Znaczenie odkrycia dla rozwoju nauk ścisłych

Sformułowana przez Kopernika teoria astronomiczna, odwołująca się do kosmologii heliocentrycznej, negowała wcześniejsze, uświęcone wiekami tradycji naukowej geocentryczne teorie astronomiczne.

Wywołało to silną reakcję w obrębie astronomii (matematyki), fizyki (filozofii przyrody) oraz kosmologii, która zaczęła się już za życia Kopernika w XVI wieku, a swój finał znalazła w czasach nam współczesnych. Dyskusje dotyczyły kwestii z jednej strony zagadnień metodologicznych i ontologicznych (m.in. statusu hipotez naukowych), a z drugiej – empirycznych, matematycznych oraz fizyczno-kosmologicznych.

Astronomowie w początkowym okresie (1530 – II poł. XVI w.) przyjęli bardzo przychylnie teorię Kopernika w jej warstwie empiryczno-matematycznej jako teorię, której hipotetyczne modele zjawisk astronomicznych lepiej zgadzały się z obserwacjami niż modele teorii Ptolemeusza i która była zgodna z aksjomatem ówczesnej astronomii, że ruch ciał niebieskich musi być złożeniem jednostajnych ruchów kołowych względem fizycznego centrum. Z tych powodów Kopernik był określany mianem „boskiego myśliciela”, „drugiego Ptolemeusza” czy „odnowiciela astronomii”. Uczeni zanegowali jednak warstwę kosmologiczną tej teorii jako sprzeczną z fizyką arystotelesowską i Pismem św. Wyznaczyło to program badawczy, którego rezultatem było sformułowanie modeli geocentrycznych i geostatycznych równoważnych geometrycznie modelom Kopernika. Takie właśnie podejście do teorii Kopernikowskiej propagowali przedstawiciele słynnej szkoły wittenberskiej, powstałej w drugiej połowie XVI w. wokół Filipa Melanchthona (1497–1560), m.in.: Caspar Peucer (1525–1602), Erasmus Reinhold (1511–1553), Johannes Praetorius (1537–1616), i związany z nią Tycho Brahe (1546–1601). Zostało ono niemal powszechnie uznane, a także zaakceptowane przez katolickich uczonych, m.in. jezuitę Krzysztofa Claviusa (1537–1612) i Giovanniego Maginiego (1557–1617).

Później jednak, na początku XVII w., Tycho Brahe zanegował istnienie powolnie zmiennych zjawisk astronomicznych, opisywanych w teorii Kopernika a przyjmowanych przez niego zgodnie z tradycją średniowiecznej nauki. Doprowadziło to do powstania w pierwszej połowie XVII w. różnych wersji modeli geo-heliocentrycznych (zgodnych z kosmologią geocentryczną, Pismem św. oraz częścią teorii Kopernika). Teorie tego typu były ówcześnie powszechnie wyżej cenione niż teoria Ptolemeusza czy teoria Kopernika – astronomowie toczyli spór o pierwszeństwo odkrycia tego nowego systemu. Byli w to zaangażowani obok Brahego m.in. Paul Wittich (ok. 1546–1586), Helisaeus Röslin (1548–1616), Nicolaus Reimers Bär (Ursus) (1551–1600), Duncan Liddel (1561–1613) oraz Simon Marius (1573–1624).

Zainteresowanie obserwacjami astronomicznymi, wywołane ogłoszeniem teorii Kopernika, sprawiło, że w Europie zaczęto dostrzegać zjawiska astronomiczne niezgodne z panującym od starożytności paradygmatem naukowym o niezmienności i doskonałości ciał niebieskich. Odkryto wtedy gwiazdy nowe i udowodniono, że komety poruszają się w obszarze nadksiężycowym (Michael Maestlin (1550–1631)). Dostrzeżono też dzięki zastosowaniu lunety różne niedoskonałości powierzchni Księżyca, satelity Jowisza, wiele nieznanych dotąd gwiazd – zjawiska te opisał w 1610 r. Galileusz w Sidereus Nuncius – oraz plamy słoneczne i fazy Wenus, obserwowane przez Christopha Scheinera (1573–1650) i Galileusza.

Wspomniana krytyka podstaw empirycznych teorii Kopernikowskiej przez Brahego wpłynęła w pierwszej połowie XVII w. na zwolenników teorii fromborskiego astronoma (było ich wówczas tylko około dziesięciu!). Okroili oni jej pierwotną wersję zasadniczo tylko do jej pitagorejsko-arystarchowskiego rdzenia (tzn. z ruchem dziennym i rocznym Ziemi, ale bez tzw. ruchu deklinacji Ziemi) – zrobili to m.in. William Gilbert (1544–1603), w kontekście rozwijanej przez niego magnetycznej filozofii, i Galileusz.

Empiryczne dane Brahego wywarły przełomowy wpływ na Jana Keplera (1571–1630), który w czterech dziełach: Astronomia nova (1609), Epitome astronomiae Copernicanae (1618-1621), Harmonice mundi (1619) oraz Tabulae Rudolphinae (1627) wypracował nową astronomiczną teorię heliocentryczną. Oparł ją na podstawowych hipotezach Kopernika (dzienny ruch obrotowy Ziemi, roczny ruch Ziemi wokół Słońca, nieruchoma sfera gwiazd stałych), obserwacjach Brahego oraz magnetycznej filozofii Gilberta. Najważniejszym osiągnięciem Keplera było w tym kontekście odkrycie, że planety poruszają się po eliptycznych torach. Tym samym odrzucił on uświęcony od starożytności dogmat o konieczności opisywania orbit ciał niebieskich za pomocą kombinacji jednostajnych ruchów kołowych.

W dialogu z teorią Kopernika rodziła się fizyka nowożytna – kinematyka, dynamika, teoria grawitacji (Giovanni B. Benedetti (ok.1530–ok.1590), Gilbert, Galileusz, Kartezjusz (1596–1650), Giovanni A. Borreli (1608–1679), Christiaan Huyghens (1629–1695), Robert Hooke (1635–1703), Isaac Newton (1642–1727)). W szczególności, Newton, idąc śladem poszukiwań Galileusza i Keplera, sformułował w Philosophiae naturalis principia mathematica (1687) wielką syntezę ziemskiej i niebieskiej mechaniki. Stało się wtedy jasne dla wielu uczonych, że osiągnął on cel, do którego zmierzali Arystarch z Samos, Kopernik, Galileusz oraz Kepler: zbudował zunifikowaną teorię zjawisk ziemskich i niebieskich, która spójnie wyjaśnia zjawiska i jest zgodna z obserwacjami, a przy tym zakłada faktyczne istnienie ruchów Ziemi. Zwieńczeniem tych dokonań było przedstawienie w XVII, XVIII i XIX w. bezpośrednich dowodów prawdziwości ruchów Ziemi, które przeprowadzili m.in. Jean Richer (1672), James Bradley (1729), Giovanni B. Guglielmini (1791), Friedrich W. Bessel (1838), Friedrich G.W. von Struve (1840), Thomas Henderson (1840) oraz Jean B.L. Foucault (1851).

Ocena dokonań K. obniżyła się przejściowo wśród uczonych w latach 1870–1945 w kontekście rozwoju teorii względności, gdy pierwotnie uznano (fizycy Ernst Mach (1872), Max Born (1922), Willem de Sitter (1932) oraz Albert Einstein, Leopold Infeld (1938); filozofowie Hans Reichenbach (1942) i Bertrand Russell (1945)), że na mocy względności ruchu wszystkie układy odniesienia – w tym układy Ptolemeusza i Kopernika – są fizycznie (kinematycznie i dynamicznie) równoważne. Później jednak, w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX w., pogląd ten doprecyzowano, przyjmując, że wprawdzie wszystkie układy odniesienia są kinematycznie równoważne, ale jednak nie są one równoważne dynamicznie. Toteż uznano ostatecznie, że układ Kopernika miał przewagę nad układem Ptolemeusza, gdyż nie udałoby się sformułować fizyki newtonowskiej w układzie geocentrycznym.

 

Literatura

1. Kokowski Michał, Copernicus’s Originality: Towards Integration of Contemporary Copernican Studies, Warsaw–Cracow 2004.
2. Kokowski Michał, Różne oblicza Mikołaja Kopernika. Spotkania z historią interpretacji, Warszawa–Kraków 2009.