На стыке 17-18 веков происходила научная революция в естествознании. Новизной стала форма, в которой осуществлялись естественнонаучные открытия: эксперимент и наблюдение. В наше время данный метод носит название «эмпирический метод». Для нас сейчас он является традиционным, но в семнадцатом веке он только получил своё признание, а распространился в восемнадцатом.
В университетах данного периода учёба была организована строго иерархично. В составе университетов были четыре факультета: три высших (теология, юриспруденция и медицина) и четвёртый – философский, который включал в себя 7 предметов (семь свободных искусств – septem artes liberales) и занимался базисным, подготовительным обучением (studium generale).
Данные предметы, в соответствии с систематикой Аристотеля, были следующими:
Trivium (риторика, риторика, грамматика, диалектика), Quadrivium (астрономия, арифметика, геометрия, музыка).
«Trivium» в переводе с латинского означает «трёхдорожье», а «Quadrivium» - «четырёхдорожье». Отсюда происходит слово «тривиальный», что значит «относящийся к самым азам, начальным дисциплинам, которые изучали в самом начале, т.е. очень простой, общепонятный».
Естественнонаучных дисциплин, которые преподаются в современных университетах – физики, химии, биологии, истории, географии, филологии и др. – в университетах этого времени не преподавалось.
Формирование научной картины мира стало происходить в начале семнадцатого века. Во многом предпосылками этого стала деятельность Николая Коперника в шестнадцатом веке. Важнейшей его заслугой было развитие представлений о гелиоцентрической картине мира.
Проведя свой первый эксперимент по астрономии, Николай Коперник установил, что как в полнолуние, так и в новолуние отмечается одинаковое расстояние до Луны в квадратуре. После этого наблюдения Николай Коперник подверг сомнению теорию Птолемея, согласно которой Земля является центром Вселенной, и все небесные тела совершают вокруг неё вращения.
В семнадцатом веке исследования Коперника были приняты Галилео Галилеем. К этому времени он уже получил возможность использования телескопа для наблюдения за небесными телами, что позволило ему совершить ряд революционных открытий. В своих исследованиях Галилео Галилей сочетал экспериментальную работу с их рациональным осмыслением и теоретическим обобщением. Иногда из-за недостатка научных данных Галилей совершал ошибки (например, в вопросах о форме планетных орбит, природе комет или причинах приливов), но в подавляющем большинстве его методы приводили к цели.
Вскоре после экспериментов Галилео Галилея Кеплером был показано, что движение планет происходит под действием на них гравитационных сил Солнца. Расчёты Кеплера были впоследствии подтверждены исследовательской работой Исаака Ньютона в 1687 году. После этого в естествознании были выявлены и иные доказательства справедливости концепции гелиоцентризма. Так, в 1728 году Джеймс Брэдли описал вращение Земли вокруг Солнца посредством наблюдения, при этом открыв аберрацию света.
Аберрация света представляет собой некоторое размытие изображения звезды с одной стороны по причине движения наблюдателя. Объяснение эффекта Доплера для звёзд стало доказательством периодичности изменений расстояния Земли до данных космических объектов. Наблюдения на годичными параллаксами звёзд стало итоговым подтверждением предположения о гелиоцентрической системе. Таким образом, это стало революционным взглядом на Вселенную и основой формирования новой научной картины мира.
Физические открытия и развитие технологий сделало возможным революционный поворот и в различных разделах биологии. Так, изобретение микроскопа позволило Антони ван Левенгуку открыть и описать микроорганизмы. Роберт Гук смог описать растительную клетку, что заложило основу для создания клеточной теории Шлейденом и Шванном.
В ходе развития естествознания в восемнадцатом веке сложилось два противоречащих друг другу метода, которые имели всеобъемлющий научный характер:
Согласно метафизическому методу явления, процессы и объекты окружающего мира следует рассматривать и исследовать независимо друг от друга, без учёта их взаимосвязей и не принимая во внимание их изменения во времени.
Согласно диалектическому методу, напротив, предполагается исследование процессов, объектов, явлений в их постоянном естественном взаимодействии, с учётом их изменений и развития.
До второй половины восемнадцатого века приоритет отдавался метафизическому методу познания природы. В ходе многочисленных открытий в сфере естествознания во второй половине восемнадцатого столетия и в девятнадцатом веке была раскрыта диалектическая сущность явлений. К важным научным следствиям этих открытий относят космогоническую теорию Канта – Лапласа, эволюционную теорию Дарвина, клеточное строение растений и животных, закон сохранения и превращения энергии.
Согласно гипотезе Канта, Солнце, планеты и их спутники возникли из первоначального бесформенного тумана, которая равномерно заполняла мировое пространство. Возникновение Солнечной системы он объяснял действием сил притяжения на частицы материи. Его космическая гипотеза изменила метафизический взгляд на мир. Независимо от Канта французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас (1749–1827 гг.) высказал идеи, дополнившие космогоническое учение Канта, и их гипотезы столетия просуществовали в науке как космологическая гипотеза Канта-Лапласа.
Таким образом, основополагающие принципы диалектики – принцип развития и принцип всеобщей взаимосвязи получили во второй половине XVIII века значительное естественнонаучное обоснование.