Eppur si muove

Τα τελευταία δύο χρόνια διάβασα μαζί με τους φοιτητές μου τον «Διάλογο περί των δύο κυρίων συστημάτων του κόσμου, το Πτολεμαϊκό και το Κοπερνικανικό» του Γαλιλαίου Γαλιλέι, που δημοσιεύτηκε το 1632 και ήταν η αφορμή για την περίφημη δίκη που κατέληξε με την καταδίκη του σε ισόβια δεσμά, ποινή που εκτελέστηκε ως κατ’ οίκον περιορισμός στη βίλα του στο Αρτσέτρι. Στο έργο αυτό ο Γαλιλαίος παρουσιάζει τη θεωρία του με τη μορφή ενός τετραήμερου διαλόγου ανάμεσα σε τρία πρόσωπα: (1) τον αστρονόμο και φυσικό Φίλιππο Σαλβιάτι (1582-1614), που εκπροσωπεί τις απόψεις του Γαλιλαίου, (2) τον Σιμπλίκιο, έναν οπαδό της περιπατητικής, δηλαδή της δογματικής αριστοτελικής φυσικής φιλοσοφίας και θερμού υποστηρικτή του γεωκεντρικού συστήματος που ανάγεται στον αλεξανδρινό αστρονόμο της ρωμαϊκής εποχής Κλαύδιο Πτολεμαίο (περίπου 100-160 μ.Χ.), και (3) τον Τζιοβάνι Φραντσέσκο Σαγκρέδο (1571-1620), έναν μαθηματικό και στενό φίλο του Γαλιλαίου, που παρουσιάζεται ως ο οικοδεσπότης των τριών και ως οργανωτής της συνάντησής τους στο palazzo του στη Βενετία· ο Σαγκρέδο παίζει τον ρόλο του κριτικού συνομιλητή, που είναι ανοιχτός σε νέες ιδέες και ορθολογικά επιχειρήματα.

Η σημασία του έργου αυτού δεν έγκειται τόσο στο γεγονός ότι ο Γαλιλαίος εκφράζει την υποστήριξή του στο ηλιοκεντρικό σύστημα του Κοπέρνικου, όσο στο ότι τα επιχειρήματα που παρουσιάζει για να υποστηρίξει την ηλιοκεντρική ερμηνεία δεν είναι μόνο βασισμένα σε εμπειρικές παρατηρήσεις και νέα δεδομένα, αλλά σε μια διαφορετική αντίληψη τής καθαυτό φύσης της κίνησης, που όμως ανάγεται και αυτή σε έναν αρχαίο φιλόσοφο – τον Πλάτωνα. Με άλλα λόγια, η κύρια αντίρρηση του Γαλιλαίου στο γεωκεντρικό σύστημα του Πτολεμαίου βασίζεται σε επιχειρήματα οντολογικά και φιλοσοφικά, και όχι σε εμπειρικά ή μεθοδολογικά.

Για να καταλάβουμε τα κίνητρα και την επιχειρηματολογία του Γαλιλαίου, πρέπει να γνωρίζουμε ότι και η ανάδειξη του γεωκεντρικού μοντέλου ως της πιο πιθανής εξήγησης των αστρονομικών φαινομένων από τον Κλαύδιο Πτολεμαίο δεν έγινε για λόγους θεολογικούς ή ιδεολογικούς, αλλά επειδή ο Πτολεμαίος ως καλός αριστοτελικός προτίμησε μια ερμηνεία των φαινομένων αυτών ενσωματωμένη σε μια γενική θεωρία της ύλης. Επίσης πρέπει να σημειώσουμε ότι το γεωκεντρικό σύστημα ήδη στην αρχαιότητα είχε ως ανταγωνιστή ένα ηλιοκεντρικό σύστημα που διατυπώθηκε από τον Αρίσταρχο τον Σάμιο, όπως και ένα σύμμικτο (που δεν θα μας απασχολήσει περισσότερο εδώ) που διατυπώθηκε μάλλον από τον Ηρακλείδη τον Ποντικό τον 4^ο π.Χ. αιώνα και υποστηρίχθηκε την εποχή του Γαλιλαίου από τον Δανό αστρονόμο Τύχωνα Μπράχε.

Το πρόβλημα του ηλιοκεντρικού συστήματος του Αριστάρχου ήταν ότι βασιζόταν σε κυρίως γεωμετρικά επιχειρήματα και αγνοούσε ή δεν έδινε μεγάλη σημασία στο γεγονός ότι η ιδέα της περιστροφής της Γης, ενός σώματος που κατά την ισχύουσα τότε θεωρία της ύλης αποτελείτο κυρίως από το στοιχείο γη γύρω από ένα σώμα που αποτελείτο κυρίως από το στοιχείο πυρ –τον Ήλιο– δεν ήταν συμβατή με την προαναφερθείσα θεωρία της ύλης, η οποία επέζησε μέχρι τον 18^ο αιώνα. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, όλα τα υλικά σώματα αποτελούνται από ένα μίγμα των λεγόμενων τεσσάρων στοιχείων: γη, ύδωρ, πυρ και αέρας. Τα στοιχεία αυτά δεν πρέπει να ταυτίζονται με τα υλικά που στην καθημερινή ζωή αποκαλούμε με τα ίδια ονόματα, αλλά χαρακτηρίζουν τη βασική αρχή της φύσης τους. Με άλλα λόγια, τα τέσσερα στοιχεία έπαιζαν σε αυτή τη θεωρία της ύλης έναν ρόλο ανάλογο με αυτόν που παίζουν στη σύγχρονη φυσική τα στοιχειώδη σωματίδια (ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια). Η Γη η ίδια, δηλαδή το σώμα επάνω στο οποίο ζούμε, αποτελείτο σύμφωνα με τη θεωρία των τεσσάρων στοιχείων κυρίως από το στοιχείο γη, πράγμα που τη χαρακτηρίζει ως κάτι ξηρό και ψυχρό. Το στοιχείο πυρ, ως κύριο συστατικό του Ηλίου και των αστέρων, πλανητών και απλανών, πρέπει σύμφωνα πάντα με την εν λόγω θεωρία, να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο μακριά από τη Γη και χαρακτηρίζει τις βασικές ιδιότητες των πύρινων σωμάτων, θερμότητα και ξηρότητα. Τα υπόλοιπα δύο στοιχεία, το ύδωρ και ο αήρ, μπορούν να δέχονται τη θερμότητα του πυρός και την ψυχρότητα της γης, ενώ το δεύτερο «συστατικό» τους είναι η υγρότητα. Έτσι, τα σώματα που αποτελούνται κυρίως από τα δύο αυτά στοιχεία βρίσκονται μετέωρα ανάμεσα στον γήινο και τον πύρινο πόλο του κόσμου και εναλλάσσουν την κατάστασή τους μεταξύ της αέριας και της υδαρής.

Από αυτή τη θεωρία, την οποία τελειοποίησε ο Αριστοτέλης, συνεπάγεται ότι στην περιοχή ανάμεσα στη σφαίρα που καθορίζεται από το πύρινο και το γήινο σώμα οι μόνες δυνατές φυσικές κινήσεις είναι η σε ευθεία γραμμή προς τον ουρανό και η σε ευθεία γραμμή προς τη Γη, δηλαδή η άνωση και η πτώση. Η πρώτη χαρακτηρίζει σώματα και υλικά στα οποία υπερισχύει το στοιχείο πυρ, όπως οι φλόγες, οι καπνοί και οι ζεστοί ατμοί, και η δεύτερη σώματα και υλικά στα οποία υπερισχύει το στοιχείο γη, όπως οι πέτρες, τα ζώα, τα μέταλλα και άλλα βαριά σώματα και υλικά, τα οποία τείνουν να κινηθούν προς το κέντρο της Γης, η οποία έχει σφαιρικό σχήμα — κάτι που εξηγείται από το γεγονός ότι οι ιδιότητες της ύλης και οι δυνάμεις που απορρέουν από αυτές υφίστανται και δρουν ομοιογενώς και ισοτρόπως. Η Σελήνη η ίδια είναι στο μοντέλο αυτό ένα σώμα ετερόφωτο, δηλαδή δεν αποτελείται κυρίως από πυρ, παρ’ όλα αυτά όμως βρίσκεται σε μια τροχιά γύρω από τη Γη, κάτι που μέχρι τις μέρες του Γαλιλαίου δεν μπορούσε να εξηγηθεί μεν επαρκώς, αλλά και πάλι θεωρείτο συμβατό με το επικρατούν «χημικό» υλοκεντρικό αριστοτελικό μοντέλο, διότι ως προς τη φύση των ουρανίων σωμάτων η επικρατούσα αντίληψη ήταν ότι αποτελούνται εκτός από πυρ και από ένα «πέμπτο» ουράνιο στοιχείο. Στην περιοχή που εκτείνεται πέραν της σφαίρας των μετεώρων, και της οποίας το κατώτατο όριο είναι η σφαίρα της Σελήνης, η μόνη δυνατή φυσική κίνηση είναι η κυκλική γιατί στην περιοχή αυτή δεν υφίσταται η αντίθεση ανάμεσα σε δύο βασικές αρχές, όπως η αντίθεση ανάμεσα στο πυρ και τη γη, που προκαλεί την άνωση και την πτώση στην υποσελήνεια περιοχή.

Η σημαντική συμβολή του Κλαύδιου Πτολεμαίου στην αστρονομία έγκειται στο γεγονός ότι προσπάθησε με την εισαγωγή γεωμετρικών συλλογισμών να εξηγήσει αστρονομικά φαινόμενα που αντέφασκαν στη θεωρία της φυσικής κυκλικής κίνησης των ουρανίων σωμάτων, εφαρμόζοντας έτσι τη γνωσιολογική αρχή του αριστοτελισμού που απαιτούσε η επιστημονική εξήγηση να «σώζει τα φαινόμενα», δηλαδή να μην τα απορρίπτει ως πλάνες των αισθήσεων. Το πιο σημαντικό φαινόμενο που παίδευε τους αστρονόμους μέχρι και την εποχή του Γαλιλαίου ήταν η ανάδρομη κίνηση των πλανητών κατά μήκος της τροχιάς τους σε σχέση με τη σφαίρα των απλανών αστέρων. Για να σώσει αυτό το φαινόμενο, ο Πτολεμαίος χρησιμοποίησε την ιδέα των επικύκλων, η οποία σύμφωνα με την ιστορική μαρτυρία πρωτοδιατυπώθηκε από τον αστρονόμο των αλεξανδρινών χρόνων Απολλώνιο τον Περγαίο. Σύμφωνα με αυτήν την ιδέα, οι πλανήτες δεν κινούνται απλώς κατά μήκος της τροχιάς τους, αλλά περιγράφουν και μια κυκλική κίνηση, το κέντρο της οποίας κινείται κατά μήκος της τροχιάς τους (πάντα σε σχέση με τη σφαίρα των απλανών).

Ο Πτολεμαίος λοιπό ήδη παρέκκλινε από μια καθαρά «χημική» και υλοκεντρική αριστοτελική εξήγηση των αστρονομικών φαινομένων και εγκατέλειψε έτσι σιωπηρά την ιδέα μιας ενιαίας και γενικής θεωρίας της φύσης, που είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της αριστοτελικής φιλοσοφίας της φύσης. Έπρεπε όμως να περάσουν περίπου δεκατέσσερις αιώνες μέχρι να τολμήσει ένας αστρονόμος να διατυπώσει ένα μοντέλο του κόσμου στη δομή του οποίου δεν θα έπαιζε ρόλο η χημική σύσταση των ουρανίων σωμάτων, αλλά μόνο οι γεωμετρικές σχέσεις των κινήσεών τους.

Ο αστρονόμος αυτός ήταν ο Νικόλαος Κοπέρνικος, και το έργο του που οδήγησε τον Γαλιλαίο στη διατύπωση μιας μαθηματικής και πλατωνικής θεωρίας της φύσης ήταν το βιβλίο του Περί των Περιστροφών των Ουρανίων Σφαιρών που εκδόθηκε το 1543 στη Νυρεμβέργη.

[ Εικόνα: Bartolomé Esteban Murillo, από το βιβλίο του J.J. Fahie, «Memorials of Galileo (1564-1642)», Τhe Courier Press (Λονδίνο 1929), εικ. XVI, λεπτ. ].

[ ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ ]