Den vitenskapelige revolusjonen

Transkript

1 Den vitenskapelige revolusjonen Lars Johan Materstvedt Professor dr.art. Filosofisk institutt, NTNU Nikolas Kopernicus ( ) 2 Hovedelementer: Dybvig & Dybvig, s. 138: Enkel beskrivelse av universet Geometrisk harmoni Solen i (universets) sentrum, himmellegemene sirkulerer rundt Unntak: Månen Jorden en planet blant andre planeter Endelig univers (?); kuleformet Hva er utenfor? Med hensyn til observasjonsmessig oversensstemmelse sto geo- og heliosentrismen stort sett likt. I noen tilfeller ga det ene systemet bedre resultater, i andre tilfeller konkurrenten. 3 4 Dybvig & Dybvig, s. 139: Kopernikus forsvar: Fra et rent geometrisk synspunkt kan man f.eks. tenke seg at Jorden i løpet av 24 timer dreier om sin egen akse mens himmelhvelvingen er i ro; det vil gi det samme inntrykket som hvis Jorden lå i ro og himmelhvelvingen dreier om den. Tilsvarende vil solen kunne innta de samme posisjonene på himmelhvelvingen enten den beveger seg i bane rundt Jorden, eller Jorden beveger seg rundt den. 5 Den heliosentriske hypotese er enkel og realistisk Jf Occam s Razor Forord av prest: Ikke korrekt beskrivelse av universet, men regneinstrument = instrumentalisme jf KUHN 6 1

2 Forordet: 7 Disse hypotesene trenger ikke være sanne, ikke engang sannsynlige; for hvis de gir en regnemetode i overensstemmelse med observasjonene, er det alene tilstrekkelig Hva hypoteser angår, kan ingen vente sikkerhet fra astronomien. 8 Per Strømholm Den vitenskapelige revolusjonen Oslo: Solum, Den kopernikanske teorien var utvilsomt kontraintuitiv i vesentlig grad. Vi har ingen følelse av at jorda beveger seg. Tvert om at den er solid i ro. Det virker helt urimelig at vi ikke skulle merke det Reint geometrisk var den eneste forskjellen på de to systema det punktet de valgte som absolutt referanse, jorda eller sola. Heller ikke i dag finnes det absolutte bevis for jordas bevegelse. Alle slike argument er avhengig av at en aksepterer bestemte teorier. (s. 52-3) 9 10 Johannes Kepler ( ) Noen hovedpunkt: Universets struktur er essensielt matematisk Bokstavene inaturensbok= = matematikkens symboler Teori om universell magnetisme Antok at alle planetene, inkludert solen, var magneter NB! Metafysisk premiss

3 Keplers tre lover Galileo Galilei ( ) 1. lov: planetene beveger seg i ellipser eggformet bane 2. lov for planetbevegelse: planetenes hastighet varierte med avstand til Solen lengst ute: langsomst forklaring: kraft fra solen/magnetisme skyver, trekker ikke 3. lov: gjensidig påvirking; Jorden virker på solen med sin egen kraft Naturens bok er skrevet med matematikkens tegn (av Gud) Teleskop: dalsøkk og fjellkjeder på månen Vs. Aristoteles: Perfekte planeter (i den supralunære sfære) = Noe fundamentalt galt med det aristotelsiske verdensbildet (paradigmet) ANOMALI = irregularitet, abnormitet, uventet, uvanlig, merkelig Thomas Kuhn ( ) Fysiker og vitenskapshistoriker Skråplan-forsøk Grunnlegger av moderne matematisk og eksperimentell naturvitenskap Skråplan-forsøk med kobberkuler; minimal friksjon Objekter med forskjellig vekt vil falle med samme konstante akselerasjon Relevans utenfor laboratoriet? Beskriver idealsituasjoner 17 Dybvig & Dybvig, s. 150: Den eksperimentelle situasjonen innebærer samtidig forenkling og begrensning til et lite antall strengt kontrollerte variabler hvilken relevans [har] eksperimentet for de høyst ulike og komplekse situasjonene utenfor laboratoriet. Man kan f.eks. lage en situasjon hvor friksjonen mot underlaget er minimal, og hvor luftmotstanden spiller en uvesentlig rolle 18 3

4 Dybvig & Dybvig, s. 150: Galileis naturlover beskriver idealsituasjoner som aldri kan realiseres helt ut, men som reelle situasjoner i større eller mindre grad kan ligne på. Men gjennom sine studier av kastbevegelser ga han avgjørende bidrag til forståelesen av hvordan komplekse bevegelser kan anlyseres og forstås ut fra enklere bevegelser. 19 Legemers retningsbevegelse Et legeme i fritt fall har konstant akselerasjon (hastighetsøkning) inn mot sentrum av jorden En kule beveger seg: A) rett frem (til noe stopper den) = legemets treghetsbevegelse B) nedover; bare tyngden virker når luftmotstanden idealiseres bort 20 Beveger jorden seg? Galieli: Alle eksperiment som kan utføres på Jorden er utilstrekkelige når det gjelder å vise at den beveger seg, for de er like forenlige med at den beveger seg som med at den er ubevegelig. Galileis rasjonalisme: sansene kan villede oss + det umidddelbart intuitive kan være feil 21 Per Strømholm Den vitenskapelige revolusjonen Oslo: Solum, Moderne bevis forutsetter alltid at en aksepterer bestemte teorier [som] sjøl ikke [kan bevises] i absolutt forstand, de er alltid mulig falske. En kan argumentere for jordas bevegelse, men aldri bevise den. (s. 85) Galilei beviste ikke at jorda bevega seg, men at rotasjonen dens ikke lot seg motbevise med referanse til observerte bevegelseseffekter. Jordas bevegelse ble derfor etablert som ei teoretisk mulighet. (s. 86) 22 Treghetsprinsippet Fundamentalt for rimeligheten av heliosentrisme fysisk sett: Jordens bevegelse kan ikke være merkbar på jordoverflaten, gitt at naturen er underlagt et treghetsprinsipp som gjør at jevn, ensartet treghetsbevegelse ikke er å skille fra en tilstand av ro. (D & D, s. 153) 23 Hvem har rett? Aristoteles: "Alle legemer har en fallhastighet som er proporsjonal med vekten" Stemmer med dagliglivets erfaring; jfr. luftfriksjonen Galilei: "Alle legemer faller like hurtig, uansett vekt" Stemmer med laboratorie-erfaring; jfr. fall i vakuum (ingen friksjon) Ulike paradigmer (Kuhn) + lavere vs. høyere abstraksjonsnivå (A: den umiddelbare, naturlige opplevelse) 24 4

5 Tre ulike syn på vitenskapelige teorier: Prinsipiell posisjon: Realisme Fallibilisme Instrumentalisme Konsekvens: Vitenskapelige teorier avspeiler & fanger virkeligheten Noen teorier er sannere enn andre ( nærmer seg sannheten; Popper) Vitenskapelige teorier kan hverken bevises eller motbevises; jf. Ding an Sich (Kant) Sannhet og falskhet er ikke egenskaper ved vitenskapelige teorier; Kuhn Syn på materien: atomist Verden som en klokke ; komplisert, men gjennomskuelig Deterministisk-mekanistisk mekanistisk univers; vs. Aristoteles teleologi Eksakt lære om krefter Kraft = noe som kan frembringe hastighetsforandring/akselerasjon 27 Strømholm, s : [Newton] hadde fått den idéen at dette noe som fikk eplet til å falle, kanskje var det samme som holdt månen fast i banen sin rundt jorda Siden månen i ethvert punkt av banen sin søker å bevege seg rett frem kan det se ut til at det er noe som hele tida skyver den innover mot senteret for banen. Dette noe kalte Newton kraft, og den matematiske analysen hans viste at denne krafta virka kontinuerlig og var retta mot månebanens senter, altså mot jorda. 28 Mer om kraft : (Strømholm, s. 189) [Newton hevdet] at månens bevegelse og legemers fall kunne forklares ved å anta eksistensen av ei slik kraft. At krafta virkelig eksisterte, var ei sak han uttalte seg om med varsomhet Likevel kan vi si at teorien hans ble bekrefta ved at den stemte så godt med det en kunne observere. 29 Newtons kraft- agnostisisme (Strømholm, s ) Det [Newton] påsto å ha vist, var at naturen oppførte seg som om krefter eksisterte, ikke hva krefter egentlig var Ontologisk sett hadde han ikke gjort noen forutsetninger om hva krefter skyldtes. Virkningene deres var derimot empirisk konstaterbare I bunn og grunn var Newton agnostiker når det gjaldt krefter: en kunne antakelig aldri finne ut hva de egentlig var. 30 5

6 Dybvig & Dybvig, s. 181: Aristoteles mente at at det trengtes en kraft for å holde et legeme i gang når det var blitt påtvunget en viss bevegelse. Descartes og Galilei i sa det motsatte: tt når et legeme først er satt i bevegelse, kreves det ingen påvirkning for å holde det gående, men snarere for å stoppe det. Når et legeme stopper, er det fordi det er blitt utsatt for krefter som motvirker dets bevegelse, som gravitasjon, friksjon og luftmotstand. 31 Newton: mulig med fjernkrefter som virker mellom objekter Et helt kosmos hvor alle objekter påvirker hverandre 1. lov: Et legeme fortsetter i sin tilstand av ro eller jevn, rettlinjet bevegelse så lenge summen av krefter som påvirker det er null. Problem: virker uten mekanisk formidling/direkte kontakt = vs. mekanismen ( klokken ) Metafysikk eller fysikk? 32 Et kvantitativt mål på kraft: 2. lov: Kraft = masse x akselerasjon Objekter som kolliderer: gjensidig g påvirkning settes i bevegelse eller forandrer retning Derav motkrefter (trykk & støt) 3. lov: Til enhver kraft svarer det en motkraft som er like stor og motsatt rettet. 33 Den universelle gravitasjonsteorien Gravitasjonskraft = tiltrekning mellom to legemer/objekter Avtar med økende avstand Gjelder alle legemer som har masse 34 Gravitasjon + tre lover: Gravitasjonsteorien og de tre bevegelseslovene kunne til sammen forutsi planeters, satellitters og kometers bevegelser med stor nøyaktighet. Suksessen til det newtonianske programmet var en konsekevens av dette. Strømholm, s