Onlangs was ik in Delft. Dat kun je zo weleens hebben. En ik maakte van de gelegenheid gebruik om de Oude Kerk en de Nieuwe Kerk eens te bezoeken, prachtige gebouwen die ik eigenlijk niet kende. Ik geloof dat ik er als kind ben geweest, maar het bezoek aan het Prinsenhof, waar Willem de Zwijger is vermoord, is me beter bij gebleven.
Zware en lichte voorwerpen
In de Nieuwe Kerk is geschiedenis geschreven. Op een dag in 1586 deden Simon Stevin en zijn vriend Jan Cornets de Groot, de burgemeester van Delft, daar een van de belangrijkste wetenschappelijke experimenten die we kennen. Het ging om een belangrijke vraag. Iedereen wist – was het niet uit ervaring dan toch wel op gezag van Aristoteles zelf – dat zware voorwerpen sneller vallen dan lichte. De grote geleerden van de middeleeuwse scholastiek hadden herkend hoe problematisch dat was. Immers, als je een licht voorwerp vastbond aan een zwaar voorwerp, ontstond een heel zwaar voorwerp dat dus nóg sneller zou vallen, terwijl je tegelijk zou verwachten dat het lichte voorwerp het zware voorwerp zou afremmen en het geheel dus langzamer zou vallen.
Stevin wist als eerste het antwoord op het door de scholastici geformuleerde probleem: het is alleen maar in schijn dat zware voorwerpen sneller vallen langzame. De verklaring is de luchtweerstand. Om dit te bewijzen wierpen hij en De Groot loden kogels van verschillend gewicht, het ene tienmaal zwaarder dan het andere, vanaf de toren van de Nieuwe Kerk naar beneden. En jawel, ze vielen precies even snel. Aristoteles had ongelijk.
Galilei?
Waarom wordt verteld dat Galilei dit experiment heeft gedaan op de scheve toren van Pisa, ik weet het niet. Voor zover ik weet is er zelfs geen bewijs voor. Even meende ik, tijdens mijn bezoek aan Delft, dat het misverstand was ontstaan doordat ook Delft een scheve toren bezit, namelijk die van de Oude Kerk, maar Stevin deed zijn baanbrekende proef op de Nieuwe Kerk.
Feit is: het was Stevin die Aristoteles in het ongelijk stelde. Niet Galilei. Zoals Stevin al wist dat de aarde om de zon draaide en het presenteerde als een snoeihard feit, nog vóór Galilei het zelfs maar als een hypothese durfde te opperen.
Een standbeeld voor Stevin
Nog een feit: ik informeerde bij de Nieuwe Kerk of iets herinnerde aan de belangrijke wetenschapshistorische gebeurtenis, maar de vriendelijke jongeman die me te woord stond, wist zelfs niet wie Stevin was. Hij is niet de enige die z’n klassieken niet kent – ik herinner me een schurende omissie in het Rijksmuseum van Oudheden.
Zou ik in Delft wonen, dan zou ik een actiecomité oprichten om deze misser te corrigeren, want dit is eigenlijk best wel gênant. Een standbeeld voor Stevin is toch wel het minste.
Voor u is er tot slot nog dit beroemde filmpje. Hebben ze het wéér over “a gentlemen named Galileo long time ago”.
https://www.youtube.com/watch?v=oYEgdZ3iEKA&ab_channel=NASASolarSystem
Kapitalisme
Wilhelmus
De Zeven Wonderen van België
“Zoals Stevin al wist ….”
Kunst, want Copernicus had in Italië al gelezen over Aristarchos van Samos. Bovendien hadden ze het allemaal fout. Ook draaibewegingen zijn relatief, dus “de Aarde draait om de Zon” is net zo valide als “de Zon draait om de Aarde”. We kunnen kiezen wat onze berekeningen het gemakkelijkst maakt.
Stevin heeft iets dat bijna net zo goed is als een standbeeld:
https://ntr.nl/Jekels-jacht/496/detail/Simon-Stevin—Het-Delft-Toren-experiment/VPWON_1327702
Copernicus opperde het als een hypothese, net als Galilei, die pas tegen het einde van zijn carrière explicieter was. Dus nee, Stevin was echt de eerste die aangaf zeker te weten dat het geocentrisme niet klopte.
Volgens Thony Christie (https://thonyc.wordpress.com/2010/01/09/we-know-it-moves-but-can-you-prove-it/) was James Bradley de eerste die, in 1725, waarnemingen deed die – in mijn woorden – alleen verklaard kunnen worden vanuit heliocentrisme. Tot die tijd kon iedereen, dus ook Stevin, toch eigenlijk alleen een hypothese opperen?
(Christie is een – tamelijk excentrieke – blogger die eindeloos schrijft over onder veel meer Galilei, Stevin, heliocentrisme. Erg onderhoudend.)
Ik leerde tijdens mijn studie (begin tachtiger jaren) dat Copernicus wel degelijk overtuigd was van de waarheid van zijn heliocentrisme.
Het misverstand dat Copernicus zijn theorie als niet meer dan een nuttig rekenmodel beschouwde zou ontstaan zijn doordat Osiander, die de uitgave van Copernicus’ De revolutionibus verzorgde het werk van een niet ondertekend voorwoord voorzag waarin hij (Ossiander dus) beweerde dat het heliocentrische model belangrijk is omdat het een handig rekenmiddel oplevert, niet omdat het noodzakelijk waar of zelfs maar waarschijnlijk is. Copernicus
De kwestie kwam (als ik het me goed herinner) aan de orde in de cursus ‘Early theories of scientific method’ die gegeven werd door Prof. John North, destijds een wereld-autoriteit op het gebied van de geschiedenis van de cosmologie.
Dit soort reacties: daarom ben ik blij met deze blog. We leren van elkaar.
Tot het einde van de zestiende eeuw bestond er een onderscheid tussen de mathematische astronomie, die een wiskundig model leverde om de bewegingen van sterren en planeten te beschrijven, en de kosmologie, die uitspraken deed over de ware aard van het heelal. De bekende ptolemeïsche epicykels hoorden bij die eerste vorm van astronomie: ze droegen bij aan een functioneel model, maar weinigen zullen in hun bestaan geloofd hebben. Kardinaal Bellarmine had het rond 1600 over “degenen die epicykels vormen maar er zelf niet in geloven”. Ook Copernicus maakte gebruik van epicykels, wat erop wijst dat ook hij vooral een optimaal wiskundig model wilde maken en geen omvattende nieuwe kosmologie. En dat dat model ook in zijn eigen ogen een hypothetisch karakter behield.
Volgens James Voelkel (Johannes Kepler and the New Astronomy) was Kepler de eerste die dat onderscheid ophief en een wiskundig model van het zonnestelsel ontwikkelde dat onlosmakelijk verbonden was met een fysische theorie over de kracht die vanuit de zon de planeten in beweging bracht.
Waarom zou het gebruik van epicykels in een model erop wijzen dat de opsteller/gebruikers/aanhangers van dat model menen dat hun model niet op de werkelijkheid betrekking heeft? Het is voor jouw (of algemener voor ons, hoogopgeleide eenentwintigste eeuwers) misschien moeilijk voorstelbaar is dat hoogopgeleide geleerden in vroeger in epicykels geloofden, maar dat het voor ons niet goed voorstelbaar is, is toch geen aanwijzing dat het niet zo was.
De mathematische astronomie vindt haar oorsprong in de Platoonse opvatting dat beweging die wij aan de hemel waarnemen niet werkelijk is. Niet werkelijk in de zin dat de hemellichamen zich op een andere manier bewegen dan wij zien. Wij zien bijvoorbeeld alle planeten boven ons in één vlak bewegen, maar in werkelijkheid staan die lichamen op verschillende afstanden van elkaar. De mathematische astronomie beoogt die veronderstelde werkelijkheid achter de verschijnselen in kaart te brengen en de waargenomen bewegingen op wiskundige wijze te herleiden tot de werkelijke beweging van de hemellichaam. De mathematische astronomie is dus inderdaad hypothetisch in de zin dat ze een een niet waargenomen werkelijkheid achter de waargenomen verschijnselen postuleert en daarover theoretiseert, maar die modellen pretenderen wel degelijk de werkelijkheid te beschrijven en de waargenomen bewegingen te verklaren.
Een ander leidend principe is het pythagorese idee dat aan de werkelijke beweging van de hemellichamen één algemeen principe ten grondslag ligt: de cirkelbeweging. De ware aard van hemelbeweging zou de cirkelbeweging zijn en de hemellichamen zouden zich in werkelijkheid in zuivere cirkels bewegen. De epicykel die Apollonius ergens in de 3e eeuw BCE introduceerde, past perfect in het streven om de waargenomen bewegingen te herleiden tot de veronderstelde werkelijke bewegingen van hemellichamen.
Ook Copernicus stelt zich ten doel de waargenomen bewegingen te verklaren op basis van een uniform principe. Zie zijn eigen voorwoord van zijn De revolutionibus. Copernicus schrijft hier niet alleen dat hij het boek schreef “to prove the earth’s motion”, maar ook dat hij tot die gedachte gekomen is omdat hijzelf noch zijn voorgangers er, ondanks vele kunstgrepen, in geslaagd zijn de waargenomen bewegingen op op uniforme wijze te verklaren.
Inderdaad, Ptolemaeus Almagist herleidt de waargenomen baan van elke planeet tot een gehypothetiseerde baan en leidt daar nauwkeurig voorspellingen voor af, maar de verschillende herleidingen gebruiken, zoals Copernicus zegt niet “the same principles, assumptions, and explanations of the apparent revolutions and motions” en kunnen dus geen betrekking hebben op de werkelijke banen.
Ptolemaeus was zich van dit probleem bewust en nam, inderdaad, in de Almagist althans, zijn toevlucht tot de stelling dat de astronoom niet beoogt de werkelijkheid te beschrijven, maar zich moet beperken tot de middelen om goede voorspellingen te doen. Velen volgende hem in deze “oplossing”, vele anderen niet. Ptolemaeus was overigens niet helemaal consistent m.b.t. zijn positie: in een later werk, de Hypotheses Planetarum, beweert hij dat zijn systeem de structuur van de werkelijkheid beschrijft.
Copernicus is wel een mathematisch astronoom maar geen Ptolemaeus (en ook geen Osiander). Hij is Niet op zoek naar een optimaal wiskundig model maar op naar een model dat de werkelijkheid beschrijft. Zijn model was allesbehalve wiskundig optimaal (hij had bijvoorbeeld veel meer epicykels nodig dan het meest gangbare geometrische model van Ptolemaeus) en dat wist hij. Toch hield hij vast aan het geocentrische model omdat dit model anders de geometrisch modellen de potentie had de relatie tussen de werkelijke bewegingen van de hemellichamen te beschrijven.
De laatste zin moet zijn “Toch hield hij vast aan het heliocentrische model omdat dit model anders de geometrisch modellen de potentie had de relatie tussen de werkelijke bewegingen van de hemellichamen te beschrijven.
Helaas is dit niet de enige textuele fout in mijn commentaar, maar wel degene die mij het meest stoort. Sorry dat ik er zo’n potje van maak.
Beste Arno, dank voor je interessante opmerkingen. Ken je het boek ‘To Save the Phenomena’ van de beroemde natuurkundige en wetenschapsfilosoof Pierre Duhem? Daarin laat hij zien hoe onderzoekers sinds de Grieken bezig waren met ‘sozein ta phainomena’, ‘het redden van de verschijnselen’ door middel van hypothesen. De epicykels zijn daar een eminent voorbeeld van: de cirkelvormige planetenbanen van het geocentrische stelsel hebben een fysische basis in de aarde als middelpunt, maar de epicykels niet.
Duhem behandelt tientallen wetenschappers die zich van Ptolemaeus tot Osiander over de epicykels hebben uitgelaten en bijna niemand die oprecht in hun fysische realiteit gelooft. Copernicus was ervan overtuigd dat zijn geocentrische hypothese een realiteit was, maar ik denk niet dat hij even sterk overtuigd was van het bestaan van de epicykels die hij construeerde.
Maar dat is natuurlijk maar een hypothese van mij. 🙂
Waar ik zei “dat zijn geocentrische hypothese een realiteit was” bedoelde ik heliocentrische, ik zet één joker in.
Lekker weer verwarring zaaien Frank. Wat wil je met deze wijsneuzerij nou eigenlijk bereiken? Ptolemaios nog steeds een optie? Ook als je dat niet zó bedoelt, toch weer verwarring….🙄
(Ook laatst tegengekomen, het is helemaal niet zomaar te weerleggen dat de Aarde níet het centrum van het universum is…😵💫
En waarom komt deze reactie helemaal hier terecht…?
Dat is omdat dit hele rijtje van zeven reacties een antwoord vormt op onze Frank…
De essentie van het Copernicaanse model ligt in het feit dat ook de andere planeten om de zon draaien en niet om de aarde. Als je alleen over aarde en de zon praat val je in de door Frank gegraven kuil… We hebben het maar even niet over de maan 🙂
Carlo Rovelli schreef een mooie verdediging van Aristoteles, juist over dit experiment: “Aristotle’s Physics: a Physicist’s Look” (https://arxiv.org/abs/1312.4057). Ik citeer het begin en het slot:
“Aristotle’s physics […] does not enjoy good press. […] For instance, it is commonly said to state that heavier objects fall faster when every high-school kid should
know they fall at the same speed.”
“The bad reputation of Aristotle’s physics is undeserved, and leads to widespread ignorance: think for a moment, do you really believe that bodies of different weight fall at the same speed? Why don’t you just try: take a coin and piece of paper and let them fall. Do they fall at the same speed? Aristotle never claimed that bodies fall at different speed “if we take away the air”. He was interested in the speed of real bodies falling in our real world, where air or water is present. It is curious to read everywhere “Why didn’t Aristotle do the actual experiment?”. I would retort: “Those writing this, why don’t they do the actual experiment?”. They would find Aristotle right”
Natuurlijk draait niet alleen de zon, maar het hele heelal om de aarde, maar dat rekent wel lastig. Archimedes vroeg al om een vast punt, zij het om alleen de aarde uit zijn voegen te lichten.
Archimedes bestreed ook Aristarchus, omdat zijn waarnemingen rekenfouten bevatten. Aristarchus had er geen rekening mee gehouden dat de aardbaan geen cirkel was, maar een ellips. De eerste die dat bij mijn weten wel had berekend is Johannes Kepler. Dat is na Copernicus, Galilei en Stevin. De vraag doet zich voor waarom deze drie geen aandacht hebben geschonken aan de door Archimedes gesignaleerde rekenfouten.
Razend boeiend stuk, waarmee je weer zowel de reislust als de leeslust prikkelt!
Ik begin meteen te lezen in Stevens ‘Hemelloop’ , waar hij schrijft dat je op strikt meetkundige gronden behalve de zon ook andere hemelichamen als centrum zou kunnen nemen, “maer de Son voor werels middelpunt te nemen valt gherievigher.” Dat brengt hem tot een voorzichtige conclusie: “Wy hebben dan verclaert dattet niet nootsakelick en blijckt de Son middelpunt te wesen vanden vastesterrens hemel, maer met goede reden daer toe vercoren wort.” zie https://adcs.home.xs4all.nl/stevin/weerelt/h3.html#259
Dat klinkt in mijn oren nog niet meteen alsof hij het heliocentrisme als een snoeihard feit presenteert. Heb je andere teksten waar hij dat wel doet?
Helaas weet ik er niet veel meer van dan dit.
Ik steun Frank B van ganser harte.
Het is de relativiteitsTHEORIE