La medicina comincia propriamente con Ippocrate il quale considera la malattia come uno squilibrio tra gli umori; le cure consistevano nel rimuovere l'umore in eccesso con il capipurgio (la purga del capo) che consisteva nell'indurre lo starnuto con droghe come il pepe, oppure col salasso. Dopo di lui Aristotele, filosofo e naturalista greco, elaborò un sistema fisiologico incentrato sul cuore. A lui si deve anche la teoria per la quale gli animali inferiori come gli insetti hanno origine dalla materia in decomposizione per generazione spontanea. La medicina ebbe grande importanza anche ad Alessandria. In questa città si formò anche Galeno, il medico più importante dell'epoca romana, che intuì l'importanza fondamentale degli organi. Per lui l'organo principale della circolazione era il fegato. Questa teoria non presuppone una circolazione del sangue, bensì solo un movimento simile al moto delle maree. La sua influenza fu enorme sino all’età moderna
Nel Medioevo la medicina entra solo tardivamente nelle università, prima a Bologna e successivamente a Padova, grazie all'opera di Taddeo degli Alderotti. Nascono anche i primi ospedali ma in condizioni igieniche precarie. Infatti non si capiva come si trasmettessero le malattie e cosa portasse il contagio, nonostante ci fossero molte malattie endemiche come la peste, la lebbra e la tubercolosi.
Solo nel ’500 si comincia uno studio medico rigoroso grazie ad Andrea Vesalio. Nel 1543, nel "De humani corporis fabrica", egli descrisse l’anatomia del corpo umano dopo averlo dissezionato. Vesalio corresse Galeno in 250 punti. Però non attaccò la concezione galenica del movimento del sangue. È stato Harvey a dimostrare che il sangue non va dal centro alla periferia, come sosteneva Galeno, ma dalla periferia verso il centro. Harvey scoprì il meccanismo della circolazione venosa e capì che il cuore funzionava come una pompa che metteva in circolo il sangue ma non riuscì a trovare l'anello di congiunzione tra le arterie e le vene perché non riusciva a vedere i capillari. I capillari vennero scoperti, più tardi, da Malpighi negli animali a sangue freddo ed in quelli a sangue caldo da Spallanzani. Verso la fine del 600 F. Redi dimostrò che la generazione spontanea aristotelica non era valida: prese un grosso vaso e vi mise un pezzo di carne, poi coprì il vaso con una garza e notò che su questa si formavano delle uova che seminate poi sulla carne, davano luogo alle larve. Nella stessa epoca Malpighi sosteneva che tutti gli organi erano formati da ghiandole. Sebbene molto importante questa teoria non corrisponde appieno alla realtà perché alcuni organi non hanno ghiandole. Subito dopo la scoperta dell'ossigeno, da parte di Lavoisier, Spallanzani mise in relazione il consumo di ossigeno con la respirazione. Fu il primo a dimostrare che senza il contatto del liquido seminale con l'uovo non si aveva la fecondazione. Tra le sue scoperte più importanti c’è anche l’ulteriore approfondimento della critica all’ipotesi della generazione spontanea di Aristotele.
Nel corso dell’ultimo secolo la vita umana ha subito profondi cambiamenti dal punto di vista medico sanitario. La scoperta della tecnica della vaccinazione spetta a Edward Jenner. Nel 1796 egli innestò nel braccio di un bambino di 8 anni una piccola quantità di materiale purulento prelevato da una donna malata di Vaiuolo Vaccino, la forma di Vaiolo che colpiva i bovini e, in forma cutanea lieve, anche gli allevatori. Il bambino non ebbe nessun disturbo e in seguito Jenner dimostrò che il piccolo era diventato immune alla forma umana del Vaiolo.
Louis Pasteur, nel 1885, eseguì la prima vaccinazione contro la Rabbia. Negli anni 1947-50 Albert Sabin sviluppò una tecnica per attenuare il virus della Poliomielite in modo tale da ottenere un vaccino somministrabile per bocca. Un’altra tappa fondamentale nella cura delle malattie è stata la nascita della microbiologia nel XIX secolo, conseguentemente agli studi di Louis Pasteur, che mette fine alla controversia sulla generazione spontanea dimostrando che i microrganismi sono incapaci di generarsi spontaneamente in un ambiente precedentemente sterilizzato, e alla teoria microbica delle malattie formulata da Robert Koch. Nel 1882 Koch scoprì il bacillo responsabile della tubercolosi e nel 1884 scoprì il bacillo del colera, già descritto vent'anni prima da Filippo Pacini. Successivamente, nel 1928, il batteriologo Alexander Fleming (1881-1955) scoprì la penicillina, il primo antibiotico.
Nella ricerca farmacologica del XX secolo un ruolo importante va riconosciuto anche a Gregory Pinkus che sperimentò la "pillola", il contraccettivo orale che portò, tra l’altro, alla liberalizzazione dei costumi sessuali.
Un altro traguardo significativo in ambito chirurgico fu quello messo a segno dal cardiochirurgo Christiaan Barnard il 3 dicembre 1967 che eseguì il primo trapianto di cuore a Città del Capo in Sudafrica.
Nella ricerca contemporanea ha assunto un ruolo rilevante la genetica. Nata nel XIX secolo, grazie ai lavori pionieristici di Gregor Mendel, ha messo a segno i primi successi tra il 1944 e il 1953 quando diversi scienziati hanno completato la risoluzione del DNA. I decenni successivi sono stati caratterizzati da una esplosione di studi che hanno permesso al Progetto genoma umano e alla Celera Genomics di annunciare nel 2001 il completamento del sequenziamento dell'intero genoma umano.
Tra gli aspetti della ricerca contemporanea che hanno suscitato più scalpore e discussione c’è sicuramente la tecnica della clonazione. Clonare un organismo significa creare ex-novo un essere vivente che possiede le stesse informazioni genetiche dell'organismo di partenza. Il termine è divenuto di uso comune quando si è iniziato a parlare con molta insistenza delle tecniche di clonazione durante gli anni novanta, quando prima Neal First, nel 1994, e successivamente Ian Wilmut, nel 1996, il padre della famosa pecora Dolly, provarono a clonare, con successo, una pecora.
Fino al XVIII secolo, l'alchimia era considerata una scienza seria praticata, per esempio, da Isaac Newton. Altri eminenti alchimisti del mondo occidentale furono Ruggero Bacone, San Tommaso d'Aquino e Tycho Brahe. Il suo declino iniziò con la nascita della chimica moderna e della medicina, che fornì una più precisa e reale struttura per le trasmutazioni della materia. Nel 1661 Robert Boyle pubblicò The sceptical chymist (Il chimico scettico). Per Boyle la materia era formata da particelle e tutte le sostanze erano costituite da atomi diversi. Il suo modello della materia era sorprendentemente simile a quello oggi accettato dalla comunità scientifica. Bisognò attendere quasi cinquant'anni perché quelle idee rivoluzionarie potessero avere diritto di cittadinanza. Boyle contribuì in maniera decisiva allo sviluppo della scienza. Nel 1789 Antoine Lavoisier demolì la teoria del flogisto con la sua legge di conservazione della massa. Egli è considerato il padre della chimica moderna: fra i suoi meriti vi sono, oltre alla citata legge di conservazione, il metodo di lavoro e la corretta determinazione della composizione dell'aria. A lui si deve anche l'analisi sulla composizione di grassi, olii e zuccheri. Nel 1828 Friedrich Wöhler sintetizzò accidentalmente dell'urea partendo da sostanze inorganiche. Questo fatto fece comprendere che il mondo della chimica organica e della chimica inorganica avevano delle basi in comune. Lo sviluppo successivo della chimica organica, permise di sintetizzare, partendo da molecole più piccole, innumerevoli sostanze di uso comune, dai coloranti ai medicinali.
Per molto tempo l'esistenza stessa degli elementi chimici fu oggetto di ricerca. La lista degli elementi si ampliava molto spesso ed i chimici stentavano a dare un senso teorico alle loro scoperte. Nel 1870 Dmitri Mendeleev e Julius Lothar Meyer sistemarono in una tabella gli elementi a seconda del loro peso atomico e del loro stato di ossidazione.
Seppure con qualche inesattezza, la tavola periodica permise a Mendeleev di predire l'esistenza di vari elementi allora sconosciuti. La comunità scientifica fu inizialmente scettica in quanto mancava una teoria sulla struttura atomica condivisa, ma in seguito le sue previsioni furono confermate. L'ultima parte del XIX secolo segna l'inizio dello sfruttamento industriale delle nuove conoscenze chimiche, con la sintesi industriale della soda, lo sviluppo di nuovi coloranti, dei primi polimeri sintetici, la petrolchimica ed i farmaci di sintesi, detersivi, fertilizzanti. I grandi benefici apportati dallo sviluppo della chimica industriale sono evidenti e sotto gli occhi di tutti. Ma è utile ricordare che questo sviluppo ha avuto anche un costo: da un lato la creazione di armi distruttive utilizzate nelle due guerre mondiali e anche in seguito, dall'altro incidenti e scarsa sensibilità hanno causato in passato gravi incidenti ambientali e morti prima che si sviluppasse una sufficiente sensibilità ambientale.
Durante il Rinascimento, Nicolò Copernico teorizza il sistema eliocentrico. Pur non essendo il primo a sostenere l'ipotesi di un sistema astronomico con al centro il Sole, è stato certamente il primo a svilupparla scientificamente. Dopo di lui Keplero descrive correttamente il movimento dei pianeti intorno al Sole. Successivamente l’eliocentrismo è stato difeso e sviluppato scientificamente da Galileo Galilei. Con Galileo assistiamo alla nascita della scienza vera e propria, grazie allo sviluppo del metodo scientifico inteso come uso combinato di teoria ed esperimento. Grazie al suo fondamentale contributo la teoria di Copernico diventa il simbolo stesso della razionalità scientifica.
Le cause fisiche delle scoperte astronomiche sono state studiate successivamente da Newton. Egli ha elaborato i principi della meccanica celeste e la legge di gravitazione universale, unificando la visione della meccanica, attraverso le tre leggi universali del movimento che non sono state migliorate per i successivi trecento anni. Ai primi del Novecento, Einstein rivoluziona il metodo scientifico con la teoria della relatività che parte non da esperimenti, ma da ragionamenti matematici e analisi razionali compiuti a tavolino. Inizialmente gli scienziati erano scettici, ma le implicazioni non sono state smentite dalle verifiche effettuate. Essendo una teoria del tutto rivoluzionaria, che introduceva molte implicazioni nel campo della fisica e in quello dell'astronomia, è stata sottoposta a numerosi esperimenti e controlli, seguendo i più rigorosi metodi scientifici. Alla fine del XIX secolo comincia anche lo studio della radioattività grazie alla scoperta di Henri Becquerel sull’uranio e di Maria Curie sul radio e altri elementi radioattivi. Dalla domanda sull’origine della radioattività inizia l’avventura della fisica nucleare che studia le proprietà dell’atomo e scopre che non è la particella più piccola e indivisibile dell’universo, come tradizionalmente si credeva. Nel 1901 Planck propone la teoria quantistica, secondo la quale gli atomi assorbono ed emettono radiazioni in modo discontinuo, per quanti di energia. La teoria viene approfondita successivamente da Bohr. Ernest Rutherford, invece, giunse alla conclusione che la radioattività era la spontanea disintegrazione degli atomi nei quali ha scoperto l'esistenza del nucleo. Heisenberg nel 1927 introduce il principio di indeterminazione per il quale la misura simultanea di due variabili correlate, come posizione e velocità di un elettrone, non può essere stabilita simultaneamente. La misurazione introduce dunque un elemento di incertezza indeterminata.
La grande crescita teorica si accompagna alle applicazioni pratiche. In Germania nel 1939 viene scoperta la fissione nucleare. Questo aprirà la strada alla ricerca militare e alla bomba atomica, ponendo il problema della responsabilità etica della ricerca scientifica. Heisenberg, per esempio, rimase in Germania durante la seconda guerra mondiale e guidò il programma nucleare tedesco lavorando sotto il regime nazista. Ma tanti altri fisici nucleari in America lavorarono al progetto Manhattan che sviluppò gli ordigni nucleari sganciati il 6 agosto 1945 su Hiroshima e il 9 agosto su Nagasaki, mietendo da 100.000 a 200.000 vittime civili.
Lo sviluppo tecnologico ha avuto una svolta determinante con la Rivoluzione industriale, causata soprattutto dall'aumento delle conoscenze scientifiche. La novità tecnologica principale è data dall'introduzione della macchina a vapore. La macchina a vapore offre una quantità di energia prima sconosciuta che viene utilizzata nelle lavorazioni tessili, nelle estrazioni minerarie e nei trasporti. Si crea un intreccio fondamentale tra i vari componenti che hanno garantito lo sviluppo della meccanizzazione Le attività minerarie beneficiano della macchina a vapore sia per pompare l'acqua dalle miniere, permettendo di scavare a maggiore profondità, sia per il trasporto del minerale estratto. L'aumento dell’estrazione di ferro e carbone a sua volta ha aumentato le potenzialità del motore a vapore. Grazie anche a James Watt che ha modificato la macchina a vapore, ottenendo un rendimento ben quattro volte superiore a quello delle precedenti vaporiere. Inoltre il trasporto dei minerali nelle miniere, mediante binari e vagoncini, si trasforma in trasporto passeggeri con la nascita della ferrovia, quando ai vagoni si sostituiscono le carrozze passeggeri. Dalle prime locomotive con 6CV si è passati in meno di 20 anni a locomotive con 600CV. Nel 1807 si vara la prima nave a vapore con la macchina di Watt. Questa processo di sviluppo tecnologico continuerà nel corso dell’ottocento e del novecento, per effetto del rapporto sempre più stretto tra ricerca scientifica e applicazioni tecnologiche. I progressi sono spinti anche dallo sviluppo dell’elettricità e si assiste alla nascita del telefono, dell’illuminazione elettrica, del cinema, della radio, degli elettrodomestici e della televisione. Con lo sviluppo dell’industria petrolchimica e la nascita del motore a scoppio, che sostituisce gradualmente la macchina a vapore, si assiste all’avvento dell’automobile. I progressi nei trasporti continuano con lo sviluppo dell’aeronautica e dei trasporti aerei che hanno abbattuto i tempi di percorrenza anche delle distanze più lunghe. Con l’avvento dell’ingegneria aerospaziale, il 20 luglio 1969, è arrivato l’allunaggio con la missione americana Apollo 11. Neil Armstrong è stato il primo uomo a toccare il suolo lunare.
L’attuale fase della ricerca tecnologica è determinata dall’avvento rivoluzionario dell’informatica e del computer, testimoniato dalla presenza dell’elettronica e dei suoi derivati in tutti gli ambiti tecnologici precedenti. A dare un ulteriore impulso è stata la fusione tra computer e reti telefoniche che ha portato alla nascita della rete Internet dopo il primo collegamento sperimentale effettuato nel 1969. L’impressionante crescita tecnologica lascia aperta la sfida non solo nella ricerca ma anche nello studio delle fonti energetiche, vera scommessa per il futuro tecnologico del pianeta. Le centrali nucleari e le ricerche sulle fonti alternative dovranno sostituire l’energia derivante dal petrolio e dal carbone. Così come dovranno far fronte ai fenomeni di surriscaldamento del pianeta con tutti i complessi problemi ambientali collegati.