I denne oppgaven har jeg sett på overgangen fra det geosentristiske verdensbilde til det heliosentriske verdensbilde. Jeg kommer også inn på hva et paradigmeskifte er og hva som kjennetegner dette.

 

Vitenskapen til en tid blir ofte sett på sann og gjennom tiden har man hatt mange teorier som har blitt sett på som sanne, men når nye oppdagelser skjer og den gjeldene teorien ikke klarer og forklare hva som skjer oppstår gjerne nye. Det skal en del til for å kunne kalle en ny teori eller lov for et paradigmeskifte. Det må endre vitenskapens og hele kulturens syn på viktige sider av virkeligheten. Eks på paradigmeskifter er Charles Darwins utviklingslære, Albert Einstein relativitetsteori og Max Planks kvanteteori.

 

Før i tiden trodde folk at jorden var i universets sentrum. Jorden står jo stille og planetene går rundt oss så det var ikke så rart at folk trodde det. Dette var den mest naturlige forklaringen. At månen og solen roterer rundt oss en gang per dag ble sett på som den mest naturlige forklaringen. Dette kalles det geosentriske verdensbilde. Helt fram til 1500-tallet var dette den mest dominante oppfatningen. Det var Aristoteles som utviklet denne teorien. Grekerne var dyktige astronomer og mattematikere. I Aristoteles sin naturfilosofi mente han at himmelen bestod av det femte elementet. Grunnen til at denne teorien holdt helt frem til 1500-tallet var at det bare å ta en tur ut og du kunne se det med blotte øye. I bibelen stod det at jorden er universersets sentrum og denne oppfatningen vant selvfølgelig tilhengere blant de kristne. Etter en stund stund fant man ut bevis som slo sprekker i i det geosentriskeverdensbilde. Og det var da ideen om det heliosentriske verdensbilde kom fram.

 

En annen gresk filosof med navnet Aristarchus som levde fra ca. 320-250fkr. hevdet at jorden dreier om sin akse en gang per dag, og den beveger seg rundt solen en gang. Aristarchus tok ikke hensyn til at planetene gikk i sirkulære baner rundt sola uten epicykler. Hovedgrunnen til at hans versjon ikke slo ann var at den rett og slett var for enkel. Hvis jorden virkelig gikk rundt solen ville det vært naturlig at man kjente det, eller hvis man kastet en stein ned fra et høyt tre ville den falle et helt annet sted.

 

Den første som tok opp Aristarchus sin ide var den polske astronomen Nikolaus Kopernikus. I 1543 ga han ut sin banebrytene bok ” De revolutionibus orbium coelestium” som var med på å utforme den heliosentriske teorien. Han brukte matematiske modeller for de ulike plantenes bevegelser. Han tegnet en enklere modell og plaserte solen i sentrum. Månen roterer rundt solen og universet var endelig og kuleformet. Kopernikus sin modell slo også feil, den matematiske modellen fir den ene planeten strider mot modellen for en annen planet. Den kjente astronomen Tycho Brahe var tilhenger av den geosentriske verdensbildet og ut i fra hans kosmologi beveget månen og planetene rundt solen som igjen roterer rundt jorden. Tycho Brahe var kjent for sine nøyaktige observasjoner og uten teleskop klarte han og systematisere en mengde data som beskrev planetenes bevegelse og posisjon. Selv om ikke Tycho Brahe ikke var tilhenger av det heliosentriske verdensbilde så var det takket være hans beregninger som førte til dens utvikling. Da han døde tok hans assistent Johann Kepler over observasjonene. Som alle tidligere astronomer trodde Kepler også at planetene beveget seg i sirkelformet bane. Sakte men sikkert oppdaget Kepler at planetenes baner ikke var sirkler men ellipser med solen i det ene brennpunktet. Dette ble kalt Keplers første lov. Dette var et brudd fra det Aristoteliske verdensbildet. Han fant også ut at planetene ikke beveger seg med jevn hastighet, men hastigheten endrer seg med avstanden til solen. Hans andre lov sier at Baneradiusene sveiper over like store flater på like lange tider. Da må banefarten minke når avstanden fra solen øker. For å forklare det formulerte Kepler sin tredje lovsom sier at forholdet mellom kvadratet av omløpstiden og middelradiusen i tredje potens er det samme for alle planeter.

, hvor K er en konstant, R er avstanden til solen og T er omløpstiden.

En annen kjent matematiker som bidro sterkt til utviklingen av det heliosentriske verdensbildet var Galileo Galilei. Det var først med Galilei at overgangen fra naturfilosofi til naturvitenskap ble synelig. Fra å finne på naturlover ved hjelp av ren tenking og studere gamle skrifter, til observasjoner og eksperimenter. Ved hjelp av sitt teleskop samlet Galilei inn store mengder data som ingen hadde gjort før han. Noe av det viktigste han oppdaget var at jupiter hadde tre måner. Oppdagelsen styrket det Heliosentristiske verdensbildet. I et av hans store verk ”Dialog om de to store verdenssystemer” går han til angrep på det geosentriske verdensbildet og forsvarte det heliosentriske. Verket ble fordømt av hans kolleger og kirken, det endte med at Galilei måtte trekke tilbake sitt syn. I kirkens skuffelse klarte de de allikevel ikke å forhindre den vitenskapelige utvikling.

 

Når vi snakker om planetenes bevegelser er vi også nødt til å komme innom bevegelser i fysikken. Allerede ca. 300år fkr. formulerte Aristoteles en lov som gikk ut på at alle legemer har en fallhastighet som er proporsjonal med vekten. Nesten 2000år senere kom Galilei ut med en ny teori som gikk ut på at alle legemer faller fritt på samme sted, faller med samme akselerasjon. Han gjennomførte et eksperiment ved og slippe en liten stein og en stor stein med dobbel masse fra det skjeve tårnet i Pisa. Det som skjedde var at steinene landet veldig likt. I følge Aristoteles skulle den tyngste steinen få dobbel så stor fart som den lille steinen.

 

Steinens bevegelse var i følge Aristoteles en naturlig bevegelse. Steinen er av elementet jord, som har sitt naturlige sted på jorden, derfor faller den ned på jorden. Det finnes også en tvungen bevegelse, som er for eksempel når en hest trekker en vogn. Når hesten trekker, beveger vognen seg. Når hesten stopper, stopper også vognen. De er derfor Aristoteles påstod at en konstant kraft gir en konstant fart, og når kraften slutter og virke, stopper bevegelsesen til gjenstanden. I Galileis berømte skråplanforsøk motbeviste han Aristoteles påstand om tvungen bevegelse. Han lot en kobber kule trille fra et skråplan videre på et vannrett plan, målt med tiden og lengden fra starten. Han observerte at jo glattere det vannretteplanet var, jo lengere trillet kulen. Det ble også vist at kvadratet av tiden til kulen økte proporsjonalt med veilengden

hvor k er en konstant. Det skulle snart vise seg at den samme formelen gjelder for legemer i fritt fall. Ut fra hans forsøk formulerte han to lover som avvek fra Aristoteles sin lære. Den første loven sier at hvis det ikke virker noen kraft, vil en gjenstand i fart fortsette med konstant fart og retning. Den andre loven sier at hvis kraften er konstant, så vil farten forandre seg. Galileis bruk av eksperimentelle metode, instrumenter og målinger var et eksempel på den nye måten å studere naturen på.

 

Det første bruddet med det geosentriske verdensbildet kom med Rene Descartes, en fransk filosof som levde på 1600-tallet. Han gjorde banebrytene tenkning i filosofi og vitenskap som ingen tidligere hadde gjort. Hans arbeid på det heliosentristiske verdensbilde var basert på en ny forståelse av naturen og mennesket. Lik den greske filosofen Sokrates, vil også Decartes hevde at mennesket er født med viten, som er en del av menneskets natur, skapt av gud. Mennesket har derfor en intuisjon som forteller oss hva som er riktig og galt. Og gjennom erfaring og riktige metoder kan mennesket nå innsikt til viten. Decartes var en person man kan beskrive som svært skeptisk. Han stilte spørsmål til alt, han tvilte til og med på sansene sine. I følge Decartes er det bare en ting som er sikker: ”cogito, ergo sum” som betyr ”jeg tenker, altså er jeg”.

 

Hva er sikker viten? Hvordan kan mennesket finne sikker viten? Det er de spørsmålene som Decartes og andre filosofer ofte stilte. For å finne ut av dette benyttet Decartes seg av noe som kalles ”metodisk tvil”, det vil si å tvile på alt som ikke er absolutt sikkert. I ”om metoden” redegjorde han hvilke fremgangsmåte vi kan bruke for å oppnå sikker viten. Det første man må gjøre er kun akseptere det som har sikker begrunnelse. Når vi kommer til et sammensatt problem kan vi dele den opp i enklere deler og løse dem hver for seg. Løsningene finner vi gjennom systematisk og oversiktelig beregninger. Til slutt setter vi sammen løsningene på de enklere delene og komme fram til løsningen på det sammensatte problemet.

 

Et annet hovedpunkt i Decartes filosofi er han metafysiskedualisme. Han skiller verden mellom det objektive, det som eksisterer i den fysiske verden, det som kan beskrives matematikken –res extensa. Og det subjektive som bare eksisterer i våre tanker –res cogitans. For eksempel kan vi se på materiens egenskaper. De objektive egenskapene til materien er den form, volum og bevegelse. De er materiens primære egenskaper som er uavhengig av hvordan vi oppfatter den. De subjektive egenskapene er vår oppfatning av materien, som dens lukt, utseende, smakt osv. Vi tenker oss en person som ser på en blomst. En annen person vil også se den samme blomsten, men oppfatningen av den samme blomsten til de to personene trenger ikke nødvendigvis å være den samme. En kan synes den er fin og lukter godt, den andre kan ha den helt motsatte oppfatningen. Det er derfor Decartes ikke stolte på sine sanser, for de er ikke sikre. Det vi derimot kan være sikker på er – res extensa, som vi kan beskrive med matematiske og fysiske lover.

 

Decartes uttrykte sitt mekaniske verdensbilde med tre prinsipper. Som til sammen sier: materiens forandring av tilstand skyldes forandringer i bevegelse, i form av trykk og støt. Materien vil være i den samme bevegelsestilstand til det skjer en forandring (treghetsprinsippet). Alle forandring er av samme slag, det er bare materien som skifter sted og bevegelsestilstand. I matematikken var Decartes mest kjent for sitt arbeid innen for geometrien. Han utviklet den analytiske geometrien som gikk ut på å kombinere algebra med geometri. Han laget et kordinatsystem med vinkelrette akser som krysser i et punkt, origo. Posisjonene til punkter på kordinasjonssystemet blir angitt av tall ut fra skala på aksene. Ved hjelp av dette kunne han konstruere alle mulige geometriske figurer, og hver figur er gitt ved en ligning. Decartes geometri og mekanisme fikk stor betydning for utviklingen av fysikk og matematikk, og det heliosentriske verdensbildet.

 

Til syvende og sist var det den engelske fysikeren og mattematikeren Isaac Newton som klarte å kombinere Astronomi og bevegelses lære. På grunnlag av arbeidet til Kepler, Galilei og Decartes fant Newton et matematisk utrykk for hva som er årsaken til at planeter går i ellipseform rundt solen i vår galakse. Newtons sier at alle gjenstander på jorden og i verdensrommet følger den samme gravitasjonsloven. Gravitasjon er altså en kraft som virker mellom to gjenstander. Gravitasjonsloven fører til Keplers lover. Slik ble Newtons gravitasjonslov og det heliosentrsike verdensbildet bekreftet.

 

 

Nye tolkninger av naturen kommer gjerne fra enkelt personer som tenker nytt og ser feil ved den tidligere tolkningen. Dette er ofte yngre eller ferske innen for feltet. Har man jobbet med en teori i mange år blir man gjerne knyttet til dette paradigme.

 

I middelalderen stod kirken meget sterk, var det sult, sykdom eller krig trodde menneskene at det var gud sin måte og straffe oss mennesker. Det meste kunne forklares ved hjelp av bibelen og prestene. Alt som ble lagt fram av ny vitenskap som ikke kunne trekkes opp mot bibelen ble sett på som feil eller usann. Dette gjorde at det tok mange år før helisentrismen slo igjennom noe man kalle en vitenskapelig revolusjon.

 

 

Kilder:

http://no.wikipedia.org/wiki/Hovedside

http://www.astro.uio.no/ita/undervisning/AST1010/verdensbilder.pdf

 

Vitenskapsteori – Ragnar Fjelland, universitetsforlaget 1991

Vitenskapelige revolusjoners struktur – Thomas S. Kuhn, norsk utgave 1996

Filosofihistorie – Gunnar Skirbekk og Nils Gilje, universitetsforlaget 2000