En kort historie om den vitenskapelige revolusjonen

Galileo tilbyr sitt teleskop til tre kvinner (muligens Urania og ledsagere) som sitter på en trone; han peker mot himmelen hvor noen av hans astronomiske funn er avbildet. LOC

Menneskets historie er ofte innrammet som en serie episoder, som representerer plutselige kunnskapsutbrudd. De Landbruksrevolusjon , renessansen , og den industrielle revolusjonen er bare noen få eksempler på historiske perioder hvor det generelt antas at innovasjon beveget seg raskere enn på andre punkter i historien, noe som førte til store og plutselige rystelser innen vitenskap, litteratur, teknologi og filosofi. Blant de mest bemerkelsesverdige av disse er den vitenskapelige revolusjonen, som dukket opp akkurat da Europa våknet opp fra en intellektuell hviletid omtalt av historikere som den mørke middelalderen.

Den mørke middelalderens pseudovitenskap

Mye av det som ble ansett som kjent om den naturlige verden i tidlig middelalder i Europa, dateres tilbake til læren til de gamle grekerne og romerne. Og i århundrer etter det romerske imperiets fall, stilte folk fortsatt generelt ikke spørsmål ved mange av disse langvarige konseptene eller ideene, til tross for de mange iboende feilene.

Grunnen til dette var fordi slike sannheter om universet ble allment akseptert av den katolske kirken, som tilfeldigvis var hovedenheten ansvarlig for den utbredte indoktrineringen av det vestlige samfunnet på den tiden. Utfordrende kirkelære var også ensbetydende med kjetteri på den tiden, og dermed risikerte man å bli stilt for retten og straffet for å presse mot ideer.

Et eksempel på en populær, men uprøvd doktrine var de aristoteliske fysikklovene. Aristoteles lærte at hastigheten en gjenstand falt med ble bestemt av dens vekt siden tyngre gjenstander falt raskere enn lettere. Han trodde også at alt under månen besto av fire elementer: jord, luft, vann og ild.

Når det gjelder astronomi, Den greske astronomen Claudius Ptolemaios jordsentrisk himmelsystem, der himmellegemer som solen, månen, planetene og forskjellige stjerner alle dreide seg rundt jorden i perfekte sirkler, fungerte som den adopterte modellen for planetsystemer. Og for en tid var Ptolemaios modell i stand til effektivt å bevare prinsippet om et jordsentrert univers ettersom den var ganske nøyaktig i å forutsi bevegelsen til planetene.

Når det kom til menneskekroppens indre virkemåte, var vitenskapen like feilfylt. De gamle grekerne og romerne brukte et medisinsystem kalt humorisme, som mente at sykdommer var et resultat av en ubalanse mellom fire grunnleggende stoffer eller humors. Teorien var relatert til teorien om de fire elementene. Så blod, for eksempel, ville korrespondere med luft og slim korresponderte med vann.

Gjenfødsel og reformasjon

Heldigvis ville kirken over tid begynne å miste sitt hegemoniske grep om massene. For det første var det renessansen, som sammen med spissen for en fornyet interesse for kunst og litteratur førte til et skifte mot mer selvstendig tenkning. Oppfinnelsen av trykkpressen spilte også en viktig rolle ettersom den i stor grad utvidet leseferdigheten og gjorde det mulig for leserne å undersøke gamle ideer og trossystemer på nytt.

Og det var rundt denne tiden, i 1517 for å være nøyaktig, at Martin Luther, en munk som var åpenhjertig i sin kritikk mot den katolske kirkes reformer, forfattet sine berømte '95 teser' som listet opp alle hans klager. Luther fremmet sine 95 teser ved å trykke dem ut på en brosjyre og distribuere dem blant folkemengdene. Han oppfordret også kirkegjengere til å lese Bibelen selv og åpnet veien for andre reforminnstilte teologer som John Calvin.

Renessansen, sammen med Luthers innsats, som førte til en bevegelse kjent som den protestantiske reformasjonen , ville begge tjene til å undergrave kirkens autoritet i alle saker som hovedsakelig var pseudovitenskap. Og i prosessen gjorde denne spirende ånden av kritikk og reform det slik at bevisbyrden ble mer avgjørende for å forstå den naturlige verden, og dermed satte scenen for den vitenskapelige revolusjonen.

Nicolaus Copernicus

På en måte kan du si at den vitenskapelige revolusjonen startet som den kopernikanske revolusjonen. Mannen som startet det hele, Nicolaus Copernicus , var en renessansematematiker og astronom som ble født og oppvokst i den polske byen Toruń. Han gikk på University of Cracow, og fortsatte senere studiene i Bologna, Italia. Det var her han møtte astronomen Domenico Maria Novara og de to begynte snart å utveksle vitenskapelige ideer som ofte utfordret de lenge aksepterte teoriene til Claudius Ptolemaios.

Da han kom tilbake til Polen, inntok Copernicus en stilling som kanon. Rundt 1508 begynte han stille å utvikle et heliosentrisk alternativ til Ptolemaios sitt planetsystem. For å korrigere noen av inkonsekvensene som gjorde det utilstrekkelig å forutsi planetariske posisjoner, plasserte systemet han til slutt kom opp med Solen i sentrum i stedet for Jorden. Og i Copernicus’ heliosentriske solsystem ble hastigheten der Jorden og andre planeter sirklet rundt Solen bestemt av deres avstand fra den.

Interessant nok var Copernicus ikke den første som foreslo en heliosentrisk tilnærming til å forstå himmelen. Den antikke greske astronomen Aristarchus fra Samos, som levde i det tredje århundre f.Kr., hadde foreslått et noe lignende konsept mye tidligere som aldri slo helt inn. Den store forskjellen var at Copernicus’ modell viste seg å være mer nøyaktig til å forutsi bevegelsene til planetene.

Copernicus detaljerte sine kontroversielle teorier i et 40-siders manuskript med tittelen Commentariolus i 1514 og i De revolutionibus orbium coelestium ('Om de himmelske sfærers revolusjoner'), som ble publisert rett før hans død i 1543. Ikke overraskende gjorde Copernicus' hypotese rasende den katolske kirken, som til slutt forbød De revolutionibus i 1616.

Johannes Kepler

Til tross for Kirkens indignasjon, genererte Copernicus’ heliosentriske modell mye intriger blant forskere. En av disse personene som utviklet en inderlig interesse var en ung tysk matematiker ved navn Johannes Kepler . I 1596 publiserte Kepler Mysterium cosmographicum (The Cosmographic Mystery), som fungerte som det første offentlige forsvaret av Copernicus’ teorier.

Problemet var imidlertid at Copernicus 'modell fortsatt hadde sine feil og var ikke helt nøyaktig når det gjaldt å forutsi planetarisk bevegelse. I 1609 publiserte Kepler, hvis hovedarbeid var å finne en måte å redegjøre for måten Mars med jevne mellomrom ville bevege seg bakover, Astronomia nova (New Astronomy). I boken teoretiserte han at planetariske kropper ikke kretset rundt solen i perfekte sirkler slik Ptolemaios og Copernicus begge hadde antatt, men heller langs en elliptisk bane.

Foruten hans bidrag til astronomi, gjorde Kepler andre bemerkelsesverdige funn. Han fant ut at det var brytning som åpner for øynenes visuelle oppfatning, og brukte den kunnskapen til å utvikle briller for både nærsynthet og langsynthet. Han var også i stand til å beskrive hvordan et teleskop fungerte. Og det som er mindre kjent var at Kepler var i stand til å beregne Jesu Kristi fødselsår.

Galileo Galilei

En annen samtidig av Kepler som også kjøpte inn forestillingen om et heliosentrisk solsystem og var den italienske vitenskapsmannen Galileo Galilei . Men i motsetning til Kepler, trodde ikke Galileo at planeter beveget seg i en elliptisk bane og holdt seg til perspektivet om at planetbevegelser var sirkulære på en eller annen måte. Likevel ga Galileos arbeid bevis som bidro til å styrke det kopernikanske synet og i prosessen ytterligere undergrave kirkens posisjon.

I 1610, ved hjelp av et teleskop han bygde selv, begynte Galileo å feste linsen på planetene og gjorde en rekke viktige funn. Han fant ut at månen ikke var flat og glatt, men hadde fjell, kratere og daler. Han oppdaget flekker på solen og så at Jupiter hadde måner som kretset rundt den, i stedet for jorden. Ved å spore Venus fant han ut at den hadde faser som månen, noe som beviste at planeten roterte rundt solen.

Mye av observasjonene hans motsa den etablerte ptolemiske forestillingen om at alle planetariske kropper dreide seg rundt jorden og i stedet støttet den heliosentriske modellen. Han publiserte noen av disse tidligere observasjonene samme år under tittelen Sidereus Nuncius (Starry Messenger). Boken, sammen med påfølgende funn, førte til at mange astronomer konverterte til Copernicus' tankeskole og satte Galileo i veldig varmt vann med kirken.

Til tross for dette fortsatte Galileo i årene som fulgte sine kjetterske veier, noe som ytterligere ville utdype konflikten hans med både den katolske og lutherske kirken. I 1612 tilbakeviste han den aristoteliske forklaringen på hvorfor gjenstander fløt på vann ved å forklare at det var på grunn av gjenstandens vekt i forhold til vannet og ikke på grunn av en gjenstands flate form.

I 1624 fikk Galileo tillatelse til å skrive og publisere en beskrivelse av både det ptolemiske og det kopernikanske systemet under forutsetning av at han ikke gjør det på en måte som favoriserer den heliosentriske modellen. Den resulterende boken, Dialogue Concerning the Two Chief World Systems ble utgitt i 1632 og ble tolket til å ha brutt avtalen.

Kirken satte raskt i gang inkvisisjonen og stilte Galileo for retten for kjetteri. Selv om han ble spart for hard straff etter å ha innrømmet å ha støttet kopernikansk teori, ble han satt i husarrest resten av livet. Likevel stoppet Galileo aldri sin forskning, og publiserte flere teorier frem til sin død i 1642.

Isaac Newton

Mens både Kepler og Galileos arbeid bidro til å argumentere for det kopernikanske heliosentriske systemet, var det fortsatt et hull i teorien. Heller ikke kan forklare tilstrekkelig hvilken kraft som holdt planetene i bevegelse rundt solen og hvorfor de beveget seg akkurat denne veien. Det var ikke før flere tiår senere at den heliosentriske modellen ble bevist av den engelske matematikeren Isaac Newton .

Isaac Newton, hvis oppdagelser på mange måter markerte slutten på den vitenskapelige revolusjonen, kan meget vel betraktes som en av de viktigste figurene i den tiden. Det han oppnådde i løpet av sin tid har siden blitt grunnlaget for moderne fysikk, og mange av teoriene hans beskrevet i Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematiske prinsipper for naturfilosofi) har blitt kalt det mest innflytelsesrike arbeidet med fysikk.

I I prinsippet , publisert i 1687, beskrev Newton tre bevegelseslover som kan brukes til å forklare mekanikken bak elliptiske planetbaner. Den første loven postulerer at en gjenstand som er stasjonær vil forbli slik med mindre en ytre kraft påføres den. Den andre loven sier at kraft er lik masse ganger akselerasjon og en endring i bevegelse er proporsjonal med kraften som påføres. Den tredje loven fastslår ganske enkelt at for hver handling er det en lik og motsatt reaksjon.

Selv om det var Newtons tre bevegelseslover, sammen med loven om universell gravitasjon, som til slutt gjorde ham til en stjerne blant det vitenskapelige samfunnet, ga han også flere andre viktige bidrag til optikkfeltet, som å bygge sitt første praktiske reflekterende teleskop og utvikle en teori om farge.