O czterech, co dali plamę


Na początki XVII wieku czterej badacze prawie jednocześnie zwrócili się ku Słońcu. Używając różnych wersji konstrukcyjnych – pierwowzorów teleskopu badali powierzchnię Słońca. Byli to:

  • Johannes Fabricius wraz z ojcem w Holandii (wtedy Wschodniej Fryzji),  
  • Thomas Harriot w Anglii, 
  • Galileo Galilei we Włoszech
  • jezuita Christoph Scheiner (wspólnie z Johannem Baptistą Cysatem) w Niemczech.

Wszyscy oni zaobserwowali plany słoneczne. Odkrycie jednak należy do tego, który opublikował to wydarzenie jako pierwszy (nie licząc Chińczyków).

Obserwacje dokonują się jednak w połączeniu z interpretacją obrazu i okazuje się, że nie każdy widział to samo. Starcie interpretacji, do którego stanęli Galileusz i Scheiner okazało się starciem dwóch światów i dwóch postaw naukowych.

Galileusz akceptował (i starał się rozumieć) to, co obserwował, Scheiner obserwował to, co akceptował i rozumiał.

Plama na Słońcu – rysa na gmachu świata

Odkrycie plam słonecznych nie było tym, czym w naszych czasach stało się odkrycie np. pozytonu. Odkrycie to było zamachem na porządek świata. Nikt nie oczekiwał takich rewelacji i w pewnych obszarach wiedzę uważano za pełną i wystarczającą. Wiedzę tę dostarczyli starożytni filozofowie i zgadzała się ona wystarczająco w wykładnią Pisma Świętego. Wiedza Arystotelesa zmierzała do poznania absolutnego za pomocą metod racjonalnego dowodzenia. Na podstawie ustalonych definicji i zasad starożytny filozof usiłował osiągnąć konstrukcje bezbłędną i logiczną obrazu świata, przy czym postulaty te, podobnie jak w geometrii, były ze sobą ściśle powiązane i zależne. Nauka Arystotelesa była czysto teoretyczna i samowystarczalna, nie zajmował się on zastosowaniami praktycznymi wynikającymi z uzyskanych wniosków. Arystoteles stosował uogólnienia, wnioskując z obserwacji jednego przedmiotu i starając się uchwycić pewne prawdy ogólne. Był to rodzaj nauki spekulatywnej. Na szczycie piramidy różnych nauk znajdowała się najwyższa nauka – metafizyka (potem teologia), gwarantująca prawdę innych nauk, której dziedziną było rozważanie o wiecznej substancji i istocie świata. Fizyka znajdowała uzasadnienie w teologii. Celem nauki miało być wyprowadzenie stanu faktycznego z jego przyczyn za pomocą wnioskowania o szczególnych przypadkach ze znanej ogólnej reguły –  dedukcja – i odwrotnie: wnioskowanie o ogólnej regule ze znanych poszczególnych przypadków – indukcja. Rozwijał przy tym metody porządkowania myślenia (analityka). Wnioskowanie służyło badaniu związków między różnymi sądami, przy założeniu, że żaden nie mógł być jednocześnie prawdziwy i fałszywy, stosując chętnie analizę sylogizmów – związku dwóch zdań z trzecim.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ptolemaicsystem-small.png

Obraz świata wedłyg Ptolemeusza
z dzieła Petera Apiana „Cosmographia”
z 1524, Antwerpia
źródło Wikipedia: Edward Grant, „Celestial Orbs in the Latin Middle Ages”, Isis, Vol. 78, No. 2. (Jun., 1987), pp. 152-173.

Arystoteles postulował istnienie nieruchomego ducha, który poruszałby światem, tak jak dusza porusza ciałem, głosił też, że każdy rozwój dokonuje się stosownie do założonego celu i na tej zasadzie oparł swoje tezy w obszarze fizyki i biologii. Wszechświat (niezniszczalny i przestrzennie skończony) podzielił na dwie części: górną (niebiańską i doskonałą), do której zaliczył gwiazdy i planety (wg teorii Ptolemeusza poruszające się wg różnych mechanizmów – epicykl, ekwant, itp.) oraz dolną (gdzie ciała powstają i niszczeją), którą stanowiła Ziemia – centrum Wszechświata, a pozostałe ciała niebieskie krążyły wokół niej. Część górna była w swej naturze idealna – ruchy ciał – idealnie kulistych odbywały się po orbitach będących złożeniami okręgów. Wszystkie ruchy w części dolnej dały się rozłożyć na elementy o kształcie linii prostej i miały swoje krańce. Zmysły ujawniały, a rozum potwierdzał kulistość świata (nieba) i nieruchomość Ziemi. Planety i gwiazdy były rozmieszczone na przejrzystych powłokach sfer, których środek wyznaczała Ziemia. Wszystkie ciężkie ciała ciążą i spoczywają na Ziemi, a lekkie wznoszą się ku niebu. Arystoteles, jak i średniowieczne szkoły teologiczne i filozoficzne opierały się na zbiorze pism Ptolemeusza – zwanym popularnie Almagestem. Był to kanon wiedzy astronomicznej, aż do czasów upadku teorii geocentrycznej. Tę wizję, nieco niespójną, bo model Ptolemeusza chociaż dokładniejszy różnił się od modelu Arystotelesa – prostsza i odpowiadająca założeniu o doskonałości i boskim charakterze, utrwalili myśliciele średniowiecza, przede wszystkim  Św. Tomasz z Akwinu, twórca tomizmu. Obraz świata przyjął charakter dogmatyczny, a rozwój reformacji czy proces Giordano Bruno tylko pogorszyły warunki, w których rosła pilna potrzeba weryfikacji obrazu tego świata i odnalezienia nowego miejsca dla nauki i religii.

Jeszcze jedną trudność w akceptacji zmian stanowił swego rodzaju szok mentalny wynikający nie tyle z geocentrycznego, co z antropocentrycznego podejścia. Powszechnie sądzono, że ludzkie zmysły ogarniają pełen obraz świata.  Jeśli czegoś nie widać – to znaczy, że tego nie ma. Nie podejrzewano, że mogą istnieć zjawiska i obiekty, które są po prostu niedostrzegalne dla naszych oczu z powodu odległości lub rozmiarów. Okazało się, że ludzkie zmysły są ograniczone, pozwalają objąć niewielką część wszechświata, kryjącego może rzeczy, o których „nie śniło się filozofom”. Wstrząs w obrazie w makroskali powtórzył się w drugiej połowie wieku XVII w skali mikro, gdy odkryto istnienie mikroorganizmów i całego mikroskopowego świata.

Galileo Galilei – niepokorny i uparty

Osoba tego uczonego wzbudza wiele kontrowersji. Wyrok Inkwizycji do dziś nie jest jednoznacznie oceniony, w wielu współczesnych źródłach można znaleźć opinie stawiające Galileusza w złym świetle i usprawiedliwiające postępowanie Kościoła. Dla jednych jest oszustem i pieniaczem, dla innych ofiarą systemu. Równie niejasna jest sprawa teleskopu. Z jednej strony nie można przypisać wynalezienia teleskopu Galileuszowi, skoro jeszcze przed modelami istniało wiele podobnych konstrukcji, z drugiej zaś, on na podstawie dostępnych mu egzemplarzy przystąpił do badania sposobu działania i świadomego udoskonalania, posługując się wiedzą zdobytą choćby tylko na podstawie obserwacji, a nie ścisłej znajomości zasad optyki. Takie podejście cechuje wszystkie prace Galileusza: całokształt różnych badań (nad ciałami ciężkimi, ru­chem wahadłowym i spadkiem ciał) opierał się równie mocno na obliczeniach teoretycz­nych jak i  badaniach eksperymentalnych. Gdy w październiku 1604 r. nad Padwą pojawiła się widoczna gołym okiem no­wa gwiazda, natychmiast zaczęto interpretować to zjawisko (skoro pozostaje nieruchoma w stosunku do starych gwiazd, to leży w ósmej sferze, która tworzy granice świata i zawiera stałe gwiazdy). Galileusz tymczasem pisze o swych obserwacjach do Onofria Castellego: Moim zamiarem jest przedstawienie […] nie tylko spostrzeżeń dotyczących miejsca i ruchu tego świecą­cego ciała, ale i mego sądu co do jego istoty i powstania (styczeń 1605 – Ed. nat. vol. X, list 113).
Widać więc, że Galileusz nie godził się na uznawanie izolowanego zjawiska za doświadczalny dowód i pomimo, że przyjmował możliwość pewnych wyjaśnień, to nie uważał za celowe frontalne występowanie przeciwko teorii geocentrycznej (system ten nie był jeszcze zakazany przez Kościół). Kierowała nim po prostu ostroż­ność naukowa w nowoczesnym znaczeniu tego słowa. Dzięki lunecie znacznie poszerzył się obszar jego zainteresowań, co bardzo szybko udowodnił kolejnymi odkryciami (księżyce Jowisza, planety zewnętrzne, nowe gwiazdy, m.in. Oriona i Plejad, struktura Galaktyki): „Po trzecie, co mogliśmy zaobserwować — to samą istotę lub ściślej: materię, z której składa się Droga Mleczna, jaka ukazuje się nam przy użyciu lunety. Tym samym dobiegły końca dyskusje, przez tyle wie­ków dzielące filozofów. W obliczu pewności, jaką uzyskał nasz wzrok, uwalniamy się od bezpłodnych dysput. Galaktyka nie jest w istocie niczym innym, jak zbio­rowiskiem rozsianych w małych skupieniach gwiazd. W którykolwiek by jej region skierować lunetę, natych­miast przed oczyma staje nieprzeliczona ilość gwiazd, spośród których wiele jawi się jako duże i wyraźne, zaś mnogość małych pozostaje całkowicie nierozpoznawalna.” (Sidereus Nuncius, 1610)

Galileusz był lunetą i jej możliwościami po prostu zafascynowany. Zyskał również uznanie  jezuitów z rzymskiego Collegio Romano, gdy ojciec Clavius, główny matematyk kolegium i zakonu, osobiście napisał do Galileusza, potwierdzając obserwacje gwiazd, gołym okiem niewidocznych. Nie znaczy to, że był we wszystkim zgodny – nigdy nie zgodził się z tezą o nierównościach powierzchni Księżyca, ani z argumentami na rzecz uznania teorii Kopernika.

Z tych czterech badaczy tylko Galileuszowi i Scheinerowi udało się w swych czasach zwrócić uwagę na nowe zjawisko, chociaż nie do nich należało pierwszeństwo. Galileusz umiał zadbać o swoje sprawy, Scheiner był jezuitą – członkiem potężnego i wpływowego zakonu. Między nimi rozgorzał spór pierwszeństwo i słuszność interpretacji – spór, który przyczynił się do niechęci zakonu i kłopotów Galileusza z Kościołem. Na początku roku 1611 w Rzymie Galileusz demonstrował i omawiał odkryte przez siebie zjawiska i został przyjęty do Accademia dei Lyncei.   Twierdził, że zauważył plamy na Słońcu już w 1610 roku w Padwie – byłoby to wcześniej niż obserwacje Scheinera, a od jesieni zaczął je obserwować systematycznie.

Interpretacja Galileusza stanowiła zaprzeczenie poglądu o doskonałości ciał niebieskich.  Poza tym wskazuje na jeszcze jeden wniosek: ruch obrotowy Słońca wokół osi. Dla konserwatystów typu Scheinera niebiański charakter Słońca był po prostu dogmatem, nic dziwnego że plamy uznał za bliskie Słońcu planety. Jakość lunety nie pozwalała dostrzec nieregularnego kształtu plam ani półcienia.

Dla Galileusza obserwacje plam na powierzchni Słońca ważne były jako argument w jego walce o uznanie dla kopernikanizmu. W roku 1612 Galileusza otrzymał list Velsero z Augsburga oraz trzy listy Scheinera dotyczące plam słonecznych. Velsero prosił Galileusza o opinię. W ten sposób Galileusz wziął udział w trwającej przez rok 1612 wymianie korespondencji i poglądów, w której Velsero tłumaczył listy Galileusza z włoskiego na łacinę, a Scheiner odwrotnie. Używanie włoskiego było celowym działaniem oświatowym Galileusza, który w ten sposób chciał utorować powszechny dostęp do nauki. W rezultacie trzy listy Galileusza dotyczące plam słonecznych zostały wydrukowane w roku 1613 w Rzymie pt. Istoria e dimostrazioni intorno alla machie solari .

Galileusz od dawna przewyższał innych badaczy umiejętnością posługiwania się teleskopem i doświadczeniem w obserwacjach ciał niebieskich, ponadto odrzucał pogląd o niezmienności nieba i jego odmienności od świata ziemskiego. Galileusz twierdził, że badania teleskopowe udostępniają fakty, o których „nie śniło się filozofom” z Arystotelesem na czele, nie sposób szukać odpowiedzi na pytania, jakich nigdy dotąd nie postawiono.  Paradoksalnie Galileusz powoływał się przy tym właśnie na Arystotelesa, który deklarował wierność bezpośredniemu doświadczeniu: niebo jest niezmienne dlatego, że zmian takich nikt dotąd nie zaobserwował, więc po zaobserwowaniu zmian musiałby i Arystoteles zmienić pogląd. Droga do weryfikacji twierdzeń o prawach przyrody  jest obserwacja, ale też z ograniczeń obserwacji musi wynikać naukowa ostrożność w ich formułowaniu. Tymczasem scholastyczne podejście do nauki Arystotelesa odrzuca potrzebę obserwacji i weryfikacji na rzecz czytania i komentowania tekstów.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Galileo_Galilei01.jpg

Galileo Galilei
(1564 – 1642)
Posąg na zewnątrz Galerii Uffizi we Florencji

Nowoczesność podejścia Galileusza wyraża się powściągliwością, przy całym uporze przeciw staremu modelowi byłby w stanie zaakceptować hipotezę lepszą w argumentacji i analizie od swojej.  Kładzie też nacisk na gromadzenie danych obserwacyjnych. W odróżnieniu od Scheinera z łatwością akceptuje fakty: plamy są zmienne, powstają i giną w ciągu dni lub tygodni są nieregularne i nietrwałe, poruszają się wzdłuż linii równoległych do wspólnej płaszczyzny – płaszczyzny równika Słońca – wspólnym ruchem, co przeczy poglądowi Scheinera o oddzielnych planetach podobnie jak w starym modelu wspólny ruch gwiazd sugerował sferę unoszącą wszystkie gwiazdy. Dodatkowym dowodem jest skrócenie perspektywiczne przy krawędzi tarczy.

Scheiner i jezuici z Collegio Romano w konfrontacji z obserwowanymi zjawiskami mieli na celu przede wszystkim ratowanie starego modelu. Jest to więc stanowisko całkowicie odwrotne – szukali takich wyjaśnień, które pasowałyby do obserwacji na planie starych zasad. Usiłował argumentować, że nieregularność plam wynika ze zlewania się obrazu kilku obiektów, które podobnie jak gwiazdy medycejskie (księżyce Jowisza) także poruszają się nieprzewidywalnie. Wszystkie te próby były po prostu rozpaczliwym szukaniem ratunku, a argumenty  – porażką – Galileusz na podstawie obserwacji ustalił okresy obiegu satelitów Jowisza, które były przewidywalne!

Tu warto wspomnieć o pewnych konsekwencjach warsztatu Galileusza: dążąc do coraz lepszych wyników obserwacji, uparcie pracował nad udoskonaleniem posiadanych przyrządów. Skutek był taki, że mogąc obserwować coraz to więcej i dokładniej, nie dawał możliwości weryfikacji swych badań – nikt inny nie dysponował możliwością obserwacyjnego potwierdzenia jego wyników, ponieważ cała reszta badaczy przez długi czas technologicznie pozostawała w tyle! Z drugiej strony jakość tych przyrządów wciąż wymagała od użytkownika wiedzy i umiejętności obsługi. Osoby wpływowe, ale bez ambicji naukowych, w konfrontacji z takim instrumentarium posądzały Galileusza wręcz o fałszowanie obrazu iluzją. Z taką postawą Galileusz nie umiał sobie poradzić. Sceptycyzm oraz odrzucanie oczywistości były dla niego osobistym ciosem, tym bardziej, że popularyzowanie teleskopu przybrało formę objazdowych festynów i pokazów

Nawet profesor filozofii Cremonini, pracownik tego samego Uniwersytetu w Padwie i kolega Galileusza, odmówił udziału w obserwacji, kwestionując znaczenie i naukową przydatność tak uzyskanej wiedzy oraz samą zasadność teleskopu jako naukowego narzędzia badawczego. Według osób o takich poglądach obserwacja mogła odgrywać co najwyżej rolę pomocniczą. Ostatnie zdanie nie należało przecież wyłącznie do uczonych – po stronie starego modelu świata stał autorytet uznanej wiedzy, instytucji naukowych i uznanych, szanowanych ekspertów, których pozycja i reputacja była zagrożona nowymi odkryciami. Dla nich Galileusz był nieodpowiedzialnym i lekkomyślnym pasjonatem, postacią przeciwną do obrazu prawdziwego, poważnego naukowca. Galileusz występując przeciwko utrwalonym tradycją poglądom mógł zdobyć sławę lub się ośmieszyć.

Sprawa plam słonecznych to jeden tylko z epizodów tzw. sprawy Galileusza. Stanowisko środowiska naukowego nie było tu najważniejsze. Miała ona nie tylko osobiste dla niego konsekwencje, ale zaważyła na całym dialogu pomiędzy Kościołem a światem nauki  i stała się sceną niezwykłych przemian dziejowych. Zwieńczeniem obserwacji i analiz stało się dzieło Galileusza: Dialog o dwu najważniejszych układach świata Ptolemeuszowym i Kopernikowym, które ukazał się dopiero w 1632 roku, przy czym świat Kopernikowy to zaledwie fundament teorii Kopernika, na którym stoi gmach wiedzy wypracowanej przez Galileusza.

W całej tej historii najzabawniejszym jest fakt, że De Revolutionibus Kopernika z przedmową przezornego teologa Osiandera wyjaśniającą, że jest to jedynie hipotetyczna konstrukcja ułatwiająca obserwację nieba opisująca ruch planet, funkcjonowała bez przeszkód od 1543 roku (w tym samym roku zmarł Kopernik) aż do 1616 roku, gdy po 70 latach istnienia, za sprawą procesu Galileusza trafia na Indeks ksiąg zakazanych.

Pokaz slajdów wymaga JavaScript.

Reklamy
Ten wpis został opublikowany w kategorii Historia, plamy słoneczne (sunspots) i oznaczony tagami , , , , , , , , , , , . Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s