Galilei: eksperimentator ili platonist? (ulomak iz Boris Kožnjak, Eksperiment i filozofija)

[S]tandardne povijesti znanosti

romantiziraju znanstvenike, napuhavaju dramu njihovih otkrića i dižu spomenike znanstvenicima i znanstvenim procesima do monumentalnih proporcija

i zapravo u konačnici “iskrivljuju povijest podupirući neopravdane stereotipove”, što rezultira ne samo “običnim zabludama, već  mitovima u doslovnom smislu” (Alachin 2003.)… Ove mitologizacije nisu pošteđeni ni antologijski egzemplari…

Prema … priči, negdje oko 1590. godine ‘otac eksperimentalne metode’ Galileo Galilei bacao je s kosog tornja u Pisi parove tijela nejednakih težina te je uočio kako ona tlo dosežu istodobno. Time je, kako nas to priča dalje podučava, ne samo opovrgnuo samu Aristotelovu dinamiku, iz koje slijedi da dva tijela različitih težina imaju zapravo padati različitim brzinama, već i gotovo dvije tisućljetnu tradiciju fizike koja vlastite tvrdnje nije provjeravala iskustvom. Sljedeći navod iz poznatog udžbenika fizike Resnicka i Hallidaya tipičan je za ovu vrstu priče:

Priroda gibanja u slobodnome padu odavno je predmetom interesa filosofa prirode. Aristotel je tvrdio da je ‘brzina gibanja prema dolje… bilo kojeg tijela neke težine razmjerna njegovoj veličini’. No proći će mnoga stoljeća dok se talijanski renesansni znanstvenik Galileo Galilei (1564-1642) nije okrenuo eksperimentu da bi razotkrio istinu i javno objavio kako je Aristotelov autoritet ozbiljno doveden u pitanje. Kasnih godina svoga života Galilei je napisao raspravu Dijalozi o dvije nove znanosti u kojima je podrobno opisao svoja istraživanja o gibanju. Ova rasprava može se smatrati početkom znanosti dinamike.

Ova priča o Galileievu eksperimentu, koji se smatra ne samo prijelomnom točkom u afirmaciji eksperimentalne metode već i jednim od deset najljepših i najvažnijih pokusa u povijesti fizike, povezana je međutim s brojnim poteškoćama. Prije svega, postoje jake sumnje ne samo da je Galilei uopće provodio spomenute eksperimente (Cooper 1935, Wohlwill 1905) … [n]o čak i ako prihvatimo da ipak jest izveo famozni eksperiment bacanja kugli s kosog tornja u Pisi, dvojbeno je da bi dobio rezultat kako ga opisuje u Dijalozima:

da topovsko tane koje teži jednu ili dvije stotine funti, ili čak i više, ne će doseći tlo niti časak brže nego puščano zrno koje teži tek polovicu funte.

Da je tome tako potvrdit će već Newton koji u Načelima daje detaljan opis vlastitog eksperimenta kojega je 1710. godine poduzeo s vrha crkve Sv. Pavla u Londonu, a čiji su rezultati potvrđivali kako teža tijela u zraku ipak padaju brže od lakših. Ovi rezultati dobit će u  suvremeno doba i sasvim preciznu matematičku potkrjepu, iz koje slijedi da će se uslijed otpora zraka vremena padanja dviju kugli različitih težina s visoke građevine uistinu znatno razlikovati; primjerice, ako se dvije loptice polumjera deset centimetara bace s visine od stotinu metara, u trenutku udara olovne loptice o tlo, loptica od ebanovine nalazit će se više od pet metara od tla (Feinberg 1965). …

tumblr_meucx5x6rY1qef80s

Priča je problematična i u onom dijelu u kojem se Galileiev rad suprotstavlja Aristotelovom, tamo gdje, kuhnovski rečeno, nova paradigma susreće prevladanu tradiciju… [M]nogi autori suvremenih udžbenika tako ponavljaju i tvrdnju o Aristotelovim pogrešnim nazorima o gibanju tijela u slobodnom padu, predstavljajući je rezultatom “stavova koje nitko nije provjerio motrenjem” (Tillery 1999), odnosno, tradicije

koja je smatrala da se do svih zakona koji upravljaju svemirom može doći čistim razmišljanjem koje se nije provjeravalo promatranjima,

kako to predstavlja Hawking u proslavljenoj knjizi Kratka povijest vremena, ili čak kao posljedicu

antiznanstvenog prodavanja magle koje je vodilo u dogmu (Lederman&Hill 2004).

Doduše, točno je da Aristotel navodi tvrdnje poput

veća količina zlata ili olova giba se nadolje brže nego li manja, a tako je sa svim teškim tijelima (O nebu 309b13-15).

No, tvrdnje ove vrste u Aristotela, nasuprot široko rasprostranjenim predrasudama, ipak ne potječu od ‘dedukcije iz prvih principa’. Sam Aristotel  tu je bio potpuno jasan – one dolaze iz iskustva, što je vidljivo njegovim opetovanim insistiranjem na frazi ‘vidimo da…’ (όρωμεν) na mnogim mjestima, primjerice, kako to stoji jasno u Fizici:

Vidimo naime kako se isti teret i tijelo brže kreću zbog dvaju uzroka: ili zbog toga što se razlikuje ono kroza što se kreće – kao kroz vodu ili zemlju ili zrak – ili pak zbog toga što se razlikuje noševina, dok ostale stvari bivaju iste, zbog suviška težine ili lakoće (215a26-29)

Zanimljivo, čak i Galilei implicitno priznaje Aristotelu iskustvenost njegovih zaključaka o tijelima u slobodnom padu. U Dijalozima tako Simplicius, strastveni aristotelovac, brani poziciju kako je  njegov učitelj uistinu provodio pokuse s padajućim tijelima:

Simplicius: Njegov jezik naznačuje da je pokus napravljen, budući da on kaže: vidimo da teže tijelo… Upravo ovo vidimo pokazuje da je on napravio pokus. …

Uostalom, kao što je vidljivo iz prethodnog navoda, Aristotel je govorio o padanju tijela u nekom sredstvu koje pruža otpor gibanju (kakvo zrak i jest), a uz taj  uvjet njegovi su zaključci u strogom smislu točni. Na ovu činjenicu upozorava Toulmin (1961), a Casper će u njezinom neuvažavanju vidjeti slučaj izrazite povijesne nepravde prema Aristotelu, budući da

dokle god je riječ o svakodnevnom iskustvu tijela koja padaju u zraku … Aristotel posve smisleno govori. (Casper 1975)

Ono što je, međutim, možda najveći slučaj povijesne nepravde prema Aristotelu jest prešućivanje činjenice da o slobodnom padu tijela i u vakuumu Aristotel donosi zaključke koji su zapravo posve u suglasnosti s kanonima moderne fizike.  Naime, iako osobno nije vjerovao u postojanje vakuuma tj. praznine (τὸ κενόν), Aristotel ipak ispravno zaključuje – kada bi to bio slučaj – da bi tada ”sve imalo istu  brzinu” (ἰσοταχῆ ἄρα πάντ’ ἔσται, Fizika 216a20). Štoviše, Aristotel nadalje drži da bi u vakuumu (dakle, uz lišenost bilo kakvog otpora gibanju i drugih utjecaja) tijelo

mirovalo ili se nužno kretalo u beskonačno, ukoliko mu štogod snažnije ne zasmeta (Fizika 215a20-22),

što je veoma blisko definiciji ustrajnosti koju će tek mnogo stoljeća kasnije ponovo otkriti Galilei i Newton. …

Nadovezujući se na analize ove vrste, umjesto standardne slike Galileia kao ‘oca eksperimentalne metode’, Koyré u konačnici nudi sliku koja je mnogo bliža standardnoj udžbeničkoj slici njegovih protivnika, naime, sliku Galileia kao zapravo platoničkog idealista, kojemu je čitav eksperimentalni instrumentarij imao poslužiti kao ilustracija zaključaka dosegnutih logičkim zaključivamjem, dakle, ne kao empirijsko nego kao svojevrsno retoričko oružje.

ulomak iz Boris Kožnjak, Eksperiment i filozofija, Zagreb 2013., str. 33.-38.

Oglasi

5 misli o “Galilei: eksperimentator ili platonist? (ulomak iz Boris Kožnjak, Eksperiment i filozofija)

  1. “Galileo arrived at his hypothesis by a famous thought experiment outlined in his book On Motion. Imagine two objects, one light and one heavier than the other one, are connected to each other by a string. Drop this system of objects from the top of a tower. If we assume heavier objects do indeed fall faster than lighter ones (and conversely, lighter objects fall slower), the string will soon pull taut as the lighter object retards the fall of the heavier object. But the system considered as a whole is heavier than the heavy object alone, and therefore should fall faster. This contradiction leads one to conclude the assumption is false.”

    Kakav mučki sofist bijaše taj Galileo. 😀

    Sviđa mi se

    • Misliš da je taj argument kojeg navodiš sofistički, ili je sofistički to što se pretvarao da je zapravo pokusom došao do tog rješenja? Ovo drugo stoji – to kaže i Kožnjak (u osloncu na Koyréa), da mu je pokus bio više retoričko oružje nego spoznajno sredstvo. S druge strane, sam uvid da moraju pasti istodobno jest briljantan, budući da to nikad nije mogao vidjeti (kao i nitko prije njega, a i još neko vrijeme nakon njega, u nedostatku vakuum-pumpe), a u vakuumu doista padaju istodobno: https://www.youtube.com/watch?v=4z8g8OSOMzY

      Sviđa mi se

      • Mislio sam na taj argument. Kreće od (aristotelijanske, kasnije dokazane od strane Newtona) pretpostavke da teži objekti padaju brže. Onda postulira sustav koji sačinjavaju dva objekta, jedan lakši i jedan teži, ali koji su čvrsto vezani nekom “špagom”. Iz prve pretpostavke potpuno proizvoljno (što je tipično za matematiku, ali ne i za empirijske znanosti, i u tom smislu Galileo jest bio “platoničar”) izvodi da bi lakše tijelo trebalo usporavati ovo teže, što je potpuno suluda pretpostavka, kao da priroda funkcionira na način zbrajanja i oduzimanja, kao da sad to lakše tijelo zaista oduzima brzinu pada ovom težem, kao da je to idealni sustav. Onda se vraća na misao bližu empirijskoj stvarnosti i zdravom razumu – to je ipak jedan sustav i nema smisla gledati odvojeno prvo tijelo od drugoga i prvo tijelo, bez obzira što je lakše, dodaje drugom tijelu težinu i stoga taj sustav pada brže nego teže tijelo samo za sebe bez lakšega. To je kontradiktorno i zbog toga zaključuje da je aristotelijansko gledište pogrešno. Ali po meni je “sofistički” ovo što izvodi iz prve pretpostavke, da lakše tijelo na neki način usporava pad težeg tijela kada su vezani.

        Naravno, to može proizlaziti u nekom idealnom matematičkom modelu, ali možda bismo taj primjer mogli i uzeti kao dobar primjer greške koje se i danas rade u mnogim znanostima (biologija, ekonomija, itd.) kada se stvari reduciraju na čistu matematiku. Matematika radi s idealnim modelima, dok to ne bi smio biti slučaj s biologijom i ekonomijom.

        Otprilike to sam mislio, dozvoljavam mogućnost da sam nešto krivo shvatio, ali čini mi se da u suštini nisam. I pritom naravno ne želim reći da je Galileo bio neki šarlatan ili nešto takvog… Mislim argument je zanimljivo gledati retroaktivno ako danas znamo da u vakuumu (koji je kao predstavlja famozne udžbeničke “idealne uvjete”) tijela zaista padaju jednakom brzinom bez obzira na masu, ali ako ga gledamo strogo u Galilejevom kontekstu, možda, ali samo možda, bi učitavanje osobite genijalnosti u njegov argument zbog kasnijih otkrića bila svojevrsno “napuhavanje”. Jer tijela ne padaju u vakuumu jednakom brzinom zbog toga što su premise iz Galilejeva argumenta međusobno kontradiktorne. Kontradiktornost tih premisa, a naročito matematička proizvoljnost kojom iz aristotelijanske “pretpostavke” izvodi to da bi lakša tijela prema tome trebala usporavati teža nema veze s empirijskom činjenicom da u vakuumu kao “idealnom sustavu” (a čini mi se da je on “idealan” samo zato jer nema otpora zraka i ni zbog čega više, teško bi se moglo reći da je on “idealan” u platoničkom smislu – ispravi me ako misliš da griješim, dapače) sva tijela padaju jednakom brzinom.

        Kažem, siguran sam da se tu može još svašta reći, ovo je samo moj skromni doprinos mogućoj raspravi. Zapravo bih i sam želio naučiti više o tome svemu, ali trenutno mi se čini da je ovako kako sam rekao.

        BTW, sviđa mi se i Kožnjakovo naglašavanje da je Aristotel itekako opažao stvari, da nije tek sjedio kod kuće s prstom na čelu i izvlačio sve iz kontemplacije. Naravno da bez ove potonje nema ničega, ama baš ničega od znanosti i filozofije ili bilo čega vrijednost, ali vrijeme je da se sruši taj mit (ako je ikada postojao) o Aristotelu koji potpuno proizvoljno izmišlja stvari.

        Sviđa mi se

      • Onda postulira sustav koji sačinjavaju dva objekta, jedan lakši i jedan teži, ali koji su čvrsto vezani nekom “špagom”. Iz prve pretpostavke potpuno proizvoljno (što je tipično za matematiku, ali ne i za empirijske znanosti, i u tom smislu Galileo jest bio “platoničar”) izvodi da bi lakše tijelo trebalo usporavati ovo teže, što je potpuno suluda pretpostavka, kao da priroda funkcionira na način zbrajanja i oduzimanja, kao da sad to lakše tijelo zaista oduzima brzinu pada ovom težem, kao da je to idealni sustav.

        Ne vidim da je ta pretpostavka suluda. Imaš dva sustava koji padaju različitim brzinama – recimo kamen i balon. Što će biti kad povežeš kamen i balon, i pustiš ih? Meni se čini da nema ničega spornoga u tome da će pasti brže nego li sam balon, a sporije nego li sam kamen. Dakle, da, balon će usporiti kamen. Ono što je ”lakše” (u tom smislu da pada sporije) usporit će ono što je ”teže” (u tom smislu da pada brže).

        Mislim argument je zanimljivo gledati retroaktivno ako danas znamo da u vakuumu (koji je kao predstavlja famozne udžbeničke “idealne uvjete”) tijela zaista padaju jednakom brzinom bez obzira na masu, ali ako ga gledamo strogo u Galilejevom kontekstu, možda, ali samo možda, bi učitavanje osobite genijalnosti u njegov argument zbog kasnijih otkrića bila svojevrsno “napuhavanje”.

        Nije naknadno učitavanje. Najprije, u vezi ovoga vakuum ili ne. Pitanje je padaju li tijela brže ili sporije zbog svoje težine, ne zbog okoline. Dakle, jasno je da je vakuum, kao manjak okoline, privilegiran sustav za odgovor na to pitanje. Kad uklonimo medij, dakle u vakuumu, padaju istodobno.

        Ako ovo pozivanje na ”udžbeničke ‘idealne uvjete’ ” ima neki kuhnovski predznak, i ako vakuum-pumpa u tom smislu može asocirati na neku našu konstrukciju stvarnosti prilagođenu paradigmatskim primjerima, onda treba reći da se ta stvar može pokazati i jednostavnije. Uzmeš novčić i papirić. Pustiš ih da padaju, novčić pada prije papirića. Onda staviš papirić na novčić, i pustiš ih da padaju – padnu zajedno. U čemu je razlika? U drugom slučaju novčić gura zrak ispod sebe pa bez otpora zraka laki papirić i teški novčić padaju zajedno. Dakle, kad nema otpora vanjskog medija, sama razlika težina papirića i novčića ne utječe na pad. To je dovoljno svakodnevan primjer da mi se čini kako otpadaju svi prigovori o tome da je to neka paradigmatski konstruirana stvarnost.

        Sviđa mi se

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava / Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava / Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava / Izmijeni )

Google+ photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google+ račun. Odjava / Izmijeni )

Spajanje na %s