Czy Galileusz udowodnił, że Ziemia się kręci?

Z tekstu dowiecie się, że wbrew popularnemu mitowi, Galileusz wcale nie udowodnił, że Ziemia się porusza.

W powszechnej opinii Galileusz udowodnił, że Ziemia się kręci, ale ponieważ twierdzenie o ruchu Ziemi miało podważać treści zawarte w Piśmie Świętym, to Kościół torturami i więzieniem zmusił go, by ‒ wbrew oczywistym dowodom ruchu planety ‒ odrzucił swoją koncepcję. Z niniejszego tekstu dowiecie się, że w rzeczywistości włoski astronom… nie udowodnił swojej tezy. W innych tekstach (Galileusz więziony i torturowany przez Kościół wrogo nastawiony do uczonego. A jak było naprawdę?; Jak próżność i nieporozumienie przyczyniły się do problemów Galileusza z inkwizycją) rozprawiamy się z mitami dotyczącymi tortur i uwięzienia uczonego oraz pokazujemy, że Kościół był gotów na przyjęcie tezy o ruchu Ziemi, gdyby jej prawdziwość została wykazana, i że przyczyna problemów Galileusza z inkwizycją w znacznej mierze wiązała się z rozgrywkami personalnymi, urażoną dumą i próżnością bohaterów ówczesnych wydarzeń.

Już francuski filozof Wolter (1694‒1778) pisał o dowodach włoskiego uczonego:

wielki Galileusz, skończywszy lat osiemdziesiąt, przejęczał resztę swych dni w lochach inkwizycji, ponieważ niezbicie dowiódł ruchu Ziemi1Voltaire, Descartes and Newton, w: The Works of Voltaire, Vol. 42, transl. William F. Fleming, ed.  Tobias  Smollett et....

O tym, że Galileusz dysponował dowodami na heliocentryzm, pisze się także współcześnie. Na ateistycznym portalu Racjonalista.pl dziennikarka i tłumaczka Elżbieta Binswanger-Stefańska stwierdza:

Galileo skierował skonstruowaną i ulepszoną przez siebie lunetę, świeży wynalazek tamtych czasów, w stronę nieba, wypatrzył planetę Jowisz i zauważył niewidoczne gołym okiem trzy nowe, jasno świecące punkty, następnej nocy zauważył, że „gwiazdy” zmieniły pozycję, początkowo myślał, że Jowisz przesuwa się na ich tle, wtem zauważył, że Jowisz zmienia kierunek! 10 stycznia bardzo zaintrygowany tym zjawiskiem, zauważa tylko dwie gwiazdki w pobliżu Jowisza, za to 13 aż cztery. Obserwuje ich zachowanie się i nagle doznaje olśnienia, to nie żadne gwiazdy, to księżyce Jowisza!

Tym samym ma niezbity dowód na to, że nie wszystkie ciała niebieskie okrążają Ziemię, że Ziemia może być tylko jedną z planet krążących wokół Słońca, jak twierdzili już Kopernik czy Kepler, że jesteśmy mieszkańcami układu planetarnego skupionego wokół Słońca a nie wokół Ziemi, że nie jesteśmy centrum świata!2Elżbieta Binswanger-Stefańska, 400 lat temu Galileusz postrzega księżyce Jowisza…, http://www.racjonalista.pl/kk.php/s,7067, [dostęp 25 XI 2020].

To miał te dowody, czy nie?

Zacznijmy od przytaczanego argumentu z użycia teleskopu i zaobserwowania księżyców Jowisza. Otóż trafna interpretacja tej obserwacji, że mamy do czynienia z ciałami niebieskimi krążącymi wokół Jowisza, dowodzi tego, że nie wszystkie ciała niebieskie bezpośrednio okrążają Ziemię, ale oczywiście nie dowodzi tego, że Ziemia się porusza i krąży wokół Słońca. Może ona stanowić inspirację dla tezy o ruchu Ziemi, ale nie dowód. Zresztą cytowana autorka słusznie ostrożnie dobiera słowa, pisząc, że Galileusz zdobył niezbity dowód, że Ziemia może krążyć wokół Słońca. Oczywiście udowodnienie możliwości czegoś, ma swoją wartość, ale jest czymś innym, niż udowodnieniem, że to, co możliwe, rzeczywiście ma miejsce. Wspomniana obserwacja nie dowodziła w sensie logicznym ani jednego, ani drugiego.

Odnośnie do innych rzekomych dowodów Galileusza poniżej przytaczamy i komentujemy fragmenty z książki Kościół i nauka, której autorem jest jezuita José Maria Riaza Morales3José María Riaza Morales SJ, Kościół i nauka. Konflikt czy współpraca?, tłum. Szymon Jędrusiak, Wydawnictwo WAM, Kraków 2003.. W rozdziale poświęconym sprawie Galileusza powołuje się on na historyków nauki i astronomów, którzy jednoznacznie wskazują, że Galileusz nie był w stanie dostarczyć dowodu na rzecz tezy o ruchu Ziemi:

Heliocentryzm uważamy dzisiaj za prawdziwy, bo przemawia za nim szereg dowodów dostarczonych przez fizykę nieba i fizykę ziemską… Z tym że dowodów tych nie znał jeszcze wtedy Galileusz. [Dla niego] system Kopernika jest prawdziwy, bo jest najprostszy, najelegantszy… Bóg, sam będąc doskonałością, wybrał drogi najprostsze… Bardzo pociągający sposób rozumowania — orzekł sam Urban VIII — ale, jak równie słusznie zauważył, trzeba jeszcze udowodnić, że na pewno ta estetyka rządzi światem realnym. […] Przejście od intuicji do twierdzenia wymagało odwagi najwyższej próby. Trzeba bowiem było przesunąć środek wszechświata z Ziemi na Słońce, wprawić Ziemię w ruch, uznać ją za planetę, czyli ciało niebieskie, jakich wiele na niebie. Wszystko to poznajemy dzisiaj w szkole już od pierwszych klas. Ale czy zdajemy sobie sprawę, jakiego wysiłku i poświęcenia wymagało to od człowieka o XVII-wiecznej mentalności? Zlekceważyć pozory, zaprzeczyć świadectwu zmysłów, widzieć Słońce nieruchome, a Ziemię w ruchu; uczynić lżejszą Ziemię, która ze swej istoty jest ciałem ciężkim, a obciążyć gwiazdy, które z natury były ogniem i nie miały ciężaru4R. Lenoble, Recherches et Débats, t. 17, s. 155‒158; cyt. za: Riaza, Kościół i nauka…, s. 257..

Ostatni fragment (mówiący o uczynieniu Ziemi lżejszą, choć ta ze swej istoty jest ciałem ciężkim, i obciążeniu gwiazd, które z natury są ogniem) nawiązuje do stanu ówczesnej wiedzy fizycznej. Zgodnie z powszechnie przyjmowaną od czasów starożytnych koncepcją budowy świata, poniżej sfery Księżyca wszystko zbudowane jest z czterech pierwiastków: ziemi, wody, powietrza i ognia (w układzie od najcięższego do najlżejszego). Od Księżyca wzwyż wszystkie ciała niebieskie zbudowane są z eteru, pierwiastka lżejszego nawet od ognia. Ciężkość Ziemi wykluczała jej ruch. Co innego ciała niebieskie. Galileusz i jemu współcześni nie dysponowali wiedzą fizyczną o ich budowie czy o grawitacji, która pozwalałaby wyjaśnić, jak to możliwe, by Ziemia krążyła wokół Słońca, a nie odwrotnie.

Włoski astronom w ogóle przyjmował szereg nieprawdziwych teorii:

Na polu naukowym Galileusz uparcie trzymał się wielu błędnych przekonań dotyczących między innymi liczby i przyczyn pływów, kołowych orbit planetarnych, jednostajnego ruchu planet, a także Słońca ‒ rzekomo nieruchomego i położonego w centrum Wszechświata. Twierdził, że ruchy planet były doskonale jednostajne i regularne, jednocześnie zakładał, że opisują w przestrzeni koncentryczne okręgi ze Słońcem w środku, podczas gdy z obserwacji wynika, że poruszają się po elipsie ruchem niejednostajnym, a Słońce leży w jednym z ognisk. Słońce z kolei wcale nie jest nieruchome i nie zajmuje środka Wszechświata, ale w szaleńczym pędzie przemierza bezkresy kosmosu5Riaza SJ, Kościół i nauka…, s. 257-258..

Zgodnie z przekonaniem, które również powszechnie przyjmowano od czasów starożytnych, Galileusz uznawał, że ciała niebieskie poruszają się ruchem jednostajnym po okręgach. Dopiero Kepler wykazał, że planety krążą wokół Słońca po elipsach ruchem niejednostajnym. Nikt z nich nie domyślał się, że, jak dziś dobrze wiemy, Słońce nie stanowi centrum Kosmosu, że krąży wraz z całym Układem Słonecznym wokół centrum Drogi Mlecznej. Ale te błędy nie są wprost związane z koncepcją bronioną przez Galileusza. Inaczej ma się sprawa z jego teorią przypływów. Otóż w czasie rozprawy w roku 1633 Galileusz miał wskazać dowody ruchu Ziemi. Podał tylko jeden: pływy. Uważał bowiem, że jest za nie odpowiedzialny dzienny i roczny ruch Ziemi. Dziś wiemy, że mają one związek z Księżycem, a nie ruchem Ziemi. Galileusz jednak trzymał się uparcie swojego poglądu nawet wtedy, gdy okazało się, że fakty, tj. obserwowane wartości i okresy zmian poziomu wód, nie zgadzają się z jego teorią. Jak pisze Jitse van der Meer:

Galileusz mimo niezgodnych faktów z jego teorią przypływów nie chciał jej porzucić, bo stanowiła część koncepcji kluczowej, czyli o ruchu Ziemi. Wymyślał dodatkowe wyjaśnienia, które zniekształcały prawdę (kształt morza, głębokość dna itp). Kepler zasugerował, że trzeba odwołać się do roli Księżyca6Jitse M. van der Meer, Przekonania towarzyszące, ideologia i nauka, „Filozoficzne Aspekty Genezy” 2016, t. 13, s. 179 [153‒194]..

Galileusz nie chciał jednak słuchać Keplera.

Tak naprawdę przekonujące argumenty na rzecz tezy o ruchu Ziemi pojawiły się dopiero po śmierci Galileusza. Jezuita José Maria Riaza Morales przytacza wypowiedź historyka Ludwiga von Pastora:

Potwierdzenie ‒ pisał Pastor ‒ dla astronomii matematycznej nadeszło dopiero w 1686 r., kiedy to Newton wykazał, że zgodnie z prawem grawitacji jest niemożliwością, by ciało tych rozmiarów co Słońce krążyło wokół maleńkiej Ziemi. Ostatecznego dowodu dostarczyły już obserwacje gwiazd ‒ w 1725 r. Bradley ogłosił, że w trakcie dokładnie jednego roku wiele gwiazd stałych opisuje malutkie elipsy, które w gwiazdach zbliżonych do bieguna niebieskiego zaokrąglają się, coraz bardziej upodabniając się do okręgu, ale w gwiazdach bliskich równikowi niebieskiemu ulegają wydłużeniu do tego stopnia, że wyglądają jak linia prosta, i że to zjawisko wytłumaczyć można jedynie krążeniem Ziemi wokół Słońca. Ale o tym wszystkim Galileusz nie wiedział. Wielka prostota, z jaką Kopernik tłumaczył skomplikowaną materię ruchu planet, oraz jego własne obserwacje mogły przekonać go co do prawdziwości nowego systemu7L. Pastor, t. 25, s. 229‒230; cyt. za: Riaza, Kościół i nauka, s. 258−259..

Powody przekonujące dla Galileusza i jemu współczesnych mogły się wiązać zatem z większą prostotą i elegancją systemu Kopernika, czyli polegały na odwołaniu się do estetyki. Wiedza, którą dziś dysponujemy, stanowiąca dowód ruchu Ziemi, nie była dostępna w czasach Galileusza:

Jak zauważył w XIX wieku słynny astronom Angelo Secchi, wystarczy przyjrzeć się dowodom przytaczanym na ruch Ziemi, by przekonać się, że w czasach Galileusza ich nie znano. Na przykład obrót naszej planety wokół osi dowodzi się jej spłaszczeniem na obu biegunach oraz występowaniem siły odśrodkowej, w wyniku której intensywność przyciągania ziemskiego zmniejsza się w miarę zbliżania się do równika8Riaza, Kościół i nauka, s. 259..

Giuseppe Armellini, astronom, w 1942 r. stwierdził:

Nauka dowodzi dzisiaj, ponad wszelką wątpliwość, że to Ziemia wykonuje w ciągu roku pełny obrót wokół Słońca, a nie Słońce kręci się wokół Ziemi. […] Ale […] udowodnienie tego wymaga głębokiej znajomości astronomii gwiazdowej albo przynajmniej odpowiednio rozwiniętej mechaniki.

Armellini przypominał:

Tymczasem stan nauki w XVII wieku praktycznie uniemożliwiał jednoznaczne potwierdzenie prawdziwości systemu kopernikańskiego. Historycznie rzecz biorąc, pierwszy naukowy dowód otrzymano niemal w pół wieku po śmierci Galileusza, gdy postępy w dziedzinie mechaniki pozwoliły ustalić, że Słońce ma masę trzysta trzydzieści tysięcy razy większą od ziemskiej; wówczas to słynne prawo dynamiki, znane jako „twierdzenie o środku ciężkości” wykazało, że to nie Słońce a Ziemia znajdowała się w ruchu…, nadając tym samym systemowi kopernikańskiemu tę samą pewność, jaką posiadają prawa matematyczne.

A następnie konkludował:

Wziąwszy pod uwagę ówczesny stan nauki, kiedy to dynamika jeszcze się nie narodziła ani tym bardziej astronomia gwiazdowa, argumenty Galileusza nie mogły być ‒ i nie były ‒ traktowane jako dowody. Co więcej, odkrycie prawa powszechnego ciążenia wykazało później, że jeden z nich (oparty na pływach) był błędny9G. Armellini, s. 89‒93; cyt. za: Riaza, Kościół i nauka, s. 259..

W czasach Galileusza nie istniały więc teorie fizyczne ani dane obserwacyjne, które pozwoliłyby wyjaśnić ruch Ziemi ani go udowodnić. Dowody pojawiły się dopiero w XVIII wieku:

Ostateczny dowód na krążenie Ziemi wokół Słońca wymaga wykazania, że gwiazdy zmieniają pozornie swe pozycje na skutek przemieszczania się naszej planety. W 1727 r. James Bradley (1693‒1762) odkrywa zjawisko aberracji: pozornej zmiany położenia obserwowanej gwiazdy spowodowanej ruchem Ziemi w czasie, w którym promień światła pokonuje drogę od danej gwiazdy do obserwatora. Dodatkowo w latach 1837‒38 zostaje zmierzona paralaksa roczna. W 1851 r. Foucault wykazuje za pomocą wahadła ruch rotacyjny Ziemi10J.M. Riaza, Azar, ley, milagro, s. 5‒6; Ciencia Moderna y Filosofía,s. 496, 585‒586; cyt. za: Riaza, Kościół i nauka, s.....

Czyli jednak nie udowodnił

Stąd też opinie fachowców przytaczane przez Riazę, że Galileusz nie udowodnił, a nawet nie mógł udowodnić prawdziwości teorii o ruchu Ziemi: „Galileusz ‒ pisze astronom Romañá ‒ wykazał jedynie duże prawdopodobieństwo systemu Kopernika, nie udowodnił jednak jego prawdziwości”11A. Romańá, „Arbor”, 62(1966), s. 25; cyt. za: Riaza, Kościół i nauka, s. 260.. Due, inny astronom, pisał że „jego [Galileusza] argumentom brakowało siły dowodowej już nie wobec nauki tamtych czasów, ale wobec dzisiejszej, znacznie lepiej poinformowanej”12A. Due, „Pensamiento”, 19(1963), s. 452; cyt. za: Riaza, Kościół i nauka, s. 260.. „Bez wątpienia, dobry fizyk ‒ twierdzi Lenoble ‒ nie może zadowolić się podobnymi dowodami”13R. Lenoble, „Recherches et Débats”, t. 17, s. 161; cyt. za: Riaza, Kościół i nauka, s. 260.. Dubarle zaś konstatuje: „Galileusz wykazał […] zbyt duże ‒ jak się dziś sądzi ‒ zaufanie do dowodów na korzyść systemu kopernikańskiego. Absolutnie pewne dowody przyszły dopiero później”14A.M. Dubarle, „Revue des Sciences Philosophiques et Théologiques”, 50(1966), s. 79. Por. K. Fischer, s. 164; cyt. za: Riaza,....

Wnioski współczesnych znawców tematu okazują się więc zgodne z konkluzjami inkwizycji, która stwierdziła, że Galileusz nie dostarczył przekonujących dowodów ruchu Ziemi.