De mytologiska föreställningarna.

 Föreställningen om ett formlöst ursprung - ett kaos - fanns också i den nordiska mytologin, skildrat i Snorre Sturlassons Edda. Men också motsatsparen ljus och eld, mörker och köld. Två regioner eller världar med dessa egenskaper befann sig i söder respektive norr och mellan dem ett kaos som kallades Ginnungagap. När gnistor från hettans värld mötte rimfrosten från köldens i mitten av detta kaos skapades en levande varelse: jätten Ymer. Ur hans armhålor föddes sedan den första mannen och kvinnan. Ymer dödades sedan av tre gudar och av hans huvudskål gjorde de himlavalvet och av kringflygande gnistor skapades sol, måne och stjärnor. Världens undergång - Ragnarök - skildras också i denna nordiska litteratur. Det finns många liknande skapelsemyter från andra delar av världen och dessa äldre myter har givetvis påverkat den nordiska. Gemensamt för alla dessa spekulativt lagda myter är att världsförloppet uppfattas som ett resultat av gudarnas direkta och ofta godtyckliga ingripande. Inte som en följd av naturlagar, vilket man inte hade någon föreställning om överhuvudtaget.

Antikens rationella filosofi och kosmologi.

Aristoteles (384-322 [före vår tideräkning])

  Hans arbeten dominerade det vetenskapliga västerländska tänkandet ännu tvåtusen år efter det att de skrivits. Skrev om, analyserade och kommenterade de tidigaste filosoferna - de försokratiska. Encyklopedikern Aristoteles är därför vår främsta källa för de tidigaste filosoferna. Var i grunden biolog och intresserade sig främst för växandets problem.

 Thales princip bör dock inte tolkas som att allting består av vatten eller dylikt. Det var inte något slag av urämne han var intresserad av utan snarare en förklaringsgrund. Vattnet var förstås något och något som allt bestod av och som samtidigt var alltings början och slut, men kärnan i hans tes om vattnet som urgrund måste ses som en filosofisk tes, en strävan att finna en förklaring till ett världsskeende, en förklaringsgrund till allt. Man kan säga att han ville formulera något som vore mer än en modern naturlag, kort sagt måste vi se hans tes som ett uttryck för en rationell strävan efter kunskap. Thales var känd som en nyktert tänkande person så hans tes får inte heller övertolkas. I hans strävan efter kunskap och något "mer" än bara någon slags lag för vad tingen i grund och botten kunde tänkas bestå av får inte heller läggas in något irrationellt moment. Själva den episka formuleringen av sin tes är snarare en efterklang av en tidigare mytologisk epok än något annat. Det finns belägg för detta synsätt på Thales "urgrundssträvan" både hos Aristoles och den följande utvecklingen. Ty som Aristoteles sade: Thales utgick ifrån att det måste finnas en viss "natur" som består och ur vilket allt annat framgår. Och det är det han söker. Vattnet är alltså denna natur. Men mer än så: Vattnet är inte bara någonting som består; hos Thales är vattnet det bestående.

 Och där har vi problemet om urgrundens väsen. Den svarar på frågan om det bestående i alla växlingar, den yttersta princip på vilken världsprocessen grundar sig. Det enda bestående. Frågan om vad allt består av - t.ex. partiklar eller ännu mindre partiklar eller "krafter" - är således tämligen ointresssant i denna problemställning. Det intressanta är istället - med ett mer modernt språkbruk - sökandet efter det invarianta. Och detta invarianta behöver inte vara något substantiellt utan en snarare relation. Vilka i sin tur kan vara högst olika som vi ska se.

 Man kan säga att hade kärnan i hans tes om alltings urgrund varit irrationell, "översinnlig" eller enbart frågan om ett materiellt urämne hade hans grundidé inte blivit föremål för senare granskning av andra. Själva idén hade förblivit okänd och dött i samma stund som den fötts. Nu lever den vidare i århundrande för århundrande; den var och är med andra ord bevisligen mycket fruktbar. Thales hade en grundläggande vision, en idé och ett synsätt på omvärlden som kom att bilda upptakten till den grekiska filosofin och därmed till hela det västerländska filosofiska naturvetenskapliga tänkandet. Historien om denna spridning av idéer som kritik och debatter om dessa från generation till generation är förvisso inget som sedan pågått kontinuerligt, utan har försiggått under många kortare och längre avbrott.

 Den förste kosmologen var alltså den redan nämnde Anaximandros. För honom var jorden en cylinder som svävade fritt i rymden och "befann sig på lika avstånd från allting". Det finns många världar, som uppstår och försvinner igen. De uppkommer ur kaos, "det formlösa ursprunget". Solen, månen och stjärnorna bestod av en eld som var innesluten i cirkelformade rör med öppningar. Att han såg jorden som en cylinder hängde ihop med att han upptäckte jordens lutning mot ekliptikan - himmelsekvatorn - på ungefär 23,5 grader.

 Om Thales valde ett känt och benämnt ämne som urgrund ger Anaximandros sin urgrund benämningen "apeiron" - det "obegränsade". Den abstrakta benämningen på denna urgrund antyder ett moget principiellt övervägande. Beträffande den riktiga översättningen av detta begrepp "apeiron" finns olika bud. Många föredrar det "obestämda", det "kvalitetslösa". Av de antika referaten framgår dock att han föreställde sig urgrunden som både obegränsad (oändlig) i såväl tid som rum och utan varje kvalité. Anaximandros fäste stor vikt vid en jämviktsprincip och att till varje iakttagen kvalité finns en motsatt kvalité. Det som var utan kvalité var själva urgrunden, en uppfattning som tillfredsställde både kravet på begreppet motsats och jämvikt. Från denna tid spelar sedan begreppet motsatser och motsatspar en dominerande roll i den tidiga antika tankevärlden. Under tidsperioden före Sokrates tycks filosoferna genomgående ha en naturuppfattning som opererade med förekomsten av motsatta, antagonistiska kvaliteter som ett för naturen givet karakteristiskt drag.

 Anaximandros resonerar som så att då apeiron skall vara urgrunden och i alla sina modifikationer och växlingar kunna uppvisa alla i naturen förekommande kvaliteter, måste det vara kvalitetslöst, ty de motsatta kvaliteterna utjämnar varandra. I Anaximandros system ingick också att det fanns en cyklisk växling av uppkomst och undergång. Man kan fråga sig varför Anaximandros kom att anta en så abstrakt urgrund som det kvalitetslösa obegränsade. Men det var kanske inte fullt så abstrakt som det verkar. Ganska säkert stod det i samband med begreppet Khaos, som uppkom i begynnelsen enligt Hesiodos. På dennes tid stod det för "det gapande tomrummet" vilket kan jämföras med germanernas myt om Ginnungagap. I båda fallen hade mytologin en av gudar styrd skapelseprocess. Anaximandros obegränsade och kvalitetslösa Khaos var kanske en idéhistorisk ättling till denna hesiodiska gudomliga ordning. I vilket fall är Anaximandros Khaos och Hesiodes till sitt idémässiga innehåll två skilda begrepp. Kanske var det ett sätt för Anaximandros att försöka popularisera sin egen då okända abstraktion apeiron med det mer kända begreppet Khaos? Eller att han helt enkelt hade detta begrepp i åtanke då han utformade sin av gudar mer oberoende filosofi. Viktigt är dock att både Thales och Anaximandros urgunder inte är passiva objekt utan står för en aktiv princip. Skillnaden mot de gamla mer religiösa föreställningarna är då att denna aktivitet inte åstadkomms av några slags gudar utan av naturen själv.

 Sammanfattningsvis fungerar Anaximandros system som världsalltets förklaringsgrund på tre olika sätt. Den första grundprincipen är att apeiron är invariant. Det måste bestå oförändrat. Motsägelsen i detta löses genom att det därtill finns en inneboende princip som säger att apeiron också är ständigt aktivt. Denna aktivitet åstadkommer ett brott mot den första. En utdifferentiering sker därför. Världen - eller världarna - med sin kvalité, ordning och begränsning uppstår. Men endast för en viss tid. "Brottet" måste förr eller senare sonas och ordningen återställas för att i sista hand återvända till urgrunden. Anaximandros tid är cyklisk. Urgrundens funktion är inte att formulera en lag ur vilken fenomenen kan härledas utan snarare bilda en sorts ram, plattform eller rymd inom vilken naturföreteelserna kan beskrivas. Detta synsätt eller denna hållning till omvärlden var onekligen ett epokgörande framsteg i tänkandets historia.

 Naturens lag är sålunda den kvalitativt obestämda jämvikten. Men det är snarare en juridisk lag än en naturlag i vår mening. Anaximandros betraktelsesätt är en bild från juridiken men säger oss också att denna bild om brott och straff, försoning efter en tid osv. är ursprunget för vår moderna naturvetenskap. Alla måste rätta sig efter eviga lagar och normer. När så icke sker måste ett straff utmätas och verkställas. Ordning kan sedan åter för en tid råda. Anaximandros juridik skiljer sig dock från den moderna naturveteskapens genom att ett brott mot naturens lag hör till själva naturen och dess system. Och den har ingen strafflag i egentlig mening, men kräver likväl ett återställande av en bruten jämvikt. Att Anaximandros världsordning är juridisk gör den inte för den skull moralisk, som en del författare velat få det till. Ur den rationella synpunkt som Anaximandros anlade finns ingen grund för detta. Att det sedan finns och bör finnas en moralisk aspekt i tillämpningen av naturvetenskapen och naturens utforskning är en annan fråga. Men naturen i sig har ingen moral, varken god eller dålig. Inte heller kan den bestraffa, hämnas eller belöna. Anaximandros uppställde varken en moralisk eller fysikalisk naturlag. Han hade "endast" en vision av kosmos som en lagbunden helhet. Och i detta fann han säkert en tillfredsställelse av både intellektuell och moralisk natur.

  Men det finns ännu en sak att säga om de gamla försokraterna. Både Thales och Anaximandros sökte som vi har sett efter lagbundenheter, efter invarianser. De sökte efter fruktbara teser och urgrunder för världen som helhet. Att göra detta på rätt sätt synes vara självklart. Det är ju bra. Men den stora grundläggande frågan, säkert både för dem och senare naturforskare, är om det överhuvudtaget är möjligt att finna sådana. Ty förutsättningen för framgång i en sådan strävan är ju om det faktiskt finns sådana universella lagbundenheter? Är naturföreteelserna och världen som helhet, dess urgrund och uppkomst överhuvudtaget fattbara för vårt förnuft? Är de intelligibla? Varför kunde inte naturföreteelserna tvärtom vara ofattbara för vårt förnuft? Åtminstone delvis eller vissa specifika områden av världsprocessen. Det finns faktiskt inget som säger att naturen måste vara intelligibel. Det är något vi måste anta. Självklart kan vi också förneka det. Men det förefaller vara en både trist och ofruktbar inställning. En sak som i alla fall starkt pekar på att världen som helhet, hela världsprocessen och alla naturföreteelser i sista instans verkligen är fattbara för vårt förnuft är att ett sådant antagande hittills har onekligen haft stor framgång...

  Hittills har vi kunnat ställa frågor till naturen och också fått ett svar. Inte kanske genast och inte svar på alla frågor men inget motsäger att svaren ändock finns någonstans "out there". Naturen är intelligibel - denna smått metafysiska och "mystiska" vision måste ha föresvävat både Thales och Anaximandros och även varit en drivfjäder för deras verksamhet.
Albert Einstein har gett uttryck för just detta:

Albert Einstein (1879 - 1955)

"Den vackraste känslan vi kunna erfara är det mystiska. Ur den gror all sann konst och vetenskap. Den, för vilken denna känsla är främmande, som inte längre kan förundras och stå hänryckt i vördnad, är så gott som död."

  Einstein hyllade en slags "kosmisk religiositet", en religion som inte var baserad på fruktan eller moral. Det är nog inte helt fel att säga att Anaximandros hade ett liknande synsätt. Det gudomliga och heliga var principen för det intelligibla och lagbundna.

  Pythagoras grundade den så kallade pythagoreiska skolan. Enligt många belägg trodde han på själavandringen. Han lär ha förbjudit en man att slå en hund, då han i dennas tjut tyckte sig igenkänna en väns själ. Till sitt ursprung var han i likhet med de milesiska filosoferna en ionier, men var verksam i den italiska delen av det grekiska kulturområdet. Utvandrad från ön Samos grundade han i Kroton en religiös orden som också verkade politiskt. Vid sidan av detta ägnade de sig åt matematisk forskning och utbilade en filosofi som enligt Aristoteles byggde på att det är talen, som är alltings urgrund. Pythagorismen genomlöpte som vetenskaplig lära en utveckling vilken delade upp sig i olika skolor som tidvis också bekämpade varandra. Begreppet "pythagoré" är därför inte någon enhetlig grupp. Vem eller vilka som egentligen tillhörde denna skola är därför oklart. De filosofer som avses i detta sammanhang intresserade sig dock mycket för matematik och talmystik. Den kända satsen om sambandet mellan hypotenusa och katetrar i en rätvinklig triangel har fått namn efter Pythagoras. De införde beviset i naturvetenskapen: med stöd av vissa antaganden görs ett påstående; detta bevisas sedan med hjälp av vissa självklara satser - axiom - eller med hjälp av förut kända satser. Sin matematik och geometri tillämpade de inte bara på jorden utan också på himlavalvet. Inom astronomin stannade de dock vid en blandning av rationella och mytologiska hypoteser. Alla instrument var ju vid denna tid mycket primitiva. Man hänvisades därför till allmänna spekulationer som knappast kunde bekräftas genom experiment eller observationer.

 Pythagoréerna grundade sina antaganden på både matematiskt-geometriska och estetiska skäl. Den mest fulländade kurvan i två dimensioner var cirkeln, den mest fulländade ytan i tre var klotet. Världsallet eller universum var naturligtvis klotformigt. I dess medelpunkt fanns en "centraleld", som tyvärr inte kan ses då den är skymd av jorden under våra fötter. Denna eld är omgiven av tio koncentriska klotskal, alla således med samma medelpunkt. På dessa sfärer snurrar sedan jorden, solen månen och planeterna. Klotskalen roterar från väster till öster under en bestämd period - omloppstiden. Längst ut finns den fixa stjärnsfären. Den rör sig också, dock så långsamt att den inte kan ses.

 På sfär nummer två fanns jorden och på sfär nummer ett en "motjord", som inte heller kunde ses. Detta klot roterade ett varv per dygn åt motsatt håll från jorden sett. Denna modell av universum kunde dock inte förklara planeternas retrograda rörelser. Inte kanske så mycket annat heller, det är dock en av de första modellerna av världsalltet grundat på både matematiska och estetiska resonemang.

 Pythagoréerna hävdade alltså att alla naturföreteelser kan beskrivas med tal. Detta torde ha sin grund i rent praktiska experiment då de upptäckte sambandet mellan strängens längd och tonhöjden i en lyra. Deras valspråk "allt är tal" skall därför inte uppfattas som ren talmystik, utan mer som ett uttryck för en en stolthet över upptäckten av att vissa naturfenomen faktiskt kan beskrivas med tal. (Nutida kvantteori och atomfysik bekräftar verkligen också detta. Där spelar talen - kvanttalen - en helt fundamental roll). Att talen antogs som förklaringsgrund av pythagoréerna torde ha haft samma dominerande betydelse som milinesiernas urgrund. Lika lite som deras urgrund svarade på frågan om vad allting består av, så var pythagoréernas urgrund också en slags förklaringsgrund. Deras vision av talen var att dessa var nyckeln till världsgåtan lösning. Deras upptäckt av harmoniernas samband med enkla talproportioner visar detta. Denna harmonilära kan jämföras med Anaximandros harmoni mellan motsatta kvaliteter. Ordet "harmonia" i grekiskan betyder både sammanfogning och förbund. Nu hade man inte endast en parallell till Anaximandros harmoni utan kunde också uttrycka detta i matematiska samband.

 Upptäckten av harmoniläran - sambandet mellan stränglängd och tonhöjd - kombinerade pythagoréerna med sin modell av universum. De antog att de kristalliknande klotskalen också frambringade toner vid sin rotation. Tonhöjden avgjordes av sfärenas hastighet, som i sin tur beror på avståndet till centrum. Klotskalen längst bort rör sig snabbast och har därför högsta tonen. Det var enligt dessa musikaliska principer som pythagoréerna reglerade avstånden i harmoniska intervall. Speciellt lyhörda personer - poeter och filosofer - kunde också höra den översinnliga musik som alstrades när kristallsfärerna sakta välvde sig runt, de kunde förnimma "sfärernas harmoni". Tvåtusen år senare kom denna tanke att i hög grad inspirera Johannes Kepler i hans sökande - och faktiskt också upptäckt! - av sitt kosmos. Phytagoras:

"Mellan sidornas längd i en rätvinklig triangel föreligger inget iögonfallande förhållande; men om vi på varje sida bildar en kvadrat, motsvarar de båda mindre kvadraternas sammanlagda ytinnehåll den största kvadratens yta. Då det alltså var möjligt att upptäcka sådana underbara, för det mänskliga ögat dittills fördolda lagar enbart genom att fördjupa sig i talmässiga relationer, fanns det då inte befogat hopp om att alla universums hemligheter snart skulle kunna komma att uppenbaras genom talmässiga uttryck för relationer?"

  Beträffande geometrin så hade pythagoréerna formulerat teoremet att i en likbent och rät triangel så är kvadraten på hypotenusan dubbelt så stor som kvadraten på kateterna. Och givetvis är det så. Men de hade antagit att detta förhållande mellan hypotenusan och kateten i detta fall skulle kunna uttryckas som ett förhållande mellan hela tal. Det låg ju i deras tro på talet som yttersta grund. Men diagonalen i en kvadrat - som det är i detta fall - och dess förhållande till en av sina sidor, går ej att uttrycka i hela tal, bråktal eller dylikt. De är inkommensurabla. Rätta svaret är roten ur två till ett. Senare kom romarna att kalla sådana rottal för irrationella. Pythagoréerna, som hade utgått från att de så kallade naturliga talen - dvs. 1,2,3 osv. - var de enda "att räkna" med hamnade i en kris. (Världshistoriens första men inte sista matematiska kris). Upptäckten av dessa irrationella tal var ett hårt slag. Enligt legenden måste detta hållas hemligt inför alla och envar och då en av de försvurna förrådde hemligheten blev han dränkt i havet. Krisens lösning blev att grekerna valde geometrin framför den rena aritmetiken. Ty egentligen var tal för dem"mätetal för sträckor". Vad som inte kunde framställas med hela tal kunde framställas medels kontinuerliga sträckor, ytor och volymer. Då spelade det inte så stor roll om dessa mätetal inte riktigt gick jämnt upp, var kommensurabla. Detta anses ha haft en hämmande inverkan på utvecklingen av den grekiska naturvetenskapen. Å andra sidan hade matematiken gjort ett framsteg. Till de naturliga talen måste nu tillfogas de "onaturliga" - de irrationella.

  Geometrin fick sin sammanfattning av Euklides i hans Elementa och kom sedan att bli den enda gällande under drygt två tusen år. Den bygger på ett antal axiom, bland annat det kända parallellaxiomet. Inte förrän under 1800-talet, när detta axiom ifrågasattes, kunde geometrin utvecklas. Euklides geometri blev då ett specialfall av en mer generell.

 Pythagoréernas modell av värdsalltet är intressant ur många synpunkter. Förutom de bestämda talmåtten och deras harmoniska anordning så finner vi att jorden inte är stillastående och den sitter inte i centrum av världsalltet. Modellen är inte geocentrisk och orörlig som den var i de tidigare mytologierna. Pythagoréerna och deras efterföljare utvecklade också denna världsmodell då de satte solen i centrum. Denna heliocentriska världsmodell nåddes av Aristarkos från Samos. Hans princip var att solen står stilla, att jorden rör sig i en cirkel runt solen medan den samtidigt roterar kring sin egen axel. Denna modell kan med fog sägas vara höjdpunkten på antikens strävan till en enhetlig syn på världalltet. Överhuvudtaget var det grekiska tänket vid slutet av femhundratalet helt inriktat på kosmologiska problem.

 Aristarkos och hans teori, denne "antikens Kopernikus" som han kallas, ansågs dock häda vissa greker och deras religiösa föreställningar. Modellen med solen i centrum stred också mot de "sunda förnuftet". Alla kunde ju se att det var solen som rörde sig kring jorden och inte tvärtom. Modellen stred också mot auktoriteten Aristoteles och hans fysik. Allt detta bidrog till att den heliocentriska världsbilden och dess teori kom att vara begravd i nära 2.000 år. Den kom aldrig riktigt fram vare sig under antiken eller medeltiden.

Den medeltida världsbilden.

 Istället kom den gamla geocentriska världsbilden, den aristoteliska, att helt dominera ända fram till i slutet av 1500-talet. Denna hade dock genomgått en betydande matematisk behandling. Den så kallade epicykelteorin framkom och utvecklades ingående av Ptolemaios från Alexandria omkring 140 år efter vår tideräknings början. Ur rent formell synpunkt ger den ptolemaiska världsmodellen en riktig beskrivning av himlakropparnas rörelser - men den saknar varje fysikalisk grundval. Aristoteles kosmologiska synsätt accepterades annars av de skolastiska filosoferna under hela medeltiden och renässansen. Men för praktiskt verksamma astronomer, navigatörer etc. ersattes den mellan tolvhundra- och fjortonhundratalet av Ptolemaios system.











Den medeltida världsbilden


I centrum av Aristoteles universum låg den orörliga jorden omgiven av femtiofem roterande klotskal av kristall. Den yttersta sfären hölls i rörelse av Gud; utanför denna fanns ingenting. Bilden visar hur en man tittar ut från himmelssfären och betraktar några av kristallsfärerna. Efter ett medeltida träsnitt.

 Ptolemaios arbete "den stora sammanfattningen" är känd under namnet "Almagest". Där står den klotformiga jorden, liksom i Aristoteles kosmologi, orörlig i universums medelpunkt. Runt denna kretsar i tur och ordning Månen, Merkurius, Venus, Solen, Mars, Jupiter och Saturnus. Längst avslutas det hela med fixstjärnornas sfär. Alla rörelser antas ske i cirkulära banor och jämn hastighet. Hela detta system, förutom jorden, roterar ett varv per dygn. En slags världsaxel går således genom jordens medelpunkt.

 Epicykelteorin beskriver i det enklaste fallet hur en planet rör sig med jämn hastighet på en liten cirkel, den s k epicykeln. Dennas medelpunkt i sin tur rör sig med jämn hastighet på en stor cirkel, den s k deferenten, med centrum i universums medelpunkt. Det var en ganska fiffig teori ty nu kunde äntligen planeternas retrograda rörelser, deras skenbara fram- och tillbakarörelse, få en åskådlig förklaring med hjälp av likformiga cirkelrörelser. Den ptolemaiska världsbilden saknade alltså inte stöd i observationer. Men det fanns problem. Det visade sig nämligen att det inte räckte med en epicykel. Man tvingades införa nya hjälpcirklar av olika slag för att förklara många observationer. Det hela blev efterhand ett ytterst invecklat system, skulle det visa sig. Det behövdes på och i varandra rullande cirklar eller klotskal, ett system som till och med astronomerna av facket fick allt svårare att förklara och genomskåda. Och alla nödvändiga tillägg av helt nya epicyklar blev allt svårare och svårare att ha att göra med. Hela denna världsmodell blev till slut en härva av geometriska konstruktioner och hjälpkonstruktioner, så kallade ad-hoc-justeringar, utan motsvarighet i verkligheten.

Den naturvetenskapliga revolutionens världsbild.

 När tanken på den heliocentriska världsbilden på nytt fördes fram på 1500-talet, var tiden mer mogen för detta. Ty, som vetenskapshistorikern Thomas S. Kuhn beskriver det: "Tillståndet hos den ptolemeiska astronomin var en skandal innan Kopernicus hade presenterat sina teorier". Metoden att lösa ett astronomiskt problem genom att lägga till ännu en epicykel ledde endast till att "en avvikelse som justerats på ett ställe ofta dök upp på ett annat i stället".

 Nikolaus Kopernicus själv betraktade den rådande astronomin som "ett monstrum". De samtida astronomerna kunde "inte ens förklara eller mäta solårets konstanta kängd" . Det var alltså, för att tala med nämnde Kuhn, dags för ett paradigmskifte.


Nikolaus Kopernicus (1473 - 1543)


Kopernicus tillbringade många år med mödosamma och invecklade kalkyler och tabeller med vars hjälp man skulle kunna beräkna solens, månens och planeternas positioner. Även om det var svårförståeligt hade hans system en grundläggande överlägsenhet över det ptolemaiska emedan solen satt i systemets centrum.

 Kopernicus var polack och en inom astronomin självlärd herre. De astronomiska studierna bedrev han som hobby utan samband med något universitet eller någon kyrka. Han upptäckte att matematikerna var oense om den ptolemaiska världsbilden och han ville förenkla den gamla teorin. Medeltidens geocentriska världsbild byggde på två förutsättningar:

1. jorden är orörlig och placerad i universums medelpunkt
2. himlakropparna rör sig i cirkulära banor utefter sfäriska skal.
   
   
    Kopernicus ville ändra på det första antagandet och istället för jorden sätta solen som centrum för universum. Därmed löstes inte krisen för astronomin, problemet med epicykler kvarstod, men han tyckte att det heliocentriska systemet var enklare, verkligare och mer naturligt. Och som fristående amatör var han inte tyngd av en yrkesmässig tradition och kunde tycka vad han ville. Fast inte riktigt. Han var verksam som jurist och administratör men också medlem av domkapitlet och han var rädd att bli dömd som kättare av den katolska kyrkan. Så han var mycket försiktig med att torgföra sina idéer. Han dröjde därför med att publicera sin nya teori. Inte förrän 1543 utkom hans "Om himlasfärernas kretslopp", och enligt uppgift mottog han sitt första exemplar av boken på sin dödsbädd. Inflytandet på samtiden blev begränsat, men då det efterhand ökade blev boken förbjuden av den katolska kyrkan 1616. Förbudet kvarstod till 1757. Galilei var tveksam men år 1613 publicerade han sitt "Brev om solfläckarna", där han stödde den kopernikanska teorin. Trots jesuiternas och andras verksamhet vann den Kopernicus teori så småningom insteg i Europas lärda värld.
   
    Problemen med den gamla astronomin kvarstod alltså. Kopernicus hade behållit de pythagoreiska sfärerna men det var heller aldrig hans avsikt att avskaffa dessa. Han var inte ute efter att ändra på den rådande världsbildens alla ingående s a s "delar". Ty, som han beskrev det och såg det var "varje del utsökt tecknad". Vad han ville ändra på var den "kropp" som dessa delar var "relaterade till". Och den kroppen såg snarare ut som "ett monster" än en "människa". Det är alltså en konstnär som här talar. Den heliocentriska modellen var mer estetiskt tilltalande; den gav en mer harmoniskt sammansatt enhet än det geocentriska "monstret". Kopernicus matematiska modell av planetsystemet var dessutom enklare och svarade bättre mot verkligheten.
   
    Det tyckte också Johannes Kepler när han år 1589 studerade teologi vid universitetet i Tübingen och läste Kopernicus' arbeten. Han insåg genast deras betydelse, som det brukar heta. Keplers grunduppfattning var också den pythagoreiska som han behöll livet ut. Han var närmast besatt av tanken på "sfärernas harmoni" och talförhållanden. Därtill var han en god matematiker och undervisade också i ämnet. Han var mycket spekulativ men samtidigt också rationell. Alla teorier om kosmos måste kunna bekräftas genom empirisk prövning och av astronomiska observationer, det var hans absoluta krav. Enbart spekulationer var han inte intresserad av.

Johannes Kepler (1571-1630)




Omfånget av de kalkyler som låg bakom hans upptäckter och den möda han lade ned på dem är häpnadsväckande. "Om ni finner detta arbete svårt och tröttsamt att följa beklaga mig, ty jag har upprepat dessa beräkningar sjuttio gånger, och var inte heller förvånad att jag ägnat fem år åt denna teori för Mars", skriver han.

 Sitt första försök att ge en rationell beskrivning av världsallltet gav Kepler i "En avhandling om det kosmografiska mysteriet" som utgavs 1596. Grundvalen för teorin var de fem regelbundna polyedrarna, mångsidingarna. De kallas ofta de platonska kropparna, då de beskrivits av Platon; men de har upptäckts av pythagoréerna. Det blev en ganska fantastisk modell men den var heliocentrisk och byggde på talförhållanden. Den hade sex planetsfärer, varken mer eller mindre.

 Verksam vid denna tid var också Tycho Brahe, född i Skåne. År 1597 lämnade han Ven och sitt observatorium Uraniborg för att senare bli hovastronom hos kejsaren i Prag. Med sig tog han ett väldigt observationsmaterial grundat på - utan hjälp av kikare e.d. - ett tjugotal år av mycket exakta observationer. Sitt intresse för astronomi kom då han år 1572 upptäckte en supernova - en "ny" stjärna som kunde ses mitt på dagen. Sådana exploderande stjärnor är mycket sällsynta och företeelsen stämde inte alls med den medeltida världsbilden. Inte heller den komet han fick se några år senare. Som mycket sträng empiriker kunde han inte helt godta Kopernicus nya heliocentriska världsbild, men inte heller den gamla. Han kunde inte tro att den "tunga och klumpiga" jorden kunde röra sig. Det fick bli en kompromiss med både jorden och solen i centrum som matematiskt sett inte skiljde sig särskilt mycket från Kopernicus.

 Kepler sände nu sitt på latin avfattade "Mysterium Cosmographicum" till Brahe i Prag. Denne tyckte det var ett synnerligen begåvat verk och inbjöd därför Kepler att bli hans assistent. Där fick han sedan till uppgift att pröva stötestenen Mars på den heliocentriska teorin, som var Brahes bästa observationsmaterial. Kepler försökte först förbättra Kopernicus teori genom att öka antalet epicykler i planetens bana tills teorin stämde med fakta. Detta misslyckades dock. Det blev en skillnad på åtta bågminuter, vilket var mycket mer än osäkerheten i Brahes observationsmateial. Men just detta blev sedan nyckeln till Keplers omtänkande. Kanske är det inte cirklar utan ellipser som gäller för planetbanorna?

 Då Brahe avled 1601 (enligt uppgift föråt och fördrack han sig på en kejserlig middag) blev Kepler hans efterträdare som kejserlig matematiker och fick ärva hans stora observationsmaterial. Under de närmaste åren bearbetar han detta och räknar fram planeternas verkliga banor. Det blir en enorm kamp och ett enormt räknearbete, enbart kalkylerna för Mars' bana fyller 900 tättskrivna foliosidor. Men Kepler var inte någon slags räknenisse. Hans långvariga och synnerligen svåra arbete ledsagades av en idé eller en föreställning om hur det borde vara. En filosofi om hur naturen och världsalltet borde fungera. Den förhärskande modellen av världsalltet, den medeltida standard-modellen, visste han var fel. Inte heller kunde Brahes kompromiss, vara riktig. Allt han visste var att den heliocentriska var den riktiga. Men hur få ihop det med de fakta han såg ta form ur Brahes sifferberg? Han arbetade i den pythogareiska andan, en föreställning om "sfärernas harmoni" och mystiska talförhållanden. En filosof var i aktion, snarare än en vetenskaplig forskare, ty som Kuhn skriver: "Forskare har inte i allmänhet behövt eller velat vara filosofer". Sådant behövs inte för den normala vetenskapen, menar han. Och Kepler sysslade här i Prag inte med normal vetenskap. Han sysslade med att frambringa en ny världsbild - en ny kosmologi - byggd på allra senaste forskningsdata. Men något var fel. Till slut tog han det avgörande steget att via ovaler och annat överge cirklarna och pröva med ellipser. Hela komplexet med cirklar och epicykler kunde därmed sopas bort och ersättas av enda elliptisk bana för varje planet.

 Sina resultat om Mars' bana publicerade Kepler år 1609 i "Den nya astronomin". I den finns det vi nu kallar Keplers första och andra lag för planeternas rörelser. Via en del kuriösa ovaler hade han modifierat de pythagoreiska perfekta cirklarna till ellipser. Den tredje lagen kom han sedan fram till tio år senare. Publikationen hette betecknande nog "Världarnas harmoni". Yes! Han hade funnit det!

 Keplers tre planetlagar beskriver på ett lättfattligt sätt planeternas rörelser och ger för första gången en helt naturlig förklaring på den retrograda rörelsen. Det gamla systemets spekulativa cirklar och hjälpcirklar blir helt överflödigt och förenklingen blir enorm.

 De tre planetlagarna:

1) Planeterna rör sig i ellipser med solen i ena brännpunkten.
2) Sammanbindningslinjen mellan solen och en planet sveper på lika långa tider över lika stora ytor.
3) Kvadraterna på planeternas omloppstider förhåller sig som kuben på deras medelavstånd från solen.













Illustration av Keplers andra lag.





Vetenskapshistoriker menar ofta att Kepler kom fram till dessa lagar därför att han tackolov övergav pythagoréernas idé om perfekta cirklar. Men tyvärr, tyvärr behöll han ändock deras talmystik. De sysslade som sagt inte så mycket med sådant; snarare var det sumerer och babylonier som gjorde detta. De höll sig med heliga tal, 3, 7, 10, 60 osv. Pythagoréerna sysslade med talförhållanden, proportionerna mellan olika storheter. Pythagoras sats och talet pi är ett typiska exempel på detta. De hamnade i en kris - javisst - när de upptäckte de irrationella talen. Men kom ur denna. De grundade harmoniläran och var övertygade om naturens harmoniska proportioner. Naturen och naturföreteelserna kan beskrivas med tal och förhållanden mellan dessa, det var i denna pythagoréiska anda som också Kepler verkade i. Men som tyvärr sedan mer eller mindre övergavs under den vetenskapliga revolution som nu följde men som ändock till en del återupprättades igen under utforskningen av mikrokosmos - atomens värld. Här återkommer idén om vissa bestämda harmoniska förhållanden mellan sfärer eller skal, där man precis som Kepler snart tvingas överge idén om perfekta cirkulära banor till förmån för mer elliptiska.

Galileo Galilei föddes i Pisa år 1564, studerade till en början medicin men gav sig snart in på matematikens område. Galilei ifrågasatte redan som ung student många av de aristoteliska teserna som lärdes ut vid universiteten exempelvis Aristoteles' påstående att kroppar faller till marken med en hastighet proportionell mot sin egen vikt.

Galilei var en mycket flitig vetenskapsman och till skillnad från sina samtida kollegor ägnade han sig mycket åt empiriska studier och experiment. Han konstruerade ett antal instrument, bland annat ett teleskop. Det skulle visa sig att Galilei skulle göra många av sina viktigaste upptäckter med detta nyuppfunna instrument som att månens yta var täckt av kratrar och bergstoppar, runt Jupiter kretsade det månar och att antalet stjärnor var mycket större än man trott. För första gången kunde man också se att Venus hade faser precis som månen och att planeten såg ut att ändra storlek beroende på att dess avstånd till Jorden förändrades. Detta var starka bevis för det heliocentriska synsättet.

I ett brev till Kepler 1597 skrev Galilei att han sedan flera år tillbaka trott på det kopernikanska systemets riktighet men på grund av kyrkans hållning mot detta inte vågat framträda öppet. Senare kom kyrkan att vid ett flertal tillfällen att ställa Galilei inför inkvisitionen och 1633 tvingades han att avsvärja sig sin kopernikanska övertygelse och sattes i husarrest.











Galileo Galilei (1564-1642)



Startade en debatt 1632 med den katolska kyrkan med sin bok "Dialog om de två stora världssystemen" för att få Kopernikus heliocentrism erkänd.

Med hjälp av teleskopet kom ytterligare häpnadsväckande upptäckter. Galilei fann att solens yta hade fläckar. Dessa fläckar visade, tillsammans med teleskopets tidigare avslöjanden, att himlakropparna inte var de perfekta kroppar som Aristoteles hävdat. Det förelåg alltså inte någon principiell skillnad mellan den super- och den sublunära världen. Han insåg att inte det existerar någon olikhet mellan den himmelska och den jordiska fysiken - naturlagarna gäller överallt.

Galilei fortsatte att motbevisa många teser i den gamla aristoteliska-ptolemaiska världsbilden. 1632 utkom hans Dialog om de två stora världssystemen, ansedd som ett av vetenskapens mest betydelsefulla verk. Där diskuterade han det nya kopernikanska världssystemet och det gamla ptolemaiska. Att någon lade fram bevis för att den gamla geocentriska världsbilden var felaktig var något som 1600-talets kyrka inte kunde tolerera. Att han dessutom inte skrev på latin utan italienska, och i en inspirerande och litterär stil, gjorde inte saken bättre. Han reste 1616 till Vatikanen för att söka stöd, men fann sig istället förbjuden att ge ut sina skrifter på italienska, och att framställa Kopernikus lära som annat än en matematisk teori. Efter en kampanj mot honom kallades nu Galilei till Rom (av påven Urban VIII, som tidigare hade varit Galileis personlige vän), för att ställas inför kyrkans inkvisition.

Galilei dömdes till livstids husarrest och tvingades läsa upp ett dokument som sade att det kopernikanska systemet var felaktigt. Enligt legenden lade han i slutet till "men likväl rör hon sig" - syftande på jordens kretslopp runt solen.

Under Galileis år i husarrest skrev han ett av sina viktigaste arbeten: Samtal och matematiska demonstrationer rörande två nya vetenskaper som publicerades 1638. I detta arbete framlade han grunden till den moderna mekaniken och fulländade sin revolutionerande vetenskapliga metod - det experimentella och matematiska synsättet.

 Sedan Kepler nu gjort en stor syntes av sin tids astronomiska vetande följde alltså en lång tid av analys och utvidgning av världsbilden med hjälp av teleskop och andra observationsmetoder. Det skulle dock dröja över tre hundra år innan ett nytt försök till en stor sammanfattande världsbild skulle göras av Einstein. Detta försök till en ny vetenskaplig världsbild misslyckades dock till stor del men kom ändå att spela en viktig roll då kosmologin med hans insats fick ett av sina viktigaste verktyg i och med hans speciella och allmänna relativtetsteori.

 Vägen dit var som sagt lång från Keplers tidiga 1600-tal men den gick via Galilei, Descartes, Newton, Faraday, Maxwell, Planck för att nämna några. Under denna tid diskuterade man inte så mycket de stora världsgåtorna. Man tog mer fasta på de små tingen och byggde upp ett nytt system av kunskap grundat på kontrollerbara iakttagelser och experiment. Inget experiment godtogs som inte kunde reproduceras, dvs. som gav samma resultat oberoende av när och var det gjordes och av vem. Genom att kombinera resultaten av olika experiment byggde man upp teorier, små synteser av alla gjorda iakttagelser. De samordnades till en systematisk lärobyggnad. En god teori skulle göra det möjligt att på förhand beräkna resultatet av nya experiment. Teorins riktighet kunde kontrolleras och prövas. Naturvetenskapliga teorier får inte innehålla godtyckliga element och allt vad mytologi och metafysik heter måste rensas ut. De får innehålla spekulationer och spekulativa element men kan de inte bevisas eller på annat sätt prövas och verifieras måste de rensas ut. Den världsbild alla forskare strävar till är en syntes av gjorda observationer, helst en estetiskt tilltalande sammanfattande teori utan några extra löst påhängda tillägg, nya epicykler och ptolemaiska "ad hoc -hypoteser".



Isaac Newton (1642-1727)



Upptäckte och formulerade de matematiska lagarna för naturens mekaniska sida. Hans universum, som främst var Jordens rörelse runt Solen, blev därför helt igenom mekaniskt, ett slags urverk. Naturen blev från ungefär denna tid ett dött mekaniskt ting som berövade den fysiska naturen all förmåga till självverksamhet. Naturen reducerades till ett passivt objekt för mänsklig manupulation.

 Newtons världsbild var inte fri från detta. Men han grundade mekaniken och gav grunden för dagens vetenskapliga metoder och synsätt. (Somliga menar att han, med tanke på att han ibland ses som "vetenskapens Moses" och formulerade naturlagar - uppenbarade dessa). Han vidareutvecklade den kopernikanska och keplerska världsbilden och Galileis dynamik och, skulle man kunna säga, upptäckte naturens mekaniska sida. Hans universum, som främst var Jordens rörelse runt Solen, blev därför helt mekaniskt, ett slags urverk som Han var urmakare för. Från att naturen varit något levande i alla kulturer var naturen från ungefär denna tid ett dött mekaniskt ting. "Newton var själv påverkad av magiska traditioner, men av teologiska skäl övergick han till det mekanistiska lägret, Och han rättade in sig i det kristna ledet. Genom att beröva den fysiska naturen all förmåga till självverksamhet förstorade han Guds makt. I tyngdkraften fann han en annars förnekad verkan på avstånd, som tycktes bekräfta magins idéer om krafter i naturen, men han förlöjligade sådana tänkesätt och tillskrev istället gravitationen 'andliga krafter', dvs ytterst Gud. All makt och kraft gavs åt Skaparen". (Erland Lagerroth i Världen och vetandet sjunger på nytt).

Descartes, som var mycket rädd att i likhet med Galilei och Bruno bli dömd som kättare av kyrkan, var liksom Newton en stor matematiker och enligt denne var endast analys och reduktion kriteriet på riktig vetenskap. Borta var den antika helhetssynen. Galilei menade att det som inte kan mätas och reduceras till siffror inte var verkligt. Världen var enbart rationell. Kaos och det irrationella måste fördrivas. Man ville ha en vetenskap för vetenskapens egen skull. En vetenskap med en på förhand bestämd metod. "De stora förnyarna på 1600-talet var alltså inte materialister och än mindre ateister utan dualister."(a.a.). Därmed, menar dagens kritiker, gjorde man sig blind för sådant som låg och ligger utanför denna fasställda metod. Människan var inte längre alltings mått. Naturen reducerades till ett passivt objekt för mänsklig manupulation. Uppgiften var, som Stalin sammanfattade det på 1900-talet, att sätta betsel på naturen. Naturen skulle tämjas, man skulle tämja vattenkraften i älvarna, tämja atomenergin, solenergin etc.

I denna anda på gott och ont och genom mångas insatser - Voltas, Coloumbs, Faradays m.fl. - upptäcktes och utforskades sedan under 1700- och 1800-talets början naturen elektriska och magnetiska sida. Med Maxwells sammanfattande matematiska teori kunde sedan naturens elektromagnetiska sida - allt som har med ljus, radiovågor etc. - anses vara upptäckt i slutet av 1800-talet. Men utan instrument som teleskop, mikroskop, vågar och så vidare skulle inte dessa naturens sidor kunnat upptäckas och få sin teoribildning.

 Utvecklingen och studiet av världsbilden försiggick nu på två plan eller nivåer: mikro- och makrokosmos. Och givetvis fortsättningsvis också däremellan - mesokosmos. Men med utvecklingen av instrument och inrättandet av särskilda laboratorier och astronomiska observatorier trängde man nu allt djupare in i den mikrokosmiska världen och allt längre ut i den makrokosmiska - universum.

 Men gällde de lagar man nu formulerat för både mikro- och makrokosmos? Eller gäller olika lagar för olika nivåer? Newton hade besvarat frågan om de lagar som bestämde äpplets fallrörelse här på jorden också bestämde månens rörelse, planeterna och stjärnornas rörelser med att bejaka den. Härav hans upptäckt av gravitationen och dess matematiska samband där han utgått från Keplers tre lagar för planetrörelserna och deras banor runt solen. Lagarna här på jorden gäller också för världen i sin helhet, utgick han ifrån. Men styr de också i mikrokosmos? Den frågan kunde inte ännu besvaras. Newtons uppfattning om rum och tid som absoluta, är välkänd. Var den riktig? Var de alltid oföränderliga. Var den euklidiska geometrin riktig för världsalltet? Gällde alltså konsten att mäta sträckor, ytor och sfärer här på jorden också för världsalltet - kosmos? Är världsalltet ändligt eller oändligt. Vad finns bortom stjärnorna och inne i mikrokosmos?

 Detta var grundläggande frågor som började ställas alltmer under 1900-talet. Några svar kunde ges då teleskopen började kunna se allt längre ut i rymden och stjärnornas likhet med solen blev alltmer uppenbar. Avstånden kunde beräknas och storleken av vår värld växte. Ett stort antal objekt i form av små dimmoln - nebulosor - registrerades och en bit in på 1900-talet insåg man att de var ett slags öar ute i världsrymden - andra galaxer.

 Med Newtons gravitationslag fick alltså den himmelska mekaniken allt större omfång. Kosmologins första konstant, den universella gravitationskonstanten G - som Newton högtidligt kallade den - hade fått ett numeriskt värde i slutet av 1700-talet. Med dess hjälp och många finurliga metoder kunde planeterrnas banor mycket exakt beräknas, nya planeter upptäckas, avståndet till solen och de närmaste stjärnorna och galaxerna beräknas. Kunskaperna om vår värld växte och världen med den.

 Men också kunskaperna om vårt "inre" - mikrokosmos. Ty ännu ett par så kallade naturkonstanter, viktig för utforskningen av vår både inre och yttre värld, upptäcktes av Faraday och Maxwell - den elektriska elementarladdningen q och ljushastigheten c; båda avgörande för atomens utforskning. Maxwell kunde genom sina ekvationer sätta in ljushastigheten i sitt sammanhang och genom de berömda Michelsen och Morleys experiment kunde dess natur avslöjas - ljushastigheten c hade alltid och oföränderligt samma värde. Oberoende av "observatörens" egen hastighet var ljushastigheten alltid konstant densamma. Det var en högst märklig upptäckt.











Max Planck (1858-1947).


Upptäckte år 1900 energins kvantisering. Efter honom erhöll fysiken Plancks konstant h.

 En nästan ännu märkligare nytt tal eller naturkonstant upptäcktes sedan av Max Planck år 1900. Den fick beteckningen h - Plancks konstant; en enhet för mycket små "energipaket". Då atomens minsta enhet elektronen upptäckts några år innan med sin bestämda elektriska laddningen och massa, tillsammans med ljushastighetens alltid konstanta värde, började en del förstå att naturen var kvantiserad - indelad i små kvanta. Utforskningen av mikrokosmos kunde nu börja på allvar.

 Den som först började förstå innebörden av de nya naturkonstanterna och deras absoluta karaktär, var Albert Einstein. Just därför synes han ha varit mycket skickad att utforska naturens andra sida i detta avseende - dess relativa karaktär. Han var den förste att inse sambandet mellan elektronmassans beroende av hastigheten - massans relativitet - och dess samband med ljushastigheten i den berömda formeln E = mc². Einstein var också den förste att inse betydelsen av Plancks konstant h för atomens utforskning. Han fick senare ett Nobelpris för denna insats i den mikrokosmiska världen, men hans huvudintresse från 1905 var den makrokosmiska. Med utgångspunkt från den speciella teorin ville han skapa en mer generell sådan; en teori som också skulle omfatta gravitationen och därmed makrokosmos - världsalltet.

 När så var gjort och dess första tillämpning var klar inleddes 1900-talets kosmologi. Men det kom att bli ett världsallt som i grund och botten fortfarande byggde på Newtons mekaniska världsbild.





Home