Den Copernikanske Revolusjon.

Første del

Til oversikten over alle tekstene

Skrevet av Tor Førde.

Kilde for dette kapitlet er Thomas Kuhns bok:

Blogg
Atom-XML

Nå kan du kjøpe denne teksten i sin helhet i et utskriftsvennlig format (pdf)

Innholdsoversikt.

  1. Astronomien fram til Copernicus' tid.
  2. Den Aristoteliske tradisjonen endres.
  3. Copernicus sin nyskapning.
  4. Assimilasjon av den Copernikanske astronomien.
  5. Det nye universet.

Google
 
Web www.europas-historie.net

Innledning.

Copernicus (1473-1543) var født i Polen. Likevel plasserer jeg ham under tysk historie. Dette skyldes at han levde i Tyskland en stor del av livet, og det var der han utviklet sin teori, og det var der den ble publisert og fikk sin første store videreutvikling, av Johannes Kepler (1571-1630). Dessuten var de fremste astronomene før Copernicus tyskere; disse var Georg Puerbach (1423-1461) og Johannes Müller (1436-1476).

Copernicus presenterte teorien sin i "De Revolutionibus Orbium Caelestium". Verket ble publisert samme år som Copernicus døde, i 1543. Tittelen til verket er ofte forkortet til bare "De Revolutionibus".

Framtidsutsiktene til www.europas-historie.net

Dersom www.europas-historie.net skal bli varig må det oppnå inntekt. Dersom du gjerne ser at www.europas-historie.net blir utviklet videre kan du gi ditt bidrag til det ved at du bestiller de reisene du foretar eller kjøper telleskrittene til telefonen din eller kjøper bøkene og datautstyret ditt på Kjøp og Salg.

Astronomien fram til Copernicus' tid.

Den rådende oppfatning var at universet ble kjennemerket av de to sfærene, jorda og stjernesfæren. Jorda var altså rund og ikke flat. Selv om det var enkelte som hevdet at jorda var flat, var det ikke den rådende oppfatning blant opplyste mennesker.

Hva kunne man så vite om verdensrommet? Faktakunnskapene fikk man fra å observer stjernehimmelen, og det skjedde ved hjelp av det blotte øyet. Om dagen så man sola som gikk i sin bane. Og om natta så man månen og stjernehimmelen. For å kunne observere stjernen var det nødvendig å kunne identifisere dem. Det lærte man å gjøre ved å gruppere stjernene i stjernebilder. Å kunne identifisere mange stjerner krever mye trening og mange timer utendørs nattestider. Men når dette var lært identifiserte man stjernen like lett som man identifiserer gjenstander på jordoverflata.

Ser man mot nord er det et punkt på nordhimmelen, ikke langt fra Polarstjerna, som stjernene på nordhimmelen synes å bevege seg rundt. Er man langt mot nord står dette punktet høgt på himmelen, og kommer man lenger sørover vil dette punktet bli sett nærmere horisonten. Stjerner som ligger langt fra denne stjernehimmelens nordpol har mindre del av sin bane over horisonten enn stjerner som ligger nærmere Polarstjerna. De stjernene som ligger nær Polarstjerna går aldri under horisonten. De stjernene som har en del av sin bane under horisonten står opp i øst og går ned i vest, i likhet med sola. Stjernene bruker et døgn på å fullføre en hel sirkel og for å returnere til de samme posisjonene som de hadde et døgn tidligere. I løpet av dette døgnet er det dag og da kan ikke stjernene observeres.

Siden stjernene i praksis har fast innbyrdes plassering kan det tegnes stjernekart over himmelen. På ulike datoer og ulike klokkeslett vil ulike deler av stjernehimmelen være å se. Mellom stjernene, som altså har en fast innbyrdes posisjon, beveger planetene og sola og månen seg.

To sfære universet.

Disse, og andre faktiske forhold som kan observeres med det blotte øyet, var det oldtidens astronomer hadde å holde seg til. Dette forteller ingenting om avstandene mellom stjernene eller om deres størrelse og sammensetning og deres avstand til jorda, eller om universets eventuelle sentrum. Men man opplever begivenheter som soloppgang og solnedgang, og de har den største betydning for menneskenes liv. Hvordan skal de forstås?

Forestillingene om verdensrommet og fortolkningene av observasjonene var avhengige både av de observerte fenomen og av observatørenes fantasi og situasjon. Tradisjonen om at detaljerte og nøyaktige observasjoner gir de grunnleggende data for kosmologiske forestillinger stammer først og fremst fra den vesterlandske sivilisasjonen. Det synes å være en av de mest karakteristiske nyvinninger som vi arvet fra de gamle grekerne, skriver Thomas Kuhn.

Tidlig i det sjette århundret før Kristus skrev Anaximander fra Milet:

"Stjernene er sammenpressede deler av luften. De er som roterende hjul fylt med ild, og de sender ut flammer fra små åpninger.

Sola er en sirkel som er tjueåtte ganger større enn jorda. Den er som et vognhjul. Ytterkanten er hul og full av ild, og ilden skinner ut fra enkelte punkt som er som belgåpninger."

Disse forestillingene er mer avanserte enn de egypterne hadde på samme tid. Det er ikke lenger gudene som driver himmellegemene, men de sammenliknes med ting som kan finnes på jorda. Stjernenes størrelse og posisjon ble diskutert. Selv om svarene ikke er moderne stilles det spørsmål som er moderne. Og spørsmålene må stilles før svarene kan bli gitt.

Ikke alle de greske filosofene var enige med Anaximander. Det ble framsatt andre teorier, og teoriene ble diskutert og sammenholdt med observasjoner og lovmessigheter som var kjent fra jorda. For de fleste greske filosofene fra det fjerde århundret av var jorda en tynn sfære inne i en mye større roterende sfære som bar stjernene. Sola beveget seg i det store rommet mellom jorda og stjernene. Utenfor den ytre sfæren var det ingenting i det hele tatt. Denne modellen kom middelalderen og den moderne tid til å arve fra de gamle grekerne.

To sfære universet.
Dette er to sfære universet, og det bestod altså av to sfærer, en indre som ikke beveget seg, og som var jorda, og en ytre som beveget seg, og som var stjernehimmelen. I tillegg var det remedier for å bære sola og månen og planetene rundt i rommet mellom de to sfærene. En observatør kan ikke se mer enn halve himmelsfæren. I løpet av en natt vil han kunne se ulike deler av himmelen, men fra ethvert punkt på jorda vil store deler av himmelsfæren aldri bli sett.

Stjernene synes å ha et fast forhold til hverandre, og det er derfor naturlig å tro at de sitter fast slik at de er låst fast i forhold til hverandre. Eller at de bare er tegn og markeringer på et hvelv som roterer eller er på den indre overflaten til en roterende sfære.

Platon skrev i Timaeus ei fortelling der universet framstilles som et dyr:

"Skaperens hensikt var i første omgang at dyret skulle bli en så perfekt helhet som mulig sammensatt av perfekte deler. For det andre at det skulle bli uten levninger som andre verdener kunne oppstå av, og at det skulle være fritt for alderdom (evig) og sykdommer. . "
Skaperen skapte verden som en globe, siden det er den mest perfekte formen. Platon skriver videre hvordan universet ble perfekt skapt. De bevegelsene som passet den sfæriske formen ble også fastsatt.

Det fantes mange argumenter for at jorda er rund og for at den er universets sentrum, som at man ser videre rundt seg fra et høgt punkt enn fra et lavt punkt. Og at skyggen som jorda kaster på månen under måneformørkelse er rund. Symmetrien mellom to sfærer var også overbevisende. At jorda var universets sentrum framgikk også av at alt falt ned og inn mot sentrum, som måtte ligge inne i jorda. Dessuten var to sfære modellen en enkel modell med stor forklaringskraft, og det var en viktig grunn til dens suksess. Denne modellen, med enkelte modifikasjoner, forklarer de fleste observasjoner som kan gjøres med det blotte øyet.

Dersom sola og stjernene var de eneste himmellegemene ville det ikke ha vært noen grunn til å trekke to sfære modellen i tvil før teleskopet ble oppfunnet. Men planetene forstyrrer to sfære modellen. Ordet "planet" kommer fra et gresk ord som betyr "vandrer". De gamle grekerne betraktet sola som en av de sju planetene. De andre var månen, Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn. Alle disse sju planetene synes å bevege seg vestover sammen med stjernene. Planetene har til dels temmelig irregulære baner. De gamle astronomene var klar over disse irregularitetene, og la svært stor kløkt ned i å forklare dem. De kom også fram til metoder som tillot stor presisjon i beregninger. De gjorde dette ved å legge inn episirkler, som er sløyfer, eller mindre sirkler, i planetbanene. Men dette var ingen fullstendig og helt tilfredsstillende løsning. De observerte planetbanene var fortsatt irregulære, og denne måten å sette planetene inn i to sfære universet på ble aldri sett på som fullstendig tilfredsstillende av alle. Problemet som planetenes baner utgjorde ble utgangspunktet, irritasjonsmomentet, som Copernicus kom til å gå ut fra i sitt arbeid med å utvikle en ny forståelse av himmelrommet.

Thomas Kuhn behandler mange tekniske sider ved himmelmekanikken. Disse unnlater jeg å ta grundig opp. Jeg går heller over til:

To sfære universet i Aristoteles' tenkning.

Aristoteles (384-322 før Kristus) arbeidet med hele sin tids kunnskapsmasse, og søkte å systematisere den. Han er en av de mest kjente greske filosofene. Selv om verket hans ikke er helt vellykket, er det likevel en imponerende framstilling av verdens orden. Kjennskapet til Aristoteles skrifter forsvant fra vesterlandene ved Romerrikets sammenbrudd, men på tolvhundretallet ble Aristoteles gjenoppdaget i Vesten, og Thomas Aquinas integrerte tenkinga til Aristoteles i den vesterlandske kulturen.

For Aristoteles lå hele universet innenfor stjernesfærens ytre overflate. Utenfor stjernesfæren fantes ingenting. Innenfor stjernesfæren fantes det overalt et eller annet, for vakuum kan ikke finnes i følge Aristoteles. "Naturen avskyr vakuum". Hos Aristoteles eksisterer materien og rommet sammen.

"Det er klart da at det er ingen kroppslig masse hinsides himmelen. Verden i sin helhet er sammensatt av den hele mengden av tilgjengelig materie. Det er ingen mangfoldighet av verdener, og det har heller ikke vært det. Dette er den eneste verden som finnes, og den er komplett. Det finnes ikke steder eller tomrommet hinsides himmelen."
Mesteparten av denne verden består av eter. Eteren fyller rommet mellom jorda og himmelsfæren. Eteren er et himmelsk element, en krystallinsk masse som Aristoteles mente var fast. Etterfølgerne til Aristoteles stilte spørsmål ved om eteren var fast. Eteren er gjennomsiktig, uforanderlig og vektløs. Både planetene og stjernene er laget av den. Også de konsentriske skallene som planetene er festet til er laget av eter.

Aristoteles mente at det var 55 krystallinske skall som de himmelske bevegelsene ble formidlet gjennom. De var festet til hverandre på en slik måte at de himmelske bevegelsene mekanisk ble overført mellom dem. Bevegelsene ble drevet fra stjernesfæren, som et stort urverk.

Alle episirklene som måtte til for å kunne gjøre nøyaktige beregninger gikk ikke godt sammen med disse faste skallene. Derfor begynte man å neglisjere oppgaven med å forklare den mekaniske overføringa av bevegelsene fra stjernehimmelen og innover til planetene. Derfor ble også de mekaniske mekanismene ofte neglisjert. Det framgår for eksempel ikke av "Almagest" at Ptolemy trodde på krystallsfærene. De fleste astronomer mellom Aristoteles og Copernicus synes å ha trodd på en eller annen form for skall og sfærer, i det minste et skall for hver planet i tillegg til stjernesfæren. Skallene var festet til hverandre slik at de overførte de nødvendige bevegelsene seg i mellom.

Mye av det Aristoteles skrev var feil og selvmotsigende, og mye av dette ble oppdaget av middelalderens filosofer og i det minste kommentert som mangelfullt eller feilaktig. Men ingen foreslo at jorda beveger seg. Den aristoteliske helheten kunne tåle mange forandringer, men ikke at jorda mistet sin sentrale plass. Copernicus prøvde også å opprettholde det aristoteliske universet, men med det avviket at jorda som beveget seg. Men denne bevegelige jorda sprengte det aristoteliske universet.

Aristoteles' bevegelseslover.

Aristoteles trodde at når gjenstander ikke var utsatt for krefter utenfra ville de holde seg i ro i den delen av jorda der de best passet inn; ilden steg opp og steinene falt ned.

Aristoteles skrev i "Om himmelen":

"Den naturlige bevegelsen til jorda som helhet, i likhet med dens deler, er mot sentrum av universet; og det er grunnen til at jorda er i universets sentrum. Det kan spørres, siden både jorda og universets sentrum er i det samme punktet, om hvorfor tunge legemer beveger seg mot dette sentret, er det fordi det er jordas sentrum eller fordi det er universets sentrum. Det må være fordi det er universets sentrum. . . . . . . .

Etter disse betraktningene er det klart at jorda ikke beveger seg, og at den bare kan være i universets sentrum. Om det er iboende i jordas natur å bevege seg fra alle kanter mot sentrum, og for ilden å gå til utkantene, er det umulig for noen del av jorda å forlate sentrum uten under tvang. Derfor kan heller ikke jorda fjerne seg fra universets sentrum . . . .

Dens form må være sfærisk . . . . . . . For å få tak i hva det betyr må vi forestille oss jorda mens den er i ferd med å bli skapt. . . . Det er klart, først, at alle partiklene kommer fra alle sider mot et punkt, sentret, og massen er derfor like stor på alle sider av sentrum. Utkantene av jorda kommer derfor til på alle sider å ligge like langt fra sentrum. Og da har vi en sfære. Men det ville bli det samme resultatet selv om ikke like mye masse kom fra hver kant. . . . . .

Flere bevis får vi gjennom sansene. (i) Dersom jorda ikke var sfærisk ville ikke månens eklipser vise segmenter som de gjør det . . . . . (ii) Observasjon av stjernene viser ikke bare at jorda er sfærisk, men også at den ikke er svært stor, siden en liten forandring av vår posisjon på jordas overflate nordover eller sørover synlig forandrer horisontens sirkel, slik at stjernene som er over hodene våre forandrer posisjon ganske betydelig, og vi ser ikke de samme stjernene dersom vi flytter oss nordover eller sørover. Noen stjerner som er sett i det sørlige Egypt kan ikke sees i de nordlige land . . . . . Og stjerner som alltid er synlige i de nordlige land går ned her. Dette beviser både at jorda er sfærisk og at dens periferi ikke er svært stor."

Avsnitt som dette viser at astronomi og jordisk fysikk ikke var fundamentalt forskjellige og uavhengige vitenskaper. Observasjoner og teorier om det ene kom til å henge sammen med det andre. Forsøk fra astronomers side på å eksperimentere med en jord i bevegelse for å løse problemet med planetenes baner ville derfor ødelegge den etablerte jordiske fysikken. Ptolemy skrev for eksempel i "Almagest" en fornektelse av Heraklits teori om at stjernesfæren er ubevegelig mens jordas sfære beveger seg:
"Disse personene glemmer imidlertid at selv om det, så langt det angår tilsynekomstene i stjerneverdenen, ikke er grunnlag for å benekte at jorda beveger seg, . . . . så vil dette dømt ut fra jordiske forhold angå oss og forholdene i luften over oss, og være en latterlig hypotese. Dersom jorda beveget seg så raskt at den på kort tid foretok en så enorm bevegelse, måtte alt som ikke var fast på jorda synes å bevege seg motsatt av hvordan jorda beveget seg, og skyene og alt som ikke var fast ville aldri kunne bevege seg mot øst."
Her har vi et absolutt rom og absolutte bevegelser, ting beveger seg ikke i forhold til hverandre, men i forhold til det absolutte rommet og i forhold til universets sentrum. En stein som kastes opp vil gå mot universets sentrum, og først slå seg til ro når den kommer så nær det som mulig. Og skyene som allerede har sin naturlige posisjon ville bli tilbake dersom jorda beveget seg.

Aristoteles' fylte univers.

Aristoteles sitt univers var fullt, det avskydde vakuum og tomhet, det led av horror vacui. Naturen vil alltid sørge for å unngå vakuum. Dette prinsippet ble brukt for å forklare mange forhold. Vann vil ikke renne ut fra ei åpen flaske selv om åpninga vender ned dersom åpninga har liten diameter, og dersom det ikke er et hull i flaska som slipper inn luft etter hvert som vannet renner ut. Virkemåten til pumper ble forklart på samme måte. Erfaring viste at dette stemte. Ikke før tyskerne rundt år 1500 begynte å bygge dype gruver ble man klar over at dette prinsippet ikke alltid stemte, i det man da oppdaget at det var begrenset hvor høyt vann kunne suges opp.

Aristoteles hevdet at det ikke kan eksistere vakuum noe sted i universet. Rommet kan bare defineres ut fra det volumet som gjenstander tar opp i rommet, mente Aristoteles. Materie og rom er to sider av samme sak. Det kan ikke finnes rom som ikke er fylt opp av materie.

Teorien om det fulle universet var derfor støtte både av erfaring og av logikk. Dersom det oppstod tomrom i universet ville den mekaniske overføring av bevegelse mellom planetsfærene opphøre, og planetene ville stå stille. Et uendelig univers kunne ikke eksistere i Aristoteles' oppfatning. Dette siden et uendelig univers ikke har noe sentrum, og derfor ikke har noe naturlig opp og ned, og heller ikke et sted der det er naturlig at materien samles opp. Dessuten er det trolig at det ville være mer enn en verden i et uendelig univers, jorda ville derfor miste sin enestående posisjon.

Copernicus fikk jorda til å bevege seg om sin aksel, og gjorde samtidig stjernesfæren ubevegelig. Dessuten satte han jorda i bevegelse i en bane, og måtte derfor gjøre stjernesfæren mye større enn den tidligere hadde vært. Likevel prøvde Copernicus å bevare mest mulig av det aristoteliske universet. Men da det aristoteliske verdensbildet først hadde begynt å miste sentrale prinsipp, gikk ganske snart gikk hele det aristoteliske verdensbildet, med alle sine prinsipper, i oppløsning.

Himmelens majestet.

Undersida av månen skiller den himmelske sfæren fra den jordiske sfæren. Dette er to helt forskjellige regioner, med ulike slag materie og styrt etter ulike lover. I den jordiske regionene er tingene foranderlige, det er fødsel og død og mangfold. Den himmelske regionen er derimot evig og uforanderlig. Bare eteren er ren og uforanderlig. De himmelske sfærene beveger seg i sirkler, som er den perfekte bevegelsen, alltid uforanderlige.

Astrologi og astronomi ble lenket sammen fra det andre århundret før Kristus. Og astrologi hadde stor innflytelse i middelalderen. Astronomene var ofte astrologer, og omvendt. Derfor var det viktig å utarbeide nøyaktige beregninger av planetenes posisjoner og baner, og Kepler og Tycho Brahe ble støttet fordi de gjorde nøyaktige beregninger. Astronomien hadde størst framgang i de periodene der det var størst interesse for astrologiske spådommer.

Men Copernicus tilhørte den minoriteten av astronomer som ikke laget horoskop. Han forandret himmelens spesielle forhold til jorda, og gjorde jorda til en del av himmelen, der begge var underlagt de samme lover og deltok i de samme bevegelser.

Perspektiv på det aristoteliske verdenssynet.

Aristoteles mente at tunge ting faller raskere enn lette ting. Dette er umulig å observere uten instrumenter, og fortellinga om de steinene som Galileo slapp fra tårnet i Pisa stemmer ikke. Det kjente eksperimentet som ble gjort ved å slippe steiner fra tårnet i Pisa ble gjort av en av Galileos motstandere, og det syntes å vise at Aristoteles hadde rett. På grunn av luftmotstanden vil faktisk store steiner falle raskere enn lette steiner, på samme måte som luftmotstanden får en stein til å falle raskere enn et ark papir. De faller bare like raskt i vakuum. Galileo utviklet ikke sin fall lov gjennom eksperimenter, men ved hjelp av logikk.

En del av autoriteten til Aristoteles' tenkning stammer fra den enorme spennvidden i tankene hans og den glimrende logiske oppbygningen av systemet hans. Aristoteles var i stand til å uttrykke på en abstrakt og temmelig konsistent og logisk oppbygd måte mange erfaringer og oppfatninger om universet som hadde eksistert i mange hundre år.

Aristoteles uttrykte oppfatninger slik vi umiddelbart synes å erfare tingene. Gjenstander rundt oss forklares som om de gjør ting når ting skjer med dem, som om de har en vilje. Steiner faller ned fordi det er det naturlige for dem, de hører til på jorda og ikke i himmelrommet, til forskjell fra ilden som søker opp, fordi den hører til i den øvre regioner, og ønsker å være der.

Rommet er for Aristoteles ikke nøytralt, men det finnes for alt steder som gir rett plassering og som gir feil plassering. Alle steder og posisjoner og regioner har slik en bestemt karakter.

Lenker:
Neste del av denne teksten
Copernicus
Forsida med oversikt over alle tekstene

Kjøp og Salg


Kilde for dette kapitlet er: