科学とは何か①概要・語源・歴史

こんにちは。いつもお越しくださる方も、初めての方もご訪問ありがとうございます。

今回は科学の英語版Wikipediaの翻訳をします。

翻訳のプロではありませんので、誤訳などがあるかもしれません。正確さよりも一般の日本語ネイティブがあまり知られていない海外情報などの全体の流れを掴めるようになること、これを第一の優先課題としていますのでこの点ご理解いただけますと幸いです。翻訳はDeepLやGoogle翻訳などを活用しています。

翻訳において、思想や宗教について扱っている場合がありますが、私自身の思想信条とは全く関係がないということは予め述べておきます。あくまで資料としての価値を優先して翻訳しているだけです。

科学

科学とは、宇宙について検証可能な説明や予測という形で知識を構築し、組織化する体系的な試みである。

近代科学の前身を特定できる最古の文書記録は、紀元前3000年から1200年ごろの古代エジプトとメソポタミアにある。数学、天文学、医学の分野で活躍した彼らの貢献は、古代ギリシアの自然哲学を形成し、物理世界の事象を自然な原因に基づいて説明しようとする正式な試みがなされた。西ローマ帝国の崩壊後、中世の初期（400年～1000年）に西ヨーロッパでギリシアの世界観の知識が低下したが、イスラム黄金時代のイスラム圏で保存され、その後ルネサンス期にビザンツ帝国から西ヨーロッパにギリシア語の写本を持ち込んだ学者たちの努力によって、ギリシアの世界観は守られた。

10世紀から13世紀にかけて、ギリシアの著作やイスラムの探求が西ヨーロッパに回収・同化されたことで、「自然哲学」は復活したが、その後、16世紀に始まった科学革命によって、それまでのギリシアの概念や伝統から離れた新しい考え方や発見がなされ、変容した。科学的方法が知識の創造に大きな役割を果たすようになり、「自然哲学」から「自然科学」への変化とともに、科学の制度的・専門的な特徴の多くが形作られ始めたのは19世紀になってからである。

現代の科学は、物理的な世界を研究する自然科学（生物学、化学、物理学など）、個人や社会を研究する社会科学（経済学、心理学、社会学など）、公理や規則に支配された形式的なシステムを研究する形式科学（論理学、数学、理論コンピュータ科学など）に大別される。形式科学は経験則に基づかないため、科学分野であるかどうかは意見が分かれるところである。応用科学は、工学や医学のように、科学的知識を実用的な目的で使用する学問である。

科学における新しい知識は、世界に対する好奇心と問題解決への欲求に突き動かされた科学者の研究によってもたらされる。現代の科学研究は、非常に協力的で、学術研究機関、政府機関、企業などのチームによって行われるのが一般的である。彼らの研究が実用的な影響を与えることから、商業製品、軍備、医療、公共インフラ、環境保護などの倫理的・道徳的な開発を優先し、科学事業に影響を与えようとする科学政策が登場した。

語源

科学scienceという言葉は、14世紀以降、中英語で「知っている状態」という意味で使われてきた。この言葉は、アングロ・ノルマン語から接尾辞-cienceとして借用されたもので、ラテン語で「知識、認識、理解」を意味するscientiaから借用されたものである。「知る」を意味するラテン語sciensから派生した名詞であり、「知る」を意味するラテン語sciō（現在分詞scīre）から派生したことは議論の余地がない。

科学の究極の語源については、多くの仮説がある。オランダの言語学者で印欧語学者のミハイル・ド・ヴァーンによると、sciōの起源は、原イタリック語で「知る」という意味の*skije-または*skijo-であり、原インド・ヨーロッパ語で「切り刻む」という意味の*skh₁-ie、*skh₁-ioからきている可能性がある。『インド＝ヨーロッパ動詞の語彙集』では、sciōは「知らない、よく知らない」を意味するnescīreの逆形成であり、ラテン語*secāreの原インド・ヨーロッパ語*sekH-、または*sḱʰeh2(i)-から派生して「切る」という意味の*skh2-に由来すると考えられている。

かつて科学は、そのラテン語の起源にふさわしく、「知識」または「研究」の同義語であった。科学的な研究を行う人は「自然哲学者」または「科学の者」と呼ばれていた。1834年、ウィリアム・ヒューウェルがメアリー・サマヴィルの著書『物理科学の関連について』の書評で、科学者という言葉を紹介し、「ある独創的な紳士」（おそらく彼自身）の言葉であるとした。

歴史

初期の歴史

科学には単一の起源はない。むしろ、体系的な方法は数万年の間に徐々に出現し、世界中でさまざまな形をとっていった。先史時代の科学は、宗教的な儀式と同様に、女性が中心的な役割を担っていたと思われる。しかし、このような「プロトサイエンス」という言葉は、現代科学に類似した活動を否定するものであり、また、現代のカテゴリーとの関係でのみ考える現在主義（※過去の描写または解釈に現在の視点を導入すること）を示唆しすぎるという批判もある。

科学的プロセスの直接的な証拠は、古代エジプトやメソポタミアなどの初期文明における文字システムの出現によって明らかになり、紀元前3000年から1200年頃に科学史上最も早い文字記録が作成された。「科学」や「自然」という言葉や概念は当時の概念にはなかったが、古代エジプト人やメソポタミア人は、後にギリシアや中世の科学に位置づけられることになる数学、天文学、医学などの貢献をしている。  紀元前3000年頃から、古代エジプト人は10進数法を開発し、幾何学で実用的な問題を解決し、暦を開発した。また、薬物治療や祈祷、呪文、儀式といった超自然的な治療法も用いられた。

古代メソポタミア人は、陶器、ファイアンス（※陶磁器の一種）、ガラス、石鹸、金属、石灰漆喰、防水剤などの製造に、さまざまな天然化学物質の特性に関する知識を用いた。また、動物の生理学、解剖学、行動学、占星術を研究し、占いを目的とした。メソポタミア人は医学に強い関心を持ち、最古の医学的処方箋はウル第3王朝のシュメール語に現れている。彼らは、実用的あるいは宗教的に応用可能な科学的テーマを研究し、好奇心を満たすことにはあまり関心がなかったようである。

古典古代

古典古代には、現代の科学者のような本当の意味での古代人は存在しない。その代わりに、教養があり、通常は上流階級で、ほとんど男性であった人々が、時間の許す限り、自然に関する様々な調査を行っていた。ソクラテス以前の哲学者たちがフューシスfusisや自然という概念を発明・発見する以前は、植物が育つ自然の「仕方」と、ある民族が特定の神を崇拝する「仕方」を同じ言葉で表現する傾向があった。そのため、彼らは厳密な意味での最初の哲学者であり、「自然」と「慣習」を明確に区別した最初の哲学者であると主張されている。

ミレトスのタレスが創設し、後に後継者のアナクシマンドロスとアナクシメネスが継承したミレトス学派のギリシア初期の哲学者たちは、超自然現象に頼らずに自然現象を説明しようとした最初の人たちであった。ピタゴラス派は複雑な数の哲学を発展させ、数理科学の発展に大きく貢献した。ギリシアの哲学者レウシッポスとその弟子デモクリトスによって、原子論が展開された。その後、エピクロスは原子論に基づく完全自然宇宙論を展開し、科学的真理の物理的基準や基準を定めた「カノン」（定規、標準）を採用することになる。ギリシアの医師ヒポクラテスは、体系的な医学の伝統を確立し、「医学の父」と呼ばれる。

ソクラテスは、人間の本質、政治的共同体のあり方、人間の知識など、人間的な事柄の研究に哲学を応用することを例示し、初期哲学科学史の転機となった。プラトンの対話集に記されたソクラテスの方法（※ソクラテス式問答法、反対論証法などという）は、仮説排除の弁証法であり、矛盾につながる仮説を着実に特定し排除することで、より良い仮説を見出す。ソクラテスの方法は、信念を形成する一般的な通俗的真理を探し出し、その整合性を精査するものである。ソクラテスは、旧来の物理学の研究があまりにも純粋に思索的であり、自己批判に欠けていると批判した。

紀元前4世紀のアリストテレスは、目的論的哲学の体系的なプログラムを作成した。紀元前3世紀、ギリシアの天文学者サモスのアリスタルコスは、太陽を中心とし、その周りをすべての惑星が回るという太陽中心説（地動説）の宇宙モデルを初めて提唱した。しかし、アリスタルコスのモデルは物理法則に反するとして否定され、代わりに地動説を記したプトレマイオスの『アルマゲスト』がルネサンス初期まで受け入れられた。シラクサの発明家・数学者アルキメデスは、微積分の始まりに大きく貢献した。ローマ帝国の作家大プリニウスは、百科事典『博物誌』を著した多才な人物である。

数字を表す位取り記数法は、紀元前3世紀から5世紀にかけて、インドの交易路で生まれたと考えられている。この数字表記法は、効率的な算術演算を可能にし、やがて世界の数学の標準となった。

中世

西ローマ帝国の崩壊により、5世紀には知的な衰退が見られ、西ヨーロッパではギリシアの世界観に関する知識が劣化した。  この間、セビリャのイシドールスなどラテン語の百科事典編纂者が、一般的な古代知識の大半を保存した。一方、ビザンツ帝国は侵略者の攻撃に抵抗したため、先行知識の保存と改良を行うことができた。  500年代のビザンツ帝国の学者ヨハネス・ピロポノスは、アリストテレスの物理学の教えを疑問視し始め、インペトゥス理論（※駆動力）を導入した。  彼の批判は、中世の学者やガリレオ・ガリレイにインスピレーションを与え、10世紀後には彼の著作が広く引用されるようになった。

古代末期から中世初期にかけて、自然現象は主にアリストテレス的なアプローチによって考察された。このアプローチには、アリストテレスの4つの原因（物質的原因、形式的原因、運動的原因、最終的原因）が含まれている。ビザンツ帝国には多くのギリシア語古典が保存され、ネストリウス派や単性論派などによるアラビア語翻訳が行われた。カリフの時代には、これらのアラビア語訳がアラビア人科学者によって改良・発展された。6～7世紀には、隣国のササン朝がジュンディーシャープール医学院を設立し、ギリシア、シリア、ペルシャの医師たちから古代世界における最も重要な医学の中心地とみなされるようになった。

アッバース朝時代のイラクのバグダッドに「知恵の館」が設立され、13世紀のモンゴルの侵攻まで、アリストテレス主義のイスラム研究が盛んに行われました。アルハーゼンとして知られるイブン・アル・ハイサムは、知識を得る手段として実験を始め、プトレマイオスの視覚説（※眼から放出される視線が対象に届いて視覚が成立するとする説）を反証した。 アヴィセンナが編纂した医学百科事典『医典』は、医学における最も重要な出版物の一つとされ、18世紀まで使用されていた。

11世紀になると、ヨーロッパの大半はキリスト教徒となり、1088年にはヨーロッパで最初の大学としてボローニャ大学が誕生した。そのため、古文書や学術書のラテン語訳の需要が高まり、12世紀のルネサンスに大きく貢献することになる。西ヨーロッパではルネサンス期のスコラ学が盛んになり、自然界の対象を観察し、記述し、分類して実験するようになった。13世紀には、ボローニャの医学教師や学生が人体を開くようになり、モンディーノ・デ・ルッツィによる人体解剖に基づく最初の解剖学の教科書が作られるようになった。

ルネサンス

ルネサンス期には、光学の新たな発展が、知覚に関する形而上学的な考え方に挑戦し、カメラ・オブスクラや望遠鏡などの技術の改良・発展に貢献した。ルネサンス期には、ロジャー・ベーコン、ウィテロ、ジョン・ペッカムらが、アリストテレスの感覚、知覚、そして個体と普遍の知覚という因果関係の連鎖の上にスコラ哲学的存在論を構築していった。  ルネサンス期の芸術家たちは、後に遠近法と呼ばれる視覚のモデルを利用し、研究した。この理論は、アリストテレスの4つの原因のうち、形式的、物質的、最終的の3つだけを使用する。

16世紀、ニコラウス・コペルニクスは、惑星と太陽が地球の周りを回る地動説ではなく、惑星が太陽の周りを回るとする太陽系の天動説を唱えた。これは、惑星の公転周期が運動中心から離れるほど長くなるという定理に基づくもので、彼はプトレマイオスのモデルとは一致しないことを発見した。

ヨハネス・ケプラーらは、目の機能は知覚だけであるという考え方に疑問を投げかけ、光学の主な焦点を目から光の伝搬に移した。しかし、ケプラーは、ケプラーの惑星運動の法則を発見し、コペルニクスの天動説を改善したことで最もよく知られている。ケプラーはアリストテレスの形而上学を否定せず、自分の仕事を「球の調和」の探求と表現した。ガリレオは、天文学、物理学、工学に大きな貢献をした。しかし、ローマ教皇ウルバン8世が天動説について書いたことを理由に判決を下し、迫害されるようになった。

印刷機は、現代の自然観に広く異を唱えるものも含め、学術的な議論を発表するために広く使われた。フランシス・ベーコンとルネ・デカルトは、非アリストテレス的な新しいタイプの科学を支持する哲学的な議論を発表した。ベーコンは、思索よりも実験の重要性を強調し、アリストテレス的な形式的原因や最終原因の概念に疑問を呈し、科学は自然の法則とすべての人間生活の向上を研究すべきであるとする考えを広めた。デカルトは、個人の思考を重視し、自然を研究するためには幾何学よりも数学を用いるべきだと主張した。

啓蒙時代

啓蒙時代が始まると、アイザック・ニュートンは『自然哲学の数学的諸原理』によって古典力学の基礎を築き、後の物理学者に大きな影響を与えた。ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツは、アリストテレス物理学の用語を、新たに非目的論的な方法で使用するようにした。このことは、物体に対する見方の転換を意味していた。物体は今や生得的な目的を持っていないと考えられていたのである。ライプニッツは、異なる種類の物事はすべて同じ自然の一般法則に従って働き、特別な形式的原因や最終的原因はないと考えた。

この時代、科学の目的と価値は、人間の生活を向上させるための富と発明を生み出すことであると宣言されたのである。ベーコンは、「科学の真の正当な目的は、人間の生活に新しい発明と富を与えることである」とし、科学者が無形の哲学的、精神的な考えを追求することは、「微妙で、崇高で、喜ばしい（思索の）煙」以上に人間の幸福にはほとんど寄与しないと考え、これを戒めることにした。

啓蒙時代の科学は、大学に代わって科学研究・開発の中心地となった学会やアカデミーの支配を受けていた。学会やアカデミーは、科学的専門職の成熟を支えるものであった。もう一つの重要な進展は、識字率の向上した人々の間で科学が一般化したことである。啓蒙思想の哲学者たちは、ガリレオ、ボイル、ニュートンを中心とする科学者の先人たちの短い歴史を、当時のあらゆる物理的・社会的分野の指針として選んだ。

18世紀には、医学や物理学が大きく進歩し、カール・リンネによる生物分類学の発展、磁気や電気に関する新しい理解、化学の学問としての成熟があった。また、人間の本質、社会、経済に関する考え方も啓蒙主義時代に発展した。ヒュームをはじめとするスコットランドの啓蒙思想家たちは『人間本性論』を著し、ジェームズ・バーネット、アダム・ファーガソン、ジョン・ミラー、ウィリアム・ロバートソンなどの著者が歴史的に表現した。彼らはみな、古代や原始文化における人間の振る舞いを科学的に研究し、近代化の決定力を強く意識していた。近代社会学は、主としてこの動きから生まれたものである。1776年、アダム・スミスは、近代経済学の最初の著作とされる『国富論』を発表した。

19世紀

19世紀には、現代の近代科学を特徴づける多くの特徴が形作られ始めた。生命科学と物理科学の転換、精密機器の頻繁な使用、「生物学者」「物理学者」「科学者」といった用語の出現、自然を研究する人々の専門性の向上、科学者が社会のさまざまな側面で文化的権威を獲得、多くの国の工業化、大衆科学書の隆盛、科学雑誌の出現などがそれである。19世紀後半、ヴィルヘルム・ヴントが1879年に心理学研究のための最初の研究所を設立し、心理学は哲学とは別の学問分野として登場した。

19世紀半ば、チャールズ・ダーウィンとアルフレッド・ラッセル・ウォレスは、1858年に自然選択による進化論を独自に提唱し、さまざまな動植物がどのように発生し進化してきたかを説明した。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』に詳しく述べられている。また、1865年には、グレゴール・メンデルが「植物の交配に関する実験」という論文を発表し、生物学的な遺伝の原理を説明し、現代の遺伝学の基礎となった。

19世紀初頭、ジョン・ドルトンは、デモクリトスの原案である「原子」という不可分の粒子をもとに、現代の原子論を提案した。エネルギー保存則、運動量保存則、質量保存則は、資源の損失が少ない安定した宇宙を示唆していた。しかし、蒸気機関の登場と産業革命により、すべてのエネルギーが同じエネルギーの性質を持つわけではないこと、有用な仕事や別のエネルギーへの変換が容易であることが理解されるようになった。熱力学の法則は、宇宙の自由エネルギーが常に減少しているとみなすもので、閉じた宇宙では時間とともにエントロピーが増大する。

19世紀、ハンス・クリスティン・エルステッド、アンドレ＝マリ・アンペール、マイケル・ファラデー、ジェームズ・クラーク・マックスウェル、オリヴァー・ヘヴィサイド、ハインリヒ・ヘルツの研究により、電磁気学が確立されました。この新しい理論は、ニュートンの枠組みでは簡単に答えられない問題を提起した。X線の発見は、1896年にアンリ・ベクレルとマリ・キュリーによる放射能の発見を促し、マリ・キュリーは初めて2つのノーベル賞を受賞することになる。翌年には、最初の素粒子である電子が発見された。

20世紀

今世紀前半、抗生物質や人工肥料の開発により、人間の生活水準が世界的に向上した。オゾン層破壊、海洋酸性化、富栄養化（※海・湖沼・河川などの水域が貧栄養状態から富栄養状態へと移行する現象）、気候変動などの有害な環境問題が世間の注目を集めるようになり、環境学の勃興を招いた。

この時期、科学実験の規模や資金がますます大きくなっていった。第一次世界大戦、第二次世界大戦、冷戦によって刺激された広範な技術革新は、宇宙開発競争や核軍拡競争など、世界の大国間の競争にもつながった。また、武力衝突にもかかわらず、実質的な国際協力もなされた。

20世紀後半、女性の積極的な採用や性差別の撤廃により、女性科学者の数は大幅に増加したが、一部の分野では大きな男女格差が残っている。1964年に宇宙マイクロ波背景が発見され、宇宙の定常モデルが否定され、ジョルジュ・ルメートルのビッグバン理論が支持されるようになった。

この世紀には、科学の分野でも根本的な変化がありました。20世紀初頭、ダーウィン進化論と古典的遺伝学を調和させた現代的統合によって、進化論は統一理論になった。アインシュタインの相対性理論と量子力学の発展は、古典力学を補完し、極端な長さ、時間、重力の物理を記述するようになった。20世紀最後の四半世紀の集積回路の普及と通信衛星の組み合わせは、情報技術に革命をもたらし、グローバルインターネットとスマートフォンを含むモバイルコンピューティングの台頭をもたらした。長く絡み合った因果の連鎖や大量のデータを大量に体系化する必要性から、システム理論やコンピュータ支援による科学モデリングの分野が台頭してきた。

21世紀

2003年、ヒトゲノムの全遺伝子を特定し、マッピングすることで、ヒトゲノム計画が完了した。2006年に最初の人工多能性ヒト幹細胞が作られ、成人の細胞が幹細胞に変化し、体内のあらゆる細胞タイプに変化することが可能になった。2013年、ヒッグス粒子の発見が肯定され、素粒子物理学の標準モデルで予測されていた最後の粒子が発見された。2015年、一般相対性理論で100年前に予測されていた重力波が初めて観測された。2019年、国際共同研究「イベントホライゾンテレスコープ」（※地球上にある電波望遠鏡を超長基線電波干渉法を用いて結合させ、銀河の中心にある巨大ブラックホールの姿を捉えるプロジェクト、「事象の地平線望遠鏡」とも）が、ブラックホールの降着円盤の直接画像を初めて発表した。

関連記事

最後に

最後までお付き合いいただきありがとうございました。もし記事を読んで面白かったなと思った方はスキをクリックしていただけますと励みになります。

今度も引き続き読んでみたいなと感じましたらフォローも是非お願いします。何かご感想・ご要望などありましたら気軽にコメントお願いいたします。

Twitterの方も興味がありましたら覗いてみてください。

今回はここまでになります。それではまたのご訪問をお待ちしております。