|
| |
| |
| |
II De geboorte van de moderne astronomie Kepler, Galileo, Newton. De achttiende eeuw.
De grootste waarnemer uit de vóórtelescopische tijd is Tycho Brahe. Van geboorte een Zweedsch edelman, reisde hij in zijn jeugd en werd hij bij koning Frederik II van Denemarken aanbevolen door de hertog-astronoom Willem IV van Hessen. De koning gaf hem het eiland Hveen, waar hij zijn beroemde observatoria Uraniborg en Stjerneborg bouwde. Hij was een geboren waarnemer, en hij beschouwde het maken van waarnemingen als een eerste vereischte. Men heeft het in Tycho dikwijls gelaakt, dat hij het stelsel van Copernicus verwierp en dit verving door zijn eigen stelsel met de aarde de als middelpunt. Hij verdient hiervoor echter geen blaam maar eerder
| |
| |
lof. Hij aanvaardde Copernicus' stelsel voor zoover het met zijn waarnemingen overeen te brengen was, d.w.z. hij liet alle planeten om de zon wentelen. Maar wat de volgende stap betreft, het plaatsen van de zon in het middelpunt, daar kon hij Copernicus niet volgen, omdat hij een bewijs hiertegen in zijn waarnemingen meende gevonden te hebben. Hij had de paralaxen der vaste sterren pogen te bepalen en gevonden dat zij kleiner waren, dan wat met zijn instrumenten kon worden waargenomen. De enorme afstand, die dit voor de vaste sterren impliceerde, was natuurlijk een van de gangbare argumenten in die tijd tegen het stelsel van Copernicus. Maar dit was niet het bezwaar van Tycho; hij was overtuigd dat hij de schijnbare diameters der vaste sterren had gemeten, en zijn argument was, wijl hij geen paralax vond, dat de werkelijke diameters veel grooter zouden moeten zijn dan de baan van de aarde om de zon, en dit was iets wat hij niet kon aannemen. Galilei heeft aangetoond waar de fout in het bewijs lag, nl. dat de diameters die Tycho gemeten meende te hebben, niet de werkelijke schijnbare diameters waren, maar door verstrooiïng van het
| |
| |
licht in het oog werden teweeggebracht. Het oog, zegt Galilei, omgeeft de ster a.h.w. met een krans van haren, die door de telescoop wordt afgeschoren. Kepler had al eerder dezelfde verklaring gevonden.
Na de dood van koning Frederik ontstonden er moeilijkheden voor Tycho in Denemarken en ging hij naar Praag, waar Kepler bij hem kwam om daar als zijn assistent te werken. Het is zeer belangwekkend Keplers waardeering van Tycho te lezen, zooals hij deze formuleert in een brief aan Maestlin. Hij schrijft:
Mijn oordeel over Tycho is als volgt: Hij is overmatig rijk maar verstaat, zooals de meeste rijken, niet de kunst een goed gebruik van zijn rijkdom te maken. Daarom moet men zich veel moeite getroosten, (en wat mij betreft heb ik dit met alle gepaste bescheidenheid gedaan) zijn rijkdommen van hem los te krijgen, hem het besluit af te bedelen zijn waarnemingen, en wel alle zonder onderscheid, te publiceeren.
En nog eens, in een andere brief aan dezelfde vriend, waarmede hij zijn leven lang correspondeerde, kort na Tycho's dood geschreven:
Wat Tycho tot stand heeft gebracht, heeft hij vóór het jaar '97 tot stand gebracht; sedertdien ging zijn gezondheidstoestand achteruit; hij werd door overmatige zorgen gekweld; en begon kindsch te worden.
| |
| |
Het overijlde vertrek uit zijn vaderland drukte hem zwaar. Het hof hier [d.i. in Praag] heeft hem geheel te gronde gericht. Hij was er de man niet naar om zonder hevige botsingen met iedereen te kunnen verkeeren, laat staan met menschen die zoo hooggeplaatst waren, de zelfbewuste raadgevers van koningen en vorsten. Tycho's hoofdwerk zijn zijn waarnemingen, evenveel eerbiedwaardige deelen, als hij zich jaren aan dit werk heeft gewijd. Maar ook zijn Progymnasmata (waarin hij de vaste sterren en de beweging van zon en maan voor onze tijd behandelt) rieken waarlijk naar ambrozijn. Ik hoop ze tegen de volgende jaarmarkt te publiceeren. Ik ben hiervoor ijverig bezig; ik voeg er een aanhangsel aan toe. Wat de maan betreft: in de laatste jaren is het werk voornamelijk gedaan door een zekere Christiaan Severini Longomontanus uit Denemarken onder leiding van Tycho. Dit werk bezit niet de superioriteit die men vindt in de theorie van de zon. Over de kometen was Tycho van plan een boek te schrijven; over alle planeten heeft hij zeer geleerde, ijverige onderzoekingen opgesteld, maar zoo ongeveer op de manier van Ptolemaeus, mutatis mutandis, zooals ook Copernicus gedaan heeft. Gij kunt hieraan zien hoe God zijn gaven verdeelt; geen van ons kan alles. Tycho heeft hetzelfde verricht als Hipparchus, d.w.z. wat de grondvesten van het gebouw betreft; hij heeft daarmede een ontzaglijk werk volbracht. Maar de eenling kan niet alles. Hipparchus had een Ptolemaeus noodig, die de theorieën der overige vijf planeten daarop opbouwde. Nog ten tijde van Tycho's leven heb ik dit volbracht.
Deze lange aanhalingen behoeven geen verontschuldiging. Zij zijn niet alleen belangrijk
| |
| |
omdat zij laten zien dat Kepler de beteekenis van Tycho's werk op volkomen juiste wijze naar waarde schatte, alsook het verband daarvan met het zijne juist inzag, maar evenzeer omdat zij een inzicht geven in het karakter van de zeer opmerkelijke figuur van Johannes Kepler. Deze was in 1571 geboren, studeerde in de theologie in Tübingen, en werd op zijn drie en twintigste jaar benoemd tot staatsmathematicus en professor in Graz, waar hij trouwde en zijn eerste boek ‘Prodromus dissertationum cosmographicarum seu mysterium cosmographicum’ schreef.
Hij had een rijke fantasie en was mystisch ingesteld; hij stond nog geheel onder de invloed der scholastici en was zeer toegankelijk voor hun wijze van redeneeren; zoo aanvaardt hij bv. met volle overtuiging het bewijs van Aristarchus voor de evenredigheid tusschen de straal van de aarde, de afstand van de aarde tot de zon en de straal van de bol, die het geheele zonnestelsel omvat. Hij voegt zelfs nog een lid aan deze reeks toe. Zijn methode om de totale massa van het heelal te vinden mag men als een tweede voorbeeld van deze invloed beschouwen. Hij verdeelt de geheele
| |
| |
massa in drie gelijke deelen, te weten de massa van de zon, die van de planeten, tezamen met die van de aether binnen de bol der vaste sterren, en de massa der vaste sterren en het materiaal waaruit die bol is samengesteld. Hij past in zijn redeneering een dergelijke evenredigheid toe, berekent zoo de straal en het volumen van de sfeer der vaste sterren en vindt daaruit de dichtheid van de aether.
Aan de andere kant zijn zijn uitspraken dikwijls zijn tijd verre vooruit. Zoo oppert hij bijv. in brieven, ongeveer in dezelfde tijd geschreven, de mogelijkheid dat de zon een vaste ster is en dat de vaste sterren zonnen zijn, omringd door planeten.
Klaarblijkelijk voelt hij zich zeer verwant aan de Pythagoraeïsche school; de naam Pythagoras komt dikwijls in zijn brieven voor, terwijl Aristoteles nimmer genoemd wordt.
In de Prodromus zet hij het systeem van de vijf regelmatige lichamen uiteen (hij noemt ze Pythagoraeïsche lichamen), die hij gebruikt om de afstanden der planeten te verklaren. Hij onderstelt dat Saturnus gebonden is aan een bol; in die bol is een kubus beschreven; aan de bol in deze kubus beschreven, is Jupiter
| |
| |
gebonden. Dan komt een tetraheder, waarbinnen de bol van Mars ligt, enz. De groote afstand tusschen Jupiter en Mars wordt verklaard door het feit dat het de tetraheder is, die zich tusschen hun bollen bevindt. De dikte der bollen wordt gebruikt om rekenschap te geven van de excentriciteiten der planetenbanen.
Hoe fantastisch deze eerste pogingen ook waren, zij toonen de onafhankelijkheid van zijn geest. Hij wil zelf de waarheid vinden, onafhankelijk van traditie en zonder een autoriteit te erkennen boven het getuigenis der vaststaande feiten. In Praag, toen de waarnemingen van Tycho voor hem toegankelijk werden, zag hij de mogelijkheid nieuwe theorieën over de planeten op te stellen, die vrij van alle hypothesen waren en alleen op waarnemingen berustten, en hij maakte dit onverwijld tot zijn levenswerk. Hij is de eerste geweest, die tenslotte met de cirkel en de uniforme beweging afgedaan heeft. Van zijn standpunt uit was er niet veel verschil tusschen de stelsels van Ptolemaeus en Copernicus. Kepler zette zich aan het werk zonder eenig vooropgestelde gedachte over wat de ware vorm van de planetenbaan zou blijken te zijn.
| |
| |
Hij probeerde de eene kromme na de andere, vóór hij ten slotte de ellips vond. Maar hij liet zich door zijn mislukkingen nimmer ontmoedigen: ‘wie nimmer twijfelt, kan nooit van iets zeker zijn’, zegt hij en hij zet zich neer tot het doen van een nieuwe poging.
Speciaal het vinden van de tweede wet kostte hem lange tijd; hij probeerde verscheidene relaties voor hij de ware wet vond, die uitdrukte hoe de snelheid afhangt van de afstand. Eerst onderstelde hij dat de snelheid evenredig zou zijn met de diameter van de zon, zooals deze van de planeet uit gezien zou worden; later maakt hij haar evenredig aan de hoeveelheid licht die de planeet van de zon ontvangt, wat de juiste wet is. Gelijktijdig met deze onderzoekingen geeft hij zich over aan de wildste speculaties. Maar deze waren voor hem nimmer meer dan ‘werkhypothesen’ en het gemak waarmede hij ze opgaf was even groot als de vruchtbaarheid waarmede hij ze uitvond.
Gilbert's boek over de magneet, dat ongeveer in deze tijd verscheen, maakte op hem een diepe indruk en sterkte hem in zijn overtuiging dat de kracht die de planeten ondervinden haar oorsprong in de zon vindt.
| |
| |
Als een bewijs van zijn enthousiasme, optimisme en geestkracht moge een andere aanhaling uit dezelfde brief aan Maestlin, na Tycho's dood geschreven, dienen. Hem was de zorg voor Tycho's instrumenten en ongepubliceerde waarnemingen opgedragen, maar hij weet nog niet of hij Tycho ook als keizerlijk astronoom zal opvolgen, en of hij met het salaris aan deze positie verbonden (welk salaris echter slechts zelden werd uitbetaald) in staat gesteld zou worden Tycho's werken te publiceeren en zijn onderzoekingen voort te zetten. Hij schrijft:
Hoe het antwoord zal uitvallen, zal de tijd leeren. Ik zelf ben vol goede hoop. Want wanneer God gezorgd heeft voor dat wat het belangrijkste is, nl. voor materiaal in dienst waarvan ik mijn talent kan stellen, dan zal Hij ook voor het benoodigde geld zorgen. Wanneer God echter iets aan de hemelkunde gelegen is, wat de godsvrucht ons dwingt te gelooven, dan hoop ik, dat ik op dit gebied iets volbrengen zal, vooral wanneer ik zie hoe God mijn lot voordurend met dat van Tycho verbonden heeft en ons zelfs niet door de grootste oneenigheden uit elkaar heeft laten gaan.
Men laat de moderne natuurkunde gewoonlijk beginnen met Galilei (1564-1642). Hij werd geboren in een tijd toen de nieuwe
| |
| |
ideeën alreeds algemeen waren, en de twijfel aan de autoriteit van Aristoteles begon op te komen. Zijn opvoeding was zoo goed als in die tijden mogelijk was. Aan de universiteit van Pisa, waar hij drie jaar verbleef, volgde hij in zijn derde jaar colleges over sterrekunde. Op deze colleges werd het stelsel van Copernicus genoemd, als ketterij natuurlijk, evenals dat van Pythagoras en Aristarchus, maar ook werd daar Copernicus' nieuwe bepaling van de lengte van het jaar, die de grondslag is van de Gregoriaansche kalender, besproken. Na de drie jaar te Pisa ging hij naar Florence, en daar zette hij zijn werk zelfstandig voort. In deze tijd bestudeert hij de werken van Archimedes, die een groote indruk op hem maakten. Men kan hem de directe opvolger van Archimedes als theoretisch physicus noemen. Zoo handelen zijn eerste onderzoekingen over het zwaartepunt, de hydrostatische druk, en de bepaling van het soortelijk gewicht met behulp van de hydrostatische balans.
De belangrijke gebeurtenis, die zijn lot bepaalde, was de uitvinding van de verrekijker. Het schijnt wel zeker, dat Galilei voor zichzelf uitvond, hoe hij een verrekijker moest
| |
| |
construeeren, en er ook werkelijk een maakte, nadat geruchten over in Holland gemaakte instrumenten hem bereikt hadden. De vele belangrijke ontdekkingen die hij met zijn telescoop gedaan heeft, zijn van de grootste invloed geweest op de ontwikkeling der sterrekunde. Hij was de eerste die de satellieten van Jupiter zag, de phasen van Venus en de vreemde aanhangsels van Saturnus, die later door Huygens als ringen werden geïnterpreteerd. Hij ontdekte de zonnevlekken en leidde daaruit de rotatie van de zon af. Hij nam waar, dat de melkweg bestaat uit een groot aantal sterren; dit was de eerste maal in de geschiedenis dat de vaste sterren om hun zelfswille tot voorwerp van onderzoek werden gemaakt, en op deze waarneming is de eerste theorie van de melkweg, die van Kepler, gebaseerd, die veronderstelde dat deze een ring van sterren was.
Al deze ontdekkingen, speciaal die van de satellieten van Jupiter en de phasen van Venus, zijn van groot gewicht geweest bij de beslissing tusschen de stelsels van Copernicus en van Ptolemaeus. Het is welbekend dat Galilei's kampioenschap voor het stelsel van Copernicus geleid heeft tot zijn martelaar-
| |
| |
schap, dat voor een groot gedeelte verantwoordelijk is voor de voorname plaats die hij in de geschiedenis inneemt. Het is nogal merkwaardig dat dit formeele verschil tusschen de algemeen aanvaarde en de nieuwe planetenstelsels door de kerk, de roomsch-katholieke zoowel als de protestantsche, en door de publieke opinie, uitgekozen moest worden als de in het oog springende moderniseering en ketterij. Als verklaring van de waargenomen verschijnselen zijn zij volkomen gelijkwaardig, zooals alreeds bij de ouden bekend was. In de sterrekunde heeft het werk van Kepler veel meer revolutionaire beteekenis en is het van veel grooter fundamenteel belang. En hetzelfde geldt in nog sterker mate van Galilei's eigen werk op het gebied der mechanica. De publieke opinie is geen goede rechter, wanneer zij moet oordeelen welke de essentieele punten zijn, waar de ingrijpendste veranderingen in de opvattingen in ieder tijdperk hebben plaats gevonden. In de eerste tientallen jaren van de zestiende eeuw was het reëele conflict de strijd tusschen nieuw en oud, tusschen wetenschap, gebaseerd op waarneming en wetenschap, gebaseerd op autoriteit. Het stelsel
| |
| |
van Copernicus werd, foutievelijk, gekozen als zondebok. Op dezelfde wijze wordt in onze eigen tijd de relativiteitstheorie door de massa gehouden voor iets, dat alles omverwerpt en in tegenspraak staat met traditie en gezond verstand, terwijl zij in werkelijkheid een vervolg is van Newton's werk, in de geest van Newton, en het uit dezelfde tijd stammende werk van Rutherford, Bohr en hun opvolgers veel meer revolutionaire beteekenis heeft.
Het werkelijk belangrijke deel van Galilei's werk is niet zijn verdediging van het stelsel van Copernicus, maar, behalve zijn waarneming, zijn onderzoekingen op het gebied der mechanica, die een directe voortzetting zijn van het werk van Archimedes. Tot de tijd van Galilei werden de leerstellingen van Aristoteles, waarin de plaats van een lichaam als het primaire wordt beschouwd, algemeen aanvaard: een verandering van plaats, d.i. een snelheid vraagt een kracht om haar te veroorzaken en te onderhouden. Voor Galilei is de snelheid het primaire, die geen verklaring behoeft: het is de versnelling waarvoor een oorzaak gevonden moet worden. Zijn wetten over vrij-vallende lichamen, de slinger en zijn traagheids-
| |
| |
wet dateeren uit zijn eerste jaren, ongeveer 1604. Hij verkondigde voor vrij-vallende lichamen de wet dat de snelheid evenredig met de tijd toeneemt, dus dat de versnelling constant is. Hij heeft de definitie van massa, traagheid en het constant zijn van de hoeveelheid van beweging dicht benaderd, al die fundamenteele begrippen der mechanica, die pas door Newton driekwart eeuw later tot een samenhangend systeem vereenigd zijn.
In zijn verdere leven werd Galilei van deze theoretische onderzoekingen afgetrokken door zijn waarnemingswerk met de verrekijker, en zijn belangstelling richtte zich meer op practische doeleinden. Onder meer richtte hij zijn belangstelling op het vinden van de lengte op zee, en wees hij op de mogelijkheid, de verduisteringen van de satellieten van Jupiter voor dat doel te gebruiken.
In zijn laatste jaren, toen hij oud en blind was, maakte Galilei plannen om de slinger voor tijdmeting te gebruiken; en hij kwam zeer dicht bij de uitvinding van het slingeruurwerk, welke uitvinding in werkelijkheid ongeveer 15 jaar na zijn dood door Huygens gedaan werd.
| |
| |
Door de uitvinding en verbetering van de verrekijker wordt een periode van groote vooruitgang ingeleid. Het komt niet plotseling maar rijpt slechts langzamerhand. De telescoop was in de eerste tijd, zelfs nadat zij optisch veel verbeterd was, slechts een ontdekkingsinstrument. Waar de theoretische sterrekunde, nadat Kepler uit de waarnemingen van Tycho alles wat zij geven konden had afgeleid, behoefte aan had, was een grootere meet-nauwkeurigheid in de plaatsbepalingen. Vóór dit bereikt kon worden, moesten de mechanische gedeelten der instrumenten, de opstelling, de verdeelde cirkels enz. zoo verbeterd worden, dat zij gelijken tred konden houden met de plotselinge enorme optische vooruitgang.
In deze algemeene vooruitgang der mechanische uitvindingen is Picard (1620-1682, de stichter van de Connaissance des Temps) één van de leidende persoonlijkheden. Men kan hem de eerste moderne waarnemer noemen, de Bessel van de zeventiende eeuw. Hij was de eerste, die een verrekijker verbonden aan een instrument voor hoekmeting gebruikte, en ook de eerste die een theorie over de fouten van het instrument gaf.
| |
| |
Zoo kreeg men slechts langzamerhand de beschikking over de voordeelen der nieuwe waarnemingsresultaten, en niet vóór Newton's tijd werd de daaraan beantwoordende stap vooruit in de theorie gedaan. Hetzelfde onvermijdelijke achterblijven van de theorie bij de vooruitgang in de waarnemingen kan men in onze tijd opmerken: de photographie en spectroscopie werden omstreeks 1865 ontdekt, terwijl de groote revolutie in theoretisch opzicht niet voor ongeveer 1915 plaats greep.
De overheerschende figuur in de tijd der theoretische ontwikkeling is Sir Isaac Newton (1643-1727).
Zijn belangrijkste daden zijn de ontdekking van de gravitatiewet en de schepping van het systeem der mechanica op de grondslag van de traagheidswet.
Zijn hoofdwerk, de ‘Principia’, is verreweg het schoonste voorbeeld van zuiver inductief redeneeren, zonder een enkele hypothese.
Hij gaat uit van zijn definities:
Definitie I. De hoeveelheid materie wordt gemeten door het product van haar dichtheid en haar volume.
Definitie II. De hoeveelheid van beweging wordt
| |
| |
gemeten door het product van de snelheid en de hoeveelheid materie.
Wat I betreft, zijn wij tegenwoordig gewoon de dichtheid als quotient van massa en volumen te definieeren, maar voor Newton is de dichtheid blijkbaar het fundamenteele begrip.
Newton voegt daaraan toe dat, indien er een medium is dat de ruimte tusschen de verschillende deelen geheel vult en in staat is zich vrijelijk tusschen hen te bewegen, dit niet in rekening moet gebracht te worden.
Newton's definities zijn geen axiomata maar zij verklaren eenvoudig de beteekenis van de technische termen die hij gaat gebruiken.
Het hoofdstuk der definities wordt afgesloten door het scholium, waarin Newton uitlegt dat het niet noodig is ruimte en tijd te definieeren, daar men hiermede voldoende vertrouwd is, maar hij zegt nadrukkelijk dat er een absolute ruimte en een absolute tijd bestaan, onafhankelijk van de materieele inhoud en goed te onderscheiden van de relatieve ruimte en tijd die gebruikt worden om de absolute ruimte en tijd met behulp van materieele middelen te meten.
| |
| |
Dan volgen de drie bewegingswetten, waarvan de eerste de traagheidswet is.
Wet I. Ieder lichaam volhardt in zijn toestand van rust of rechtlijnige, eenparige beweging, behalve voorzoover het door uitwendige invloeden gedwongen wordt, die toestand te wijzigen.
Wet II. De verandering in de hoeveelheid van beweging is evenredig met de uitgeoefende kracht en geschiedt langs de lijn, volgens welke de kracht werkt.
Blijkbaar is dus voor Newton de massa (afgeleid uit dichtheid en volumen) fundamenteel, want de hoeveelheid van beweging wordt gedefinieerd als het product van massa en snelheid, en de verandering van hoeveelheid van beweging is evenredig met de kracht. In de mechanica van het begin van de twintigste eeuw is men gewoon de tweede wet als de definitie van de (trage) massa te beschouwen, aldus uitgaande van de versnelling en de kracht, waarbij de kracht een fundamenteel begrip is. Einstein keert tot Newton's opvatting terug, door niet de kracht maar de dichtheid als het fundamenteele te beschouwen, en de kracht, of de potentiaal, waarvan zij de gradient is, uit de materieele dichtheid af te leiden.
Wet III. De reactie is altijd tegengesteld en gelijk aan de actie: of de acties van twee lichamen op elkaar zijn altijd gelijk en tegengesteld gericht.
| |
| |
Deze wet verliest min of meer haar beteekenis wanneer de mechanica ook wordt toegepast op krachten die niet centraal werken. Op de wijze waarop Newton het uitdrukt, geldt zij alleen voor krachten, in de richting van de verbindingslijn der beide beschouwde lichamen, en kan zij uit de wet van behoud van hoeveelheid van beweging worden afgeleid. Daar zij een combinatie is van de wetten I en II is zij minder fundamenteel dan deze.
Na de inleidende hoofdstukken van definitie en bewegingswetten, worden de twee eerste boeken gewijd aan het in detail uitwerken van het systeem der kinematica en dynamica dat daarop berust. Het derde boek brengt de algemeene gravitatiewet, die stap voor stap uit de waarnemingen wordt afgeleid:
1e verschijnsel: de banen van de satellieten van Jupiter om de planeet volgen de wetten van Kepler.
2e verschijnsel: hetzelfde geldt voor de satellieten van Saturnus.
3e verschijnsel: de planeten beschrijven banen om de zon.
4e verschijnsel: in de banen der planeten wordt de tweede wet van Kepler gehoorzaamd.
| |
| |
En zoo voort. Zoo komt hij geleidelijk door zorgvuldige inductie tot de algemeene wet der gravitatie.
De ‘Principia’ eindigen met het ‘Scholium Generale’ dat eenigszins de indruk maakt van een geloofsbelijdenis. Het begint met de woorden: ‘De hypothese van de vortices heeft met vele moeilijkheden te kampen.’ en eindigt:
Ik ben echter nog niet in staat geweest het bewijs van deze eigenschap der gravitatie uit de verschijnselen af te leiden en ik maak geen hypothesen. Wat nl. niet uit de verschijnselen is af te leiden, moet een hypothese genoemd worden; en hypothesen, hetzij metaphysische, hetzij physische, hetzij van occulte aard, hetzij mechanische, vinden in de experimenteele philosophie geen plaats. In deze philosophie worden de bijzondere voorstellingen afgeleid uit de verschijnselen en tot algemeene gemaakt door de inductie. Zoo werden de ondoordringbaarheid, de bewegelijkheid en de stootkracht der lichamen en de wetten van beweging en zwaartekracht ontdekt. En het zij ons genoeg, dat de zwaartekracht inderdaad bestaat, en werkt volgens de wetten, zooals zij door ons uiteengezet zijn en in staat is voldoende rekenschap te geven van alle bewegingen der hemellichamen en van onze zee.
Newton's groote naam en autoriteit hebben veel bijgedragen tot de hooge waardeering waarin de zuiver inductieve redeneerwijze zich verheugd heeft. De periode van zuivere lo-
| |
| |
gische inductie begon met Kepler, bereikte haar hoogtepunt in het werk van Newton, en zette zich gedurende de geheele achttiende en negentiende eeuw verder door; zij schijnt nu echter afgesloten te zijn: in onze tijd is de theorie weer vol met hypothesen.
Interessant is de vraag, waarom Newton zoolang wachtte, voor hij zijn ‘Principia’ publiceerde. Het is bijna zeker dat hij de gravitatiewet in 1665 ontdekte, terwijl het boek pas 1687 verscheen, en hij had het zóó geheim gehouden, dat alleen eenige van zijn zeer intieme vrienden ervan wisten. Men heeft dikwijls aangenomen dat de reden van dit uitstel de onvoldoende kennis van de straal van de aarde was, waardoor de vergelijking der theorie met de waarnemingen bedorven werd. Een meer plausibele verklaring is echter in 1887 door Adams en Glaisher gegeven. Newton had het zeer moeilijk gevonden te bewijzen dat de resulteerende kracht, waarmede een homogene bol op een punt er buiten werkt, dezelfde is als wanneer de geheele massa van de bol in het middelpunt geconcentreerd is. Zoolang dit schijnbaar betrekkelijk onbelangrijke maar in werkelijkheid fundamenteele punt nog niet
| |
| |
tot zijn volkomen tevredenheid was opgelost, beschouwde hij de theorie nog niet als voltooid en deinsde hij voor publicatie ervan terug.
Men moet niet meenen dat Newton's theorie ineens algemeen aanvaard werd. Verre van dien. Huygens en Leibnitz voelden een tegenzin tegen haar formeele karakter, een antipathie tegen een werking op een afstand. Huygens zag zeer goed dat Descartes' theorie der vortices in vele opzichten niet houdbaar was, maar zij verklaarde tenminste hoe de kracht werd voortgeplant, en maakte geen gebruik van die geheimzinnige werking op een afstand. Vele van de tijdgenooten van Huygens hadden hetzelfde bezwaar, en pas in de tijd van het rationalisme, de eeuw van Voltaire, gaven de philosophen en wetenschapsmenschen zich algemeen over aan Newton's denkwijze.
Geleidelijk heeft de geest van Newton de geheele wereld veroverd. De gravitatiewet werd langzamerhand beschouwd als de ideale physische wet, het model naar hetwelk alle wetten gevormd moesten worden. En zoo komt het dat wij aantrekkingen en afstootingen omgekeerd evenredig aan een of andere
| |
| |
macht van de afstand door de geheele physica heen verspreid vinden gedurende lange tijd. De uitwerking van de gravitatiewet zelf en de toepassing ervan op de storingen in de planetenbanen was het werk van de groote mathematici der achttiende eeuw: Euler (1707-1783), Clairaut (1713-1765), Lagrange (1736-1813), en vond haar hoogtepunt in het groote werk van Laplace, ‘Mécanique céleste’.
Behalve deze mathematische ontwikkeling was er ook een vooruitgang in de ontwikkeling der practische sterrekunde. Belangrijke gebeurtenissen zijn de stichting van het observatorium te Parijs in 1669, en dat van Greenwich in 1675; de eerste ‘Astronomer Royal’, Flamsteed (1646-1719), mag hier wel genoemd worden. Zijn groote opvolger, Halley (1656-1742) heeft de sterrekunde verrijkt met vele belangrijke ontdekkingen. Hij was de eerste, die de eigenbewegingen der vaste sterren ontdekte en de seculaire term in de lengte van de maan, doordat hij de waarnemingen, in zijn eigen tijd gedaan, vergeleek met die van de Grieksche sterrekundigen en met Arabische waarnemingen uit de tiende en
| |
| |
elfde eeuw. Hij maakte de eerste catalogus van de Zuidelijke sterrehemel, waarvoor hij een expeditie naar St. Helena uitrustte. Hij was niet alleen een waarnemer, maar evengoed een theoretisch astronoom; hij paste de gravitatietheorie toe op de kometen, en zijn planetentafels waren lange tijd de beste die bestonden.
Het kan niet ons doel zijn een geschiedenis van de sterrekunde in de achttiende eeuw te geven, noch zelfs de belangrijkste gebeurtenissen uit die geschiedenis te memoreeren. Ik wil echter nog twee namen noemen, vóór wij een eeuw overspringen van Newton naar Herschel.
Öle Roemer (1644-1710) ontdekte uit de verduisteringen der Jupiter-satellieten de eindige snelheid van het licht, hij bouwde de eerste meridiaancirkel, en waarschijnlijk ook de eerste paralactisch opgestelde telescoop.
James Bradley (1693-1762), ‘vir incomparabilis’ ontdekte de mutatie en de aberratie en legde de grondslag voor de moderne fundamenteele astronomie.
Al deze ontdekkingen zijn het natuurlijke
| |
| |
resultaat van de ontwikkeling van de waarnemingskunst ten gevolge van de ontwikkeling in de techniek van het instrumentmaken. De astronomische waarneming bereikte voor een tijd haar hoogtepunt in Bradley, wiens prestaties pas veel later overtroffen zijn.
|
|
Auteursrecht onbekend