1. Velika transformacija: Rušenje antičkog kosmosa
Posle raspada Zapadnog rimskog carstva u petom veku, političke i obrazovne ustanove zapadne Evrope znatno su se promenile. Pristup nekim grčkim naučnim delima postao je ograničen, ali antičko znanje nije jednostavno nestalo: deo je sačuvan u latinskim školama i manastirima, a mnogo toga nastavilo je da živi u istočnorimskom i islamskom svetu. Tvrdnja da je srednjovekovna Evropa u celini zaboravila sferni oblik Zemlje nije tačna. Razvoj astronomije u različitim sredinama tekao je neravnomerno, a kasniji prevodi i univerziteti otvorili su prostor za nova pitanja.
U ranom srednjem veku evropski učenjaci proučavali su kalendar i računali datum Uskrsa, što se nazivalo komputus. Pojedini autori nudili su neobične opise kosmosa: Kozma Indikoplevst, na primer, zastupao je predstavu o ravnoj Zemlji i svetu nalik pravougaonoj građevini. Ipak, njegovo gledište nije predstavljalo opšteprihvaćeno učenje svih srednjovekovnih mislilaca. Mnogi obrazovani autori nastavili su da opisuju Zemlju kao loptu.
Kada su Aristotelovi i Ptolomejevi spisi kroz prevode postali dostupniji zapadnoevropskim učenjacima, njihovi modeli dobili su značajno mesto u univerzitetskoj nastavi. Teolozi poput Tome Akvinskog pokušavali su da povežu antičku prirodnu filozofiju sa hrišćanskom mišlju, ali srednjovekovni učenjaci nisu imali jednu jedinstvenu kosmološku dogmu. Zemlja se u geocentričnim modelima nalazila u središtu planetarnih putanja, oko nje su zamišljane nebeske sfere. Dante je taj pogled poetski oblikovao u „Božanstvenoj komediji“, sa rajem izvan poslednje sfere.
Mnogi srednjovekovni mislioci prihvatali su Aristotelovu razliku između promenljivog zemaljskog sveta i neba koje je, po njegovom učenju, građeno od etra. Istovremeno su postojale rasprave o pojedinostima kretanja i građe kosmosa. Ideja o savršenim kružnicama bila je veoma uticajna, ali astronomski proračuni stalno su otkrivali odstupanja koja su tražila nova objašnjenja. Zato ovu epohu ne treba svesti na odsustvo kritičkog mišljenja.
Međutim, dok je nad Evropom vladala duboka naučna oseka, plamen saznanja nije se ugasio u globalnim razmerama. On je sačuvan i rasplamsan na drugom kraju sveta — u krilu islamske civilizacije. Preko arapskih prevođalačkih centara u Bagdadu, Kairu, Kordobi i Samarkandu, antička baština ne samo da je spasena od konačnog propadanja, već je podvrgnuta oštroj kritici, metodološki unapređena i obogaćena potpuno novim matematičkim i posmatračkim otkrićima.
Kada je Evropa u doba Renesanse (od četrnaestog do sedamnaestog veka) ponovo otkrila te spise i spojila ih sa novim izumima — pre svega sa štamparijom i teleskopom — usledio je najdramatičniji intelektualni preokret u istoriji čovečanstva. Učinkom mislilaca poput Kopernika, Bruna, Tiha Brahea, Keplera i Galileja, geocentrična iluzija je definitivno srušena. Čovečanstvo je spoznalo da Zemlja nije centar Svemira, već samo jedna od planeta koje kruže oko Sunca u nepreglednom, dinamičnom kosmosu. U ovom drugom delu feljtona pratimo taj uzbudljivi, pet vekova dug put koji je postavio temelje moderne nauke.
2. Islamsko zlatno doba: Čuvari i neumorni graditelji nebeskog znanja (VIII – XV vek)
Nakon brzog širenja Islamskog kalifata od Pirineja do granica Indije u sedmom i osmom veku, stvorena je prostrana, prosperitetna država sa jedinstvenim jezikom (arapskim) i snažnom urbanom kulturom. Pod pokroviteljstvom prosvećenih abasidskih kalifa — naročito Haruna al-Rašida i njegovog sina Al-Mamuna — u Bagdadu je početkom devetog veka osnovana čuvena „Kuća mudrosti“ (Bajt al-Hikma). Bio je to gigantski naučni centar, biblioteka i opservatorija u kojoj su naučnici različitih vera i narodnosti — muslimani, hrišćani, Jevreji, Persijanci i Sabejci — radili zajedno na prevodu celokupnog dostignutog antičkog znanja.
Prvi i najvažniji zadatak bio je prevođenje grčkih, sirijskih, persijskih i indijskih spisa na arapski jezik. Među njima, Ptolomejevo monumentalno delo „Mathematike Syntaxis“ prevedeno je pod nazivom „Al-Kitab al-Majisti“ („Velika knjiga“), iz čega je kasnije proizašao naziv pod kojim je i danas poznata u celom svetu — „Almagest“. Međutim, islamski astronomi nisu bili puki prepisivači ili prevodioci. Čim su ovladali grčkom geometrijom i indijskim dekadnim sistemom brojeva (koji uključuje nulu, do tada nekorišćenu na Zapadu), započeli su sistematsko proveravanje antičkih podataka pomoću novih, znatno većih i preciznijih instrumenata.
Al-Khwarizmi i Al-Farghani: Matematički temelji i arapski udžbenici
Jedan od pionira ovog doba bio je čuveni matematičar i astronom Al-Hvarizmi (Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi, oko 780–850), po kome je reč *algoritam* dobila ime, a iz čijeg je dela „Al-Kitab al-mukhtasar fi hisab al-jabr wa'l-muqabala“ nastala reč *algebra*. Al-Hvarizmi je sastavio čuvene astronomske tablice „Zij al-Sindhind“, u kojima je prvi uspešno sintetizovao grčke i indijske astronomske metode, omogućivši precizno računanje položaja Sunca, Meseca i pet poznatih planeta.
Ubrzo potom, Al-Fargani (Alfraganus, umro oko 861) napisao je delo „Elementi astronomije“, izuzetno pregledan udžbenik ptolomejske astronomije. Ova knjiga je u dvanaestom veku prevedena na latinski i postala glavni izvor iz koga je zapadna Evropa učila osnovne nebeske mehanike. Zanimljivo je da je Kristifor Kolumbo vekovima kasnije koristio Al-Farganijeve procene obima Zemlje pri planiranju svog puta u Indiju, ali je pomešao arapske milje sa kraćim rimskim miljama, zbog čega je drastično potcenio širinu Atlantskog okeana — greška koja ga je neočekivano dovela do otkrića Amerike!
Al-Batani (Albatenius): Merenje nebeskih ritmova i rađanje trigonometrije
Jedan od najdominantnijih astronoma ranog islamskog perioda bio je Al-Batani (Abu Abdalah Muhamed ibn Jabir al-Battani, u Evropi latinizovan kao Albatenius, 858–929). Radeći u svojoj opservatoriji u Raki na obali reke Eufrat, Al-Batani je tokom više od četrdeset godina izvodio sistematska posmatranja Sunca, Meseca i planeta sa zadivljujućom preciznošću.
Al-Batani je podvrgnuo reviziji Ptolomejeve podatke o kretanju Sunca i izračunao da (vreme potrebno da se Sunce vrati u prolećnu ravnodnevicu) traje tačno 365 dana, 5 sati, 46 minuta i 24 sekunde! Ova vrednost razlikuje se od savremene merene vrednosti za svega 2 minuta i 22 sekunde. Pored toga, Al-Batani je otkrio da se položaj Sunčevog apogeja (tačke na putanji u kojoj je Sunce najudaljenije od Zemlje) pomera u odnosu na zvezde stajalice, čime je dokazao da nebeska kretanja nisu večno statična kako su tvrdili Aristotel i Ptolomej.
U matematici, Al-Batani je potpuno napustio starogrčki, izuzetno komplikovan sistem tetiva i uveo upotrebu trigonometrijskih funkcija — sinusa, kosinusa, tangensa i kotangensa. Njegove trigonometrijske tablice i formule za rešavanje sfernih trouglova postale su nezamenljivo sredstvo za izračunavanje položaja nebeskih tela. Kada je Kopernik sedam vekova kasnije pisao svoje delo „De revolutionibus“, Al-Batanijevi proračuni i tablice poslužili su mu kao jedan od ključnih oslonaca.
Al-Sufi (Azofi): Prvo uočavanje galaksija van Mlečnog puta
U desetom veku, persijski astronom Abd al-Rahman al-Sufi (poznat u Evropi kao Azofi, 903–986), koji je radio na dvoru emira Adud al-Davle u Isfahanu, objavio je monumentalno delo pod nazivom „Knjiga o zvezdama stajalicama“ (Kitab al-Kawatib al-Thabit al-Musawwar, 964. godine). Al-Sufi je preduzeo gigantski zadatak: sistematski je proverio čitav Hiparhov i Ptolomejev zvezdani katalog, izmerio položaje i sjaj svake pojedinačne zvezde i korigovao brojne greške u nazivima i koordinatama.
Najveće istorijsko otkriće Al-Sufija dogodilo se pri posmatranju sazvežđa Andrija (Andromeda). On je golim okom uočio malu, bledu, magličastu mrlju koju je u svom rukopisu pedantno opisao i nacrtao kao „mali nebeski oblak“ (al-latkha al-sahabiyya). Bilo je to PRVO istorijski zabeleženo posmatranje jedne galaksije van našeg Mlečnog puta — galaksije Andromeda (M31), koja je od nas udaljena više od 2,5 miliona svetlosnih godina (i sa kojim će se naš Mlečni put sudariti za oko 4,5 milijardi godina)! Evropska astronomija će ovu galaksiju otkriti tek sedam vekova kasnije, nakon izuma teleskopa. Al-Sufi je takođe prvi dokumentovao Veliki Magelanov oblak, vidljiv sa juga Arapskog poluostrva, kao i zvezdano jato „Košnica“.
Ibn al-Hajtam (Alhazen): Otac optike i eksperimentalnog metoda
Jedna od najistaknutijih figura celokupne svetske nauke bio je Alhazen (Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham, u Evropi latinizovan kao Alhazen, 965–1040). Rođen u Basri, Alhazen je najveći deo života proveo u Kairu pod pokroviteljstvom fatimidskog kalifa Al-Hakima. Kada je shvatio da ne može da ispuni obećanje dato kalifu o obuzdavanju poplava reke Nil konstruisanjem brane, Alhazen je simulirao ludilo kako bi izbegao gubilište i ostao u kućnom pritvoru više od deset godina. To vreme u tamnici iskoristio je za izvođenje revolucionarnih fizikalnih eksperimenata koji su iz temelja promenili razumevanje svetlosti.
U svom kapitalnom sedmotomnom delu „Knjiga o optici“ (Kitab al-Manazir), Alhazen je srušio dvadesetvekovnu zabludu antičkih mislilaca (poput Euklida, Heron-a i Ptolomeja) koji su tvrdili da ljudsko oko emituje svetlosne zrake koji „pipaju“ predmete u prostoru (takozvana extramisiona teorija). Alhazen je rigoroznim eksperimentima dokazao da je proces potpuno obrnut: svetlost se odbija od izvora ili predmeta i ulazi u naše oko (intramisiona teorija).
Ibn al-Hajtam je sistematski proučavao („“) i objasnio kako zraci svetlosti, prolazeći kroz mali otvor, stvaraju obrnutu sliku na suprotnom zidu. Pojava je bila poznata i pre njega; njegov doprinos bio je u eksperimentalnom i geometrijskom objašnjenju vida i svetlosti.
Proučavao je refrakciju () kroz vodu i staklo, izračunao debljinu Zemljine atmosfere (na osnovu trajanja sumraka izračunao je da atmosfera iznosi oko 52 kilometra) i analizirao uvećavajuća svojstva zakrivljenih staklenih sočiva. Njegov insistiranje na tome da svaka teorijska tvrdnja mora biti potvrđena kontrolisanim, ponovljivim eksperimentom čini ga pravim ocem moderne naučne metode, vekovima pre Francisa Bacona i Galileja.
Nasir al-Din al-Tusi i škola u Maragi: Teoretska kritika Ptolomeja
U trinaestom veku, nakon mongolskog pustošenja Bagdada, persijski naučnik i matematičar Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) ubedio je mongolskog vladara Hulagu-kana da izgradi veliku opservatoriju u Maragi (u današnjem severozapadnom Iranu). Opservatorija u Maragi postala je dom za desetine vrhunskih naučnika i posedovala je biblioteku od preko 400.000 rukopisa.
Al-Tusi je ostao zapamćen po oštroj matematičkoj kritici Ptolomejevog koncepta *ekvanta* (veštačke tačke iz koje se kretanje planeta činilo ravnomernim, ali koja je kršila fizikalno načelo jednolične rotacije). Da bi eliminisao ekvant i zadržao čisto kružna kretanja, Al-Tusi je izumeo genijalnu matematičku konstrukciju poznatu kao „Tusijev par“ (*Tusi couple*). Tusijev par se sastoji od manjeg kruga koji rotira unutar dvostruko većeg kruga: kombinacijom ta dva kružna kretanja, tačka na obodu manjeg kruga kreće se po savršeno Pravoj liniji! Ova matematička naprava bila je toliko elegantna da ju je Nikola Kopernik tri veka kasnije preslikao u svoje delo „De revolutionibus“ u potpuno identičnom obliku.
Ulug-beg i gigantska opservatorija u Samarkandu
U četrnaestom i petnaestom veku, težište islamske astronomije pomera se ka Srednjoj Aziji, u carstvo Timura Lenka (Tamerlana). Tamerlanov unuk, vladar i genijalni naučnik Ulug-beg (Mirtza Muhammad Taragay Ulugh Beg, 1394–1449), pretvorio je prestonicu Samarkand u vodeći intelektualni centar Azije. Umesto vojnih osvajanja, Ulug-beg je bio opsednut matematikom i posmatranjem neba.
Godine 1428. Ulug-beg je na brdu pored Samarkanda sagradio monumentalnu, trospratnu kružnu opservatoriju kakva do tada nije viđena u svetu. Glavni instrument opservatorije bio je gigantski zidni (kvadrant) poluprečnika čak 40 metara, čiji je luk bio uklesan u živu stenu i precizno usmeren duž meridijana. Unutrašnjost luka bila je obložena mermerom sa urezanim podelama na stepene, minute i sekunde.
Zahvaljujući ogromnim dimenzijama , svetlosni zrak koji je padao kroz otvor na krovu opservatorije davao je sliku Sunca ili zvezda koja se mogla očitati sa nečuvenom tačnošću od svega nekoliko lučnih sekundi! Ulug-beg je sa svojim timom astronoma (među kojima je bio i čuveni Ali Kušći) 1437. godine objavio zvezdani katalog „Zidj-i Sultani“. Katalog je sadržao izmerene položaje 994 zvezde. Bio je to prvi potpuno novi, nezavisni zvezdani katalog izrađen još od vremena Ptolomeja, a po svojoj preciznosti ostao je neprevaziđen u celom svetu sve do pojave danske opservatorije Tiha Brahea krajem šesnaestog veka.
Astrolab: Savršeni analogni kompjuter Srednjeg veka
Pored džinovskih stacionarnih instrumenata u opservatorijama, islamska astronomija je stvorila i do savršenstva dovela najvažniji prenosivi instrument čitave pred-teleskopske epohe — (*astrolabium*). Iako su osnovni koncept osmislili helenistički Grci, arapski i persijski majstori-časovničari i astronomi pretvorili su ga u pravo remek-delo naučne preciznosti i umetničke obrade.
se sastojao od teškog bronzanog ili mesinganog diska (zvanog *mater*) u koji su se umetale zamenljive ploče (*typan*) gravirane za specifične geografske širine. Preko ploče rotirala je mrežasta mesingana ploča zvana *rete* (mreža), sa šiljcima koji su označavali tačne položaje najsjajnijih zvezda i prstenom koji je predstavljao (Sunčevu godišnju putanju). Na poleđini diska nalazila se rotirajuća vizirna linija — *alidada*.
Upotreba bila je fascinantno jednostavna, a pružala je neverovatne mogućnosti. Posmatrač bi podigao držeći ga za gornji prsten, okrenuo alidadu ka nekoj poznatoj zvezdi (ili Suncu) i izmerio njen ugao iznad horizonta. Zatim bi rotirao *rete* dok se šiljak te zvezde ne poklopi sa izmerenom ugaonom linijom na ploči. U tom trenutku, je davao trenutni, kompletni trodimenzionalni model noćnog neba! Iz njega se moglo odmah očitati tačno lokalno vreme (i danju i noću), vreme izlaska i zalaska Sunca, geografska širina mesta, trenutni horoskopski znak, pa čak i odrediti smer ka Meki (kibla) za obavljanje molitve. Za srednjevekovnog naučnika, je bio moćni „džepni kompjuter“ bez koga je ozbiljan rad bio nezamisliv.
3. Srednjevekovna Evropa i preporod univerzitetâ (XII – XV vek)
Dvanaesti vek u Evropi obeležen je događajem koji naučni istorik naziva „Velikim prevođalačkim pokretom“. Preko kontaktne zone u Španiji (naročito gradu Toledu, koji je nakon hrišćanskog osvajanja postao stecište naučnika) i Siciliji, zapadni intelektualci stupili su u direktan kontakt sa arapskim bibliotekama. Učenjaci poput Žerara iz Kremone (Gerard of Cremona) i Mihaila Skota (Michael Scot) posvetili su živote prevođenju stotina arapskih spisa i arapskih prevoda grčkih klasika na latinski jezik.
U Toledu je kralj Alfonso X Mudri (Alfonso X El Sabio od Kastilje) okupio hrišćanske, jevrejske i muslimanske astronome koji su na osnovu az-Zarkalijevih proračuna izradili čuvene „Alfonsinske tablice“ (Tablas Alfonsíes, 1252. god.). Ove tablice postale su najprezicniji računski priručnik za položaje planeta u zapadnoj Evropi tokom naredna tri veka, zamenivši zastarele arapske modele.
Intelektualna glad Evrope bila je nezasita. Za samo nekoliko decenija, latinski Zapad dobio je pristup celokupnom Aristotelovom opusu, Ptolomejevom „Almagestu“, Alhazenovoj „Optici“, Al-Batanijevim trigonometrijskim tablicama i Al-Hvarizmijevim matematičkim tekstovima o algebri. Ovaj ogromni priliv znanja podstakao je osnivanje prvih evropskih univerzitetâ — u Bolonji (1088), Parizu (1150), Oksfordu (1167), Padovi (1222) i Salamanici (1218).
Astronomija je odmah zauzela centralno mesto u univerzitetskom obrazovanju. Sačinjavala je takozvani *Quadrivium* (četiri više naučne discipline: aritmetiku, geometriju, muziku i astronomiju), koji je zajedno sa *Triviumom* (gramatikom, retorikom i logikom) tvorio sedam slobodnih veština. Svaki student koji je želeo da stekne zvanje magistra nauka morao je temeljno ovladati sfernom astronomijom i računanjem kalendara.
Johanes de Sakrobosko i fenomen udžbenika „De Sphaera“
Oko 1230. godine, engleski učenjak, matematičar i profesor na Univerzitetu u Parizu, Johanes de Sakrobosko (Johannes de Sacrobosko, u narodu poznat i ako Džon od Holivuda, oko 1195–1256), napisao je kratak, izuzetno kompaktan udžbenik pod naslovom „De Sphaera Mundi“ (O sferi Svemira). Sakrobosko je u ovoj knjizi sažeo osnovne elemente Ptolomejeve sferne astronomije i al-Batanijevih proračuna na izuzetno jasan, pedagoški besprekoran način.
Sakrobosko je u delu „De Sphaera“ izneo jasne matematičke i posmatračke dokaze da je Zemlja loptasto telo: naveo je ulazak brodova u luku gde se prvo vidi vrh jarbola pa tek onda trup, promene vidljivosti zvezdanih sazvežđa pri putovanju na sever ili jug, kao i kružnu senku koju Zemlja baca na Mesec tokom pomračenja. Takođe je objasnio strukturu klimatskih zona na Zemlji i osnovne krugove na nebeskoj sferi (ekvator, , meridijan, tropike).
„De Sphaera“ je postala najuspešniji i najdugovečniji udžbenik u celokupnoj istoriji nauke! Nakon izuma štamparije u petnaestom veku, knjiga je doživela više od stotinu odštampanih izdanja širom Evrope. Svaki astronom renesansnog doba — uključujući Kopernika, Tiha Brahea, Keplera i Galileja — napravio je svoje prve astronomske korake upravo učeći iz Sakroboskove „Sfere“.
Pored Sakroboska, na pariskom univerzitetu u četrnaestom veku pojavljuju se mislioci koji počinju da kritički preispituju Aristotelovu fiziku. Žan Buridan (Jean Buridan) razvija teoriju „impetusa“ (ranog koncepta inercije i momenta), dok njegov učenik, pariski biskup i matematičar Nikola Orezme (Nicole Oresme, 1320–1382), u svom delu „Livre du ciel et du monde“ (1377) iznosi zapanjujuće smelu analizu. Orezme je matematički dokazao da su svi posmatrani efekti na nebu potpuno identični bez obzira da li se nebo okreće oko nepokretne Zemlje za 24 sata, ili se sama Zemlja rotira oko svoje ose od zapada ka istoku! Iako se Orezme na kraju priklonio tradicionalnom teološkom stavu pod uticajem crkvenih pritisaka, njegova fizikalna argumentacija pokazala je da Aristotelovi dokazi o nepokretnosti Zemlje imaju ozbiljne pukotine.
4. Kopernikanska revolucija: Sunce konačno zauzima svoje mesto (1543)
Početkom šesnaestog veka, Ptolomejev sistem došao je u duboku krizu. Da bi se objasnila sve veća odstupanja između predviđenih i stvarnih položaja planeta na nebu, astronomi su vekovima morali da dodaju nove i nove epicikle — manje krugove čiji su se centri kretali po većim krugovima (deferentima). Ptolomejeva nebeska mašinerija pretvorila se u nepodnošljivo komplikovan lavirint od preko osamdeset krugova koji podrhtavaju pod sopstvenom težinom. Sistem je postao matematički ružan i fizički neprirodan.
Nikola Kopernik: Tihi kanonik iz Fromborka
Čovek koji je zadao smrtonosni udarac tom vekovnom lavirintu bio je poljski polihistor, kanonik, ekonomista, lekar i astronom Nikola Kopernik (Niklas Koppernigk, 1473–1543). Rođen u Torunju, Kopernik je studirao na čuvenom Univerzitetu u Krakovu, a potom proveo sedam godina u Italiji studirajući kanonsko pravo, medicinu i astronomiju na univerzitetima u Bolonji, Padovi i Ferari. Tokom boravka u Italiji, Kopernik se temeljno upoznao sa antičkim neoplatonističkim spisima i saznao da su pojedini antički mislioci (poput Aristarha sa Samosa i Pitagorejaca) još u trećem veku pre nove ere razmatrali mogućnost da se Zemlja kreće.
Nakon povratka u Poljsku, Kopernik je preuzeo dužnost kanonika u izolovanom utvrđenom zamku Frombork na obali Baltičkog mora. Tamo je u jednoj od kule uredio svoju skromnu opservatoriju. Već oko 1514. godine napisao je kratak rukopis pod nazivom „Commentariolus“ (Mali komentar), koji je tajno podelio malom krugu prijatelja. U njemu je izneo svojih sedam temeljnih aksioma nove kosmologije:
1. Ne postoji jedan zajednički centar svih nebeskih sfera. 2. Centar Zemlje nije centar Svemira, već samo centar gravitacije i Mesečeve orbite. 3. Sve planete kruže oko Sunca, koje se nalazi u blizini centra Svemira. 4. Rastojanje od Zemlje do Sunca neznatno je u poređenju sa udaljenošću do zvezda stajalica. 5. Dnevna rotacija neba je prividna — ona nastaje usled rotacije Zemlje oko sopstvene ose. 6. Godišnje kretanje Sunca duž nastaje usled kruženja Zemlje oko Sunca. 7. Prividno planeta nastaje usled kretanja Zemlje sa koje ih posmatramo.
Kopernik je svestan da će njegova teorija izazvati gnev teologa i Aristotelovih sledbenika, pa je decenijama odlagao objavljivanje kompletnog matematičkog dela. Tek 1539. godine, kada ga je posetio mladi nemački matematičar Georg Joahim Retik (Rheticus) i sa oduševljenjem ga nagovorio da rukopis pošalje u štampu, Kopernik je pristao. Knjiga je odštampana u Nirnbergu 1543. godine pod naslovom „De revolutionibus orbium coelestium“ (O kruženju nebeskih sfera). Legenda kaže da je prvi odštampani primerak knjige stavljen u ruke Koperniku na samrtnoj postelji, svega nekoliko sati pre nego što je izdahnuo 24. maja 1543. godine u 70. godini života.
Matematička elegancija heliocentriciteta
sistem je donio fascinantnu matematičku eleganciju. Pre svega, objašnjenje prividnog planeta postalo je savršeno prirodno. Zašto se Mars, Jupiter ili Saturn na noćnom nebu povremeno zaustave, krenu unazad ka zapadu, a zatim ponovo nastave ka istoku? Ptolomej je za to morao da izmišlja složene epicikle. Kopernik je pokazao da je to čista optička iluzija! Pošto se Zemlja kreće po unutrašnjoj, bržoj putanji oko Sunca nego spoljašnje planete, u trenutku kada Zemlja u svojoj orbiti „pretiče“ sporiji Mars, posmatraču sa Zemlje čini se da se Mars kreće unazad u odnosu na daleke zvezde stajalice — potpuno isto kao što nam se čini da se sporiji auto pored nas na auto-putu kreće unazad kada ga pretičemo velikom brzinom!
Pored toga, Kopernikov model je prvi put u istoriji omogućio tačno određivanje REDOSLEDA i relativnih UDALJENOSTI planeta od Sunca! Do tada je redosled planeta bio proizvoljan. Kopernik je pokazao da planete koje su bliže Suncu (Merkur i Venera) moraju imati kraći period obilaska, dok planete koje su dalje (Saturn) obilaze Sunce decenijama. Sva nebeska tela konačno su se poredala u jasnu, logičnu fizikalnu cjelinu.
Đordano Bruno: Tragični vizionar beskonačnih svetova
Objavljivanje Kopernikove knjige u početku nije izazvalo trenutnu zabranu crkve, pre svega zahvaljujući anonimnom predgovoru koji je u knjigu tajno ubacio luteranski teolog Andreas Osijander (Osiander). Osijander je napisao da je heliocentricitet samo „koristan matematički model za lakše izračunavanje“, a ne stvarni opis fizičke realnosti! Međutim, ubrzo su se pojavili mislioci koji su Kopernikovu teoriju shvatili doslovno i otišli daleko izvan nje.
Najradikalniji među njima bio je italijanski dominikanski monah, filozof i pesnik Đordano Bruno (Giordano Bruno, 1548–1600). Bruno je iz Kopernikove teorije izvukao zapanjujuće vizionarske zaključke. U svojim delima „O beskonačnosti, Svemiru i svetovima“ (1584), Bruno je izneo tvrdnju da je Svemir BESKONAČAN i da ne postoji nikakav centar Svemira! Tvrdio je da su zvezde stajalice zapravo druga udaljena Sunca oko kojih kruže nastanjene planete nalik na Zemlju.
Bruno je proglasio da su svemirska prostranstva ispunjena beskrajnim brojem svetova i da je ideja o izuzetnosti Zemlje ili Sunca puka ljudska zabluda. Zbog svojih beskompromisnih, panenteističkih i heretičkih stavova, Rimska inkvizicija ga je uhapsila u Veneciji i držala u tamnici punih osam godina. Nakon što je odbio da se odrekne svojih filozofskih uverenja, Inkvizicija ga je osudila na smrt. Spaljen je živ na lomači 17. februara 1600. godine na trgu Kampo de Fjori u Rimu, ostavši u istoriji zabeležen kao prvi veliki mučenik moderne naučne misli.
5. Tiho i Kepler: Nebo izmereno do jedne lučne minute (XVI – XVII vek)
Uprkos svojoj matematičkoj lepoti, Kopernikov model imao je jednu veliku slabost: još uvek je zadržao staru aristotelovsku pretpostavku da se planete moraju kretati po savršenim KRUŽNICAMA ravnomernom brzinom. Da bi uklopio odstupanja, Kopernik je morao da zadrži male epicikle. Zbog toga se njegove tablice (zvane *Tabulae Prutenicae*) u praksi nisu pokazale mnogo preciznijim od starih Ptolomejevih tablica. Bilo je neophodno prikupiti potpuno nove, do tada neviđeno precizne posmatračke podatke. Taj gigantski zadatak izvela su dva najneobičnija naučna partnera u istoriji — Tiho Brahe i Johan Kepler.
Tiho Brahe: Poslednji i najveći posmatrač bez teleskopa
Danski plemić Tiho Brahe (Tycho Brahe, 1546–1601) bio je ekscentrični genije astronomske opservacije. Njegov privatni život bio je obavijen dramom — u mladalačkom dvoboju sa rođakom oko jedne matematičke formule ostao je bez vrha nosa, pa je do kraja života nosio uvek ispoliranu protezu napravljenu od legure zlata i srebra. Na svom imanju držao je ukroćenog losa i patuljka po imenu Jep koji je sedeo ispod njegovog stola tokom svečanih večera!
Godine 1572. Tiho je u sazvežđu Kasiopeja uočio novu, zastrašujuće sjajnu zvezdu koja se mogla videti usred bela dana! Bila je to eksplozija supernove (Supernova 1572). Tiho je mesecima merio njen položaj i dokazao da zvezda nema nikakvu dnevnu , što je značilo da se nalazi daleko iza Meseca, u sferi zvezda stajalica! Pet godina kasnije, 1577. godine, Tiho je posmatrao veliku kometu i dokazao da se ona kreće KROZ planetarne sfere. Ovim otkrićima Tiho je zadao smrtonosni udarac Aristotelovoj fizici: dokazao je da nebo NIJE nepromenljivo i da čvrste kristalne nebeske sfere uopšte ne postoje!
Danski kralj Frederik II dodelio je Tihu ostrvo Hven u prolazu Eresund, gde je Tiho sagradio kompleks dvorca i opservatorija pod nazivom Uraniborg („Nebeski grad“) i Stjerneborg („Zvezdani grad“). Sredstva koja je Brahe dobijao od kralja iznosili su čak 2% godišnjih prihoda države. Uraniborg je imao sopstvenu štampariju, fabrika papira, hemijske laboratorije i džinovske bronzane sekstante i kvadrante. Bez ikakvog teleskopa — oslanjajući se isključivo na golim okom usmerene precizne vizire sa finim podeocima — Tiho je tokom 25 godina svake vedre noći beležio položaje planeta sa fantastičnom preciznošću od 1 do 2 lučne minute (što odgovara debljini novčića viđenog sa udaljenosti od sto metara!). Bio je to stostruki skok u preciznosti u odnosu na sve prethodnike u istoriji.
Međutim, Tiho sam nije u potpunosti prihvatio čist Kopernikov heliocentricitet. Zbog nemogućnosti da meri zvezdanu (pomak zvezda usled kretanja Zemlje, koji je bio isuviše mali za posmatranje golim okom bez teleskopa), Tiho je predložio kompromisni „Tihonski sistem“: Zemlja ostaje nepokretna u centru, oko nje kruže Mesec i Sunce, dok sve ostale planete (Merkur, Venera, Mars, Jupiter, Saturn) kruže oko Sunca!
Johan Kepler i Tri zakona planetarnog kretanja
Nakon sukoba sa novim danskim kraljem Kristijanom IV, Tiho napušta Hven i 1599. godine se seli u Prag, gde postaje dvorski astronom cara Rudolfa II. Tamo mu se u januaru 1600. godine kao pomoćnik pridružio siromašni, genijalni nemački matematičar Johan Kepler (Johannes Kepler, 1571–1630). Odnos između gordog, bogatog astronoma-plemića i krhkog, duboko religioznog matematičara bio je napet i pun nesoverenja. Tiho je ljubomorno čuvao svoje posmatračke podatke, davajući Kepleru samo problem kretanja Marsa — planete čija je putanja najviše zadavala glavobolje.
Tiho Brahe je umro u oktobru 1601. godine posle teške bolesti. Često ponavljana priča da je oboleo zato što iz pristojnosti nije napustio carski banket nije pouzdano potvrđena. Kepler je zatim postao carski matematičar i dobio pristup velikom delu Tihovih dragocenih posmatračkih podataka. Godinama je pokušavao da objasni Marsovu putanju kružnicama, ali je ostajalo odstupanje od oko osam lučnih minuta. Za Keplera je i ta mala razlika bila važna jer su Tihova merenja bila dovoljno precizna da je nije mogao jednostavno zanemariti. Upravo je upornost pred tim neslaganjem otvorila put novom opisu planetarnog kretanja.
Kepler je doneo revolucionarnu odluku: odbacio je kružnice i postavio hipotezu da se planete kreću po ! U svom kapitalnom delu „Astronomia Nova“ (Nova astronomija, 1609. god.), objavio je svoja prva dva zakona, dok je treći objavio u delu „Harmonices Mundi“ (Harmonija sveta, 1619. god.):
Prvi Keplerov zakon (Zakon elipsi, 1609): Sve planete se kreću oko Sunca po putanjama, u čijem se jednom žarištu (fokusu) nalazi Sunce.
Drugi Keplerov zakon (Zakon jednakih površina, 1609): Radijus-vektor (zamišljena duž koja spaja Sunce i planetu) opisuje u jednakim vremenskim intervalima jednake površine. To znači da se planeta kreće najbrže kada je najbliža Suncu (u perihelu), a najsporije kada je najudaljenija od Sunca (u afelu).
Treći Keplerov zakon (Harmonični zakon, 1619): Kvadrati perioda obilaska planeta oko Sunca (T²) srazmerni su kubovima njihovih srednjih udaljenosti od Sunca (a³), odnosno: T₁² / T₂² = a₁³ / a₂³.
Pred kraj života, Kepler je 1627. godine objavio monumentalne „Rudolfinske tablice“ (*Tabulae Rudolphinae*), zasnovane na svojim zakonima i Tihovim merenjima. Ove tablice omogućile su predviđanje nebeskih događaja sa neviđenom preciznošću. Pomoću njih, francuski astronom Pjer Gasendi (Pierre Gassendi) uspešno je 1631. godine prvi u istoriji posmatrao prelazak (tranzit) Merkura preko Sunčevog diska, tačno u minut kada je Kepler predvideo!
6. Galileo Galilej i prvi prozor kroz cev sa sočivima (1609)
Dok je Kepler u Pragu i Lincu izračunavao eliptičke orbite na papiru, u Italiji se odigrao događaj koji predstavlja zvanični početak moderne posmatračke astronomije. U leto 1609. godine, genijalni italijanski fizičar, matematičar i profesor na Univerzitetu u Padovi — Galileo Galilej (Galileo Galilei, 1564–1642) — čuo je vest da je u Holandiji optičar Hans Liperšej (Lippershey) izumeo optičku igračku koja pomoću dva sočiva uvećava udaljene predmete.
Galileo nije video holandski instrument, ali je odmah shvatio fizikalne principe . Sam je u svojoj radionici izbrusio sočiva i konstruisao refraktorski teleskop koji je uvećavao oko trideset puta. U jesen 1609. godine, umesto da instrument koristi samo za vojne i pomorske svrhe za šta je dobio doživotnu profesuru u Mletačkoj republici, Galileo je izveo istorijski čin: usmerio je svoj teleskop ka noćnom nebu. Ono što je ugledao u narednim nedeljama srušilo je aristotelovsku kosmologiju u prah i pepeo.
„Sidereus Nuncius“ i četiri velika otkrića
U martu 1610. godine, Galileo je u Veneciji objavio kratku knjižicu na latinskom pod naslovom „Sidereus Nuncius“ (Zvezdani glasnik). Knjiga je postala svetska naučna senzacija. U njoj je Galileo opisao četiri epohalna otkrića napravljena teleskopom:
1. Mesec nije glatka, savršena eterska sfera kako su tvrdili skolastičari! Mesečeva površina je hrapava, prekrivena džinovskim planinskim vencima, kraterima i tamnim ravnicama (koje je nazvao „morima“). Galileo je na osnovu dužine senki matematički izračunao visinu mesečevih planina (dokazavši da pojedine imaju preko 4.000 metara) i zaključio da je Mesec stenovito telo fizički potpuno nalik na Zemlju!
2. Četiri satelita oko Jupitera: U januaru 1610. godine, Galileo je uočio četiri male, svetle tačke koje kruže oko Jupitera (danas poznate kao Galilejevi sateliti: Io, Evropa, Ganimed i Kalisto). Nazvao ih je „Medičejske zvezde“ u čast svog patrona Kozima II Medičija. Bio je to neoboriv vizuelni dokaz da se NE OKREĆE sve u Svemiru oko Zemlje!
3. Faze Venere: Galileo je posmatrao kako Venera prolazi kroz različite faze, dok se istovremeno menja njena prividna veličina. Ptolomejev raspored nije mogao da objasni sve te faze. Posmatranje je pokazalo da Venera obilazi Sunce, ali samo po sebi nije dokazalo da i Zemlja obilazi Sunce: i Tihov mešoviti model mogao je da objasni faze Venere.
4. Priroda Mlečnog puta, Saturnovi prstenovi i Sunčeve pege: Okrenuvši teleskop ka bledo-beloj traci Mlečnog puta, Galileo je shvatio da se ona sastoji od miliona pojedinačnih zvezda nevidljivih golim okom. Posmatrajući Saturn, uočio je neobična proširenja sa strana koja je opisao kao „trostruku zvezdu“ ili „uši“ (bila je to prva nesavršena slika Saturnovih prstenova!). Takođe, posmatrajući Sunce pomoću projekcije na papir, otkrio je tamne Sunčeve pege i prateći njihovo pomeranje izračunao da se i samo Sunce rotira oko svoje ose za oko 27 dana!
Sukob sa Inkvizicijom i proces iz 1633. godine
Galilejeva posmatranja snažno su podržala novu astronomiju i oborila važne delove Ptolomejevog modela, ali sama nisu bila konačan dokaz kretanja Zemlje. Njegovo javno zastupanje Kopernikovog sistema dovelo ga je u sukob sa crkvenim vlastima. U februaru 1616. teološki savetnici ocenili su tvrdnju o nepokretnom Suncu u središtu sveta kao neprihvatljivu, a u martu je Kongregacija Indeksa objavila dekret protiv kopernikanskog učenja. Galileju je naloženo da prestane da ga brani i podučava kao utvrđenu istinu.
Kada je 1632. godine u Firenci objavio svoje kapitalno remek-delo „Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo“ (Dijalog o dva glavna sistema sveta), u kome je kroz briljantne polemičke dijaloge trojice junaka ubedljivo dokazao superiornost Kopernikovog sistema nad Ptolomejevim, papa Urban VIII i Inkvizicija pozvali su ga na suđenje u Rim. Već star, teško bolestan i pod pretnjom mučenja, Galileo je 22. juna 1633. godine u crkvi Santa Marija sopra Minerva bio primoran da na kolenima pročita sramno formalno odricanje od svojih uverenja. Osuđen je na doživotni kućni pritvor u svojoj vili u Arčetriju pored Firence, gde je u potpunom slepilu napisao svoje poslednje veliko fizikalno delo „Discorsi“ (Razgovori o dvema novim naukama), postavivši temelje moderne mehanike i nauke o kretanju. Legenda kaže da je pri ustajanju sa kolena tiho prodeo čuvene rečni: „Eppur si muove!“ (Ipak se okreće!).
7. Južnoslovenski odjek renesansne astronomije (XVIII – XIX vek)
Renesansna naučna revolucija i rušenje imali su snažan i dubok odjek i među južnoslovenskim narodima. Najumniji pojedinci sa naših prostora ne samo da su prihvatili nova astronomska otkrića, već su se direktno uključili u vodeće evropske naučne tokove, dok su na domaćem terenu neumorno radili na opismenjavanju naroda i izdavanju prvih naučnih knjiga na narodnom jeziku.
Ruđer Bošković (1711–1787): Naučnik svetskog glasa i vizionar atomske fizike
Jedan od najvećih naučnih umova osamnaestog veka bio je dubrovački polihistor, isusovac, fizičar, astronom, matematičar i diplomata Ruđer Bošković (Ruggero Giuseppe Boscovich). Rođen u Dubrovniku, Bošković je veći deo života proveo u Italiji, Francuskoj i Engleskoj, postavši član najprestižnijih svetskih akademija nauka (uključujući i Kraljevsko društvo u Londonu).
Bošković je bio osnivač i prvi direktor čuvene astronomske opservatorije u Breri pored Milana (1764. god.), koja je pod njegovim rukovodstvom postala jedna od najmodernijih opservatorija u Evropi. Bošković je dao izuzetan doprinos astronomiji: razvio je prvu geometrijsku metodu za određivanje orbita kometa na osnovu samo tri posmatranja, napisao obimno delo o teoriji teleskopa i optičkim greškama (hromatskoj i sfernoj aberaciji), i izumeo vitrometar i posebne optičke instrumente za merenje .
Njegovo kapitalno fizikalno delo „Theoria philosophiae naturalis“ (Teorija prirodne filozofije, objavljeno u Beču 1758. god.) iznelo je jedinstvenu teoriju sila u prirodi. Bošković je prvi u istoriji izneo hipotezu da se materija sastoji od neproširenih tačaka (pramaterijalnih tačaka) između kojih deluju sile koje su na malim rastojanjima odbojne (što sprečava sažimanje materije), a na velikim rastojanjima privlačne (Njutnova gravitacija). Ova genijalna teorija direktno je nagovestila savremenu atomsku fiziku i kvantnu mehaniku devetnaestog i dvadesetog veka! U znak priznanja za njegov doprinos astronomiji, jedan krater na Mesecu (Boscovich) i jedan asteroid (1436 Salvia) nosi njegovo ime.
Zaharije Orfelin i „Vječni kalendar“ (1783)
Na prostoru današnje Vojvodine i Srbije, prosvetiteljski pokret krajem osamnaestog veka donosi prve prave naučno-popularne knjige iz astronomije napisane na srpsko-slovenskom i narodnom jeziku. Ključna figura bio je srpski književnik, bakrorezac, istoričar i polihistor Zaharije Orfelin (1726–1785).
Godine 1783. u Beču, Orfelin je objavio svoje monumentalno delo pod naslovom „Vječni kalendar“. Iako naslov nagoveštava kalendarske proračune, ovo delo u stvarnosti predstavlja prvu veliku naučnu enciklopediju u srpskoj kulturi! Na više od dvesta strana bogato ilustrovanih bakrorezima koje je sam izradio, Orfelin je našim ljudima na izuzetno pitak način izložio Kopernikov sistem, objasnio planetarna kretanja, prirodu kometa i pomračenja Sunca i Meseca, i detaljno opisao Galilejeva otkrića napravljena teleskopom. Bilo je to epohalno delo koje je razbijalo sujeverje i širilo naučnu pismenost na Balkanu.
Atanasije Stojković i prva srpska „Fizika“ (1801–1803)
Na samom početku devetnaestog veka, profesor i doktor filozofije Atanasije Stojković (1773–1832) objavljuje u Budimu trotomno delo pod nazivom „Fizika, prostim jezikom napisana za slaveno-serpski narod“ (1801–1803). To je bio prvi kompletni udžbenik prirodnih nauka u srpskoj istoriji.
Celokupna prva knjiga Stojkovićeve „Fizike“ posvećena je astronomiji i kosmografiji. Stojković je izuzetno pitkim jezikom gimnazijalcima i mladim ljudima objasnio Keplerove zakone, Njutnovu gravitaciju, strukturu Sunčevog sistema i prirodu meteora i kometa. Njegova knjiga bila je osnovni udžbenik iz koga su se obrazovale prve generacije modernih srpskih intelektualaca u doba Prvog i Drugog srpskog ustanka.
8. Zaključak i najava za Treći deo: Na pragu fizike Svemira
Period od dvanaestog do sedamnaestog veka predstavlja prelomnu epohu u kojoj je ljudski rod raskinuo okove antičkih i srednjevekovnih dogama. Od čuvara antičkih spisa u Bagdadu i Samarkandu, preko Kopernikove smele matematičke vizije, Tihovih nepogrešivih merenja i Keplerovih elipsi, pa sve do Galilejevog prvog pogleda kroz sočivo teleskopa — astronomija je prestala da bude čista geometrijska šema na papiru i postala prva moderna eksperimentalna i posmatračka nauka.
sistem je dokazan, ali je ostalo jedno gigantsko, ključno pitanje bez odgovora: Koja to tajanstvena sila primorava planete da se kreću po Keplerovim oko Sunca? Zašto planete ne odlete u prazninu Svemira? Odgovor na to pitanje daće engleski genije Isak Njutn krajem sedamnaestog veka, čime će započeti nova zlatna era — doba matematičke nebeske mehanike i rađanja .