Historien om den videnskabelige revolution

Menneskelig historie er ofte indrammet som en række episoder, der repræsenterer pludselige spræng af viden. Det Landbrugsrevolution, renæssancen, og den industrielle revolution er blot et par eksempler på historiske perioder, hvor det generelt menes, at innovation bevæger sig hurtigere end på andre tidspunkter i historien, der fører til store og pludselige ryster i videnskab, litteratur, teknologi og filosofi. Blandt de mest bemærkelsesværdige af disse er den videnskabelige revolution, der opstod, ligesom Europa var ved at vågne op fra en intellektuel vagthed, som historikere omtalte som de mørke tider.

Meget af det, der blev betragtet som kendt om den naturlige verden i de tidlige middelalder i Europa, dateres tilbage til lære fra de gamle grækere og romere. Og i århundreder efter det romerske imperiums undergang tvivlede folk stadig ikke mange af disse langvarige koncepter eller ideer på trods af de mange iboende mangler.

Årsagen til dette var fordi sådanne ”sandheder” om universet blev bredt accepteret af den katolske kirke, som så tilfældigvis var den vigtigste enhed, der var ansvarlig for den udbredte indoktrinering af det vestlige samfund på tid. Udfordrende kirkelære var også ensbetydende med kætteri dengang, og dermed gjorde risikoen for at blive retsforfulgt og straffet for at skubbe mod ideer.

Et eksempel på en populær, men ikke bevist doktrin, var de aristoteliske fysiske love. Aristoteles lærte, at den hastighed, hvormed en genstand faldt, blev bestemt af dens vægt, da tungere genstande faldt hurtigere end lettere. Han troede også, at alt under månen var sammensat af fire elementer: jord, luft, vand og ild.

Hvad angår astronomi, Den græske astronom Claudius Ptolemaios jord-centreret himmelsystem, hvor himmelske kroppe som solen, månen, planeter og forskellige stjerner drejede sig alle omkring jorden i perfekte kredse, tjente som den vedtagne model for planetarisk systemer. Og i en tid var Ptolemeys model i stand til effektivt at bevare princippet om et jordcentreret univers, da det var temmelig nøjagtigt i at forudsige planeternes bevægelse.

Når det gjaldt den menneskelige krops indre arbejde, var videnskaben lige så fejlagtig. De gamle grækere og romere brugte et system af medicin kaldet humorisme, som hævdede, at sygdomme var det resultat af en ubalance af fire basale stoffer eller "humorer." Teorien var relateret til teorien om de fire elementer. Så blod, for eksempel, ville svare til luft og slim svarede med vand.

Heldigvis ville kirken over tid begynde at miste sit hegemoniske greb om masserne. Først var der renæssancen, der sammen med spydspidsen for en fornyet interesse for kunst og litteratur førte til et skifte mod mere selvstændig tænkning. Opfindelsen af ​​trykpressen spillede også en vigtig rolle, da den i vid udstrækning udvidede læsefærdigheden såvel som gjorde det muligt for læserne at undersøge gamle ideer og tro-systemer.

Og det var omkring denne tid, i 1517, for at være nøjagtig, at Martin Luther, en munk, der var åbenlyst i sin kritik mod den katolske kirkes reformer, skrev hans berømte "95 teser", der angav alle hans klager. Luther promoverede sine 95 teser ved at udskrive dem på en pjece og fordele dem blandt skarer. Han opfordrede også kirkegængere til at læse bibelen for sig selv og åbnede vejen for andre reformtænkte teologer som John Calvin.

Renæssancen sammen med Luthers indsats, som førte til en bevægelse kendt som den protestantiske reformation, ville begge tjene til at undergrave kirkens autoritet i alle spørgsmål, der hovedsagelig var pseudovidenskab. Og i processen gjorde denne voksende ånd af kritik og reform det så bevisbyrden blev mere afgørende for at forstå den naturlige verden og dermed sætte scenen for det videnskabelige revolution.

På en måde kan du sige, at den videnskabelige revolution startede som den kopernikanske revolution. Manden der startede det hele, Nicolaus Copernicus, var en renæssance-matematiker og astronom, der er født og opvokset i den polske by Toruń. Han gik på Krakow-universitetet og fortsatte senere sine studier i Bologna, Italien. Det var her han mødte astronom Domenico Maria Novara, og de to begyndte snart at udveksle videnskabelige ideer, der ofte udfordrede de længe accepterede teorier om Claudius Ptolemaios.

Da han vendte tilbage til Polen, indtog Copernicus en position som kanon. Omkring 1508 begyndte han stille og roligt at udvikle et heliocentrisk alternativ til Ptolemys planetariske system. For at korrigere nogle af uoverensstemmelserne, der gjorde det utilstrækkeligt at forudsige planetariske positioner, placerede systemet, som han til sidst kom med, Solen i centrum i stedet for Jorden. Og i Copernicus 'heliocentriske solsystem blev hastigheden, i hvilken Jorden og andre planeter cirklede Solen, bestemt af deres afstand fra den.

Interessant nok var Copernicus ikke den første, der antydede en heliocentrisk tilgang til at forstå himlen. Den gamle græske astronom Aristarchus fra Samos, der levede i det tredje århundrede f.Kr., havde foreslået et noget lignende koncept meget tidligere, som aldrig helt fandt på. Den store forskel var, at Copernicus 'model viste sig at være mere nøjagtig til at forudsige planeternes bevægelser.

Copernicus detaljerede sine kontroversielle teorier i et 40-siders manuskript med titlen Commentariolus i 1514 og i De revolutionibus orbium coelestium ("Om de himmelske sfærers revolutioner"), som blev offentliggjort lige før hans død i 1543. Ikke overraskende irriterede Copernicus 'hypotese den katolske kirke, som til sidst forbød De revolutionibus i 1616.

På trods af Kirkens forargelse frembragte Copernicus 'heliocentriske model en masse intriger blandt forskere. En af disse mennesker, der udviklede en inderlig interesse var en ung tysk matematiker ved navn Johannes Kepler. I 1596 offentliggjorde Kepler Mysterium cosmographicum (The Cosmographic Mystery), der tjente som det første offentlige forsvar af Copernicus 'teorier.

Problemet var imidlertid, at Copernicus 'model stadig havde sine mangler og ikke var helt nøjagtig til at forudsige planetbevægelse. I 1609 offentliggjorde Kepler, hvis hovedværk kom med en måde at redegøre for, hvordan Mars 'med jævne mellemrum skulle bevæge sig bagud, Astronomia nova (New Astronomy). I bogen teoretiserede han, at planetariske legemer ikke kredsløb om Solen i perfekte cirkler, som Ptolemeus og Copernicus begge havde antaget, men snarere langs en elliptisk vej.

Udover hans bidrag til astronomi gjorde Kepler andre bemærkelsesværdige opdagelser. Han regnede ud af, at det var brydning, der giver mulighed for øjnenes visuelle opfattelse og brugte denne viden til at udvikle briller til både nærsynethed og langsynethed. Han var også i stand til at beskrive, hvordan et teleskop fungerede. Og hvad der er mindre kendt var, at Kepler var i stand til at beregne Jesu Kristi fødselsår.

En anden samtid fra Keplers, der også købte sig ind i et heliocentrisk solsystem og var den italienske videnskabsmand Galileo Galilei. Men i modsætning til Kepler, trodde Galileo ikke, at planeter bevægede sig i en elliptisk bane og holdt sig i perspektivet om, at planetbevægelser var cirkulære på en eller anden måde. Alligevel producerede Galileos arbejde bevis, der hjalp med at styrke den kopernikanske opfattelse og under processen yderligere underminere kirkens position.

I 1610 begyndte Galileo ved hjælp af et teleskop, han selv byggede, at fastgøre dens linse på planeterne og gjorde en række vigtige opdagelser. Han fandt, at månen ikke var flad og glat, men havde bjerge, kratere og dale. Han opdagede pletter på solen og så, at Jupiter havde måner, der kredsede om den snarere end Jorden. Sporende efter Venus fandt han, at det havde faser som Månen, hvilket beviste, at planeten roterede rundt om solen.

Meget af hans observationer var i modstrid med den etablerede Ptolemiske opfattelse af, at alle planetariske organer kredsede omkring Jorden og i stedet understøttede den heliocentriske model. Han offentliggjorde nogle af disse tidligere observationer samme år under titlen Sidereus Nuncius (Starry Messenger). Bogen sammen med de efterfølgende fund førte til, at mange astronomer konverterede til Copernicus 'tankegang og satte Galileo i meget varmt vand sammen med kirken.

På trods af dette fortsatte Galileo i de følgende år sine ”ketters” måder, hvilket ville yderligere uddybe hans konflikt med både den katolske og den lutherske kirke. I 1612 tilbageviste han den aristoteliske forklaring på, hvorfor objekter flydede på vandet ved at forklare, at det skyldtes objektets vægt i forhold til vandet og ikke fordi et objekts flade form.

I 1624 fik Galileo tilladelse til at skrive og offentliggøre en beskrivelse af både den ptolemeiske og Copernican-systemer under forudsætning af, at han ikke gør det på en måde, der favoriserer heliocentrisk model. Den resulterende bog, "Dialog om de to hovedverdenssystemer" blev udgivet i 1632 og blev fortolket til at have overtrådt aftalen.

Kirken lancerede hurtigt inkvisitionen og satte Galileo til retssag for kætteri. Selvom han blev skånet for hård straf efter at have indrømmet at have støttet den kopernikanske teori, blev han sat i husarrest resten af ​​sit liv. Alligevel stoppede Galileo aldrig sin forskning og udgav flere teorier indtil sin død i 1642.

Mens både Kepler og Galileos arbejde var med til at gøre en sag for det kopernikanske heliocentriske system, var der stadig et hul i teorien. Hverken kan tilstrækkeligt forklare, hvilken kraft, der holdt planeterne i bevægelse omkring solen, og hvorfor de bevægede sig på denne måde. Først flere årtier senere blev den heliocentriske model bevist af den engelske matematiker Isaac Newton.

Isaac Newton, hvis opdagelser på mange måder markerede afslutningen på den videnskabelige revolution, kan meget vel betragtes som en af ​​de vigtigste figurer i den æra. Det, han opnåede i løbet af sin tid, er siden blevet grundlaget for moderne fysik og mange af hans teorier beskrevet i Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (matematiske principper for naturfilosofi) er blevet kaldt det mest indflydelsesrige arbejde med fysik.

I Principa, der blev offentliggjort i 1687, beskrev Newton tre bevægelseslove, der kan bruges til at hjælpe med at forklare mekanikken bag elliptiske planetariske kredsløb. Den første lov postulerer, at et objekt, der er stationært, forbliver så, medmindre en ekstern kraft påføres det. Den anden lov hedder, at kraft er lig med massetidens acceleration, og en ændring i bevægelse er proportional med den anvendte kraft. Den tredje lov bestemmer ganske enkelt, at der for enhver handling er en lige og modsat reaktion.

Selvom det var Newtons tre bevægelseslove sammen med lov om universal tyngdekraft, der i sidste ende gjorde ham til en stjerne blandt det videnskabelige samfund, gav også adskillige andre vigtige bidrag til området optik, såsom at bygge den første praktiske reflekterende teleskop og udvikle en teori om farve.