LA REVOLUCIÓ CIENTÍFICA
El canvi més important de tots els ocorreguts al Renaixement no es donà en la política o en la religió, per molt importants que aquests pogueren semblar, sinó en les idees científiques. Aquest canvi dugué a la Revolució Científica per la qual s’esfondrà tot l’edifici dels pressupòsits intel·lectuals heretat dels grecs i santificat pels teòlegs musulmans i cristians, a la vegada que un sistema radicalment nou venia a ocupar el seu lloc.
Fou en el camp de l’astronomia on es produí la primera i, tal vegada, la més important ruptura del sistema d’idees heretat dels antics. L’astronomia havia arribat a un grau estimable de maduresa i sols necessitava l’home dotat del suficient coratge per trencar amb la idea admesa pel sentit comú, amb el sistema heretat del passat i així mateix estar imbuït d’un gran esperit crític. Aquest home fou Nicolau Copèrnic (1474-1543). El seu intent fou clarament reformador. L’opinió de Butterfield és que Copèrnic no fou guiat en la seua teoria per una nova concepció de la ciència, sinó que el seu intent va ser, més bé, el de salvar la ciència anterior, alliberant-la de les dificultats que manifestava. Siga quina siga la manera en què cal entendre Copèrnic, sembla que la seua importància radica en l’ús metodològic que de la seua teoria n’extrauran uns altres científics (Kepler, Galileu) més que no pas ell mateix.
Segons Crombie (“Història de la ciència”, 2 volums, ed.AU), Copèrnic realitzà poques observacions i la seua obra va ser la d’un matemàtic que extrau les dades a partir de l’”Epitome in Almagestum” de Reggiomontano i Peuerbach. Per una altra banda, havia aprés del neo-platònic Novara que l’Univers es podia entendre en termes de relacions matemàtiques senzilles.
Quan Copèrnic estableix la seua hipòtesi (“De Revolutionibus Orbium Caelestium”), el que vol és simplificar el complicat sistema de Ptolomeu que feia initel·ligible el funcionament de l’Univers degut a l’elevat nombre d’excèntriques i epicicles que necessitava per explicar el moviment aparent dels planetes al voltant de la Terra. Fou aquesta preocupació la que el portà fins les idees, considerades absurdes durant molt de temps, d’Aristarc de Samos (s.III) que la Terra podia ser la que es moguera al voltant del Sol (aquesta és l’opinió de Hull i Bernal; per la seua banda, Crombie adscriu la idea heliocèntrica a Heràclides Ponto, el qual fou conegut per Marcià Capella, contemporani de Copèrnic. No obstant, la idea d’Heràclides no és la de Copèrnic, ja que encara que els planetes giren al voltant del Sol, aquest i tots ells giren al voltant de la Terra fixa en el centre de l’Univers).
Copèrnic simplificant la qüestió de les excèntriques que tant complicaven els sistema ptolemaic, postularà que, respecte a les estrelles fixes, és el Sol (i no la Terra) el que està al centre de les òrbites que descriuen els planetes al seu voltant, òrbites de forma geomètrica concèntrica, cercles perfectes. Per la seua banda, la Lluna gira, al seu torn, al voltant de la Terra. Els planetes més llunyans giren més lentament que els propers; és per això que Mercuri completa la seua òrbita en 3 mesos i que, en canvi, Júpiter necessita 12 anys.
De la teoria copernicana es desprenen algunes conseqüències:
a) la primera és que l’aparent rotació dels cels al voltant del Pol Nord, s’explica suposant que és
la Terra la que cada dia realitza una rotació complet (idea que ja fou suggerida per Heràclides).
b) la segona és l’explicació del paral·laxi anual estel·lar, qüestió aquesta que constituí una de les
objeccions dels aristotèlics i que Copèrnic resolgué adduint que existia una distància enorme
entre la Terra i les estrelles fixes molt més gran del que llavors s’admetia, i que el diàmetre de
l’òrbita de la Terra, que té una longitud petita respecte la gran distància a la que se situen les
estrelles, per tant, feien inverificables els canvis de posició dels estels.
c) la tercera és l’explicació de per què el dia solar és més llarg que el dia sideri:
d) la quarta és l’explicació de l’aparent retrogressió dels planetes, com era el cas de Júpiter que descrivia en el cel estranyes trajectòries d’avançament i retrocés que ara podien ser explicades de manera satisfactòria:
e) la cinquena és l’explicació donada sobre les estacions de l’any que Copèrnic estableix que són causades per la inclinació de l’eix de la Terra:
Ara bé, malgrat aquests descobriments, la solució donada al problema del moviment era insatisfactòria. Sembla que Copèrnic no es pogué desprendre totalment del sistema d’epicicles ptolemaic, així com de la idea que els planetes devien seguir òrbites circulars. Però, mal que en les seues explicacions ja no necessita 80 epicicles, sinó 34 per a explicar les òrbites dels planetes, encara utilitza aquests elements de l’antiga astronomia que llastren negativament el seu sistema.
El sistema de Copèrnic tingué molts detractors, no obstant sembla que el fet que tinguera una gran acceptació posterior entre els científics de la talla de Kepler i Galileu, es deu al neoplatonisme que tots ells compartien; neoplatonisme que Copèrnic mateix manifesta en el seu llibre I cap.10, on justifica el nou sistema apel·lant a la seua senzillesa i a la posició especial que atorga al Sol.
En aquest sistema on la Terra ja no és el centre, la gravetat tampoc no és exclusiva d’ella; altres cossos, com el Sol i la Lluna, també la posseeixen. Però, la redueix al mateix principi fonamental: la tendència de totes les coses a formar esferes i consolidar-se en eixa forma, perquè la forma esfèrica és la perfecta.
Darrerament, dir que l’univers copernicà continua essent el cosmos tancat, uniforme i infinit de la física anterior. Aquesta imatge global juntament amb els conceptes de valors, explicacions teològiques i formes animistes, és el que li permetrà dir a Butterfield que, més que obrir una nova època, Copèrnic està tancant-ne una altra (Butterfield, Els orígens de la ciència moderna, pàg.55).
Com un producte del moviment de renovació que s’esdevenia a final del segle XVI sorgí Joan Kepler, el qual si no era un bon observador, degut al seu defecte visual, sí era, en canvi, un fecund teòric de poderosa imaginació intel·lectual i un matemàtic de primera categoria.
Estava convençut que els planetes es movien segons senzilles lleis geomètriques, i que aquestes lleis es podrien obtenir per abstracció a partir de la quantitat d’observacions recollides per Tycho Brahe. A diferència d’aquest, adoptà i defensà el model proposat per Copèrnic, és a dir, el que estableix que la Terra gira amb els altres planetes al voltant del Sol.
Intentant entendre i resoldre els moviments de Mart, Kepler es va veure obligat a considerar la possibilitat d’un moviment no uniforme i no circular. Fou en 1609, després d’abandonar la hipòtesi que les òrbites planetàries eren circulars i els moviments del planetes uniformes, quan donà la solució exacta que li permeté enunciar les 3 lleis que regulen el moviment de Mart i que deu anys més tard estendria als altres planetes:
1a) ”els planetes es mouen descrivint el·lipsis, estant el Sol en un dels focus de l’el·lipsi”.
2a) “cada planeta es mou no amb moviment uniforme, sinó de manera que la línia que
uneix el seu centre amb el del Sol agrana àrees igual en temps iguals”.
Aquesta figura representa l’òrbita de Mart amb el Sol en un dels seus focus. El punt de l’òrbita més proper al Sol s’anomena periheli; i el més llunyà, afeli. M1, M2, M3, M4, M5 i M6, són posicions successives de Mart. El que estableix Kepler és que es necessita el mateix temps, per exemple, per a passar de M3 a M4 o de M5 a M6. Les àrees agranades pel planeta, encara que aparentment distintes, nogensmenys, són iguals segons la 2a llei kepleriana. En conseqüència, el planeta es mou més de pressa quan es troba prop del Sol.
En realitat, aquesta 2a llei fou descoberta abans que la primera i va ser en el transcurs dels càlculs i la comprovació de les posicions pronosticades, quan Kepler començà a dubtar seriosament que l’òrbita de Mart i dels altres planetes fóra circular. Sembla que en 1604, cinc anys abans de la publicació de la seua obra “Astronomia Nova”, ja havia decidit rebutjar els moviments circulars. En aquesta mateixa obra admet aquest fet al que qualifica d’error:
“El meu primer desencert va ser prendre la trajectòria del planeta com un cercle perfecte,
i aquest equívoc em furtà la major part del meu temps, per ser allò que ensenyava l’au-
toritat de tots els filòsofs i estar d’acord amb la Metafísica”.
Crombie, op.cit., vol.II, pàg.165
Deu anys més tard, en 1619, i després de treballs dificultosos, arribà al descobriment de la 3a llei, la qual havia cercat des del principi de la seua carrera. Aquesta llei s’expressa així:
“Els quadrats dels períodes de revolució de dos planetes qualsevol són proporcionals als
cubs de les seues distàncies mitjanes al Sol”.
Crombie, ibidem
Segons aquesta llei, com més distant és un planeta del seu centre, el Sol, més lent és el seu moviment, però d’acord amb una llei matemàtica exacta com la que expressa aquesta 3a llei kepleriana.
Malgrat el que Kepler argumentara i demostrara matemàticament amb contundència la Teoria Heliocèntrica copernicana, existien encara fortes objeccions per a que fóra admesa, objeccions que van des del sentit comú fins l’àmbit de la ciència ia la religió.
Des de l’àmbit científic les objeccions venien de la Geometria: el moviment de la Terra al voltant del Sol deuria produir canvis aparents de les posicions relatives de les estrelles fixes, a menys que aquestes estigueren a una tal distància que el diàmetre de l’òrbita terrestre fóra menyspreable en comparació a l’esmentada distància. Ara bé, uns tals canvis de posició relativa no havien estat percebuts; doncs, era necessari negar els moviments de translació de la Terra, o admetre que els estels es troben a una distància tan gran que això era gairebé increïble per a eixa època. Nogensmenys, Copèrnic i els defensors de la Teoria Heliocèntrica adoptaren aquesta segona opció, la qual fou defensada fins el segle XIX, moment en què es pogué comprovar, definitivament, l’existència de les grans distàncies interestel·lars.
Unes altres objeccions eren de naturalesa mecànica, com per exemple: si la Terra es mou com és que no percebem el seu moviment?; com és que el moviment no li arrabassa l’atmosfera?; com és que els cossos cauen verticalment, en compte de ser desviats en la caiguda pel moviment de la Terra?.
Existien, també, objeccions d’índole religiosa. Hi ha texts de les Sagrades Escriptures que si es prenen literalment són contradictoris amb la Teoria Heliocèntrica. Així, per exemple, Luter citava Josué:
“Sol, atura’t sobre Gabaó; i tú, Lluna sobre la vall d’Aialó. I el Sol es va deturar,
i s’aturà la Lluna ...”
Josué, Salm 10, versicle 12-13
El Sol es va aturar, el que implicava que el Sol s’estava movent i, tot just, en el sentit de “moure’s al voltant de la Terra” – interpretava Luter.
També Calví aixecava contra la ciència el Salm 93, versicle 1r, negant a partir d’ell el moviment de la Terra, en dir que “el món (en el sentit de la Terra) està establert de tal manera que no pot pas moure’s”. (Hull, Ha i Fa de la ciència).
Una altra objecció religiosa era la que a nivell general plantejava l’oposició eclesiàstica, la qual veia perillar la seua autoritat, car la nova Astronomia anava entrant, a poc a poc, en profund conflicte amb la ciència aristotèlico-ptolemaica que l’Església Romana professava.
Un especial esment mereix un home com Galileu Galilei. És un home a les acaballes del Renaixement i el començament del Barroc (1564-1642). Ja no manté la visió que el Renaixement tenia de l’Univers com un ser viu, animat, espontani. La seua és una visió mecanicista i pròpia ja del segle XVII. Nogensmenys recull la tendència matemàtica i quantitativista de Leonardo da Vinci i Copèrnic, de la qual extraurà importants conseqüències metodològiques.
Com diu Crombie, la gran passió de Galileu fou provar la veritat e la teoria copernicana, i per aconseguir-ho hagué de prescindir, o al menys intentar de fer-ho, del camí metodològic mamprès per Aristòtil, que es basava en la inducció ingènua a partir de l’experiència de sentit comú, i que portaria Galileu a la formulació d’una nova Física, diferent a la d’Aristòtil.
Galileu va ser, de fet, el principal responsable d’introduir els mètodes experimentals i matemàtics en tot el camp de la Física i de produir la revolució intel·lectual per la qual la Dinàmica primer, i després totes les ciències, anaven a prendre la direcció de la que ja no es desviarien.
El problema fonamental, font de tots els debats, era el del moviment i la seua permanència. Les tesis aristotèliques del moviment que exigien una causa eficient contínua actuant constantment sobre un mòbil per a que aquest es continue movent, eren una important objecció a la idea copernicana que la Terra es mou sola (sense cap motor o causa que la mantinga en moviment) en l’espai, al voltant del Sol.
La seua obra, on intenta provar la veritat de la Teoria copernicana data del 1623, però ja abans, Galileu havia fet importants aportacions. En la Dinàmica la “llei del isocronisme pendular” i la “llei d’acceleració dels cossos”, que no publica fins el 1632. En el camp de l’Astronomia i gràcies a l’invent del telescopi per un tal Hans Lippersey (segons Hull), descobreix (1609-1610) de manera irrefutable:
- innombrables estels abans invisibles a l’ull humà.
- que les distàncies entre ells són immenses.
- que la superfície de la Lluna sembla la d’una terra erma, i que hi ha zones d’ombra, així com en la superfície del Sol. Tot açò constituïa una evidència d’importància contra la fe aristotèlica en la immutabilitat i perfecció dels cels (que ja era insostenible davant l’aparició d’estels nous brillants que foren observats en 1572 per Tycho Brahe i en 1604 per Kepler).
- que la Via Làctia no és un amassa de vapor informe, sinó que està constituïda per un multitud de petites estrelles; tal descobriment, si no demostra la infinitud de l’Univers,com establí Bruno, al menys si fa plausible l’opinió que té una extensió molt més gran.
- que Júpiter té satèl·lits,descobriment aquest el més sensacional. Galileu provava així que al nostre sistema solar hi havia astres que no giraven directament al voltant de la terra; al temps es disminuïa la probabilitat que aquesta fóra el centre de l’univers, i a més, es destruïa la tesi dels aristotèlics que creien que en el cel no hi havia més que 7 cossos, apart de les estrelles fixes.
- els anells de Saturn i les fases de Venus completen la llista dels seus principals descobriments. Segons Ptolomeu, Venus (i també Mercuri) es mouen com indica la figura següent:
però, llavors passaria que les seues cares il·luminades, sempre dirigides al Sol, no serien mai visible des de la Terra. Si en canvi, giren com estableix la teoria copernicana, tal i com explica aquest altre dibuix:
llavors Venus tindrà fases com les de la Lluna, i en alguna d’elles la seua cara il·luminada serà totalment visible des de la Terra (tal i com veiem molt sovint).
(Dibuixos recollits de Hull, Ha i Fa de la ciència)
Com hem dit abans, en 1623, i després que en 1616 el Tribunal del Sant Ofici condemnara la Teoria de Copèrnic com herètica, nècia i absurda, i que la Congregació de l’Index prohibira la seua publicació, Galileu escrigué “Dos sistemes principals del món”, en la qual obra pretengué demostrar el sistema copernicà a partir del moviment de les marees que –deia Galileu- estaven lligades als moviments de rotació i de translació de la Terra al voltant de sí mateix i del Sol, respectivament. Com Huygens i Newton aclariran més tard, la idea de Galileu era errònia, ja que el flux i reflux de les marees és causat per la influència o força d’atracció de la Lluna.
Però “Dos sistemes principals” és important per una altra cosa: deixa traslluir l’actitud metodològica de Galileu i la seua forma diferent d’abordar els problemes.
Galileu insistí en que les interpretacions aristotèliques en termes de “moviments naturals” ca a “llocs naturals”, no eren explicacions científiques de fenòmens. No era, per tant, partidari d’explicar les regularitats fenomèniques en base a paraules tals com “gravetat”, sinó més bé precisar eixes regularitats per a descobrir les seues causes pròximes. Eixa tasca començava, segons Galileu, mitjançant les observacions, i únicament elles tenien sempre la darrera paraula. (Crombie, op.cit., pàg.127). Junt a l’observació, l’experiment com un dels requisits indispensables dels procés d’investigació, el qual dóna nom explícitament tal procés (mètode experimental).
Però el gran mèrit de Galileu fou combinar el mètode experimental amb la necessitat de fer, en primer lloc, mesures sistemàtiques, exactes, de manera que es pogueren descobrir les regularitats fenomèniques quantitativament; i en segon lloc, intentar expressar eixes regularitats observades amb una forma matemàtica. Sols després, portava les seues hipòtesis i teories a la verificació experimental. En resum, doncs:
1) reducció a partir de l’experiència, mitjançant la intuïció, de sols les propietats essencials,
deixant de banda les irrellevants.
2) explicació matemàtica amb construcció d’una hipòtesi i conseqüències que se’n deriven.
3) anàlisi experimental per a posar a prova la hipòtesi.
La intuïció intel·lectual, l’abstracció i l’anàlisi matemàtic, descobrien les possibilitats hipotètiques. L’experiment es feia indispensable per a destriar les falses hipòtesis i identificar les vertaderes. Una hipòtesi verificada era una autèntica visió intuïtiva dels detalls de l’estructura real del món físic, i que havia de ser entesa en termes matemàtics. I aquí la hipòstasi que Galileu realitza de l’abstracció matemàtica i que respon al platonisme pitagòric en voga en la Florència de Galileu i que té el seu origen ja al segle XV: pensava ell que les lleis i les entitats matemàtiques, que podien ser descobertes amb absoluta certesa, eren els constituents del món físic real; que les teories matemàtiques de les quals es deduïen les observacions, representaven la substància permanent de les coses. Fins i tot, el mateix Kepler pensava una cosa semblant.
Amb açò, Galileu, encara que rebutjava les “naturaleses essencials” dels aristotèlics, va introduir per la porta del darrere unes altres substàncies o entitats, ja que proclamava que allò que és objectiu, i sols això, és quantificable, matematitzable; pel contrari, allò que és no-matemàtic, és subjectiu. La física, doncs, sols podia tractar les qualitats objectives, és a dir, aquelles propietats que com l’extensió, la posició i la densitat, són les úniques que es poden tractar matemàticament, i per tant, amb alguna seguretat; tota la resta com
“sabors, olors, colors, no són cap altra cosa més que noms en relació amb
l’objecte en el que semblen residir-hi . Sols existeixen en el cos sensible...”.
Bernal, op.cit., vol I, pàg.328