Rewolucja Kopernikańska

Citation preview

PRZEDM OW A

Rozpoczęcie pracy nad książką, którą w tej chwili Czytelnik ma w swym ręku, wiąże się ze zbliżającym się 500-leciem urodzin Mikołaja Kopernika*. Rocznica ta różne wzbudza reflek­ sje. Między innymi i tę, że my, Polacy, dla któ­ rych Kopernik byl,jest i zapewne będzie źródłem usprawiedliwionej dumy narodowej, jesteśmy bardziej od innych zobowiązani troszczyć się 0 to, by owo źródło utrzymać w stanie świeżości, nie dopuścić do tego, by je pokryła rzęsa czasu. Historia nie jest księgą zamkniętą. Zwłaszcza historia nauk, które ostatnio rozwijają się w za­ wrotnym tempie, znacznie szybszym niż inne dziedziny działalności ludzkiej. Nic też dziwne­ go, że każde następne pokolenie inaczej widzi 1 inaczej ocenia zdarzenia przeszłości niż jego poprzednicy. To właśnie sprawia, że dzieje nauki nie sztywnieją, aczkolwiek i to się może zdarzyć, jeśli sięgać będziemy do nich po to jedynie, by zaspokoić naszą dumę narodową. Wtedy nie ma ju ż miejsca na krytycyzm, na próby nowego spojrzenia, na porównania i analogie. Takie ten­ * Kopernik urodził się 19 lutego 1473 roku.

7

—

:I S

9 : f c r t i ł :f ¥ 4 3 - i £|

w S śW

f iil

f.j j'- hr. \\ l

i{'

(ii Jtu-ir

dencje wyrządzają naszej przeszłości — a po­ średnio nam samym — większą szkodę, niż byś­ my wcale do przeszłości nie sięgali, pozostawiając to innym, bardziej wnikliwym i krytycznym hi­ storykom nauki. To wszystko dotyczy oczywiście również i Ko­ pernika, będącego dotąd postacią bardzo kontro­ wersyjną, między innymi również dlatego, że pozostawił po sobie mało dokumentów historycz­ nych. Wydaje się, iż był to wynik specyficznych właściwości psychicznych Kopernika — człowie­ ka niewątpliwie zamkniętego w sobie i mało ko­ munikatywnego. Owe właściwości psychiczne mogły być wynikiem dość osobliwych okoliczności zewnętrznych, w których wzrastał i rozwijał się przyszły twórca teorii heliocentrycznej. Wcześnie został sierotą. Nigdy nie miał na naukę tyle czasu, co inni współcześni mu uczeni Odrodzenia. Sto­ sując dzisiejszą terminologię nazwalibyśmy Ko­ pernika amatorem astronomii, jako że nauka ta nigdy nie była jego zajęciem zawodowym. Tak czy inaczej w ocenie działalności i dzie­ dzictwa Kopernika istnieją na świecie znaczne rozbieżności, którymi też warto się zająć, zwłasz­ cza dziś, gdy nauce Kopernika nie grożą już żadne zakazy i gdy sławie jego nic ju ż nie może zaszkodzić, nawet najostrzejszy krytycyzm. Prze­ ciwnie — ujawnienie również wszystkich słabych stron twórczości Astronoma z Fromborka może go bardziej „uczłowieczyć” i związać z epoką, w której żył i pracował, niż wyśpiewywanie na na jego cześć peanów.

Tymi myślami kierował się autor niniejszej książki, dobierając materiał i redagując całość. Zrezygnował z przekazania Czytelnikowi gruntozunej wiedzy o Koperniku i jego epoce, stawiając sobie za główne zadanie umożliwienie Czytelni­ kowi większego lub mniejszego z r o z u m i e n i a , kim był Kopernik i jak jego życie wplatało''się i uplata dziś w życie całej ludzkości. Ktoś powie, iż nie ma zrozumienia bez wiedzy, i będzie miał rację. Nie zawsze jednak zrozumie­ nie wymaga całej wiedzy; czasami nawet bardzo niewielka jej część wystarcza do uchwycenia ducha pewnych spraw i ich znaczenia. W naszym przypadku ważniejsze są chyba nawet skąpe wiadomości z astronomii niż gruntowna znajo­ mość rodowodu Kopernika i jego powiązań ro­ dzinnych i służbowych. Daleki jestem wprawdzie od lekceważenia spraw „ziemskich” w życiu Ko­ pernika i każdej w ogóle istoty ludzkiej, tych jednak, którzy od młodości tkwią myślami w kosmosie, nie da się w pełni rozszyfrować, jeśli się nie sięgnie do planet i konstelacji.

S fe fS p ijs jI tf*

-1:’-

?

cifi|j$|jjj| BP

„‘.j

liii

r \ " ,:i;: 7,^1 '"i-f;}':}

Iłgrii;-:kf

i W ? },!{•}.■)j\

fejjplpi

-jy . i\{">jy; -.jj^;j i’' ’■:p:bftj'. :-’i

f% •m, m w “■'iijs& 'sit f l y ) : '$}, j; ........ : : I ;

i i i i P

_______________

i i

j

giczną o dość ograniczonym zakresie stosowałności. Relacjonując sprawy wyboru układu odniesienią nie idzie mi oczywiście ani o apologizowanie systemu geocentrycznego, ani o jego rehabilitację, której zresztą system ten wcale nie potrzebuje. Idzie tylko o to, by na tę sprawę mieć pogląd współczesny, nie osiemnastowieczny, który dominował i — niestety — po dziś dzień dominuje w szerokiej opinii publicznej. Jakże może być inaczej, jeśli nawet dziś w większości wyższych uczelni uczy się wyłącznie mechaniki klasycznej... Model geocentryczny utrudniał doskonalenie teorii nie tylko z powodu niewygodnego (z metodologicznego punktu widzenia) układu odniesienia, lecz również dlatego, że zakładał istnienie jedynie ruchów jednostajnych, kołowych. Przy każdym nowym odkryciu odchylęnia planety od tego, co przewiduje teoria. należało oczywiście to odkrycie „ratować” przez dodanie nowego koła lub innej zmiany istniejącej machiny świata. Z niebem jest trochę tak jak z zegarem. Niedokładność jego mechanizmu nie wychodzi na jaw tuż po jego uruchomieniu. Jego wady i niedomagania potrafimy wykryć dopiero po wielu dniach i tygodniach. Model geocentryczny „pracował” bardzo dobrze tuż po jego uruchomieniu. Potem jednak, w czasach Średniowiecza i na początku ery nowożytnej, machina świata stała się przestarzałą. Doszło do

tego, że zaczęli na nią narzekać nawet astrolo­ gowie, tłumacząc swoje niepowodzenie tym, iż niski poziom ówczesnej astronomii nie pozwa­ lał im na czynienie poprawnych przepowiedni. Cały okres Średniowiecza upłynął na „rato­ waniu” obserwacji poprzez wprowadzanie wciąż nowych elementów w zawiłą machinę świata po to, by coraz bogatszy dorobek obser­ wacyjny „uzgodnić” z teorią. W Średniowieczu tylko astronomowie arab­ scy występowali raz po raz z próbami reformy astronomii, jednak bez większego skutku. W XI wieku z ostrą krytyką modelu geocentrycznego wystąpił Dżabir z Sewilli. Krytyka ta była jednak wymierzona głównie w stronę da­ nych liczbowych opisujących model geocentryczny. Nic też dziwnego, że nie wywołała ona większych przemian w astronomii. Znacznie dalej posunął się w swej krytyce słynny Averroes z Kordoby, zwany arabskim Arystotelesem. Wykazał on wiele nieścisłości wszystkich istniejących modeli wszechświata, co jednak nie wywołało jakiegoś kroku refor­ matorskiego, aczkolwiek wniosło w astronomię ogromne ożywienie. W X III wieku Alfons X, król Kastylii i Leonu, zebrał kolegium złożone z sześćdzie­ sięciu najlepszych astronomów arabskich i ży­ dowskich, polecając im opracowanie na nowo wszystkich znanych dotychczas danych astro­ nomicznych. W efekcie powstały słynne tablice alfonsińskie, które podawały wiele danych,

38

39

jednak bez objaśnienia racji, dla których pewne dawne wielkości zastąpione zostały innymi. Wydaje się, że ludziom, którzy to zrobili, bar­ dziej przyświecała chęć wzorowego wywiązania się z obowiązków nałożonych nań przez możne­ go monarchę niż chęć poznania rzeczywistości. O ile w świecie arabskim w tym okresie nauki nie kwitły, to przynajmniej nie więdły, jak to się działo w świecie chrześcijańskim. Tutaj niemalże wszystko skupiło się wokół astrologu, której zasługa polegała jedynie na tym, że dzięki niej nie zaprzestano dokonywania do­ kładnych obserwacji astronomicznych.

SYSTEM HELIOCENTRYCZNY

T T akim to właśnie zastał Kopernik wszech­ świat z tą jedynie różnicą, że wykłady opisujące ów wszechświat różniły się zasadniczo od tych, jakie wysłuchiwać musieli jego poprzednicy w czasach średniowiecznych. Różniły się przede wszystkim tym, iż wśród starożytnych teorii kosmologicznych nie wybierano jednej tylko — teorii Ptolemeusza — i nią raczono słuchaczy. Wojciech z Brudzewa i niektórzy astronomowie ówcześni poznali byli inne jeszcze próby wyja­ śnienia machiny świata, inne modele kosmolo­ giczne, między innymi model Arystotelesa za­ chowujący wprawdzie zasadę ruchów jedno­ stajnych kołowych, unikający jednak wprowa­ dzania doń epicykli. Model ów posługiwał się wyłącznie kulami koncentrycznymi (ze środ­ kiem w środku Ziemi) obracającymi się wokół różnych osi z różnymi prędkościami*. Z wielu powodów, między innymi również dlatego, że był dość zawiły i mało przemawiający do wy* Krótki opis kosmologii Arystotelesa znajdzie czytel­ nik u W. Zonna: „Rozwój astronomii” lub u T . Kahna: „Przewrót kopernikański” .

41

llliililipil:

i1'•< - ik 'ii' : ,. .

. •

obraźni, nie znalazł on wielu entuzjastów wśród astronomów starożytnych. Wskrzeszono go w epoce Odrodzenia razem z modelem Ptolemeusza, który oczyszczono od wszelkich naleciałości średniowiecznych. Debaty nad zaletami każdego z nich i krytyczne porównania stworzyły, grunt sprzyjający do podejmowania prób reformy astronomii, obalęnie bowiem jakiejkolwiek koncepcji naukowej wymaga przecież gruntownego jej poznania. W tym sensie prekursorami Kopernika byli dwaj uczeni niemieccy: Jerzy Peuerbach i jego uczeń, Jan z Królewca*, znany pod przezwiskiem Regiomontanus. Obaj żyli i działali w XV wieku, w epoce zakwitającego dopiero humanizmu. Za ich sprawą teoria Ptolemeusza, znana jedynie w formie skostniałej i zdogmatyzowanej przez Kościół, przemienia się w teorię naukową. Astronomowie ci, nie zadawalając się starą wersją przekładu dzieł Ptolemeusza, rozpoczynają poszukiwania oryginalnego tekstu i, znalazłszy go, zabierają się do nowego tłumaczenia. Równolegle podejmują się oni interpretacji teorii Ptolemeusza, wnosząc wiele oryginalnych i świeżych elementów. Mimo to geocentryzm pozostaje przestarzałą koncepcją świata. W astronomii w dalszym ciągu panuje chaos tym bardziej przykry, że rozwijający się wtedy handel z krajami zamorskimi i związany z tym szybki rozwój żeglugi * Kónigsberg we Frankonii. N ie mylić z Królewcem w Prusach (obecnie Kaliningrad w ZSRR).

stawiają przed astronomami nowe, nie cierpiące zwłoki żądania. Astronomia geocentryczna nie może im podołać, tak jak nie może podołać nawet wymaganiom astrologów. j Za czasów Kopernika Krzysztof Kolumb na trzech źle wyekwipowanych statkach odkrywa Amerykę. Nowy Świat, który do niedawna był jeszcze krainą z baśni i legend, spowitą w wiecznie trujące mgły i zamieszkaną przez jednookich cyklopów, nagle staje się pojęciem geograficznym. Dzięki temu Ziemia przekształca się z tworu zagadkowego, pełnego elementów mistycznych i legendarnych w coś na wskroś realnego. Nadal nie jest jednak jeszcze planetą, jako że jej centralne położenie we wszechświecie podważa tę sugestię. Nowy wszechświat jest więc wciąż jeszcze nie odkryty. Rządzą nim w dalszym ciągu dziwaczne prawa, będące mieszaniną starożytnych dociekań astronomicznych ze średniowiecznymi dogmatami i przesądami. Mieszaniną prawdy i fałszu. Odkrycie nowego wszechświata wymagało jednak większej wnikliwości i odwagi (aczkolwiek innego rodzaju) niż miał Kolumb. Te cechy miał właśnie „Mikołaj Kopernik Toruńczyk” . Wiemy, przynajmniej z grubsza, co wniósł Kopernik do astronomii: ...wstrzymał Słońce, ruszył Ziemię albo — mówiąc językiem fizyki współczesnej — spróbował całą kosmologię opisać w innym niż dotychczas układzie odniesienia, obierając za jego początek Słońce.

Lit: -•■

#|R?pR^’j:v"»■r

Krok ten pozwolił mu na wyjaśnienie wielu spraw trudnych i niejasnych, a także na znaczne uproszczenie całej machiny świata. Czyniąc to musiał się automatycznie wyrzec tego wszy­ stkiego, co z punktu widzenia geometrii stano­ wiło kwintesencję systemu geocentrycznego i co było główną jego zaletą: stosowania do astro­ nomii twierdzenia Fouriera, o czym mówiliśmy w rozdziale poprzednim. Będąc znakomitym matematykiem, Kopernik nie mógł nie ocenić tej straty. Przełożył jednak wyczucie prawdy, wyczucie realiów, nad zalety nauki starożyt­ nej. Mimo to nie potrafił z tą nauką zerwać całkowicie. Zachował najzupełniej fałszywą wiarę w to, że ruchy ciał niebieskich muszą być jednostajne kołowe i dał wyraz temu przekona­ niu w swoim systemie, w pewnym sensie kale­ cząc go, albowiem we wszystkich tych przy­ padkach, gdzie eliptyczność orbity stała się w jego czasach dostrzegalna (w sensie dokład­ ności obserwacji astronomicznych), Kopernik musiał dodawać epicykle bądź też kompliko­ wać swój system przenosząc środki orbit ze Słońca w miejsca sąsiednie. W efekcie system Kopernika wcale nie okazał się aż tak prosty, jak to niekiedy sobie wyobrażamy, zawierał bowiem około 40 kół różnych wielkości. Na to, by z systemu heliocentrycznego usunąć te tradycyjne pozostałości, trzeba było wielu lat żmudnej i niewdzięcznej pracy Johannesa Keplera badającego ruch Marsa na podstawie

wieloletnich obserwacji swego mistrza Tychona Brahe. Główna myśl systemu Kopernika jest jednak niezmiernie prosta i — jak się dzisiaj wydaje — najzupełniej przekonywająca. ...W środku wszystkich ("planet) ma swą siedzibę Słońce. Czyż bowiem w tej największej świątyni moglibyśmy umieścić ten znicz w innym albo lepszym miejscu niż w tym, z którego on może wszystko równocześnie oświetlać? Wszakże nie bez słuszności nazywają go niekiedy latarnią świata, inni rozumem jego, jeszcze inni— Wład­ cą. Trismegistos zwie je widzialnym bogiem, Sofoklesowa Elektra — wszystko widzącym. Tak więc zaprawdę Słońce, jakby na tronie królewskim zasiadając, kieruje rodziną planet, krzątającą się dokoła. I Ziemia także nie jest pozbawiona usług Księżyca; lecz — jak to Arystoteles mówi w dziele „O zwierzętach” — Księżyc jest naj­ bliższym krewniakiem Ziemi, podczas gdy Ziemia zostaje zapłodniona przez Słońce i zachodzi w ciążę, by rodzić co roku*. Powyższy, dość kwiecisty ustęp z „De revolutionibus” ** na dobrą sprawę nie zawiera

44

45

* M . Kopernik: „O obrotach sfer niebieskich”, PW N , 1953 r., str. 71. ** Użyłem tu łacińskiego, skróconego brzmienia ty­ tułu dzieła Kopernika: „D e revolutionibus” zamiast pełnego w polskim tłumaczeniu. Uczyniłem to rozmyś­ lnie, ponieważ dotychczas sprawa tego tytułu nie jest jasna. Wiele danych przemawia za tym, iż tak właśnie miał brzmieć tytuł zaplanowany przez Kopernika. T o, co potem pojawiło się w druku — „D e revolutionibus or~ bium coelestium” — mogło być wynikiem samowolnych uzupełnień dokonanych przez wydawcę, A. Osiandra

żadnych argumentów naukowych. Niemniej jednak zacytowaliśmy go tutaj między inny­ mi po to, by dać próbkę stylu ludzi Odrodze­ nia lubujących się we wszelkich wycieczkach w krainę mitologii i literatury starogreckiej. Ale nie tylko po to. Owo zdanie dość wiernie oddaje sposób myślenia i argumentowania uczonych nie tylko w epoce Odrodzenia, lecz również i dzisiaj. Wprawdzie dzisiaj powiedzielibyśmy, że centralne położenie Słońca w naszym układzie planetarnym jest wynikiem olbrzymiej masy tego ciała (w porównaniu do mas planet), o tym jednak Kopernik nie wiedział. Nie wiedział też o istnieniu jakiejkolwiek zależności między (który również napisał wstęp do „D e revolutionibus”, nie ujawniając i tutaj swego autorstwa). Pierwszy polski przekład „D e revolutionibus”, do­ konany przez Baranowskiego w X IX wieku, brzmiał: „O obrotach ciał niebieskich” i zawierał, moim skrom­ nym zdaniem, aż trzy błędy... „D e revolutionibus” powinno się raczej tłumaczyć „o obiegach”, a nie „o obro­ tach”, ponieważ obrotem jest łacińskie rotatio (po polsku też mówimy „rotacja”). Po drugie — orbium w żadnym wypadku nie jest „ciałem”, lecz raczej „kręgiem” lub „światem” . I wreszcie coelestii nie powinno się tłuma­ czyć na „niebieski” chociażby dlatego, że to się kojarzy z niebieską barwą. Słuszniejsze byłoby „niebiański” lub kręgi „nieba” . Ostatni przekład „D e revolutionibus” brzmi „O obro­ tach sfer niebieskich”, poprawniejszy jest więc od po­ przedniego, zawiera jednak błędne tłumaczenie słowa „obiegi” (różnego od obrotów). Tłumacze zdawali sobie z tego sprawę, jednak tradycja jest tradycją... N ie będąc ani filologiem, ani historykiem, nie chcę w tej sprawie zabierać głosu. Mam jednak prawo i obo­ wiązek trzymania się jak najbliżej prawdy. Używając „D e revolutionibus” z całą pewnością owej prawdzie się nie sprzeniewierzam.

masą ciała a jego ruchem. Nie miał zatem żad­ nych przekonywających argumentów przema­ wiających za umieszczeniem Słońca w środku naszego układu planetarnego. Uczynił to idąc raczej za głosem intuicji, szukając p o te m do­ piero rozsądnych argumentów przemawiają­ cych za słusznością jego hipotezy. W zasadzie tak samo postępujemy również dzisiaj, aczkolwiek naszej intuicji nie ozdabiamy wycieczkami w dziedzinę mitologii; często jednak przytaczamy pewne ogólne racje filozo­ ficzne lub odwołujemy się do porównań czy też analogii nie mających wcale charakteru dowo­ dów rzeczowych. Owe porównania lub analogie ilustrują po prostu — mniej lub bardziej wier­ nie — odbywające się w nas procesy myślenia intuicyjnego (którego nie sposób, niestety, opi­ sać w sposób ścisły). Tak właśnie rodzi się teoria (lub model), którego słuszności dowo­ dzimy p o tem , wyciągając z teorii wszelkie wnioski i konfrontując je z rzeczywistością. Tak też postąpił Kopernik. Jego model po­ zwala przede wszystkim ustalić odległości wszy­ stkich planet od Słońca bez uciekania się do jakichkolwiek nowych obserwacji. Otóż zgodnie z wywodami na str. 28 epicykle w sz y stk ich planet (w układzie geocentrycznym) muszą być sobie równe, ponieważ reprezentują ruch Ziemi wokół Słońca. Z tego faktu wynika natychmiast inny, ten mianowicie, że rozmiary kątow e epicykli w modelu Ptolemeusza muszą być od­ wrotnie proporcjonalne do odległości danej

związek między ruchem a wielkością sfer, jakiego w inny sposób odkryć niepodobna...* Dokoła Słońca biegną zatem planety po orbitach, o których Kopernik myślał, że są kołami, a które w rzeczywistości niewiele się od kół różnią. Najbliższy Słońca (i mający zatem najszybszy ruch) jest Merkury, nazwany tak przez staro­ żytnych zapewne dlatego właśnie, że porusza się najszybciej**. Dalej biegnie Wenus, świe­ cąca pięknym jasnym białym światłem. Obie te planety obserwowane z Ziemi nigdy nie oddalają się zbytnio od Słońca (jak to wyjaśnia rys. 4). Dla Wenus kąt największego

planety od Słońca. Rozmiary kątowe epicykli różnych planet były znane od dawna (z wielo­ letnich obserwacji astronomów starożytnych). Przyjmując odległość Ziemi od Słońca za jed­ nostkę, można z tego obliczyć w zg lęd n e odległości planet od Słońca, czego też dokonał Kopernik, otrzymując liczby minimalnie tylko różniące się od wyników obserwacji współcze­ snych, jak to wynika z załączonej tabeli.

Względne odległości planet od Słońca wyznaczone przez Kopernika i ich warto­ ści znane obecnie (odległość Ziemi od Słońca przyjęto za jedność) Planeta Saturn Jowisz Mars Wenus Merkury

Kopernik

Dzisiaj

9,184 5,217 1,520 0,7195 0,3762

9,139 5,203 1,524 0,723 0,387

Ziemia

Rys. 4. Rysunek wyjaśniający, jak system Kopernika tłu­ maczy fakt, że planety wewnętrzne (Merkury i Wenus) obserwowane z Ziemi nie oddalają się od Słońca bar­ dziej niż o kąt a

Dodajmy do tego, że b e z w zg lęd n e odległo­ ści planet od Słońca nie były jeszcze wtedy znane, co zresztą nie przeszkadzało astronomom w posługiwaniu się układem heliocentrycznym z dużym dla tej nauki powodzeniem. ...odnaleźliśmy zatem w tym porządku zadzi­ wiający lad świata i ustalony, zharmonizowany

* M . Kopernik: „D e revolutionibus...” ** W mitologii rzymskiej Merkury był bogiem handlu, żeglugi, kupców i złodziei. Jako goniec Jowisza spełniał każde jego polecenie bardzo szybko, gdyż miał skrzydlate sandały.

4

49

oddalenia od Słońca wynosi około 45°. Obie te planety mogą zatem być widziane tylko wieczorem lub nad ranem, nigdy zaś o północy, ponieważ wtedy Słońce jest głęboko pod horyzontem. Dlatego nazwano je gwiazdami wieczornymi lub porannymi. Nazwy tej używa się powszechnie tylko w stosunku do Wenus, ponieważ Merkury z powodu znacznego zbliżęnia do Słońca jest widoczny niezmiernie rządko. Ogół ludzi zazwyczaj Merkurego nie widzi. Legenda głosi, że Kopernik nigdy nie miał okazji zaobserwowania Merkurego, jakkolwiek nie wydaje się to prawdopodobne zważywszy, że wiele lat spędził we Włoszech. Tamtejsze warunki klimatyczne są o wiele lepsze niż nad Zatoką Wiślaną, o której wspomina w swym dziele jako o miejscu swoich obserwacji w latach późniejszych. Inaczej zachowują się na niebie dalsze planety: Mars, Jowisz i Saturn, których orbity leżą zewnątrz orbity Ziemi. W świetle teorii Kopernika sam podział planet na dwie grupy wydaje się zrozumiały i logiczny, ponieważ orbita Ziemi przedziela te dwie grupy. Otóż planety zewnętrzne — Mars, Jowisz i Saturn — kreśląc swoje pętlice na niebie, poruszają się zawsze wolniej niż Słońce, gdy tymczasem wewnętrzne raz je wyprzedzają, raz zaś pozostają w tyle, co w teorii geocentrycznej wydawało się niezrozumiałe. Jedynie ruch Księżyca nie uległ poważniejszym zmianom: w dalszym ciągu obiegał Zie50

mię „jakby po małym epicyklu”, jak się wyraża Kopernik. Ale razem z Ziemią obiega on Słońce, czego przedtem nie było. Ziemia i Księżyc stanowią więc swego rodzaju miniaturę Układu Słonecznego, jakby mały podukład... Tale w ogólnych zarysach przedstawia się idea Kopernika dotycząca heliocentrycznej budowy świata zamkniętego sferą gwiazd stałych. Zajmijmy się z kolei gwiazdami. Zgodnie z teorią heliocentryczną, Ziemia obiega w ciągu

• zjawis■ • Rys. 5. Wyjaśnienie ka paralaksy gwiazd

\ \\

*2^

/X % ■ . ,\ ^"yG w iazdax / / / /

/

/

Orbita Ziemi roku Słońce po orbicie, o której Kopernik myślał, że jest kołem, a która w rzeczywistości niewiele od koła się różni. Ruch ten, zgodnie z przewidywaniami wypowiedzianymi jeszcze przez genialnego Arystotelesa, no i samego Kopernika, powinien się „odbijać” na wszy-

51

■

■

stkich ciałach niebieskich, zatem również i na gwiazdach. Każda gwiazda powinna w ciągu roku zakreślić na niebie większą lub mniejszą elipsę, zależnie od jej odległości od Słońca (jak to schematycznie przedstawia rys. 5). Obserwacje starożytnych astronomów nie wy­ kryły tych ruchów, co stało się powodem, że Arystoteles zrezygnował z wszelkich hipotez heliocentrycznych i założył istnienie owej sfery gwiazd stałych znajdujących się dlatego w jed­ nakowej od nas odległości. Kopernik interpre­ tuje to niepowodzenie w sposób inny, całkowi­ cie zgodny z prawdą: Jeśli zaś niczego podobnego nie dostrzegamy u gwiazd stałych, dowodzi to, że znajdują się niezmiernie wysoko nad nami, co sprawia, że orbita rocznego jej ruchu, albo raczej jej obraz, znika dla naszego wzroku. Jako że dla każdego widzialnego przedmiotu istnieje taka wielkość odległości, przy której nastaniu staje się on ju ż niedostrzegalny*. Bo o tym, że nawet od naj­ wyższej planety, tj. od Saturna, jest jeszcze ogromnie daleko do sfery gwiazd stałych, prze­ konuje nas ich migocące światło. Tą cechą naj­ bardziej się one różnią od planet i ona też — jak być powinno — stanowi największą różnicę między ciałami poruszającym się a nieruchomy­ mi. Tak zaprawdę ogromne jest to boskie arcy­ dzieło Istoty Najlepszej i Największej. * Dziś powiedzielibyśmy po prostu, że przy małych rozmiarach kątowych każdy twór geometryczny staje się punktem.

Pozwolimy sobie tutaj na mały komentarz ustępu, który kończy się tak patetycznie, a któ­ rego treść raczej na ten patos nie zasługuje. Sprawa migotania lub świecenia spokojnego jakiegoś obiektu znajdującego się poza atmo­ sferą ziemską nie zależy bynajmniej bezpośred­ nio od jego odległości od nas, lecz tylko i wy­ łącznie od jego rozmiarów kątow ych. Gdyby Mars czy Wenus miały bardzo małe rozmiary liniowe, a przez to i kątowe, ich obrazy migo­ tałyby na podobieństwo obrazów gwiazd. Średnice kątowe większych planet są rzędu jednej dziesiątej minuty kąta, co nie wystarcza, aby planetę widzieć jako tarczę (gołym okiem), wystarcza natomiast do tego, by znacznie zmniejszyć migotanie jej światła. Średnice ką­ towe gwiazd są znacznie mniejsze, poniżej setnych części sekundy, dlatego też ich światło ulega silnemu migotaniu, zwłaszcza wtedy, gdy atmosfera Ziemska jest niespokojna. Powróćmy jednak do zjawiska rocznego przesuwania się gwiazd na niebie wynikającego z ruchu Ziemi wokół Słońca, a więc do tego, co astronomowie nazwali później zjawiskiem p aralak sy . Zaraz po zapoznaniu się z pracami Koperni­ ka astronomowie zabrali się do tego zadania w nadziei odkrycia zjawiska paralaksy, co mogłoby się stać najbardziej przekonującym i oczywistym potwierdzeniem słuszności teorii Kopernika. Pierwsze dziesięciolecia nie przy­ niosły jednak żadnego wyniku. Fakt można było

52

53

tłumaczyć dwojako: albo uznać go za zaprze­ czenie teorii heliocentrycznych (jak to uczynił sławny Tycho Brahe, tworząc własną kon­ cepcję wszechświata będącą pewnym kompro­ misem między teorią Kopernika a koncepcją geocentrycżną), albo też uznać za Kopernikiem, że gwiazdy leżą zbyt daleko od nas: znacznie dalej, niż przypuszczano w starożytności. To drugie tłumaczenie trafiło do przekonania większości astronomów pokopernikowskich, którzy między innymi właśnie dlatego zaczęli dążyć do podniesienia dokładności obserwacji astronomicznych. Niepowodzenia wciąż się jednak powtarzały, dowodząc za każdym razem, iż odległości gwiazd są jeszcze większe, niż poprzednio przypuszczano. W ten sposób rozmiary wszechświata rosły przy każdej nie­ udanej próbie zmierzenia paralaksy gwiazd. Przy tych obserwacjach odkrywano rzeczy nowe i zadziwiające, o większym znaczeniu dla astronomii niż to, co było celem obserwacji. Bradley odkrywa zjawisko aberracji* światła gwiazd, świadczące dobitnie o skończonej pręd­ kości rozchodzenia się światła w przestrzeni i dające jeszcze lepsze potwierdzenie słuszności teorii heliocentrycznej niż domniemane przesu­ nięcia paralaktyczne gwiazd. Obserwacje aber­ racji światła umożliwiły ponadto wyznaczenie * A berracja — pozorne odchylenie położenia obser­ wowanej gwiazdy od jej położenia rzeczywistego wsku­ tek ruchu Ziemi (dziennego, rocznego). Aberracja dzien­ na wynosi około 1/3 sekundy, roczna — około 20 sekund.

54

prędkości ruchu Ziemi po orbicie i odległości Ziemi od Słońca. Potem William Herschel odkrywa ruch orbi­ talny gwiazd podwójnych, aczkolwiek celem jego obserwacji była wciąż paralaksa gwiazd. Odkrycie Herschela potwierdziło sprawiedli­ wość prawa ciążenia powszechnego w dalekich odległościach od Słońca i Ziemi, co miało olbrzy­ mie znaczenie dla dalszego ugruntowania prze­ konania o powszechności praw natury. Dopiero na początku XIX wieku, a więc w 250 lat po śmierci autora teorii heliocen­ trycznej, udaje się wreszcie astronomom zmie­ rzyć paralaksę kilku najbliższych gwiazd. Udaje się wtedy, gdy nikt już nie ma najmniejszej wątpliwości co do słuszności idei kopernikańskiej i kiedy ideę tę rozwinięto i udoskonalono, czego dokonali Kepler, Galileusz i Newton. Niemniej jednak pomiary paralaks gwiazd dały astronomom metodę bezpośredniego wyznacza­ nia ich odległości, która to metoda po dziś dzień jest podstawą wszelkich pomiarów odległości w naszym bliższym otoczeniu kosmicznym.

ZASADA WZGLĘDNOŚCI

RUCHU

I^ w ró ćm y jednak do spraw bliższych cza­ som Kopernika. Otóż jego „De revolutionibus...” zawiera wyczucie pewnej zasady będącej zaprzeczeniem pojęcia absolutu w fizyce i astro­ nomii i mającej po dziś dzień kapitalne znacze­ nie w całej nauce. Mamy tu na myśli zasadę w zg lęd n o ści sformułowaną w odniesieniu do zagadnień ruchu w sto lat po śmierci Ko­ pernika przez Galileusza. W innych dziedzi­ nach fizyki zwrócono na nią uwagę dopiero w XX wieku; właściwego dzieła „relatywiza­ cji” całej fizyki dotychczas w zasadzie jeszcze nie zakończono. Jak już mówiliśmy, Kopernik pierwszy w dziejach nauki przeniósł układ odniesienia z jednego punktu w drugi i potrafił przewidzieć wszystkie konsekwencje kinematyczne wyni­ kające z tego kroku. Dla czytelników mniej obeznanych z fizyką spróbuję zasadę tę przed­ stawić na prostym przykładzie pasażera jadące­ go w wagonie o przezroczystych ścianach. Pasażer ów, siedząc w swym przedziale, pod­ rzuca w górę piłkę, przy czym widzi, że poru56

sza się ona po linii prostej w górę i w dół. Inaczej widzi jej ruch naczelnik stacji, którą mija pociąg. Dla niego ruch owej piłki jest krzywoliniowy. Ktoś trzeci, obserwując ruch piłki na przykład z powierzchni Księżyca, dostarczy nam jeszcze innego opisu tego ruchu. I co najważniejsze, każdy z tych opisów będzie najzupełniej słuszny i rzetelny! Ktoś mógłby w tym miejscu powiedzieć, że opis podróżnego jest „najlepszy”, ponieważ w jego układzie ruch daje się opisać najprościej. W tym układzie ruch jest prostoliniowy, gdy tymczasem w każdym innym odbywa się po linii krzywej. Owszem — będzie to rzeczywiście opis najlepszy, ale tylko z naszego, ludzkiego, partykularnego punktu widzenia. Przyroda nie jest jednak zbudowana na obraz i podobieństwo myślenia ludzkiego i dlatego wszystkie opisy tego ruchu są najzupełniej równoważne. Z tego wynika, że ruch jest pojęciem względnym*, zależnym od zachowania się obserwatora względem obiektu obserwowa­ nego. Kopernik nie był wprawdzie odkrywcą za­ sady względności ruchu w dzisiejszym tego słowa znaczeniu, był jednak niewątpliwie jed­ nym z jej prekursorów, no i tym, który pierwszy w dziejach nauki wykonał ową czynność my­ ślową— przeniesienia układu współrzędnych z jednego ciała na drugie. * Co wcale nie oznacza, że zjawisko przestaje być czymś realnym, jak to niektórzy fałszywie interpretują.

57

...Każdy ruch obserwowany jest wynikiem ruchu ciała obserwowanego lub obserwatora, lub też niejednakowego ruchu obu tych dal — pisze Kopernik w „De revolutionibus” i zaraz też przytacza cytat z poematu Wergiliusza: — ...Gdy odbijamy od brzegu, Ziemia i miasta wstecz pomykają. Zasada względności ruchu jest więc tu ilustrowana utworem poetyckim. Coś takiego mogło się przydarzyć tylko w epoce Odrodzenia. Pisze więc dalej: ...Albowiem na płynącym podczas ciszy okręcie wszystkie przedmioty, zewnątrz położone, widzą żeglarze posuwające się na podobieństwo owego ruchu, który sami wykonują. Sami zaś żeglarze mniemają, że pozostają w spoczynku wraz z wszystkim, co się znajduje na statku. ...Ziemia jest miejscem, z którego obserwujemy sklepienie nieba i skąd jest ono dostępne naszemu wzrokowi. Jeśli przyjmiemy, że Ziemia posiada jakikolwiek bądź ruch, ruch ów z konieczności wykryjemy w zewnętrznych częściach kosmosu jako ruch w kierunku przeciwnym, jak gdyby mijającym Ziemię. Taki jest przede wszystkim dobowy obrót nieba. Wydaje się nam, że ruch ten porywa cały wszechświat jako całość, wyjąwszy Ziemię i wszystko, co na niej się znajduje. Jeśli jednak założymy, że niebo tego ruchu nie posiada, lecz Ziemia obraca się z zachodu na wschód, to każdy, kto się poważniej zastanawiał nad zjawiskami wschodów i zachodów Słońca, Księżyca i gwiazd — przekona się, że tak zolaśnie jest w rzeczywistości...

I znowu cytat (jakże lubił Kopernik cytowanie pisarzy starożytnych!): ...Gdy poruszamy się wraz z Ziemią, Słońce i Księżyc nas mijają, a gwiazdy na przemian wschodzą i zachodzą. A potem pisze od siebie: ...Każdy ruch dostrzeżony na firmamencie nie pochodzi z firmamentu samego, lecz z ruchu Ziemi. Ziemia zatern, wraz z najbliższymi elementami (miał zapewne na myśli atmosferę ziemską) odbywa w ciągu doby obrót w swych niezmiennych biegunach; firmament zaś wraz z najwyższym niebem nieruchomy pozostaje... Posługując się dość konsekwentnie zasadą względności ruchu (której, jak mówiliśmy, Kopernik nigdy nie sformułował), nasz uczony robi jeszcze jeden krok niewątpliwie rewolucyjny, o którym jednak mało kto wie, oprócz szczupłej garstki astronomów. Idzie o interpretację zjawiska precesji znanego jeszcze od czasów Hipparcha, które dawniej wyjaśniano jako ruch sfery gwiazd stałych. Potem zaczęto myśleć, iż ruch ten należy przypisać dalszym sferom, wprowadzając do astronomii jeszcze jedną sferę, dziewiątą, a nawet dziesiątą. Kopernik najzupełniej trafnie ów ruch przypisuje Ziemi, popełniając jednak pewien błąd, który bez trudu odkryją jego następcy, Galileusz i Kepler. Dla nas ważna jest jednak sama myśl przeniesienia ruchu sfery gwiazd stałych na ruch Ziemi — jeszcze jeden argument za skasowaniem sfery gwiazd stałych, która jak

•:

,

.

\m

mówiliśmy już, znika wkrótce z rozważań astronomicznych. Z tym wiąże się jeszcze jedna sprawa o du­ żym znaczeniu nie tylko dla astronomii. Sta­ rożytni, traktując sferę gwiazd stałych jako obiekt ruchomy (z powodu zjawiska precesji), nie mogli do niej odnosić swoich obserwacji; mówiąc inaczej nie mogli potraktować jej jako układu odniesienia. Ta okoliczność jeszcze bardziej umacniała ich w przekonaniu, że jedynym układem odniesienia na świecie jest Ziemia. Jako kierunek jednej z osi obrano punkt równonocy, nie gwiazdę. Położenie punktu równonocy wiąże się, jak wiemy, z położeniem Ziemi, nie gwiazd. Kopernik, zdając sobie sprawę z ruchu punktu równonocy (w wyniku precesji), od­ krywa właściwy dla astronomii układ współ­ rzędnych, układ oparty na gwiazdach lub — mówiąc ściślej — na średnim położeniu wielu gwiazd. ...Nie położenia gwiazd należy odnosić do punktu równonocy, czyli do miejsca, które się zmienia z biegiem czasu, lecz przeciwnie, poło­ żenie punktu równonocy należy odnosić do sfery gwiazd... Za sprawą Kopernika astronomowie zaczy­ nają posługiwać się układem odniesienia, który nazwano później galileuszowskim, odgrywają­ cym ogromną rolę również w fizyce. Jest to układ na wskroś „uniwersalny”, wyłączający najzupełniej wszelkie zdarzenia w naszym

układzie planetarnym z rozważań nad całością wszechświata. Ten właśnie, którym posługu­ jemy się dotychczas (aczkolwiek pewne mody­ fikacje próbujemy weń wprowadzić, na przy­ kład gwiazdy próbujemy zastąpić dalekimi ga­ laktykami).

■p;ti n--;

1X l i i i

sj ‘isSrigipfe

Jilsfe

■;rr'źfu' i'*

ELEMENTY TRADYCYJNE W MODELU KOPERNIKA

J^-opernik był pierwszym pośród nowożytnych astronomów, jednak bynajmniej nie ostatnim wśród starożytnych — pisze znakomity znawca astronomii starożytnej N. I. Idelson*. To nieco enigmatyczne zdanie zawiera stwierdzenie, że w nauce kopernikowskiej pozostało wiele tra­ dycyjnych elementów astronomii starożytnej, które usunie w kilkadziesiąt lat po śmierci Ko­ pernika jego znakomity następca i kontynuator Johannes Kepler. Mimo woli nasuwa się tu porównanie do Krzysztofa Kolumba, którego odkrycie nie byłoby tym, czym się stało, gdyby w kilkadziesiąt lat po odkryciu Nowego Świata Amerigo Vespucci nie skorygował błędu popeł­ nionego przez Kolumba: tego mianowicie, że wziął Amerykę za Indie... Porównanie to jest wprawdzie dość powierz­ chowne, odsłania jednak przywiązania wielu ludzi wybitnych do niektórych idei przekaza­ nych im przez przodków. Do tych mianowicie, które w pewnym okresie stają się pierwszym * „Nikołaj Kopernik”, Wydawnictwo Nauk ZSRR, 1947 r., str. 39.

62

Akademii

natchnieniem ich śmiałych odkryć i których nie są oni w stanie odrzucić nawet wtedy, gdy dokonane odkrycia wyraźnie przeciw tym ideom przemawiają. W przypadku Kolumba były to błędne mapy świata, z których wyni­ kało, że Indie dzieli znacznie mniejsza odleg­ łość od Europy, niż się to okazało w rzeczywi­ stości. Jak wiemy, Kolumb z uporem maniaka obstawał przy tym, że odkrył drogę do Indii i że odkryte przez niego kontynenty nie są żadnym „Nowym Światem” . Obiektem „zapatrzenia się” Kopernika był niewątpliwie system Ptolemeusza, o którym wyrażał się zawsze z niebywałym uznaniem. Nic też dziwnego, że w kilkadziesiąt lat po śmierci Kopernika Johannes Kepler napisze, że Kopernik, nie zdając sobie sprawy z posiada­ nych przez siebie bogactw, stawia sobie za zada­ nie wyjaśnienie Ptolemeusza, nie istotę rzeczy, do której jednak bardzo się zbliża. Sąd ten, sformułowany nieco ostro, musi jednak zawierać sporo prawdy, skoro wypo­ wiada go ten, który w pewnym sensie dokoń­ czył dzieła Kopernika i który zawsze z wielkim uznaniem o Koperniku się odzywał. Jak już mówiliśmy, jedyną z a s a d n ic z ą zmianą, którą wprowadził Kopernik w syste­ mie Ptolemeusza, było przeniesienie początku układu współrzędnych z Ziemi do Słońca. Inne zmiany były bądź bezpośrednią konsekwencją zmiany układu odniesienia, bądź też pewnymi poprawkami wprowadzonymi do modelu, a wy­

nikającymi z krytycznej analizy nowych i daw­ nych obserwacji. Kopernik zachował orbity kołowe, co, jak wiemy, ogromnie skompliko­ wało system heliocentryczny w ujęciu Koper­ nika. Zachowanie tradycyjnych ruchów jedno­ stajnych kołowych nie było jednak tylko ślepym przywiązaniem do tradycji. Idzie o to, że ruch ten jest n a jp ro s tsz y m ujęciem matematycz­ nym każdego ruchu periodycznego, okreso­ wego, o czym wspominaliśmy już poprzednio. Podobnie jak krzywą traktuje się czasami jako twór złożony z wielu odcinków prostej, styka­ jących się ze sobą w miejscach dokonywanych podziałów owej krzywej, tak też ruch jedno­ stajny kołowy może być tym, co matematycy nazywają pierwszym przybliżeniem ruchu pe­ riodycznego, okresowego. Wyrzeczenie się orbit kołowych stawiało przed każdym astro­ nomem zupełnie nowe zadanie: znalezienie aparatu matematycznego opisującego ruch po krzywej zamkniętej różnej od koła. Zadanie to stało się stosunkowo łatwe dopiero po odkryciu rachunku różniczkowego i całkowego, czego dokonali Newton i Leibniz w 200 lat po śmier­ ci Kopernika. Eliptyczność orbit odkrył wprawdzie Kepler przed znalezieniem rachunku różniczkowego, dokonał jednak tego wyłącznie na d ro d ze em ­ p iry c z n e j. Był to wynik podejmowanych przez Keplera prób dopasowywania takich czy innych krzywych do niezmiernie dokładnych 64

jak na owe czasy obserwacji Marsa, z których to krzywych najbardziej pasowała elipsa. Ko­ pernik ani nie miał tak dokładnych obserwacji, ani też jego umysł nie był zdolny do tego typu rozważań empirycznych. Można by zatem wy­ sunąć przypuszczenie (aczkolwiek jest to tylko przypuszczenie), że Kopernik był bliski od­ krycia eliptyczności ruchu planet, nie miał jednak żadnych rzetelnych danych obserwa­ cyjnych potwierdzających ten domysł. Dlatego też świadom ogromnych trudności matema­ tycznych, jakie by powstały z chwilą wprowa­ dzenia do systemu heliocentrycznego ruchów eliptycznych, po prostu ten domysł odrzucił — świadomie lub podświadomie. W wyniku system heliocentryczny w relacji kopernikowskiej zachował, jak wiemy, liczne epicykle, których obecność na pierwszy rzut oka czyniła go równie skomplikowanym, co sy­ stem Ptolemeusza — tak przynajmniej twierdzą niektórzy historycy nauki. Reforma Keplera — zastąpienie orbit kołowych elipsami — nie­ wątpliwie uprościła ów system, ale tylko w sen­ sie geometrii. Nie wydaje się, aby owa reforma mogła uprościć stronę rachunkową obliczania efemeryd* planet; przeciwnie — raczej ją * Efemerydą jakiegoś ciaia niebieskiego nazywamy dane liczbowe odnoszące się do przyszłych położeń tego ciała na niebie. Najczęściej są to jego współrzędne obli­ czone dla równych odstępów czasu (co dobę lub co miesiąc) na wiele lat naprzód. Porównanie aktualnych obserwacji z tym, co przewidywały efemerydy, jest najprostszym sprawdzianem słuszności teorii, na któ­ rych opierały się obliczenia efemeryd.

5

65

b u m b s

p ilili

iiC ijfti

skomplikowała, ponieważ operowanie elipsą w czasach, gdy nie znano jeszcze rachunku róż­ niczkowego i całkowego, musiało być czymś bardzo trudnym i na pewno bardzo czaso­ chłonnym. Wszystko to nie ma bynajmniej na celu po­ mniejszania znaczenia odkrycia przez Keplera jego słynnych praw ruchu planet. Odkrycie to, chociażby tylko dlatego, że zbliżyło nas do prawdy obiektywnej, zasługuje ze wszech miar na uznanie. Idzie jedynie o to, żeby po­ zostawienia przez Kopernika w jego koncepcji licznych epicykli nie traktować jako wyrazu ślepego posłuszeństwa tradycjom nauki antycz­ nej, lecz jako wynik pewnego historycznego następstwa odkryć astronomicznych. Aby nie robić Kopernikowi zarzutów z tego, iż nie był zarazem Keplerem... Gdzie indziej jednak należy coś niecoś Ko­ pernikowi zarzucić, i to również w sensie jego zbytniego zapatrzenia się w naukę antyczną. I tutaj bylibyśmy skłonni solidaryzować się z najbardziej nawet krytycznymi historykami nauki innych krajów, aczkolwiek zarzut, o ja­ kim za chwilę będzie mowa, jest podnoszony — o dziwo — wyjątkowo rzadko. Idzie o zachowanie w systemie Kopernika sfery gwiazd stałych. Jest rzeczą oczywistą, że obdarzywszy Ziemię ruchem obrotowym, automatycznie usuwamy ruch nieba jako całości, unieruchamiamy to niebo. Uczyniwszy to, uzyskujemy pełną swo­

bodę w snuciu domysłów co do p rz e s trz e n ­ nego rozmieszczenia gwiazd. Wyobraźmy sobie człowieka znajdującego się na środku placu i kręcącego się „w kółko” . Zaobserwuje on, iż wszystko, co go otacza, obraca się z jednakową prędkością kątową, ale w kierunku przeciwnym. Z tego jednak nie wynika, że wszystkie przedmioty, które nasz obserwator widzi jako obracające się, muszą leżeć w jednakowej od niego odległości. Jed­ ne domy mogą być bardzo odległe, inne — bliskie. W podobnej sytuacji znalazł się Kopernik, gdy przyjął, że obserwowany przez nas obrót nieba jest następstwem ruchu obrotowego Zie­ mi. Mimo to nie chciał jednak dopuścić myśli o porzuceniu sfery gwiazd stałych. Ze wszyst­ kich dających się pomyśleć rozmieszczeń gwiazd w przestrzeni wybrał taki, jaki sugero­ wał mu model starożytny! Jak już mówiliśmy, niepowodzenia z obser­ wacjami paralaks różnych gwiazd nie były by­ najmniej przeszkodą do obalenia sfery gwiazd stałych. Pozostaje zatem wyłącznie moment silnego wpływu tradycji antycznych, które pod­ powiadają Kopernikowi pozostawienie w jego koncepcji czegoś, w co sam Kopernik najwy­ raźniej wątpił. Trudno bowiem inaczej odczytać następu­ jące ustępy w jego „De revolutionibus” : ...Ale mówią, że poza niebem nie ma żadnego ciała, nie ma przestrzeni ani próżni, więc nie ma

■

i••

•i ..

.

:

■

U M- V ;

i!

Ui

-

r fc

:

■5

: mi!-*,«aV'j-.:''•u‘fafi .;. Ji/.

■

?-Dw V ‘M • '

. T: . K ’uSSH i sr:Ji TMH

....: i??.;} •; ■

zo ogóle niczego, i że dlatego niebo nie ma dokąd uciec*. W takim razie dopieroż dziwną jest rzeczą, że coś może doznać przeszkody w ni­ czym! (...) Istotnie bowiem, najważniejszą rzeczą, dla której (starożytni) usiłują twierdzić, że niebo ma granice, jest ruch (...). A zatem pytanie, czy świat jest skończony, czy nieskoń­ czony, zostawmy do dyskusji filozofom przy­ rody**. Zaledwie w trzydzieści lat od chwili ukazania się „De revolutionibus” sfera gwiazd stałych znika istotnie z rozważań kosmologicznych, i to bez zwrócenia na to większej uwagi ogółu ów­ czesnych astronomów. Dokonał tego dość mało znany astronom angielski Thomas Digges, publikując rysunek zamieszczony obok. Na pierwszy rzut oka przypomina on kopernikow­ skie ujęcie kosmologii, jednak nie ma w nim sfery gwiazd stałych. Gwiazdy rozmieścił Dig­ ges w n ie o g ra n ic z o n e j przestrzeni otacza­ jącej Słońce, które przez to nie zajmuje już cen­ tralnego miejsca we wszechświecie (we wszechświecie nieograniczonym nie ma w ogóle środ­ ka!). Jednak Słońce zajmuje tu miejsce wyróż­ nione, ponieważ odległości między gwiazdami są najwyraźniej mniejsze niż między Słońcem * Kopernik, argumentując swoje przekonanie o tym, że sfera gwiazd stałych jest nieruchoma, twierdził, że gdyby tak nie było, siły odśrodkowe powinny by rozsa­ dzić tak szybko obracającą się kulę. Jako kontrargument wysuwano wtedy to właśnie, że niebo nie ma dokąd uciec. ** M . Kopernik: „O obrotach sfer niebieskich” . PW N, 1953 r.j str. 63.

68

A pcrfitdefcriptionoftheCslcfliallOrbcs, Mcordin£ to thc tn d ł a u n titntdclłrint e f ibt fijthaęoreaiu. & (.

r f l Df c TH H I T S Z i p

LlSVtf-t>V1THpZht; ^ T lT Y E A M O CLVy,r_

Mai

rm jonnc ,

Rys. 6. Wszechświat podług Diggesa (z książki T. Kuhna — „Przewrót kopernikański” ; str. 356)

a gwiazdą od niego najbliższą. Zresztą i to wkrótce zniknie z rozważań kosmologicznych, między innymi za sprawą Giordana Bruna, któ­ ry będzie głosił, iż Słońce jest tylko jedną z gwiazd!

PRIORYTET

ODKRYCIA

SYSTEMU HELIOCENTRYCZNEGO

J edną z tzw. drażliwych spraw związanych z działalnością Kopernika jest przyznanie mu priorytetu w dokonanym przez niego odkryciu systemu heliocentrycznego. Wielu historykom nauki wydaje się to niesłuszne, ponieważ w cza­ sach starożytnych wypowiadano podobne przy­ puszczenia, twierdząc, że to Słońce, a nie Zie­ mię należy uznać za centrum wszechświata. Otóż istotnie — w dziełach Archimedesa i Plutarcha znajdujemy wzmianki o tym, że słynny astronom grecki Arystarch z Samos (ur. prawdopodobnie w 310 r. p.n.e.) twierdził, ja­ koby nie Ziemia, lecz Słońce znajduje się w centrum wszechświata. Wzmianki te ze wszech miar zasługują na zaufanie, zwłaszcza wzmianka Archimedesa, współczesnego Arystarchowi, będącego w pew­ nym sensie jego młodszym kolegą. Archimedes twierdzi, iż Arystarch z Samos przypuszczał, że nieruchomymi są gwiazdy stałe i Słońce, na­ tomiast Ziemia obiega Słońce po kole... Poza tymi wzmiankami nie mamy żadnych śladów idei heliocentrycznej Arystarcha, acz70

71

kolwiek astronom ów pozostawił po sobie duże dzieło astronomiczne zatytułowane „O roz­ miarach i odległościach Słońca i Księżyca” (w którym wykłada bardzo pomysłową metodę wyznaczania względnej odległości Księżyca i Słońca). W dziele tym jednak nie ma żadnej wzmianki o idei heliocentrycznej. Wszystko to oznacza, iż Kopernik nie mógł się o niej dowiedzieć niczego więcej poza tą krótką wzmianką. Nic też dziwnego, że bro­ niąc się przed ewentualnymi zarzutami współ­ czesnych nie wspomina o Arystarchu z Samos, aczkolwiek wymienia wszystkich innych (zresz­ tą bardzo nielicznych) uczonych starożytnych, którzy w dziełach swych wyrażali pewną wątpliwość co do centralnego położenia Ziemi we wszechświecie: Filolaosa, Heraklita, Niketasa i Ekfantosa. Gdyby Kopernik znał idee Arystarcha z Samos, z pewnością dodałby jego imię do tych czterech wymienionych. Nie w tym jednak rzecz. Przypuszczenie, iż jedno tylko przeczytane zdanie może uczynić z uczonego geniusza jest czymś wysoce naiwnym. Tylko ludziom dale­ kim od spraw nauki może się wydawać, iż wiel­ kie idee „łapie się” z przygodnej lektury lub zasłyszanego zdania. Mechanizm powstawania nowych idei jest czymś niezmiernie skompliko­ wanym i złożonym, najczęściej nieuchwytnym nawet dla tych, którzy sami stają się twórcami tych idei. Jedno jednak jest pewne: wszystko, co przychodzi z zewnątrz, musi wewnątrz

uczonego trafić na odpowiednio przygotowany grunt. Musi wzbudzić osobliw y rezonans i wy­ wołać w łaściw e skojarzenia. Inaczej wszyscy, którzy obserwują spadające jabłka, przedzierzgaliby się w Newtonów! W przypadku Kopernika tym gruntem była niezmiernie wszechstronna i wnikliwa znajo­ mość dzieł uczonych starożytnych, którzy re­ prezentowali ró żn e stanowiska i głosili ró żn e teorie kosmologiczne. Szkoła pitagorejska wprowadziła do astronomii ruchomą Ziemię wraz z czymś, co się nazywało „przeciw-Ziemią” (antichton). Z geocentrycznym systemem epicykli konkurował system kół koncentrycz­ nych wynaleziony przez Eudoksosa i uświet­ niony nazwiskiem Arystotelesa. O tym wszyst­ kim dowiedział się Kopernik zapewne z wykła­ dów Brudzewskiego lub z późniejszych studiów we Włoszech. Dowiedział się też, iż nauka sta­ rożytna była terenem daleko idących kontro­ wersji i walk, których zwycięstwo odnosił nie ten, kto wpadł na lepszy pomysł, lecz ten, kto drogą logicznego przekonywania i konfron­ tacji swoich idei z obserwacją osiągnął oczywi­ stą wyższość nad innymi. Dlatego też Kopernik pracował nad swoją ideą p rz e sz ło 30 lat, zanim wystąpił z nią na arenie naukowej! Inną zupełnie sprawą jest niepowodzenie idei Arystarcha z Samos. Nie znamy argumentów, którymi wspierał ją ów wybitny uczony Staro­ żytności, jesteśmy jednak przekonani o tym, iż jakieś argumenty Arystarch musiał wysuwać

72

73

j

w dyskusjach z innymi uczonymi. Niemniej jed­ nak argumenty te ich nie przekonały, przy czym domyślamy się nawet, dlaczego tak się stało. Ówczesna astronomia była niezmiernie ściśle powiązana z matematyką, dlatego też modele kosmologiczne oceniano przede wszystkim z punktu widzenia ich zalet matematycznych. Geocentryczna teoria epicykli stała się w pew­ nym czasie czymś tak doskonałym w sensie formalnym i przejrzystym w sensie ideologicz­ nym, że odrzucić ją można było tylko na rzecz czegoś znacznie od niej lepszego pod względem matematycznym. A tego Arystarch z Samos nie mógł zaproponować. Nie mógł też zaproponować Kopernik, który jak wiemy, pozostawił w swoim modelu epicykle i sferę gwiazd stałych. Stosunkowo szybkie zwycięstwo idei heliocentrycznej było wyni­ kiem tego, iż wkrótce po Koperniku zapanował w nauce inny zupełnie nastrój. Pojawiła się fi­ zyka, związana wprawdzie z matematyką, lecz będącą czym innym: nauką, w której obok spraw metody pojawił się czynnik zgodności obserwacji czy eksperymentu z rzeczywistością. Ów czynnik nakazał Keplerowi wyrzeczenie się orbit kołowych i podjęcie trudnych prób szukania innych kształtów orbit planet. Naka­ zał też Galileuszowi wykonywanie dziesiątków doświadczeń i częstego oglądania przez lunetę planet i Słońca, co w końcu doprowadziło go zapewne do utraty wzroku. Wydaje się, iż ową zmianę nastroju wywołało samo pojawienie się

74

w świecie „De revolutionibus”, w którym mo­ ment zgodności teorii z obserwacją zabrzmiał bardzo przekonywająco. Ale nie tylko to. Cała ówczesna epoka była powrotem do za­ traconego w Średniowieczu poczuciu rzeczy­ wistości. Nowy Świat, który za czasów dzieciń­ stwa Kopernika był krainą spowitą w trujące mgły, zamieszkaną przez jednookich cyklopów, staje się nagłe pojęciem geograficznym. Leonar­ do da Vinci rozmyśla o maszynach latających. Paracelsus tworzy nową medycynę. W tym na­ stroju idee Kopernika mogły odnieść zwycię­ stwo mimo ich oczywistych (z dzisiejszego punktu widzenia) braków i niekonsekwencji, a także ogromnych trudności matematycznych pojawiających się przy wprowadzaniu helio­ centrycznej teorii do praktyki astronomicznej.

POCZĄTKI

REWOLUCJI

M -ł- ” ie wiemy niestety, kiedy i w jakiej formie idea heiiocentryczna pojawiła się w myślach Ko­ pernika; wiemy jednak, że nastąpiło to nie póź­ niej niż przed pojawieniem się w świecie krót­ kiej rozprawy pod tytułem „Komentarzyk o hi­ potezach ruchów niebieskich” *. Niestety, nie znamy ani dokładnej daty, ani miejsca napisa­ nia przez Kopernika tej rozprawy, która potem stała się niezmiernie popularna w świecie astro­ nomicznym**. Wiemy jedynie, że napisał ją * „Nicolai Copcrnici de hypothesibus motuum coelestium a se constituis commentariolis” . ** Mamy sporo danych do przypuszczeń, że wielu astronomów w pierwszych latach po śmierci Kopernika, jak też i wielu historyków nauki w czasach późniejszych ograniczyło swój kontakt z ideą heliocentryczną do prze­ studiowania tego tylko dzieła, nie mając cierpliwości (a może należytego przygotowania) do przestudiowania późniejszego „D e revolutionibus” . Swego rodzaju papierkiem lakmusowym sprawdzającym słuszność tego przypuszczenia jest łączna liczba kół, którą przypisuje się teorii heliocentrycznej w ujęciu kopernikowskim. Otóż w „Komentarzyku” podaje Kopernik, iż jego system zawiera 34 koła, gdy tymczasem w „D e revoIutionibus” liczba ta wzrasta do 48! Bagatela! I co jeszcze dziwniejsze, że ów papierek lakmusowy wynalazł pisarz bardzo daleki od spraw astronomii, A. Koestler, w sześć­ dziesiątych latach naszego stulecia. Wszyscy zatem

76

po powrocie z Włoch. Rozprawa ta nie wyszła drukiem za życia Kopernika i znana była jedy­ nie w odręcznych odpisach. Oryginał niestety zaginął, tak że nie wiemy, czy ów tytuł pocho­ dzi istotnie od fromborskiego astronoma. Prawdopodobnie swój „Komentarzyk” napisał Kopernik w latach 1505—1509, przebywając w zamku w Lidzbarku, dokąd trafił wkrótce po powrocie z Włoch. Nie wyprzedzajmy jednak faktów i wróćmy do chwili, gdy w wyniku nagłej decyzji swego opiekuna i wuja w jednej osobie obaj Koper­ nikowie opuszczają Kraków. Po krótkim poby­ cie we Fromborku udają się na dalsze studia do odległych Włoch, wybierając wśród różnych istniejących tam wtedy znakomitych uczelni uniwersytet w Bolonii słynny z wysokiego po­ ziomu nauk prawnych. Mikołaj miał się po­ święcić studiom prawa kanonicznego, stano­ wiącego podstawę wykształcenia wszystkich administrujących dobrami kościelnymi. Do tego właśnie przysposabiał się, uzyskawszy zapewne z rąk wuja niższe święcenia kapłań­ skie. Inne jednak musiały być ukryte zamiary Mikołaja, gdyż zdradzały je zabrane ze sobą w podróż oprawne dzieła Euklidesa, Tablice Alfonsa i Regiomontanusa; sami astronomo­ wie i matematycy... astronomowie i historycy nauki (ich nazwisk z powodów zrozumiałych nie będę tu wymieniał), którzy podają, iż system heliocentryczny składa się z 34 kół, dają nam dowód, iż nie zadali sobie trudu uważnego przestudio­ wania „D e revolutionibus...”

Przywykłego do skromności i powściągli­ wości Kopernika zdziwić musiała swoboda oby­ czajów, beztroska i bezpośredniość mieszkań­ ców Bolonii, zachłystujących się tym wszyst­ kim, co przyniosło ze sobą Odrodzenie. Nawet w porównaniu z Krakowem Bolonia musiała wydawać się miastem kipiącym swobodnym życiem towarzyskim i intelektualnym. Mikołaj Kopernik zapisał się tam na wydział prawa lub — jak go wówczas nazywano — uni­ wersytet jurystów. Społeczność studencka skła­ dała się wtedy z przeróżnych „nacji”, aczkol­ wiek podział na nacje nie zawsze pokrywał się z podziałem podług narodowości. Do nacji „germańskiej” (Alemania) należeli na przy­ kład Czesi, Morawianie, Litwini i Duńczycy. Byli tam przyjmowani również Belgowie, Po­ lacy, Węgrzy i Szwedzi. Podobnie łączyli się w nacje studenci innych ówczesnych uniwersy­ tetów. Chcąc zapewne być razem ze scholarami bliskich im krajów, obaj Kopernikowie zapisali się do nacji germańskiej. Studenci bolońscy żyli jeszcze bujniej niż ich koledzy krakowscy. Na pięć lat przed przy­ byciem Koperników do Bolonii studenci tam­ tejsi stoczyli ostrą walkę z miastem i wszech­ władną rodziną Sforzów, która tym miastem rządziła. Szło o obronę praw rektora uniwer­ sytetu, którego władze miejskie zamierzały usu­ nąć. Co dziwniejsze, wygrali w końcu studenci, wymusiwszy przywrócenie w prawach rektor­ skich Austriaka. Georga von Neudecha.

W niespokojnej Bolonii zetknął się Kopernik z dość wybitnym i sławnym astronomem Domenico Marią Novarą, którego zaproszono na tamtejszy uniwersytet w 1483 roku. O pra­ cach tego astronoma wiemy tyle, że odkrył zmiany szerokości geograficznych niektórych miejscowości, opierając się na domniemanych zmianach obserwowanych położeń gwiazd. Na tym oparł niezmiernie śmiałą hipotezę o pew­ nym osobliwym ruchu gwiazd stałych, która jednak zupełnie się nie przyjęła, a to dlatego, że obserwacje, na których oparł Novara swoją hipotezę, okazały się błędne. Niemniej jednak hipoteza ta poruszyła świat astronomiczny, wywołując oczywiście liczne dyskusje i fer­ ment. Novara był zapalonym obserwatorem. Jest rzeczą wysoce prawdopodobną, iż z nim razem zetknął się Kopernik po raz pierwszy w swoim życiu z obserwacją. Szczególnie pamiętną dla Kopernika była pewna noc, kiedy Księżyc miał przesłonić jasną gwiazdę w gwiazdozbiorze By­ ka (zwaną Okiem Byka). Podług obliczeń opar­ tych na teorii geocentrycznej odległość Księ­ życa od Ziemi w chwili zakrycia miała być inna niż na przykład podczas pełni, z czego wynikał inny moment zakrycia przez Księżyc Oka Byka, niż to zaobserwowali Kopernik i Novara. Kto wie, czy stwierdzenie tej właśnie dość dużej rozbieżności nie było pierwszym impulsem do poszukiwań przez Kopernika nowych kon­ cepcji wszechświata.

78

79

tych, którzy złożyli przysięgę na wierność nau­ ce i na to, że jej się nie sprzeniewierzą w celach zysku lub wyrządzenia zła bliźnim. Jeden z pro­ fesorów czytał odpowiedni tekst z podręcznika anatomń, gdy tymczasem drugi objaśniał sło­ wa tekstu, demonstrując znaczenie każdego zdania na odpowiednio preparowanych zwło­ kach. Sekcję robili chirurdzy-lektorzy. Zanim studenci nie obejrzeli świeżo wyjętego organu, nikt nie mógł zabierać głosu. Dopiero wtedy, gdy chirurdzy przystępowali do następnej czę­ ści, wolno było zadawać pytania lub wszczynać debaty. Do nauki o lekach istniał specjalny ogród — zwany Ogrodem Lekarskim — okrągły, roz­ legły, zasadzony wszelakiego rodzaju roślinami leczniczymi. A oto próbki recept lekarskich, które zano­ tował w czasie swoich studiów padewskich Mikołaj Kopernik: Sadło wieprza albo wolu, gotowane przez chwilę z oliwą i namaszczone powyżej pępka sprowadza wymioty, a poniżej pępka — opróżnienia (...) Mycie rąk ciepłą wodą przed jedzeniem, a po jedzeniu — zimną, pomaga na żołądek. I jeszcze jedna, nieco dłuż­ sza, zakończona jakże filozoficzną klamrą: ...Wziąć wina sublimowanego dwie kwarty, ususzonych owoców figi cztery drachmy, cyna­ monu, goździków i szafranu po 5 drachm. Zmie­ szać i przecedzić do czystego naczynia. Używać wygodnie i wstrzemięźliwie. Jeżeli Bóg zechce, pomoże.

Pobyt w Bolonii trwał zaledwie trzy lata. Studiów prawnych Kopernik nie ukończył. Po krótkim pobycie w Rzymie, w którym ogrom­ nie uroczyście obchodzono rok jubileuszowy 1500, znalazł się Kopernik w Warmii, gdzie czekały na niego obowiązki kanonika. Jechał tam zapewne z niepokojem z powodu nieukończonych studiów, tęskniąc za dalszym po­ bytem we Włoszech. Życzeniom jego stało się zadość, jako że jeszcze w tym samym roku zna­ lazł się tam znowu, tym razem w Padwie. Miasto to wybrano na studia Mikołajowi Ko­ pernikowi głównie dlatego, że słynęło — mię­ dzy innymi — ze znakomitych profesorów me­ dycyny. Tymczasem nasz Wielki Astronom miał w przyszłości być nie tylko administrato­ rem dóbr kościelnych, lecz również lekarzem przybocznym swego wuja, biskupa Warmii. Medycynę wykładało tam aż ośmiu profeso­ rów. Szczególnie okazale odbywały się pokazy anatomiczne dla starszych studentów medycy­ ny. Przed końcem lutego każdego roku rajcy miasta musieli dostarczyć uniwersytetowi dwa trupy ludzkie: mężczyzny i kobiety (niedotrzy­ manie tego zobowiązania narażało dostawców na wysokie kary pieniężne). Były to najczęś­ ciej zwłoki przestępców skazanych na karę śmierci. Dwaj bardziej obyci z medycyną studenci czynili wszelkie niezbędne przygotowania do sekcji zwłok. Na to widowisko wpuszczano wy­ łącznie studentów immatrykulowanych, a więc 6

80

81

Później, już jako doświadczony, praktykują­ cy lekarz, zanotuje Kopernik na marginesie pewnego dzieła medycznego: Najlepiej sporzą­ dzać najkrótsze recepty, aczkolwiek za młodu wystawiał recepty najczęściej długie. Dość in­ trygująco brzmi następująca notatka: Każdy członek wzmacnia to, co jest doń podobne: jak rabarbar pomaga wątrobie, tak lapis lazula i armenus (błękitna farba) — śledzionom. W tej recepcie brzmią wyraźnie echa antycznych wie­ rzeń i zabobonów... Nie tylko medycyna kwitła w Padwie. Jede­ nastu profesorów wykładało tam filozofię. Słynne były zwłaszcza wykłady Pomponazziego, które ściągały zazwyczaj więcej słuchaczy, niż ich mogło pomieścić audytorium. Podobne powodzenie miały wykłady z litera­ tury na katedrze filozofii, archeologii i literatury starożytnej, obsadzonej przez wybitnego helle­ nistę Niccola Leonica Tomeo z pochodzenia Albańczyka. W Padwie Kopernik udoskonalił się w grece, którą zaczął zapewne studiować w Bolonii. Kto wie, czy nie od swego mistrza Leonica przejął Kopernik pewną zasadę, którą się kierował do końca życia, a mianowicie tę, że nie należy się spieszyć z publikowaniem prac naukowych, aby mieć czas na ich gruntowne przemyślenie i przedyskutowanie w gronie najbliższych tylko przyjaciół. Nic też dziwnego, że Kopernik bę­ dzie tak długo zwlekał z wydrukowaniem swe­ go „De reyolutionibus”, czekając nie tylko lat

dziewięć, lecz ju ż nawet czwarte dziewięciolecie... Wpływ Albańczyka Leonica na sarmackiego astronoma znać jeszcze po tym, iż odnosząc wszystkie obserwacje do południka krakowskie­ go, Kopernik wspomina, że południk ów prze­ chodzi również przez Dyrrachium (tak się wte­ dy nazywała dzisiejsza Tirana). Wielu history­ ków nie mogło dociec, skąd przyszło na myśl Kopernikowi to właśnie miasto, leżące poza zasięgiem ówczesnej cywilizacji. W Padwie nie było jednak astronomów tej miary, co Domenico Maria Noyara, należy za­ tem sądzić, iż edukacja astronomiczna Koper­ nika skończyła się w Bolonii na kontaktach z tym właśnie uczonym. Odtąd Kopernik kształcił się sam, wertując coraz to inne dzieła filozoficzne, głównie starożytne. Po trzyletnim pobycie w Padwie decyduje się wreszcie Kopernik na odbycie egzaminu dok­ torskiego. Nie z medycyny, lecz... z prawa ka­ nonicznego, które było właściwie głównym kierunkiem studiów zalecanych mu przez wuja i przez sytuację, w jakiej się znalazł w chwili objęcia kanonii we Fromborku. Nie wiemy, co skłoniło Kopernika do wy­ boru uniwersytetu w Ferrarze jako miejsca egzaminu; prawdopodobnie to, że koszty związane z promocją doktorską były tam znacz­ nie niższe niż w Padwie. Tak też postąpiło wielu jego kolegów, kierując się zapewne tymi samymi względami.

82

83

Dnia 31 maja 1503 roku Mikołaj Kopernik, przybrany w kolorowe uroczyste szaty, stanął przed kolegium profesorskim szkoły jurystów w Ferrarze. Po szczęśliwym zakończeniu egza­ minu i obronie pracy główny promotor, Anto­ nim Leutus, podał promowanemu doktorowi zamkniętą księgę, ażeby wiedział, iż powinien usilnie zatrzymywać w pamięci to, czego się nauczył. Potem ją otworzył, aby zrozumiał, iż powinien przez ćwiczenia wiedzę swoją rozsze­ rzać. Następnie odbyło się wręczenie insyg­ niów doktorskich: promotor włożył na głowę Kopernika biret doktorski, bo nań zasłużył przezwyciężaniem samego siebie i dzielną walką za swoją kwitnącą Akademię. Na palec włożył pierścień, ażeby wiedział, że tak właśnie wiernie powinien spełniać boskie przykazania sprawiedli­ wości, jak małżonka powinna stać u boku męża i (...) że podobnie jak najczystszym został poślubiony metalem, tak — cokolwiek by zamyślił uczynić — powinien to przeprowadzić czystym i szczerym sercem. Na koniec promotor złożył na policzku Kopernika pocałunek pokoju, aby mógł na pokój zasłużyć, jeżeli go siać będzie, i nie być sprawcą niesnasek, lecz pokoju i zgo­ dy. Jak wiemy, tej ostatniej przysięgi nie mógł Kopernik dopełnić, aczkolwiek niepokoju, jaki zasiał, nie był oczywiście wówczas ani w stanie przewidzieć, ani mu w żaden sposób zapo­ biec.

84

KOPERNIK

W WARMII

l i o k 1503, w którym Kopernik musiał opuścić — tym razem na zawsze — słoneczne Włochy, miał, zdaniem astrologów, znaczenie szczególne. Oczekiwań oni na czterokrotną koniunkcję* Jowisza i Saturna w złowrogim znaku Byka: dwukrotną w końcu 1503 r. i dwukrotną na początku roku następnego. Datę ostatniej i „najgorszej” koniunkcji przepowie­ dziano na 10 czerwca. W Krakowie, w którym Kopernik zatrzymał się na kilka dni w drodze powrotnej, ówczesny rektor Akademii Jagiellońskiej zadawał tam­ tejszym studentom — jako temat pracy dyplo­ mowej — pytanie: Czy konfiguracje niebieskie gwiazd i planet w roku zbawienia 1503 i w przy­ szłym 1504 spowodują nadejście zdarzeń nie­ zwykłych, przemiany sekt i praw itd.? Kopernik, który nigdy nie stawiał horosko­ pów i do astrologii odnosił się nader sceptycz­ nie, zadał sobie trud obliczenia dokładnej daty * Koniunkcja — złączenie, położenie na niebie dwóch poruszających się ciał niebieskich w chwili ich najmniej­ szej odległości kątowej.

85

ostatniej koniunkcji, opierając się zapewne na swojej nieopublikowanej i nie znanej jeszcze nikomu teorii. Otrzymał datę o miesiąc wcze­ śniejszą, niż to wynikało z przepowiedni wszy­ stkich innych astronomów. Kiedy nastąpiła wreszcie ta koniunkcja i kiedy okazało się, że jego przepowiednia jest znacznie bliższa praw­ dy, Kopernik po raz pierwszy zwrócił na siebie uwagę świata astronomicznego. Po powrocie na Warmię Kopernik został od razu wciągnięty w wir spraw administracyjno-politycznych. Jego wuj, wszechwładny biskup Watzenrode, mianował go swoim sekretarzem, pomocnikiem i doradcą. Kopernik wiedzie odtąd życie niespokojne, przenosząc się co chwila z miejsca na miejsce razem z biskupem, który odbywa nieustanne podróże i uczestniczy w niezliczonych naradach i sejmikach. Idzie głównie o zażegnanie konfliktów z Zakonem Krzyżackim. Frombork, Elbląg, Gdańsk, Piotrków, Grudziądz, Malbork — oto miejsca, które wizytuje Kopernik jako kanonik przy­ boczny (canonicus a latera) biskupa Watzen­ rode. Siedzibą biskupa warmińskiego i jego dworu jest zamek w Lidzbarku. Tu w latach 1503—1510 zamieszka na stałe Kopernik. Potężny zamek lidzbarski położony wśród łagodnie pofalowanej okolicy stanowił kontrast z niedużym miasteczkiem, tchnącym spokojem i sennością. Z jednej strony dostępu do zamku broniła rzeka Łyna, z drugiej — potężne fosy.

86

Otaczały go wysokie nieprzystępne mury z czte­ rema basztami na narożnikach. Nieduży kwadratowy podwórzec otaczały krużganki podparte granitowymi słupami złą­ czonymi szerokimi arkadami. Na piętrze lekkie ośmiograniaste kolumny podtrzymywały gwiaź­ dziste sklepienia. T u były komnaty biskupa i je­ go dworzan. Południowe skrzydło zamku mieściło biblio­ tekę i kaplicę. We wschodnim skrzydle znajdo­ wała się olbrzymia Sala Rycerska, długości oko­ ło 30 metrów. Wszystkie komnaty były nie­ zmiernie wysokie, na dwa piętra. Na parterze mieściły się izby gospodarcze i pokoje dla służby. Dwa piętra piwnic służyły do przecho­ wywania zapasów żywności i broni. W zamku panował ciągły ruch. Z dalekich krajów przybywali posłowie, z Krakowa i Wilna kurierzy królewscy, zjawiali się krzyżaccy burmistrzowie, wojewodowie, kasztelanowie. Z tymi ostatnimi biskup konferował i układał się równie ostrożnie i dwuznacznie, jak to się robi i dziś, kiedy się jest zagrożonym. Nienawistny Zakon Krzyżacki, który był mu zadrą w sercu i solą w oku, Watzenrode chciał raz na zawsze usunąć z ziem pruskich poprzez przesiedlenie go na południe Polski. Nie ulega wątpliwości, iż Kopernik w te plany był wtajemniczony i że z dużym entuzjazmem, choć ostrożnie, próbował je realizować przy każdej nadarzającej się sposobności, nawet wte­ dy, kiedy zabrakło już Łukasza Watzenrode, te-

87

go „wcielonego diabła”, jak go nazywali Krzy­ żacy. Codziennym punktem kulminacyjnym życia na zamku był obiad spożywany w południe z całym, właściwym tamtym czasom i randze biskupa, ceremoniałem. W oczekiwaniu na przybycie biskupa wszyscy biesiadnicy stoją na krużgankach. Zbliżanie się Jego Przewielebności oznajmiają hałaśliwe ujadania psów, które spuszczał własnoręcznie przechodząc przez podwórze. Przy wejściu do sali służba podaje miednice do obmycia rąk i ręczniki. Po odmówieniu modlitwy biskup zasiada na podwyższeniu, przy głównym stole. Wtedy dopiero zajmują miejsca wszyscy obecni, według ściśle ustalonej hierarchii. Stołów jest kilka, w tym jeden przeznaczony dla stangretów, stajennych, wartowników wieżowych i żołnie­ rzy. Trzy puste stoły czekają na tych, którzy teraz usługują jedzącym. Osobny stół czeka na ubogich, nędzarzy, których nakarmi się tu na polecenie biskupa. Jest on przecież w tym kraju apostolskim namiestnikiem, sługą Chrystusa. W tym niespokojnym otoczeniu znajduje Kopernik czas nie tylko na rozważania astrono­ miczne, ale także na swego rodzaju „wprawki” z języka greckiego: tłumaczy zbiór listów Teofilakta Symokatty, pisarza starożytnego nie wyróżniającego się wprawdzie głębią ani wnikli­ wością, reprezentującego jednak to, co mogli­ byśmy nazwać nastrojem okresu klasycznego. Pracę tę zadedykował Kopernik wujowi (Ad

reverendissimum dominum Lucam episcopum Varmiensem Nicolai Coppernici epistoła) i opu­ blikował pod tytułem „Teofilakta scholastyka Symokatty listy obyczajowe, sielskie i erotyczne w przekładzie łacińskim” . Nie był to wielki wyczyn w znaczeniu kulturalnym czy lite­ rackim, świadczył jednak o dużej odwadze i stanowczości Kopernika, tłumaczenie bowiem dzieł „pogańskich” w środowisku i atmosferze klerykalnej, jaka go otaczała, musiało być traktowane jako daleko idące odstępstwo od re­ guł moralnych obowiązujących każdego du­ chownego. Prawdopodobnie chciał się także wykazać przed wujem z umiejętności nabytych na studiach w Italii. Były to pierwsze i ostatnie wystąpienia Ko­ pernika na polu literatury pięknej. Być może, to i owo pisał „do szuflady” ? O tym nie wiemy. Plotka przypisuje Kopernikowi autorstwo „Siedmiu gwiazd”, utworu nader słabego, o charakterze dewocyjnym. Współcześni kopernikaniści stanowczo tę plotkę odrzucają. Wielkim natomiast dziełem, którego prawdo­ podobnie dokonał w Lidzbarku, było przygo­ towanie wspomnianego już „Komentarzyka o hipotezach ruchów niebieskich” . Nigdy go drukiem nie ogłosił, lecz posłuszny zasadom wpajanym mu jeszcze we Włoszech, rozpo­ wszechniał wśród bliskich i znajomych w od­ ręcznych odpisach. „Komentarzyk” zawierał w skrócie wszystkie główne tezy rozwinięte później szeroko w „De revolutionibus” .

Oto niektóre z aksjomatów, które znalazły się w „Komentarzyku” : Środek Ziemi nie jest środkiem świata, ale jedynie środkiem ciężkości oraz środkiem drogi Księżyca. Wszystkie mchy planet dają się wytłumaczyć obiegami wokół Słońca. Słońce jest nieruchome względem gwiazd stałych. W zamku lidzbarskim Kopernik dokonywał niektórych obserwacji astronomicznych za­ pewne ze szczytu najwyższej i najstarszej wieży. W nocy z 6 na 7 października 1511 roku obser­ wował zaćmienie Księżyca; jednocześnie w Krakowie obserwowali to samo zjawisko tamtejsi astronomowie, co było zapewne umó­ wione. Po skonfrontowaniu obydwu obserwacji udało się Kopernikowi wyznaczyć długość geograficzną Lidzbarka. Na Nowy Rok 1512 obserwował Marsa, aby sprawdzić swoją teorię ruchu planet. W tym samym roku umiera Łukasz Watzenrode. Kopernik przenosi się do Fromborka. Po czteroletnim tam pobycie zostaje wybrany na administratora dóbr kapitulnych w Olsztynie; musi się zatem znowu przenieść do innego mia­ sta i rozpocząć nowe życie, równie niespokojne co w Lidzbarku. W Olsztynie po raz pierwszy w życiu Koper­ nik miał w swoich rękach niemalże nieograni­ czoną władzę. Podlegali mu wszyscy: chłopi, mieszczanie, szlachta, burgrabiowic zamków

i duchowni dwudziestu jeden kościołów. On sądził szlachtę, przyjmował odwołania sądów ławniczych, zarządzał dobrami kapitulnymi, osadzał chłopów, nadawał im ziemię, ścią­ gał z nich czynsze i podatki. Ponadto leczył okoliczną ludność i mieszkańców zamku, był bowiem jedynym kanonikiem posiadającym dość rozległą wiedzę medyczną. Los mu zgotował jeszcze jedną niespodzian­ kę, która sprawiła, iż musiał — i to w dość krótkim czasie — stać się strategiem i artylerzystą. Początki wieku XVI były okresem gwałtow­ nych zaburzeń i niepokojów na całym Pomorzu z powodu niezwykle zaborczej i bezwzględnej polityki Zakonu Krzyżackiego. Najemni żoł­ nierze buszowali bezkarnie po Warmii, napadali na wsie i osady, które znajdowały się poza murami obronnymi miast, pustoszyli je i palili. Około roku 1515 doszło już do jawnego rozboju na drogach. Napadano na kupców i zamożniej­ szych podróżnych, łupiono ich mienie, a ich samych pozostawiano na drodze mocno pora­ nionych, a nieraz i zabitych. Z posiadanych dokumentów widać, że biskup warmiński (wówczas Fabian z Lężan) i kapituła robili wszystko co mogli, aby zażegnać wojnę, do której wyraźną przygrywką były opisane wyżej wydarzenia. Odwoływano się do króla, układa­ no z mistrzem Zakonu, Albrechtem von Brandenburg-Ansbach — wszystko bezskutecznie. W Nowy Rok 1520 r. wybuchła wojna. Tegoż

90

91

dnia, pierwszego dnia wojny, Krzyżacy zajęli Brunsbergę (Braniewo); Albrecht ogłosił się prawnym obrońcą Warmii przed Polakami, po­ wołując się na rzekome przyzwolenie pa­ pieża. W kilka dni potem zjawił się w Brunsberdze Mikołaj Kopernik, występując tym razem jako poseł biskupa warmińskiego. Poselstwo zostało zlekceważone przez Krzyżaków, bo już 23 stycznia najechali Frombork i spustoszyli wszystkd, co znajdowało się przed murami warowni. Jednak Wielki Mistrz, chcąc zapewne zachować przynajmniej pozory przyzwoitości wobec biskupa, wydał Kopernikowi następu­ jący glejt: M y, z łaski bożej Albrecht etc., przyznajemy i ogłaszamy tym listem, żeśmy szacownemu, wielce uczonemu i duchownemu Nicklassowi Coppernickowi, kanonikowi frauenburskiemu, najego wytrwałe przedłożenia i prośby przyobiecali i dali nasz wolny, pewny i chrze­ ścijański glejt na przejazd przez ziemie naszego zakonu od nas i do nas ( ...) razem z jego pachołkami i końmi, ich majątkiem i dobytkiem ( ...) Polecamy zatem i rozkazujemy wszystkim naszym urzędnikom i poddanym wymienionego pana Nicklassa bez przeszkody przepuszczać, a także przez ten nasz glejt podejmować i bronić ( ...) dan w Brunsberdze wieczorem w Trzech Króli... Zaalarmowany król wysłał na Warmię swoje wojska. Prawie wszystkie twierdze należące do kapituły zostały obsadzone polskimi załogami.

W sierpniu Wielki Mistrz zjawił się pod mu­ rami Lidzbarka wiodąc ze sobą 7000 żołnierzy i artylerię. Rozpoczęło się półtoramiesięczne oblężenie, które bynajmniej nie osłabiło oporu Polaków, naraziło natomiast armię Albrechta na ogromne straty. Komendantem Lidzbarka był Jerzy Preuk, starosta warmiński, mianowany przez króla marszałkiem Warmii. Rozkazał on mieszkań­ com miasta, aby w czasie oblężenia mieli zawsze na podorędziu kadzie z wodą, a w nich namo­ czone skóry wołowe (zwłaszcza na górnych piętrach i w zagłębieniach dachów). Mokrymi skórami gaszono kule ogniste miotane przez nieprzyjacielską artylerię. Ponieważ nie udało się podpalić miasta, a ogień artyleryjski poczy­ nił spore wyłomy w murach ochronnych — Mistrz rozkazał wziąć Lidzbark szturmem. Wtedy najemne wojsko odmówiło wykonania rozkazu; czy to dlatego, że od dawna nie otrzymywało żołdu, czy też dlatego, że Polacy byli tak bezczelni, że nie tylko nie naprawili zwalonych murów, ale do tego jeszcze jedną z bram miejskich zostawiali co dzień otwartą. Armia Albrechta musiała się wycofać. W styczniu 1521 roku ta sama armia, tyle że w liczbie 5000 ludzi, uprzednio zagarnąwszy miasto Ornetę, podchodzi pod wodzą Albrechta pod Olsztyn, nie oblega go jednak, bo warowny. Poprzestaje tylko na splądrowaniu i puszczeniu z dymem 7 okolicznych wsi. W tym samym mniej więcej czasie inne wojska krzyżackie

92

93

pod wodzą von Sichawa okrążają Dobre Mia­ sto. Załoga i kanonicy tamtejsi tak celnie ostrzeliwali Krzyżaków ze szczytu wieży ko­ ścielnej, że ich prawie stu zabili, a wodza bardzo ciężko ranili. Niemniej jednak Dobre Miasto zostało podstępem opanowane przez Krzyża­ ków: stało się to nocą. W tej sytuacji Olsztyn, mimo swoich obwa­ rowań, był poważnie zagrożony. Zamku broniło dwóch tylko kanoników: Kopernik i Snellenberg. Odtąd po raz pierwszy w korespondencji Kopernika pojawiają się nigdy dotychczas nie używane przez niego rzeczowniki: „bombarda”, „rusznica”, „hakownica”, „saletra”, „ołów” . Czynił bowiem wszelkie niezbędne przygotowania do obrony Olsztyna. Wprawdzie do ataku na Olsztyn nie doszło, bo niebawem zawarto w Toruniu czteroletni pokój, jednak wojna podjazdowa trwała dalej i przez dłuższy czas musiał Kopernik czuwać nad obronnością zamku. Zapewne za to król Zygmunt I nadał mu tytuł „komisarza Warmii” . Kres wojnie położyła dopiero Reformacja. W 1525 roku Wielki Mistrz Zakonu Krzyżackiego, prze­ szedłszy na luteranizm, złożył hołd lenny królo­ wi polskiemu na rynku krakowskim. Wojna ustała, ale na Pomorzu pojawiły się inne kłopoty: wielu mieszczan chciało przejść na wiarę protestancką, w związku z czym w różnych miejscach wybuchały rozruchy. Za­ częły się „świętokradcze” pochody ludzi dzi­ wacznie przebranych, ośmieszające znienawi-

94

dzonych „papistów” . Bulle papieskie przybija­ no na pośmiewisko w miejscach publicznych, przeszkadzano w nabożeństwach katolickich... Kopernik nigdy nie przejawił śladu nietoleran­ cji w stosunku do protestantów, musiał jednak mieć z „heretykami” i „rebeliantami” sporo kłopotów, tym bardziej że w tym czasie wybra­ no go na administratora wszystkich dóbr kościelnych biskupstwa warmińskiego. W tych jakże niespokojnych okolicznościach znalazł Kopernik czas i uwagę nie tylko na zajmowanie się astronomią, lecz także innymi zagadnieniami naukowymi. W Olsztynie roz­ począł (na prośbę stanów Prus Królewskich) opracowywanie podstawowych zagadnień eko­ nomicznych, które to opracowania mają wszy­ stkie cechy doniosłych odkryć w dziedzinie ekonomń. Prace te znane są z memoriału „O szacunku monety” odczytanym na sejmie pruskim w 1519 r., z „Rozprawy o monecie” odczytanej tamże w 1526 roku i z kilku listów napisanych przez Kopernika w tej sprawie do różnych wybitnych osobistości. Wydaje się, iż Kopernik pierwszy zrozumiał zasadniczą zmianę, jaka nastąpiła w ekonomice w związku z odkryciem Ameryki i przejściem z systemu feudalnego do kapitalistycznego, a ponadto wyraźnie sformułował, jak ta zmiana odbić się powinna na ówczesnym systemie mo­ netarnym. Idzie o to, że przed Odrodzeniem moneta była traktowana jako prywatna własność wład-

i «#*t

cy. Ów władca niejako sprzedawał poddanym srebro i złoto w formie monety z własnym wize­ runkiem. Złoto i srebro stawało się w ten spo­ sób przedmiotem handlu na równi z innymi towarami, ulegało zatem różnym zmianom ko­ niunkturalnym, przy czym koniunkturę wyko­ rzystywał z reguły władca danego kraju. Rozwój gospodarki i przemysłu wymagał likwidacji wszelkiej spekulacji pieniądzem i jego możliwie daleko posuniętej stabilizacji. A to było możli­ we tylko wtedy, gdy się pieniądz zaczęło trakto­ wać w sposób zbliżony do współczesnego: jako rodzaj zobowiązania władz wobec człowieka (posiadającego pieniądz) do dostarczenia mu (czy umożliwienia nabycia) pewnego ekwiwa­ lentu towarowego. W ten sposób pieniądz przestaje być funkcją tylko jednej zmiennej — ilości zawartego w nim złota lub srebra, których cena może się znacznie wahać — lecz staje się także zależny od zaopatrzenia towarowego, a więc od całości gospodarki- danego kraju. Znaczy to, że stabilizacja gospodarki może zapewnić stabilizację wartości pieniądza, który jednak musi niezależnie od tego zachować swoją wartość jako „towar” . Moneta może być (jednak) szacowana wyżej, niż materiał, z któ­ rego się składa, nie na odwrót — pisze Kopernik. Aby podnieść jej wartość nie należy bić więcej monety, dopóki nie zrówna się ona z wartością srebra. W tych wywodach zawarte jest to, co potem niesłusznie nazwano prawem Greshama...

96

•

Za najcięższe przestępstwo i niepoprawny błąd uważa Kopernik takie postępowanie, przy którym władca albo zarządzający krajem, albo gminy szukają zysku z mincerstwa, gdy miano­ wicie do poprzedniej monety obiegowej dodają nową, która ma braki w zawartości kruszcu albo w wadze ( ...) Ten bowiem zwodzi nie tylko swych poddanych, ale i siebie samego, ciesząc się z czasowego zysku, który jest jednak zgoła nieduży. Postępuje on jak skąpy rolnik, który sieje złe nasienie, aby oszczędzić dobrego, a wtedy złego jest jeszcze więcej, niż zasiał. Przez to szacunek monety niszczeje podobnie jak chwast wyniszcza zboże zagłuszając je... Potem następują rady: Przede wszystkim ma być wyznaczona tylko jedna mennica, gdzie mo­ neta byłaby wybijana nie w imieniu jednego miasta ( ...) , ale całego kraju. (Właśnie wtedy w Prusach działały 4 mennice: w Toruniu, Elblągu, Gdańsku i Królewcu). Dalej — żaden nowy pieniądz nie będzie ustanowiony bez rady ogólnej i pozwolenia ziem i miast, a także będzie zastrzeżone trwałym dekretem, żeby nie więcej, niż 20 grzywien wybijano z jednego funta czystego srebra... I na zakończenie: Niechże to wystarczy dla zagajenia sprawy monetarnej, co powinno być przedłożone do krytyki i poprawy każdemu obznajmionemu z tym przedmiotem. Niestety, „obznajmieni z tym przedmiotem” byli wtedy tak dalece zaprzątnięci wojnami i tłumieniem zamieszek, powstających na tle

religijnym, że z rad Kopernika skorzystali dopiero w 9 lat po ogłoszeniu „Rozprawy...”, to jest w roku 1528. W maju tego roku odbył się zjazd stanów Prus Królewskich w Malborku, na którym rozpatrywano ostatnią, przerobioną nieco wersję traktatu o pieniądzu Mikołaja Ko­ pernika, noszącego teraz tytuł „Sposób bicia monety” : Sejmik uchwalił wówczas reformę monetarną, w której uwzględniona została większość postulatów Kopernika. Ustanowiono także na obszarze Prus Królewskich tylko jedną mennicę — w Toruniu. Zapewne w związku ze sprawą monetarną Kopernik, jako ekspert, bywał czasem w Toru­ niu. Wtedy to może poznał bliżej i zaprzyjaźnił się z Matzem Schillingiem, artystą medalierem, mistrzem złotnictwa, snycerstwa i rytownictwa. Jego córka, Anna, odegrała w życiu Astronoma wcale niepoślednią rolę. Objęła obowiązki go­ spodyni w skromnym domu Kopernika (nie sposób ustalić, kiedy to nastąpiło) i pełniła je przez czas dostatecznie długi, żeby wprawić w niepokój dwu biskupów, kolejnych przełożo­ nych Kopernika: zachowała się ich korespon­ dencja, w której raz tylko wymienia się nazwi­ sko Anny, a poza tym zawsze jej osoba określa­ na jest przez omówienie: albo jako „służąca”, albo „kokietka”, albo „diablica” . Ich eminencje domagają się od Kopernika usunięcia Anny, źródła zgorszenia. Upór, z jakim Astronom uchyla się raz po raz od wykonania tego polece­ nia, świadczy niewątpliwie o tym, że pięćdzie-

sięcioparoletni Kopernik był zakochany w tej kobiecie o niezwykłej urodzie i niezwykłej za­ pewne inteligencji. A o tym, że Kopernik znalazł u Anny wzajemność, można wnosić stąd, że ani jej sytuacja materialna (była bardzo zamożna), ani socjalna (była szlachcianką i pieczętowała się herbem wyobrażającym trójlistną gałązkę bluszczu otoczoną kołem) nie zmuszała jej do wybrania upokarzającej bądź co bądź pracy i dwuznacznej sytuacji. Na zamku olsztyńskim Kopernik prowadził niektóre prostsze obserwacje astronomiczne, przede wszystkim Słońca. Nie mogąc znaleźć otwartego miejsca, skonstruował we własnej pracowni osobliwy przyrząd do pomiaru wyso­ kości Słońca. Na wysokiej baszcie umieścił jedno zwierciadło. Drugie, o rozmiarach talara, zawiesił na murze koło okna tak, by promienie idące od pierwszego wpadały do pokoju przez specjalnie do tego celu wykuty otwór w murze. Na ścianie pokoju umieścił specjalnie wykonaną podziałkę. Z położenia jasnej plamki na podziałce obliczał każdorazową wysokość Słońca w południe. W latach dwudziestych przenosi się Koper­ nik na stałe do Fromborka, do najodleglejszego zakątka świata, jak go nazywał, do miasteczka, którego nazwy nie ma na wielu dawnych, a nawet i współczesnych mapach Europy środkowej. Wysokie, z dala widoczne capitolium na brzegu morskim. Mury opasujące miasto są

98

99

wątłe. Siedziba atoli panów kanoników — nie wiem, czego się lękają — obwiedziona jest grubym murem z wysokimi wieżami. Gospoda stoi w tym mieście taka, że nigdy nie widziałem podobnej. Sam budynek nie jest niższy od wysokiego bardzo kościoła, jeśli zaś idzie o pojemność, to pomieścił­ by dwie świątynie. Miasto założono w roku 1297. Rycerze krzyżowi przez długi czas mieli w twier­ dzy swe groby. Na tutejszej kanonii zmarł Miko­ łaj Kopernik, słynny matematyk. Tak opisuje to miasto pewien Węgier, Marton Csombor z Szepsi, żyjący w sto lat po Koperniku. Sąsiednie bliskie miasta: Elbląg i Braniewo (Brunsberga) odciągały od Fromborka kupców i rzemieślników. Tylko rybacy odwiecznym trybem wyruszali z Fromborka na połowy do Zalewu Wiślanego lub dalej, poprzez Mierzeję, do otwartego Bałtyku. Na wzgórzu stała katedra, nieco prymitywna w swoim ogólnym zarysie, o trzech nawach różnej wysokości. Ale ornamentacja ze­ wnętrzna, zwłaszcza na ścianie zachodniej, była piękna. Trójkątny ostry szczyt katedry zdobiły okna gotyckie, nad którymi unosiły się arkady, sięgające aż do wierzchołka wieży — do krzyża. Z obu stron szczytu znajdowały się dwie wieżyczki-igły; dalej jeszcze cztery: trzy nad wschodnią ścianą i jedna — z sygnaturką — pośrodku nawy. Wokół dużego podwórza stały „kurie” — niewielkie piętrowe lub dwupiętrowe budynki

mieszkalne przyparte jeden do drugiego. Wszy­ stko to otaczał potężny mur ochromiy sięgający drugiego piętra. Po stronie zewnętrznej muru, u stóp wzgórza katedralnego przycupnęło jesz­ cze kilka dworków, tak zwanych „kurii ze­ wnętrznych” ; był wśród nich także dom Koper­ nika, zniszczony, tak jak wszystko wokoło, podczas pamiętnego najazdu na Frombork wojsk Wielkiego Mistrza. Siedem dużych baszt służyło do obrony katedry. W czasie pokoju w basztach tych mieszkali kanonicy albo służba. Po powrocie do Fromborka Kopernik wybrał sobie na mie­ szkanie jedną z tych baszt (północno-zachod­ nią), która zachowała się do dziś. Z jej ganku widać było prawie całe niebo i szeroki krajobraz obejmujący dwa „żywioły” ziemskie: wiecznie niespokojne morze z jednej strony i falującą, życiodajną ziemię z drugiej. Wichry ze wszy­ stkich stron świata miały tu swobodny dostęp. Basztę tę traktował początkowo jako lokum tymczasowe (dotąd, dopóki nie odbuduje się jego domu po zewnętrznej stronie murów), ale pozostał już w niej do końca życia. Parter nie miał okien — nie mógł więc go użyć na nic in­ nego jak na przechowalnię żywności i lamus. Mieszkanie urządził na dwu piętrach, a na szczycie — pracownię. Ganek wykorzystywał zapewne do obserwacji astronomicznych. Obserwacji Słońca i gwiazd dokonywał za pomocą narzędzi sporządzonych wprawdzie bardzo starannie, nie będących jednak żadną

rewelacją w sensie pomysłowości. Takich sa­ mych narzędzi używali astronomowie w czasach poprzedzających narodzenie Chrystusa. Były to: od dawna znane triąuetrum, wykonane z drewna i drewniane również astrolabium. W czasach kiedy trudno było o szybki dostęp do obserwacji astronomów z innych krajów, prowadzenie własnych było czymś zupełnie niezbędnym również i dla tych, którzy — jak Kopernik — poświęcali się głównie zagadnie­ niom kosmologii. Przy pomocy tych właśnie obserwacji Kopernik mógł konfrontować swoją ideę z tym, co się działo na niebie. Reszty dokonały następne pokolenia astronomów uzbrojonych w doskonalsze i dokładniejsze na­ rzędzia astronomiczne. Wprawdzie określenie Fromborka, jako „naj­ odleglejszego zakątka świata” mogłoby sugero­ wać spokojną przystań, jednak życie Kopernika spokojne tam wcale nie było. Często wzywano go do chorych (był już wtedy bardzo cenionym lekarzem) w Gdańsku, Elblągu i Lidzbarku. Jeździł także kilkakrotnie do Królewca, wzywa­ ny przez księcia Albrechta (dawniejszego Wiel­ kiego Mistrza) na konsylium u łoża pewnego ciężko chorego dworzanina książęcego. Do jego stałych pacjentów zaliczał się ów­ czesny biskup warmiński, Maurycy Ferber, który często zapadał na zdrowiu. Pozostały po nim różnorodne zapiski, gdzie raz po raz wy­ mienia się nazwisko astronoma: Za sprawą le­ karzy, mianowicie Czcigodnych Panów Dokto­

rów Mikołaja Coppernic ( ...) i Wawrzyńca Wille ( ...) jesteśmy na drodze do wyzdrowienia; gdzie indziej: Jest tu Doktor Mikołaj Copper­ nic, który pilnie sztuką medyczną leczy naszą chorobę. Zapewne dużo czasu zabierało Koper­ nikowi leczenie okolicznych włościan. Takich zdarzeń nikt oczywiście nie odnotowywał, wiele jednak pośrednich danych wskazuje na to, iż Kopernik daleki był od pogardzania pacjentami niższego stanu. Wiadomo na pewno, że kiedy w czasie wojny polsko-krzyżackiej w północnej Warmii wybuchła nieokreślona bliżej epide­ mia — Kopernik włączył się do akcji ratowni­ czej. Największą jednak klęską dla Kopernika jako lekarza i osobistym jego dramatem była osoba brata Andrzeja, który podczas pierwszego swo­ jego pobytu we Włoszech zaraził się straszliwą chorobą skóry. Mówiono, że to trąd. Być może, była to jakaś odmiana choroby wenerycznej. W ostatniej fazie Andrzej wyglądał przerażają­ co: twarz zniekształcona, cuchnąca wydzielina przesączała się przez bandaże. Mikołaj rozpacz­ liwie próbował go leczyć — bez skutku. Na żądanie kapituły Andrzej Kopernik powrócił do Włoch, żeby się leczyć i aby swą obecnością nie nastręczać obrzydzenia panom. Przed wyjazdem zdążył wykłócić się dla siebie o odpowiednie zabezpieczenie materialne, co panowie kanoni­ cy, acz niechętnie, mu przyobiecali, byle tylko zszedł im z oczu. Pominąwszy już lęk przed zarażeniem się, kanonicy woleli pozbyć się go

103

jak najrychlej, brat bowiem Mikołaja Koperni­ ka słynął z chciwości, cynizmu i warcholstwa. Ale wracajmy do zajęć „służbowych” Ko­ pernika. Jako zarządzający administracją całego biskupstwa, musiał często wyjeżdżać z From­ borka dla rozstrzygania sporów majątkowych i handlowych. Wiele czasu zajęło mu zapewne ustalenie i ujednolicenie cen chleba. W tej sprawie zachował się krótki memoriał zawiera­ jący tablice uczciwej wagi chleba, a przeznaczo­ ny początkowo dla okręgu olsztyńskiego. Czy­ tamy w nim : ...Najprzód trzeba zważyć korzec pszenicy białej, czystej, tegorocznej, i zbadać, ile funtów zawiera korzec. Podobnie, jeśli weźmie się szero­ kość i głębokość jakiegokolwiek korca w Lidzbar­ ku, Olsztynie i gdziekolwiek indziej, będzie można dowiedzieć się ( ...) , jaka jest różnica owych korców, aby pierwszy z nich także do tego wystarczył. Idzie oczywiście o ujednolicenie miar zboża, co uważał Kopernik za warunek konieczny do osiągnięcia sprawiedliwej ceny chleba. ...Przy tym wszystkim należy ważyć dokład­ nie, nie z rozsypką, jak to robią zazwyczaj kupcy, ponieważ nie o handel, ale o dokładną miarę zabiegamy... Uwaga ta świadczy o głębokiej znajomości życia praktycznego. Zajmują też Kopernikowi czas sprawy roz­ leglejsze: stosunki personalne w kurii biskupiej i polityka Warmii. „De revolutionibus” nie było wprawdzie jeszcze opublikowane, niemniej

104

jednak sława o Koperniku musiała już się rozejść po całym świecie. Wraz z nią przybrała fala kołtunerii, która dotarła aż do Fromborka. Do uszu Kopernika musiały dojść jakże niepo­ chlebne i obraźliwe epitety Lutra i Melanchtona. Fale te docierały również z bliższych okolic; w niedalekim Elblągu wystawiono sztukę-paszkwil ośmieszającą Kopernika („O praw­ dziwej i fałszywej mądrości sztuka równie zabawna jak zbożna, zatytułowana Błaźnimędrzec, autora Wilhelma Gnafeusza z Hagi, Rektora Szkoły w Elblągu”). Wprawdzie autor komedii nie wymienia imienia Kopernika, ale dla wszystkich, którzy go znali, było jasne, że nikt inny, tylko on służył za wzór postaci tytułowej głupiego mędrca wśród mądrych głupców. Pociechą w tych dniach rozgoryczenia było zapewne przekonanie Kopernika o przychylno­ ści dla jego idei ówczesnego papieża Pawła III. Upoważniały go do tego bardzo pochlebne opinie wypowiadane jeszcze przez poprzedni­ ków Pawła III, przede wszystkim Leona X, który zaprosił Kopernika do udziału w reformie kalendarza, a także Klemensa VII, który jedne­ go ze swych sekretarzy wynagrodził sowicie za to, iż mu zdanie Kopernika o ruchu Ziemi wytłumaczył. Inną pociechą była niespodziewana wizyta młodego niemieckiego matematyka, entuzjasty idei heliocentrycznej, który przybył do From­ borka, aby poznać osobiście jej twórcę, i który

następnie odegrał w życiu Kopernika i w kon­ tynuacji jego dzieła rolę wręcz wyjątkową. Był nim o czterdzieści łat młodszy od Ko­ pernika Jerzy Joachim Retyk, przezywający siebie tak od miejsca swego urodzenia: malej prowincji austriackiej, przytykającej do Szwaj­ carii, która za czasów rzymskich była częścią Recji (Raetia). Studiował najprzód w Zurychu, potem w Wittenberdze. W Wittenberdze po trzech latach studiów otrzymał katedrę mate­ matyki, przy obejmowaniu której wygłosił wyk­ ład inauguracyjny pt. „Przedmowa do arytme­ tyki”. Tam dowiedział się prawdopodobnie o nowym systemie świata wykoncypowanym przez „sarmackiego” astronoma. W pewnej chwili Retyk porzuca uniwersytet w Wittenberdze i za zgodą i poparciem swoje­ go opiekuna, Filipa Mclanchtona, udaje się w podróż naukową po Niemczech. Naukową, bo celem jej jest poznanie wybitnych uczo­ nych — matematyków i wysłuchanie ich wy­ kładów. Zatrzymuje się najpierw w Norymber­ dze, następnie w Tybindze. Wszędzie nawiązu­ je bardzo interesujące znajomości. Ideę Koper­ nika znają tu prawie wszyscy. Jedni podziwiają, inni ganią i wyśmiewają. Retyk zapragnął poznać autora tych śmiałych idei, wobec czego wyruszył na Warmię w wielkim pośpiechu, nie zatrzymując się nigdzie po drodze. 20 maja 1539 roku stanął przed bramą fromborską, pytając o Mistrza. Przy spotkaniu ofiarował Kopernikowi książki — niezmiernie

cenne dla obdarowanego — „Elementy” Eukli­ desa, „Trygonometrię” Regiomontana i „Op­ tykę” Vitelona. I co najważniejsze: świeżo wy­ dany w języku greckim „Wielki System Świa­ ta” Ptolemeusza. Na kartach tytułowych każ­ dego tomu wypisał własnoręcznie: Przesławne­ mu mężowi p. Doktorowi Mikołajowi Koperni­ kowi, P. nauczycielowi swemu G. Joachimus Rethicus d.d. Retyk pozostał u Kopernika dwa lata. Kto wie, czy gdyby nie jego nalegania i pomoc, jaką mu w tym okazywał inny jeszcze przyjaciel Kopernika, Tidemann Giese, „De revolutionibus” ujrzałoby świat?... Długo musiał Retyk namawiać Kopernika do zakończenia i opublikowania dzieła, nad którym sarmacki astronom pracował przeszło 30 lat. Kopernik odpierał jego namowy, tłumacząc, że woli poprzestać na tym, co mógłby ogłosić za prawdziwe, niż popisywać się bystrością umysłu w wątpliwej subtelności rzeczy niepewnych. Jednocześnie Retyk pisał „Opowiadania”, w których w sposób dostępny i barwny opisy­ wał treść nie opublikowanego jeszcze „De revolutionibus” . Poprzedzała je pochwała pod adresem Nauczyciela: ...chciałbym, abyś przyjął za rzecz pewną, że Mąż ten, z którego dzieła teraz korzystam, we wszystkich naukach i doświadczeniu astronomicz­ nym nie ustępuje Regiomontanowi; chętniej zaś porównywam go z Ptolemeuszem nie dlatego, abym Regiomontana mniej niż Ptolemeusza ce-

106

107

^■ 1

nil, lecz dlatego, że Nauczyciel mój ma z Ptole­ meusza to wspólne, iż zamierzoną reformę astro­ nomii z pomocą laski Bożej ukończył... W 1541 roku Retyk rozstaje się z Koperni­ kiem i zabierając z sobą ukończony już rękopis „De revolutionibus” udaje się do Norymbergi. Nie wiadomo, czy odjazd Retyka był dobrowol­ ny, czy — w pewnym sensie — wymuszony. Prawdopodobniejsze wydaje się to drugie, zważywszy, że Retyk był na wskroś przeniknię­ ty reformacją, zatem pobyt jego wśród ostoi katolicyzmu, jaką było podówczas biskupstwo warmińskie, musiał wzbudzać niepokój zarów­ no ze strony jego władz w Wittenberdze, jak i władz kościelnych na Warmii. Ostatnie dwa lata życia Kopernika musiały być nader ponure. Odjazd przyjaciela powięk­ szył jeszcze smutek po rozstaniu się z innym bliskiem mu człowiekiem — Anną Schilling. Po wieloletnich naleganiach i groźbach zwy­ ciężył wreszcie biskup Dantyszek. W Norymberdze tymczasem druk „De revolutionibus” był już ukończony. Nikt jednak nie spieszył się z wysłaniem egzemplarza do dale­ kiej Warmii. Dopiero na łożu śmierci dostał Kopernik drukowany egzemplarz największego dzieła swojego życia. Nie wydaje się, aby był na tyle przytomny, żeby mógł je przejrzeć. Zmarł nazajutrz, 24 maja 1543 roku. Przypomnijmy losy tych, którzy byli pierw­ szymi promotorami idei heliocentrycznej, skła­ niając jakże nieśmiałego pod tym względem

Kopernika do opublikowania „De revolutionibus” . Jednym z nich był wspominany już wielokrotnie Joachim Retyk, który niemalże siłą zmuszał „Nauczyciela” do zredagowania dzieła i czynnie mu w tym dopomagał. Oddał też rękopis do druku w Norymberdze. Dziwne zaiste były dalsze losy tego wybit­ nego matematyka i astronoma. Ową dziwność w dużym stopniu tłumaczą skłonności do zbo­ czeń seksualnych, którym ulegał Retyk i które sprawiały, iż często popadał w konflikt z oto­ czeniem i wymiarem ówczesnej sprawiedliwo­ ści. Tym może należy sobie tłumaczyć, iż nieustannie zmieniał miejsce pobytu i otocze­ nie, aczkolwiek mogła to być zbyt wybujała ciekawość życia i bujny temperament naukowy młodego matematyka. W świetle tych faktów zrozumiałe staje się, że Kopernik, wymieniając w przedmowie do „De revolutionibus” imiona osób, które nakłaniały go do napisania dzieła (Mikołaj Schonberg i Tideman Giese), pomija milczeniem Retyka. A może postąpił tak tylko dlatego, że Retyk był protestantem, a przecież przedmowę swoją adresował Kopernik do ów­ czesnej głowy Kościoła Katolickiego, papieża Pawła III. Może myślał o Retyku, gdy pisał, iż tego samego domagał się ode mnie również niejeden inny wybitny uczony, namawiając mnie, żebym ju ż dłużej przez ten poczęty we mnie lęk nie wzbraniał się oddać swej pracy na wspólny użytek ludzi poświęcających się studiom mate­ matycznym...

Po wyjeździć z Fromborka Retyk spędza trzy lata w Lipsku, gdzie wykłada matematykę i astronomię. Potem stamtąd wyjeżdża na kilka lat do Włoch, gdzie o nim słuch ginie. Potem znowu pojawia się w Lipsku, gdzie publikuje podręcznik trygonometrii pełny entuzjazmu dla prac w tej dziedzinie swego „Nauczycie­ la” —■Kopernika. Publikuje również tablice astronomiczne na rok 1550. W tym też okresie pisze życiorys Kopernika, o którym jednak jak­ by zapomina, nie wymieniając go między zapo­ wiadanymi publikacjami. W 1551 roku znów opuszcza Lipsk i znowu ginie po nim ślad, aż w roku 1554 pojawia się w Krakowie, oznajmiając, iż sumienie każe mu spełnić życzenie „Nauczyciela” budując obelisk o wysokości 45 stóp, gdyż żaden instrument nie może być porównany, jeśli idzie o doskonałość z obeliskiem; sfery armillarne, laska Jakóba, astrolabia i kwadranty są wynalazkami czło­ wieka, natomiast obelisk stworzony za radą Boga prześcignie j" wszystkie. To zaś, iż wybrał sobie Kraków za miejsce obserwacji, tłumaczył Retyk tym, iż leży na tym samym południku, co From­ bork. Potrzebnych funduszów dostarczył mu Jan Boner ze znanej i zamożnej rodziny krakow­ skiej. Ów obelisk niektóre drukarnie wzięły nawet za swoje godło. Później jednak, po wyjeździe Retyka, obelisk został zniszczony, prawdopodobnie przez studentów krakowskich podczas licznych w owych czasach zamie­ szek.

110

i

Retyk stał się bardzo popularny w Krakowie i wysoko ceniony jako matematyk, aczkolwiek naigrywano się z jego protestantyzmu. Łukasz Górnicki wspomina w swoich pismach o kimś, kto mając zwać przezwiskiem doktora Retikusa zwal go heretykiem... Ale i w tym mieście nie czuł się Retyk za dobrze. Niczego bym tu nie pragnął, jak tylko mieć chociaż jednego przyjaciela, z którym czasami mógłbym porozmawiać (...) Ludzi znakomitych unikam ze względu na stratę czasu, a lepiej na­ wet z papieżnikami obcować niż z kalwinistami, bo nie wiem ju ż co to za jedni... W Krakowie został lekarzem i astrologiem króla Zygmunta Augusta. Po jego śmierci po­ padł w nędzę i musiał wyjechać, tym razem do Koszyc na Węgrzech. Tutaj odwiedził go kiedyś młody matematyk z Wittenbergi, któremu Retyk powiedział: Przychodzisz do mnie w tym samym wieku, w ja­ kim ja przybyłem do Kopernika! Gdybym tego nie uczynił, dzieło jego w ogóle nie ujrzałoby światła dziennego!... Mocne to musiały być związki Retyka z „Nauczycielem”, jeśli w trzydzieści lat po jego śmierci stale o nim my­ ślał i różne sprawy z nim kojarzył. Wkrótce po tej wizycie Retyk zmarł, zosta­ wiając owemu matematykowi autograf „De revolutionibus” i wszystkie swoje rękopisy. Mimo że niektóre prace matematyczne Rety­ ka miały cechy oryginalności i znaczyły wiele

111

w jej rozwoju, historia uwieczniła jego imię jako tego, który z niebywałą odwagą i entuzjazmem szerzył w sposób inteligentny i przenikliwy naukę Kopernika. Wprawdzie wbrew twierdze­ niu Retyka, wcześniej czy później nauka ta „ujrzałaby światło dzienne”, ale to „później” mogłoby się okazać bardzo szkodliwe dla roz­ woju nie tylko astronomii, łecz wszystkich in­ nych nauk. A fakt, że nastąpiło to stosunkowo wcześnie, w dużej mierze zawdzięczamy właś­ nie Retykowi. Drugą osobą (wymienioną tym razem w „De revolutionibus”), którą śmiało można nazwać osobistym przyjacielem Kopernika, był Tideman Giese, pierwotnie kanonik fromborski, potem biskup w Chełmnie. Osobowość całko­ wicie przeciwstawna Retykowi. Wydaje się, iż biskup ów był jednym z najświatlejszych ludzi nie tylko w otoczeniu Kopernika, łecz w całej Europie. W czasach gdy Kościół czynił wszystko, by zdławić siłą ruch reformatorski, biskup Giese pisze: ...Oh,gdybyż to duch chrześcijański przenikał stosunek protestantów do katolików, a katolików do protestantów, wtedy naszemu Kościołowi zaoszczędzono by tych tragedii, których końca nie widać (...) Zaiste, dzikie zwierzęta obchodzą się jedno z drugim z większą dobrocią, niż chrześcijanin obchodzi się z chrześcijaninem. Przed opublikowaniem tego dziełka Giese musiał się naradzać z Kopernikiem, czego do­ wodzi krótka o nim wzmianka. Ten fakt, jak

112

też liczne późniejsze wystąpienia Giesego w sprawach Kopernika i w jego obronie, dowo­ dzą głębokiej przyjaźni, jaką Giese darzył Astro­ noma mimo braku komunikatywności i nie­ ufności tak przecież typowego dla Koper­ nika. Giese musiał też dostrzec w nim to, czego nie dostrzegł żaden z kanoników fromborskich, mimo że byli to ludzie na ogół dobrze wykształ­ ceni: g en iu sza. Nie będąc astronomem Giese zrozumiał głęboki sens i znaczenie idei heliocentrycznej. Mało tego — przewidział ogromne powikłania filozoficzne, jakie ta idea może wnieść w świat ówczesny. On to zapowiedział, iż prawdziwy „dramat” kopernikowski zacznie się dopiero po śmierci twórcy „De revolutionibus” . Nie sposób ocenić, na ile Giese przyczynił się do wydania „De revolutionibus” ; wydaje się jednak rzeczą niewątpliwą, iż Kopernik ob­ darzał Giesego znacznie większym zaufaniem niż Retyka, mimo że Giese nie był astronomem. I że wczesne wydanie tego dzieła ludzkość za­ wdzięcza w większym stopniu biskupowi Giesemu niż jakże utalentowanemu i błyskotliwe­ mu Retykowi. Druga z wymienionych w „De revolutionibus” osobistości, których Kopernik uważał za promotora swej idei — kardynał Mikołaj Schonberg — nigdy nie był osobistym przyjacielem Kopernika; był jednak niewątpliwie entuzjastą idei heliocentrycznej, czemu dał wiele dowo-

8

113

dów, między innymi w liście do Kopernika, który to list przytoczymy bez skrótów: Mikołaj Schonberg, Kardynał Kapitański Mikołajowi Kopernikowi pozdrowienie. Gdy przed kilku laty doniesiono mi, w zgodnej wszystkich opinii, o twoim talencie, powziąłem wtedy ku tobie większe upodobanie i zacząłem gratulować naszym ludziom, u których taką chwalą kwitniesz. Zrozumiałem bowiem, że nie tylko znasz wyśmienicie wynalazki daimych matematyków, lecz utworzyłeś także nową teorię świata. W niej nauczasz, że Ziemia się porusza; Słońce dno świata stanowi i przeto otrzymuje miejsce środkowe; ósme niebo pozostaje wiecznie nieruchome i stale; Księżyc wraz z elementami, zawartymi w jego sferze, polożony między niebem Marsa i Wenery, w rocznym obiegu dokoła Słoń­ ca się obraca. A także,iż sporządziłeś komentarze 0 tym całym systemie astronomicznym i ruchy gwiazd błędnych (planet) poddawszy rachun­ kom ułożyłeś w tablice z najwyższym podziwem wszystkich. Dlatego, mężu głęboko uczony, jeśli ci nie będę natrętny, proszę cię i błagam usilnie, abyś tego odkrycia swego udzielił miłośnikom nauki i jak najśpieszniej posłał mi swoje badania nad sferą świata wraz z tablicami i cokolwiek masz ponadto, co by do tejże materii należało. Poleciłem zaś Teodorykowi z Radzynia, aby wszystko moim kosztem na miejscu przepisano 1 do mnie odesłano. Jeżeli mi w tej rzeczy uczy­ nisz zadość, zrozumiesz, że masz do czynienia z człowiekiem, wielbiącym twoje imię i pragną-

cym oddać sprawiedliwość tak wielkiemu talen­ towi. Bądź zdrów. W Rzymie, 1 listopada 1536 roku. Przytoczyliśmy list ten w całości nie tylko dlatego, aby uczynić zadość wymaganiom hi­ storii. Jest on jednocześnie znakomitym wzo­ rem epistolografii. Nie wiele kto potrafi dzisiaj napisać tak elegancki i jednocześnie treściwy list. Ponadto treść jego świadczy o tym, jak znacznie różnili się w swojej opinii odnośnie twórczości „sarmackiego astronoma” ludzie mu współcześni. Jak dalece ten list odbiega od niewyszukanych epitetów, jakimi darzyli go Luter i Melanchton! Przedstawiliśmy tu pokrótce sylwetki trzech pierwszych w historii kopernikanistów: jedne­ go protestanta i dwóch katolików. Żaden z nich nie przewidywał zapewne, że w ten właśnie sposób przejdą do historii. Cóż, historia jest historią i umieszcza na swych kar­ tach również i tych, którzy kopernikanizm zwalczali, nie mając ponadto żadnych innych danych, aby się do tej historii dostać. Zwalcza­ nie bowiem jest również pewną formą potwier­ dzenia znaczenia idei przeciwnika. Coś, co nie ma znaczenia, nie jest warte przeciwstawiania się. Wszelkie zatem zwalczanie byłoby czyn­ nikiem pozytywnym w rozwoju nauki i cywili­ zacji, gdybyż tylko przy tym nie używano chwy­ tów niedozwolonych. A tak właśnie niestety było z ideą heliocentryczną, co też stało się prawdziwym dramatem ludzkości.

114

115

*-*naczenie „De revolutionibus” polega (...) w mniejszym stopniu na tym, co dzieło samo mówi, niż na tym, co dzięki niemu powiedzieli inni. Praca ta dała początek rewolucji, której sama nie proklamowała. Jest to tekst raczej rewolucjo­ nizujący niż rewolucyjny. (...) Jako całość „De reoolutionibus” mieści się niemal całkowicie w ramach starożytnej tradycji astronomicznej i kos­ mologicznej. Ale w tym klasycznym kostiumie pojawiają się elementy nowe, które wyznaczą bieg myśli naukowej w kierunku całkiem nie prze­ widzianym przez autora i dadzą początek rady­ kalnemu zerwaniu z przeszłością*. Nowym elementem było przede wszystkim to, iż Ziemia straciła swoje miejsce centralne, stając się jedną z planet. Owa detronizacja Ziemi miała olbrzymie konsekwencje filozo­ ficzne. ... Kopernik zastał arystotelesoiosko-ptolemejski pogląd na kosmos. Jego cechami były geocentryzm, statyzm, hierarchizm i bezwzględność — znakomite rusztowanie dla spetryfikowanej teo-

logii. Ziemia była środkiem i dnem wszechświata i przez to samo miejscem szczególnie wyróżnio­ nym, kosmicznym ściekiem zła, padołem płaczu. Kosmos ptolemejski moglibyśmy nazwać kame­ ralnym, zamkniętym dokoła Ziemi i jakby dla niej stworzonym. Planety i konstelacje zdawały się po to istnieć, aby kształtować sioym wpływem astralnym dusze ludzkie i wypadki ziemskie. Wszechświat był statyczny: mechanizm dosko­ nały i niezużywający się, który trwać będzie wiecznie. Byl zbudowany hierarchicznie: „na dole” świat podksiężycowy — najprzód ziemia, potem coraz to doskonalsze elementy: woda, powietrze, ogień — „na górze” sfery coraz wyż­ sze, aż po kryształowe primum mobile, a potem empireum — hierarchie sfer anielskich, cherubi­ nów i serafinów. Na niewzruszalności ziemskiego dna opierała się bezwzględność przestrzeni wszechświatowej. Regularna struktura kosmosu nadawała mu cechy organicznej jedności. Makrokosmos miał więc być analogonem mikrokosmosu — człowieka — żywego organizmu*. Za sprawą Kopernika wszystko to przestaje być ważne. Znika odwieczny bezruch Ziemi nadający jej sprawom znaczenie nadrzędne lub podrzędne. Znika hierarchia ciał we wszechświecie, podział na świat „wyższy” i „niższy”, „boski” i „ziemski” . Zmienia się gruntownie rola człowieka, tak bardzo wyróżniona przez astronomię starożyt-

* T. Kuhn: „Przewrót Kopernikański” ; str. 207.

* J. Wasiutyński: „Kopernik — twórca nowego nie­ ba” . Warszawa, 1938 r .; str. 543— 4.

116

117

REWOLUCJA KOPERNIKAŃSKA

7

ną. Odtąd Wielki Samotnik we wszechświecie przestaje nim być. Mieszkaniec jednej tylko wśród wielu planet nie może już rościć sobie pretensji do odgrywania we wszechświecie roli wyróżnionej. Zdrowy rozsądek podsuwa mu myśl o tym, że na innych planetach mogą prze­ cież istnieć istoty mniej lub bardziej do niego podobne. W ten sposób pojęcie większego lub mniejszego znaczenia w przyrodzie przestaje mieć jakikolwiek sens. W naturze wszystko podlega jednakowym prawom. Wszystko za­ tem jest jednakowo ważne i doniosłe, nieza­ leżnie od rozmiarów i położenia we wszech­ świecie. Jeszcze dotkliwiej zmiany te zostały odczute przez ówczesne władze kościelne. Reforma kopernikańska postawiła im wiele pytań, na które nie mogły one, przynajmniej na początku, udzie­ lić właściwej odpowiedzi. ...Dlaczego dobroć boska nie sprawiła, że na innych planetach są także ludzie? A jeśli są, w jaki sposób mogą być potomkami Adama i Ewy i w jaki sposób mogą dziedziczyć grzech pierworodny? Jeśli Ziemia jest tylko jedną z planet, to jak może być owym grzesznym pa­ dołem płaczu, z którego człowiek ma za wszelką cenę się wydostać, by wejść do niebiańskiego świata wszelkiej doskonałości? I gdzie mamy umieścić ów świat po zburzeniu sfery gwiazd stałych? Ponadto reforma kopernikańska musiała dotknąć ambicji osobistych wielu ludzi będą­

cych wówczas u władzy. (Śmieszne to wpraw­ dzie, ale i ten moment odegrał najprawdopopodobniej niepoślednią rolę w tępieniu heliocentryzmu). Jak bowiem można sobie wyobra­ zić potężnego władcę, który podczas ogłaszania wiekopomnych ustaw pędzi poprzez pustą przestrzeń kosmiczną z prędkością kuli armat­ niej? Czy Kopernik, ruszając z posad Ziemię, był świadom przeobrażeń, jakie nastąpią po opu­ blikowaniu jego idei? Brak wszelkich wzmianek o tym w pismach Kopernika nie może być dowodem nieświado­ mości Astronoma w tej materii. Kopernik był wyjątkowo małomówny i ostrożny we wszelkich wypowiedziach, tym bardziej w dziedzinie filozofii, która nie była polem jego bezpośred­ nich kompetencji ani działalności. Był jednak świadom tego, że idea heliocentryczna napotka duży opór ze strony ówczesnej starszyzny intelektualnej, o czym świadczy kilka zdań z „De revolutionibus”, których ton i styl bardzo odbiegają od reszty dzieła: ...Być może znajdą się tacy, co lubiąc bredzić i mimo zupełnej nieznajomości nauk matematycz­ nych roszcząc sobie przecież prawo do wypowia­ dania o nich sądu na podstawie jakiegoś miejsca w Piśmie Świętym, tłumaczonego źle i wykrętnie odpowiednio do ich zamierzeń, ośmielą się potę­ piać i prześladować tę moją teorię. O tych jednak zupełnie nie dbam, do tego stopnia, żc sąd ich mam nawet w pogardzie jako lekkomyślny .„

\

i

W środowisku astronomów teoria heliocentryczna spotkała się z różnoraką reakcją, jak to zazwyczaj dzieje się w nauce: wzbudziła nieby­ wały entuzjazm jednych i ostry sprzeciw dru­ gich. Głównym źródłem sprzeciwu była nie­ możność zaobserwowania zjawiska paralaks gwiazd, o czym mówiliśmy już poprzednio. Wszystko to jednak mieściło się w ramach nor­ malnych sporów między uczonymi; sporów, które każdej teorii dają należyte „prześwietle­ nie” naukowe. Większość astronomów skłania­ ła się jednak do przyjęcia teorii heliocentrycznej wobec dużego zniechęcenia poprzednimi spe­ kulacjami i próbami „ratowania” obserwacji zaszczepionymi przez astronomię geocentryczną. Późniejsze umieszczenie dzieła Kopernika na indeksie wcale nie przeszkadza astronomom w rozwijaniu idei heliocentrycznej, każe jedynie to robić w pewnym ukryciu. Przez lat kilka­ dziesiąt panuje na świecie dość paradoksalna sytuacja, kiedy to nikt z astronomów nie przy­ znaje się oficjalnie do wyznawania idei heliocen­ trycznej, niemniej jednak każdy z nich jest cał­ kowicie przekonany o jej słuszności i rozwija ją w swoich pracach. Natomiast ogół intelektualistów i ludzi wpły­ wowych z czasów kopernikańskich zajmuje w odniesieniu do idei heliocentrycznej stanowisko zdecydowanie wrogie, Powstaje coś w ro­ dzaju zwartej opozycji — głównie na gruncie sprzeciwów natury filozoficznej i światopoglą­

120

dowej. Na tym tle powstają spięcia i kontro­ wersje, trwa „dramat” (jak go nazwał przyja­ ciel Kopernika, Tideman Giese) rozgrywający się w ciągu wielu wieków i w wielu krajach. Na szczęście (lub na nieszczęście) bez udziału głównego bohatera, którego śmierć zbiegła się z opublikowaniem po raz pierwszy „De revolutionibus” . Na szczęście dlatego, że gdyby Kopernik wtedy jeszcze żył, kto wie, czy nie podzieliłby losu swoich następców, wyśmie­ wanych i nękanych, czasami nawet torturowa­ nych przez Inkwizycję. Na nieszczęście dlatego, że człowiek o takiej umyslowości i charakterze może przyczyniłby się do szybszej adaptacji ówczesnego społeczeństwa do idei heliocen­ trycznej i do wszelkich „nowości” naukowych przez nią sprowokowanych. Dramat kopernikański nie był ani pierwszym, ani ostatnim ostrym spięciem dwóch sprzecz­ nych ze sobą sił społecznych, które z grubsza można by podzielić na postępowe i wsteczne. Również i dziś jesteśmy często świadkami ta­ kich spięć, nie mniej ostrych i brzemiennych w skutki. Zdarzeń współczesnych nie potrafimy jednak rejestrować i interpretować z taką wy­ razistością i ostrością spojrzenia, jak zdarzenia minione. Licom k licu lica nie uwicia?* — mówi Sergiusz Jesienin w jednym ze swoich wierszy. Zbyt bliscy jesteśmy wszystkich zdarzeń współ­ czesnych, zbyt wiele faktów i imion przewija się przez naszą myśl, abyśmy mogli bezbłędnie * Twarzą w twarz twarzy nie widać.

121

ocenić, kto jest kim w toczącym się dramacie i jaką kto w nim rolę odgrywa. ^ Tymczasem dramat kopernikański odegrano w pełnej obsadzie przedstawicieli niemalże wszystkich stanów i narodowości, w ostrym świetle reflektorów zapalonych szczodrze przez Kościół i przez przedstawicieli różnych szczebli ówczesnej drabiny społecznej. I co najważniej­ sze, czas pozwolił nam wreszcie na właściwą ocenę wszystkich postaci, na odróżnienie boha­ terów pozytywnych od negatywnych i na nale­ żytą ocenę całości „komedii ludzkiej”, która się rozgrywała w owych czasach. Pierwszym zapewne, który wyśmiał teorię Kopernika, był wspomniany już Wilhelm Gnapheus, człowiek uczony, młodszy od Ko­ pernika o lat dwadzieścia, który trafił do historii tylko dla tego, że wyśmiał kanonika fromborskiego. Napisał on, wystawił i opublikował dru­ kiem komedię pod tytułem „Morosophos”, co w przekładzie oznacza tyle co „Głupi mędrzec” . W sztuce tej autor, piszący o sobie w liczbie mnogiej, mówi, że prześladujemy w niej pewne­ go śmiesznego astrologusa surowiej, niż by na to zasługiwało wypróbowane imię owej nauki ma­ tematycznej, mając na myśli oczywiście Miko­ łaja Kopernika. Wyśmiano go głównie jako postać ludzką, nie zaś jako twórcę idei heliocentrycznej, którą zapewne Gnapheus znał tylko z plotek. Potem następowały mniej lub bardziej nie­ pochlebne opinie ludzi zdawałoby się wybit-

122

nych i światłych. Naukę Kopernika stanowczo odrzuca twórca Reformacji, Marcin Luter, nazywając Kopernika bez ogródek głupcem. Podobne stanowisko zajmuje również Kalwin i słynny Melanchton, który nazywa odkrycie Kopernika „absurdami” . ...Niektórzy sądzą, że to znakomite i trafne opracować rzecz tak absurdalną, jak ów sarmacki astronom, który porusza Ziemię i wstrzymuje Słońce. Zaiste mądrzy władcy powinni powściąg­ nąć utalentowaną lekkomyślność. ...Oczy świadczą, że niebo się obraca w ciągu dwudziestu czterech godzin (...) Chociaż biegli mistrzowie wiele badają dla ćwiczenia umysłu, jedtzak upieranie się przy twierdzeniach jawnie absurdalnych jest nieuczciwe i daje szkodliwy przykład. Jakkolwiek wielu łudzi śmieje się z fizyka, powołującego się na świadectwo boskie, my jednak sądzimy, że godzi się dostosować filo­ zofię do orzeczeń niebiańskich (...) Psalm naj­ jaśniej zapewnia nas o tym, że Słońce się po­ rusza... Wobec aż tak ostrych potępień nie dziwmy się, iż wydawca „De revolutionibus”, Andrzej Osiander, chce złagodzić ostre wystąpienie Ko­ pernika, będąc jednocześnie (jak to wiemy skąd­ inąd) wielkim entuzjastą idei heliocentrycznej. Dlatego zapewne pisze Osiander anonimowy wstęp, w którym idee kopernikowskie przedsta­ wia jako pewne założenia fikcyjne, dalekie od powiązania z rzeczywistością. ...Bo nie ma po­ trzeby, aby hipotezy były prawdziwe lub choćby

swas

prawdopodobne; wystarcza to jedno, że rachunek jest zgodny z obserwacjami (...) Są jeszcze inne rzeczy w tej nauce, niemal absurdalne, których jednak nie mamy potrzeby roztrząsać... Jakże dobrze znamy ów ton uniżoności ideologicznej, usiłującej pogodzić rzeczy nie dające się w żaden sposób pogodzić! I dziś ludzie uciekają się do tego tonu wtedy, gdy chcą ogłosić i wprowadzić w życie wbrew opinii możnych tego świata (lecz niekoniecznie najmądrzejszych) pewne nowe interesujące i płodne idee. Niechże to przynajmniej posłuży za usprawiedliwienie Osiandrowi, który zasłynął wprawdzie w historii jako człowiek kompromisu, dokonał jednak rzeczy niewątpliwie wielkiej: wydał po raz pierwszy znakomite dzieło sarmackiego astronoma. I pomyśleć, że to wszystko działo się w sercu Reformacji, w Norymberdze, wkrótce po do- ' konaniu przez Lutra olbrzymiej rewolucji polityczno-społecznej i religijnej! Trudno doprawdy uwierzyć, iż istotną przyczyną potępienia przez głowę Reformacji idei heliocentrycznej była owa niezgodność z Pismem świętym, którym zasłaniali się Melanchton i Luter. Po każdym okresie przewrotów i zaburzeń zarówno ludzie zwyczajni, jak i tym bardziej ich przywódcy, dążą zazwyczaj do jak najszybszego utrwalenia osiągniętych sukcesów i do powrotu do stabilizacji we wszystkich dziedzinaęh życia, Ludzkość, zwłaszcza w czasach

dawnych, była głęboko przeciwna wszelkim zmianom, zarówno w trybie ich życia codziennego, jak też i w dziedzinie poglądów i przekonań. Nie na darmo używamy tale często słów „zawsze”, „wieczny”, „niewzruszony”, „nigdy”,zwłaszcza na wysokich szczeblach hierarchii społecznej i politycznej, zdając sobie dobrze sprawę z tego, że słowa te oznaczają tylko nasze osobiste przekonania i wiarę i że każda rzeczywistość zadaje im kłam. Owa fantastyczna dążność do „zawsze”, a więc do osiągnięcia stabilizacji, przejawia się szczególnie silnie w okresach jej naruszania, po zaburzeniach i przewrotach. Wszystkie osiągnięcia rewolucji francuskiej zamknięto szybko w formie monarchii dziedzicznej... Pewnym smutnym następstwem ostatniej wielkiej rewolucji była krucjata przeciw... teorii względności i nauce o dziedziczności. Tak jak i w poprzednich okresach historii zapomniano o tym, iż nauka jest procesem dynamicznym, nie statycznym, i że chęć stabilizacji jej żywotnych procesów równa się unicestwieniu nauki. Luter i Melanchton, każdy inaczej, dążyli jednak do jak najszybszego utrwalenia wszystkich osiągnięć dokonanego przez nich przewrotu; byli zatem przeciwni wszystkiemu, co mogłoby wywołać nowe przewroty, choćby tylko w dziedzinie światopoglądu naukowego. Marcin Luter, z gburowatością prawdziwego despoty, używa do obalenia teorii heliocentrycz-

i J ^ T j ^ r - ^ ‘,-1--K - ‘fż?p

m m m

H iH H H f

nej niemalże tych samych argumentów, ja­ kich Kopernik używał do pokazania jej słusz­ ności : ...Wspomniano mi o nowym astrologu, który chciał dowieść, że Ziemia się porusza i chodzi wkoło, nie zaś firmament albo niebo, Słońce i Księżyc; zupełnie tak, jakby kto siedział na wozie, albo na statku ruchomym i myślał, że sie­ dzi nieruchomo i spoczywa, a ziemia i drzewa idą i poruszają się. Ale tak to teraz ju ż jest: kto chce być mądry, ten musi sobie coś swojego wy­ myślić, i najlepsze musi być to, co on zrobił! Ten głupiec chce wywrócić całą sztukę astronomii! Ale, jak wskazuje Pismo Święte, Jozue kazał Słońcu się zatrzymać, nie Ziemi!... Zupełnie inne stanowisko zajął początkowo Kościół katolicki, który od wieków stosuje cał­ kiem inną strategię i inną politykę niż wszyst­ kie sekty religijne, niż rządy i stronnictwa poli­ tyczne. Ani śladu jakiegoś oburzenia, ani sprze­ ciwów merytorycznych, ani nawet lekceważe­ nia!... Przeciwnie — wydaje się, iż poza szczup­ łą garstką astronomów, jedynie członkowie Ko­ ścioła katolickiego w pełni doceniają talent i trafność dociekań sarmackiego Astronoma. Śmiała i dość rewolucyjna przedmowa Ko­ pernika do „De revolutionibus”, zaadresowana bezpośrednio do papieża Pawła III, świadczy niewątpliwie o tym, iż Kopernik miał podstawy do przypuszczeń, że w osobie papieża znajdzie najprawdopodobniej sprzymierzeńca, a nie wro­ ga swojej idei.

Innym dowodem niewątpliwej przychylności ówczesnego papiestwa do idei heliocentrycznej jest notatka znaleziona stosunkowo niedawno na jednym z manuskryptów greckich w biblio­ tece monachijskiej. Pochodzi ona z 1533 roku, a więc na 10 lat przed śmiercią Kopernika: Jego Świętobłiwość papież Klemens V II dał mi ten kodeks w darze roku 1533 w Rzymie, gdy mu w ogrodach watykańskich w towarzystwie Fra Urbino, kardynała Joh. Sahation, Joh. Petro, biskupa z Iturbo i Mattiasa Cttrtio, le­ karza, naukę Kopernika o ruchu Ziemi wyjaśni­ łem. Albertus Widmanstadius, Jego Świętobliwości sekretarz, domownik i pokojowiec. Notatka ta świadczy o dużej przychylności Klemensa VII do wszystkich poczynań Ko­ pernika. Walka Kościoła z ideą kopernikańską zaczyna się dopiero wtedy, gdy idea ta staje się czymś powszechnym i zaczyna grozić wierze. Nikt z dostojników Kościoła, z wyjątkiem może je­ dynie bardzo nielicznych, nisko stojących w hierarchii kościelnej, nie zamierza wchodzić z Kopernikiem w polemikę ani z pozycji nau­ kowych, ani — tym bardziej — z pozycji tzw. zdrowego rozsądku, jak to próbował Luter. Na to są za mądrzy i za bardzo wykształceni. Pierwsi jednak odkrywają ogrom niebezpieczeń­ stwa światopoglądowego i filozoficznego tkwią­ cego w ideach fromborskiego kanonika. Za­ czynają zatem walczyć wyłącznie z pozycji wiary, nie rozumu; walczyć nie tyle przeciw

127

jakież inne jeszcze argumenty mogły ich o tym przekonać? A tymczasem różne się działy rzeczy, od naj­ bardziej dramatycznych do całkiem śmiesznych, wszędzie jednak reżyserami tych zdarzeń był kler katolicki, aktorami zaś uczeni i filozofowie przeróżnych narodowości i przekonań. Najbardziej głośną stała się sprawa Giordana Bruna, jednej z najbardziej malowniczych i śmiałych, a jednocześnie kontrowersyjnych postaci Odrodzenia. Dlatego między innymi zasługuje on na szczególne zainteresowanie. Urodzony w 1550 roku w małym mieście w po­ bliżu Neapolu, wstąpił do zakonu dominika­ nów i już za młodu zaczął głosić swoje poglądy z dziedziny rehgii i filozofii. Po wystąpieniach przeciw niepokalanemu poczęciu musiał opuś­ cić Włochy, przenosząc się do Genewy, a póź­ niej do Paryża. W tym też czasie staje się entu­ zjastycznym wyznawcą idei heliocentrycznej, czemu wyraz daje w napisanym przez siebie wierszu:

samej idei, ile przeciw jej szerokiemu rozpo­ wszechnianiu i oddziaływaniu na ludzi stoją­ cych z dala od astronomii. Jest w tym wszystkim swego rodzaju konsek­ wencja. W sprawach n au k i wszyscy są bowiem omylni, nawet Kopernik, tak bardzo ceniony przez ówczesne głowy Kościoła, nawet póź­ niejszy Newton. W istocie nauki leży bowiem odmowa uznania absolutnej słuszności każdego twierdzenia lub teorii naukowej. Uznanie cze­ goś za bezbłędne od razu wtrąca naukę w stan marazmu, czyni ją bezużyteczną i szkodliwą. Tymczasem w sprawach w iary nie ma w ogóle omylności; nie ma zatem dyskusji ani wzajem­ nych przekonywań. Nie dziwmy się przeto, że „D e revolutionibus” znalazło się na Uście ksiąg zakazanych w roku 1616, w 70 lat po wyjściu w świat tego dzieła. Zaopatrzono je w notatkę orzekającą, iż zakazuje się jego czytania aż do chwili wniesie­ nia weń ściśle określonych poprawek. Któż miał te poprawki wnieść? O tym mowy nie ma. Zdjęto „De revolutionibus” z indeksu do­ piero w początkach wieku XIX*, w 250 lat po śmierci Kopernika i w 150 lat po opublikowa­ niu przez Newtona jego słynnych „Principiów” . JeśU Newton nie zdołał przekonać władz koś­ cielnych o słuszności teorii heliocentrycznej,

Umysłu twego nie tknęła nikczemność wieków ciemnoty, A głosu nie zagłuszył wrzask hałaśliwy głupców, Szlachetny Koperniku, którego dziela-pomniki W łatach wczesnej młodości myślą naszą wstrząsnęły.

Porwany nową id e ą kosmologiczną Bruno rozwija ją w swego rodzaju nowy sy stem filozoficzny, czyniąc w nim daleko idące uogól­ nienia. Twierdzi, że Słońce jest tylko jedną spośród nieskończonej liczby gwiazd rozrzuco-

* „D e revoIutionibus” figuruje na indeksie w 1819 roku, nie m a go natom iast na indeksie z roku 1835. Księga ta została zdjęta z indeksu dopiero w 1822 roku.

128

9

129

nych w przestrzeniach wszechświata. Że wokół innych gwiazd krążą zapewne inne planety, podobne do Ziemi, a na nich, być może, żyją też istoty podobne do nas. W niezmierzonych otchłaniach nieskończonego wszechświata rozwi­ jają się, giną i znów się rodzą nieskończone światy ( ...) Istnieją tam niezliczone słońca, niezliczone ziemie, które krążą wokół swoich słońc na podobieństwo tego, jak nasze siedem planet krąży wokół naszego Słońca... Idee Giordana Bruna zaprzeczały aktowi stworzenia świata i wielu innym dogmatom religijnym, z czym Bruno bynajmniej się nie kryl. I to zapewne ściągnęło na niego wiele prześladowań, w wyniku których nieustannie zmieniał miejsce pobytu, wędrując przez wiele lat po Anglii i Niemczech. W końcu ściągnięty podstępem do rodzinnych Włoch zostaje uwię­ ziony i zamknięty w jednej z najstraszliwszych cel więziennych mającej ołowiany dach. W dzień panował tam straszliwy upał, w nocy chłód. Po spędzeniu w więzieniu siedmiu lat zako­ munikowano mu wyrok śmierci. Dnia 17 lutego 1600 roku nagiego, z zakneblowanymi ustami, spalono Bruna na stosie w środku Rzymu, na Campo di Fiore (na placu Kwiatów). Ci, którzy przeczytają ostatni rozdział tej książki, przekonają się, że Bruno głosił to, co stało się dziś treścią zasad przyjmowanych przez współczesną kosmologię. Wprawdzie for­ mułujemy je inaczej: ostrożniej i znacznie bar­

dziej powciągliwie, niż to czynił były domini­ kanin. Ponadto traktujemy je jako rzecz wyma­ gającą potwierdzenia ze strony danych obser­ wacyjnych, czego nie mógł żądać Bruno chociażby dlatego, że myśl o możliwości dokonywania tego rodzaju obserwacji nie mogła przyjść do głowy ówczesnym uczonym. Nie­ mniej jednak Bruno był niewątpliwie prekurso­ rem dzisiejszego trybu myślenia w dziedzinie filozofii przyrody. Mimo to współczesne dzieła o kopernikanizmie i o przyszłości nauki dziwnie nazwisko Bruna przemilczają. W skądinąd znakomitej „Historii filozofii zachodniej”, napisanej przez Bertranda Russella, nie ma w ogóle nazwiska Giordana Bruna. W książce A. Koestlera, poświęconej dziejom idei heliocentrycznej*, jej autor „załatwia” sprawę Giordana Bruna w sposób tak naiwny, iż budzi to najoczywistsze podejrzenia o stronniczość: Jego (Bruna) nauka o nieskończoności wszech­ świata i mnogości światów zamieszkałych, jego panteizm i etyka uniwersalna, wywarły znaczny wpływ na przyszłe pokolenia; był on jednak poetą i metafizykiem, a nie pisarzem naukowym i dlatego nie włączam go do mojej opowieści... Oddzielenie filozofii i poezji od nauki, zwłaszcza w czasach, kiedy wszystkie te dzie­ dziny były tak silnie ze sobą sprzężone, jest naiwnością, której gdzie indziej w książce

130

131

* A. Koestler: „The sleepwalkers”, 1959 r .; str. 444.

Koestlera nie znać. Trudno ją inaczej wytłuma­ czyć niż w ten sposób, że akurat przed wyda­ niem owej książki Kościół katolicki kanonizo­ wał kardynała Bellarminiego — człowieka, któ­ ry był sprawcą śmierci Bruna, a potem prześla­ dował Galileusza. Nic też dziwnego, że w książ­ ce Koestlera Bellarmini jest cytowany przy różnych okazjach co najmniej dwadzieścia razy. Kimże był ów kardynał? Mistrzem od zagadnień kontrowersyjnych, oczywiście w dzie­ dzinie teologii. W nauce działalność Bellarmi­ niego nie pozostawiła żadnych śladów! Dla­ czegóż więc tej postaci Koestler poświęcił aż tyle miejsca, a nie wykluczył jej ze swej opo­ wieści? Poświęciłem książce Koestlera tyle miejsca nie po to, by w czymkolwiek poniżyć jej autora, czy też go wyśmiać, tym bardziej że w innych miejscach książki wykazuje on niezmierną inteligencję i przenikliwość. Idzie o coś zupeł­ nie innego, o to, że konsekwencje idei sar­ mackiego astronoma sięgają czasów dzisiej­ szych. I że Koestler spełnia tutaj w pewnym sensie tę samą rolę, którą przed 500 laty odegrał Osiander, będący entuzjastą Kopernika, lecz próbujący za wszelką cenę stępić ostrość świa­ topoglądowych następstw heliocentrycznych. Po tej krótkiej wycieczce do czasów współ­ czesnych, wróćmy jednak do Bruna, podsma­ żanego na węglu, jak o nim wyraża się przy­ jaciel Keplera, lekarz Brengger, w liście do

astronoma z 1607 r. W odpowiedzi Kepler pisze: ...nie tylko biedny Bruno, którego spalono na stosie, lecz także mój ubóstwiany mistrz Tycho (Brahe) wierzył w to, że gwiazdy są za­ mieszkałe... Na to Brengger wyjaśnia, że Bruno musiał być zapewne chory umysłowo, ponieważ prze­ konywał o marności wszelkich religii i zastąpił Boga kolami i punktami... W 19 lat później spalono na stosie innego jeszcze „umysłowo chorego”, filozofa Vaniniego. Mój Boże, ileż dziś na świecie jest tych umysłowo chorych? Kto wie, czy nie więcej niż zdrowych? Drugą wybitną postacią, która doznała na sobie skutków prześladowań idei heliocentrycznej, nie głoszącą jednak żadnych filozo­ ficznych uogólnień tej teorii i nie wkraczając bynajmniej w dziedzinę teologii, był słynny Galileo Galilei, syn matematyka i muzyka, urodzony w Pizie w 1564 roku. Pierwotnie zajmował się Galileusz głównie zagadnieniami mechaniki, wykazując przy tym ogromne uzdolnienia i bogatą pomysłowość. W przeciwieństwie do Kopernika miał naturę niezmiernie komunikatywną i dlatego o każdym z dokonanych przez siebie odkryć chętnie roz­ prawiał i polemizował z przyjaciółmi. Nic też dziwnego, że jeszcze za młodu stał się postacią sławną, ściągającą uwagę wielu innych uczo­ nych. Zanim jednak zajął się teorią heliocentryczną, już się naraził pizańskiemu gronu

132

133

j

profesorskiemu otwartym zwalczaniem idei Arystotelesa w dziedzinie mechaniki. Zmusiło go to do opuszczenia Pizy i przeniesienia się do Padwy, w której przed stu laty studiował był Mikołaj Kopernik, a która należała wtedy do autonomicznej Republiki Wenecji. Tutaj właśnie Galileusz dokonał swoich najznakomitszych odkryć, między innymi skon­ struował lunetę astronomiczną i sformułował niektóre prawa dynamiki. Tutaj też rozpoczął swoją otwartą walkę o ideę heliocentryczną z nieco naiwną — jak dziś oceniamy — wiarą w to, że rozpowszechniając szeroko argumenty naukowe przemawiające na rzecz teorii heliocentrycznej zdoła pozyskać szeroką opinię publiczną. Stał się nie tylko zwolennikiem tej idei, lecz także tym, co dziś nazwalibyśmy jej popularyzatorem. Wydaje się, że to właśnie ściągnęło na niego największe nieszczęścia. W miarę tego jak szybko rośnie liczba entuzjastów Galileusza, wzrasta też podejrzli­ wość, a potem wręcz wrogość wobec niego władz Kościoła. Cała ta sprawa wlokła się od 1616 r., a więc od pierwszego procesu Gali­ leusza aż do jego śmierci w 1642. W tym czasie grożono Galileuszowi torturami i za­ mykano go w więzieniu. Punktem kulmina­ cyjnym było zmuszenie Galileusza do publicz­ nego wyrzeczenia się teorii fromborskiego astronoma. Tekst tego wyrzeczenia — ze względu na jego osobliwą wymowę — poda­ jemy w całości:

134

|

Ja, Galileusz Galileo, syn śp. Wincentego Galileo z Florencji, w wieku lat siedemdziesięciu, na sąd we własnej osobie doprowadzony, przed Wami, Wasze Eminencje i wielebni Kardyna­ łowie, Powszechnej Rzeczypospolitej Chrze­ ścijańskiej Inkwizytorzy Genemlni przeciw he­ retyckim nieprawościom, klęcząc, Święte Ewan­ gelie, których się własnymi rękami dotykam, przed swymi oczyma mając, przysięgam, że w każdy artykuł, który Święty i Apostolski Kościół Rzymski wyznaje, którego naucza i któ­ ry głosi, zawsze wierzyłem, wierzę i z Boską pomocą w przyszłości wierzyć będę. Ponieważ atoli ono Święte Ojjicjum nakazało mi w zupeł­ ności poniechać fałszywej opinii, że Słońce jest świata środkiem i jest nieruchome, zakazało mi rzeczonej fałszywej nauki w jakikolwiek sposób wyznawać, bronić lub nauczać i kiedy już dane mi było znać, że rzeczona nauka jest Pismu Świętemu przeciwna, napisałem i drukiem ogłosiłem dzieło, w którym o tejże potępionej nauce traktuję i rację o wielkiej mocy ku tejże poparciu przywodzę, rozwiązania nijakiego nie podając, a przeto jako ciężko o herezję podejrza­ ny osądzonym bywszy, to znaczy, że utrzymy­ wałem i wierzyłem, że Słońce jest świata środ­ kiem i jest nieruchome, a że Ziemia świata środ­ kiem nie jest i że jest ruchoma, gotów jestem oddalić z umysłów Waszych Eminencji i każdego chrześcijanina katolika to straszne podejrzenie, słusznie przeciwko mnie powzięte i dlatego szczerym sercem i niekłamaną wiarą rzeczonych

135

’ T'!

błędów i herezji i wszelkiego innego błędu w ogól­ ności rzeczonemu Świętemu Kościołowi sprzecz­ nych wyrzekam się, przeklinam je i okazuję wzgardę i przysięgam, że nigdy ju ż na przyszłość nie będę mówić ani dochodzić niczego, słowem czy też pismemr co by mogło sprawić powzięcie co do mnie podobnych podejrzeń; jeśli atoli jaki heretyk lub ktokolwiek podejrzany o herezję bę­ dzie mi znany, wydam go tej Świętej Inkwizycji lub też Inkwizytorowi i Ordynariuszowi miejsca w którym mogę się znaleźć. Przysięgam nadto i obietnicę czynię, że będę dopełniać i przestrze­ gać wszystkich pokut, które nałożone na mnie przez to Święte Officjum są lub będą. Jeśli zda­ rzyć by się miało, że którekolwiek z tych mych rzeczonych przyrzeczeń, przysiąg czy oświad­ czeń (czego nie daj Bóg) pogwałcę, poddaję się wszelkim mękom i karom zarządzonym i promul­ gowanym przez święte kanony i inne konstytucje i szczególne przeciwko winowajcom tego rodzaju. Przeto, tak mi dopomóż Bóg i jego Święte Ewan­ gelie, których własnymi się rękami dotykam, ja , wyżej z imienia wymieniony Galileusz Galileo, wyrzekam się, przyrzekam i wiążę się jako wy­ żej, a na świadectwo temu własną ręką podpisuję akt mego przysiężenia się, które słowo po słowie wyrzekłem. W Rzymie, w konwencie Minerwy, 22 dnia miesiąca czerwca AD 1633, ja Galileusz Galileo, jako wyżej się wyrzekam. Legenda głosi, że po wypowiedzeniu tej przysięgi, 69-letni Galileusz powiedział: A jed­

nak się rusza! (Eppur si muove!), mając oczy­ wiście na myśli Ziemię. To powiedzenie — mimo że nikt nie potwierdził jego prawdziwoś­ ci — przeszło do historii raczej jako wyraz opinii publicznej niż jako dowód trwałości przekonań Galileusza, w co i bez tego nikt nie wątpił. Jako swego rodzaju sprzeciw opinii ogółu przeciw wyrokom Kościoła. Dlatego zapewne owo powiedzenie umieszczono na epitafium Galileusza w kościele Św. Krzyża we Florencji, gdzie jego zwłoki spoczywają obok zwłok Michała Anioła i Machiavellego. Czy mamy oskarżać Galileusza o sprzenie­ wierzenie się własnym przekonaniom, mającym charakter na wskroś naukowy? Tracąc życie, traci się wszelkie szanse przekonywania kogo­ kolwiek w czymkolwiek. Zachowując je, ma się te szanse. Galileusz je wykorzystał, pisząc potem swoje znakomite dzieło „Discorsi” i roz­ powszechniając w miarę możności inne swoje, oczywiście zakazane, dzieła. Po śmierci Galileusza ustały jawne ataki Kościoła na system kopernikański, aczkolwiek „De revolutionibus” zdjęto z tzw. indeksu, czyli listy dzieł zakazanych, dopiero w 1822 roku. Jest rzeczą ze wszech miar ciekawą, że nastąpiło to w dwadzieścia lat po wydaniu przez Jana Śniadeckiego znakomitej rozprawy o Koperniku przetłumaczonej na wszystkie języki europejskie. Ale nawet po zdjęciu dzieł Kopernika z in­ deksu zdarzały się takie nieporozumienia, jak na

136

137

przykład z odsłonięciem w 1830 r. znanego pomnika Astronoma w Warszawie, który został ustawiony na Nowym Świecie przed gmachem Towarzystwa Przyjaciół Nauk. W ostatniej chwili księża misjonarze z kościoła Św. Krzyża odmówili odprawienia przewidzianego pro­ gramem nabożeństwa, wysuwając jako powód, że Kopernik systematem swoim zgrzeszył prze­ ciw Pismu Świętemu i wyklęty został przez papieża; uczcić jego obchód mszą świętą byłoby świętokradztwem. (Taką notatkę przekazał nam Julian Ursyn Niemcewicz, uczestnik uroczy­ stości). Pomnik stanął nie poświęcony— jedy­ ny zapewne wśród wszystkich pomników przedwojennej Warszawy. A był to przecież pomnik tego, który przysporzył naszemu na­ rodowi największej sławy! Cóż — i tak bywa na tym niezbyt sprawiedliwym i nie najmądrzej­ szym ze światów!

138

PROPAGATORZY TEORII HELIOCENTRYCZNEJ W W I E K A C H XVI i XVII

I nne były dzieje idei heliocentrycznej w świe­ cie nauki, gdzie — jak mówiliśmy już — przyjęto ją tak, jak to się najczęściej dzieje wśród uczonych: jedni powitali ją z entuzjaz­ mem, drudzy odrzucili, kierując się jednak zupełnie innymi względami niż niezgodność z Pismem świętym lub tzw. zdrowym rozsąd­ kiem. Oprócz Retyka (o którym pisaliśmy już poprzednio) propagatorem idei heliocentrycz­ nej stał się Erazm Reinhold, który w 1551 roku opublikował słynne „Tablice Pruskie” . W tych tablicach wszystkie obliczenia oparł Reinhold na kopernikowskim systemie heliocentrycznym. (Dość dziwna nazwa — „pruskie” — pocho­ dziła stąd, że całość prac nad tablicami sfinansował Albert, książę pruski). Jak się wkrótce okazało, „Tablice Pruskie” przewidy­ wały różne zjawiska astronomiczne znacznie dokładniej, niż będące wtedy w użyciu tablice Alfonsa, dowodząc tym samym wyższości idei heliocentrycznej nad koncepcjami starożytny­ mi. Rzeczą interesującą jest fakt, że wszystko

139

to działo się w Wittenberdze — centrum Re­ formacji, gdzie żył i działał naj zacieklej szy — | jakby się wydawało — wróg Kopernika, Mar­ cin Luter. Idea Kopernika szybko przedostała się do Anglii i tu znalazła wielu zwolenników. Wśród nich wybił się (mało znany obecnie) Thomas Digges, który w 1573 roku opublikował traktat astronomiczny znamienny z tego, że usunął w nim sferę gwiazd stałych! W ten sposób Digges w stosunku do Kopernika odegrał podobną rolę, jak Amerigo Vespucci w sto­ sunku do Kolumba: stał się tym, który skory­ gował błąd wynikający w obu przypadkach ze zbytniej ufności do wiedzy przodków. Wszechświat Diggesa (rys. 6, str. 67) jest bardzo daleki od naszych dzisiejszych o nim wyobrażeń. Nie ma w nim wprawdzie sfery gwiazd stałych, niemniej jednak Słońce zajmu­ je w nim miejsce wyraźnie wyróżnione chocia­ żby przez to, że jego odległości od gwiazd są­ siednich są znacznie większe niż wzajemne od­ ległości pomiędzy gwiazdami. Największym jednak uznaniem cieszył się Kopernik u innego, ogromnie sławnego na przełomie XVI i XVII w. duńskiego astro­ noma Tychona Brahe. Sławny był nie tylko z powodu dużych osiągnięć w dziedzinie nauki, łecz również ze swego bujnego charakteru i wielu konfliktów, które sprawiły, że imię jego jeszcze za życia stało się sławne w całej Europie. Znany był też z powodu sztucznego nosa ze

srebra, który zastępował mu prawdziwy, utra­ cony podobno w czasie któregoś z licznych pojedynków. Tycho Brahe uzyskał kopie dwóch roz­ praw Kopernika, które przestudiował, wpa­ dając w zachwyt. Wkrótce wysłał do From­ borka młodszego od siebie astronoma, by mu przywiózł narzędzia obserwacyjne Kopernika i wyznaczył współrzędne geograficzne miejsca dokonywanych przezeń obserwacji. Kiedy Tycho ujrzał owe dość prymitywne narzędzia fromborskiego astronoma, ogarnęło go wzru­ szenie, pod wpływem którego tegoż jeszcze dnia napisał wiersz pod tytułem: „Na przyrząd paralaktyczny Kopernika” . Będąc wielbicielem Kopernika Tycho by­ najmniej nie godził się z jego teorią. Niektóre zarzuty Tychona Brahe istotnie brzmią dość naiwnie: Ziemia jest o wiele za duża i za ciężka na to, by można było z niej zrobić gwiazdę i oprowadzać ją po przestworzach — pisze Tycho w jednym ze swoich listów, zapomina­ jąc o tym, że sam ocenił rozmiary Słońca jako 140 razy większe od rozmiarów Ziemi. Zaśle­ pienie? Czy może zbytnie przywiązanie do tradycji, które — choć w znacznie mniejszym stopniu — również osłabiło przenikliwość umy­ słu Wielkiego (jak go zawsze tytułował Tycho) Kopernika? Drugi zarzut, podniesiony przeciwko Koper­ nikowi, brzmi znacznie poważniej: jeśli istotnie Ziemia obiega w ciągu roku Słońce, ruch ten

powinien się „odbijać” na. obserwowanych położeniach wszystkich gwiazd; muszą one w ciągu roku zakreślać na niebie elipsy. Mowa tu jest o zjawisku paralaksy, omówionym nieco szerzej w jednym z poprzednich rozdziałów. Tycho był niewątpliwie doskonałym jak na owe czasy obserwatorem. Po zapoznaniu się z teorią Kopernika natychmiast rozpoczął obserwacje mające na celu wykrycie zjawiska paralaksy u kilku gwiazd. W wyniku otrzymał odpowiedź negatywną (jak wiemy, tylko dla­ tego, że błąd jego obserwacji — jedna minuta kątowa— był około 100 razy większy od oczeki­ wanego przesunięcia paralaktycznego gwiazd). Fakt ten wystarczył Tychonowi do odrzucenia teorii Kopernika i do skonstruowania własnego modelu wszechświata, modelu będącego pew­ nym kompromisem między teorią kopernikańską a modelem starożytnym. Model ów nie odegrał jednak żadnej znaczącej roli w rozwoju astronomii, dlatego też poprzestajemy tylko na tej krótkiej wzmiance. Pośrednio jednak działalność astronomiczna Tychona Brahe przyczyniła się do umocnie­ nia idei heliocentrycznej. Ów astronom pozo­ stawił po sobie w spadku ogromną liczbę nie­ zmiernie dokładnych — jak na owe czasy — obserwacji planet, Słońca i gwiazd. Opierając się na tych właśnie obserwacjach Johannes Kepler doszedł do odkrycia swoich znakomi­ tych trzech praw ruchu planet, o których będzie mowa w dalszym ciągu książki.

Na wschodzie Europy głównym propagato­ rem idei Kopernika staje się głowa państwa — car Piotr Wielki — aczkolwiek następuje to z dość dużym opóźnieniem w stosunku do tego, co dzieje się na Zachodzie. W 1717 r. pojawia się przekład pewnej pracy Huyghensa przedstawiającej heliocentryczną teorię świata. Zaraz potem ukazuje się tłumaczenie „Geo­ grafii” Vareniusa. W książce tej zamieszczono na pierwszej stronie podobiznę Piotra jako protektora książki, na drugiej — Kopernika, na którego teorii dzieło się opierało. Wszystko to działo się wtedy, gdy teoria Kopernika — w formie oryginalnej — przesta­ ła już być aktualna. Jej modyfikację i udosko­ nalenie zawdzięcza ludzkość dwóm wybitnym uczonym XVII wieku — Galileuszowi i Kep­ lerowi.

142

143

GALILEUSZ I KEPLER

J a k już mówiliśmy, w okresie pokopernikowskim zapanowała na świecie niezwykle dziw­ na sytuacja. Niemal wszyscy wybitniejsi astro­ nomowie XVI, XVII i XVIII w. w pełni akcep­ tują teorię heliocentryczną „sarmackiego” astronoma, udoskonalają ją, na jej bazie tworzą nowe koncepcje i dokonują nowych odkryć. Jeśli to się odbywa bez rozgłosu, w zaciszu pracowni czy obserwatorium, i jest rozpo­ wszechniane wyłącznie wśród uczonych, nikt na ogół nie stawia temu przeszkód. Ani Kep­ ler, ani Heweliusz, ani Newton nie spotykają się z żadnymi trudnościami w swych docieka­ niach astronomicznych. Ci natomiast, którzy z takich czy innych powodów chcą rozszerzyć nieco krąg odbiorców swych idei, napotyka­ ją ogromne sprzeciwy ze strony Kościoła Katolickiego. Kościół, rządzony przez ludzi znacznie bardziej wykształconych niż Luter i Kalwin, zrozumiał trafność i wnikliwość wywodów Kopernika, właściwie ocenił też rewolucyjność jego reformy. I doceniając jej szerokie konsekwencje światopoglądowe starał

144

nie z pozycji naukowej (na co władze kościelne były zbyt mądre), lecz wyłącznie z pozycji wiary. Wydaje się, iż długotrwała, bezwzględna walka Kościoła z rozgłaszaniem teorii heliocentrycznej była najlepszym świadectwem, że teoria ta istotnie zawierała olbrzymi ładunek światopoglądowy i filozoficzny. Na przełomie XVI i XVII w. dwaj uczeni tworzyli coś, co moglibyśmy nazwać czołówką astronomiczną, aczkolwiek mieszkali daleko od siebie i komunikowali się tylko listownie: byli to Johannes Kepler i Galileo Galilei. To, że się ze sobą komunikowali jedynie listownie, wynikało nie tylko z odległości dzielącej miejsca zamieszkania obu uczonych, lecz także z od­ mienności klimatów politycznych krajów, w których mieszkali. Główną jednak przyczyną tego separatyzmu była odmienność struktur psychicznych obu tych uczonych. Obaj byli kontynuatorami idei Kopernika, każdy jednak kontynuował ją inaczej. Kepler, zarówno z usposobienia, jak też może i dlatego, że miał słaby wzrok, był typowym te o re ty ­ kiem . Galileusz natomiast był tym, który za­ równo w astronomii, jak też i w fizyce zapocząt­ kował e k s p e ry m e n ta ln e podejście do nauki. W tym sensie odegrał on w rozwoju wszystkich nauk przyrodniczych rolę decydującą, aczkol­ wiek jego wkład do astronomii też jest niemały. Otóż Galileusz spojrzał na niebo przez lune­ tę, którą sam skonstruował. Nie wiemy, czy

pomysł połączenia dwóch soczewek (tak, by dawały powiększony i jaśniejszy obraz obiek­ tów dalekich) należy do Galileusza, czy też nie. Prawdopodobne wydaje się to drugie, wiemy bowiem, że holenderscy mistrzowie wcześniej wiedzieli o właściwościach takiej kombinacji soczewek i na tej podstawie konstruowali lunety. Jednak użycie lunety do obserwacji astronomicznych było czymś zupełnie nowym i odkrywczym. Dotychczas wszystkie ciała niebieskie (z wy­ jątkiem Księżyca i Słońca) były w oczach astronomów świetlnymi p u n k ta m i. Być może, ten czy inny astronom domyślał się, że na przykład Wenus czy Mars są czymś podobnym do Ziemi, domysły są jednak tylko domysłami. Obecnie mogli się o tym przekonać „na własne oczy” . Przekonali się więc zatem, że wszystkie planety są w zasadzie czymś podobnym do Ziemi, mają jednak inne rozmiary i inny wy­ gląd. Przekonań się więc na przykład, że Jo­ wisz jest planetą olbrzymią i że wokół niego biegną aż cztery księżyce podobne do satelity Ziemi. Że Saturn ma wokół siebie dziwny twór, którego strukturę ustalono później (były to pierścienie tej planety). Że nasz Księżyc posiada doliny i góry. Że na Słońcu można zaobserwować ciemne plamy, które przesuwa­ ją się wzdłuż tarczy słonecznej dokładnie tak, jakby to wynikało z obrotu Słońca wokół osi*.

I że czas obrotu Słońca wynosi około jednego miesiąca. Takich to odkryć i jeszcze wielu innych do­ konał Galileusz dzięki swojej lunecie, odkryć mających nie tylko znaczenie poznawcze, lecz także ogromne znaczenie emocjonalne, które jest również ważnym czynnikiem w roz­ woju nauki. Gdybyśmy na przykład zabronili geografom podróżowania po świecie, skazując ich na korzystanie wyłącznie z suchych danych statystycznych czy też opisów dokonywanych przez tubylców, nauka ta nigdy by się nie stała tym, czym jest dzisiaj. W podobnej sytuacji byli astronomowie przed pojawieniem się na astronomicznej „scenie” Galileusza z jego lunetą. Musimy jeszcze dodać, że wszystkie swoje odkrycia potrafił Galileusz interpretować bardzo wnikliwie i logicznie. Potrafił więc między innymi wyznaczyć na podstawie swoich obserwacji okres obrotu Słońca, okresy obie­ gów księżyców Jowisza wokół planety macie­ rzystej i wyjaśnić występowanie faz przy obser­ wacji Wenus. Jedynie pierścienie Saturna pozostały dla odkrywcy czymś całkowicie nie­ zrozumiałym. Galileusz wyjaśnił też występowanie na nie­ bie jasnego pasa Drogi Mlecznej. Aby to odkrycie należycie zrozumieć, przypomnijmy sobie, że luneta nie tylko powiększa rozmiary kątowe wszystkich obserwowanych przez nią

* To znaczy, że obserwowana prędkość ich przesu­ wania się jest największa w chwili, gdy plama jest naj-

bliżej środka tarczy słonecznej, i spada do zera, gdy plama zbliża się do brzegu tej tarczy.

146

147

przedmiotów, lecz także je „rozjaśnia” . Dzieje się tak dlatego, że luneta skupia w naszym oku światło padające na całą soczewkę, mającą znacznie większą powierzchnię niż powierzch­ nia oka. Zatem jasność oglądanego obrazu zwiększa się w tym samym stosunku, w jakim ma się powierzchnia soczewki do powierzchni źrenicy oka ludzkiego. Dlatego też — i tylko dlatego — przez lunetę widzimy gwiazdy o wie­ le słabsze od tych, jakie dostrzegamy okiem nie uzbrojonym. Galileusz widział więc przez swoją lunetę bardzo słabe gwiazdy, mógł zatem stwierdzić, że wyraźnie koncentrują się one na niebie w pobliżu Drogi Mlecznej. Tłumaczy to, dlaczego oglądając owe zbiorowiska gwiazd okiem nie uzbrojonym odnosimy wrażenie jasnej smugi okrążającej całe niebo. Tłumaczenie Galileusza jest słuszne tylko w przybliżeniu. Wiemy dziś, że w płaszczyźnie Drogi Mlecznej koncentrują się nie tylko gwiazdy, lecz również pył międzygwiazdowy, w którym następuje silne rozproszenie światła gwiazd. To, co widzimy jako pas świecący Drogi Mlecznej, jest efektem łącznym silnej koncentracji gwiazd i rozproszenia ich światła w obłokach pyłu międzygwiazdowego. Gdyby nie to drugie, świecenie Drogi Mlecznej mia­ łoby charakter bardziej regularny, nie widzieli­ byśmy w niej miejsc ciemnych obok bardzo jasnych i przedziwnych rozgałęzień występu­ jących nader często w tej części Drogi Mlecz­ nej, która biegnie przez niebo południowe.

Wydaje się jednak, że główny wysiłek Gali­ leusza skierowany był na ugruntowanie i sze­ rzenie w świecie idei heliocentrycznej, przy czym dziś nie jest już ważne, jakiej to idei bro­ nił tak uporczywie ów znakomity uczony; ważne jest natomiast, jak ją bronił, ponieważ broniąc jej, formułował pewne tezy będące czymś najbardziej istotnym w pojmowaniu nauki i w jej rozwoju. Kto wie, czy nie to właśnie było powodem jego konfliktu z władzami Kościoła i następują­ cych potem prześladowań: mniejętność bardzo sugestywnego przekonywania. Inną zupełnie strukturą psychiczną był Johannes Kepler i inną też rolę spełnił w astro­ nomii. Zdarzeniem przełomowym w jego dzia­ łalności było powierzenie mu przez wspomnia­ nego już w poprzednim rozdziale znakomi­ tego astronoma duńskiego Tychona Brahe stanowiska asystenta. Brahe zlecił Keplerowi opracowanie swoich licznych i niezmiernie jak na owe czasy dokładnych obserwacji Marsa. Planeta ta sprawiała wiele kłopotów wszystkim astronomom, ponieważ jej orbita (jak dziś wiemy) różni się znacznie od koła; ponadto jej bliskość sprawia, że stosunkowo niedużym przesunięciom liniowym odpowiadają duże przesunięcia kątowe. Mars zakreśla na niebie „pętlice” o największych spośród wszystkich planet rozmiarach kątowych. Jasne jest, ze w tym stanie rzeczy zastąpienie elipsy syste­ mem kół nie może dać nam takiej zgodności 149

z obserwacją, jaką otrzymujemy w przypadku innych, dalszych planet. Otóż Kepler zabrał się do tej pracy z nie­ zwykłą skrupulatnością i entuzjazmem, opie­ rając się przy tym na teorii heliocentrycznej i na danych przekazanych mu przez (nieżyją­ cego już) Kopernika w „D e revolutionibus” . Jego drogę postępowania nazwalibyśmy czy­ sto empiryczną. Ustalając punkt po punkcie położenia Marsa względem Słońca, próbował Kepler „dopasować” do tych punktów jakąś krzywą zamkniętą, którą mu intuicja matema­ tyczna podsunęła. Następnie wykonywał czyn­ ność odwrotną: przyjmując daną krzywą za orbitę Marsa, szukał zależności między pręd­ kością ruchu planety po orbicie a jej odległością od Słońca. Ustaliwszy tę zależność, obliczał z kolei, jakie musiały być położenia Marsa na niebie w chwilach dokonywania obserwacji przez Brahego (przy przyjętym kształcie orbi­ ty i przyjętej zależności prędkości od odle­ głości Słońca). Te położenia porównywał z ob­ serwacjami. Miał przy tym bardzo wysokie wymagania co do oczekiwanej zgodności prze­ widywań z obserwacją, i to właśnie doprowa­ dziło go do odkrycia swoich słynnych trzech praw ruchu planet. Bo zanim się posłużył elipsą, próbował Kepler drogi tradycyjnej; założył orbitę złożoną z deferentu i epicyklów, odsuwał następnie Słońce ze środka deferentu i w końcu otrzymał zgodność z obserwacją w granicach kąta równego 8'. Kto inny za­

dowoliłby się zapewne taką zgodnością, Kepler jednak tak wysoko cenił rzetelność i dokładność obserwacji swojego mistrza, że na tym nie po­ przestał. Osiem minut wydawało mu się zbyt dużą rozbieżnością, żeby móc zapisać ją na rachunek błędów obserwacji. Dlatego podjął całą pracę na nowo i wtedy wpadł na pomysł zastąpienia układu kół jedną elipsą, w jednym z ognisk której znajduje się Słońce. Otrzymawszy zgodność z obserwacjami znacznie lepszą niż poprzednie, zdobył się na sformułowanie swego słynnego pierwszego prawa: Planety biegną po elipsach, w jednym z ognisk których znajduje się Słońce. W sposób bardziej zawiły i w pewnym sensie bardziej „proroczy” ustalił Kepler zależność między prędkością ruchu planety, a jej odle­ głością od Słońca. Otóż Kepler przypuścił, że Słońce wywiera jakieś działanie na każdą planetę, przy czym nie sprecyzował dokładnie rodzaju tego dzia­ łania; założył jedynie, że rozchodzi się ono prostoliniowo w płaszczyźnie orbity planety (rys. 7). Jeśli tak jest istotnie, liczba linii przecinających daną planetę, a więc skutek tego działania powinien być odwrotnie proporcjo­ nalny do odległości* r. Przyjął następnie, że prędkość v ruchu na orbicie zależy od tego * Gdybyśmy założyli, że proste te rozchodzą się w przestrzeni, a nie w płaszczyźnie, zależność ta byłaby odwrotnie proporcjonalna do kwadratu r.

działania, a zatem jest odwrotnie proporcjonal­ na do r. Ze związku: c gdzie c jest wartością stałą, wynika natychmiast drugie prawo Keplera, ponieważ vr przedsta­ wia dwukrotną wartość pola zakreślonego przez promień wodzący planety w jednostce czasu. Jest w tym dość znamienne to, że Kep­ ler, wychodząc z błędnych przesłanek, doszedł w końcu do słusznego prawa.

Rys. 7. Spekulacje Keplera na temat oddziaływania Słoń­ ca na planety

Należy to jednak uzupełnić jedną uwagą: Kepler bynajmniej nie formułował swego biegu rozumowania w tak prosty i krótki spo­ sób, jak to uczyniliśmy przed chwilą. Jego konkluzjom towarzyszy niezwykle zawiła argu­ mentacja, czasami sprawiająca dziś wrażenie maniactwa. Jako ilustrację przytoczymy wy­ jątek z „Epitone astronomiae Copernicanae” : Tak oto zachodzi konflikt między poruszającą mocą Słońca a bezsilnością, czyli materialnym

bezwładem (interia) planety; każde z nich odnosi w pewnej mierze zwycięstwo, ponieważ pierwsze przesuwa planetę z jej miejsca, drugie zaś w pewnej mierze zwalnia planetę z jej więzów, które ją trzymają, (...) lecz po to tylko, by ją znów uwięziła druga część mocy rotacyjnej. Kepler uznawał też istnienie po swojemu rozumianej „grawitacji”, którą definiował jako wzajemną materialną skłonność między spo­ krewnionymi dalami prowadzącą do ich jedności lub ich połączenia („Commentariis de motebus stełlae martis”). Być może, ów dość niejasny sposób definio­ wania wielu swoich myśli, jak też i fakt, iż Kepler stracił masę czasu na najzupełniej bezpłodne (w naszym rozumieniu) rozważania, na przykład o „harmonii sfer” (wyłożonej w jego „Mysterium Cosmographicum”), wszy­ stko to sprawia, że opinie o tym uczonym ogromnie się między sobą różnią. Pogłębia tę rozbieżność jeszcze jedno: Kepler był bardzo czynny jako astrolog*. Wielu astronomów skłania się do traktowania tej osobliwej postaci jako swego rodzaju maniaka-mistyka, któremu mimo to jakoś udało się w kilku momentach swojej działalności dojść do wielkich odkryć * Ogromną sławę Keplerowi i astrologii przyniósł pewien horoskop sporządzony przez niego dla jego protektora i przez pewien czas chlebodawcy — Wallensteina. Otóż podobno w horoskopie tym Kepler ustalił datę śmierci owego wielkiego wodza Wojny Trzydzie­ stoletniej i to się sprawdziło!

naukowych, bardziej przez przypadek niż celowe zamierzenia. Wydaje się, że takie trakto­ wanie Keplera nie jest słuszne; ponadto grze­ szy ono tym, czym często grzeszą współczesne oceny zdarzeń historycznych: przenoszeniem „żywcem” pojęć i ideologii czasów dawnych na grunt dzisiejszy. To, co dzisiaj określamy słowem „misty­ cyzm”, było dalekie od światopoglądu Keplera i wielu uczonych jemu współczesnych, którzy przejęli ów światopogląd od Pitagorasa i jego uczniów. Mówiąc lapidarnie, identyfikowali oni świat abstrakcyjnych pojęć matematycznych z rzeczywistością kosmiczną i z Bogiem. ...Geometria istnienia przed Stworzeniem, jest zatem równie nieśmiertelna, co i dach Boży; je s t samym Bogiem (cóż może istnieć w Bogn i nie być Nim samym?) — pisze Kepler w „Harmonices mundi”... Nic też dziwnego, że zajmując się matema­ tyką lub innymi naukami, które dziś nazywamy ścisłymi, ludzie myśleli, iż odkrywają zamysły boskie, i to na drodze wyłącznie racjonalnej. Pitagoreizm był zatem daleki od mistycyzmu, który jest światopoglądem czysto irracjonal­ nym. Z tego też powodu pitagoreizm odegrał niewątpliwie pozytywną rolę przede wszystkim w rozwoju matematyki, ponadto w naukach do niej zbliżonych: w astronomii, fizyce i che­ mii. Bezpłodne, jak to dzisiaj oceniamy, poszu­ kiwania harmonii świata i związków liczbo­ wych, na przykład między odległościami pla-

net od Słońca, nie były — w świetle filozofii pitagorejskiej — maniactwem, mimo że w koń­ cowym efekcie nie zawsze prowadziły do odkry­ wania praw przyrody, choć czasami się to jednak zdarzało, czemu najlepsze świadectwo dał Kepler. Wydaje się, iż pewne echa pitagoreizmu brzmią i dziś we współczesnej nauce, w naszym stosunku do matematyki, w przekonaniu o tym, że w każdej nauce jest tylko tyle dobrego, ile w niej jest matematyki (a to przekonanie żywi wielu uczonych współczesnych). W imię bezstronności warto też przytoczyć opinię słynnego Bertranda Russella, który udział matematyki w naukach ścisłych uznaje za wynik tego, że oprócz stosunków liczbowych nic innego uczeni o przyrodzie nie wiedzą. Po tej dość długiej wycieczce w stronę pita­ goreizmu powróćmy do Keplera. Idzie o od­ krycie przez niego trzeciego prawa nazwanego również jego imieniem. Odkrycia tego dokonał w 10 lat po odkryciu swoich dwóch pierwszych praw. Otóż trzecie prawo orzeka, iż kwadraty czasów obiegów planet wokół Słońca mają się do siebie tak, jak sześciany wielkich półosi elips, po których te planety biegną. Dziś prawo to „przeniesione” poza Układ Słoneczny daje nam możność wyznaczania mas wszelkich układów podwójnych — układów złożonych z dwóch gwiazd czy też galaktyk. Odgrywa zatem olbrzymią rolę w astronomii gwiazdowej i pozagalaktycznej, o czym jeszcze

154

155

będzie mowa w dalszym ciągu naszego wy­ kładu. Dla pełni obrazu dodajmy, że dziś wszystkie trzy prawa Keplera traktujemy jedynie jako wnioski dające się wyciągnąć z jednego tylko prawa — prawa ciążenia powszechnego. Przy tym wnioski te są nieco dokładniejsze i ogól­ niejsze od tych, które stanowią pierwotną treść trzech praw Keplera. Niewątpliwy talent i przenikliwość wykazał Kepler w swoich rozważaniach o komecie, która pojawiła się na niebie w 1607 roku, oraz trzech innych, które pojawiły się w 1618 roku. Podtrzymując przekonanie swego mistrza Brahego o tym, iż komety przychodzą z zewnątrz do naszego układu planetarnego, Kepler zwra­ ca uwagę na to, że warkocze wszystkich ko­ met są zwrócone w kierunku przeciwnym do kierunku kometa — Słońce. Wypowiada przy tym trafne przekonanie o istnieniu jakiegoś oddziaływania promieni słonecznych na gazy zawarte w głowie komety, które to oddziały­ wanie odpycha gazy i pędzi je w kierunku biegu promieni słonecznych. Gazy te widzimy w for­ mie warkocza komety. Kto wie, czy obserwacje i medytacje nad kometą nie podsunęły Keplerowi idei o mecha­ nicznym oddziaływaniu Słońca na planety, idei, którą wykorzystał przy wyprowadzeniu swego drugiego prawa, o czym mówiliśmy wyżej. Ostatnim dziełem Keplera było obliczenie i opublikowanie w 1627 roku obszernych tablic

ruchu planet, pracy opartej — rzecz jasna — na odkrytych przez siebie prawach. Kepler nazwał je „Tablicami Rudolfińskimi”, na cześć Rudol­ fa II, króla Czech. Długi czas tablice te były niedoścignionym wzorem dla wielu pokoleń astronomów i pomocą we wszystkich pracach obserwacyjnych.

156

157

NEWTON

INIiemalże wszystko, czym świat nowocze­ sny różni się od minionych stuleci, przypisać należy nauce, święcącej swoje najoczywistsze triumfy w wieku siedemnastym. Nie będąc wcale średniowiecznym, włoski Renesans nie był jednak nowoczesny: był bardziej spokrew­ niony z najlepszymi czasami Grecji. Szesnasty wiek z jego zaabsorbowaniem teologią był bar­ dziej średniowieczny niż świat Machiavellego. Świat nowoczesny — zwłaszcza jeśli idzie o sprawy światopoglądowe — zaczął się w wieku siedemnastym.. Najwybitniejszym reprezentantem wieku XVIII był niewątpliwie Isaak Newton. Ów genialny fizyk i astronom miał ogromny wpływ nie tylko na rozwój tych dwóch nauk, lecz także na całokształt myślenia i przeżywania przez ludzi spraw świata zewnętrznego. Nie byłoby przesadą powiedzenie, iż po dziś dzień ludz­ kość żyje jeszcze pod urokiem i wpływem filozofii newtonowskiej, aczkolwiek wiele od te* Bertrand R ussell: „History of Western Phylosophy” .

go czasu zmieniło się zarówno w fizyce, jak też w astronomii i filozofii przyrody. Przed Newtonem cała mechanika była tym, co dziś nazywamy kinematyką: nauką o ruchu jako takim, bez wnikania w przyczyny, dla których ruch jest taki, a nie inny. Ani Kepler, ani Galileusz nie potrafili wyjaśnić, dlaczego na przykład planety biegną po elipsach, a ka­ mień spadający swobodnie z pewnej wyso­ kości — po prostej. Na te pytania odpowiedział Newton, two­ rząc swoją dynamikę. Podstawowym pojęciem w tej nowej nauce była siła, skąd też nauka ta zaczerpnęła swoją nazwę (dynamos — po grec­ ku „siła”). Ponadto Newton zbudował cały aparat logiczny i matematyczny umożliwiający wyciąganie wniosków co do ruchu ciała na podstawie znajomości sił nań działających. No i wreszcie dokonał tego, co zazwyczaj wy­ mienia się na pierwszym miejscu, mówiąc o Newtonie — odkrył prawo ciążenia powszech­ nego, czyli prawo grawitacji. Aby zilustrować pewne trudności, z jakimi musiał się borykać i jakie nowe pojęcia mate­ matyczne musiał wprowadzać, przedstawię tu prostą na pozór sprawę definicji prędkości ruchu jakiegoś ciała w pewnym określonym punkcie, choćby pociągu, w chwili gdy mija przejazd kolejowy na przykład pod Łowiczem. W szkole uczą nas, że prędkość jest wyni­ kiem dzielenia drogi przez czas. Jakąż drogę będziemy dzielić i przez jaki czas?

159

R..LrlraMMi -•:■ -,r ■■ ■:■ ii «i . feJfeK IS ajSiS

lilii Jeśli pociąg przebiegł odległość War szawa—Łódź w ciągu na przykład 2 godzin, a odległość ta wynosi 120 km, to znaczy że średnia prędkość pociągu na odcinku Warszawa—Łódź wynosi 60 km/godz. Ale co nam z tej średniej, jeśli interesuje nas prędkość pociągu w danym miejscu (z wielu powodów może to być ważne, chociażby dla obliczenia siły zderzenia pociągu z jakąś przeszkodą, znajdującą się w określonym punkcie drogi)? Tutaj kończy się nasza wiedza zaczerpnięta ze szkoły średniej. Tutaj też kończyła się wiedza za czasów Newtona. Chcąc określić prędkość naszego pociągu akurat na przejeździe koło Łowicza, należy w myśli postąpić tak: rozpatrzyć jakiś odcinek zawierający ów punkt wybrany, zmierzyć jego długość i czas przebycia przez pociąg tego odcinka. Dzieląc pierwsze przez drugie, otrzymujemy średnią prędkość v1 na tym odcinku. Następnie wybrać drugi, krótszy odcinek, również zawierający punkt wybrany, i znowu tę operację w myśli powtórzyć. Otrzymamy o2, które jest już bliższe wartości szukanej. Potem trzeba wybrać następny, jeszcze krótszy odcinek, i tak dalej. Otrzymamy zatem ciąg wartości v2, v3 ..., szukana zaś prędkość będzie tym, co matematycy nazywają granicą tego ciągu. Jeśli na przykład kolejne prędkości będą wyrażone w postaci ciągu: 64 km/godz., 62 km/godz., 61 km/godz., 60,5 km/godz., to oceniona „na oko” granica będzie bliska

60 km/godz. Powiemy zatem, że w chwili mijania przejazdu pod Łowiczem pociąg miał prędkość 60 km/godz. Rzecz jasna, w rzeczywistości tego zabiegu nikt nie jest w stanie wykonać. Jeśli jednak wyrazimy drogę s przez czas t, czyli ustalimy zależność s = f(t), wówczas dzięki pewnym operacjom matematycznym (których sens i sposób wykonania wskazał właśnie Newton) potrafimy łatwo obliczyć ową granicę, zwaną dziś pochodną drogi względem czasu (Newton nazwał tę granicę fluksją). W analogiczny sposób możemy obliczyć przyspieszenie ruchu pociągu w danym punkcie, które — jak wiemy — jest proporcjonalne do siły. To przyspieszenie jest pochodną pochodnej, czyli, jak mówimy, pochodną drugiego rzędu drogi względem czasu. Jeśli idzie o ruch planet to, jak wiemy z prawa powszechnego ciążenia, siła jest proporcjonalna do iloczynu mas obu ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości. Ponieważ ruch odbywa się po krzywej, drogę 5 zastąpimy wektorem ~r położenia i, pamiętając, że siła jest iloczynem masy przez drugą pochodną drogi względem czasu, prawo ciążenia zapiszemy w języku wektorowym w sposób następujący: d2-~r m-M —m- , , ■= G — — ; i , dtr2 gdzie G — jest współczynnikiem proporcjonalności zwanym stałą grawitacji, m — masą

planety, M — masą Słońca. Wyrażenie i jest wektorem jednostkowym, t — czasem. Widzimy, że obie strony można skrócić przez m, co znaczy, że ruch planety nie zależy od jej masy. Otóż wypisane tu równanie róż­ niczkowe drugiego rzędu zawiera wszelkie „tajemnice” ruchu planety. Rozwiązując i przekształcając je, otrzymamy wszystkie trzy prawa Keplera i wiele jeszcze innych zależności charakteryzujących ruch planety względem Słońca lub ruch jednej gwiazdy względem drugiej. Mało tego: z faktu, iż w równaniu tym występuje M, można wywnioskować, iż prawo ciążenia powszechnego umożliwia nam wyzna­ czenie masy Słońca lub mas gwiazd. Nie będziemy dalej brnęli w sprawy mate­ matyki. Ale z tego czytelnik może już wywnio­ skować, że Newton nauczył nas rozumować i operować wielkościami zmiennymi, na razie w mechanice, lecz wkrótce umiejętność tę zastosowano w całej fizyce i astronomii. Wszak istotną cechą wszelkich zjawisk jest zmienność, z którą przed Newtonem nie umiano sobie poradzić. Dlatego też dzisiaj niemal cała fizyka i astronomia posługują się równaniami, w któ­ rych występują pochodne różnego rzędu; zwiemy je równaniami różniczkowymi. Tak oto Newton zaklął nieuchwytne dotąd zjawiska przyrody w formuły matematyczne, którymi odtąd zaczęto się posługiwać we wszystkich naukach o przyrodzie nieożywionej, a często również w innych naukach.

162

Spójrzmy na odkrycie dokonane przez New­ tona z nieco ogólniejszego punktu widzenia. Jeśli świat składa się z cząstek materialnych, między którymi działa znana nam siła ciążenia, i jeśli równania, które wynikają ze znajomości prawa ciążenia, opisują rzeczywistość w sposób nieomylny, oznacza to, że z warunków po­ czątkowych można w zasadzie w sposób bez­ błędny wywnioskować o wszystkim, co się będzie działo z danym ciałem lub układem ciał, a także o wszystkim, co działo się przedtem. Wystarczy w tym celu tylko rozwiązać odpo­ wiednie równania. To wszystko jest słuszne w odniesieniu do wszelkich zjawisk; prawa natury nie zmieniają przecież swego charakteru w zależności od tego, do jakiego działu fizyki należą rozpatrywane zjawiska. Znaczy to, że warunki początkowe, na przykład stan wszechświata lub jego stan przed miliardami lat, w sposób jednoznaczny i kompletny określają losy świata i każdej jego części. Losy te są jakby już raz na zawsze wpi­ sane do księgi przyrody w formie równań, któ­ rych postać określają prawa natury, a wartości liczbowe pewnych współczynników — warunki początkowe. W dziedzinie przewidywań przy­ szłości doskonały rachmistrz zastąpił proroków, jasnowidzów i samego Pana Boga, któremu Newton pozostawił skromną rolę konstruktora całej maszyny świata, pozbawiając go jednak prawa kierowania tą maszyną podług własnej woli.

163

Tak mniej więcej można by sformułować istotę tzw. d e te rm in iz m u w dziedzinie zjawisk fizycznych i chemicznych. Czy można go też zastosować do istot żywych? Za czasów Newtona ogół biologów myślał, że w istotach tych działają siły rządzone przez inne prawa. Biologowie twierdzili, że istota żywa nie jest maszyną, że ma w sobie jakąś siłę „witalną”, która w sposób zasadniczy odróżnia ją od kamienia czy planety. W ten sposób uwalniali się od ponurego pesymizmu narzucanego przez determinizm. Dziś jednak nie jesteśmy skłonni do takiego traktowania tej sprawy; istota żywa w naszym pojęciu jest również tworem rządzonym przez prawa fizyki i chemii, różniącym się od tworów martwych tylko tym — i niczym więcej — że ma znacznie bardziej skomplikowaną budowę cząsteczki i znacznie bardziej skomplikowany układ cząsteczek. I człowiek, i ptak są zatem maszynami, wprawdzie niezmiernie złożonymi i czułymi, działającymi jednak w całkowitej zgodzie ze wszystkimi prawami fizyki. Każde zjawisko w tych zawiłych maszynach da się w zasadzie przetłumaczyć na języki fizyki i chemii. Znaczyłoby to, że i do nich powinna się stosować zasada determinizmu. Taki właśnie pogląd na istotę i przebieg zjawisk w przyrodzie zaszczepił w nas Newton; ów pogląd stał się punktem wyjścia do odrodzęnia idei materialistycznej, który to pogląd potern nazwano materializmem mechanicznym,

w odróżnieniu od późniejszych kierunków materializmu, traktujących zjawiska przyrodnicze w inny nieco sposób, niż to wynikało z sugestii Newtona. Dodajmy do tego, że na początku XX wieku fizycy doszli do przekonania, iż w świecie atomów i cząstek elementarnych prawa natury nie mają charakteru zdeterminowanego. We wszystkich równaniach opisujących zjawiska mikroświata zamiast wielkości zmiennych, określających różne parametry cząstki elementarnej: jej prędkość, pęd czy energię, pojawiły się wielkości określające stopień p raw d o p o d o b ie ń stw a , że cząstka znajduje się tam a tam, że ma taką a taką prędkość i taką a taką energię. Nie wszyscy jednak przyjęli to nowe, indeterministyczne traktowanie wszystkich zjawisk przyrody. Niektórzy spośród fizyków skłonni są do traktowania owych prawdopodobieństw (występujących w równaniach opisujących świat) jako wyraz braku należytego rozeznania w zdeterminowanych prawach rządzących cząstkami elementarnymi. Aby przedstawić punkt widzenia przeciwników indeterminizmu pozwolę sobie na porównanie z inną dziedziną, w której również operuje się nieustannie prawdopodobieństwami i która dlatego też ma na pozór charakter wiedzy niezdeterminowanej: z socjologią lub ekonomią. Socjolog świadomie zamyka oczy na postępowanie jednostki, badając jedynie swego rodzaju

164

165

lliiiiiii

„sumę” działań ludzkich, złożonych ze składników, z których każdy obdarzony jest wolną wolą. Z tego właśnie powodu owa suma nigdy nie jest wielkością zdeterminowaną. Nic też dziwnego, że wszystkie twierdzenia czy prawa socjologii mają charakter probabilistyczny*, tym pewniejszy, im więcej jednostek partycypuje w zjawisku opisanym przez dane prawo. Każde z tych praw czy twierdzeń natychmiast traci moc z chwilą, gdy rozpatrywane zbiorowisko ludzi zmniejszymy do jednego lub dwóch osobników. Znaczy to, że działanie jednostki w socjologii i ekonomii traktujemy jako zm ieńną losow ą, a zatem jako proces rządzony wyłącznie przez reguły prawdopodobieństwa. Czy istotnie upoważnia nas to do traktowania działania jednostki jako zjawiska niezdeterminowanego? Temu zaprzeczy każdy psycholog, jako że jego zadaniem jest właśnie odkrywanie praw rządzących działaniem jednostki. Jeśli istotnie takie prawa istnieją, działanie jednostki przestaje być niezdeterminowane. Z tego, że socjolog czy ekonomista traktuje w swojej nauce działanie jako zmienną losową, bynajmniej n ie wynika, że działaniem tym nie rządzą prawa o charakterze zdeterminowanym. Takie postępowanie jest tylko specyfiką metod stosowanych w socjologii lub ekonomii. Dopóki metody dobrze „pracują”, można działanie * Sformułowany przy pomocy pojęć zaczerpniętych z rachunku prawdopodobieństwa.

jednostki traktować jako zmienną losową. Nie znaczy to jednak, że są to metody najdoskonalsze i że kiedyś socjologia nie zajmie się każdą jednostką oddzielnie. Wtedy będzie inaczej traktowała działanie każdego pojedynczego człowieka — w sposób zdeterminowany. Pamiętajmy jednak, że wszelkie porównania są rzeczą niebezpieczną. Cóż, kiedy w naszym przypadku trudno się bez nich obejść! Otóż spór co do zasadniczego charakteru wszystkich zjawisk przyrodniczych trwa; głównymi w nim dyskutantami są fizycy, dlatego że to oni stanęli „twarzą w twarz” ze zjawiskami mającymi charakter wyraźnie indeterministyczny. A że ojcem duchowym tego sporu był niewątpliwie Newton, cały ten problem przedstawiliśmy w rozdziale poświęconym właśnie działalności owego wielkiego uczonego. Powróćmy jednak do czysto astronomicznej działalności sir Isaaka Newtona, a przede wszystkim do odkrycia przez niego prawa powszechnego ciążenia, które odegrało olbrzymią rolę w astronomii i fizyce. Zwróćmy uwagę na to, że już Kepler myślał o pewnym oddziaływaniu Słońca na planety, nie precyzując go dokładniej, lecz wyrażając swoje przekonanie o tym, iż to działanie rozchodzi się od Słońca we wszystkich kierunkach wzdłuż linii prostych. Wprawdzie sam Kepler ograniczał to działanie wyłącznie do płaszczyzny ekliptyki (płaszczyzny, w której leżą orbity planet), od tego jednak był już tylko

i

krok do rozszerzenia tego działania na całą otaczającą przestrzeń. Jeśli to uczynimy, z prostych rozważań geo­ metrycznych będzie wynikało, że liczba linii przecinających jakieś ciało jest odwrotnie pro­ porcjonalna do kwadratu jego odległości od Słońca. Dalszym i ostatnim krokiem, który uczynił Newton, jest założenie, iż wspomniane działanie jest wprost proporcjonalne do mas obu ciał. Potem jednak chciał on sprawdzić słuszność odkrytego przez siebie prawa na przykładzie Ziemia—Księżyc. Wiedział, iż na powierzchni Ziemi panuje przyspieszenie grawitacyjne g. Należało zatem zgodnie z prawem ciążenia oczekiwać, iż w odległości Księżyca przyspiet2 szenie ziemskie będzie równe g gdzie r K jest promieniem Ziemi, R — odległością Zie­ mia—Księżyc. Ponieważ przyspieszenie w ru-' V2

.

chu kołowym wynosi - , prędkość liniowa v K Księżyca powinna spełniać równanie: v2 r'1 ~R = 8 '~R • n . 2-7l-R Pamiętając, ze v otrzymamy na war­ tość czasu obiegu T, czyli na miesiąc gwiaz­ dowy:

gdzie x jest stosunkiem Rjr = 60. Podstawiając g = 10 m/sek- R — 38 • 104 km, otrzymamy T - 27 dni. Otóż pierwszy tego rodzaju rachunek, który przeprowadził Newton, będąc jeszcze dwu­ dziestokilkuletnim młodzieńcem, nie dał war­ tości zgodnej z miesiącem gwiazdowym. Potem dopiero okazało się, że główną przyczyną nie­ zgodności była niedokładna znajomość rozmia­ rów Ziemi. Jest rzeczą na owe czasy znamienną, iż w chwili gdy Newton dokonywał swoich obliczeń z niedokładną wartością promienia Ziemi, znane były znacznie dokładniejsze po­ miary tej wielkości, wykonane przez Holendra Snelliusa, a potem przez Anglika R. Notwooda, 0 czym Newton nie wiedział. Innym powodem do zwlekania z opubliko­ waniem prawa ciążenia była sprawa, którą po dziś dzień traktuje się w wielu szkołach nie dość wnikliwie. Prawo powszechnego ciążenia nie odnosi się do dwóch ciał, jak to się często mówi lub pisze, lecz wyłącznie do dwóch p u n k tó w material­ nych. To pojęcie wprowadził Newton; było to pierwsze w dziejach fizyki wprowadzenie wiel­ kości fikcyjnej (wyidealizowanej)*. Potem stało się to nagminne, jako że tego rodzaju wielkości 1 pojęcia okazały się głównym „arsenałem bro­ ni” fizyki teoretycznej. Mówiąc nieco dokład­ niej, stały się one czymś podstawowym w me­ todzie badań fizyków-teoretyków. Dziś trudno * Pewne próby w tym kierunku czynił też Kepler.

168

169

sobie wyobrazić tę naukę bez takich pojęć, jak punkt materialny, ciało doskonale sztywne, ciało doskonale czarne lub gaz doskonały. W chwili gdy mamy do czynienia nie z dwo­ ma punktami, lecz z dwoma ciałami, powstaje pytanie, co przyjąć za odległość dzielącą te dwa ciała? Nad tym długo zastanawiał się Newton, zanim udało mu się stworzyć koncepcję środka masy, a więc punktu wewnątrz (lub zewnątrz) ciała, w którym jak gdyby skupiona jest cała jego masa, lub — mówiąc dokładniej — punk­ tu, który należy brać za jeden z końców odcinka reprezentującego w prawie powszechnego cią­ żenia odległość dwóch ciał. Newton udowodnił między innymi, iż w kuli o symetrycznym względem środka rozkładzie gęstości środek masy znajduje się w jej środku geometrycz­ nym. Na tej podstawie mógł on utożsamić Księżyc i Ziemię z dwoma punktami material­ nymi (o różnych masach) umieszczonymi w środkach obu ciał. Wówczas mając ponadto dokładniejsze dane o rozmiarach Ziemi i o od­ ległości środka Księżyca od środka Ziemi, otrzymał najzupełniej zadowalającą zgodność w poprzednio przedstawionym rachunku. Wte­ dy dopiero zdecydował się na ogłoszenie swego prawa powszechnego ciążenia w słynnym dzie­ le: „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”, wydanym w 1687 roku i nazywanym najczęściej w skrócie „Principia” . Przejdźmy z kolei do tego, co wydaje się największym osiągnięciem Newtona w astro-

nomii — do wniosków, jakie wyciągnął z od­ krytego przez siebie prawa ciążenia powszech­ nego wypisanego we współczesnej symbolice na str. 159. Nie będziemy przedstawiali całego postępowania, prowadzącego do tych wnio­ sków, ponieważ wymaga to znajomości teorii równań różniczkowych. Ograniczymy się jedy­ nie do sformułowania niektórych z nich, ma­ jących kapitalne znaczenie w astronomii. Jednym z nich jest twierdzenie będące roz­ szerzeniem pierwszego prawa Keplera; brzmi ono jak następuje: Ruch jednego punktu względem drugiego (na przykład komety względem Słońca) odbywa się po jednej z trzech rodzin krzywych stożko­ wych (elipsa, hiperbola, parabola), w ognisku której znajduje się ów punkt drugi (rys. 8). Ten drugi punkt nazywamy umownie ciałem cen­ tralnym. Rozmyślnie użyliśmy słowa „punkt”, po­ nieważ twierdzenie to jest równie słuszne w odniesieniu na przykład do Ziemi i Księżyca lub paru bliskich sobie gwiazd, jak i do Słońca i którejś z planet. To, że planety poruszają się wyłącznie po elipsach, jest najzupełniej zrozu­ miałe; gdyby poruszały się po hiperboli czy paraboli, szybko opuściłyby nasz układ pla­ netarny, przestając być jego członkiem. Spytajmy, od czego zależy wybór tej czy innej krzywej stożkowej ? Otóż tylko i wyłącznie od znaku nierówności łączącej energię kine­ tyczną danego ciała (punktu) z jego energią

170

171

potencjalną w dowolnym punkcie drogi (obie wielkości są mierzone względem ciała central­ nego). Jeśli energia kinetyczna jest mniejsza od potencjalnej, dało nie może się „wyrwać” z oddziaływania ciała centralnego i dlatego porusza się po orbicie zamkniętej, a więc po

elipsie. Jeśli natomiast jego energia kinetyczna jest większa od potencjalnej, ciało zakreśla hi­ perbolę i — oddalając się coraz bardziej od ciała centralnego — wkrótce, praktycznie bio­ rąc, przestaje tworzyć z nim układ. Orbita paraboliczna jest przypadkiem granicznym (dlatego nigdy nie może on być ściśle zrealizo­

172

wany w przyrodzie), w którym energia kine­ tyczna równa się energii potencjalnej ciała. Z tego, co powiedziałem wyżej, wynika mię­ dzy innymi, iż dwie p r zy p ad k ow o mijające się gwiazdy lub dwa inne przypadkowe mijające się ciała (Ziemia i meteor), nie mogą utworzyć układu dwóch ciał, ponieważ przed spotka­ niem, kiedy były jeszcze w znacznym oddaleniu od siebie, energia potencjalna jednego z nich względem drugiego musiała być bliska zera. Natomiast energia kinetyczna musiała być wyraźnie większa od zera, bo przecież jedno z tych ciał zbliżało się do drugiego, a zatem jego prędkość musiała się zawsze różnić od zera. To wszystko ujmujemy dziś jednym zdaniem i orzekającym niemożliwość wychwycenia jedne­ go ciała przez drugie, jeśli oczywiście nie wy­ stępuje przy tym zamiana energii kinetycznej jednego ciała na inną niż potencjalną. Na tej zasadzie twierdzimy na przykład, że Układ Słoneczny nie mógł powstać w wyniku wy­ chwycenia przez Słońce przypadkowo mijają­ cych je innych ciał (planet). Podobnie za niemożliwe uważamy pr zy pa dk ow e powsta­ wanie układów podwójnych i wielokrotnych wśród gwiazd i galaktyk. Kierując się tymi wnioskami Newton zaczął zastanawiać się nad orbitami komet. Wprawdzie już przed nim wielu astronomów wyrażało pogląd, iż ciała te z pewnością nie są zjawiskami atmosferycznymi (jak to myślano w starożytno-

ści i średniowieczu), żaden z nich jednak nie mógł przytoczyć jakichkolwiek przekonywa­ jących argumentów na rzecz tego rodzaju po­ glądów. Dopiero Newton potrafił najpierw obliczyć przypuszczalną orbitę komety i prze­ konać się, że obserwowane położenia tej kome­ ty na niebie zgadzają się dobrze z przyjętą or­ bitą. Od tego czasu wiemy, iż niektóre komety poruszają się po elipsach (najczęściej bardzo wydłużonych), niektóre zaś po hiperbolach, z tym że ten drugi rodzaj komet ma orbity bardzo zbliżone do parabol. Po dziś dzień nie umiemy wytłumaczyć, dlaczego orbity komet posiadają taką właśnie osobliwość. Całą sprawę komplikuje ta okolicz­ ność, iż komety, poruszając się wewnątrz ukła­ du planetarnego, ulegają siłom przyciągania nie tylko Słońca, lecz wszystkich mijanych po dro­ dze planet. Owe przyciągania planet — zwane w słownictwie astronomicznym działaniami perturbacyjnymi — zmieniają pierwotną orbitę komety w znacznym stopniu, ponieważ masy komet są bardzo małe: poniżej 1/100 000 masy Ziemi. Zmiany mogą działać w obu kierunkach: mogą przekształcić eliptyczną orbitę w hiperboliczną i odwrotnie — orbitę hiperboliczną komety przekształcić w eliptyczną. Dlatego po dziś dzień nie potrafimy należycie wyjaśnić sprawy pochodzenia komet, aczkolwiek prasa astronomiczna aż się roi od hipotez wysuwa­ nych na ten temat.

174

Przejdźmy z kolei do tego, co stanowiło piętę Achillesa całej mechaniki newtonowskiej i co w końcu doprowadziło w XX wieku do jej obalenia. Znane nam ze szkoły trzy zasady dynamiki nie są słuszne w ka żd ym układzie odniesienia. Ciało nie poddane działaniu żadnych sił, umieszczone na przykład na wirującej tarczy, n ie będzie się poruszało względem niej ruchem jednostajnym po linii prostej, nie będzie zatem „posłuszne” pierwszej zasadzie. Ktoś naiwny powie, że wstrzymanie ruchu obrotowego tarczy od razu przywróci ważność zasadom Newtonowskim. Tak jednak nie jest, ponieważ tarcza znajduje się na powierzchni Ziemi, która — jak wiemy — też ma ruch obrotowy. Wstrzymajmy zatem ruch obrotowy Ziemi i jej ruch obiegowy wokół Słońca, a wtedy zasady Newtona będą ściśle spełnione. Jest to postępo­ wanie równoważne przeniesieniu układu odnie­ sienia z wirującej tarczy do Słońca. A jakież mamy gwarancje, że Słońce jest tym wymarzo­ nym układem, w którym słuszne są zasady Newtona? Żadnych! Dochodzimy w ten sposób do wniosku, że zasady dynamiki Newtonowskiej odnoszą się do pewnego wyidealizowanego układu odniesienia, którego nie tylko nie znamy w przyrodzie, lecz którego właściwości nie da się zdefiniować ina­ czej, niż tworząc błędne koło logiczne: ów wyidealizowany układ — zwany inercjalnym — w którym słuszne są zasady dynamiki new-

*k‘.

Łfiii •

9

I

______________________________________

tonowskiej. W ten sposób można tworzyć wiele różnych zasad dynamiki, twierdząc że dany zespół zasad jest shiszny tylko w jednym jemu właściwym układzie odniesienia, odmawiając jednocześnie odpowiedzi na pytanie: gdzie taki układ istnieje w przyrodzie? Zasady Newtonowskie miały jednak tę wyż­ szość nad wszystkimi innymi domniemanymi zasadami, że — po pierwsze — były stosunko­ wo proste, po drugie zaś — i to jest chyba najważniejsze — wnioski z nich wyciągane znakomicie się zgadzały z obserwacjami ruchu planet i komet w naszym Układzie Słonecznym, to znaczy w układzie odniesienia umieszczonym w środku masy Słońca. Mając tę niewątpliwą zaletę praktyczną, me­ chanika newtonowska miała jednak wadę, o której była mowa przed chwilą: postulowała istnienie we wszechświecie układu odniesienia (układu inercjalnego), wyróżnionego przez na­ turę spośród wszystkich innych układów. W tym sensie był to układ absolutny, nadający przestrzeni nas otaczającej cechy absolutne. W tym stanie rzeczy można było mówić rów­ nież o spoczynku, dodając w duchu — „wzglę­ dem inercjalnego układu odniesienia”, a zespół ciał będących w spoczynku traktować jako swe­ go rodzaju rusztowanie wszechświata. Dodajmy do tego jeszcze, że Newton traktował czas jako coś najzupełniej niezależnego od tego, jak się porusza obserwator względem ciała, na którym obserwuje dane zjawisko i rejestruje jego prze­

bieg. Tak jak gdyby we wszechświecie istniał jeden tylko „idealny” zegar, nadający swoje wskazania wszystkim zjawiskom odbywającym się w całym wszechświecie... Wszystko to wyraźnie zaprzecza współcze­ snym teoriom i intuicji fizyków, kształconych i chowanych w duchu idei o względności wszystkich zjawisk natury i odrzucających sta­ nowczo wszelką myśl o istnieniu gdziekolwiek jakichkolwiek bądź układów przez naturę wy­ różnionych.

J

L

4*

12

177

OD N E W T O N A DO CZASÓ W

OBECNYCH

W ielu historyków uważa, że dzieje kopernikanizmu zamknąć należy odkryciami Newto­ na. Istotnie — astronomia newtonowska nie­ wiele przypomina naiwną koncepcję Koperni­ ka, zwłaszcza jeśli idzie o rolę Słońca i o sferę gwiazd stałych pozostawioną przez Kopernika w jego systemie. Są jednak sprawy głębsze, zaledwie przez Kopernika poruszone, pozostają one jednak otwarte również w nauce Newtona. Przede wszystkim jest to sprawa wyboru we wszechświecie takiego czy innego układu od­ niesienia, bardzo istotna nie tylko z punktu widzenia metodologii nauki, lecz również filo­ zofii przyrody. Idzie o ów układ inercjalny wykoncypowany w swoim czasie przez Newto­ na, a ostatnio obalony przez fizykę współcze­ sną. W tym względzie ostatnie słowo — po Koperniku — należy nie do Newtona, lecz do fizyki współczesnej, dokładniej mówiąc — do teorii względności. Z tego powodu spróbuję doprowadzić czytelników do czasów obecnych, unikając z powodów zrozumiałych zbytniego zagłębiania się w wiedzę „fachową” .

Zacznijmy od tego, że w chwili opublikowa­ nia przez Newtona jego prawa powszechnego ciążenia wielu fizyków negowało słuszność tego prawa, twierdząc, że nie do pomyślenia jest jakiekolwiek bądź oddziaływanie jednego ciała na drugie wtedy, gdy dzieli je próżnia*. Wie­ dzieli wprawdzie o tym, że możność oglądania na niebie Słońca i gwiazd jest dowodem tego, że światło rozchodzi się w próżni, sądzili jednak, że tutaj nie ma analogii, ponieważ światło jest rojem szybko pędzących korpuskuł (cząstek materialnych), które mogą biec w próżni z do­ wolną prędkością. Siły grawitacji są czymś zupełnie innym, a zatem ich przenoszenie się z jednego miejsca w drugie musi odbywać się przy udziale jakiegoś pośrednika. Mimo że sprzeciwy te były godne zastano­ wienia, minęły one bez echa, może dlatego, że prawo powszechnego ciążenia okazało się zna­ komitym instrumentem w badaniach astrono­ micznych. Triumfy, jakie święciło, przyćmiły na długi czas wszystkie wątpliwości, wiążące się z rozważaniami nad jego sensem fizycznym. Zwłaszcza odkrycie Neptuna (dokonane na podstawie prawa grawitacji) stało się źródłem wiary w nieomylność i doskonałość dokonanego przez Newtona odkrycia. * Rzeczą znamienną jest, że pierwszym, który tego typu wątpliwości wypowiedział, był sam Newton. ...Jest rzeczą nie do pojęcia, jak nieożywiona prym i­ tywna materia może oddziaływać na inną bez pośrednictwa czegoś, co nie jest materialne i bez kontaktu jednej z dru­ gą... — pisze Newton w liście do Bentleya.

i ' : >J

3 -i. -

. -i.-

178

__

_

W jednym tylko przypadku astronomów spotkało rozczarowanie: wtedy gdy badając ruch najbliższej Słońca planety — Merkure­ go — przekonali się, że wynikający z obliczeń ruch osi wielkiej orbity tej planety nie zgadza się z obserwacją. Tego jednak nie wystarczyło na poważne zakwestionowanie słuszności pra­ wa ciążenia. Zakwestionowanie to nadeszło z innej zupełnie strony; nie ze strony obserwacji czy eksperymentu, lecz z rozważań czysto teoretycznych, podważających całą ideologię mechaniki newtonowskiej. Chodziło o sprze­ ciwienie się pojęcia układu inercjalnego, które­ mu poświęciliśmy sporo miejsca w rozdziale o Newtonie. Uczynił to Albert Einstein, ogłaszając w 1916 roku swoją ogólną teorię względności. Teorię tę ze względu na to, że posługuje się ona dość skomplikowanym aparatem matema­ tycznym, przedstawię tutaj w formie popular­ nej, uprzedzając czytelnika o tym, iż takie przedstawienie może grzeszyć nieścisłością i do­ wolnością. Po to bowiem wprowadzono do fizyki symbolikę matematyczną, aby uniknąć tych grzechów. Przekładając treść twierdzeń fizycznych na język codzienny, automatycznie ściągamy na siebie te grzechy. Jak już powiedzieliśmy, pojęcie układu iner­ cjalnego, w którym miały obowiązywać zasady mechaniki newtonowskiej, było w istocie błęd­ nym kołem i na dobrą sprawę nie miało żadne­ go odpowiednika w świecie realnym. Pojęciem

180

podstawowym w mechanice newtonowskiej była siła, i dla niej Newton wprowadził ów układ inercjalny; w tym i tylko w tym układzie można ją było zdefiniować (jako iloczyn masy przez przyspieszenie, jakie ta siła wywołuje) i tym pojęciem rozsądnie się posługiwać. Pró­ bując usunąć jedno z tych pojęć, usuwało się drugie. Otóż tak właśnie postąpił Einstein. Usunął ze swojej mechaniki pojęcie siły. Posłużył się on pewnym doświadczeniem myślowym, umiesz­ czając fizyka wewnątrz swobodnie spadającej windy, dziś jednak nie potrzebujemy uciekać się do żadnego eksperymentu myślowego, skoro został on zrealizowany i wielokrotnie powtórzo­ ny w przestrzeni otaczającej Ziemię. Mam tu na myśli oczywiście podróże kosmonautów. Nawet w samym sposobie mówienia o za­ chowaniu się ciał i człowieka wewnątrz statku, widać nieporadność i sprzeczności starej me­ chaniki newtonowskiej. O kosmonaucie poru­ szającym się po wyłączeniu napędu statku mó­ wi się, że jest w stanie „nieważkości”, aczkol­ wiek znajduje się wtedy bardzo niedaleko powierzchni Ziemi, na przykład w odległości 500—600 km, gdzie z pewnością działa siła grawitacji, i to mniejsza od siły działającej na powierzchni Ziemi zaledwie o 20%. Gdzież się podziewa owa siła? Dlaczego przestaje działać? Spróbujmy na to dać odpowiedź podobną do tej, jaką się daje odnośnie ludzi swobodnie spa­ dających w windzie.

Wyobraźmy sobie moment, w którym pilot statku kosmicznego wyłącza wszystkie silniki. Mówimy, że statek porusza się wtedy ruchem bezwładnym. Wszystkie przedmioty wewnątrz statku poruszają się wówczas tak samo jak statek, a więc również ruchem bezwładnym. Jeśli kosmonauta otworzy dłoń i upuści kamień, trzymany w niej poprzednio, ów kamień nie oddali się od dłoni, jeśli oczywiście kosmonauta nim nie ciśnie. Przewracając do góry dnem otwartą butelkę z wodą stwierdzi, że woda nie będzie się z niej wylewała, ponieważ nie ma żadnego do tego powodu. Wszak woda wykonuje ten sam ruch, co butelka i co reszta przedmiotów wewnątrz statku. Na to, by zaczęla się poruszać w którymkolwiek bądź kierunku, trzeba ją w tym kierunku popchnąć. Wtedy będzie się poruszała ruchem jednostajnym, a więc zgodnie z prawem Newtona, słusznym — jak mówiliśmy już — wyłącznie w układzie inercjalnym. Wnętrze statku jest więc idealnym układem inercjalnym, o jakim marzyli astronomowie i fizycy przed Einsteinem. A sprawiło to tylko wyłączenie silników! Pilot, zależnie od swej woli, może wprowadzić do wnętrza statku, którym kieruje, dowolne „pole grawitacyjne” . Wziąłem słowa w cudzysłów, gdyż nie są one tym, o czym myślał Newton i jego epigoni. Wystarczy, by pilot włączył silnik, znajdujący się na przykład przy ścianie, którą nazwiemy ścianą A: statek natychmiast przestanie się

poruszać ruchem bezwładnym, w tym kierunku bowiem wystąpi przyspieszenie, które nie udzieli się przedmiotom wewnątrz statku. Kamień zacznie wtedy „spadać” w kierunku ściany A , ciecz z flaszki zacznie wyciekać również w tym kierunku. Wszystko będzie się odbywało tak, jak gdyby ściana A była podłogą statku i jakby w tamtym kierunku działała siła grawitacji. Zmieniając następnie kierunek działania silnika, pilot może inną ścianę uczynić „podłogą”, a inną „sufitem”, wyłącznie podług swojej woli. Może więc dowolnie kierować ową siłą „grawitacji”, która oczywiście nie jest grawitacją, ponieważ mieści się całkowicie w ramach wyboru, w ramach wolnej woli pilota. Jeśli więc kierowanie ruchem rakiety jest równoważne kierowaniu siłą grawitacji, sens grawitacji przestaje być różny od ruchu. Grawitacji w ogóle nie ma — takie stanowisko zajął Einstein — są tylko pewne działania zależne od ruchu układu odniesienia. W świetle tych idei każdy układ, poruszając się ruchem bezwładnym, jest układem inercjalnym. Czy porusza się blisko Ziemi, czy gdzieś bardzo daleko od niej i od wszystkich innych ciał — nie odgrywa to żadnej roli. W tych wszystkich układach inercjalnych nie ma w ogóle sił. Pojawiają się one lub znikają jedynie w zależności od ruchu pojazdu, nie są zatem żadną własnością ciał sąsiednich, lecz tylko samego pojazdu kosmicznego.

mm

i i

jh a

U w

iu u u w

o c { o iv u ^ iv r v

ciała o dużej masie, na przykład Ziemi lub Słońca? Wyobraźmy sobie pojazd, przybywa­ jący z bardzo daleka i poruszający się stale ruchem bezwładnym. Pojazd pozbawiony jest w ogóle wszelkich silników. Jest on, jak mówi­ liśmy już, zawsze układem inercjalnym, czy to z dala od ciał materialnych, czy w ich pobliżu. Ów pojazd zbliża się na przykład do Słońca. Obserwując zachowanie się przedmiotów i przebieg wszelkich zjawisk wewnątrz pojazdu, nie wykryjemy faktu zbliżania się do Słońca. Wykryjemy go, jeśli i przedtem, i w czasie zbliżania się do Słońca zaczniemy robić obser­ wacje ciał zewnętrznych. Najprzód stwierdzi­ my, że poruszamy się po linii prostej. Potem, w okresie zbliżania się do Słońca, stwierdzimy, że ruch Słońca w naszym układzie odniesienia jest inny, niż na przykład ruch dalekiej gwiazdy o małej masie, którą mijaliśmy przed miesią­ cem. Oczywiście w tych naszych rozważaniach wszystko odnosimy do naszego układu odnie­ sienia. Nie mamy najmniejszego powodu, aby cokolwiek na świecie uważać za nieruchome, zatem konsekwentnie wszystko opisujemy w na­ szym układzie, idealnie równouprawnionym wobec wszelkich innych. Otóż tę odmienność ruchu Słońca w naszym układzie, w porównaniu z ruchem dalekiej gwiazdy o małej masie obserwowanej z dużej odległości, przypiszemy — rzecz jasna — nie owej fikcyjnej sile grawitacji, lecz samej prze-

strzeni otaczającej Słońce. Powiemy, że prze­ strzeń wokół ciał masywnych, jakim jest na przykład Słońce, w różnej od nich odległości ma różne własności. I dlatego układ inercjalny w pobliżu Słońca porusza się nieco inaczej niż w pobliżu gwiazd o znikomo małej masie. Aby zrozumieć, w jaki sposób przestrzeń może mieć różne właściwości, musimy zrobić małą wycieczkę w kierunku geometrii. W szkole rozpatruje się tylko przestrzeń jedno-, dwulub trójwymiarową prostoliniową. Znaczy to, że odcinek prostej łączący dwa punkty prze­ strzeni jest najkrótszą odległością między tymi dwoma punktami. Można sobie jednak wyobrazić inną geome­ trię (co uczynili przed wielu laty N. Łobaczewski i G. F. B. Rieman), na przykład geometrię kulistą. Przestrzenią dwuwymiarową niech teraz będzie powierzchnia kuli (wszak po­ wierzchnia ma tylko dwa wymiary). Otóż na takiej powierzchni najkrótszą odległością mię­ dzy dwoma punktami jest — jak wiemy — od­ cinek łuku wielkiego koła*, a nie odcinek pro­ stej, która przecież „nie układa się” na po­ wierzchni kulistej. O tym wszystkim wiemy z doświadczeń ziemskich. Chcąc trafić naj­ krótszą drogą z jednego miasta do drugiego, położonego na tym samym południku, lecimy (czy jedziemy) właśnie wzdłuż południka. Myli się natomiast ten, kto pragnąc najkrótszą * Wielkim kołem nazywamy takie kolo, którego płaszczyzna przechodzi przez środek kuli.

185

drogą dostać się z jednego miasta do drugiego, leżącego na tym samym równoleżniku, leci wzdłuż równoleżnika. Równoleżnik jest bo­ wiem małym kołem, nie wielkim, i dlatego nie jest najkrótszą odległością między tymi dwoma miastami. Można sobie wyobrazić jeszcze inne geo­ metrie, na przykład na powierzchni elipsoidy lub paraboloidy czy wreszcie hiperboloidy. Będą to geometrie dwuwymiarowe, lecz już nie prostoliniowe. Wszystkie nasze rozważania mo­ żemy uogólnić na trzy wymiary, zastępując powierzchnię objętością, samą zaś bryłę — tworem czterowymiarowym niemożliwym do wyobrażenia, lecz dającym się ująć rachunkiem. Możemy więc rozpatrywać przestrzenie trój­ wymiarowe o różnych właściwościach i ustalać w nich różne twierdzenia, podobnie jak się ustala twierdzenia „zwykłej” geometrii trójwy­ miarowej. Jakąż geometrię mamy zastosować do prze­ strzeni w sensie fizycznym, która przecież nie musi być identyczna z tym, co sobie pomyśleli matematycy jeszcze za czasów greckich? Wyna­ leźli oni przestrzeń prostoliniową, lecz nikt nie powiedział, że twór ich myśli musi być iden­ tyczny z przestrzenią rzeczywistą, tzn. z prze­ strzenią fizyczną. Aby na to odpowiedzieć, trzeba zbadać owe najkrótsze odległości między dwoma punktami: czy są one odcinkami prostej, czy też nie? W fizyce jednak decydujące znaczenie ma pro-

186

mień światła. Wiemy, że promień ów biegnie zawsze tak, by z jednego punktu trafić do drugiego w najkrótszym czasie. Jak wiemy, na tym opiera się cała optyka geometryczna. Jeśli promień biegnie wszędzie z jednakową prędko­ ścią (a taki przypadek ma miejsce w przestrzeni kosmicznej), najkrótszą odległością będzie dro­ ga promienia świetlnego, biegnącego od jedne­ go punktu do drugiego. Einstein, podejrzewając, iż odmienność ru­ chu pojazdu międzyplanetarnego (czy planety) w pobliżu Słońca od tego, jak się porusza z dala od niego, jest wynikiem właściwości przestrze­ ni, wysunął hipotezę, że w pobliżu ciał o du­ żych masach przestrzeń przestaje być prostoli­ niowa, lecz jest zakrzywiona na podobieństwo powierzchni kuli. Aby to sprawdzić, astronomowie podjęli się dokonać swego rodzaju doświadczenia ze Słoń­ cem. Znaleźli oni sposób prześledzenia biegu promienia świetlnego w pobliżu powierzchni Słońca i porównania z tym, jak ów promień będzie biegł wtedy, gdy Słońce usuniemy. Sposób ów polegał na tym, że się robiło zdjęcia fotograficzne Słońca i jego otoczenia w mo­ mencie całkowitego zaćmienia naszej gwiazdy (albowiem wtedy i tylko wtedy możemy widzieć i fotografować gwiazdy leżące na niebie tuż przy tarczy słonecznej, jako że niebo jest wtedy bardzo ciemne). Następnie należało odczekać, aż Słońce przesunie się daleko od obszaru nie­ ba, w którym się znajdowało w czasie zaćmie-

nia, i wtedy zrobić powtórnie zdjęcie tej okolicy nieba. Otrzymamy obrazy tych samych gwiazd, które „wyszły” na kliszy w czasie zaćmienia, jednak tym razem obrazy te muszą być przesunięte względem ich położeń poprzednich, ponieważ w pierwszym przypadku promienie świetlne idące od gwiazd biegły po torze zakrzywionym, w drugim zaś — po liniach prostych. i

/ / /

/

/ /

/

/

y S s ' /

Sę

/

>.

A / «r Obserwator Rys. 9. Wyjaśnienie oddalania się obrazów gwiazd od środka tarczy słonecznej w chwili, gdy promienie biegnące od gwiazdy trafiają w pobliże Słońca

Jak to widać z rysunku 9, w czasie zaćmienia obraz G' każdej gwiazdy powinien się znaleźć dalej od środka Słońca niż obraz G obserwowany poza zaćmieniem, przy czym — jak to wynika z teorii Einsteina — kąt a, o jaki

przesuwa się gwiazda, powinien być odwrotnie proporcjonalny do jej odległości kątowej d od środka tarczy słonecznej. Pierwszą tego rodzaju obserwację efektu Einsteinowskiego wykonali astronomowie angielscy w czasie całkowitego zaćmienia Słońca w 1919 roku w Brazylii i na małej wyspie koło Afryki. Potem tego rodzaju obserwacje wielokrotnie powtarzane były w różnych częściach świata przez różne ekspedycje: amerykańskie, radzieckie i niemieckie. We wszystkich przypadkach słuszność przewidywań Einsteina nie podlegała wątpliwości; nieznaczne różnice pojawiały się jedynie w liczbowych wartościach zaobserwowanych przesunięć. Otóż wszystkie ekspedycje mierzyły odchylenia a jako funkcję d i po stwierdzeniu zgodności z tym, że a jest odwrotnie proporcjonalne do d, wyznaczały wartość a0 odpowiadającą d — 1, czyli odpowiadającą przesunięciu fikcyjnej gwiazdy, która w chwili zaćmienia znajdowałaby się dokładnie na brzegu tarczy słonecznej. Otóż na tę wartość pierwotnie otrzymano cc0 = 1,98". Tymczasem z obliczeń Einsteina wynikało a0 = 1,75". Z liczb tych widać, jak trudne są tego typu obserwacje. Zwróćmy uwagę na to, że rozmiary f liniowe / luku równego 1" wynoszą l — 2q^285}

li;»S j f l j fuo.>- 5..; 11

l

"?■/’ 5

:i

mm

gdzie/ jest ogniskową kamery, za pomocą której uzyskano zdjęcie. Największe ogniskowe kamery astronomicznej nie przekraczają 10— 15

*'"'' - .

"'_____ . __ ____ ■_____I______I---

j

I :. -

4

metrów, z czego wynika, że l — 0,5—0,7 mm. Dodajmy do tego, że nieznaczne nawet zmiany temperatury otoczenia powodują dość poważne zwiększenie lub zmniejszenie ogniskowej ka­ mery, co z kolei wywołuje efekt podobny do tego, jakiego spodziewamy się po eksperymen­ cie: odsuwanie się lub przysuwanie się wszy­ stkich obrazów ku środkowi kliszy. Ten efekt należało za wszelką cenę wyrugować z obser­ wacji, aby nie wziąć go za efekt Einsteinowski. Dlatego też przedstawione tu wyniki można śmiało potraktować jako zgodne i uznać za najzupełniej zadowalające potwierdzenie słu­ szności ogólnej teorii względności. Innym potwierdzeniem były oparte na tej teorii obliczenia dotyczące najpierw ruchu Merkurego, a w kilkanaście lat później — Wenus i Ziemi. Są to planety najbliższe Słońca i dlatego w ich ruchu wszelkie odchylenia od klasycznej mechaniki powinny być największe. Otóż obliczenia te dają wyniki tłumaczące zna­ komicie ów ruch wielkiej osi orbity Merkurego, którego klasyczna mechanika nieba nie była w stanie wytłumaczyć. W przypadku Wenus i Ziemi podobne obli­ czenia doprowadziły do lepszej zgodności wszystkich dotychczasowych obserwacji We­ nus i innych planet z obliczeniami, niż to było poprzednio. Wydaje się, że w naszych czasach nie ma już najmniejszej wątpliwości co do słuszności ogólnej teorii względności, przynajmniej

w głównych zarysach, aczkolwiek po dziś dzień od czasu do czasu pojawiają się w literaturze naukowej prace usiłujące obalić tę teorię. Wo­ bec daleko idącej tolerancji, jaką przejawiają dziś redakcje wszystkich niemal pism nauko­ wych, takie prace są publikowane. Najczęściej jednak nikt z nimi nie polemizuje z powodu słabej, czasami wręcz maniakalnej argumentacji zawartej w tego typu elaboratach. Znalezienie obserwacyjnego potwierdzenia ogólnej teorii względności bynajmniej nie zamknęło rozdziału o jej dziejach. Pozostały liczne sprawy kontrowersyjne, które w swoim czasie ogromnie absorbowały Einsteina. Są to wprawdzie sprawy w tej chwili bardzo od astronomii odległe, nikt jednak nie wie, czy nie staną się jej nagle bliskie. Dlatego też i tym sprawom warto poświęcić chwilę uwagi. ★

★

★

Od dawna już wszystkich fizyków uderzało podobieństwo i analogia między zjawiskami grawitacyjnymi i elektromagnetycznymi (do których — jak wiemy — zaliczamy dziś rów­ nież wszystkie zjawiska świetlne). I tam i tu decydującą rolę odgrywa przestrzeń otaczająca masę lub ładunek elektryczny, czyli — mówiąc językiem współczesnej fizyki — pole. Ono jest właśnie „sceną”, na której rozgrywają się zdarzenia fizyczne, i w nim tkwią główne cechy wszelkich zjawisk.

191

Wtedy jednak, gdy w elektrodynamice odkryto ścisłą odpowiedniość między polem • a cząstką elementarną, będącą jak gdyby twórcą tego pola (czy też na odwrót — pole jest twórcą owej cząstki elementarnej), w grawitacji nikt takiej cząstki nie odkrył. Wprowadzono ją wprawdzie do niektórych rozważań teoretycznych (pod nazwą „grawiton”), brakowało jednak jakichkolwiek danych doświadczalnych. Jeżeli uwzględnimy ponadto pewne sprzeczności, jakie wywołało wprowadzenie tej cząstki, okaże się, że jak dotychczas teorię grawitacji oddziela od wszystkich innych działów fizyki dość wysoka bariera. Na tym tle powstają proste zagadnienia dotychczas nie rozwiązane. Wiemy na przykład, że drgający ładunek elektryczny wywołuje powstanie fali elektromagnetycznej rozchodzącej się w próżni z prędkością światła. Czy podobne zjawisko powstaje również wtedy, kiedy będzie oscylowała jakaś masa? Jakie to będą fale grawitacyjne? Z jaką prędkością będą się rozchodziły? Oto pytania o bardzo ważkim znaczeniu i dla fizyki, i dla astronomii, na które nikt przynajmniej dotychczas odpowiedzi nie udzielił. Zupełnie niedawno udało się fizykom odkryć (dzięki bardzo pomysłowemu doświadczeniu) istnienie fal grawitacyjnych, ale to doświadczęnie nie rozwiązało jeszcze wszystkich istniejących kontrowersyjnych problemów w teorii grawitacji.

itóiwBiB**988M6

Główny wysiłek w znalezieniu odpowiedzi na te pytania włożył sam Einstein i tutaj właśnie doznał porażki. Potem sprawa ta zagubiła się w powodzi rewelacyjnych odkryć zupełnie nowych, nie znanych cząstek elementarnych, jakimi są na przykład neutrino, różnego rodzaju mezony i wreszcie grupa cząstek stanowiących tzw. antymetrię. Czy wśród nich nie znajduje się coś, co byłoby owym brakującym grawitonem lub co przynajmniej tłumaczyłoby nam, dlaczego zjawiska grawitacyjne różnią się (może tylko z pozorów) od wszelkich innych? Oto pytania, na które wcześniej czy później znajdzie się odpowiedź. Dziś jednak musimy na nich poprzestać, kończąc ten rozdział znakiem zapytania, który zazwyczaj stoi na końcu wszystkich rozpraw i rozważań naukowych.

GS™ ife&a

* Imponderabilia — rzeczy lub sprawy nieuchwytne, nie dające się zważyć, zmierzyć i dokładnie określić, mogące jednak mieć jakiś wpływ, znaczenie.

nych został przeniesiony z jednego- miejsca wszechświata w drugie: z Ziemi do Słońca. Kopernik dokonał tego, co w dzisiejszym my­ śleniu naukowym stało się narzędziem codzien­ nym, niemal banałem. Lecz to właśnie, że owa czynność myślowa dziś jest banałem, dowodzi, jak ważne stało się w procesie poznawczym owo przenoszenie układu współrzędnych z jednego miejsca w dowolnie obrane drugie... Ponadto czynność ta miała jeszcze pewien aspekt ogólny: respektowanie jednego tylko układu odniesienia pozbawiało wszystkie od­ krywane przez nas prawa natury ich cechy najważniejszej — u n iw e rsa ln o śc i. Ruch ka­ mienia rzuconego ręką chłopca (na Ziemi) dawniej traktowano jako zjawisko rządzone przez inne prawa niż ruch Księżyca wokół Ziemi. Przecież kamień rzucono na powierzchni ciała będącego centrum wszechświata, a zatem tam, gdzie rządzą inne prawa, niż w obszarach niebiańskich, po których wędruje Księżyc. Za­ sadnicza odmienność wszystkiego, co się działo na Ziemi, od tego, co się dzieje w kosmosie, było nieuniknioną implikacją wszelkich syste­ mów geocentrycznych. Ich odrzucenie prowa­ dziło prostą drogą do zrównania praw rządzą­ cych „tu ” i „tam” . Mówiąc więc lapidarnie, Kopernik przedzierzgnął Ziemię w jedną z gwiazd, i to przeszło do nauki współczesnej jako poczucie jedności nieba i Ziemi. Wpływ kopernikanizmu na naukę dzisiejszą nie ogranicza się jednak tylko do spraw przed

194

195

ECHA REWOLUCJI KOPERNIKAŃSKIEJ W NAUCE WSPÓŁCZESNEJ /A

czasów Kopernika dużo wody upłynęło w Wiśle, którą tak sobie upodobał samotny uczony z Fromborka. Współczesny astronom nie ma potrzeby zaglądania ani do „De revolutionibus” , ani do „Komentarzyka”, jeśli oczy- i i wiście nie zajmuje się historią nauki. Wszech^ świat Kopernika dawno już zastąpiono czymś znacznie bliższym rzeczywistości. Nie ma w nim orbit kołowych ani epicykli, za które tak prześladowano potem Kopernika. Nie ma sfery gwiazd stałych. Nie ma też układów inercjal­ nych ani absolutnego czasu, w które tak nie­ złomnie wierzył Newton. Ale mimo to we współczesnej nauce pozostało coś, co mogliby­ śmy nazwać imponderabiliami* myślenia ko­ pernikowskiego ; pewne idee,które nie są w jego pracach sformułowane, lecz które dziś daje się odczytać między wierszami. Przede wszystkim to, że po raz pierwszy w dziejach myśli naukowej układ współrzęd-

** • -: i i-.f&Li#..,, ii:-: 11r T X ,.i,.

chwilą poruszonych. Ów wpływ znać również we współczesnej kosmologii, w której niektórzy uczeni okazali się bardziej kopernikańscy niż sam Kopernik. Takie się właśnie odnosi wrażenie, gdy się styka z niektórymi teoriami współczesnej kosmologii. Niewątpliwie Kopernik przekazał nam (również między wierszami) przekonanie będące dziś podstawą całej kosmologii, a znane pod nazwą zasady kosmologicznej. Zasada ta orzeka, iż ogólny obraz wszechświata i przebieg zjawisk w nim się odbywających n ie zależy od wyboru miejsca obserwacji. Dodaliśmy tu przymiotnik „ogólny”, aljy wykluczyć myśl o identyczności obserwowanych obrazów lub przebiegu zjawisk. Zmiana miejsca obserwacji może i musi spowodować pewne zmiany w rozmieszczeniu obiektów najbliższych obserwatorowi: jedna galaktyka znajdzie się bliżej niż przedtem, inna — dalej. Nie idzie jednak o zmiany szczegółowe, lecz tylko i wyłącznie o obraz ogólny. W podobnej sytuacji znajdziemy się wtedy, gdy będziemy oglądać ślady po kroplach deszczu, który spadł na duży plac. Rozmieszczenie kropel na ziemi nie jest idealnie równomierne; odległość każdej z nich od jej najbliższej sąsiadki zmienia się z miejsca na miejsce. Znaczy to, że obraz rozmieszczenia kropel nie jest wszędzie identyczny. Niemniej jednak ogólny obraz jest ten sam, ponieważ występujące tu różnice mają charakter przypadkowy. 0 żad-

4

nym miejscu na placu nie możemy powiedzieć, że jest pod jakimkolwiek bądź względem wyróżnione, i to jest właśnie najważniejsze! Takim właśnie miejscem wśród planet uczynił Kopernik Ziemię i dlatego wielu astronomów zasadę kosmologiczną łączy z imieniem Kopernika. Wprowadzenie zasady kosmologicznej do astronomii umożliwiło kosmologom zastosowanie przeróżnych metod matematycznych do rozwiązywania wielu problemów. W ogromnej większości posługujemy się tu równaniami (algebraicznymi lub różniczkowymi), w których, rzecz jasna, musi wystąpić znak równości. Wspomniana zasada uprawnia nas do stawiania tego znaku tam wszędzie, gdzie myślowo lub na drodze obserwacji łączy się odległe obszary kosmosu (często całkowicie niedostępne obserwacjom) z obszarami bliskimi, najlepiej przez nas zbadanymi. Jest rzeczą zastanawiającą, że przyjęcie zasady kosmologicznej nastąpiło dość jednomyślnie przez wszystkich kosmologów, aczkolwiek dotychczas nikt właściwie nie dostarczył przekonywających danych obserwacyjnych na potwierdzenie jej słuszności. Intuicyjnie jednak wydaje się ona jak najbardziej słuszna. Niemniej jednak nie traktujemy jej wcale jako dogmatu i robimy wszystko, by jej słuszność sprawdzić. Niektórzy spośród czytelników zwrócili być może uwagę na to, że zasada kosmologiczna,

łf iŁ":

i Kr^ąj..;.7 0 ' n5?

m&m#jfc rs Sśsk ?? r s ? ;”!: #

wykluczając istnienie we wszechświecie m iejsc u p rzy w ilejo w an y ch * nic nie mówi o możli­ wości występowania wyróżnionych chwil cza­ su. Otóż istnieje dość liczna grupa kosmologów, którzy, wbrew opinii wielu innych astronomów i fizyków, postulują równouprawnienie wszy­ stkich chwil czasu w dziejach wszechświata. Ów sprzeciw nie byłby może należycie zrozu­ miały, gdyby nie pewna okoliczność wymaga­ jąca oddzielnego wyjaśnienia. Jednym z najbardziej podstawowych odkryć astronomicznych było stwierdzenie, że widma wszystkich obiektów zaludniających nasze oto­ czenie kosmiczne są przesunięte w stronę czer­ wieni (w stronę fal długich) i że to przesunięcie jest proporcjonalne do odległości badanego obiektu od nas. Interpretując to zjawisko zgodnie z zasadą Dopplera, astronomowie doszli do przekona­ nia, iż mamy tu do czynienia z ekspansją wszechświata, równoznaczną z wzajemnym oddalaniem się każdej pary obiektów z prędko­ ścią proporcjonalną do ich odległości. Ekspansja wszechświata musi prowadzić do nieustannego zmniejszania się gęstości materii * We wszechświecie skończonym me ma również miejsc uprzywilejowanych, jakby się niektórym mogło błędnie wydawać. Przestrzeń trójwymiarowa we współ­ czesnych modelach wszechświata trójwymiarowo-czasowego jest analogią do powierzchni kuli. Mimo iż objętość kuli jest skończona, na jej powierzchni nic znaj­ dziemy żadnego punktu wyróżnionego.

198

w każdym jego miejscu. Wynika z tego, że w dwóch dowolnie wybranych przez nas chwi­ lach obraz wszechświata n ie jest ten sam. A to z kolei zaprzecza postulatowi wysuniętemu przez wspomnianą grupę astronomów, którzy chcieliby uogólnić zasadę kosmologiczną, wpro­ wadzając do niej obok miejsca także czas. Aby jednak wytrwać przy swoim postulacie, astronomowie ci wprowadzili do swojej teorii coś, co jest sprzeczne z przekonaniami fizyków, a co mogło „uratować” uogólnioną zasadę kosmologiczną: proces powstawania materii dosłownie „z niczego” (proces kreacji materii). Zmniejszenie się gęstości materii w wyniku ekspansji jest kompensowane przez proces jej kreacji; w ten sposób ogólny „bilans” pozo­ staje niezmienny. Przy tym lamie się jedno z najbardziej podstawowych praw fizyki: pra­ wo zachowania materii i energii. I to właśnie jest powodem najostrzejszych ataków wielu uczonych na tę grupę kosmologów. Aby nie popadać w stronniczość, spróbuję zabrać głos w ich obronie. Fizyka jest nauką eksperymentalną, aczkolwiek posiada bardzo rozbudowaną stronę teoretyczną. Nie zmienia to jednak jej empirycznego charakteru. Prawo zachowania materii nie jest żadnym logicznym wnioskiem z nieomylnych przesłanek, lecz uogólnieniem dużej liczby doświadczeń, do­ konywanych w laboratoriach. Doświadczenia te są — rzecz jasna — obarczone pewnymi błę­ dami, a zatem prawo zachowania materii jest

słuszne tylko w granicach doświadczalnych błędów. Z postulatu kreacji materii wynika, że ilość materii powstającej we wszechświecie jest znikomo mała: w jednym litrze powinien się pojawiać jeden atom raz na miliardy lat! Tak powolnego procesu powstawania materii nie jest w stanie wykryć żaden eksperyment... Jeszcze większe zamieszanie powstaje wtedy, gdy się próbuje uogólnić zasadę kosmologiczną na zjawiska przyrody ożywionej. Ziemia, jak wiemy, jest siedliskiem życia, i to w formach niezmiernie urozmaiconych — od ameby do człowieka. Odmawiając Układowi Słonecznemu roli wyróżnionej we wszechświecie automa­ tycznie godzimy się z myślą o możliwości istnienia w różnych miejscach wszechświata wielu form życia, nie wyłączając jego form najwyższych. Co dziwniejsze — uznanie tej możliwości nie wymaga wprowadzania żadnych hipotez dodatkowych i nie prowadzi do żadnych sprzeczności zasadniczych, jak to było przy poprzednim uogólnieniu zasady kosmologicz­ nej. Mimo to twierdzenie, że życie z pewnością istnieje poza Ziemią, jest daleko idącą lekko­ myślnością. Byłoby to zbyt dogmatycznym traktowaniem zasady kosmologicznej, w czym grzeszy niestety wielu popularyzatorów astro­ nomii. Jakkolwiek zasada kosmologiczna wyda­ je się oczywistą i intuicyjnie słuszną, nie wolno jej przemieniać w dogmat; raczej już w dro­ gowskaz kierujący naszymi dociekaniami i po­

zwalający formułować pytania zadawane natu­ rze. A to właśnie jest niezmiernie ważne, każda bowiem praca przyrodnika zaczyna się od należycie sformułowanego pytania. Nie będziemy kontynuowali naszej wycieczki w krainę współczesnej kosmologii; nie dlatego, żeby wycieczka ta nie była pasjonująca i po­ uczająca, lecz dlatego tylko, że zbytnio oddali nas ona od właściwego tematu: od rewolucji kopernikańskiej. Ważne było tylko pokazanie dróg, jakimi dotarła ideologia fromborskiego astronoma aż do czasów współczesnych, i dla­ czego przymiotnik „kopernikański” pojawia się we współczesnych dociekaniach kosmolo­ gicznych, mimo że naiwny model układu heliocentrycznego wykoncypowany przed 500 laty przez Kopernika dawno stał się anachro­ nizmem. Wiele idei naukowych wydaje się dziwacz­ nych i przeczących zdrowemu rozsądkowi w chwili, gdy się rodzą. Potem, gdy przejdą próbę konfrontacji ich z doświadczeniem i ży­ ciem, stają się czymś oczywistym. Zdrowy ro­ zum zdążył był do nich się dostosować i przy­ zwyczaić, i to czyni owe idee banalnymi, a niekiedy nudnymi, zwłaszcza gdy trafią do podręczników szkolnych. Lecz ten sam czas pozwala ludziom dojrzeć w nich coś więcej poza sformułowaniami podręcznikowymi, zwłaszcza jeśli w tym czasie nauka uległa znacznym przeobrażeniom, co daje możność dokonywania porównań i szukania analogii.

200

201

I jeśli ów jednorazowy zastrzyk, jakim jest każda nowa idea, zdążył się rozejść po całym skomplikowanym ciele nauki. A tak właśnie stało się z ideą fromborskiego astronoma. Dlatego między innymi relacjonowanie spraw i związanych z Kopernikiem stało się dzisiaj za­ jęciem znacznie ciekawszym i bardziej pasjo­ nującym niż przed 500 laty!...

S

P

I

S

T

R

E

Ś

C

I

str. P r z e d m o w a ..................................................................

7

W s t ę p .............................................................................

10

Dzieciństwo K o p e r n ik a ...................................................14 O d r o d z e n ie ......................................................................... 18 Astronomia przedkopernikow ska.................................. 21 System h eliocen tryczn y...................................................41 Zasada względności r u c h u ............................................. 56 Elementy tradycyjne w modelu Kopernika

.

.

62

Priorytet odkrycia systemu heliocentrycznego .

.

71

Początki rew olu cji..............................................................76 Kopernik w W a r m i i ........................................................ 85 Rewolucja k o p e r n ik a ń s k a ........................................... 116 Propagatorzy teorii heliocentrycznej w wiekach XVI i X V I I ................................................................. 139 Galileusz i K e p le r ........................................................... 144 N e w t o n ........................................................................... 158 Od Newtona do czasów o b e c n y c h ........................... 178 Echa rewolucji kopernikańskiej w nauce współ­ czesnej

194