Z.E. Roskal, Sukcesy

Kuhuro wobec lechniki
Zenon E. Roskol
Sukcesy techniki
o osiqqniecio poznowcze nouki
ziałalnośćtechniczno-technologiczna człowieka najczęściej
jest sytuowana w obrębie sfery praktycznej i co najwyżej
postrzegana jest w perspektywie rozwoju wytworczoŚci
i zlxłiązanych z nią zdobyczy cywilizacyjnycht. Rozwoj nauk
empirycznych, w tym astronomii i kosmologii uświadomiłnam
jednak, że sukcesy w obszarze działalnoŚci techniczno-techno_
logicznej mają bezpoŚrednie oddziaływanie na sferę teoretyczną,
w radykalny sposob przyczyniając się do zmiany akceptowa-
nego obrazu Świata.
Przyczyn upadku kosmologic znych wyobraźen Średniowiecza
dopat4rwano się zazwyczaj w zrnianie koniunktury fiLozoftcznej,
w wyniku ktorej ontologia arystotelesowskiej filozofii przyrody
została zastąpiona ontologią pitagorejsko-platonskiej filozofii
przyrody. JeŻeli już trzyrnać się tego punktu widzenia, to
należałoby jednak przyjąć, że wzmożone w okresie renesansu
l. Nie przeciwstawiamy tu techniki i technologii, ale staramy się raczej ująć je
w ramach jednego pojęcia. Wydawałoby się jednak, że fuzja dw ch pojęć
będzie jeszcze bardziej amalgamatyczna niż kłżde z tych pojęć z osobna.
Jeżeli jednak technikę pojąć jako znajomoŚć pewnych umiejętności niezbęd_
nych do wytworzenia określonego typu przedmiotu, zaśtechnologię jako
wiedzę o procesach flzyczno-chernicznych zacbodzących prry w5rtwarzaniu
danego produktu' to zakresy pojęć technika i technologia będą się przecinać. W celu oddania tej okolicznoŚci będziemy mowić o crynnikach tech-
niczno-technologicznych, zaś terminy technika i technologia będą
stosowane zamiennie.
ll3
I
Sukcesy lechniki o osiqgnięcio poznowcze nouki
Zenon [. Roskol
zainteresowanie antykiem, zwłaszcza zaśodkrycie dzieła
Lukrecjusza De rerum natura zaowocowało odrodzeniem epikurejskiej filozofii przyrody, a to z kolei miało wpĘw na śxlorczą
recepcję atomżmu. ontologia atomizmu, prąrnajmniej w wersji
przygotowanej przez P. Gassendiego2 była w większym stopniu
ontologią nowej ftzyki, aczkolwiek nowa' heliocentryczna kosmologia postrzegana była w XVII wieku jako kontynuacja kosmologii pitagorejskiej. W naszym rozumieniu nowa koncepcja
nauki3, jaka pojawiła się pod koniec XVI wieku, aczkolwiek
w pewnym - niewielkim - stopniu była stymulowana impulsami
pochodzącymi z fllozofii, to jednak w decydującym stopniu
miała swoje Źrodło w sukcesach techniczno-technologicznycha
Średniowiecza i renesansu.
Gassendi przede wszystkim wywarł wp\rł na angielskich ftlozofow przyrody: Cudwortha, Boyle'a i Newtona - gł wnie poptzez kompilację
W. Charletona (Physilogia Epicuro-Gassendo-Charletioniana or a Fabrick of
Scr'ence Natural upon the Hpothesis of Atoms, London f 654), w ktorej podjeta zastała pr ba połączenia teorii magnetycznych z atomizmem. Na tej
drodze nowożytnej mechanice została dostarczona nowa - atomistyczna
ontologia (tzw. kinetyczno-molekularny model budowy materii). Por.
B Brundell, Pierre Gassendi. From Aristotelianism to a New Natural
Philosophy, Dordrecht: D. Reidel Pub. Co 7987; L. S. Joy, Gassendi tfie
atomisL Advocate of History in an Age of Science, Cambridge: Cambridge
University Press 1987 (passim).
Zainicjowana w wczas koncepcja nauki z czasem stała się gł wnym wyz_
nacznikiem kultury Zachodu' Jak zalważa P. Jaroszynski (Nauka w kul'
turze, Radom 2oo2, s. 155) ,,Nie moralność, nie sztuka, nie religia, nie pełne
dziedzictwo greckie, rąrmskie i chrześcijanstwa, ale właśnienauka-technika jest dziśtraktowana jako uniwersalny wkład Zachodu do kultury świa_
towej". Por. H. Butterfield, The Origins of Modern Science 13OO-1800 (ttum'
pol. H. Krahelska, Rodowod wspołczesnej nauki 13oo-18oo, Warszawa:
PwN 1963, s.
Na1eż41 jednak pamiętać, że techniczno-technologiczny wymiar cywilizacji Zachodu powinno się postrzegać w perspekĘ_
wie rozwoju innych cywilżacji, przede wsąrstkim paralelnych
kultur Arabow i Chincrykow' Sukcesy techniki, jakimi mogł się
poszcrylcić Zachod do początku XVII wieku, były relaĘrwne.
Dlatego, rezygnując z europocentryzmu, powiemy o awansie
Zachodu w stosunku do cywilizacji Wschodu. Jean Delumeau
w swojej doskonałej monografii na temat cywilizacji odrodzenia
zauwaĄ|ł, że ,,w okresie pierwszych wypraw krryŻowych technika i kultura Arabow i Chinczykow dorown5rwała kulturom ludzi
Zachodw, a nawet je wyprzedzała. W roku 1600 było już
inaczej"s.
Uwagę tę możemy potraktować jako konstatacje okreŚlonego
stanu rzeczy. Nie podejmując się wyjaŚnienia tego faktu, chcielibyśmyjedynie, wychodząc od stwierdzenia tego stanu Tzeczy,
sprobować określićwptyw postępu techniczno-technologic zr:ego
na kształtowanie się nowego obrazw świata6. Tak nakreślone
zadanie zostanie jeszcze ograniczone do analizy Ęch czynnikow
techniczno-technologicznych, ktore miaĘ swoje zastosowanie
w rozwoju instrumentalistyki astronomicznej .
Celem nas?ych rozulażan będzie zatem ukazanie zależności
pomiędzy rozwojem nowych technologii oraz postępem tech-
nicznym a wzrostem dokładnościobserwacji astronomicznych.
W naszym rozumieniu bardziej precyzyjne dane obserwacyjne
były możliwe do uzyskania dzięki modyfikacji - pod wptywem
nowych możliwościtechniczno-technologicznych - znanych
przyrządow, a także konstruowaniu nowych.
Z :uwagi na konwencję tego wystąpienia wygłoszone treści
będą z koniecznościmiaĘ fragmentaryczny i propedeutyczny
174).
kt rą należy odr żnićod
techniki użytkowej, ktora występowała w każdej cywilizacji, jako istotny
komponent og lno-cyvilżaryjnych zdobyczy (tj. rożne działy metalurgii, far_
biarstwo, produkcja ceramiki użytkowej, itd.). Technika naukowa była
Mamy tu na myślivw' wŻszą technikę naukową,
zorientowana na przygotowylvanie wysokiej klasy aparat w naukowych bez-
pośrednio wykorzystywanych w teoretycznych pracach badawczych, ale
posiadajacych r wnież pewne walory praktyczne' Wzorcowym przykładem
może być zegar mechaniczny, ktory pojawił się w średniowieczu, ale jak się
Prayp:uszcza był tylko odzyskaniem konstrukcji rozwijanych w okresie helienistycznym. Por. D. J. Price, Science since Babylon, s. 27'30.
ll4
5. J. Delumeau, Cyłvilizacja odrodzenia, tłum pol. E' Bąkowska,
7987, s.22.
Warszawa
6. Techniczno-technologiczny sukces Zachodu na początku XVII wieku miał
jednak nie dające się przecenić znaczenie nie tylko w w},rniarze poznaw_
czym. Niewątpliwie rzutowało to przede wszystkim na ekspansję militarną
i ekonomiczną oraz, będącą ich konsekwencją, dominację kulturową
Zachodu nad cylvilżacjami orientu. Te zagadnienia zostaną jednak
pominięte.
ll5
5ukcesy tethniki o osiqgnięcio poznowcze nouki
Zenon E. Roskol
chcielibyŚmy szczego|nie
podnieśći uwypuklić. ChcielibyŚmy bowiem zauwaĘć, że
istnieje coŚ takiego jak kres możliwościpoznawczych określonych instrumentow naukowych opartych na jednej technologli' Przełamanie tego ograniczenia nie jest możliwe w oparciu
o rorwoj danej technologii, ale jedynie wowczas, gdy zastąpimy
ją zupełnie inną technologią. Poniewa:ż jednak obraz świata
konstruowany jest w oparciu o dane dostarczane przez instrumenĘ naukowe wykorzystujące określone technologie, to zmiana obrazu światamożtiuta jest dopiero wowczas, gdy pojawiają
się nowe technologie. Dlatego też _ naszym zdaniem _ przyczyn
upadku kosmologicznych wyobrażen średniowiecza naleĘ
dopatrywać raczej w sukcesach techniczno-technologicznych
nź w nowych prądach fiIozoficznych.
Tekst wystąpienia składać się będzie z dwoch części.W pierwszej zostaną zaptezentowane zmtany w konstrukcji i wykonaniu instrumentow astronomic zny ch uĄrvanych pr zez Ty chona
de Brahe, zaśw drugiej częŚci zostaną zrekapitulowane nowe
koncepcje teoreĘczne tego astronoma, jako konsekwencje jego
lepszej dokładnoŚci danych obserwacyjnych.
charakter. Jednalrże j edną okoliczno
ść
ln$rumenly oslronomiczne Tychono de Brohe
Tycho Brahe (1546-1601) był jednyrn z najbardziej wyjątkowych astronomow. W L576 r. krol Danii Fryderyk II
podarował Brahemu lvyspę (ok. 10 km2) Hven (wyspa Wenus)
w cieśninieSund oraz wyposażył w liczne beneficja orazwpĘwy
z rożnyc}r synekur, ktore sięgały ok. Io/o roczn\ch dochodow
dunskiego panstwaz' Na wyspie Hveen Tychon de Brahe zbudował
dwa obserwatoria astronorniczne: najpierw w latach 1576-1580
Uraniborg _ Zamek niebios _ poźniej (ok. 1584 r.) Stjerneborg 7.
Szerze1 o życiu i działalnościnaukowej Tychona de Brahe na wyspie Hven
pisze m.in. J. R. Christianson, Ęcllo Brahe in Scandinavian Scholarship,
,,History of Science", 36: 1998, s. 467-484; O. Pederesen, Tycho Brahe og
astronomiens genfodset, Aarchus: Steno Museets Venner 1972. Por. także
J. L. E. Dreyer, A Picture of Life and Work in the Sixteenth Century, New
York: Dover Pub. 1963; V. E. Thoren, The Lord of Uraniborg: A Biography of
Ęcho Brahe, Cambridge: Cambridge University press 1990.
ll
Zarnek gwiazd _ umieszczony częŚciowo pod zierlią w celu
uchronienia przyrządow przed wibracjami i wiatrem. WyposaĄł
je nie tylko w najnowoczeŚniejsze i największe w owych czasach
instrumenĘl8 do obserwacji położengwiazd i planet na niebie,
ale i nawet w bibliotekę, drukarnię wraz papiernią oraz liczne
herbaria.
Największe zr:aczerie miało jednak to, iż Brahe był jednym
z pierwszych uczonych nowożytnej Europy, ktory zrozurniał
znaczenie dla teorii empirycznej dokładnego pomiaru ilościowego i w tym celu rozwijał metody wyznaczania i korygowa_
nia niepewnoŚci pomiarowych. W sposob systematyczny starał
się określaćbłędy pomiarowe swoich instrumentow oraz minimalizować je poprzez wielokrotne powtarzanie obserwacji (więk_
szoŚć obserwacji wykonanych w Uraniborgu prowadziło jednoczeŚnie kilka ekip astronomow w celu porownania wynikow
oraz ic}:. ewentualnej korekty). Innym osiągnięciem Tychona
było to, ,ż prry szacowaniu błędow obserwacji starał się zawsze
uwzględniać poprawkę zuliązaną z refrakcją atmosferyczną.
Przy pomocy swoich instrumentow Tychon przeprowadził setki
obserwacji, ktore pozwoliły mu na ułożenie poprawionego katalogu gwiazd. Pozycjajednej z podstawowych gwiazd tego kata1og''' - a Arietis _ została okreŚlona w długościekliptycznej
z dokładnoŚcią 15'' (względem jej położenia określonego przy
pomocy wspołczesnych metod, ktore pozwalają określać
położenie gwiazd z dokłądnoŚci ponżej 0,001').
Pierwsze instrumenty Tychona były wykonane przez najbieg_
Iejszych rzemieślnikow z wiodącego wowczas w mechanice precyzyjnej Augsburga bytyjednak wyposażone w stare typy przeziernic. Swiadom niedoskonałościkonstrukcyjnych starego
Ępu przeziernic Tychon zaprojektował nowe. Nowe przeziernice
opracowane przez Brahego byĘ zrożnicowane, tak jak i całe
ptzyrządy, ktore byĘ bardziej wyspecjalizowane i posiadały,
w za|eżnościod swego zastosowania, rożne rozuviązania konstrukcyjne.
Podstawą pracą na temat instrumentarium Tychona jest H. Raeder,
B. Str mgren, Tycho Brahe's Description of his Instnsments and Scientilic
Works as given in,,Astronomiae Instauratae Mechanicae", Kopenhaga 1946.
117
5ukcesy lechniki o osiqgnięcio poznowcze nouki
Zenon E. Roskol
Jednym z instrumentow Tychona Brahego służącymdo wyznaczania odległoŚci kątowych pomiędzy ciałami niebieskimi był
udoskonalorty przez dunskiego astronoma sekstant. Był to wycinek koła odpowiadający jednej szostej jego częŚci |czyIi 60
stopniom). Przewidując zaburzerlie pomiaru pochodzące od
drgan instrumentu Tycho de Brahe umocował swoj sekstant na
bardzo solidnym i stabilnym stojaku. Dodatkowym zabezpiecze'
niem było wykonanie prowadnic (instrument przesuwał się po
powierzchni wypolerowanej kuli), przy pomocy ktorych instrument był przemieszczany. W ten sposob astronom probował
zrninima|izować drgania, zaburzające wyniki pomiarow. Wszystkie te udoskonalenia byĘ możliwe dzięki zastosowaniu
najbardziej owczeŚ nie nowoczes nych technolo gli i zaangażow a niu najbard ziej zdolny ch rzemieŚlnikow.
Innym przykładem realizacji tak pomyślanejstrategii był
wielki kwadrant ścienny. Instrument ten był zbudowany z dębowego drewna i mosiądzu. Jak większośćinstrumentow
w Uraniborgu był to prrytząd staĘ (wielki kwadrant został
umocowany do ściany wymurowanej dokładnie na kierunku
połnoc-południe). W ce]u nłiększenia dokładnoŚci odczytu
kwadrant został zaprojektowany jako ćwiartka pierścienia o
promieniu 1,8 metra. Po mosiężnym pierŚcieniu ślizgaĘsię dwa
wizjery. Obserwowany obiekt - gwiazda lub planeta - pojawiał
się w otworze w Ścianie, będącym Środkiem łuku }crvadrantu.
Obserwacja przebiegala w następujący sposob. Jeden z wizjerow był ustawiany tak, aby dało się poprzez niego zobacrylć
wybrane ciało niebieskie. Pozrvalalo to ustalić mierzoną w stopniach wysokośćciała nad horyzontem. odczyt był możlriwy z
dokładnościądo 1' (a nawet w pewnych przypadkach do 30'')
kątowej dzięki systemowi - opracowanemu przez lipskiego
astronoma Johanna Hommela (1518-1562), ale upowszechnionemu przez Tychona de Brahe - wykreślania pomiędzy sąsiednimi kreskami (ktore zaałyczajw przyrządach Brahego byĘ
prowadzone co 10') podziałki kątowej (1O) kropkowanych przekątnych. Było to możliwe, gdyż ptzy takiej wielkoŚci promienia
kwadrantu liniowa odległościpomiędąl poszczegolnymi stopniami wynosiła 3,14 cm = ?! cm' zaśodległościpomiędzy kreskami
ll8
znaczonyrni co 10'_ 5,2 mm, co pozwalało na podział tego
odcinka na dziesięć mniejszych, o wielkoŚci liniowej = 0,5 mm
(= 8,6' z odległościdobrego widzenia, tzn. = 20 cm).
Osiqgnięcio leorelyczne ostronomii Tychono
Zdobyte w ten sposob obserwacje zostaĘ wykorzystane ptzez
Tychona przede wszystkim do skorygowania teorii ruchu
Księżycag. Aczkolwiek Kopernika teoria ruchu Księżyca była
najmniej kontrowersyjna i jako taka mogła być najszerzej zaakceptowana, to jednak rownież budziła powarżne kontrowersje
(TabuLae Prutenciae
Coelestium Motuum, 1551) obliczone przez Erazma Reinholda
(1511-1553) na podstawie modelu Kopernika oferowały Ęrlko
względnie lepszą dokładnośći wymagaĘ w wielu miejscach
daleko idących poprawek. Ten stan rzeczy probował radykalnie
zmienić Tycho de Brahe realizując program radykalnej odnowy
astronomii, głownie w oparciu o nowe wyniki obserwacji astronomicznych, uzyskanych w jego obserwatorium na wyspie
Hvenro. Zespoł astronomow pod kierownictwem Tychona de
Brahe w ciągu pięciu lat przeprowadził w sumie około 150
obserwacji Księżycall, ale tylko nieliczne z nich zostaĘ lvyrażone we wspołrzędnych eklipĘcznych, a jeszcze mniej było
porownanych z predykcjami modelu (ptolemejskiego lub koper-
w kręgu astronomow. TabLice Pruskie
9. Bardziej
szczegołowo zagadnienie to zostało przedstawione w artykule Z. E.
Roskal, Geneza i ewolucja epicykliczno-deferencjalnego modelu ruchu
KsięĘca,,,Kwartalnik Historii Nauki i Techniki" 45 nr 3-4 (2000)' s. 59-76.
l0' Na podstawie obserwacji Tychona de Brahe zostały zestawione i obliczone
(w
układzie heliocentryczn5rm) przez Johannesa Keplera nowe tablice astro_
nomiczne, tzw. Tablice Rudolfitlskie. Dokonywane na ich podstawie
przewidylvania polożei planet był o wiele bardziej precyzfrne niż na pod-
stawie wcześniejszych tablic. Nowe tablice planetarne (Tabulae RudoLIinae
totius astronomiae scientiae a Ęchone Braheo primum conceptae et abso]utae a J. Kepplero| zadedykowane Ferdynandowi II ukazały się drukiem
(w nakładzie 1o0o egzemplarzy) w Ulm we wrześniu |627 rok:u, a zatem 26
lat po śmierci Tychona.
11. obserwacje Księżyca przeprowadzone przez Tychona można zlaJeżc w L7
tomie jego dzieł zebranych (J. L. E. Dreyer, Ęchonis Brahe Dani opera
Omnia, Copenhagen: Libraria Glydendaliana I 9 1 3- 1 929).
ll9
Zenon E. Roskol
nikanskiego). Tradycyjnie przyjmowano idąc za Ptolemeuszem,
że płaszczyzna deferentu jest nachylona do płaszczyzny eklipĘ-
ki o
5o. Jednakże rozbieżności jakie się pojawiały były najczęściej rzędu 15'i pozostawaĘ pozazasięgiem starożytnych i średniowiecznych technik obserwaryjnych, ktorych dokładnoŚć była
właŚnie tego rzędu.
Tycho de Brahe, korzystając z udoskonalonych prryrządow
ąstronomicznych, obserwował ruch Księżyca zarowno w szerokościach, jak i długościącheklipĘcznych. od dawna pracował
też nad udoskonaleniem technik (bezpośredniego) wyznaczania
paralaks (z intencją wykor4rstania ich m.in. do wyznaczenia
wysokości komet). W dużej mierze udało się mu to dzięki
uwzględnieniu refrakcji, ale ostateczny sukces zależał od
poprawnej teorii ruchu Księżyca w szerokoŚciach eklipĘcznych.
Na początku 1587 r. (9 stycznia), a więc około pięć lat od
rozpoczęcia badan Tychon odkrył, że przyjmowana dotychczas
wartośćnachylenia płaszczyzny orbity Księżyca (5o) w stosunku
do płaszczyzny ekliptyki jest poprawna jedynie w syzygiach,
a w kwadrafurach jest za mala' Bardziej poprawna według niego
wartośćtej wielkościpowinna wynosić 5o15'. Wowczas udało się
mu uzgodnić (w granicach jego standardow dokładnoŚci pomiarow, tzn. mniej nź 4) teorię z doświadczeniem'
Jednakże dopiero 13 lat po rozpoczęciu realizacji swojego
programu (dokładnie 28 pażdziernika 1594 roku) Tycho trafił
na trop odkrycia zupełnie nowej poprawki w ruchu Księżyca,
ktora poźniej została r'azwar'a wariacja. UŚwiadomił sobie wowczas, że większa wartośćnachylenia orbity Księżyca do ekliptyki stwierdzona przez niego nie jest efektem jej narastania od
czasow Ptolemeusza, ale efektem cyklicznych zmian w ciągu
kłżdego miesiąca synodycznego. Ta nierownomierność ruchu
Księżyca w szerokoŚciach ekliptycznych axriązana z oscylacją
węzłow księżycowych nazywa się właśniewariacja.
w tjrm kontekŚcie naleĘ zauwaĘć, że teoria nrchu KsięĘca,
będąca konsekwencją odkrycia wariacji, jest bardziej trwaĘm
i ponadczasolvym dokonaniem Tychona de Brahe nż dokładnoŚć
jego obserwacji, ale uąrskana przez niego precyzja pomiarow była
niezbędnym warunkiem tego osiągnięcia teoretycznego.