Historien om den vitenskapelige revolusjonen

Menneskelig historie er ofte innrammet som en serie episoder, som representerer plutselige brister av kunnskap. De Agricultural Revolution, renessansen, og den industrielle revolusjonen er bare noen få eksempler på historiske perioder der 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 fra en intellektuell stillhet som historikere omtalte som de mørke tider.

Mye av det som ble ansett som kjent om den naturlige verdenen i de tidlige middelalderne i Europa, dateres tilbake til læren til de gamle grekere og romere. Og i århundrer etter det romerske imperiets undergang, stilte folk fortsatt spørsmålstegn ved mange av disse langvarige konseptene eller ideene, til tross for de mange iboende manglene.

Årsaken til dette var fordi slike "sannheter" om universet ble allment akseptert av den katolske kirken, som så tilfeldigvis var den viktigste enheten som var ansvarlig for den utbredte indoktrinering av det vestlige samfunnet på tid. Utfordrende kirkelære var i likhet med kjetteri den gang, og dermed risikerte de å bli rettskraftig og straffet for å presse motideer.

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

Når det gjelder astronomi, Den greske astronomen Claudius Ptolemaios jord-sentrisk himmelsystem, der himmelske kropper som sol, måne, planeter og forskjellige stjerner kretset rundt jorden i perfekte sirkler, tjente som den adoptert modellen av planetarisk systemer. Og for en tid var Ptolemeys modell i stand til å bevare prinsippet om et jord-sentrert univers da det var ganske nøyaktig når det gjaldt å forutsi planetenes bevegelse.

Når det gjaldt den indre funksjonen i menneskekroppen, var vitenskapen like feilredet. De gamle grekere og romere brukte et system med medisin kalt humorisme, som mente at sykdommer var de resultat av en ubalanse av fire grunnleggende stoffer eller "humors." Teorien var relatert til teorien om de fire elementer. Så blod, for eksempel, ville samsvare med luft og slim korresponderte med vann.

Heldigvis ville kirken over tid begynne å miste sitt hegemoniske grep om massene. Først var det renessansen, som sammen med spydspiss en fornyet interesse for kunst og litteratur førte til et skifte mot mer selvstendig tenking. Oppfinnelsen av trykkpressen spilte også en viktig rolle da den sterkt utvidet leseferdighet i tillegg til at leserne gjorde det mulig å undersøke gamle ideer og livssynssystemer på nytt.

Og det var rundt denne tiden, i 1517 for å være nøyaktig, at Martin Luther, en munk som var frittalende i sin kritikk mot den katolske kirkes reformer, forfattet hans berømte "95 teser" som listet opp alle hans misnøye. Luther promoterte sine 95 teser ved å trykke dem ut på en brosjyre og dele dem ut blant folkemengdene. Han oppfordret også kirkegjengere til å lese bibelen for seg selv og åpnet veien for andre reformtankede 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 i hovedsak var hovedsakelig pseudovitenskap. Og i prosessen gjorde denne voksende ånden av kritikk og reformer den slik at bevisbyrden ble mer viktig for å forstå den naturlige verdenen, og dermed sette scenen for det vitenskapelige revolusjon.

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 er født og oppvokst i den polske byen Toruń. Han gikk på universitetet i Krakow 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 om Claudius Ptolemaios.

Da han returnerte til Polen, inntok Copernicus en stilling som kanon. Rundt 1508 begynte han stille å utvikle et heliosentrisk alternativ til Ptolemys planetariske system. For å korrigere noen av uoverensstemmelsene som gjorde det utilstrekkelig å forutsi planetariske posisjoner, plasserte systemet han til slutt kom med solen i sentrum i stedet for jorden. Og i Copernicus 'heliosentriske solsystem ble hastigheten som Jorden og andre planeter sirklet rundt Sola bestemt av deres avstand fra den.

Interessant nok var Copernicus ikke den første som antydet en heliosentrisk tilnærming til å forstå himmelen. Den eldgamle greske astronomen Aristarchus av Samos, som bodde i det tredje århundre f.Kr., hadde foreslått et noe lignende konsept mye tidligere som aldri helt fanget på. Den store forskjellen var at Copernicus 'modell viste seg å være mer nøyaktig når det gjaldt å forutsi planetenes bevegelser.

Copernicus detaljerte sine kontroversielle teorier i et 40-siders manuskript med tittelen Commentariolus i 1514 og i De revolutionibus orbium coelestium ("On the Revolutions of the Heavenly Spheres"), som ble publisert rett før hans død i 1543. Ikke overraskende raserte Copernicus 'hypotese den katolske kirken, som til slutt forbød De revolusjon i 1616.

Til tross for Kirkens forargelse, genererte Copernicus 'heliosentriske modell mye intriger blant forskere. En av disse menneskene som utviklet en inderlig interesse var en ung tysk matematiker som het 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 ikke var helt nøyaktig når det gjaldt å forutsi planetbevegelse. I 1609 publiserte Kepler, hvis hovedverk var en måte å redegjøre for hvordan Mars periodevis ville bevege seg bakover, Astronomia nova (New Astronomy). I boka teoretiserte han at planetariske kropper ikke gikk i bane rundt Solen i perfekte sirkler som Ptolemaios og Kopernikus begge hadde antatt, men heller langs en elliptisk vei.

Foruten sine bidrag til astronomi, gjorde Kepler andre bemerkelsesverdige funn. Han fant ut at det var brytning som tillater 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 klarte å beregne fødselsåret til Jesus Kristus.

En annen samtid fra Keplers som også kjøpte inn forestillingen om et heliosentrisk solsystem og var den italienske forskeren Galileo Galilei. Men i motsetning til Kepler, trodde ikke Galileo at planeter beveget seg i en elliptisk bane og holdt seg i perspektivet om at planetbevegelser var sirkulære på noen måte. Likevel produserte Galileos arbeid bevis som bidro til å styrke den kopernikanske visningen og i prosessen ytterligere undergrave kirkens stilling.

I 1610, ved hjelp av et teleskop som 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, kratre og daler. Han oppdaget flekker på solen og så at Jupiter hadde måner som gikk i bane rundt den, snarere enn jorden. Sporende etter Venus fant han ut at den hadde faser som månen, som beviste at planeten roterte rundt solen.

Mye av observasjonene hans var i strid med den etablerte Ptolemiske forestillingen om at alle planetariske kropper kretset 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 'tankehøyskole og satte Galileo i veldig varmt vann med kirken.

Likevel til tross for dette, i årene som fulgte, fortsatte Galileo sine “kjetteriske” måter, noe som ville ytterligere utdype hans konflikt med både den katolske og den lutherske kirken. I 1612 tilbakeviste han den aristoteliske forklaringen på hvorfor gjenstander fløt på vann ved å forklare at det skyldtes gjenstandens vekt i forhold til vannet og ikke fordi et objekts flate form.

I 1624 fikk Galileo tillatelse til å skrive og publisere en beskrivelse av både Ptoleme og Kopernikanske systemer under forutsetning av at han ikke gjør det på en måte som favoriserer heliosentrisk modell. Den resulterende boken, "Dialog om de to viktigste verdenssystemene" ble utgitt i 1632 og ble tolket til å ha brutt avtalen.

Kirken lanserte raskt inkvisisjonen og satte Galileo på prøve for kjetteri. Selv om han ble skånet for hard straff etter å ha innrømmet å ha støttet kopernikansk teori, ble han satt under husarrest resten av livet. Likevel stoppet Galileo aldri forskningen sin, og publiserte flere teorier før han døde i 1642.

Mens både Kepler og Galileos arbeid var med på å lage en sak for det kopernikanske heliosentriske systemet, var det fortsatt et hull i teorien. Verken kan tilstrekkelig forklare hvilken kraft som holdt planetene i bevegelse rundt solen og hvorfor de beveget seg på denne måten. Først flere tiår senere ble den heliosentriske modellen bevist av den engelske matematikeren Isaac Newton.

Isaac Newton, hvis funn på mange måter markerte slutten på den vitenskapelige revolusjonen, kan meget godt 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 hans teorier beskrevet i Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematiske prinsipper for naturfilosofi) har blitt kalt den mest innflytelsesrike arbeid med fysikk.

I Principa, publisert i 1687, beskrev Newton tre bevegelseslover som kan brukes til å forklare mekanikken bak elliptiske planetariske baner. Den første loven postulerer at et objekt som er stasjonært vil forbli slik med mindre en ytre kraft blir påført den. Den andre loven sier at kraft er lik massetidens akselerasjon og en endring i bevegelse er proporsjonal med den påførte kraften. Den tredje loven bestemmer ganske enkelt at for hver handling er det en like og motsatt reaksjon.

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