Istorija fizike 1

ISTORIJA FIZIKE Uvod Periodi istorije fizike ne mogu se jasno razgraničiti, ali se mogu razmatrati po periodima i etapama u toku kojih je fizika poprimila neko karakteristično obilježje. Osnovna podjela u proučavanju istorije fizike je: - Filozofija prirode - Moderna fizika Prvenstveno je fizika bila sadržana u proučavanju filozofije prirode ili opšte filozofije. Fizika je bila povezana astronomijom, matematikom, hemijom i drugim prirodnim naukama. Tek od doba renesanse (preporoda) se može reći da se fizika izdvaja kao nauka (od 14. vijeka), tada počinje razdoblje tzv. moderne fizike. Pri proučavanju istorije fizike se i ova razdoblja dalje dijele na etape: - Stari vijek - Antička nauka - Srednji vijek - Doba renesanse - Nova – klasična fizika (od 14.-16. vijek) - Novi vijek – doba velikana (17. i 18. vijek) - 19. vijek – početak savremene fizike - 20./21. vijek Postavlja se pitanje kada nastaje nauka ili kada čovjek počinje istraživati svijet oko sebe? Kao što je razvoj nauke postepen, takvo je i bilo njeno nastajanje. Nastanak nauke ne može se smjestiti u jedan kratak vremenski period. Čini se logičnim tražiti početke nauke u najstarijem periodu ljudskog postojanja. Ti počeci, prema Sartonu1, označeni su nastajanjem prvih pojmova kada je čovjek nastojeći da se održi, pokušavao rješavati raznovrsne životne probleme. Nastanak nauke - praktični razlozi: - efikasnija borba s prirodom, hranjenje, preživljavanje ... Upotreba vatre za zagrijavanje i pripremu hrane, dobivanje vatre iz udara groma u neko stablo, prenos vatre u špilju, proizvođenje vatre trljanjem dva suha drveta i sl. - izrada alata, oruđa Izrada i upotreba motke, toljage, kuke, poluge, luka i strijele, čamca od udubljenog debla, vesla, upotreba kože životinje kao jedra na splavu – upotreba snage vjetra. Izrada točka – za prenošenje stvari kotrljanjem trupaca, izrada kola. - potrebe mjerenja Prebrojavanje životinja - metod identifikacije, uočavanje postojanja jednog Sunca, samo jednog Mjeseca, uočavanje da čovjek ima jednu glavu, dvije ruke, pet prstiju na jednoj ruci – nastanak konkretnih brojeva sa imenima.

1

George Sarton, 1884–1956; belgijski

hemičar i istoričar – proučavao istoriju nauke 1

Čovjek je veoma rano počeo da mjeri prostor i vrijeme. Neki predmeti su bili udaljeniji, a neki bliži. Do onih daljih morao je napraviti više koraka. Tako je korak postao mjera za dužinu, ali su korištene i druge mjere. U početku nije mogao mjeriti male vremenske razmake, kao na primjer dijelove dana, a to mu nije bilo ni potrebno. U svakom slučaju spoznao je proticanje vremena. Važno mu je bilo da odredi broj dana ili broj godina. To je mogao mjeriti jedino prema nekim pojavama na nebu koje se periodički ponavljaju, kao npr. faze mjeseca. Tako je čovjek otkrivši načine da sebi olakša život koristio prirodne zakone, a da nije bio svjestan toga. Proći će još ogromno puno vremena dok se čovjek počne pitati, zašto se pojave odvijaju onako kako ih on uočava. Nastanak nauke - primitivne predodžbe - opažanja u prirodi – ciklične pojave, godišnja doba, zvjezdano nebo, razvoj astronomije, astrologije - pridjeljivanje prirodi natprirodnih sila - fascinantne prirodne pojave: Sunce, zvijezde, Mjesec, pomrčine, repatice, oluje, munje, gromovi ... - nastanak vjerovanja, kultova, idola, totema, religije ... - mitovi - primitivne predodžbe o stvaranju svijeta oko nas...

2

I

STARI VIJEK - ANTIČKA NAUKA

To je razdoblje od uvođenja pisma odnosno početka civilizacije (4000 g. p.n.e. - Mezopotamija) do početka srednjega vijeka (sredina 5. vijeka n.e.). U antičkom periodu fizika je uglavnom bila uklopljena u opštu filozofiju prirode. Ljudi su od početaka civilizacije bili opčinjeni prirodom, prirodnim pojavama i spoznajom da su njezin dio. Prirodi su pridavali i prirodna i natprirodna svojstva, stvarali su kultove, mitove, sekte, religije i vjerovanja u čijem je središtu gotovo uvijek bila priroda ili neka prirodna pojava. Zajedničko obilježje najstarijih civilizacija, poput sumerske, babilonske, asirske, egipatske, te drevne indijske i kineske, je što se u njihovim učenjima o prirodi i svijetu, u tim počecima naučne misli, ne formuliraju opća pravila i načela. Motivacija za opažanje prirode je praktična pobuda, a temelj učenja je empirija, iskustvo i opažanja; ne postavlja se pitanje «zašto», pa ni odgovori na njega. U ovom periodu se mogu uočiti tri perioda: 1. Prethistorija antičke nauke – drevne civilizacije 2. Stara Grčka - Jonska nauka 3. Aleksandrijska nauka I-1. Prethistorija antičke nauke – drevne civilizacije Nastanak prvih civilizacija bio je postepen, a nastale su u dolinama velikih rijeka. Drevne civilizacije (koje su nastale prije Grčke) su bile u Babilonu, Egiptu, Indiji, Kini, Perziji, Fenikiji 2 i na ostrvu Kreti - Minojska civilizacija, Maja. Prva civilizacija je nastala u Mezopotamiji – Babilonu (kolijevka ljudske civilizacije), današnjem Iraku, u slivu dviju velikih rijeka Tigrisa i Eufrata. Vjeruje se da je jedna talentovana rasa iz Srednje Azije došla u Mezopotamiju. Pokorili su domaće stanovništvo i miješajući se s njima izgrađivali su sumersku civilizaciju. Sumerani su imali razvijena znanja iz građevinarstva, što se vidi po njihovim hramovima i sistemu navodnjavanja. Poznati su po grnčariji koja je bila lijepo ukrašena. Jedno od dostignuća koje najviše impresionira kod Sumerana jeste njihov brojni sistem. Babilonci su slično drugim tadašnjim narodima prvobitno upotrebljavali neku vrstu dekadnog (desetičnog) sistema. To je vjerovatno zato što čovjek ima deset prstiju. Kasnije su zapazili da bi računanje bilo lakše kada bi se umjesto broja 10 koristio broj 12, koji je djejiv sa više brojeva 2, 3, 4 i 6 (dvanaestni sistem). Kasnije su uveli šezdesetni brojni sistem u nastojanju da objedine prednosti prethodna dva sistema. Broj 60 je djeljiv 2,3,4,5,6,10,12,15,20,30. Ovaj sistem se pokazao tako pogodnim pa je ostao u upotrebi i danas. Npr. Vrijeme 1 sata dijelimo na 60 minuta, a minutu na 60 sekundi; ugaoni stepen dijelimo na 60 ugaonih minuta, a minutu na 60 sekundi, cijeli krug na 360°. Interesantno je da su u Babilonu koristili poseban mjesni sistem pri bilježenju brojeva. Tako je za njih npr. broj 23860 (sa njihovim načinom zapisivanja brojeva) označavao: 2

područje istočnog Sredozemlja, na teritoriju današnjeg Libanona, Izraela i Sirije

3

2 . 602 + 3 . 60 + 8 Analogno su bilježili seksagezimalne (šesdesetinske) razlomke, npr. 3,4260 je: 4 2 3  2 60 60 Vjerovatno je ovaj sistem prenesen u Indiju i tamo izgrađena neka vrsta decimalnog sistema, a islamski svijet dodaje ovom načinu izračunavanja cifru nula, čime se ovaj sistem kompletira. Ovakav kompletan sistem Evropa kasnije upoznaje preko djela naučnika iz islamskog svijeta. Sumerani su prilično tačno pratili kretanja zvijezda. Postojala je čitava mreža zvjezdara (kula osmatračnica), gdje su se redovno pratila ova kretanja. Izvještaje (pisani klinastim pismom na glinenim pločama) su slali vladaru koji je vjerovatno bio zainteresovan za njih i za kalendar. To se već radilo u VII vijeku p.n.e. Nešto kasnije, u VI vijeku p.n.e. astronomi Babilona su bili u stanju da predvide pomračenje Sunca. Ono se dešava svakih 18 godina i 111/3 dana. Sumerani su ovaj interval vremena (vremensko trajanje) nazivali “Sarosni krug” ili “Saros”. Nevjerovatno je s kolikom su tačnošću astronomi Babilona proračunavali neke astronomske veličine. Ostali su podaci o dužini trajanja lunarnog mjeseca. Evo tih rezultata sa imenima njihovih autora: Nabarijanus (oko 500 god. p.n.e.) 29,530614 dana Kidinus (oko 383 god p.n.e ) 29,530594 dana tačno trajanje 29,530596 dana Astronomi su bili jako omiljeni i visoko poštovani ljudi u Babilonu i nema sumnje da astrologija potiče iz tih dana. Astrolozi Babilona bili su na cijeni i u cijelom starom svijetu. U Babilonu je došlo i do određenog procvata geometrije. Iz tablica koje su oko 1700. god. p.n.e saznajemo da su Sumerani poznavali Pitagorinu teoremu koju će Grci ponovo otkriti nekih hiljadu godina kasnije. U tablicama, koje potiču iz istog perioda, vidimo ispisane brojeve koje su rješenje problema koji vodi na kvadratne jednačine. Civilizacije Babilona i Egipta pokazuju neke sličnosti iako su udaljene. Između njih su postojale kulturne i trgovačke veze. Kao i Sumerani i Egipćani su za cijele brojeve koristili jedan pogodan desetni sistem. Razlomke su izračunavali kao sumu razlomaka koji su u brojniku imali jedinicu. Na primjer: 3/4 su predstavljali kao 1/2 + 1/4 Na ovaj način su i Grci predstavljali razlomke sve do VI vijeka naše ere. Tako je način izražavanja brojeva kod Egipćana bio manje funkcionalan nego kod Sumerana. Najstarija grana fizike iz tog perioda je astronomija. Egipćani su veoma precizno odredili dužinu godine od 365,25 dana. Visok domet znanja u astronomiji vidi se i po piramidama, koje imaju neke astronomske značajke. Najvećim dostignućima može se uzeti piramida kod Gizea. Njena osnova je idealni kvadrat, a stranice su postavljenje tačno prema stranama svijeta. Već samo povlačenje pravih linija na pustinjskom pijesku predstavlja veliko dostignuće. U starom Egiptu je geometrija dostigla visok stepen iz čisto praktičnih razloga, jer je poslije svake poplave Nila bilo potrebno određivati granice imanja. U Rinduovom papirusu su zapisana neka pravila premjeravanja kao i nešto teorijske geometrije, kao i postupak za određivanje površine trougla. U drugom papirusu koji se naziva Moskovski otkrivamo da su stari Egipćani znali postupak za izračunavanje zapremine zarubljene piramide, čija je gornja osnova paralelna donjoj. Također su znali određivati površinu polulopte. Uzimali su da je ona jednaka njenoj 4

udvostručenoj osnovi što je tačno. Za vrijednost broja π, tj. odnos obima i prečnika kružnice, oni su tada uzimali 256/81. Egipćani su ipak najviše postigli u medicini, posebno u hirurgiji, te pripravljanju lijekova. Značajna civilizacija iz toga doba su i Feničani, koji su poznati kao moreplovci i trgovci, a imali su razvijenu aritmetiku i astronomiju. Na istoku su se nalazile Indija i Kina sa veoma razvijenim civilizacijama od oko 3000 g p.n.e. Kinezi su vodili zapise o pojavi komete još od 2296. god. p.n.e. , a znali su predskazati i pomračenje Sunca i Mjeseca. Sigurno je da su prve civilizacije koje su se pojavile nekoliko hiljada godina p.n.e. imale svoje zasebnosti. Zajednička odlika svih tih civilizacija je bila konkretno poimanje i empirijsko sticanje znanja. Nema pokušaja uopštavanja niti dolaženja do opštih načela. Put kojim se dolazilo do određenog cilja nalazio se nakon mnogobrojnih pokušaja. Uspješno ponavljanje postupka je davalo radno pravilo. S time je zanimanje za tu stvar bilo završeno i čovjek se tada nije pitao zašto je tako. Prva matematička znanja koja se javljaju oko 2000. god. p.n.e. nastala su kroz iskustvo. Stari narodi su korakom ili laktom mjerili dužine, a površine su mjerili kvadratom čija je stranica korak ili lakat. Od nekih starih naroda ostale su priče kojima su oni pokušavali da objasne događaje na Zemlji i neke najjednostavnije pojave na nebu. Obično su oni izgrađivali i neku vrstu kosmogonije (nauke o postanku svijeta). Iako se te pripovijesti i slika svijeta koje one sadržavaju doimaju naivno ipak te slike svijeta spominjemo ovdje, jer su kasniji narodi izgrađivali svoju sliku svijeta pod njihovim uticajem i mijenjajući postupno njihovu sliku. To podcrtava već naglašeno da svaka ideja doživljava svoj postepen razvoj. U starom Babilonu svijet su zamišljali kao veliku sobu. Pod te prostorije je bila zemlja, a strop je bilo nebo. Zemlja je opkoljena vodom. Sa druge strane vode su postavljene planine pokrivene nebeskim svodom. Iz središta zemlje uzdižu se neke planine pokrivene snijegom. Iz ovih planina izvire rijeka Eufrat. Slika svijeta starih Egipćana bila je slična, ali su oni stavljali Egipat u središte svijeta. Moguće je da su stari Egipćani smatrali da poplave Nila nastaju zato što je Egipat najniži dio Zemljine površine. Nebeski svod pridržavaju četiri golema stuba - potpornja, a zvijezde su kao svjetiljke obješene o ovaj svod. Egipćani su vjerovali da kada Sunce zađe neko ga u čamcu vozi uokolo vodenog oklopa i ono se sutra ujutro pojavljuje ponovo na istoku.

5

I-2. Stara Grčka To je period od 600-320 g. p.n.e. Prva jasnija slika o Grčkoj civilizaciji se nalazi u Homerovim napjevima iz 9. vijeka p.n.e. Pretpostavlja se da su Grci nastali miješanjem raznih plemena, a njihova civilizacija je „smjesa sastojaka iz mnogih izvora“. Nauka se počela razvijati na Jonskim ostrvima koja se nalaze uz zapadnu obalu Male Azije. Prvi grčki naučnici potiču iz Mileta, najvećeg grada Jonije. Nauka ima karakter opšte filozofije prirode, grčki filozofi su istovremeno i astronomi, matematičari, fizičari,... Pored grada Mileta, koji je dugo dominirao kao središte starogrčke nauke i kulture, poznati su i naučni centri: Atina, Kroton i Tarent u Italiji, Sirakuza na Siciliji, i druge grčke kolonije širom Sredozemlja. Sa konkretnog načina razmišljanja počinje proces apstraktnog načina razmišljanja. Stari Grci nisu vršili eksperimente i željeli su shvatiti svijet u cjelini. Jonska škola Tales iz Mileta (624.-547. g. p.n.e.) – prvi i najveći grčki matematičar Smatra se jednim od «sedam mudraca staroga vijeka», jednim od prvih filozofa i osnivačem Miletske filozofske škole. Navodno je predvidio pomrčinu Sunca (585. g. p.n.e.), a Zemlju je smatrao kuglom koja lebdi u svemiru. Tales je primijetio da nakon trljanja jantar privlači lake predmete poput suhoga lišća ili kose. Jantar su Grci nazivali elektron, pa je otuda izveden pojam elektriciteta. Istraživanje se prirode elektriciteta nastavilo tek nakon hiljadu godina. Drevni su narodi opazili još jednu pojavu – magnetizam. Prema jednoj od legendi, na otoku Kreti je živio pastir Magnes. Dok je jednoga dana prolazio planinom Idom obuven u sandale s željeznim čavlima, osjetio je privlačnu silu ka tlu i primijetio «stijenu» koja privlači čavle njegove obuće. Tales je djelovanje magneta pokušao pripisati mističnim silama, odnosno idejom da magnet ima "dušu" koja privlači željezo. Tales je također primijetio da magnet djeluje na daljinu, a ne samo dodirom. Zna se da je Tales mnogo putovao, a naročito u Babilon i Egipat. Diogen Leartius navodi, pozivajući se na Jeronima sa Rodosa, da Tales nije nikada imao učitelja izuzev kad je bio u Egiptu. Tales je vjerovatno pokupio znanja iz aritmetike, geometrije i astronomije na svojim putovanjima. Herodot nam navodi da je, vrativši se sa svojih putovanja u rodni grad Milet stekao veliki ugled. Nakon što je predvidio pomračenje Sunca biva proglašen za jednog od sedam grčkih mudraca. Grci su mudracima proglašavali političare, dakle ljude koji su se bavili praktičnim stvarima. O Talesu piše atinski filozof Proklus koji je živio hiljadu godina kasnije, u djelu “Komentari o Euklidu”. Ovo djelo počinje sa pregledom grčke matematike sve do Euklida. Ova uvodna glava se ranije nazivala Eudemski pregled, najvjerovatnije zbog vjerovanja da ju je napisao Eudem, učenik Aristotela i da je to izvod iz njegovog opsežnog dijela “Historija geometrije”. Proklus piše da je Tales upoznao geometriju u Egiptu, ali da ga ona nije zanimala samo zbog svoje praktične upotrebe. Znanja iz geometrije koja je preuzeo u Egiptu on preuređuje i posmatra 6

na drugi način. Za razliku od egipatskih geometra Tales nastoji da uoči sličnosti, da ih poveže i da nađe opšta načela iz kojih će deduktivno izvoditi stavove u geometriji. Smatra se da je Tales poznavao sljedeće stavove: - Svaki prečnik dijeli krug na jednake dijelove. - Uglovi na osnovi ravnokrakog trougla su slični. - Kada dvije prave linije sijeku jedna drugu, naspramni uglovi na presjeku su jednaki. - Kada je data osnovica nekog trougla i uglovi na njenim krajevima, taj je trougao potpuno određen. Smatra se da je Talesu bio poznat i sljedeći stav: ako dva trougla imaju sličan oblik (jednake uglove) onda su im odgovarajuće stranice proporcionalne. Primjenom znanja o sličnosti trouglova Egipćanima je pokazao kako da izmjere visinu piramide. Talesu je znao da je ugao nad prečnikom pravi – prvi je ucrtao pravougli trougao u polukrug. Smatra se osnivačem teorijske geometrije, i to geometrije linija. Zanimao se i za strukturu svijeta tj. tvari i smatrao da je pramaterija – voda. Anaksimandar - (610-546 g. p.n.e.) - Talesov učenik Za pramateriju smatra da je kvalitativno neodređena, beskonačna supstanca apeiron iz koje izdvajanjem suprotnosti nastaju konkretne stvari. Ovo je prva ideja etra koji ispunjava cijeli kosmos. Interesovali su ga konkretni problemi geometrije, geografije i astronomije. Tales je smatrao da zemlja plovi po vodi, dok je dok je Anaksimandar smatrao da zemlja slobodno visi u prostoru kao neko središte bez ikakve potpore. Skoro da je došao do pomisli da je zemlja u ravnoteži uslijed privlačne sile drugih tijela vasione. Zemlju je prikazao kao kružnu ploču čija visina iznosi jednu trećinu njenog prečnika. Smatrao je da je Sunce iste veličine kao i Zemlja. Atomisti Prvi antički atomisti su dvojica naučnika iz Jonije: Leukip i njegov učenik Demokrit (460.-370. g. p.n.e.). Demokrit je skovao termin atomos (grč. nedjeljiv) kojim opisuje najmanju česticu materije. Prema njihovom učenju najmanje nepromjenjive čestice su atomi koji se stalno kreću u praznom prostoru, grupišu se i oblikuju tijela. Iako su indijski i grčki koncepti atoma počivali na filozofiji, moderna je nauka preuzela Demokritov termin atom. Pitagorejska škola Paralelno sa Miletskom školom radila je i Pitagorejska škola u Krotonu u Južnoj Italiiji, koju je osnovao Pitagora. Pitagora (582-496. p.n.e) – rođen je na Jonskom ostrvu Samosu. Sa 20 godina je upoznao Talesa, koji je na njega ostavio snažan uticaj, te po Talesovu savjetu odlazi u Egipat i Babilon gdje je 22 godine i proučavao astronomiju i geometriju. Kasnije odlazi u grad Kroton u dorskoj koloniji na jugu Italije gdje osniva svoju školu – „bratstvo učenih ljudi“. Ovo bratstvo je bilo ponešto slično savremenim vjerskim redovima na Zapadu. Članovi ovog bratstva su smatrali zajedničkom svojinom i znanje i imanje koje su posjedovali. Izgradili su kodeks moralnih pravila po kojima su živjeli. Naglašavali su samokontrolu i suzdržanost. Živjeli 7

su isposničkim životom; odijevali skromno, jeli skromno, pri čemu su izbjegavali životinjsku hranu, jer su smatrali da su životinje neka bića slična ljudima. Imali su svoj ideal morala i težili duhovnoj čistoći. Pitagorejci su ovakvim životom željeli da se očiste i pripreme za budući svijet. Tijelo su smatrali samo za privremeni zatvor duše. Pitagora je razvio učenje o besmrtnosti duše i o njihovom seljenju iz jednog tijela u drugo. Pitagorejci su nastojali da dođe do moralnog preobražaja društva zbog čega su imali velikih problema. Smatrali su da društvom treba da upravljaju najmoralniji ljudi. Sve je ostalo izazvalo veliko nezadovoljstvo, pa ih je masa oko 501. god. p.n.e. u većem broju pobila i kuće im popalila, dok se Pitagora spasio bijegom u grad Tarent. Pitagorejci su smatrali da znanje treba sticati svaki dan. Međutim ovo znanje je članovima bratstva bilo najstrože zabranjeno iznositi izvan njihovog kruga. Zbog ove okolnosti teško je odrediti šta su oni otkrili nauci, a pogotovo je teško ustanoviti ko od njih je to učinio. Nekih dvadeset godina poslije Pitagorine smrti Filolaj je napisao knjigu o učenju Pitagorejaca. Obično se Pitagorejcima pripisuje otkriće teoreme koja nosi ime po osnivaču škole. Ova teorema je bila poznata još Babiloncima, a moguće je da je prvi opći dokaz te teoreme dat u Pitagorejskoj školi. Pitagorejci su smatrali da je cijeli svijet sastavljen po shemi cijelih brojeva. Svaka dužina je sastavljena od konačnog broja malih jedinica. Došli su do zaključka o nesumjerljivosti stranice kvadrata sa njegovom dijagonalom – što je bilo suprotno njihovom učenju. U traganju za vječnim zakonima prirode Pitagorejci su izučavali geometriju, aritmetiku, astronomiju i muziku. Jedan od Pitagorejaca Arhit iz Tarenta se zanimao za mehaniku i za njega se kaže da je stvorio teoriju kolutova. Pitagorejci su smatrali da je svijet sastavljen od 4 osnovna elementa: zemlja, voda, vazduh i vatra. Nebesa su stvorena od vazduha, a Sunce od vatre, dok su ostale stvari oko zemlje stvorene od ostatka. Pitagorejci su postigli znatan napredak u astronomiji. Pitagora je smatrao da je Zemlja loptastog oblika, kao i ostala nebeska tijela, a njihove putanje moraju biti kružnice. Kretanje po tim kružnicama mora biti jednoliko, jer je jedino takvo kretanje savršeno. Smatrali su Zemlja nije nepomično svemirsko središte već da se sa drugim planetama kreće oko jedne središnje vatre, ali ne tvrde izričito da je to Sunce. Bili su ubijeđeni da ukupan broj pokretnih tijela na nebu mora iznositi 10. (broj 10 je ključ za ustrojstvo svijeta). Sunce i Mjesec zajedno sa poznatim planetama: Merkur, Venera, Mars, Jupiter i Saturn čine 7 tijela, a ako se doda sfera zvijezda stajačica to je 8. Filolaj dodaje i Zemlju planetama koje se kreću oko centra svijeta u koji je smještena vatra, a deseta sfera je „protiv-zemlja“, nevidljivo tijelo koje je zaklonjeno središnjom vatrom. Međutim ova hipoteza je uskoro postala neodrživa. Moreplovci su već počeli da jedre na sjever Evrope i počeli da istražuju afričku obalu. Međutim ništa od ovoga što su vidjeli nije ih moglo navesti u to povjeruju u postojanje “Protiv-zemlje” i središnje vatre. Tako je ovo učenje Pitagorejaca izgubilo značaj. Atinska škola Poslije zaustavljanja najezde Perzijanaca u bitki na Maratonu, između 480. i 490. g. p.n.e. centar Grčke postaje Atina, koja je oko 430. godine postala ne samo centar Grčke imperije nego i centar nove i interesantne civilizacije – zlatnog doba Grčke. U to doba je nastao prvi udžbenik iz 8

geometrije koji je napisao Hipokrat. U njegovim Elementima su udareni temelji aksiomatike. Atinski matematičari su naročito bili usmjerili svoju pažnju na rješenje tri problema: trisekcija ugla, udvajanje kocke i kvadratura kruga. Iz tog perioda potiče veliki broj naučnika od kojih su najznačajniji Platon i Aristotel, a tom razdoblju prirpada i Eudokso koji je poznat po radovima iz astronomije. Platon (427-347 g. p.n.e.) – jedan od najeminentnijih predstavnika grčke filozofije – Sokratov učenik Zalagao se za proučavanje matematike. On je to činio zbog toga što je matematika čisto misaona nauka, a ne zbog toga da bi nam ona pomogla da shvatimo svijet oko sebe. Grci općenito nisu težili primjeni matematike (kao ni ostalih nauka), nego su nastojali da razvijaju teorijsku matematiku. Slično mnogim misliocima, smatrao je da su jedini pouzdani izvori saznanja osjećaji koji utiču na našu svijest. Zbog toga ni njegov odnos prema fizici nije bio ispravan. Platon je razmišljao da je možda razum jedina stvarnost, a da vanjski svijet postoji u našoj svijesti. Smatrao je da je svijet izgrađen po savršenoj božanskoj zamisli, a po potrebama i željama čovjeka. Od svih mogućih varijanti on je izgrađen na najbolji način (optimalan, najsavršeniji). Pošto je lopta najsavršeniji oblik i kružnica najsavršenija linija, onda i kosmos mora biti sfernog oblika i planete se kreću po kružnim linijama. Ali kretanja planeta nisu pokazivala tu savršenost u kretanju i to je predstavljao veliki problem za Platona. Priča se da je on podsticao svoje bolje učenike da pokušaju objasniti kretanje planeta pomoću pravilnih jednoobraznih kružnih kretanja. Gotovo cijelog života Platon je smatrao da je Zemlja u središtu svijeta. Međutim, izgleda da se pred kraj života pokolebao u tom uvjerenju. Razmatrajući postavku o središnjoj vatri Platon nadolazi na misao, kako piše Plutarh da je Zemlja izvan tog središta i da to mjesto pripada nekom važnijem tijelu. Ali on ostaje čvrst pri svom uvjerenju da se ustrojstvo svemira prije može otkriti iz prvih principa razmišljanjem nego posmatranjem. 380. g. p.n.e. je osnovao školu pod imenom Akademija koja je trajala skoro 1000 godina. Iznad ulaska u zgradu Akademije bilo je urezano «Neka ne ulazi onaj ko nije geometričar». Aristotel (384. – 322. g. p.n.e.) – najznačajniji filozof antike i najpoznatiji Platonov učenik Rodio se u mjestu Stagira u tadašnjoj Makedoniji. Osnivač je Peripatetičke škole (334. g. p.n.e.) u Atini. Poznavao je sve nauke, a pisao je o mnogim predmetima. Njegovo pisanje se odlikuje jasnoćom misli, zdravim rezonovanjem i oštroumnošću. Ipak njegova pisanja u različitim oblastima nauke nisu bila iste vrijednosti. Njegova dostignuća u oblasti biologije su od izvanrednog značaja. Pojave u živom svijetu on je ispitivao posmatranjem. Neki koji su mjerodavni, da sude o ovom predmetu, smatraju da je on najvećih biologa - posmatrača. Neki od njegovih stavova o pojavama u živom svijetu su i danas valjani. Poznata su njegova djela: Metafizika, Fizika, Logika itd. Prema Aristotelu postoje 4 osnovna principa (kvaliteta): toplo, hladno, suho i vlažno. Iz njih se kombinuju 4 osnovna elementa zemaljskog svijeta: vatra, zemlja, voda i vazduh. Uvodi i peti

9

elemenat – eter, nebesku materiju od koje je izgrađeno nebo i zvijezde, po volji «prvog pokretača». Uvodi pojam sile koja djeluje na elemente, a prema njegovom shvatanju postoje 2 sile: težina – koja uzrokuje padanje i lakoća – koja uzrokuje dizanje. Tijelo se kreće samo ako na njega djeluje sila. Razlikuje dvije vrste kretanja: 1. Prirodno - koje nastaje zbog težnje tijela prema njegovom prirodnom mjestu 2. Nasilno - izazvano silama koje potječu iz nebeskog područja. Za razliku od drugih Platonovih učenika Aristotel je izgradio vlastiti pogled na svijet, a Platonovo učenje mu je samo služilo kao polazište za neka njegova razmatranja. Ne prihvata Platonov stav o matematičkim pojmovima kao neovisnoj stvarnosti. Za Aristotela matematički pojmovi nastaju u procesu apstrakcije predmeta koje doživljavamo preko naših čula. Aristotelu se obično pripisuje otkriće formalne logike. On smatra da se svaki novi stav može izvesti jedino pomoću slijeda logičkih radnji polazeći od drugog stava koji je već utvrđen. Ovaj zahtjev Stagiranin (Aristotel) je postavljao svim naukama. Nije shvatio da je to moguće ostvariti jedino u matematici. Svoje zaključke izvodi deduktivnim putem. Unaprijed je postavio neke principe, a onda svoju sliku svijeta gradio prema njima. Međutim, kako su mu premise često bile pogrešne i zaključci su morali biti takvi. Aristotel dijeli svijet na nebesko i zemaljsko područje. Granica ove dvije oblasti je Mjesec pa otuda i njihovi nazivi: sublunarno i supralunarno područje. Zemaljsko područje je izgrađeno od četiri elementa: zemlje, vode, zraka i vatre. Svi oni potiču od iste prvotne tvari (primordijalne supstance). U centru svijeta je Zemlja loptastog oblika. Oko Zemlje je sferni pojas vode, a dalje isti takvi pojasevi zraka i vatre. To čini prirodne položaje ova četiri elementa. Pošto je Zemlja u centru svijeta ona je najteža; voda je iznad nje pa je manje teška. Vatra zauzima najviši položaj u zemaljskom svijetu pa je apsolutno laka, jer se kreće nagore do krajnjeg položaja u zemaljskom svijetu; zrak je nešto manje lak jer je ispod vatre. Tako Aristotel uvodi pojmove apsolutne težine i apsolutne lakoće, kao i relativne težine i relativne lakoće. Nebesko područje je počinjalo sa Mjesečevom sferom, a zatim dolaze: sfere Merkura, Venere, Sunca, Marsa, Jupitera, Saturna i sfera zvijezda stajačica, koja je ograničavala cijeli svijet. Ta sfera daje pokretačku snagu i taj primarni pokretač je za Aristotela istovjetan sa Bogom. Govori o težnji sličnog ka sličnom: djelić zemlje teži zemlji, čestica vode vodi itd. Ovo kretanje nekog predmeta prema njegovom prirodnom položaju on naziva prirodnim kretanjem. Inače o težnji sličnog ka sličnom će se govoriti i u srednjem vijeku. Sva kretanja Aristotel dijeli na prirodna i prinudna. Kao što je već rečeno prirodna kretanja nastaju zbog težnje tijela ka svome prirodnom položaju. Sva ostala kretanja i promjene imaju uzrok u Prvom pokretaču. Iz razdoblja stare Grčke treba još izdvojiti i naučnike: Anaksimen (585-525) – pripadnik Miletske škole i Heraklit (535-475). 10

Anaksimen tvrdi da je prapočelo svega pneuma - dah, a slična je vazduhu koji čovjek udiše. Prema Anaksimenu četiri osnovna elementa - zemlja, voda, vazduh i vatra koji prelaze jedan u drugi. Heraklit misli daje vatra najviše podložna promjeni da je ona prapočelo. Iz vatre nastaje voda, a iz vode zemlja. Sve je u neprestanim promjenama. Anaksagora (oko 500- 428 g. p.n.e.) iz Klazomene predstavlja značajno ime u grčkoj astronomiji. Bio je imućan čovjek, ali se posvetio astronomiji. Smatrao je da je cilj čovjekovog bivstvovanja na ovom svijetu ispitivanje neba. Prvi je naučno objasnio faze Mjeseca i njegova pomračenja. O nebu je stvorio drugačiju sliku od one koja je bila opšte prihvaćena. Smatrao je da su nebeska tijela uglavnom iste prirode kao i Zemlja. Nebeska tijela su se, tvrdio je on, užarila uslijed brzog okretanja i da je to ono što ih čini različitim od Zemlje. Učio je da se na nebu ne dešavaju nikakva čuda. Njegovo gledanje bi danas okarakterisali kao racionalističko. Sunce je ogromna masa užarenog metala veća od Peleponeza. Na površini Mjeseca nalaze se planine i doline slično kao i na našoj Zemlji. Izgradio je učenje o postanku svijeta. U početku su sve stvari bile haotično izmiješane. U ovoj haotičnoj masi stvorio se vrtlog šireći se kroz uveličavajuće krugove. Uslijed kružnog kretanja postepeno su se izdvajali vazduh, oblaci, voda, zemlja i stijene. Pri tome su teža tijela ostajala bliže centru. Uslijed velike brzine eter koji je opkoljavao ovu haotičnu masu užario se i na kraju otkidao od Zemlje stijene, praveći tako zvijezde. Ova teorija ima kao što se vidi dosta zajedničkog sa Kant - Laplaslovom teorijom magline. Anaksagora je smatrao da su tako stvoreni i drugi svjetovi nastanjeni ljudima, kao mi da svaki ima svoje Sunce i svoj Mjesec. Anaksagorino učenje malo je uvažavano i pobudilo interes kod malog broja ljudi.

11

12