Kulisy powstania teorii heliocentrycznej. Czego nie odkrył Mikołaj Kopernik?

Aby uznać, że Kopernik odkrył, a wręcz udowodnił ruch Ziemi, uczony musiałby ujrzeć coś, czego nie dostrzegli inni obserwatorzy patrzący w niebo od tysiącleci. Widział zaś dokładnie to samo: planety i Słońce krążyły według precyzyjnego rozkładu ze starych tablic astronomicznych, nie znalazł więc luki między teorią i obserwacją. W praktyce szukał innej drogi do tych samych wyników.

Atuty teorii geocentrycznej

Powściągliwe przyjęcie koncepcji kopernikańskiej nie wynikało – jak twierdzą niektórzy – ze ślepej wrogości obskuranckiej kosmologii średniowiecznej osadzonej na mitach i prymitywnych wyobrażeniach. Było dokładnie przeciwnie, gdyż ówczesna matematyka i astronomia miały najsilniejszy fundament wśród nauk.

Czytaj więcej

Historia świata

Czy Mikołaj Kopernik był Polakiem? Trzy nieścisłości w jednym zdaniu

To pytanie zawsze mnie oburzało. Jak można w ogóle kwestionować polską narodowość jednego z największych synów naszej ziemi? Przecież od dziecka powtarzano nam słynną rymowankę: „wstrzymał Słońce, ruszył Ziemię, polskie wydało go plemię”.

Pozycję obowiązującej teorii geocentrycznej przewrotnie wzmocnił duch renesansu, z kultem empirycznego poznania i nabożną czcią dla starożytnej mądrości. Jej strumienie płynęły do średniowiecza przez rekonkwistę i wyprawy krzyżowe, otwierając chrześcijaństwo na kontakty z islamem, ten zaś w Złotym Wieku przekładał na język arabski całe greckie dziedzictwo, jakie wpadło mu w ręce. Okrężną drogą przez ponowną translację na uniwersalną łacinę stara filozofia i wiedza Greków mieszała się z teologią chrześcijan. Stąd europejski sposób myślenia wyznaczał pogański Arystoteles, a za nim szedł nurt pitagorejski, od XIII w. schrystianizowany przez Tomasza z Akwinu.

Wyniesienie nauki z jaskini Platona miało realne skutki, rozsądnie wskazując źródła poznania w empirycznym doświadczeniu i zmysłach, bez mnożenia bytów i  wydumanych koncepcji, od XIV w. ciętych brzytwą Ockhama. Każdy zaś, niezależnie od tego, czy był astronomem, czy prostym chłopem, widział nieuzbrojonym okiem, jak Słońce, planety i gwiazdy obracają się wokół Ziemi. Dlatego na czystym gruncie filozoficznym geocentryzm był niepodważalną prawdą od klasycznej Grecji. Gdy w III stuleciu p.n.e. niejaki Arystarch z Samos wyszedł z koncepcją heliocentryczną, został potępiony i ośmieszony, z niezmywalną skazą szaleńca i bezbożnika. Kto wie, może dlatego ustęp o Arystarchu nie wszedł do drukowanej wersji „De revolutionibus…”, choć Kopernik wspomina go w rękopisie, znał zatem jego teorię.

Mniejsza jednak o samą koncepcję; geocentryzm mógł być łatwiejszy do obalenia, gdyby nie liczby, bo w II w. p.n.e. astronom Hipparchos z Nikei uzbroił starożytną ideę religijno-filozoficzną w naukowy atrybut, budując wstępny model matematyczny systemu. Pełen luk i nieścisłości mechanizm przejął trzy wieki później Klaudiusz Ptolemeusz, grecki astronom z Egiptu, zmieniając zaczyn Hipparchosa w masywną konstrukcję matematyczną. System wręcz idealnie odpowiadał pitagorejskiemu stylowi myślenia, gdzie wszystko jest liczbą, a tylko prawdę da się zapisać matematycznie.

Dzieło w 13 księgach „Almagest” zawarło skończony schemat funkcjonowania nieba w systemie geocentrycznym, wraz z drobiazgową teorią ruchu każdej planety. Co więcej, model matematyczny Ptolemeusza pozwalał wyliczyć dokładne miejsce ciał niebieskich w dowolnym momencie, co wciąż lokuje wolumin w głównym kanonie wiedzy astronomicznej, a stał się podstawą wiedzy na półtora milenium. Sam Kopernik miał aż dwa świeże wydania – jedno w oryginalnym języku, drugie zaś w łacińskim streszczeniu.

Wobec dokładności darowano modelowi komplikację i brak wytworności – w istocie Ptolemeusz uciekł się do hipotetycznych protez pokrywających brak wiedzy. Z pozycji geocentrycznych i założenia nieruchomości Ziemi pewnych zachowań planet nie sposób wyjaśnić, gdyż okresowo cofają się na tle gwiazd stałych, by kontynuować drogę w stałym kierunku. Astronom poradził sobie, uznając istnienie na orbitach hipotetycznych dyferentów i epicykli, wymyślonych jeszcze przez Hipparchosa, a od siebie dodał ekwanty, co kazało planetom tańczyć po zawiłych pętlach, by wyjaśnić okresowe wahania.

Jan Matejko, „Astronom Kopernik, czyli rozmowa z Bogiem”, 1873 r.

Jan Matejko/ Dzięki uprzejmości Muzeum Uniwersytetu Jagielońskiego Collegium Maius

To żaden zarzut, bo 2 tysiące lat później kosmologia wciąż podobnym wybiegiem zapełnia luki między rzeczywistością a prawami fizyki, używając hipotetycznych bytów, jak np. ciemna materia, które wiele tłumaczą, lecz nie dają się znaleźć.

Istotniejsze, że model matematyczny Ptolemeusza działał jak szwajcarski mechanizm, pozwalając obliczać coraz doskonalsze tablice astronomiczne używane również przez Kopernika.

Ekscentryczna teoria heliocentryczna z Fromborka

Bez wątpienia model Ptolemeusza był niepodważalny na polu obserwacyjnym. Gdy Kopernik pracował nad swoją teorią, był równie ograniczony instrumentarium niezmiennym prawie od starożytności (na lunetę Galileusza trzeba było czekać prawie stulecie) i tym samym punktem widzenia z powierzchni Ziemi. Kopernik czuł się mocniej na gruncie matematyki niż astronomii, której ledwo liznął na studiach medycznych, gdzie astrologia była częścią wiedzy lekarskiej (jeśli pominąć prywatne lekcje u Wojciecha z Brudzewa). Wobec tuzów akademickich był wręcz amatorem, co mu chętnie zarzucali krytycy. Dlatego zajął się głównie ptolemejskim systemem matematycznym, boleśnie złożonym i skomplikowanym, o czym wszyscy wiedzieli – lecz innego nie było.

Wnikliwiej patrząc w „Almagast” Ptolemeusza niż w niebo, Kopernik doszedł do niepokojącej konkluzji, że model wszechświata da się uprościć tylko jednym, za to drastycznym sposobem – trzeba założyć, że wirująca Ziemia i reszta planet obracają się wokół Słońca, co wykluczy z obliczeń zawiłe ekwanty i dyferenty. Tyle że pomysł nie miał empirycznego dowodu – skromny kanonik katedry fromborskiej szedł na zderzenie z gigantycznym autorytetem Ptolemeusza i spiżowym kanonem wiedzy potwierdzonym stuleciami rachunków i obserwacji. Gdyby jednak – zachowując proporcje – Kopernik naprawdę był postacią peryferyjną za życia, nigdy byśmy o nim nie usłyszeli. Oprócz solidnej edukacji w Bolonii i Padwie miał mocną pozycję w kręgach duchowieństwa i polityki (nie wspominając protekcji silnego rodu) oraz naukowy dorobek, co przesądziło o kontaktach i wpływach, z których nie omieszkał korzystać.

Czytaj więcej

Historia świata

Kopernik – ojciec współczesnej nauki

24 maja minęła 480. rocznica śmierci Mikołaja Kopernika. Do tego nazwiska nie trzeba dodawać określeń w stylu „wielki uczony” czy „wybitny astronom”. To nazwisko mówi samo za siebie. Jest symbolem potęgi ludzkiego umysłu i nieustannej potrzeby naszego gatunku do zadawania pytań o porządek i naturę świata.

Stąd o ekscentrycznej teorii mówiono po europejskich kruchtach, dworach i akademiach długo przed publikacją sławnego dzieła. Streszczenie hipotezy heliocentrycznej krążyło w ręcznych odpisach jako „Commentariolus”, czyli „Mały komentarz”; Johann A. Widmannstetter, osobisty sekretarz papieża urządził głowie Kościoła wykład o kopernikańskim modelu, a Marcin Luter zdążył go wyśmiać jeszcze w 1533 r.

Zatem Kopernik nie konspirował się z poglądami, do czego stosunek hierarchii kościelnej wcale nie skłaniał – sam biskup chełmiński przekazał jego księgę do druku, skądinąd po latach zachęt od innych dostojników Kościoła, w tym kardynała Nikolausa von Schönberga. Jeśli Kopernik wahał się i zwlekał, to przez świadomość ułomności modelu, choć pokładał w nim szczerą wiarę. Z drugiej strony, będąc prawdziwym uczonym, znał wszak zasady w świecie akademickim, nie planował iść w ślady Arystarcha, ale wbrew obietnicom i dekadom trudu jego model wciąż nie mógł się obyć bez diabelskich ekwantów Ptolemeusza, obliczenia pozostały więc zawiłe i mało dokładne. Dlatego Andreas Osiander (swoją drogą – luterański teolog z Królewca) w przedmowie do norymberskiego wydania „De revolutionibus…” dodał przez procesową ostrożność, że opisana hipoteza nie musi być prawdą.

Jednak mimo nadziei i obaw publikacja nie wywołała burzy, masowego oburzenia ani też zachwytu. Na palcach można zliczyć uczonych, którzy koncepcję heliocentryczną wzięli od razu poważnie; niektórzy historycy wręcz twierdzą, że nikt dzieła nie czytał, mimo półtysięcznego nakładu (dość znacznego, jak na hermetyczną pozycję), ale raczej się mylą. Również Kościół przez prawie 70 lat od śmierci autora milczał na temat teorii – zdaniem jednych złowieszczo, dla innych z obojętnością – nie zajmując stanowiska po żadnej stronie. Wiadomo, że donos w formie paszkwilu na Kopernika wysmażył florencki przeor dominikanów Giovanni Tolosani – zasadniczo skupiony na astronomicznej niekompetencji, nie zaś herezji, został jednak zignorowany. Większa niechęć panowała po protestanckiej stronie, choć jedynie Kalwin otwarcie potępił zamach na Ptolemeusza. Dramatu Giordana Bruno nie warto do tego mieszać, gdyż były dominikanin mało z teorii rozumiał, używając Kopernika instrumentalnie w nienaukowych fantazjach i filozoficznych rojeniach, istotnie brnących w herezję.

Ratunek dla teorii heliocentrycznej

Spełniała się za to główna obawa, że Kopernik polegnie na polu nauki, gdy zajął się nim Tycho Brahe, zrazu szczery entuzjasta hipotezy heliocentrycznej i nie byle jaka figura, bo osobisty astronom cesarza. Cóż, skoro obliczenia według teorii kopernikańskiej nie pokryły się z obserwacjami, a planet nie było w miejscach, które wskazał model matematyczny. Zniechęcony Brahe zwątpił w teorię heliocentryczną, aż ją odrzucił, na podstawie empirii zastępując własnym systemem, jeszcze bardziej skomplikowanym niż model Ptolemeusza – ze Słońcem i Księżycem krążącymi dokoła Ziemi i orbitami planet wokół tego układu. Teorię heliocentryczną uratował asystent Tychona – Johannes Kepler, znajdując fundamentalne potknięcie w kopernikańskim systemie, gdyż autor błędnie założył orbity w kształcie idealnego koła, te zaś okazały się elipsami. Kepler wszelako sprawdził tylko orbitę Marsa, gdyż na resztę planet nie starczyłoby życia, ale na tej podstawie sformułował powszechne prawo.

Niestety, po latach spokoju baczne oko Kościoła spoczęło na Koperniku za sprawą Galileusza. Gdy astronom z Pizy udoskonalił teleskop, dostrzegł księżyce Jowisza i fazy Wenus, czym – jak mniemał na wyrost – dowiódł słuszności heliocentrycznego modelu, co dawno wpajał studentom, a „De revolutionibus…” traktował jak Pismo Święte, zwalczając nawet odkrycia Keplera (przecież Kopernik nie mógł się mylić!). Wynikł z tego proces przed sądem inkwizycyjnym, lecz nie dotyczył obrazoburstwa kopernikańskiego systemu. Kardynał Barberini, prefekt Kongregacji Indeksu (a wkrótce papież), ex cathedra wykluczył uznanie teorii heliocentrycznej za heretycką, gdyż może się okazać prawdą, lecz pozostaje w sferze hipotez, czemu sprzeciwił się Galileusz. O to w istocie poszło, lecz napomnienie nie przyniosło efektu, a w kosmologicznym „Dialogu” Galileusza wystąpił „matołek” sugerujący papieża. Tego było już za wiele. Na domiar złego, oskarżony we wznowionym procesie (rzecz ciągnęła się całymi latami) sam pomagał oskarżycielom, schodząc z pola matematyki i astronomii na teologię i poglądy o Biblii.