Читать книгу Teaduse ajalugu - John Gribbin - Страница 3

Esimene osa
TEADUS VÄLJUB PIMEDUSEST

1. Renessansi inimesed

Ilmumine pimedusest

Renessanss oli ajastu, kui lääneeurooplased lõpetasid antiigi kummardamise ja inimesed mõistsid, et suudavad tsivilisatsiooni ja ühiskonna arengusse panustada sama palju kui nende Vana-Kreeka ja Vana-Rooma eelkäijad. Kui me tänapäeval seda meenutame, ei üllata meid mitte niisuguse enesekindluse teke, vaid see, et inimestel kulus oma alaväärsuskompleksist ülesaamiseks nii palju aega. Tsivilisatsiooni järjepideva arengu katkemise täpsed põhjused ei ole selle raamatu teema, kuid igaüks, kes on külastanud antiikaja mälestusmärke Vahemere ümber, võib mõista, miks varakeskaegsed (ümmarguselt öeldes umbes 400 pKr kuni 900 pKr) ja isegi kõrgkeskaegsed (umbes 900 pKr kuni 1400 pKr) inimesed tundsid end antiikaegsetega võrreldes kehvemana. Pantheoni ja Colosseumi sugused suurejoonelised Rooma ehitised tekitavad aukartust tänapäevalgi, ning ajal, kui teadmised, kuidas selliseid ehitada, olid kadunud, pidid need tõepoolest tunduma kas teise liigi või lausa jumalate kätetööna. Jah, nähes enese ümber käegakatsutavaid tõendeid antiikaja inimeste jumalikest oskustest ja lugedes Bütsantsist levima hakanud tekstidest nende suurte intellektuaalsete võimete kohta, on enam kui loomulik nõustuda, et antiikinimesed olidki vaimselt üle tavainimestest, kes elasid sajandeid hiljem, ning et Aristotelese või Eukleidese suguste filosoofide õpetusi tulebki võtta nagu pühakirja, mida ei tohi kahtluse alla seada. Täpselt selline olukord valitseski renessansi alguses. Kuna roomlaste panus teadusliku maailmavaate arengusse – nagu me seda tänapäeval nimetaks – oli üpris tagasihoidlik, siis pärinesid renessansi algusaja teadmised universumi olemusest põhimõtteliselt Antiik-Kreeka kõrgajast. See teeb kokku umbes 1500 aastat ühe koha peal tammumist, kuni Kopernik lõpuks oma tööd avaldas. Aga kui vanadele ideedele juba väljakutse esitati, järgnes areng hingematva kiirusega – viisteist sajandit oli kestnud stagnatsioon, kuid pärast Kopernikut ei möödunud viit sajanditki, kuni jõuti juba tänapäevase teaduseni. Kõlab küll labase klišeena, kuid ometi vastab tõele, et tüüpiline 10. sajandi itaallane oleks 15. sajandil tundnud end üsna koduselt, samal ajal kui tüüpilise 15. sajandi itaallase jaoks tunduks 21. sajandi Itaalia raskemini mõistetav kui keisriteaegne Rooma.

Elegantne Kopernik

Kopernik oli teadusrevolutsioonis justkui vahelüli ning ühes tähtsas aspektis pigem Vana-Kreeka filosoof kui kaasaegne teadlane. Ta nimelt ei teinud katseid ega vaadelnud taevakehi (vähemalt mitte arvestataval määral) ega oodanud ka, et keegi teine tema mõttevälgatusi katsetaks. Tema suur idee oli lihtsalt idee – või nagu tänapäeval mõnikord öeldakse: „mõtteline eksperiment” –, näitamaks uut, Ptolemaiose loodud (või avaldatud) keerulisest süsteemist lihtsamat võimalust taevakehade liikumist kirjeldada. Kui tänapäeva teadlasel tuleb hiilgav mõte, kuidas universumit kirjeldada, siis on tema esmane eesmärk uut mõtet katse või vaatluse abil tõestada, et näha, kui hästi see maailma kirjeldamiseks sobib. Ent 15. sajandil sellist olulise tähtsusega sammu teadusliku meetodi edendamiseks ei astutud ning Kopernikule ei tulnud kordagi pähe oma ideed, s.t universumi mõttelist mudelit, kuidagi uute vaatlustega tõestada või julgustada kedagi teist seda tegema. Koperniku jaoks oli tema mudel Ptolemaiose omast parem lihtsalt sellepärast, et tema oma oli – tänapäevast väljendit kasutades – elegantsem. Elegantsus on sageli mudeli kasulikkuse juures usaldusväärne hindaja, kuid kindlasti ei ole see eksimatu. Nagu hiljem välja tuli, oli Koperniku intuitsioon sedapuhku õige.

Jah, tõepoolest, Ptolemaiose süsteem ei olnud elegantne. Ptolemaios (tuntud ka kui Ptolemaios Aleksandriast) elas teisel sajandil pKr ning kasvas üles Egiptuses, mis oli pikka aega Kreeka kultuuri mõju all olnud (nagu näitab ka tema kodulinna nimi). Tema elust on väga vähe teada, kuid tööde hulgas, mida ta järeltulevatele põlvedele pärandas, on suurepärane kokkuvõte Kreeka astronoomilistest ja kosmoloogilistest arusaamadest, mis olid kestnud viis sajandit. Seda raamatut tuntakse araabiakeelse pealkirja „Almagest” järgi, mis tähendab „suurim” ja iseloomustab tabavalt järgnenud sajanditel valitsenud suhtumist sellesse teosesse. Kreekakeelse originaali pealkiri kirjeldab raamatut lihtsalt kui matemaatilist kokkuvõtet. Teoses kirjeldatud astronoomiline süsteem polnud kaugeltki Ptolemaiose enda mõte, kuid ilmselt kohendas ja arendas ta edasi teiste antiikkreeklaste ideid. On siiski alust arvata, et erinevalt Kopernikust, kes tõlgendas eelkäijate andmeid, vaatles Ptolemaios ka ise planeetide liikumisi (samuti koostas ta olulisi tähekaarte).

Ptolemaiose süsteem põhines ideel, et taevased objektid liiguvad mööda ringjooni, lihtsalt sellepärast, et ringid on täiuslikud kujundid (see on näide, kuidas elegantsus ei pruugi alati viia tõeni!). Tol ajal oli teada ainult viis planeeti, mille liikumist uurida (Merkuur, Veenus, Mars, Saturn ja Jupiter), lisaks Päike, Kuu ja tähed. Et sobitada nende objektide vaadeldav liikumine täiusliku ringi nõudega, pidi Ptolemaios lisaks peamisele ideele, et Maa on universumi keskel ja kõik muu keerleb selle ümber, võtma kasutusele veel kaks olulist täpsustust. Esimene (ja selle peale oli tuldud juba palju varem) oli, et mingi planeedi liikumist saab kirjeldada kui liikumist mööda väikest ringi, mille keskpunkt liigub omakorda mööda suurt ringjoont ümber Maa. Väikest ringi (omamoodi „ratast rattal”) nimetatakse epitsükliks, suurt ringi deferendiks, lisaks tõstis Ptolemaios kõigi deferentide keskpunktid Maast eemale, varasemad autorid polnud deferentide ekstsentrilisusega järjekindlad olnud. Teine täpsustus (ning paistab, et selle arendas lõpliku kujuni välja Ptolemaios ise) väitis, et suured kristallsfäärid – nagu neid kutsuma hakati („kristall” tähendab siin lihtsalt nähtamatut) –, mis kannavad taevakehi ringidel (s.o mida mööda liiguvad epitsüklid), ei pöörle ühtlaselt mitte Maa ega oma keskpunkti (s.o deferendi keskpunkti) ümber, vaid veidi eemal olevate kolmandate punktide ehk ekvantpunktide ümber. Maad vaadeldi ikkagi universumi keskpunktina, ehkki kõik muu ei pöörelnud mitte Maa, vaid ekvantpunktide ümber.

Mudel sobis. See tähendab, et seda sai kasutada, kirjeldamaks planeetide, Päikese ja Kuu liikumist kinnistähtede suhtes (kinnistäht tähendab siin seda, et täht liigub ümber Maa kogu aeg ühte moodi). Viimased asusid välimisel, teisi taevakehi kandvaid sfääre ümbritseval kristallsfääril. Samas ei tehtud mingit katset mõista liikumist tekitavaid füüsikalisi protsesse ega ka kristallsfääride olemust. Enamgi veel, mudelit kritiseeriti sageli ülemäärase keerukuse tõttu, samuti tekitas vajadus ekvantpunktide järele paljudes mõtlejates ebamugavust – see tõstatas küsimuse, kas peaks ikka Maad vaatlema universumi keskpunktina. Oli isegi spekulatsioon (mis pärines 3. saj eKr tegutsenud Aristarchoselt ja kerkis aeg-ajalt uuesti üles sajandeid pärast Ptolemaiost), et universumi keskpunkt võib olla Päike ja Maa tiirleb ümber selle. Kuid niisugused ideed ei saanud kunagi populaarseks, peamiselt seetõttu, et läksid vastuollu niinimetatud terve mõistusega. Tõepoolest, kindel ja stabiilne Maa ei saa ju liikuda! See on üks parimaid näiteid, miks ei ole hea lähtuda tervest mõistusest, kui tahame aru saada, kuidas meid ümbritsev maailm toimib.

Kopernikut julgustasid Ptolemaiose mudelist parema versiooniga lagedale tulema kaks asjaolu. Esiteks pidi mudelis eraldi käsitlema iga planeeti, lisaks Päikest ja Kuud, kõigil olid erinevad epitsüklid, deferendid ja ekvantpunktid. Puudus ühtne ja järjekindel lähenemine. Teiseks oli üks eriline, küll juba ammu teada probleem, mis tavaliselt aga maha vaikiti ja põhjendamata jäeti. Selleks, et selgitada Kuu liikumiskiiruse muutusi, pidi orbiidi keskpunkt Maast väga kaugel asuma, järelikult pidi Kuu vahel Maale hästi lähedale tulema ja paistma väga suurena, aeg-ajalt aga väga kaugele minema ja paistma väikesena, ent tegelikult on Kuu Maalt vaadates kogu aeg enam-vähem ühesuurune. Nii et teatud mõttes teeb Ptolemaiose süsteem mõõdetavaid ennustusi. Mõõtmistulemused ei klapi teooriaga, mistõttu ei sobi see teooria universumi kirjeldamiseks. Kopernik päris niimoodi ei mõelnud, kuid Kuu probleemi tõttu hakkas ta kindlasti Ptolemaiose süsteemis kahtlema.

Mikołaj Kopernik astus teaduse rambivalgusesse 15. sajandi lõpus. Ta sündis 19. veebruaril 1473 Visla-äärses Poola linnas Toruńis, hiljem latiniseeris ta oma nime Nicolaus Copernicuseks (nime latiniseerimine oli tol ajal levinud, eriti renessansiaegsete humanistide hulgas). Tema isa, jõukas kaupmees, suri kas 1483 või 1484 ning Mikołaj kasvas üles oma ema venna, hilisema Ermlandi piiskopi Łukasz Watzenrode leibkonnas. Aastal 1491 (just aasta enne seda, kui Christoph Kolumbus asus oma esimesele Ameerika reisile) alustas Kopernik õpinguid Krakovi ülikoolis, ilmselt seal huvituski ta esimest korda tõsisemalt astronoomiast. 1496. aastal läks ta Itaaliasse ennast täiendama, algul Bolognasse ja siis Padovasse. Kopernik õppis nii juurat, meditsiini, klassikalisi teadusi kui ka matemaatikat. 1503. aastal sai ta Ferrara ülikoolist kanoonilise õiguse doktorikraadi. Kopernikut kui oma aja kohta edumeelse maailmavaatega meest mõjutas tugevasti Itaalia humanistlik liikumine ja ta uuris sellele liikumisele aluse pannud klassikute teoseid. 1519. aastal avaldas ta Theophylaktos Simokattese (7. sajandi bütsantslane) poeetiliste kirjade kogu, mille oli tõlkinud kreeka keelest ladina keelde.

Juba doktorikraadi saamise ajaks muretses onu Watzenrode oma õepojale kanooniku koha Fromborki (Frauenburgi) katedraali Poolas – see sõna otseses mõttes onupojapoliitika andis Kopernikule mõnusa sinekuuri elu lõpuni. Tööpostile siirdus ta alles pärast Poolasse tagasipöördumist 1506. aastal (ainuüksi viivitus näitab, kuivõrd väikseid nõudmisi see töökoht esitas). Kodumaal töötas ta oma onu arsti ja sekretärina kuni viimase surmani 1512. aastal. Pärast onu surma pühendus Kopernik veidi rohkem kanooniku kohustustele, tegutses arstina ja täitis mitut väiksemat tsiviilülesannet, kuid see kõik jättis siiski piisavalt aega tema peamise huviala ehk astronoomia jaoks. Aga oma revolutsioonilised ideed Maa kohast universumis oli Kopernik formuleerinud juba 16. sajandi esimese kümnendi lõpuks.