Antiikin tieteellä tarkoitetaan Välimeren rannikolla noin 700 eaa. – 500 jaa. harjoitettua luonnontiedettä tai luonnonfilosofiaa. Laajemmin määriteltynä termillä voidaan tarkoittaa myös keskipronssikauden ja Rooman valtakunnan hajoamisen välistä aikakautta Lähi-idässä, Välimeren alueella, Kiinassa ja Intiassa.
Antiikin tieteen historia liittyy läheisesti antiikin filosofian historiaan, koska useimmat tieteet eivät olleet vielä tuolloin erkaantuneet filosofiasta, vaan ne luettiin sen osiksi. Antiikin tieteen tunnuspiirteitä ovat instituutiomaisuus ja teoreettisuus yhdistettynä filosofiseen pohdiskeluun uskonnoista ja mytologioista riippumatta. Tämä artikkeli keskittyy lähinnä antiikin Kreikan ja Rooman valtakunnan tieteeseen, Lähi-idän alueen varhaisesta tieteen traditiosta katso artikkeli Mesopotamian tiede ja muinaisegyptiläisestä tieteestä katso artikkeli muinais-Egyptin tiede.
Antiikin tieteen historia jaetaan aikakauden perinteisen historiakäsityksen mukaisesti arkaaiseen (esisokraattiseen; 700–480 eaa.), klassiseen (480–330 eaa.), hellenistiseen (330–27 eaa.) ja roomalaiseen aikakauteen (27 eaa. – 500 jaa.). Kreikan pimeiltä vuosisadoilta alkanut kehitys johti kaupunkivaltioiden syntymiseen Egeanmeren ympäristössä, mistä alkoi myös tieteeksi tulkittava traditio, jolle ominaista on johonkin uskonnolliseen tai yliluonnolliseen perustuva maailman kuvaaminen. Tieteen historiallisesti esisokraattinen aikakausi tunnetaan aikana, jolloin ei ollut olemassa yhtä vallitsevaa selitysmallia, vaan erilaisia selityksiä oli lukemattomia. Empiirisiä kokeita ei tehty, toisaalta tämän ajan filosofi-tutkijoita pohdituttivat niin perustavanlaatuiset kysymykset, ettei kokeiden tekeminen olisikaan ollut mahdollista.
Esisokraatikoiden ajatusten kirjo päättyi klassisen kauden kahteen synteesiin. Ensimmäisestä vastasi Platon ja seuraavasta Aristoteles. Molempien ajatukset säilyivät vallitsevina eurooppalaisessa tieteessä uuden ajan alkuun asti. Monet aiemmat teoriat jäivät näiden synteesien ulkopuolelle, jääden siten vähälle huomiolle. Aleksanteri Suuren valloitusretkien myötä kaupunkivaltioiden aika oli ohitse ja Aleksanteri perusti osia Egyptistä, Vähän-Aasian, Persian ja Indus-jokilaakson käsittäneen valtakunnan. Valtakunnan eri osat olivat läheisessä yhteydessä Kiinan, Intian ja Egyptin korkeakulttuureihin, joiden saavutuksiin kreikkalaiset pääsivät käsiksi kaupanteon ja valtakunnan laajenemisen yhteydessä. Hellenistinen aikakausi oli antiikin tieteen kukoistusaikaa.
Roomalaiskaudella tiede keskittyi kehittämään insinööritaitoja ja sotilasvarustelua. Tieteeltä odotettiin vastauksia käytännöllisiin ongelmiin, eikä kreikkalaistyyppistä ajattelua pidetty arvossa. Tieteen taso laski roomalaiskaudella selvästi verrattuna siihen, mitä se oli ollut kreikkalaisten kulttuurissa. Roomalaiskausi päättyi kristinuskon nousuun ja kansanvaellusajan alkamiseen. Huomattava osa kreikkalaisesta tiedosta olisi hävinnyt, elleivät arabit olisi pelastaneet sitä. Euroopassa alkoi keskiaika ja Lähi-idässä tiede alkoi elää kultakauttaan.
Antiikin Kreikka Esisokraattinen luonnonfilosofia
Alkuperä Antiikin Kreikan tiede ei alkanut manner-Kreikasta, vaan Vähästä-Aasiasta, nykyisen Turkin länsirannikolta, joka tuolloin tunnettiin Jooniana, joonialaisen luonnonfilosofian myötä. Jooniassa oli runsasravinteinen maa ja sateet sattuivat sinne useammin, kuin manner-Kreikkaan, jossa oli kehnot edellytykset maanviljelykselle. Tämän vuoksi Joonia oli rikkaampi ja kaupungistuminen oli pidemmällä kuin muut ympäristön kaupunkivaltiot 600-luvulla eaa.McClellan, s.?? Joonia syntyi kun manner-Kreikan kuiva maa ei kyennyt enää ruokkimaa kasvavaa väestöä ja siirtokuntia perustettiin ympäri Välimerta. Syynä oli myös doorialaisten vaeltaminen Makedoniasta etelämmäksi kohti Peloponnesosta, mikä sai alun perin Itä-Kreikasta kotoisin olevat joonialaiset muuttamaan Vähään-Aasiaan ja muita kreikkalaisia ympäri Välimerta. Samalla doorialaiset syrjäyttivät aiemmin kukoistaneen mykeneläisen kulttuurin.Howstuffworks.com Ionians Etuna heillä oli raudasta valmistetut välineet, kun mykeneläiset elivät vielä pronssikaudella.History world History Of Greece Doorialaisten sanotaan aiheuttaneen pimeinä vuosisatoina tunnetun (1100–800 eaa.) ajanjakson Kreikan historiassa, joka yleisemmin liittyy pronssikauden romahduksena tunnettuun ilmiöön, ja jolta peräisin olevaa kirjoitettua tekstiä ei tunneta juurikaan.Howstuffworks.com Dorians Doorialaiset toivat mukanaan myös sotilastaitoja, ja myöhemmin muodostunut Sparta kaupunkivaltio väitti olevansa doorialaisten perillisiä.
Joonian sijainti oli kaupanteonkin kannalta edullisessa paikassa, se oli merialueensa sotilasmahti ja Aasiasta Lyydiaan johtaneen karavaanireitin päätepiste.Maailman historian pikkujättiläinen, s. 109 Kaupan yhteydessä joonialaiset omaksuivat monia piirteitä ympäröiviltä kansoilta; kirjoitusjärjestelmän he saivat foinikialaisilta, lyydialaisilta rahajärjestelmän, paino- ja mittajärjestelmän Babyoloniasta ja tiedot metallien muokkauksesta, matematiikasta ja tähtitieteestä he saivat Egyptistä.Howstuffworks.com Ancient Greece Taiteet kukoistivat (esimerkkinä Homeros) ja ensimmäiset luonnonfilosofit olivat juuri joonialaisia. Luonnonfilosofinen pohdinta levisi myöhemmin muualle Kreikkaa, Anaksagoras toi sen Ateenaan.Schlager, s. 274
Tarkkaan luonnonfilosofian syntyyn johtaneita tekijöitä ei tunneta, mutta erään teorian mukaan juuret saattaisivat olla poliittisissa väittelyissä, jotka olivat tuohon aikaan yleisiä vapaiden miesten kesken. Varhaisessa vaiheessa valtiot eivät tukeneet millään tavoin tiedettä, mutta monet tarpeeksi rikkaat ja vapaat miehet maksoivat yksityisille opettajille kuten sofisteille opetuksesta. Koska valtio ei puuttunut tieteeseen, sai se mahdollisuuden kehittyä abstraktille ja teoreettiselle tasolle, toisin kuin muissa kulttuureissa. Monet esisokraattiset luonnonfilosofit ajattelivat, että vaikka aine voikin muuttua muodosta toiseen, kaikella aineella on jokin yhteinen perusta, joka ei muutu. Ajattelijat eivät olleet yhtä mieltä siitä, mikä tämä yhteinen perusta olisi, eivätkä he käyttäneet kokeita sen selvittämiseksi. Sen sijaan he hyödynsivät ennen kaikkea abstraktia päättelyä. Koska selityksissä ei turvauduttu mytologioihin, heistä tuli länsimaisen perinteen ensimmäisiä varsinaisia filosofeja.
Miletoslaiset ja pythagoralaiset Ensimmäisenä kreikkalaisena luonnonfilosofina ja tieteilijänä on perinteisesti pidetty Jooniassa elänyttä foinikialaisen perillistä Thales Miletoslaista, joka oli yksi Kreikan seitsemästä viisaasta. Paikkansa ensimmäisenä tieteilijänä hän on hankkinut sillä perusteella, että hän pyrki selittämään ilmiöitä luonnollisin syin eikä vetoamalla jumaluuksiin. Hän ei pitänyt oliivisadon pilaantumista jumalan lähettämänä rangaistuksena, vaan seurauksena sään luonnollisesta viilenemisestä. Tästä huolimatta Thales uskoi maailmankaikkeuden olevan täynnä jumaluuksia, sillä hänen mukaansa kappaleiden sielut saivat aikaan liikkeen. Hänen maailmankuvansa mukaan maa kellui tukkipuun tavoin suuressa veden täyttämässä maailmassa, millä hän yritti selittää esimerkiksi maanjäristykset. Luonteenomaista Thaleelle oli myös, että hänen selityksensä koskettivat kaikkia vastaavia tapauksia, eikä vain yhtä todettua. Hän esimerkiksi selitti syyn miksi Niili tulvii, eikä vain sitä mikä saa Niilin tällä kertaa tulvimaan. Thaleen mielestä vesi oli kaiken perustavanlaatuinen rakennusaine, eräänlainen alkuaine. Näin hän tuli luoneeksi ensimmäisenä materialistisen teorian maailmanrakenteesta, joka oli korostava piirre koko esisokraattisessa filosofiassa. Thalesta seurannut miletoslainen koulukunta paranteli teoriaa. Miletoslainen koulukunta perusti myös tieteellisen väittelyn perinteen.
Miletoslaisten rinnalla eli Italiassa joonialaista alkuperää olevan matemaatikon Pythagoraan ympärille muodostunut koulukunta nimeltä pythagoralaisuus, jonka opit olivat tieteen, mystiikan ja filosofian sekoituksia. He omaksuivat myös ajatuksia persialaiselta Zarathustralta. Pythagoralaiset olivat ensimmäinen koulukunta, joka korosti matemaattisuutta luonnonfilosofiassa. He eivät kuitenkaan käyttäneet matematiikkaa niinkään luonnonilmiöiden kuvantamiseen – kuten nykyään tehdään ja vaikka heidän mukaansa kaikki oli ilmoitettavissa numeerisesti – vaan he pitivät lukuja maailmankaikkeuden perustana, vastaavina kuin miletoslaiset pitivät alkuaineita. He olivat tässä mielessä siis idealisteja, kun miletoslaiset olivat materialisteja. Pythagoralaisille maailma oli enemmän kuin oli päältä päin nähtävissä. Heillä oli ideaoppi, jonka perusperiaate oli samankaltainen kuin Platonillakin, joka oli saanut matemaattisen oppinsa pythagoralaisilta: ajatukset täydellisen suorasta viivasta ja kolmiosta ovat osa matematiikkaa, joita ei reaali maailmasta voi löytää. Tämä on perusta nykyiselle matemaattiselle idealismille. Ajatustensa hengessä he kehittivät matematiikan teoreettista ja abstraktia puolta siinä missä babylonialaiset ja egyptiläiset olivat jääneet pohtimaan matematiikan käytännön sovelluksia. Heidän saavutuksiin kuuluu nykyaikaisen matemaattisen vaiheittaisen todistuksen keksiminen, lukujen jaotteleminen (muun muassa parittomiin ja parillisiin), numerologian perustaminen, Pythagoraan lauseen todistaminen. Irrationaalisuuden havaitseminen oli niin suuri takaisku pythagoralaisten maailmankuvalle, että he pyrkivät pitämään koko seikan salassa kultin ulkopuolisilta.McClellan, s. 63 Aiemmin oli luultu, että kaikkien geometristen ongelmien ratkaisuna on kokonais- tai rationaaliluku. Pythagoralaisten mielestä Maa ei ollut kosmoksen keskipiste, kuten miletoslaiset väittivät, vaan kiersi jonkinlaista tulta (ei kuitenkaan Aurinko).
Atomistit ja muutoksen filosofia Pythagoralaisten ja miletoslaisten ohella luonnonfilosofian saralla vaikuttivat myös elealaiset ja atomistit. Atomistien, joihin kuuluneista filosofeista nimekkäimmät olivat Demokritos ja Leukippos, mielestä kaikki rakentui erittäin pienistä, jakamattomista kappaleita, joita he kutsuivat atomeiksi, sekä tyhjästä tilasta. Heidän mukaansa atomeja oli erilaisia. Ne poikkesivat koon, muodon ja järjestäytymisasennon suhteen toisistaan ja nämä poikkeavuudet aiheuttavat lopulta erot silminhavaittavissa kappaleissa. Itse atomeja oli atomistien mukaan mahdoton havaita. Yllättävällä tavalla tämä vastaa hyvin paljon nykyistä käsitystä maailmankaikkeuden rakenteesta, joskin atomit eivät ole jakamattomia, ne voidaan havaita ja niiden erot ovat erityyppisiä kuin atomistit kuvittelivat. Atomistien nimiin on laitettu varhaisimmat tieteelliset kokeet. Epikurolaiset omaksuivat myöhemmin atomiopin, mutta muutoin liikkeen kannatus jäi vähäiseksi ja lopulta ajatus atomeista kuihtui kokoon.
Ajatus atomiopista lienee syntynyt elealaiseen koulukuntaan kuuluneen Zenonin eräästä paradoksista, jonka mukaan materiaa voidaan pilkkoa äärettömän kauan yhä pienempiin osiin. Zenon on koulukuntansa parhaiten muistettu hahmo juuri paradoksiensa ansiosta, mutta muutoin koulukunnan opetuksiin kuului, että moninaisuus ja muuttuminen ovat näennäisiä ja aistilliset havainnot harhakuvia. Herakleitos Efesoslainen ei kuulunut tähän koulukuntaan, mutta tutki myös muutokseen liittyviä kysymyksiä, ollen täysin päinvastaista mieltä elealaisten kanssa. Herakleitoksen mukaan mikään aineellinen ei voinut olla pysyvää. Herakleitoksen ja elealaisten välille syntyi kunnollinen kiista, mikä johti heitä pohtimaan myös tieto-opillisia kysymyksiä, kuten onko aistihavainnot luotettava tapa kerätä tietoa. Aistien luotettavuus pysyikin pitkään kiistan aiheena myöhemmin muun muassa rationalistien ja empiristien välillä.