Aunque los errores de los impresores a menudo seguían provocando la difusión de datos falsos (por ejemplo, en el Sidereus Nuncius (El mensajero estelar) de Galileo, publicado en Venecia en 1610, sus imágenes telescópicas de la superficie lunar aparecieron erróneamente al revés), el desarrollo de las planchas metálicas grabadas permitió que la información visual precisa se hiciera permanente, un cambio con respecto a la época anterior, cuando las ilustraciones xilográficas se deterioraban por el uso repetitivo. La posibilidad de acceder a investigaciones científicas previas significó que los investigadores no tuvieran que empezar siempre desde cero para dar sentido a sus propios datos de observación. ^{[ 69 ]} La imprenta puso fin a la cultura manuscrita de la Edad Media, donde los hechos eran escasos y dispersos, y la sustituyó por una cultura de la imprenta renacentista donde los hechos fiables y documentados proliferaron rápidamente y se convirtieron en la base segura del conocimiento científico. ^{[ 70 ]}

Tras regresar de Brasil en la primavera de 1503, la carta Mundus Novus de Américo Vespucio contiene la primera formulación explícita por escrito de la hipótesis de que las tierras descubiertas por los navegantes europeos hacia el oeste no eran los confines de Asia, como había afirmado Cristóbal Colón una década antes, sino un continente completamente diferente (un "Nuevo Mundo"):

En días pasados ​​les escribí con todo detalle acerca de mi regreso de nuevos países, que fueron descubiertos y explorados con los barcos, a costa y por orden de este Serenísimo Rey de Portugal; y es lícito llamarlo un mundo nuevo, porque ninguno de estos países era conocido por nuestros antepasados ​​y para todos los que oigan hablar de ellos serán completamente nuevos. Pues la opinión de los antiguos era que la mayor parte del mundo más allá de la línea equinoccial hacia el sur no era tierra, sino solo mar, al que llamaron Atlántico; e incluso si afirmaron que allí existe algún continente, dieron muchas razones para negar que esté habitado. Pero esta opinión es falsa y totalmente contraria a la verdad. Mi último viaje lo ha demostrado, pues he encontrado un continente en esa parte sur; lleno de animales y más poblado que nuestra Europa, o Asia, o África, e incluso más templado y agradable que cualquier otra región que conozcamos. ^{[ 71 ]}

La carta de Vespucci fue una sensación editorial en Europa que se reimprimió de inmediato y repetidamente en varios otros países. ^{[ 72 ]}

La Geografía de Claudio Ptolomeo fue la base de la mayoría de los mapas elaborados en la Europa renacentista del siglo XV. ^{[ 73 ]} Dado que América estaba completamente ausente de los mapas de Ptolomeo , el encuentro de los europeos con América a partir de finales del siglo XV fue una completa sorpresa. ^{[ 74 ]} Y puesto que Ptolomeo había sido considerado por los europeos como la principal autoridad en astronomía y geografía, el descubrimiento de América puso en entredicho la fiabilidad de su astronomía. ^{[ 75 ]}

La tradición científica aristotélica se basaba principalmente en la observación y la búsqueda de circunstancias «naturales» mediante el razonamiento. Este enfoque se complementaba con la creencia de que los sucesos raros que parecían contradecir los modelos teóricos eran aberraciones que no revelaban nada sobre la naturaleza tal como era «naturalmente». Durante la Revolución Científica, el cambio en la percepción del papel del científico con respecto a la naturaleza y el valor de la evidencia, ya fuera experimental u observacional, condujo a una metodología científica en la que el empirismo desempeñó un papel fundamental. ^{[ 88 ] [ 89 ]}

Al comienzo de la Revolución Científica, el empirismo ya se había convertido en un componente importante de la ciencia y la filosofía natural. Pensadores anteriores , incluido el filósofo nominalista de principios del siglo XIV, Guillermo de Ockham , habían iniciado el movimiento intelectual hacia el empirismo. ^{[ 90 ]} El término empirismo británico se empezó a usar para describir las diferencias filosóficas percibidas entre dos de sus fundadores: Francis Bacon , descrito como empirista, y René Descartes , descrito como racionalista. Thomas Hobbes , George Berkeley y David Hume fueron los principales exponentes de esta filosofía, quienes desarrollaron una sofisticada tradición empírica como base del conocimiento humano.

Una formulación influyente del empirismo fue el Ensayo sobre el entendimiento humano (1689) de John Locke , en el que sostenía que el único conocimiento verdadero accesible a la mente humana era aquel basado en la experiencia. Escribió que la mente humana fue creada como una tabula rasa , una "tableta en blanco", sobre la cual se registraban las impresiones sensoriales y se construía el conocimiento mediante un proceso de reflexión.

Los fundamentos filosóficos de la Revolución Científica fueron establecidos por Francis Bacon, considerado el padre del empirismo. ^{[ 21 ]} Sus obras establecieron y popularizaron metodologías inductivas para la investigación científica, a menudo denominadas método baconiano o, simplemente, método científico. Su exigencia de un procedimiento planificado para investigar todo lo natural marcó un nuevo rumbo en el marco retórico y teórico de la ciencia, gran parte del cual aún hoy influye en las concepciones de la metodología adecuada . ^{[ 91 ]}

Bacon propuso una gran reforma de todo proceso de conocimiento para el avance del aprendizaje divino y humano, a la que llamó Instauratio Magna (La Gran Instauración). Para Bacon, esta reforma conduciría a un gran avance en la ciencia y a una prole de inventos que aliviarían las miserias y necesidades de la humanidad. Su Novum Organum se publicó en 1620, en el que argumenta que el hombre es "el ministro e intérprete de la naturaleza", que "el conocimiento y el poder humano son sinónimos", que "los efectos se producen por medio de instrumentos y ayudas", que "el hombre, al operar, solo puede aplicar o retirar cuerpos naturales; la naturaleza realiza internamente el resto", y que "la naturaleza solo puede ser gobernada obedeciéndola". ^{[ 92 ]} He aquí un resumen de la filosofía de esta obra: mediante el conocimiento de la naturaleza y el uso de instrumentos, el hombre puede gobernar o dirigir el trabajo natural de la naturaleza para producir resultados definidos. Por lo tanto, creía que el hombre, al buscar el conocimiento de la naturaleza, podría alcanzar el poder sobre ella y así restablecer el «Imperio del Hombre sobre la creación», que se había perdido con la Caída junto con la pureza original del hombre. De esta manera, creía, la humanidad se elevaría por encima de las condiciones de indefensión, pobreza y miseria, alcanzando un estado de paz, prosperidad y seguridad. ^{[ 93 ]}

Con el propósito de obtener conocimiento y dominio sobre la naturaleza, Bacon esbozó en esta obra un nuevo sistema lógico que consideraba superior a los antiguos métodos silogísticos , desarrollando su método científico, consistente en procedimientos para aislar la causa formal de un fenómeno (el calor, por ejemplo) mediante la inducción eliminativa. Para él, el filósofo debía proceder mediante el razonamiento inductivo desde el hecho al axioma y, finalmente, a la ley física . Sin embargo, antes de comenzar esta inducción, el investigador debía liberar su mente de ciertas nociones o tendencias falsas que distorsionan la verdad. En particular, observó que la filosofía se preocupaba demasiado por las palabras, especialmente el discurso y el debate, en lugar de observar el mundo material: «Pues mientras los hombres creen que su razón gobierna las palabras, en realidad, las palabras se vuelven contra el entendimiento y reflejan su poder, convirtiendo así la filosofía y la ciencia en sofistas e inactivas». ^{[ 94 ]}

Bacon consideraba que la ciencia debía ser de suma importancia no limitarse a discusiones intelectuales ni a perseguir fines meramente contemplativos, sino que trabajara para el mejoramiento de la vida humana mediante la creación de nuevos inventos, llegando incluso a afirmar que «los inventos son también, por así decirlo, nuevas creaciones e imitaciones de obras divinas». ^{[ 92 ]} Exploró el carácter trascendental y transformador de inventos como la imprenta , la pólvora y la brújula . A pesar de su influencia en la metodología científica, rechazó teorías novedosas y correctas como el magnetismo de William Gilbert , el heliocentrismo de Copérnico y las leyes del movimiento planetario de Kepler . ^{[ 95 ]}

Bacon fue el primero en describir el método experimental .

Queda la experiencia simple; que, si se acepta tal como viene, se llama accidente, si se busca, experimento. El verdadero método de la experiencia primero enciende la vela [hipótesis], y luego, mediante la vela, muestra el camino [organiza y delimita el experimento]; comenzando, pues, con una experiencia debidamente ordenada y asimilada, no torpe ni errática, y de ella deduce axiomas [teorías], y de los axiomas establecidos, nuevos experimentos.

Gilbert fue uno de los primeros defensores de este método. Rechazó con vehemencia tanto la filosofía aristotélica imperante como el método escolástico de enseñanza universitaria. Su libro De Magnete fue escrito en 1600, y algunos lo consideran el padre de la electricidad y el magnetismo. ^{[ 97 ]} En esta obra, describe muchos de sus experimentos con su modelo de la Tierra, llamado terrella . A partir de estos experimentos, concluyó que la Tierra era magnética y que esta era la razón por la que las brújulas apuntan al norte.

De Magnete fue influyente debido al interés intrínseco de su temática, así como por la rigurosidad con la que Gilbert describe sus experimentos y su rechazo de las antiguas teorías del magnetismo. ^{[ 98 ]} Según Thomas Thomson , «el libro de Gilbert sobre magnetismo, publicado en 1600, es uno de los mejores ejemplos de filosofía inductiva que se hayan presentado al mundo. Es aún más notable porque precedió al Novum Organum de Bacon, en el que se explicó por primera vez el método inductivo de filosofar». ^{[ 99 ]}

Galileo fue uno de los primeros pensadores modernos en afirmar claramente que las leyes de la naturaleza son matemáticas. En El Ensayador escribió: «La filosofía está escrita en este gran libro, el universo  ... Está escrita en el lenguaje de las matemáticas, y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas;...» ^{[ 100 ]} Sus análisis matemáticos constituyen un desarrollo posterior de una tradición empleada por los filósofos naturales escolásticos tardíos, que Galileo aprendió al estudiar filosofía. ^{[ 101 ]} Ignoró el aristotelismo. En términos más generales, su obra marcó un paso más hacia la eventual separación de la ciencia de la filosofía y la religión; un desarrollo fundamental en el pensamiento humano. A menudo estaba dispuesto a modificar sus puntos de vista en función de la observación. Para realizar sus experimentos, Galileo tuvo que establecer estándares de longitud y tiempo, de modo que las mediciones realizadas en diferentes días y en diferentes laboratorios pudieran compararse de forma reproducible. Esto proporcionó una base fiable sobre la cual confirmar las leyes matemáticas mediante el razonamiento inductivo.

Galileo demostró apreciar la relación entre las matemáticas, la física teórica y la física experimental. Comprendió la parábola , tanto en términos de secciones cónicas como en términos de la ordenada (y) que varía con el cuadrado de la abscisa (x). Galileo afirmó además que la parábola era la trayectoria teóricamente ideal de un proyectil acelerado uniformemente en ausencia de fricción y otras perturbaciones. Admitió que existen límites a la validez de esta teoría, señalando, desde un punto de vista teórico, que la trayectoria de un proyectil de un tamaño comparable al de la Tierra no podría ser una parábola, ^{[ 102 ]} pero, no obstante, sostuvo que para distancias hasta el alcance de la artillería de su época, la desviación de la trayectoria de un proyectil respecto a una parábola sería mínima. ^{[ 103 ] [ 104 ]}

Según los aristotélicos, el conocimiento científico se ocupaba de establecer las causas verdaderas y necesarias de las cosas. ^{[ 105 ]} En la medida en que los filósofos naturales medievales utilizaron problemas matemáticos, limitaron los estudios sociales a análisis teóricos de la velocidad local y otros aspectos de la vida. ^{[ 106 ]} La medición real de una magnitud física, y la comparación de dicha medición con un valor calculado a partir de la teoría, se limitaba en gran medida a las disciplinas matemáticas de la astronomía y la óptica en Europa. ^{[ 107 ] [ 108 ]}

En los siglos XVI y XVII, los científicos europeos comenzaron a aplicar cada vez más mediciones cuantitativas a la medición de los fenómenos físicos en la Tierra. Galileo sostenía firmemente que las matemáticas proporcionaban una especie de certeza necesaria que podía compararse con la de Dios: «...con respecto a aquellas pocas [ proposiciones matemáticas ] que el intelecto humano comprende, creo que su conocimiento iguala al divino en certeza objetiva...» ^{[ 109 ]}

Galileo anticipa el concepto de una interpretación matemática sistemática del mundo en su libro Il Saggiatore :

La filosofía [es decir, la física] está escrita en este gran libro —me refiero al universo— que permanece continuamente abierto a nuestra mirada, pero no puede entenderse a menos que primero se aprenda a comprender el lenguaje y a interpretar los caracteres en los que está escrita. Está escrita en el lenguaje de las matemáticas , y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin las cuales es humanamente imposible comprender una sola palabra; sin ellas, uno vaga por un oscuro laberinto. ^{[ 110 ]}

En 1591, François Viète publicó In Artem Analyticem Isagoge , que proporcionó la primera notación simbólica de parámetros en álgebra . En 1637, René Descartes mejoró notablemente el alcance y la formalización del álgebra en La Géométrie . El desarrollo del cálculo infinitesimal por parte de Newton abrió nuevas aplicaciones de los métodos matemáticos a la ciencia. Newton enseñó que la teoría científica debía ir acompañada de una experimentación rigurosa, que se convirtió en la piedra angular de la ciencia moderna.

Aristóteles reconoció cuatro tipos de causas, y cuando correspondía, la más importante era la «causa final». La causa final era el fin, la meta o el propósito de algún proceso natural o creación humana. Hasta la Revolución Científica, era muy natural considerar tales fines, como el crecimiento de un niño, por ejemplo, que conducía a un adulto maduro. La inteligencia se asumía únicamente en el propósito de los artefactos creados por el hombre; no se atribuía a otros animales ni a la naturaleza.

En la « filosofía mecanicista » no se permite ningún campo ni acción a distancia; las partículas o corpúsculos de materia son fundamentalmente inertes. El movimiento es causado por colisión física directa. Donde las sustancias naturales se habían entendido previamente de forma orgánica, los filósofos mecanicistas las veían como máquinas. ^{[ 111 ]} Como resultado, la teoría de Newton parecía una especie de retroceso a la « acción fantasmal a distancia ». Según Thomas Kuhn, Newton y Descartes sostenían el principio teleológico de que Dios conservaba la cantidad de movimiento en el universo:

La gravedad, interpretada como una atracción innata entre cada par de partículas de materia, era una cualidad oculta en el mismo sentido que la «tendencia a caer» de los escolásticos... A mediados del siglo XVIII, esa interpretación había sido aceptada casi universalmente, y el resultado fue una auténtica reversión (que no es lo mismo que una regresión) a un estándar escolástico. Las atracciones y repulsiones innatas se unieron al tamaño, la forma, la posición y el movimiento como propiedades primarias físicamente irreductibles de la materia. ^{[ 112 ]}

Newton también atribuyó específicamente el poder inherente de la inercia a la materia, en contra de la tesis mecanicista que sostiene que la materia carece de poderes inherentes. Pero mientras Newton negaba vehementemente que la gravedad fuera un poder inherente de la materia, su colaborador Roger Cotes también la consideraba un poder inherente de la materia, como expuso en su famoso prefacio a la segunda edición de los Principia de 1713, que él mismo editó, contradiciendo así a Newton. Y fue la interpretación de la gravedad de Cotes, y no la de Newton, la que acabó siendo aceptada.

Los primeros pasos hacia la institucionalización de la investigación y la divulgación científica se materializaron con la creación de sociedades donde se presentaban, discutían y publicaban los nuevos descubrimientos. La primera sociedad científica que se fundó fue la Royal Society de Londres. Esta surgió de un grupo anterior, centrado en el Gresham College en las décadas de 1640 y 1650. Según una historia del colegio:

La red científica que giraba en torno al Gresham College desempeñó un papel crucial en las reuniones que llevaron a la formación de la Royal Society. ^{[ 113 ]}

Estos médicos y filósofos naturales fueron influenciados por la "nueva ciencia", promovida por Bacon en su obra La Nueva Atlántida , aproximadamente a partir de 1645. Un grupo conocido como la Sociedad Filosófica de Oxford se regía por un conjunto de normas que aún conserva la Biblioteca Bodleiana . ^{[ 114 ]}

El 28 de noviembre de 1660, el "Comité de los Doce de 1660" anunció la formación de un "Colegio para la Promoción del Aprendizaje Experimental Físico-Matemático", que se reuniría semanalmente para debatir sobre ciencia y realizar experimentos. En la segunda reunión, Robert Moray anunció que el rey Carlos aprobaba las reuniones, y el 15 de julio de 1662 se firmó una carta real que creaba la "Royal Society of London", con Lord Brouncker como primer presidente. El 23 de abril de 1663 se firmó una segunda carta real, en la que el rey figuraba como fundador y la sociedad se denominó "Royal Society of London for the Improvement of Natural Knowledge"; Robert Hooke fue nombrado curador de experimentos en noviembre. Este favor real inicial se ha mantenido, y desde entonces todos los monarcas han sido mecenas de la sociedad. ^{[ 115 ]}

El primer secretario de la sociedad fue Henry Oldenburg . En sus primeras reuniones se realizaron experimentos primero por Hooke y luego por Denis Papin , quien fue nombrado en 1684. Estos experimentos abarcaban diversos temas y, en algunos casos, eran importantes, mientras que en otros resultaban triviales. ^{[ 116 ]} La sociedad comenzó a publicar Philosophical Transactions en 1665, la revista científica más antigua y de mayor trayectoria del mundo, que estableció los importantes principios de prioridad científica y revisión por pares . ^{[ 117 ]}

Los franceses fundaron la Academia de Ciencias en 1666. A diferencia de los orígenes privados de su homóloga británica, la academia fue fundada como un organismo gubernamental por Jean-Baptiste Colbert . Sus normas fueron establecidas en 1699 por el rey Luis XIV , cuando recibió el nombre de «Real Academia de Ciencias» y se instaló en el Museo del Louvre en París.

Newton también desarrolló la teoría de la gravitación. En 1679, Newton comenzó a considerar la gravitación y su efecto en las órbitas de los planetas con referencia a las leyes de movimiento planetario de Kepler. Esto siguió a la estimulación de un breve intercambio de cartas en 1679-80 con Hooke, abrió una correspondencia destinada a obtener contribuciones de Newton para las transacciones de la Royal Society. ^{[ 118 ]} El renovado interés de Newton en asuntos astronómicos recibió un estímulo adicional por la aparición de un cometa en el invierno de 1680-81, sobre el cual se carteó con John Flamsteed . ^{[ 119 ]} Después de los intercambios con Hooke, Newton elaboró ​​una demostración de que la forma elíptica de las órbitas planetarias resultaría de una fuerza centrípeta inversamente proporcional al cuadrado del vector de radio . Newton comunicó sus resultados a Edmond Halley y a la Royal Society en De motu corporum in gyrum en 1684. ^{[ 120 ]} Este tratado contenía el núcleo que Newton desarrolló y amplió para formar los Principia . ^{[ 121 ]}

Los Principia se publicaron el 5 de julio de 1687 con el apoyo y la ayuda financiera de Halley. ^{[ 122 ]} En esta obra, Newton enuncia las tres leyes universales del movimiento que contribuyeron a numerosos avances durante la Revolución Industrial , la cual siguió poco después y no se perfeccionaría hasta más de 200 años después. Muchos de estos avances siguen siendo la base de las tecnologías no relativistas del mundo moderno. Utilizó la palabra latina gravitas (peso) para referirse al efecto que posteriormente se conocería como gravedad y definió la ley de la gravitación universal.

El postulado de Newton sobre una fuerza invisible capaz de actuar a grandes distancias le valió críticas por introducir « agentes ocultos » en la ciencia. ^{[ 123 ]} Posteriormente, en la segunda edición de los Principia (1713), Newton rechazó categóricamente tales críticas en un « Escolio General » final, escribiendo que bastaba con que los fenómenos implicaran una atracción gravitatoria, como así ocurría; pero que no indicaban su causa, y que era innecesario e impropio formular hipótesis sobre cosas que no se desprendían de los fenómenos. (Aquí Newton empleó la que se convertiría en su famosa expresión « hypotheses non fingo »). ^{[ 124 ]}

En el siglo XVI, el cirujano Ambroise Paré fue un líder en técnicas quirúrgicas y medicina de campo de batalla , especialmente en el tratamiento de heridas . ^{[ 125 ]}

William Harvey publicó De Motu Cordis en 1628. Harvey realizó un análisis detallado de la estructura general del corazón , pasando luego a un análisis de las arterias , mostrando cómo su pulsación depende de la contracción del ventrículo izquierdo , mientras que la contracción del ventrículo derecho impulsa su carga de sangre hacia la arteria pulmonar . Observó que los dos ventrículos se mueven juntos casi simultáneamente y no de forma independiente como habían pensado sus predecesores. ^{[ 126 ]}

Harvey estimó la capacidad del corazón, la cantidad de sangre que se expulsa con cada bombeo y el número de latidos en media hora. A partir de estas estimaciones, demostró que, según la teoría de Gaelen de que la sangre se produce continuamente en el hígado , se tendrían que producir diariamente la cifra absurdamente grande de 245 kilogramos de sangre. Con esta sencilla proporción matemática a mano —que implicaría un papel aparentemente imposible para el hígado—, Harvey demostró cómo la sangre circula en círculo mediante innumerables experimentos realizados inicialmente con serpientes y peces: al atar sus venas y arterias en distintos momentos, Harvey observó las modificaciones que se producían; de hecho, al atar las venas, el corazón se vaciaba, mientras que al hacer lo mismo con las arterias, el órgano se hinchaba. Este proceso se realizó posteriormente en el cuerpo humano: el médico ataba una ligadura apretada en la parte superior del brazo de la persona. Esto cortaba el flujo sanguíneo de las arterias y las venas. Al realizar este procedimiento, el brazo por debajo de la ligadura estaba frío y pálido, mientras que por encima estaba caliente e hinchado. La ligadura se aflojó ligeramente, lo que permitió que la sangre de las arterias fluyera hacia el brazo, ya que las arterias se encuentran a mayor profundidad que las venas. Al hacer esto, se observó el efecto contrario en el antebrazo. Ahora estaba caliente e hinchado. Las venas también eran más visibles, ya que estaban llenas de sangre.

La química , y su antecesora, la alquimia , se convirtieron en un aspecto cada vez más importante del pensamiento científico durante los siglos XVI y XVII. La importancia de la química se evidencia en la variedad de destacados eruditos que se dedicaron activamente a la investigación química. Entre ellos se encontraban el astrónomo Tycho Brahe , ^{[ 127 ]} el médico químico Paracelso , Robert Boyle , Thomas Browne e Isaac Newton. A diferencia de la filosofía mecanicista, la filosofía química hacía hincapié en las fuerzas activas de la materia, que los alquimistas expresaban frecuentemente en términos de principios vitales o activos: espíritus que operan en la naturaleza. ^{[ 128 ]}

Los intentos prácticos por mejorar el refinado de los minerales y su extracción para la fundición de metales constituyeron una importante fuente de información para los primeros químicos del siglo XVI, entre ellos Georgius Agricola , quien publicó su gran obra De re metallica en 1556. ^{[ 129 ]} Su obra describe los procesos altamente desarrollados y complejos de la minería de minerales metálicos, la extracción de metales y la metalurgia de la época. Su enfoque eliminó el misticismo asociado al tema, creando la base práctica sobre la cual otros pudieron construir. ^{[ 130 ]}

Se considera que el químico Robert Boyle perfeccionó el método científico moderno para la alquimia y separó aún más la química de la alquimia. ^{[ 131 ]} Aunque su investigación tiene claramente sus raíces en la tradición alquímica, Boyle es ampliamente considerado hoy como el primer químico moderno y, por lo tanto, uno de los fundadores de la química moderna y uno de los pioneros del método científico experimental moderno. Si bien Boyle no fue el descubridor original, es más conocido por la ley de Boyle , que presentó en 1662: ^{[ 132 ]} la ley describe la relación inversamente proporcional entre la presión absoluta y el volumen de un gas, si la temperatura se mantiene constante dentro de un sistema cerrado . ^{[ 133 ]}

A Boyle también se le atribuye su publicación fundamental, El químico escéptico, en 1661, considerada una obra clave en el campo de la química. En ella, Boyle presenta su hipótesis de que todo fenómeno es el resultado de colisiones de partículas en movimiento. Boyle instó a los químicos a experimentar y afirmó que los experimentos desmentían la limitación de los elementos químicos a los cuatro clásicos: tierra, fuego, aire y agua. Asimismo, abogó por que la química dejara de estar subordinada a la medicina o la alquimia y alcanzara el estatus de ciencia. Es importante destacar que defendió un enfoque riguroso de la experimentación científica: creía que todas las teorías debían someterse a pruebas experimentales antes de ser consideradas verdaderas. La obra contiene algunas de las primeras ideas modernas sobre átomos , moléculas y reacciones químicas , y marca el inicio de la química moderna.

John Napier introdujo los logaritmos como una poderosa herramienta matemática. Con la ayuda de Henry Briggs , sus tablas logarítmicas representaron un avance computacional que agilizó considerablemente los cálculos manuales. ^{[ 144 ]} Sus huesos de Napier utilizaban un conjunto de varillas numeradas como herramienta de multiplicación mediante el sistema de multiplicación reticular . Esto abrió el camino a posteriores avances científicos, particularmente en astronomía y dinámica .

En la Universidad de Oxford , Edmund Gunter construyó el primer dispositivo analógico para facilitar el cálculo. La «escala de Gunter» era una gran escala plana grabada con diversas escalas o líneas. Las líneas naturales, como la de las cuerdas, la de los senos y la de las tangentes, se ubicaban en un lado de la escala, y las correspondientes escalas artificiales o logarítmicas en el otro. Esta herramienta de cálculo fue precursora de la regla de cálculo . Fue William Oughtred quien utilizó por primera vez dos escalas de este tipo, deslizándose una sobre la otra, para realizar multiplicaciones y divisiones directas, por lo que se le atribuye la invención de la regla de cálculo en 1622.

Blaise Pascal inventó la calculadora mecánica en 1642. ^{[ 145 ]} La introducción de su Pascalina en 1645 impulsó el desarrollo de las calculadoras mecánicas, primero en Europa y luego en todo el mundo. ^{[ 146 ] [ 147 ]} Gottfried Leibniz , basándose en el trabajo de Pascal, se convirtió en uno de los inventores más prolíficos en el campo de las calculadoras mecánicas; fue el primero en describir una calculadora de rueda dentada en 1685, ^{[ 148 ]} e inventó la rueda de Leibniz , utilizada en el aritmómetro , la primera calculadora mecánica producida en masa. También perfeccionó el sistema numérico binario , la base de prácticamente todas las arquitecturas informáticas modernas. ^{[ 149 ]}

John Hadley fue el inventor del octante , precursor del sextante (inventado por John Bird ), que mejoró enormemente la ciencia de la navegación .

Denis Papin fue más conocido por su invención pionera del digestor de vapor , precursor de la máquina de vapor . ^{[ 150 ] [ 151 ]} La primera máquina de vapor funcional fue patentada en 1698 por el inventor inglés Thomas Savery , como una "...nueva invención para elevar agua y generar movimiento para todo tipo de trabajo de molino por la fuerza impulsora del fuego, que será de gran utilidad y ventaja para el drenaje de minas, el suministro de agua a las ciudades y el funcionamiento de todo tipo de molinos donde no tienen el beneficio del agua ni vientos constantes." ^{[ 152 ]} La invención fue demostrada a la Royal Society el 14 de junio de 1699, y la máquina fue descrita por Savery en su libro The Miner's Friend; or, An Engine to Raise Water by Fire (1702), ^{[ 153 ]} en el que afirmó que podía bombear agua de las minas. Thomas Newcomen perfeccionó la máquina de vapor práctica para bombear agua, la máquina de vapor Newcomen . En consecuencia, Newcomen puede ser considerado un precursor de la Revolución Industrial. ^{[ 154 ]}

Abraham Darby I fue el primero, y el más famoso, de las tres generaciones de la familia Darby que desempeñaron un papel importante en la Revolución Industrial. Desarrolló un método para producir hierro de alta calidad en un alto horno alimentado con coque en lugar de carbón vegetal . Esto representó un gran avance en la producción de hierro como materia prima para la Revolución Industrial.

Los telescopios refractores aparecieron por primera vez en los Países Bajos en 1608, aparentemente como resultado de la experimentación de fabricantes de lentes con lentes. Se desconoce el inventor, pero Hans Lipperhey solicitó la primera patente, seguido por Jacob Metius de Alkmaar . ^{[ 155 ]} Galileo fue uno de los primeros científicos en utilizar esta herramienta para sus observaciones astronómicas en 1609. ^{[ 156 ]} El telescopio reflector fue descrito por James Gregory en su libro Optica Promota (1663). Argumentó que un espejo parabólico eliminaría la aberración esférica inherente a los diseños de telescopios reflectores conocidos hasta entonces que tenían espejos esféricos. ^{[ 157 ]} No fue hasta diez años después de la publicación de Gregory, con la ayuda del interés del científico experimental Robert Hooke , que se construyó un telescopio gregoriano funcional. ^{[ 158 ]}

En 1666, Newton argumentó que los defectos del telescopio refractor eran fundamentales porque la lente refractaba la luz de diferentes colores de manera diferente. Concluyó que la luz no podía refractarse a través de una lente sin causar aberraciones cromáticas . ^{[ 159 ]} A partir de estos experimentos, Newton concluyó que no se podía mejorar el telescopio refractor. ^{[ 160 ]} Sin embargo, pudo demostrar que el ángulo de reflexión permanecía igual para todos los colores, por lo que decidió construir un telescopio reflector . ^{[ 161 ]} Se completó en 1668 y es el primer telescopio reflector funcional conocido. ^{[ 162 ]} 50 años después, Hadley desarrolló métodos para fabricar espejos objetivos asféricos y parabólicos de precisión para telescopios reflectores, construyendo el primer telescopio newtoniano parabólico y un telescopio gregoriano con espejos de forma precisa. ^{[ 163 ] [ 164 ]} Estos fueron presentados con éxito a la Royal Society. ^{[ 165 ]}

La invención de la bomba de vacío allanó el camino para los experimentos de Robert Boyle y Robert Hooke sobre la naturaleza del vacío y la presión atmosférica . El primer dispositivo de este tipo fue fabricado por Otto von Guericke en 1654. Consistía en un pistón y un cilindro de aire comprimido con aletas que podían aspirar el aire de cualquier recipiente al que estuviera conectado. En 1657, extrajo el aire de dos hemisferios unidos y demostró que un equipo de dieciséis caballos era incapaz de separarlos. ^{[ 166 ]} La construcción de la bomba de aire fue mejorada notablemente por Hooke en 1658. ^{[ 167 ]}

Evangelista Torricelli inventó el barómetro de mercurio en 1643. La motivación para la invención fue mejorar las bombas de succión que se utilizaban para extraer agua de las minas. Torricelli construyó un tubo sellado lleno de mercurio, colocado verticalmente en un recipiente del mismo material. La columna de mercurio descendía, creando un vacío de Torricelli en la parte superior. ^{[ 168 ]}

Los instrumentos que sobrevivieron de este período ^{[ 169 ] [ 170 ] [ 171 ] [ 172 ]} tienden a estar hechos de metales duraderos como latón, oro o acero, aunque existen ejemplos como telescopios ^{[ 173 ]} hechos de madera, cartón o con componentes de cuero. ^{[ 174 ]} Los instrumentos que existen en las colecciones hoy tienden a ser ejemplos robustos, hechos por artesanos expertos para y a expensas de mecenas adinerados. ^{[ 175 ]} Estos pueden haber sido encargados como muestras de riqueza. Además, los instrumentos conservados en las colecciones pueden no haber tenido un uso intensivo en trabajos científicos; los instrumentos que habían tenido un uso visiblemente intensivo generalmente fueron destruidos, considerados no aptos para exhibición o excluidos por completo de las colecciones. ^{[ 176 ]} También se postula que los instrumentos científicos conservados en muchas colecciones fueron elegidos porque eran más atractivos para los coleccionistas, por ser más ornamentados, más portátiles o estar hechos con materiales de mayor calidad. ^{[ 177 ]}

Las bombas de aire intactas son particularmente raras. ^{[ 178 ]} La bomba de la derecha incluía una esfera de vidrio para permitir demostraciones dentro de la cámara de vacío, un uso común. La base era de madera y la bomba cilíndrica de latón. ^{[ 179 ]} Otras cámaras de vacío que sobrevivieron estaban hechas de hemisferios de latón. ^{[ 180 ]}

Los fabricantes de instrumentos de finales del siglo XVII y principios del XVIII recibían encargos de organizaciones que buscaban ayuda para la navegación, la topografía, la guerra y la observación astronómica. ^{[ 178 ]} El aumento en el uso de dichos instrumentos, y su uso generalizado en la exploración y los conflictos globales, generó la necesidad de nuevos métodos de fabricación y reparación, que serían satisfechos por la Revolución Industrial. ^{[ 176 ]}