科學：小學教師指南/西方科學史與方法
想象一群維京人航行在大洋中，突然之間，白天變成了黑夜，太陽消失了。想象一下他們不理解太陽去哪了的恐懼。他們開始祈禱，呼喊，跳舞或進行其他儀式來讓太陽回來；它真的回來了。他們歡呼著太陽的出現，認為他們所做的任何儀式或他們祈求的任何神都是太陽迴歸的原因。當然，我們現在知道太陽消失的原因是日食。古代人認為自然現象是神秘的，並將它們的發生解釋為神靈的作為。
早期文化中的科學史是指對古代歷史中的原始科學的研究，早於中世紀科學的發展。在史前時代，建議和知識是透過口頭傳統一代一代傳下來的。文字的發展使知識能夠被儲存並以更高的保真度傳達給後代。再加上農業的發展，它使人們能夠獲得食物剩餘，這使得早期文明能夠發展，並有更多時間投入到生存之外的任務，例如出於對知識本身的追求而尋求知識。
古代近東
美索不達米亞 從公元前 3500 年左右在伊拉克開始，美索不達米亞人開始嘗試用極其詳盡的數字資料記錄他們對世界的一些觀察。但他們的觀察和測量似乎是出於科學規律以外的目的。畢達哥拉斯定律的一個具體例子早在公元前 18 世紀就被記錄下來——美索不達米亞楔形文字泥板 Plimpton 322 記錄了許多畢達哥拉斯三元組 (3,4,5) (5,12,13) ...，其年代為公元前 1900 年，可能比畢達哥拉斯早幾千年，但沒有畢達哥拉斯定理的抽象公式化。
天文學 是一門適合記錄和研究觀察的科學：關於恆星、行星和月球運動的詳細記錄留在了抄寫員建立的數千塊泥板上。即使在今天，美索不達米亞科學家確定的天文週期仍然廣泛應用於西方曆法中：太陽年、陰曆月、七天一週。利用這些資料，他們開發了算術方法來計算一年中日照時間的變化，並預測月球和行星的出現和消失以及日食和月食。只有少數天文學家的名字為人所知，例如基迪努，一位與希臘天文學家同時代的迦勒底天文學家和數學家。基迪努對太陽年的估值在今天的日曆中仍然使用。天文學和占星學被認為是同一件事，正如巴比倫祭司們實踐這種科學所證明的那樣。
埃及 在古埃及，重要的進步包括天文學、數學和醫學。他們的幾何學是丈量土地的必要產物，是為了保留土地的佈局和所有權，這些土地每年都被尼羅河洪水淹沒。3-4-5 直角三角形和其他經驗法則用於表示直線結構，包括它們的立柱和橫樑建築。埃及也是西方世界大部分地區鍊金術研究的中心。埃及象形文字是一種語音書寫系統，它成為埃及腓尼基字母的基礎，而腓尼基字母后來衍生出希伯來語、希臘語、拉丁語、阿拉伯語和西裡爾字母。亞歷山大城憑藉其圖書館而保持著領先地位，這座圖書館在羅馬統治下發生火災，在 642 年之前被徹底摧毀。大量的古代文學和知識隨之消失。
埃德溫·史密斯紙草卷是現存最早的醫學文獻之一，也許是最早嘗試描述和分析大腦的文獻：它可以被視為現代神經科學的起源。然而，雖然埃及醫學有一些有效的實踐，但它並非沒有無效甚至有害的實踐。醫學史學家認為，例如，古埃及藥理學在很大程度上是無效的。然而，它將以下組成部分應用於疾病的治療：檢查、診斷、治療和預後，這些顯示出與科學的基本經驗方法有很強的相似之處，並且根據 G. E. R. Lloyd 在這種方法的發展中起著重要作用。埃伯斯紙草卷（約公元前 1550 年）也包含傳統經驗主義的證據。
波斯 在薩珊王朝時期（公元 226 年至 652 年），人們非常重視數學和天文學。岡底沙普爾學院就是一個突出的例子。諸如《沙赫里亞爾星表》之類的星表——可以追溯到這一時期，薩珊王朝的觀測站後來被伊斯蘭時期穆斯林天文學家和占星家所模仿。在薩珊王朝中期，大量知識以希臘的觀點和傳統的形式從西方傳入波斯，這些觀點和傳統在基督教傳播後伴隨著敘利亞語（基督教的官方語言[需要引用]以及伊朗聶斯托利派）。伊朗的基督教學校培養了許多偉大的科學家，例如內西、法哈德和馬拉拜。此外，波斯邏輯與亞里士多德哲學系主任保羅斯·佩爾薩留下了一本書，這本書是用敘利亞語寫成，並口述給薩珊王朝國王阿努希拉萬。
薩珊王朝時期，對前伊斯蘭伊朗科學來說，一件幸運的事是，八位來自希臘化文明的偉大學者從羅馬皇帝查士丁尼的迫害中逃往波斯。這些人是新柏拉圖學派的追隨者。國王阿努希拉萬與這些人進行了很多討論，特別是與一個名叫普里斯西安努斯的人。這些討論的總結被編纂成一本名為《波斯國王霍斯勞問題解答》的書，這本書現在儲存在巴黎聖日耳曼圖書館。這些討論涉及幾個主題，例如哲學、生理學、新陳代謝和自然科學，例如天文學。在倭馬亞王朝和阿拔斯王朝建立後，許多伊朗學者被派往這些伊斯蘭王朝的首都。
中世紀歐洲的科學包括對中世紀歐洲的自然、數學和自然哲學的研究。在西羅馬帝國滅亡和希臘知識衰落之後，基督教的西歐與古代學習的重要來源隔絕了。
板塊構造假說
牛頓物理學：對於受經典力學支配的物體，如果已知其當前狀態，則可以預測它在未來的運動方式（決定論），以及它在過去是如何運動的（可逆性）。
相對論
進化論
現代科學：正在發生什麼變化？
19世紀，當格雷戈爾·孟德爾開始研究植物遺傳學時，他獨自一人工作——一位中年歐洲僧侶在修道院花園裡數豌豆。一個半世紀後，現代植物遺傳學實驗室，就像下面切爾西·斯佩克特的實驗室，看起來更加多元化，並採用了最新的 DNA 測序技術。當 J.J. 湯姆森在本世紀之交發現了一種新的物質粒子——電子時，他的實驗室裝置主要包括真空管、磁鐵和一些簡單的電線。一個世紀後，尋找像希格斯玻色子這樣的新粒子的科學家們使用了超級對撞機——一臺長達 17 英里的機器，耗資數十億美元，並將產生資料，由世界上最強大的超級計算機進行分析。在過去的 150 年中，科學取得了長足的進步！我們現在擁有更強大的資料分析技術、更先進的觀察和實驗裝置，以及更廣泛、更深入的科學知識。隨著社會整體態度的進步，科學也從其參與者提供的不斷擴大的多元化視角中受益。但是，科學本身的過程呢？這種科學事業的根本方面隨著時間的推移發生了變化嗎？
科學將永遠尋找對自然界中發生的現象的解釋，並根據自然界中的證據來檢驗這些解釋——但具體如何做到這一點可能會有所發展。科學事業不是靜止的。科學與社會緊密相連，隨著社會的改變，科學也隨之改變。以下只是一些現代科學實踐如何透過不斷增長的知識、不斷變化的社會關注以及通訊和技術進步而發生轉變的例子。
