Lecția pozitivă a istoriei din care avem ce învăța astăzi. Newton și Revoluția Științifică

By martie 16, 2021Blog

Foto: Sciencelibrary.info

„Înaintea revoluției științifice, știința era saturată de religie și de ceea ce numim azi filozofie și nu-și stabilise raportul cu matematica. În fizica și astronomia de după secolul XVII mă simt ca acasă.

Recunosc ceva foarte asemănător cu știința timpului meu: căutarea unor legi impersonale exprimate matematic, care permit predicții precise asupra unui spectru larg de fenomene, legi validate de compararea acestor predicții cu observația și experimentul”, scrie fizicianul Steven Weinberg în cartea „Lumea explicată”. Descoperirile din domeniul matematicii, al fizicii, al astronomiei și biologiei (inclusiv al anatomiei) care au fost făcute în secolele a XVI-lea și al XVII-lea au transformat viziunea societății asupra naturii și au reprezentat un salt de la concepțiile medievale asupra științei la nașterea științei moderne. Au existat câteva motive care au făcut posibilă această trecere, între care colaborarea între mințile luminate ale vremii, apariția noilor metode experimentale, abilitatea de a construi pe baza moștenirii științifice anterioare și existența unor instituții care au publicat lucrări academice, precum Societatea Regală.

De la Copernic la Galileo Galilei

„Dacă am văzut mai departe decât ceilalți este pentru că am stat pe umerii giganților”, a spus Isaac Newton, mulțumindu-le astfel predecesorilor pentru contribuțiile care au făcut Principia posibilă.

Munca lui Isaac Newton reprezintă punctul culminant al unui lung șir de teorii și descoperiri care au avut loc pe parcursul Revoluției Științifice. Începuturile progresului s-au înregistrat în secolul al XVI-lea, când Nicolas Copernic a sugerat că poate viziunea antică asupra poziției Pământului în Univers (cea geocentrică) era greșită. Giordano Bruno a făcut un pas mai departe și a susținut că Universul însuși era mult diferit de ceea ce credeau anticii și Biserica și că se întindea la infinit. Apoi, Kepler a redus mișcările planetelor la reguli matematice inteligibile. Galileo Galilei a determinat legile gravitației și a explorat legile mișcării. Opera lui Newton a fost punctul culminant al acestui lanț științific, inspirat de ideile, metodele și instrumentele dezvoltate de predecesorii săi. (Sursa: The Scientific Revolution 1550-1700)

„Teoriile lui Newton despre mișcare și gravitație au fost cele care au avut cel mai mare impact istoric”

„Nici magician, nici pe de-a-ntregul om de știință modern, el a trecut granița dintre filozofia naturală a trecutului și ceea ce avea să devină știința modernă”, arată Steven Weinberg, punctând că realizările sale au oferit paradigma urmată de întreaga știință de după el în drumul spre modernitate.

Iată cum descrie fizicianul, în „Lumea explicată”, influența lui Newton: „Teoriile lui Newton despre mișcare și gravitație au fost cele care au avut cel mai mare impact istoric. De multă vreme se credea că forța gravitației, care face ca obiectele să cadă spre Pământ, scade odată cu distanța față de suprafața Pământului.(…) Vreo 50 de ani mai târziu Newton scria cum a început să studieze gravitația. Deşi afirmațiile sale se cer explicate în detaliu, simt nevoia să le citez aici, fiindcă ele prezintă un punct de cotitură în istoria civilizației. Newton spune că în 1666:
“Am început să mă gândesc că gravitația se extinde la orbita Lunii și (după ce am putut estima forța cu care [un] glob rotindu-se într-o sferă apasă pe suprafața sferei), din regula lui Kepler, că raportul dintre perioadele planetelor şi distanțele la care se află față de centrul orbitei lor este de trei la doi, am dedus că forțele care mențin planetele pe orbită trebuie să fie invers proporționale cu pătratele distanțelor până la centrele în jurul cărora se rotesc, iar astfel am comparat Luna pe orbita ei cu forța gravitației la suprafața Pământului, și am găsit că cele două îşi corespund îndeaproape. Toate acestea [inclusiv rezultatele lui legate de seriile infinite şi calculul infinitezimal] s-au petrecut în cei doi ani de ciumă 1665–1666.

O realizare importantă a lui Newton a fost că a unificat mecanica galileană cu mecanica cerească. Se considera înainte că legile după care erau guvernate fenomenele în cele două zone sunt diferite. Un rol important îl are experimentul ”micii Luni”, pe care Newton ni-l prezintă în Principia. Acesta ne propune să ne imaginăm că un corp este aruncat orizontal de pe vârful unui munte.

Propune ca viteza orizontală cu care este aruncat corpul să fie mărită progresiv. La un moment dat, când viteza cu care este aruncat este foarte mare, corpul – ”mica Lună” – va începe să se învârtă în jurul Pământului, devenind un satelit al acestuia. Dacă viteza e prea mare, corpul respectiv nu va mai rămâne pe traiectoria Pământului.

Or, conchide Newton, atracția gravitațională controlează nu doar mișcarea corpurilor de deasupra Pământului, ci și mișcarea corpurilor cerești din apropierea acestuia (în speță, mișcarea Lunii) sau a celor aflate la distanță mare de acesta. De fapt, atracția gravitațională o regăsim oriunde în univers;  Newton subliniază și el în Principia caracterul universal al atracției gravitaționale.

„Newton a dăruit viitorului un model pentru ce poate fi o teorie fizică”

1687, Newton a publicat Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, menționată cel mai adesea sub numele de Principia.

Principia a stabilit legile mișcării și principiul gravitației universale, dar importanța cărții nu se reduce la asta. Newton a dăruit viitorului un model pentru ce poate fi o teorie fizică: un set de principii matematice simple, care guvernează cu precizie o gamă largă de fenomene diferite. Deși Newton știa prea bine că gravitația nu era singura forță fizică, în domeniul ei de valabilitate teoria avea un caracter universal – fiecare particulă din univers atrage toate celelalte particule cu o forță proporțională cu produsul maselor lor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele”, se arată în „Lumea explicată”.

Povestea mărului căzut din copac, popularizată de Voltaire

În ciuda rolului pe care avea să-l joace în istorie, Principia era puțin cunoscută în afara unui cerc academic restrâns, iar Newton a scris-o deliberat într-o manieră tehnică și greu accesibilă. Succesul ei se datorează admiratorilor acestuia, care au clarificat-o și au făcut-o accesibilă publicului larg. Printre cei care îi apreciau munca lui Newton se număra și Voltaire. El a fost cel care a făcut celebră povestea potrivit căreia Newton a descoperit legea atracției universale după a observat un măr căzând din copac și i-a expus teoriile pe înțelesul publicului larg.

Rolul Societății Regale în Revoluția Științifică

Felul în care ne explicăm astăzi lumea, progresele din știință și tehnologie care ne fac viața atât de confortabilă își au originea în Revoluția Științifică.

Merită să ne gândim în aceste momente la progresele de atunci pentru că ele reprezintă lecția bună a istoriei din care avem de învățat și astăzi și arată forța pe care gândirea științifică a avut-o în a schimba cursul omenirii. Acest lucru s-a putut produce datorită capacității de a prelua și înțelege cunoașterea înaintașilor și în același timp de a o extinde, construind teorii. A venit din spiritul colaborativ. Din forța unor instituții, precum Royal Society, care au stimulat și diseminat ideile inovatoare și au creat un climat de colaborare nu doar între oamenii de știință, ci și între oamenii de știință și meșteșugari, cu beneficii vizibile asupra industriei și comerțului. 

Înființată în anul 1660, la Londra, Societatea Regală a reprezentat un factor de coagulare și răspândire pe scară largă a cunoașterii științifice. Deși aveau interese politice și personale diferite, fondatorii săi erau pasionați de filozofia naturală – studiul sistematic al lumii naturale care a precedat știința modernă. Erau fascinați de experiment și concentrați pe aplicațiile practice ale teoriilor. Societatea Regală a funcționat ca un hub – care oferea inspirație și șansa de a face parteneriate lucrative: matematicienii, care erau membri ai Societății Regale, colaborau cu artizanii, care nu erau. Astfel, ideile căpătau realitate în lumea fizică.

Climatul care a făcut posibilă Revoluția Științifică se întinde însă dincolo de activitatea de cercetare și este strâns legată de contextul istoric, crede Steven Weinberg. „În Europa secolului XV au avut loc multe schimbări care au contribuit la apariția evoluției stiințifice. Cârmuirile naționale au fost consolidate în Franța, sub Carol VII și Ludovic XI, iar în Anglia sub Henric VII. Căderea Constantinopolului din 1453 a făcut ca învățații greci să se refugieze spre Apus, în Italia sau mai departe. Renașterea a sporit interesul pentru lumea naturală și a fixat standarde mai înalte pentru fidelitatea traducerii textelor antice. Inventarea tiparului a simplificat comunicarea intelectuală. Descoperirea Americii a întărit ideea că existau [încă] multe lucruri necunoscute de antici. În plus, conform tezei lui Merton, Reforma protestantă de la începutul secolului XVI a pregătit terenul pentru marile descoperiri științifice din Anglia secolului XVII”, scrie acesta în „Lumea explicată”.

Spiritul care a făcut posibilă Revoluția Științifică este cel care dă și astăzi omenirii forța de a rezista în fața adversităților. Faptul că au construit pe cunoașterea anterioară, pe care au rafinat-o pentru un nou scop, și ampla colaborare au făcut posibilă producerea într-un timp record de vaccinuri anti-Covid care dau omenirii șansa de a ține sub control pandemia de coronavirus. Actuala criză sanitară ne amintește că gândirea rațională și cooperarea reprezintă cărțile câștigătoare ale umanității. Însă tocmai ele sunt cele mai vulnerabile într-un context social din ce în ce mai dominat de idei iraționale, fake news și diviziune.