Povijest znanosti, 2. dio

NASTANAK MODERNE ZNANOSTI

Dario Hrupec1, Koprivnica

Neprekidno sam se trudio ne ismijavati, ne žaliti ine prezirati ljudske postupke, nego ih razumjeti.

Baruch Spinoza

Ciklus Povijest znanosti sastoji se od tri dijela: Ideja znanosti, Nastanak moderne znanosti i Velike ideje u znanosti. Prvi dio odgovara na pitanja zašto je važna povijest, 

što je znanost i kako je nastala ideja znanosti. U drugom se dijelu obrađuju znanstvena revolucija, znanstvena metoda te skepticizam i kritičko mišljenje. Na 

kraju, u trećem se dijelu ukratko iznose neke od velikih ideja u znanosti: matematika; atomska građa tvari; evolucija i genetika; zakoni očuvanja i simetrija; entropija i drugi 

zakon termodinamike; načelo neodređenosti i kvantna teorija; zakrivljenost prostor­vremena i relativnost; temeljna međudjelovanja i veliko ujedinjenje; te Veliki prasak i 

širenje svemira.

Znanstvena revolucija

Povijesni period u kojem je obilje novih spoznaja u astronomiji, fizici, ljudskoj anatomiji,   biologiji   i   kemiji   dovelo   do   odbacivanja   dotadašnjih   starih   shvaćanja nazivamo   znanstvenom   revolucijom.   Početak   znanstvene   revolucije   dogovorno smještamo u 1543. godinu. Bila je to godina kad su objavljene dvije iznimno utjecajne knjige:  De   revolutionibus   orbium   coelestium  (O   kruženju   nebeskih   sfera)  Nikole Kopernika  (1473–1543)   i  De   humani   corporis   fabrica  (O   radu   ljudskog   tijela) Andreasa Vesaliusa  (1514–1564). Od polovice 16. stoljeća pa do kraja 17. stoljeća vladala je prava eksplozija novih ideja što je na kraju rezultiralo modernom znanošću.

Stranica iz rukopisa Kopernikove knjige De revolutionibus orbium coelestium. Crtež prikazuje redoslijed  nebeskih sfera:  1 je zvjedana sfera,  a 2 do 7 su sfere određene putanjama tada poznatih planeta.  U  središtu svega je Sunce.

1 Autor je viši asistent Instituta "Ruđer Bošković" u Zagrebu, e-mail: dario.hrupec@irb.hr

Tipični crtež  iz Vesaliusove knjige  De humani corporis fabrica.  Za razliku od današnjih anatomskih  atlasa, crteži u Vesaliusovoj knjizi bili su uglavnom alegorijski (alegorija je simbolički prikaz neke ideje; u ovom slučaju kostur s lopatom simbolizira smrt).

Neke od najvažnijih ideja bile su heliocentrički sustav, atomistička građa tvari, Newtonov   koncept sile i Harveyev koncept krvožilnog sustava čovjeka.  Geocentrični sustav, sa Zemljom u središtu, zamijenjen je heliocentričnim sustavom, sa Suncem u središtu. Aristotelove teorija kontinuirane građe tvari (koju čine zemlja, voda, zrak, vatra   i   eter)   zamijenjena   je   diskretnom  građom   tvari   (koju   čine  atomi).  Također, Aristotelov   pogrešni   koncept   sile   kao   uzroka   gibanja   zamijenjen   je   Newtonovim konceptom sile kao uzroka promjene gibanja.

Veliki je broj osoba dao važne doprinose u tom bogatom povijesnom periodu. Ograničit ću se ovdje na samo još četiri imena koja su nezaobilazna u okviru sadržaja koje   pokriva   Matematičko­fizički   list.  Tycho   Brahe  (1546–1601)   proveo   je   vrlo opsežna i precizna opažanja (golim okom, bez teleskopa!) gibanja planeta. Na temelju tih podataka  Johannes Kepler  (1571–1630) došao je do svojih zakona planetarnog gibanja.   U  prošlom   smo   broju   spomenuli   da   je  Galileo   Galilei  (1564–1642)   prvi koristio   telskop   za   astronomska   opažanja   te   njime   otkrio   Jupiterove   mjesece   i Saturnove   prstenove.   U   svojim   istraživanjima   gibanja   tijela   prvi   je   koristio eksperiment   i  matematičku  analizu  podataka  dobivenih   eksperimentom.  Konačno, Isaac Newton (1643–1727) je na temelju radova Keplera i Galilea povezao nebeska i zemaljska gibanja u jedinstvenu cjelinu zakonom opće gravitacije. Također, Newton je zagovarao načelo da znanstvena teorija mora biti povezana sa strogim eksperimentom.

Završetkom znanstvene revolucije, krajem 17. stoljeća, počelo je još jedno doba važno   za   nastanak   moderne   znanosti   –   prosvjetiteljstvo   ili   doba   razuma. Prosvjetiteljstvo je trajalo cijelo 18. stoljeće i nije bilo toliko ideologija koliko stajalište. Temelje su mu položili jedan prirodoslovac (Isaac Newton) i dva filozofa Francis Bacon i John Locke. Prosvjetitelji su smatrali da se čovjek, priroda i društvo mogu spoznati na   temelju   opažanja.  Nastojali   su   promijeniti   način   razmišljanja   ljudi   te   religiju, praznovjerje i strah zamijeniti razumom i znanjem. Geslo prosvjetitelja bilo je “usudi se znati” (lat. sapere aude).

Znanstvena metoda

Filozofe empiriste Francisa Bacona i Johna Lockea, začetnike prosvjetiteljstva, važno je spomenuti iz još jednog razloga – nastanka znanstvene metode. Osim Bacona i Lockea, rađanju znanstvene metode značajno su doprinijeli filozofi racionalisti René Descartes i Baruch de Spinoza te empirist David Hume. O svakome od njih još ćemo ponešto reći u nastavku teksta.

Što je, uopće, znanstvena metoda? Najkraćim riječima: to je način otkrivanja istina o prirodi. Možda ne najbolji mogući način, ali neupitno najbolji od svih načina do kojih je čovjek, u cijeloj povijesti čovječanstva, ikad uspio doći.  Znanstvena metoda obuhvaća   skup   načina   za   istraživanje  novih  pojava,   prikupljanje  novog   znanja   ili ispravljanja   postojećeg   znanja.   Da   bi   objasnili   neku   pojavu   znanstvenici   najprije predlažu hipotezu (ili pretpostavku), a potom smišljaju eksperiment (ili pokus) kojim provjeravaju tu hipotezu. Višestruko provjerene hipoteze koje se skladno uklapaju u postojeće   znanje   pretvaraju   se   u   činjenice   (recimo,   da   je   Zemlja   okrugla).   Dobar eksperiment   mora   dati   opazive,   iskustvene,   mjerljive   podatke   koji   se   onda podvrgavaju strogim načelima razmišljanja. Za početni razvoj tih načela posebno je zaslužan  Francis   Bacon  (1561–1626).   Bacon   je,   1620.   godine,   objavio    Novum Organum  (Novi   instrument),  knjigu  u  kojoj   izlaže   svoj   logički   sustav   temeljen  na redukciji (prikazu složenih koncepata kao zbroja jednostavnijih). 

Naslovnica Baconove knjige Novum Organum na kojoj jedrenjak prolazi  između mitskih Heraklovih  stupova   i   odlazi   u   još   neistraženi   svijet. Latinski tekst ispod jedrenjaka “multi pertransibunt & augebitur scientia” znači “mnogi će proći i znanje će rasti”.

Znanstvene metode i znanstvene činjenice čine znanstveni sustav koji ima tri važne značajke: provjerljiv je, reproducibilan i prediktibilan. To znači da ga je uvijek moguće  provjeriti  te  ako ga reproduciramo (ponovo provjerimo) moramo dobiti   iste rezultate,   a   ne   svaki   put   drukčije.   Konačno,   znanstveni   sustav   daje   predikcije (predviđanja) novih pojava koje još nisu bile opažene. Opažanje tako predviđene nove pojave posebno je vrijedan znanstveni doprinos.  

U temeljima znanstvene metode leži empirizam – znanje je proizvod empirije ili iskustva (danas bismo rekli opažanja ili eksperimenta) i kao takvo podložno je stalnim izmjenama i dopunama. Empirizam kao filozofsko opredjeljenje javio se još u staroj Grčkoj. Ovdje, međutim, govorimo samo o britanskim filozofima, empiristima iz 17. i 18.   stoljeća.   Prvi   od   njih   bio   je  John   Locke  (1632–1704),   jedan   od   najvažnijih mislilaca   prosvjetiteljstva.   Njegova   djela   imala   su   veliki   utjecaj   na   kasnije prosvjetitelje, primjerice Voltairea i Rousseaua. Drugi važni empirist,  David Hume (1711–1776), ostao je zapamćen i kao skeptik.

Skepticizam i kritičko mišljenje

Filozofski skepticizam blizak je empirizmu te, kao i empirizam, postoji već od antičkog doba. Stari filozofi skeptici sumnjali su da je spoznaja moguća i suzdržavali su se od davanja bilo kakvih tvrdnji. Međutim, takav izvorni skepticizam potpuno je neproduktivan. S filozofskim skepticizmom grčka filozofija doživjela je svoj kraj.

Moderni skepticizam, koji je sastavni dio znanstvene metode, nastao je u 17. stoljeću.   Njegov   začetnik   bio   je  René   Descartes  (1596–1650),   francuski   filozof, matematičar   i   fizičar.   Descartesova   knjiga  Discours   de   la   méthode  (Rasprava   o metodi),   objavljena  1637.   godine,   odigrala   je   važnu  ulogu  u   nastanku   znanstvene metode.  Descartesov stav da u sve treba sumnjati pokazao se ključnim za modernu znanost. Zato današnja znanost, za razliku od religije, apsolutno isključuje sve dogme i nepogrešive   autoritete.  Biti   skeptičan   danas   znači   ne   povjerovati   bez   uvjerljivih dokaza.

Naslovnica  Descartesove  knjige  Discours  de   la  méthode,   jedne  od   najutjecajnijih   knjiga   u  povijesti  moderne  znanosti.  Danas je najpoznatija po citatu “Mislim,  dakle postojim”.  Današnji  skeptici  često  parafraziraju  Descartesa “Postojim, dakle mislim”  izražavajući   time stav da najprije  postojimo,  kao  fizička tvar, a tek onda mislimo.

Descartes   je  bio   racionalist  kao   i  Baruch  Spinoza  (1632–1677),    Gottfried Leibniz, te kasnije, Immanuel Kant. Racionalizam pretpostavlja razum svim drugim izvorima spoznaje   te   zagovara   izvođenje   zaključaka   temeljem prapočela.  Današnja znanstvena metoda sadrži elemente i empirizma i racionalizma i skepticizma.

Znanstveni skepticizam traži nužno preispitivanje prije prihvaćanja. To znači primjenu   razuma   na   bilo   kakvu   ideju,   bez   iznimke.   Sve   tvrdnje   u   znanosti   su privremene i uvijek mogu biti predmetom ponovog preispitivanja. One tvrdnje koje su prošle brojne stroge testove smatramo (privremeno) istinitima. Mnoge tvrdnje NISU prošle stroge testove i smatramo ih (privremeno) neistinitima. To uključuje primjerice: iscjeliteljstvo, rašljarstvo, homeopatiju, astrologiju, duhove, anđele, bogove, telepatiju, telekinezu, levitaciju, bilokaciju, teleportaciju, izvanosjetilnu percepciju, čudovište iz Loch  Nessa,   posjete   vanzemaljaca,  neidentificirane   leteće   objekte,   krugove  u  žitu, kreacionizam, inteligentni dizajn i teorije zavjere.

 Znanstveni skepticizam vrlo je usko povezan s kritičkim mišljenjem – našom sposobnošću   vrednovanja,   analiziranja   i   odlučivanja.   Misliti   kritički   znači   ne prihvaćati ništa bez prethodne analize i vrednovanja te pažljivo odlučiti treba li neku tvrdnju prihvatiti, odbaciti ili o njoj uopće ne suditi. Sposobnost kritičkog mišljenja iznimno je vrijedna vještina i u svakodnevnom životu. Naše kritičko mišljenje može se razvijati potaknuto znanošću ili pak umjetnošću.

LITERATURA:

[1] Michael Shermer, The History of Science (3 CDs), The Skeptics Society (2009)[2] Ben Goldacre, Bad Science, Harper Perrenial (2009)[3] Manfred Mai, Kratka povijest svijeta, Mozaik knjiga (2004)[4] D. Horvat, D. Hrupec, Fizika: pojmovi i koncepti, Neodidacta (2010)[5] Charles Van Doren, Povijest znanja, Mozaik knjiga (2005)[6] Felipe Fernandez­Armesto, Ideje koje su promijenile svijet, Mozaik knjiga (2005)[7] Harry G. Frankfurt, O istini, Algoritam (2009)[8] Harry G. Frankfurt, Kenjaža: teorijski pristup, Algoritam (2006) [9] Damian Thompson, Kontraznanje, Algoritam (2009)[10]Francis Wheen, Kako su prodavači magle zavladali svijetom, Algoritam (2008)