Ugrás a tartalomhoz

A tudományos gondolkodás története - Előadások a természettudományok és a matematika történetéből az ókortól a XIX. századig

dr. Kiss János, Kiss Olga, dr. Ropolyi László, P. Szabó Sándor, dr. Székely László, dr. Szegedi Péter, dr. Varga Miklós (2012)

Eötvös Loránd Tudományegyetem

IV. fejezet - Újkori forradalom a tudomány jellegében és társadalmi helyzetében. A mechanikai világkép kiépülése

IV. fejezet - Újkori forradalom a tudomány jellegében és társadalmi helyzetében. A mechanikai világkép kiépülése

Tartalom

A. Bevezetés
B. A csillagászat története Ptolemaiosztól Keplerig
1. Bevezetés
2. Az Almagest és a korabeli arab világ
3. A skolasztika és Ptolemaiosz
4. Cusanus
5. Kísérlet a homocentrikus szférák elméletének megmentésére
6. 6. Kopernikusz
7. Tycho de Brahe
8. Kepler
9. Galileo Galilei távcsöves megfigyelései és a kozmosz anyagi homogenitása
10. A kopernikuszi fordulat kozmológiai kiteljesítése: a Giordano Bruno-féle világegyetem
C. A modern matematika kialakulása
1. A nyugat-európai matematika forrásai
2. Al Hvárizmi algebrája
3. Az európai matematika reneszánsza
4. Az algebra európai megjelenése
5. Algebrai geometria
6. A végtelenül kicsinyek (infinitezimálisok)
D. A klasszikus mechanika kialakulása
1. A tudományos módszer
2. A mechanika programjának kitűzése
3. 3. A részletek kidolgozása
4. A mechanikai program megvalósulása a newtoni szintézisben
E. A biológiai ismeretek a XVII. században
1. A humorális élettan és kórtan bukása: a felemelkedő iatrokémiai és a iatrofizikai szemlélet
2. A vér mozgása a vérerekben
3. A szervezet descartes-i kettéosztása: a iatrofizikailag magyarázható test és a kiterjedés nélküli lélek
4. A iatrofizikai szemlélet kibontakozása
5. 5. Mikroszkóppal vizsgálódó kutatók
6. Az embrionális fejlődés: a preformáció tana
7. Növényi szexualitás és az élőlények osztályozása
F. A tudományos kémia kialakulásának kezdetei
1. Bevezetés
2. Mesterségbeli tudás, anyagismeret
3. Az alkímia kora
4. XVI-XVII. század
Irodalom

A. Bevezetés

(Szegedi Péter)

A XVII. század óriási fordulatot hozott a tudomány történetében. Mint általában a fordulatok, természetesen ez sem előzmények nélküli. Az előzmények között tudományon kívüli – tehát társadalmi, gazdasági – és tudományon belüli tényezőket egyaránt találhatunk. A társadalmi hatások esetében nagy általánosságban az új típusú társadalom kialakulását jelölhetjük meg, konkrétabban pedig utalhatunk a technika rohamos fejlődésére, vagy akár a szellemi élet (pl. a vallási gondolkodás) radikális átalakulására, az emberek közötti érintkezés könnyebbé válására. Mindezek – és még sok más tényező – hatására megváltozott a tudomány társadalmi szerepe, a tudósok presztízse, növekszik a tudománnyal foglalkozók száma. Megszilárdulnak a tudománnyal kapcsolatos intézmények, vagyis az egyetemek, tudós társaságok, a levelezési, majd a folyóiratrendszer, a könyvkiadás.

Ha a tartalmi változást akarjuk jellemezni, akkor először arra kell utalnunk, hogy a gazdaság, a kereskedelem, a közlekedés, a hadviselés, a gyógyítás mindenütt jelenlévő igényein kívül az ókori és középkori természetismeret ellentmondásai, hiányosságai vezették a természettudósokat arra, hogy újra meg újra foglalkozzanak a bolygómozgások, a hajítások stb. problémáival. A fokozatosan létrejövő módosított ókori, majd új modellek végül gyökeres világképi szemléletváltást hoztak létre. A folyamat közvetlen kiindulópontjaként Nikolausz Kopernikusz (1473–1543) munkásságát szokták megnevezni. Az emberiség önismeretének tényleges ugrása azonban inkább csak jó fél évszázaddal a jeles csillagász halála után következik be. A következő fejezetekben megpróbáljuk ezt a rendkívül érdekes és gyakran kerülőutakat használó történetet bemutatni. A történet főszereplői lesznek: a misztikus Johannes Kepler (1571–1630), a félig arisztoteliánus, félig (tudományos) eretnek Galileo Galilei (1564–1642), a magának való Isaac Newton (1642–1727) és még sok más zseniális gondolkodó.

A kor és természetkutatása nemcsak új ismereteket hozott, hanem új stílust is. Már csupán a tudomány mennyiségi növekedése is kiváltott módszertani problémákat. Egyre komolyabb igény mutatkozott ugyanis a tevékenységek összehangolására, ami végül elvezetett a módszertan közös megalapozásához. Ennek kapcsán felemlítjük majd Francis Bacon (1561–1626) és René Descartes (1596–1650) egymást kiegészítő ötleteit.

A tudós közösség által egyre inkább elfogadott módszertan azonban nem valamiféle üres, formális keret. Már az ókori atomizmusban fellelhetjük egy mechanikai világkép alapelveit, amely itt és most uralomra jut. Legtudatosabb kezdeményezője talán az utoljára említett Descartes, betetőzője pedig Newton. Munkásságuk – és sok más kollégájuk tevékenységének – eredménye, hogy a különböző területeken dolgozó tudósok mind magukénak vallanak egyfajta előfeltevés-rendszert, a kuhni paradigmafogalomnak talán legtisztább megvalósulását. Ennek létrejötte az első tudományos forradalom, amely egyben a mai értelemben vett tudomány megszületése is. Ami ez után következik, az már a fejlődés normál szakaszának mondható: tökéletesítési törekvések egyfelől, modell-átültetési kísérletek több-kevesebb sikerrel másfelől. Látni fogjuk, hogy Robert Boyle (1627–1691) például az anyagszerkezet kutatásában, J. O. de Lamettrie (1709–1751) az emberi szervezet felépítésében keresi a mechanikus modell alkalmazhatóságát.

Melyek a mechanikus természetkép főbb jellemzői?

Először talán monizmusára mutatunk rá, melynek földi és égi világ közé emelt évezredes falakat sikerült ledöntenie. Az égi és a földi világ – utóbbiba beleértve az élettelen és élő természetet egyaránt – ugyanazokból a fizikai-mechanikai objektumokból épül fel: testekből, vagyis szilárd, folyékony és gáznemű anyagokból, végső soron talán atomokból. Ezek minden állapotukban ugyanolyan jellegű mechanikai mozgásokat (hely- és helyzetváltoztatásokat) végeznek. Minden test képes a mozgásra, és viszont: minden mozgás mögött fizikai-mechanikai objektumokat kell gyanítanunk.

A mozgásokat – jelentkezzenek a valóság bármely területén – erők hozzák létre. Az erők okok, amelyek meghatározzák a világ (múlt és) jövőbeli állapotait. Véletlenek nincsenek, minden szükségszerűen történik. A természettörvények mindenhol ugyanolyanok, és nincs kivétel alóluk. A mechanikus felfogás tehát szélsőségesen determinista.

Ennek következtében is, az új természetkép optimista: a jelenségek megfigyelése és különösen a kísérletek elvezetik a kutatót az erőtörvényekhez, amelyek segítségével aztán vadonatúj és hasznosítható ismeretekre tehet szert. Ehhez a matematika szolgál eszközül, hiszen a természet könyve a matematika nyelvén van megírva (e megfogalmazás Galileitől származik, de Descartes, Newton és mások is sokat fáradoztak azon, hogy kidolgozzák a megfelelő “fordítást”).

A mechanikus természetkép nagyon fontos eleme a matematikain kívül maga a mechanikai modell is. A paradigma Kuhn szerint mintákon, példákon keresztül terjed és érteti meg magát. A kor tipikus mechanikai modellje az óramű. A modell elterjedésével fokozatosan óraművé válik az élő szervezet, az ember és az egész világ is. Az így létrejött elméletek aztán vezérfonallá válnak nemcsak a tudományban, hanem azon kívül is. A newtoni óraművilág kialakulásához és széles körű elfogadásához valószínűleg nagyban hozzájárult a társadalom korabeli állapotának megfelelő korszellem. Most pedig a társadalom kezdi visszakapni mindazt, amit a tudományba befektetett.

E rész célja, hogy bemutassa ezt a természetképet, amely tehát a XVII. században keletkezett, de hosszú ideig (legalább kétszáz évig) döntő befolyással volt a természettudományokra, sőt, nemcsak azokra. A következőkben a (nem szigorú) kronológián alapuló tematikus sorrendben tárgyaljuk a mechanikus természetkép kialakulásának folyamatát és kiterjesztésének-kiteljesedésének főbb állomásait, de foglalkozunk a módszertani kérdésekkel is.

Irodalom

Bell, E. T.. The Development of Mathematics. McGraw Hill, New York–London. 1945.

Bennett, J. A.. The Devided Circle: a History of Instruments for Astronomy and Navigation. Oxford. 1987.

Bilinski, Br.. Il pitagorismo di Niccolo Copernico. Wroclaw. 1977.

Blumenberg, Hans. Die Genesis der koperkanischen Welt. Suhrkamp, Frankfurt am Main. 1985.

Boyer, C. B. és Merzbach, U. Z.. A History of Mathematics. John Wiley and Sons. 1989.

Bruno, Giordano. Két párbeszéd. Magyar Helikon, Budapest. 1972.

Caspar, Max. Bibliographia Kepleriana. Beck, München. 1936. 1968.

Copernicus. Three Copernican Treatises. New York. 1971.

Copernicus. Commentariolus. Proc. Am. Phil. Soc. 117. 1973.

Copernicus. Complete Works, Vol. 1. The Manuscript of On the Revolutions. Macmillan, London, Warsaw, Cracow. 1972.

Copernicus. Die Kreisbewegungen der Weltkörper. (De Revolutionibus Orbium Caelestium). Erstes Buch (Latin-német kétnyelvű kiadás). Akademie, Berlin. 1959.

Copernicus. Gesamtausgabe II.: De Revolutionibus. Kritischer Text. Gerstenberg Verlag, Hildesheim. 1984.

Copernicus. On the Revolutions. McMillan, London. 1978.

Copernicus. The Great Books of the Western World 16. Ptolemy, Copernicus, Kepler. Chicago. 1952.

Donahue, W. D.. Kepler's First Thoughts on Oval Orbits. Journ. for the Hist. of Astronomy 24. 1993.

Donahue, W. D.. Kepler's Invention of the Second Planetary Law. The Brit. Journ. for the Hist. of Science 27 Part 1., No 92. 1994.

Dreyer, J. L. E.. A History of Astronomy from Thales to Kepler (Second Edition). Dover Publication. 1953.

Dreyer, J. L. E.. Tycho de Brache. Adam and Charles Black, Edinburgh. 1890.

Duhem, P.. Le systeme du monde. Hermann, Paris. 1913–1959.

Duhem, P.. Medieval Cosmology. Theories of Infinity, Place, Time, Void, and the Plurality of Worlds (Extracts from Le systeme du monde). University of Chicago Press, Chicago. 1985.

Field, J. V.. Kepler's Geometrical Cosmology. The Athlone Press, London. 1988.

Freiesleben, H. C.. Kepler als Forscher. Darmstadt. 1970.

Freud, R.. (szerk). Nagy pillanatok a matematika történetében. Gondolat, Budapest. 1981.

Goldstein, B. R.. The Arabic Version of Ptolemy's Planetary Hypotheses. Philadelphia. 1967.

Hallyn, F.. La structure poétique du monde. Copernic, Kepler. Seuil, Paris. 1987.

Hermanowski, Georg. Nikolaus Kopernikus: zwischen Mittelalter und Neuzeit. Styria, Graz [etc.]. 1985.

Hooykaas, R.. The Aristotelian Background to Copernicus's Cosmology. Journ. Hist. Astr. 18 Part 2. 1987.

Hoyle, F.. Nicolaus Copernicus. An Essay on his Life and Work. Heimann, London. 1974.

Jardin, N.. The Significance of the Copernican Orbs. Journ. Hist. of Astr. 13 Part 3. 1982.

Juskevics, A. P.. A középkori matematika története. Gondolat, Budapest. 1982.

Kepler, . Four Hundred Years. Vistas in Astronomy 18. 1975.

Kepler, . Gesammelte Werke. C. H. Beck'sche Verlagsbuchhandlung, München. 1938.

Kepler, . Mysterium Cosmographicum – The Secret of the Universe. Abaris Books, New York. 1981.

Kepler, . Neue Astronomie. Oldenburg, München. 1929.

Kepler, . Weltharmonie. Oldenburg, München. 1931.

Kestern, H.. Copernicus and his World. Roy, New York. 1946.

Koyré, Alexandre. The Astronomical Revolution: Copernicus-Kepler-Borelli. Methuen, London. 1973.

Koyré, A.. From the Closed Word to the Infinite Universe. The Johns Hopkins Press, Baltimore. 1957.

Kraft, F., Meyer, K., és Stickler, B.. (hrgs.). Internationales Kepler-Symposium. Hildesheim, Gerstenberg. 1973.

Kuhn, T. S.. The Copernican Revolution. Harvard Uni. Press, Cambridge, Massachusetts. 1957.

Lear, J.. Kepler's Dream. Berkeley. 1965.

Mikola, Sándor. A történeti Kepler. Atheneaum, Budapest. 1908.

Moss, J. D.. Novelties in the Heavens: Rhetoric and Science in the Copernican Controversy. Uni. of Chi. Press, Chicago. 1993.

North, J. D.. Horoscopes and History. Oxford. 1986.

Rosen, Edward. Copernicus and the Scientific Revolution. Kriger, Malabar. 1984.

Rosen, Edward. Three Imperial Mathematicians: Kepler Trapped Between Tycho Brache and Ursus. Abaris Books, New York. 1986.

Russell, J. L.. Kepler's Laws of Planetary Motion: 1609–1666. Brit. Journ. for the History of Science 2. 1964.

Sain, Márton. Nincs királyi út! Matematikatörténet. Gondolat, Budapest. 1986.

Saliba, G.. A Medieval Arabic reform of the Ptolemaic Lunar Model. Journ. Hist. Astr. 20 Part 3. 1989.

Saliba, G.. A Sixteenth-Century Arabic Critique of Ptolemaic Astronomy. Journ. Hist. Astr. 25 Part 1. 1994.

Saliba, G.. Early Arabic Critique of the Ptolemaic Cosmology. Journ. Hist. Astr. 25 Part 2. 1994.

Simonyi, Károly. A fizika kultúrtörténete. Gondolat, Budapest. 1986.

Stepheson, B.. Kepler's Physical Astronomy. Springer, Berlin. 1987.

Struik, D. J.. A Source Book in Mathematics. Cambridge, MA. 1969.

Swerdlow, N. M. és Neugebauer, O.. Mathematical Astronomy in Copernicus's De Revolutionibus. Springer, Berlin. 1984.

T. Tóth, Sándor és Szabó, Árpád. Matematikai műveltségünk keretei. Középkor és reneszánsz. Gondolat, Budapest. 1988.

Taton, René és Wilson, Curtis. (eds.). Planetary Astronomy from the Renaissance to the Rise of Astrophysics. Part A: Tycho Brahe to Newton (The General History of Astronomy 2). Cambridge University Press, Cambridge, New York. 1989.

Toeplitz, Otto. The Calculus – A Genetic Approach. The Univ. of Chicago Press. 1963.

Unguru, S.. Physics, Cosmology and Astronomy, 1300–1700. Kluwer, Dordrecht [etc.]. 1991.

Westmann, R. S.. The Copernican Achievment. Uni. of California Press, Berkeley [etc.]. 1975.

Wilson, C.. Kepler’s Derivation of the Elliptical Path. Isis 59. 1963.

Wollgast, S. és Marx, S.. Johannes Kepler. Köln. 1977.