Thời kỳ Hắc ám , khoảng từ 500 đến 1100 sau Công nguyên, được đặc trưng bởi sự xói mòn chung của nền văn minh. Kiến thức từ người La Mã cổ đại chỉ còn tồn tại trong một số tu viện, nhà thờ và trường học cung điện, trong khi kiến thức từ Hy Lạp cổ đại gần như biến mất hoàn toàn. Từ ngay trước Thời kỳ đen tối cho đến khoảng một thế kỷ sau, hầu như không có tiến bộ khoa học quan trọng nào. Nhà thờ Công giáo đã trở nên rất quyền lực ở châu Âu, và giáo điều tôn giáo chi phối phần lớn những gì mọi người nghĩ và tin. Những người có niềm tin hoặc thực hành đi lạc khỏi nhà thờ đã được "phục hồi" và đưa trở lại nếp sống. Sự phản kháng thường dẫn đến đàn áp.
Sau đó, vào thời kỳ được gọi là Phục hưng của thế kỷ 12, đã đến một thời kỳ hồi sinh. Khi các học giả châu Âu tiếp xúc với kiến thức và văn hóa được trau dồi trong thế giới Hồi giáo và các khu vực khác ngoài ranh giới của họ, họ trở nên quen thuộc với các tác phẩm của các học giả cổ đại như Aristotle, Ptolemy và Euclid. Điều này đã cung cấp một nền tảng và vốn từ vựng chung để xây dựng một cộng đồng khoa học mở rộng có thể chia sẻ ý tưởng và truyền cảm hứng cho việc giải quyết vấn đề một cách sáng tạo.
Một số nhà tư tưởng quan trọng nổi lên trong và sau thời kỳ Phục hưng bao gồm:
- Albertus Magnus (1193-1250) và Thomas Aquinas (1225-1274), hai sinh viên của chủ nghĩa học thuật , một hệ thống triết học nhấn mạnh việc sử dụng lý trí trong việc khám phá các câu hỏi triết học và thần học. Magnus đã phân biệt giữa sự thật được tiết lộ (sự tiết lộ về điều gì đó chưa được biết đến thông qua một sức mạnh thần thánh) và khoa học thực nghiệm và thực hiện nhiều quan sát khoa học về thiên văn, hóa học, địa lý và sinh lý học.
- Roger Bacon (c.1210-c.1293), một giáo sĩ dòng Phanxicô, triết gia, nhà khoa học và học giả người Anh, người đã kêu gọi chấm dứt sự chấp nhận mù quáng đối với các tác phẩm được chấp nhận rộng rãi. Đặc biệt, ông nhắm vào những ý tưởng của Aristotle, mặc dù có giá trị, nhưng thường được chấp nhận là sự thật ngay cả khi bằng chứng không ủng hộ chúng.
- Francis Bacon (1561-1626), một luật sư thành công và nhà triết học có ảnh hưởng lớn, người đã làm nhiều việc cải cách tư duy khoa học. Trong tác phẩm "Instauratio Magna" của mình, Bacon đã đề xuất một cách tiếp cận mới để tìm hiểu khoa học, mà ông đã xuất bản vào năm 1621 với tên gọi "Novum Organum Scientiarum." Cách tiếp cận mới này ủng hộ lý luận quy nạp là nền tảng của tư duy khoa học. Bacon cũng lập luận rằng chỉ có một hệ thống nghiên cứu khoa học rõ ràng mới đảm bảo quyền làm chủ thế giới của con người.
Francis Bacon là người đầu tiên chính thức hóa khái niệm về một phương pháp khoa học thực sự, nhưng ông đã không làm như vậy trong môi trường chân không. Công việc của Nicolaus Copernicus (1473-1543) và Galileo Galilei (1564-1642) đã ảnh hưởng rất nhiều đến Bacon. Copernicus đề xuất từ những quan sát của mình rằng các hành tinh của hệ mặt trời quay quanh mặt trời , không phải Trái đất . Galileo đã có thể xác nhận cấu trúc tập trung vào mặt trời này khi ông sử dụng kính viễn vọng mà ông thiết kế để thu thập dữ liệu về các mặt trăng của Sao Mộc và các pha của Sao Kim. Tuy nhiên, đóng góp lớn nhất của Galileo có thể là nghiên cứu có hệ thống của ông về chuyển động, dựa trên các mô tả toán học đơn giản.
Vào thời điểm Galileo qua đời, sân khấu đã được thiết lập cho một cuộc cách mạng thực sự trong tư duy khoa học. Isaac Newton (1642-1727) đã làm được nhiều điều để thúc đẩy cuộc cách mạng này tiến lên. Công việc của Newton trong toán học dẫn đến phép tính tích phân và vi phân. Công việc của ông trong lĩnh vực thiên văn học đã giúp xác định các quy luật chuyển động và vạn vật hấp dẫn. Và những nghiên cứu của ông về quang học đã dẫn đến chiếc kính thiên văn phản xạ đầu tiên. Một chủ đề chung xuyên suốt tất cả các công trình của Newton là khả năng kỳ lạ trong việc phát triển một vài khái niệm và phương trình tương đối đơn giản nhưng có sức mạnh tiên đoán khổng lồ. Hệ thống định luật thống nhất của ông đã chịu đựng hàng thế kỷ thử nghiệm và xem xét kỹ lưỡng và tiếp tục cho phép các nhà khoa học khám phá những bí ẩn đang diễn ra trong vật lý và thiên văn học.
Thật an toàn khi nói rằng khoảng thời gian sự nghiệp của Newton đánh dấu sự khởi đầu của khoa học hiện đại. Khi thế kỷ 19 bắt đầu, khoa học được thành lập như một lĩnh vực nghiên cứu độc lập và được tôn trọng, và phương pháp khoa học - dựa trên quan sát và thử nghiệm - đang được chấp nhận trên toàn thế giới. Có thể tìm thấy một ví dụ kinh điển về việc khoa học đã phát triển thành một nỗ lực hợp tác dẫn đến kiến thức gia tăng trong quá trình phát triển cái mà chúng ta biết ngày nay là lý thuyết tế bào .
