Povijest znanstvene revolucije

Ljudska povijest često je uokvirena kao niz epizoda, koji predstavljaju iznenadne navale znanja. Poljoprivredna revolucija, renesansa, i industrijska revolucija samo su nekoliko primjera povijesnih razdoblja u kojima se generalno misli kako je inovacija brže krenula nego na drugim točkama povijesti, što je dovelo do velikih i iznenadnih nemira u znanosti, književnosti, tehnologiji i filozofija. Među najistaknutijim od njih je Znanstvena revolucija, koja je nastala baš kad se Europa probudila iz intelektualnog uspavanja kojeg historičari nazivaju mračnim vremenom.

Veći dio onoga što se tijekom ranog srednjeg vijeka u Europi smatralo poznatim o prirodnom svijetu, datira još od učenja starih Grka i Rimljana. I stoljećima nakon propasti Rimskog carstva, ljudi još uvijek općenito nisu ispitivali mnoge od tih dugotrajnih koncepata ili ideja, unatoč mnogim urođenim nedostacima.

Razlog za to je bio što su katoličke crkve široko prihvatile takve „istine“ o svemiru, što se dogodilo da je glavni subjekt odgovoran za široku indoktrinaciju zapadnog društva na vrijeme. Također, izazovna crkvena doktrina tada je bila jednaka krivovjerju i tako je to riskiralo da se sudi i kazni zbog poticanja proturječnih ideja.

Primjer popularne, ali nedokazane doktrine bili su Aristotelovi zakoni fizike. Aristotel je podučavao da brzina padanja predmeta određuje njegovu težinu jer su teži predmeti padali brže od lakših. Vjerovao je i da se sve ispod mjeseca sastoji od četiri elementa: zemlje, zraka, vode i vatre.

Što se tiče astronomije, Grčki astronom Klaudij Ptolomej zemaljski nebeski sustav u kojem su nebeska tijela poput sunca, mjeseca, planeta i raznih zvijezde su se vrtile oko zemlje u savršenim krugovima, poslužile su kao usvojeni planetarni model sustavi. I jedno je vrijeme Ptolomejev model uspio učinkovito sačuvati princip svemira usredotočen na zemlju, budući da je bio prilično precizan u predviđanju kretanja planeta.

Kada je došlo do unutarnjeg djelovanja ljudskog tijela, znanost je bila jednako orijentirana na pogreške. Stari Grci i Rimljani koristili su medicinski sustav zvan humorizam, koji je smatrao da su te bolesti rezultat neravnoteže četiriju osnovnih supstanci ili "humora". Teorija je bila povezana s teorijom četvorice elementi. Tako bi krv, na primjer, odgovarala zraku, a gnoj odgovarao vodi.

Srećom, crkva bi s vremenom počela gubiti svoj hegemonistički zahvat na masama. Prvo, uslijedila je Renesansa, koja je, zajedno s predvođenim ponovnim zanimanjem za umjetnost i književnost, dovela do pomaka prema neovisnijem razmišljanju. Izum tiskare također je igrao važnu ulogu jer je uvelike povećao pismenost i omogućio čitateljima da preispitaju stare ideje i sustave vjerovanja.

Otprilike u to vrijeme, 1517. godine, bio je Martin Luther, redovnik koji je bio iskren u kritike protiv reformi Katoličke crkve, napisao je njegove poznate "95 teze" u kojima su bile navedene sve njegove pritužbe. Luther je promovirao svojih 95 teza ispisujući ih na pamfletu i distribuirajući ih među mnoštvom ljudi. Također je potaknuo crkvene ljude da čitaju bibliju za sebe i otvorio je put ostalim teolozima koji su usmjereni prema reformama poput Johna Calvina.

Renesansa je, zajedno s Lutherovim naporima, dovela do pokreta poznatog kao protestantska reformacija, obojica bi poslužili potkopavanju autoriteta crkve u svim stvarima koje su u osnovi bile uglavnom pseudoznanost. I u tom procesu, ovaj rastući duh kritike i reformi napravio je to teret dokaza postala vitalnija za razumijevanje prirodnog svijeta, postavljajući tako temelj za znanstvene revolucija.

Na neki način možete reći da je znanstvena revolucija započela kao Kopernikova revolucija. Čovjek koji je sve započeo, Nikola Copernicus, bio je renesansni matematičar i astronom koji je rođen i odrastao u poljskom gradu Torunju. Pohađao je krakovsko sveučilište, kasnije je nastavio studij u Bologni, Italija. Tu je upoznao astronoma Domenica Maria Novara i njih dvoje ubrzo su započeli razmjenu znanstvenih ideja koje su često dovodile u pitanje dugo prihvaćene teorije Klaudija Ptolomeja.

Po povratku u Poljsku, Kopernik je zauzeo položaj kanona. Oko 1508. godine tiho je počeo razvijati heliocentričnu alternativu Ptolomejevom planetarnom sustavu. Da bi ispravio neke nedosljednosti zbog kojih nije bilo dovoljno predvidjeti planetarne položaje, sustav s kojim je na kraju došao postavio je Sunce u središte umjesto Zemlje. I u Kopernikovu heliocentričnom sunčevom sustavu brzina kojom je Zemlja i drugi planeti kružili Suncem određena je njihovom udaljenošću od nje.

Zanimljivo je da Kopernik nije prvi predložio heliocentrični pristup razumijevanju neba. Drevni grčki astronom Aristarh iz Samosa, koji je živio u trećem stoljeću prije Krista, mnogo je ranije predložio nešto sličan koncept koji se nikada nije sasvim zaokupio. Velika je razlika bila što se Kopernikov model pokazao preciznijim u predviđanju kretanja planeta.

Kopernik je detaljno opisao svoje kontroverzne teorije u rukopisu na 40 stranica pod nazivom Commentariolus 1514. i u De revolutionibus orbium coelestium ("O revolucijama nebeskih sfera"), koji je objavljen neposredno prije njegova smrt 1543. Nije iznenađujuće da je Kopernikova hipoteza razljutila katoličku crkvu koja je 1616. na kraju zabranila De revolutionibus.

Unatoč negodovanju Crkve, Kopernikov heliocentrični model stvorio je puno spletki među znanstvenicima. Jedan od tih ljudi koji je razvio žarki interes bio je mladi njemački matematičar po imenu Johannes Kepler. Godine 1596. Kepler je objavio Mysterium cosmographicum (Kozmografski misterij) koji je služio kao prva javna obrana Kopernikovih teorija.

Problem je, međutim, bio u tome što je Kopernikov model još uvijek imao nedostataka i nije bio potpuno točan u predviđanju planetarnih kretanja. Godine 1609. Kepler, čiji je glavni posao bio pronalazak načina da se objasni način na koji će se Mars periodično kretati unatrag, objavio je Astronomia nova (Nova astronomija). U knjizi je teoretizirao da planetarna tijela nisu zaobišla Sunce u savršenim krugovima kao što su Ptolomej i Kopernik pretpostavili, već duž eliptičnog puta.

Osim svojih doprinosa astronomiji, Kepler je napravio i druga zapažena otkrića. Shvatio je da refrakcija omogućuje vizualnu percepciju očiju i koristio je to znanje za razvijanje naočala i za kratkovidnost i za dalekovidnost. Također je mogao opisati kako djeluje teleskop. A ono što je manje poznato je da je Kepler mogao izračunati godinu rođenja Isusa Krista.

Još jedan Keplerov suvremenik koji je također preuzeo pojam heliocentričnog Sunčevog sustava i bio je talijanski znanstvenik Galileo Galilei. Ali za razliku od Keplera, Galileo nije vjerovao da se planeti kreću u eliptičnoj orbiti i zaglavili su iz perspektive da su planetarni pokreti na neki način kružni. Ipak, Galileovo djelo proizvelo je dokaze koji su pomogli jačanju Kopernikovog pogleda i još više narušili položaj crkve.

Godine 1610. pomoću teleskopa koji je sam sagradio, Galileo je počeo popravljati objektiv na planete i napravio je niz važnih otkrića. Otkrio je da mjesec nije ravan i gladak, već ima planine, kratere i doline. Uočio je mrlje na suncu i vidio da Jupiter ima mjesečeve krugove na njemu, nego na Zemlji. Prateći Veneru, ustanovio je da ima faze poput Mjeseca, što je dokazalo da se planet vrti oko sunca.

Veći dio njegovih opažanja proturječio je utvrđenom ptolemijskom shvaćanju da su se sva planetarna tijela vrtila oko Zemlje i umjesto toga podržavala heliocentrični model. Neke od tih ranijih zapažanja objavio je iste godine pod naslovom Sidereus Nuncius (Zvjezdani glasnik). Knjiga je, zajedno s kasnijim nalazima, nagnala mnoge astronome da se preobrate u Kopernikovu školu razmišljanja i stave Galilea u crkvu s toplom vodom.

No unatoč tome, u godinama koje su uslijedile, Galileo je nastavio svoje "heretičke" načine što će produbiti njegov sukob i s katoličkom i s luteranskom crkvom. 1612. odbacio je Aristotelovo objašnjenje zašto predmeti lebde na vodi objašnjavajući da je to zbog težine predmeta u odnosu na vodu, a ne zato što je objekt oblika ravan.

Godine 1624. Galileo je dobio dozvolu za pisanje i objavljivanje opisa i Ptolemijskih i Kopernički sustavi pod uvjetom da to ne čini na način koji favorizira heliocentrični model. Rezultirajuća knjiga "Dijalog o dva glavna svjetska sustava" objavljena je 1632. godine i interpretirana je kao da je prekršila sporazum.

Crkva je brzo pokrenula inkviziciju i Galileo sudila za suđenje zbog krivovjerja. Iako je bio pošteđen oštre kazne nakon što je priznao da podržava kopernikansku teoriju, ostao je pod kućnim pritvorom do kraja života. Ipak, Galileo nikada nije zaustavio svoja istraživanja, objavivši nekoliko teorija sve do svoje smrti 1642. godine.

Iako su i Keplerov i Galileov rad pomogli da se napravi slučaj za Kopernikov heliocentrični sustav, u teoriji je još uvijek postojala rupa. Niti se može adekvatno objasniti koja je sila zadržala planete u pokretu oko sunca i zašto su se kretali na taj način. Tek nekoliko desetljeća kasnije heliocentrični model dokazao je engleski matematičar Isaac Newton.

Isaac Newton, čija su otkrića na mnogo načina označila kraj znanstvene revolucije, itekako se mogu svrstati u jednu od najvažnijih ličnosti toga doba. Ono što je postigao tijekom svog vremena postalo je temelj suvremene fizike i mnogih njegovih teorija detaljno opisanih u Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematički principi prirodne filozofije) nazvani su najuticajnijim rad na fizici.

U Principa, objavljeno 1687., Newton je opisao tri zakona kretanja koja se mogu koristiti kako bi se objasnila mehanika iza eliptičnih planetarnih orbita. Prvi zakon postulira da će predmet koji stoji nepomičan ostati takav ukoliko ga vanjska sila ne primijeni. Drugi zakon kaže da je sila jednaka masi puta ubrzanja, a promjena gibanja proporcionalna je primijenjenoj sili. Treći zakon jednostavno propisuje da za svaku radnju postoji jednaka i suprotna reakcija.

Iako su ga Newtonova tri zakona kretanja, zajedno sa zakonom univerzalne gravitacije, u konačnici učinila zvijezdom među znanstvenom zajednicom, također je dao nekoliko drugih važnih doprinosa u području optike, kao što je izgradnja prvog praktičnog reflektirajućeg teleskopa i razvoj teorije o boja.