Srednji vijek - Mehanika i astronomija

U 6. st. indijski astronom Aryabahata predlaže heliocentrični sustav u kojem Zemlja, kao i ostali planeti, kruži oko Sunca po eliptičnim putanjama, a os vrtnje joj je nagnuta. Tvrdi da Mjesec i planeti svijetle zbog reflektirane Sunčeve svjetlosti. Aryabahata se bavio i izračunavanjem perioda planeta te Sunčevim i Mjesečevim pomrčinama. Smatra se da su mnoge njegove ideje utjecale na arapske učenjake. Indijski astronom Bhaskara (12. st.) napisao je matematičko-astronomsku knjigu Siddhanta Shiromani u kojoj takođerraspravlja o raznim problemima iz astronomije, kao što su Sunčeve i Mjesečeve pomrčine i udaljenosti između planeta i Sunca.

U arapskoj civilizaciji Ja'far Muhammad ibn Mūsā ibn Shākir u 9.st. postavlja hipotezu da se nebeska tijela i zvjezdane sfere vladaju po istim zakonitostima kao i Zemlja. To je veliki napredak u odnosu na mislioce antičke Grčke koji su smatrali da se „nebeska“ i „zemaljska“ gibanja odvijaju po različitim zakonitostima. U djelu Zvjezdana gibanja i sila privlačenja ibn Mūsā ibn Shākir iznosi hipotezu o privlačnoj sili među nebeskim tijelima. Thābit ibn Qurra (836. – 901.) naučava da sva gibanja uzrokuje težina te drži da je poredak svemira rezultat sukoba dvaju različitih privlačenja (lunarno-sunčeva i onoga koje potječe od elemenata na Zemlji). Ibn al-Haitham (965. – 1039.) razvija teoriju o privlačenju među masama te se smatra da je nazirao činjenicu da je gravitacijsko ubrzanje konstantno. Kao i Shākir, tvrdi da za nebeska i zemaljska gibanja vrijede isti zakoni fizike. Haitham je zapazio da će se tijela gibati beskonačno, osim ako ih ne zaustavi neka vanjska sila. Abū Raihān al-Bīrūnī (973. – 1048.) i al Kazini (12. st.) prvi počinju upotrebljavati eksperimentalne znanstvene metode u mehanici, posebno u statici i dinamici. Tako Al-Bīrūnī mjeri obujam nepravilnih tijela i određuje im gustoću.

Islamski su znanstvenici združili statiku i dinamiku u novu granu fizike – mehaniku. Također, kombinirali su znanja hidrostatike i dinamike u hidrodinamiku. Al Kazini razlikuje masu i težinu, tvrdi da zrak ima težinu i da mu je gustoća manja od gustoće vode. Opisuje ovisnost gustoće o temperaturi te postojanje uzgona u zraku. Veliki filozof i znanstvenik Abu Ali ibn Sina (Aviccena) (980. – 1037.) kritizira Aristotela i njegovu ideju o stalnoj sili koja je potrebna da bi održala gibanje tijela.U svojoj enciklopediji (Mi'yar al-'aql) definira i opisuje jednostavne sprave poput vijka, kolutura i poluge.

Jedan od najvrsnijih arapskih astronoma bio je Abd ar-Rahman as-Sufi (903. – 986.) koji je prevodio djela grčkih astronoma, pokušao odrediti veličine zvijezda te crtao i opisivao zviježđa. Smatra se da je prvi opažao Andromedinu galaktiku i Veliki Magellanov oblak (u Evropi nepoznat do Magellanovih putovanja u 16. st.). Arapski znanstvenici Muhammad ibn Mūsa al-Khwārizmī (oko 780. -  oko 850. ) i Maslamah Ibn Ahmad al-Majriti (11. st.) prave prve astronomske tablice, kasnije prevedene na latinski. U 11. st. arapski astronomi počinju preispitivati Ptolomejev geocentrični sustav i unositi u nj određene promjene. Al Bīrūnī spekulira o sastavu Mliječne staze od mnoštva magličastih zvijezda, prvi u povijesti semantički razdvaja astronomiju od astrologije te za sobom ostavlja ilustracije pomrčine Mjeseca. Ibn al-Haitham smatra da su «nebesa po kojima se kreću zvijezde» manje gustoće od gustoće zraka. Arapski znanstvenici ponovo aktualiziraju heliocentrični sustav.

Dok arapski svijet proživljava svoje zlatno razdoblje, Europa je pod utjecajem skolastike i Crkve. Biblija i Aristotelova tumačenja su uzimana kao nepogrešiva, no ipak se javljaju novosti i napredci, naročito u znanstvenom razmišljanju.

U 13. st. protiv nekritičkih prihvaćanja Aristotelovih tumačenja ustaje engleski franjevac Roger Bacon koji smatra da pokus treba biti temelj znanosti i jedina mjerodavna metoda u donošenju zaključaka. Zbog svojih je naprednih stavova Bacon izbačen sa sveučilišta, osuđen kao heretik i utamničen. Baconov nešto mlađi subrat William Occam (oko 1288. - oko 1348.)  tvrdi da postoje dvije vrste spoznaje: spoznaja Boga i znanstveno istraživanje. I danas se koristi izraz Occamova britvaili Occamova oštricakoja označava sljedeći koncept: ako više teorija opisuje istu pojavu, vjerojatno je istinitija ona koja zahtijeva uvođenje manje pretpostavki. Nijemac Jordanus Nemorarius u 13. st. objavljuje radove iz mehanike, a francuski skolastičar Jean Buridan u 14. st. uvodi pojam impetus(ono što održava gibanje) kao pojam koji prethodi pojmu inercije ili tromosti te se i on suprotstavlja Aristotelovoj fizici. Buridanov suvremenik Talijan Giacomo Dondi izučava plimu i oseku; drži da su plima i oseka povezane s Mjesecom te da ne ovise o značajkama mora, kako je tvrdio Aristotel.

U srednjevjekovnoj Europi je astronomija uživala osobitu popularnost jer se smatrala interpretiranjem Božjih zakonitosti. Njome su se bavili crkveni učenjaci i dužnosnici, jedini školovani ljudi toga vremena. Vjerovalo se u geocentrični model svemira utemeljen na Ptolomejevim učenjima, koji je zastupala Crkva te se astronomija u srednjevjekovnoj Europi dugo svodila na doradu Ptolomejeva modela i nije donosila nova otkrića.

Talijanski dominikanac sv. Toma Akvinski (1225. – 1274.) bavi se filozofijom i astronomijom. Piše o astronomskim izračunavanjima i predviđanjima kretanja nebeskih tijela. Smatra očitim da se proučavanjem zvijezda može predvidjeti ono što se događa po nužnosti: tako astronomi predviđaju pomrčine.