Naturfilosofi

Filosoffer har altid undret sig over Universets mysterier. To af spørgsmålene om Universets udstrækning og oprindelse lyder: Har Universet en kant og hvad er der så på den anden side? Blev Universet skabt på et bestemt tidspunkt, og hvad var der så før? Begge disse problemer er logiske - og ret så abstrakte - men det lader filosofferne sig ikke skræmme af. Hvordan forsøgte de ældste kulturer at løse disse problemer? Hvilke historier fortalte de om Verdens skabelse? De første kosmologier Religionen kommer naturligt ind i billedet når man diskuterer skabelsen af Universet. Er man religiøs, vil man hævde, at verden blev skabt af et guddommeligt væsen der er mennesket overlegent. Tit tillægges sådanne væsener overnaturlige egenskaber. Ideen om, at verden er skabt af en eller anden gud er som barnets måde at tænke på: bordet er der, så en eller anden må have skabt bordet. Verden er her, så 'en eller anden' må have skabt den... Det moderne menneske har ikke brug for guder, alt kan i princippet forstås som naturlige processer der ganske vist er meget komplicerede. Man kender mange eksempler på skabelsesmyter fra bl.a. Ægypten, Indien, Afrika, Israel og endelig vores egen nordiske. Disse historier blev opfattet allegorisk, d.v.s. billedligt talt. Men blev fortalt som om det kunne være foregået sådan. Vandet har en nøgleposition i mange af myterne som det urstof hvoraf alting er skabt. De fleste myter har også Jorden placeret midt i det evige hav, så man må konkludere, at Universet har været begrænset til at omfatte Jorden med stjernehimlen som 'pynt' ovenpå. En af de første græske filosoffer, Thales fra Milet, brugte også vandet som urstof. Han sagde, "Alt er vand".

De græske filosoffer Filosofien startede da man begyndte at tvivle på, at det var guder der styrede verdens gang og dæmoner der forårsagede sygdomme. Det hele startede omkring det Ægæiske Hav mellem Grækenland og Ionien (nu Tyrkiet). Det var ikke i de store byer i Indien, Ægypten, Babylon, Kina eller Mellemamerika, der ellers havde en lang astronomisk tradition som bl.a. inkluderede forudsigelse af solformørkelser. Det var her i det stille Middelhav, hvor mangfoldigheden trivedes og de små øer havde forskellige politiske systemer, at den fornuftsbaserede kultur vågnede op. En videnskabelig tankegang baseret på iagttagelser og logisk argumentation. Grækerne havde et skriftsprog der ikke var forbeholdt præster og skrivere. De store kulturer blev blandet her, idet handelsvejene fra øst endte i byen Milet. Den græske gud Zeus fik konkurrence i at være 'himmelens herre og gudernes konge'. Man kunne hævde, at den ene gud var opfundet af præsterne... men hvorfor så ikke begge to? Måske var det muligt at finde principper, kræfter, eller naturlove, som gjorde det muligt at forstå verden uden at føre alting, selv det mindste blads fald mod jorden, tilbage til Zeus? Den græske naturfilosofi bestod af utallige retninger, men vi er kun interesseret i to. Astronomerne studerede stjernerne og atomisterne spekulerede over de mindste byggesten - de udelelige atomer. Den første græske naturfilosof var Thales fra Milet (624-550 f.v.t.) nær øen Samos. Som velhavende købmand havde han rejst meget og tilegnet sig datidens viden. Han kendte til den astronomiske og matematiske viden fra Babylon og havde rejst i bl.a. Ægypten. Her lærte han at måle højden af pyramiderne fra længden af deres skygger og han forudsagde en solformørkelse der fandt sted 18. maj 585 f.v.t. Han begyndte at bevise geometriske sætninger og startede derved en tradition, der kulminerede tre hundrede år senere med Euklids Elementer. Thales er mest kendt for at have sagt at 'alt stammer fra vand' sandsynligvis påvirket af den babylonske skabelsesmyte. Thales havde en kollega, Anaximander (610-546 f.v.t.) også fra Milet. Han bestemte årstidernes længde ud fra skyggen af en lodret pind og konstruerede det første solur, han tegnede det første kort over den kendte verden og lavede en himmelglobus der viste stjernebillederne. Han tilsluttede sig en gammel forestilling om, at himmellegemerne blev oplyst af en ild der slap gennem bevægelige huller i himmelkuppelen. Anaximander påstod, at Jorden svævede frit i rummet og havde form som en skiveformet cylinder. Han forklarede hvorfor Jorden forblev i ro med, at den har lige lang afstand til alting og derfor ikke har nogen grund til at bevæge sig i en bestemt retning. Matematikeren og mystikeren Pythagoras (580-500 f.v.t.) var elev af Thales og Anaximander. Han mente, at 'alt er tal' og han fandt, at de forskellige toner i et strengeinstrument kunne forstås som simple talforhold mellem strengenes længder. Den lidt dunkle filosof Heraklit (540-480 f.v.t.) mente, at alt i verden er i forandring og denne forandring sker i kraft af et universelt princip logos. Han mente, at kosmos er en slagmark idet enhver genstand er sammensat af modsætninger der parvis er knyttet sammen til et hele. En lille gruppe af græske filosoffer begynder at tænke over den fysiske verden, specielt den mikroskopiske, og om bevægelsens natur. Zenon (490-430 f.v.t.) opstillede paradokser om bl.a. bevægelsens umulighed. Han argumenterede for, at al bevægelse er en illusion: Når vi f.eks. ser en pil fare gennem luften, må den til ethvert givet tidspunkt befinde sig i et bestemt punkt af banen, men når den hele tiden er et bestemt sted, må den altså altid være i ro. Zenons paradoks kan også opfattes som en kritik af den pythagoræiske grundtanke om, at en linje består af en endelig række punkter. De første elementarfilosoffer, som prøvede at klarlægge naturens elementer, var dels Empedokles (490-430 f.v.t.) der foreslog de fire grundelementer jord, luft, ild og vand og dels Anaxagores (499-428 f.v.t.) som tænkte sig, at alting bestod af små bitte 'frø'. Han havde følgende skabelsesberetning: I sin urtilstand rummede verden en uendelig stor mængde af uendeligt små ting. Verdensfornuften satte i tidernes morgen en hvirvelbevægelse i gang, hvorved tingene blev udskilt som forskellige ting. Hans værk 'Om Naturen' er refereret af Platon og Aristoteles, men er kun bevaret i brudstykker. Efter at have hørt om fundet af en gigantisk meteorsten, der faldt i Aigospotamos i 468 f.v.t., sluttede Anaxagores, at solen ikke var en gud men en 'rødglødende sten - lidt større end Peloponnes'. Han forklarede solformørkelser med, at månen går mellem jorden og solen og endte med at blive fængslet for 'ugudelighed' fordi han opstillede teorier om de højeste ting såsom, at solen og månen ikke var guder. De materialistiske filosoffer har måske taget udgangspunkt i de matematiske punkter hos Pythagoras og Zenon og så tilføjet masse. De har også været inspireret af idéerne om grundelementer i naturen. Den egentlige grundlægger af atomlæren er Leukippos (ca. 440 f.v.t.), men ideerne er bedst bevarede gennem hans elev Demokrit (470-360 f.v.t.). De kaldes atomisterne og deres ideer virker påfaldende moderne: Alt er sammensat af atomer, der fysisk, men ikke geometrisk, er udelelige. Der er tomt rum mellem atomerne, atomerne er uforgængelige, de har altid været og vil altid være i bevægelse og der er et ubegrænset antal af atomer og atomarter, der adskiller sig med hensyn til form og størrelse.

Platon En af de mest indflydelsesrige forfattere fra det antikke Grækenland er uden tvivl Platon (427-347 f.v.t.). Platon er mest kendt for at have udødeliggjort Sokrates' tanker i sine dialoger, der er skrevet - og digtet - ti år efter Sokrates' død i 399 f.v.t. Platon rejste i denne periode til Ægypten, Sicilien og Italien og hjemvendt til det atter rolige Athen grundlagde han Akademiet i Athen. Dette var det første egentlige universitet og resterne findes stadig bevaret i dagens Athen. I hans mytiske skabelsesberetning, eller kosmogoni, "Timaios" forklarer han verden med et levende væsens idé som forbillede. Platons gud skabte ikke verden af intet, men ordnede om på et allerede eksisterende materiale, der bestod af rummet og flygtige elementer, der bevægede sig irregulært og uordnet. Det var matematiske strukturer der fungerede som byggesten, men før de blev ordnet forhindrede de idéen i at gennemtrænge verden og opbygge foranderlige strukturer. Herefter lagde Gud fornuft i sjælen, anbragte sjælen i legemet og skabte hele verden som et levende væsen, der besad fornuft og sjæl. Der er kun én verden, der kan ikke være mere end én, da den er skabt som en kopi der skal stemme så meget overens, med den evige original som muligt. Verden er én synlig levende skabning der i sig omfatter alle andre levende skabninger. Den er en globus, da kun en globus er lig sig selv overalt. Den roterer, da cirkelbevægelsen er den mest fuldkomne, og da det er dens eneste bevægelse, behøver den ingen arme eller ben. Skabningen har ingen øjne, da der ikke er noget omkring den at se. Den har ingen ører, da der ikke er noget at høre og den har ingen organer i sig, da der ikke er noget der kommer ud af den eller ind i den. Den er selvtilstrækkelig. Denne fortælling står i skarp kontrast til den kristne Gud, som er en ældre hvidskægget herre der skabte verden med et fingerknips. Den verden Platon taler om er jorden, og cirkelbevægelsen er himmelens bevægelse i forhold til jorden. Men selv om der er visse interessante træk ved fortællingen, er det meget svært at sammenligne den med noget andet. I Platons billede er hele verden indeholdt i Gud.

Aristoteles Med den store naturforsker Aristoteles (384-322 f.v.t.) begynder en helt ny tradition der bygger på iagttagelser og logisk ræsonnement. Aristoteles blev af Platon betegnet som 'den personificerede intelligens' og han har ganske givet været et slags omvandrende leksikon. Han sammenfattede den klassiske græske videnskab i hundredvis af værker hvoraf de vigtigste for kosmologien er 'Om himlen' og 'Physics' - den første fysikbog om naturen. Selv om Aristoteles prøvede at forklare alting ved hjælp af årsag og virkning, kunne han ikke helt afskaffe Gud. Ved at indføre begrebet Primus motor: den drivende kraft, eller første bevægende årsag i en årsagskæde, blev Gud ganske vist den absolutte årsag til alt, men ved mere almindelige fænomener kunne man klare sig med simpel logik. I afhandlingen 'Om himlen' hævdede Aristoteles, at tingene under månen er underkastet skabelse og forfald og består af de fire elementer jord, vand, luft og ild. De jordiske elementers naturlige bevægelse er retlinet. Fra månen og opefter er alting uskabt og uforgængeligt. Der er et femte element hvoraf himmellegemerne består, og dets naturlige bevægelse er cirklen. Stjernerne og planeterne består af det femte element og deres bevægelser skyldes de sfærer hvortil de er knyttet. De øverste lag er mere guddommelige end de nederste lag. Hvis vi fortsætter i afhandlingen 'Physics' finder vi 'den ubevægede bevæger' i den alleryderste sfære, i verdens omkreds. Den første bevæger forårsager en cirkelbevægelse, der som den eneste oprindelige bevægelse kan være fortsat og uendelig. Aristoteles' verdensbillede kom til at dominere stort set uimodsagt helt op i middelalderen og hans påstande blev sjældent afprøvet. Teorien kom dog i vanskeligheder da man erfarede at kometer (der blev anset for at være atmosfæriske fænomener) beskriver baner rundt om solen. Det kan også undre at man ikke tidligere indså, at ting der bliver kastet ikke bevæger sig langs rette linjer, men derimod beskriver parabelbaner. Keglesnit blev dog først studeret senere med Euklid.

Astronomi Den græske filosof Epikur (341-270 f.v.t.) byggede en lære om livslykke på et metafysisk grundlag, der var stærkt påvirket af Demokrit. Han mente, at verden består af atomer i talrige kombinationer og forandringer skyldes blinde hensigtsløse kræfters spil uden guddommelig styring. Epikur satte dermed guderne ud af spillet (de består af 'særligt fine atomer' og lever deres eget liv i evigt velbehag) og benægtede sjælens udødelighed (sjælen består af 'glatte atomer' der let kan smutte ind i alle legemets kroge og ligeså let spredes for alle vinde ved dødens indtræden). Hans filosofi blev brugt af digteren Lukretius. Af Epikurs mere end 300 skrifter er kun enkelte fragmenter kendt, men hans lære har dannet grundlag for den romerske digterfilosof Lukretius' store læredigt "Om tingenes natur". Oldtidens astronomer var ikke altid enige om solsystemets indretning og det kan skyldes tilfældigheder, at de rigtige ideer ikke vandt tilslutning. Den græske astronom Aristarch (310-230 f.v.t.) fra Samos foregreb Kopernikus idet han sagde, at jorden og planeterne drejede omkring solen og at jorden drejer sig om sin akse på 24 timer. Hypotesen blev desværre forkastet af mange, men blev støttet af astronomen Seleukos. Den græske geograf og astronom Eratostenes (275-195 f.v.t.) fra Kyros, der virkede som leder af biblioteket i Alexandria, tegnede det første kort der anvendte længde- og breddegrader. Han fandt ekliptikas hældning og beregnede jordens diameter med hidtil uset nøjagtighed: 99,4% af den rigtige værdi på 12.756 km. Oldtidens største astronom, Hipparch (161-126 f.v.t.), forkastede Aristarchs heliocentriske hypotese men forbedrede Aristarchs beregninger af solens og månens størrelse og afstande. Hipparch er mest kendt for at lave et katalog over positioner for 850 fiksstjerner, han opdagede også jævndøgnets betydning. Afstanden til Solen, udtrykt i jorddiametre, voksede i øvrigt støt mod den rigtige værdi (11.726) fra Aristarch (180) over Hipparch (1245) til Poseidonius (6545) der er lidt over halvdelen af den rigtige værdi. Poseidonius (135-51 f.v.t.) var, ligesom Aristoteles, et universalgeni der beherskede alle videnskaber og han blev senere lærer for Cicero. Cicero var medvirkende til at oversætte noget af den græske filosofi til latin og efterhånden kom den romerske kultur til at dominere. Men det romerske herredømme dræbte i bogstaveligste forstand den originale græske tænkning. Fysikeren og hydrostaten Arkimedes (287-212 f.v.t.) fra Syrakus på Sicilien konstruerede også kastemaskiner for at holde romerne tilbage under den anden puniske krig. Men efter to års belejring trængte soldaterne ind i byen og fandt Arkimedes i færd med at tegne geometriske figurer. Hans sidste ord var: 'Forstyr ikke mine cirkler!'. Cirklerne blev skånet, men Arkimedes blev dræbt af de romerske soldater.

Et romersk læredigt Den romerske digter og filosof Carus Lukretius (97-55 f.v.t.) skrev et læredigt, "Om tingenes natur", baseret på Epikurs filosofi. Lukretius havde mange træffende forslag om Universets indretning: Intet opstår af intet Intet kan forsvinde Stof eksisterer i form af usynlige partikler, atomer Udover stof indeholder Universet tomt rum, vakuum Universet består af stof og tomt rum og intet andet Atomerne er udelelige Universet har ingen grænser Universet har intet centrum. Måske har romerne været tilfredse med det verdensbillede der kom til udtryk i digtet. Der kom ikke andre væsentlige bidrag til kosmologien fra den romerske kultur. Den blomstrende græske filosofi og videnskab var forbi, krige og politiske fejder prægede udviklingen. I årene 42-455 e.v.t. blev ikke færre end 33 romerske kejsere myrdet og frataget datidens mægtigste post. Religionen kom også til at spille en langt større rolle.

Epicykler Men i Alexandria var der stadig lærde forskere. Geografen og astronomen Ptolemæus (ca. 100-170 e.v.t.) samlede al kendt viden om astronomi i bogen "Almagest" - 'Den største'. Det var et værk i 13 bind, der bl.a. indeholdt en tabel med nøjagtige positioner for de tusind klareste stjerner. Afstanden til månen blev bestemt til at være 29,5 jorddiametre, i god overensstemmelse med den rigtige værdi på 30,2. Hans beskrivelse af solsystemet var baseret på flere hundrede års optegnelser over planeterne og han bestemte størrelsen og rotationshastigheden af de epicykler som korrigerede de perfekte cirkelbevægelser som planeterne skulle følge. Forudsigelserne var så nøjagtige, at de kunne bruges i over 1000 år, men da var de ophobede fejl også blevet så store, at man måtte justere systemet betydeligt for at få det til at stemme. Det blev alt for kompliceret og æstetisk utiltalende. I det Ptolemæiske verdensbillede, gik alle bevægelige himmellegemer i kredsløb om jorden. Solen og månen blev også regnet som planeter! Dette geocentriske verdensbillede ved vi idag er forkert, men fordi det stemte så godt blev det accepteret i mere end 1000 år.

Kirken dominerer lærdommen Den romerske kirkefader Aurelius Augustin (354-430 e.v.t.) tænkte måske lidt mere frit over tidens paradoks end andre munke. På spørgsmålet om, hvad Gud foretog sig før han skabte verden gav han ikke det sædvanlige svar: 'Han forberedte Helvede for de som stiller den slags spørgsmål!'. I stedet sagde han, at tiden var en egenskab ved universet, som Gud har skabt. Tiden eksisterede ikke før universets begyndelse. Augustin havde som ung rejst og modtaget uddannelse i Kartago i Nordafrika og var påvirket af den klassiske græske filosofi, men han valgte alligevel den kristne teologi. Den græske filosofi blomstrede nu kun i den arabiske verden hvor den blev udbredt med Islam. Der skulle dog gå endnu nogle århundreder før de klassiske græske værker fandt vej til de europæiske munkeklostre, og blev oversat fra arabisk til latin (biblioteket i Alexandria var blevet brændt, så de græske originaludgaver var gået tabt). En vigtig beskæftigelse blev efterhånden at afskrive bøgerne og ofte blev de passager der ikke stemte med den kristne tro ændret eller simpelthen fjernet. Dominikanermunken Thomas Aquinas (1225-1274) byggede bro mellem Aristoteles' lære og den kristne teologi. Han udviklede en slags 'dobbelttro' hvor den rette tro både kan erhverves gennem åbenbaringen og fornuften. Herefter blev videnskab en vigtig del af den vestlige intellektuelle kristne tradition. Men det blev med henvisning til gamle autoriteter fremfor gennem eksperimenter. Den moderne videnskabs grundlæggere, Kopernikus, Kepler og Galilei, skulle kæmpe mod både Aristoteles og bibelens lære. Fire hundrede år er gået siden Bruno blev brændt på bålet for sine radikale teorier. Dengang sad den katolske kirke på magten. I dag er rollerne byttet om og videnskaben bruges ofte som autoritet. De fleste moderne kosmologer holder religionen fri af deres forskning, men der findes enkelte som henviser til Gud (den bibelske) i diskussionen af verdens skabelse. Naturvidenskaben har i dag overtaget de filosofiske spørgsmål og der løber konstant rapporter ind om rekord-gamle galakser, den seneste er 12,2 mia. lysår væk og observeret med det 10 m store Keck teleskop. Men kan naturvidenskaben give tilfredsstillende svar på spørgsmålet om hvorvidt Universet blev skabt på et bestemt tidspunkt? Nej, vi nærmer os nemlig tidspunktet t=0 på en logaritmisk skala der ikke indeholder 0. Man kan derfor hævde, at der stadig er basis for lidt religiøs spekulation på det punkt? Hvad er der egentlig galt med videnskaben? Kan den ikke forklare alt?

Gud og den nye fysik Problemet består i, at de to hjørnesten i moderne naturvidenskab: generel relativitetsteori og kvantemekanik giver modstridende resultater, når man anvender dem på fænomener der har så høj energi, som der herskede i big bang. Nogle mener, at hvis man en dag finder en sammenfattende teori for både tyngdekraften og de atomare kræfter (som alle tre er smukt forenet), så vil man kunne svare på alle spørgsmål! Der arbejdes ihærdigt med at løse de matematiske problemer, idet eksperimenter selvsagt er udenfor rækkevidde (man kan ikke skabe sit eget Univers i laboratoriet) og optimismen er stor selv om mange idéer har vist sig at være ufrugtbare. Den berømte engelske kosmolog Stephen Hawking skriver i sin populære bog, 'A Brief History of Time': ''...hvis der virkelig er en fuldstændig forenet teori, vil den formentlig tillige bestemme vore handlinger. Og således vil teorien selv bestemme udfaldet af vores søgen efter den!''. Det kan godt være, at hvis vi kendte teorien for alting, så ville vi kende Guds tanker og meningen med hele Universet, men vil det ændre på om vi har en fri vilje? Næppe, videnskaben nærmer sig en dybere forståelse, af hvor alting kom fra, uanset om der findes en endelig teori og om denne teori kan forbindes med en skabende Gud. Men den detaljerede viden er forbeholdt de få, der kan bane sig vej ind i matematikkens abstrakte univers.