Krysztalowe sfery Eudoksosa

Niekorzystne piętno na astronomii greckiej wycisnął Platon (ok. 427-347 p.n.e.). Twierdził on, że
istnieje fundament wszystkiego, bez którego nic nie można pojąć, wprowadzając jako pierwszy do
filozofii europejskiej pojęcie bytu niezależnego od materii. Tę rzeczywistość idealną i wieczną, tworzą
według Platona idee, będące prawzorami rzeczy przemijających, które przez to stają się
uzależnionymi od idei. Umieszczając idee poza rzeczami głosił, że świat zmysłowy powstał dzięki
połączeniu idei z materią. która jako tworzywo istniała wiecznie, zaś ogólnym trendem rozwojowym
tego świata jest odchylanie się od idei w kierunku rozpadu. Idealistyczna myśl Platona znalazła swoje
odbicie w mniemaniu, iż poznawalna poprzez zmysły przyroda jest zniekształconym i niepełnym
odbiciem świata materialnego. Implikacje tej tezy są niezwykle istotne: zgodnie z nią obserwowalny
ruch planet stanowi odbicie prostego i regularnego ruchu idealnej rzeczywistości, należy więc
poszukiwać prostych praw matematycznych, które nim rządzi. W tym sensie myśl Platona odegrała w
astronomii ważną rolę i pod jej wpływem Jan Kepler będzie poszukiwał prawa ruchu planet. Sam
Platon nie zajmował się wiele astronomią, jednakże pozostawione przez niego dzieła mogą, być
wykorzystywane do analizy poglądów astronomicznych i fizycznych tego filozofa. Okazuje się, na
przykład, że do wyjaśnienia świata opisywanego przez fizykę potrzebne było Platonowi założenie
dotyczące istnienia tzw. najkrótszych linii, definiowanych za pomocą punktów brzegowych. Linie te
umożliwiały skonstruowanie wszystkich podstawowych symetrii, a skoro punkty nie maja, rozciągłości i
można je tylko numerować, ciała o regularnych kształtach dadzą się sprowadzić do liczby.
Koncepcja Platona - świat ograniczony, jedyny, kulisty. obracający się, w którym wszystko można
sprowadzić do liczby - utwierdziła poglądy pitagorejczyków i stała się podstawą do dalszych rozważań
o modelu świata. Opierając się na tych założeniach Platon nakłaniał swych uczniów do opracowania
takiego modelu Wszechświata, który wyjaśniałby obserwowane na niebie ruchy planet i uwzględniał
trzy powyższe tezy. Było to naturalnie zadanie niemożliwe do wykonania i miało udręczać astronomów
przez najbliższe 2 tysiące lat.

Pierwszy wyzwanie podjął Eudoksos z Knidos (408-355 p.n.e.), jeden z najzdolniejszych uczni
Platona. Był on dobrym obserwatorem i dokonał na niebie wielu ważnych spostrzeżeń, które
uwzględnił w swym modelu budowy Wszechświata. Nieruchomą Ziemię umieścił on w środku świata.
Dokoła niej jako stałego środka miały obracać się z różnymi prędkościami kryształowe sfery z
przymocowanymi do ich powierzchni gwiazdami, planetami, Słońcem i Księżycem.

Model ten nazywamy ,, systemem sfer homo-centrycznych", ponieważ usiłował przedstawić cały
Wszechświat w postaci układu pustych, współśrodkowych kuł, które były umieszczone jedna w
drugiej. Oś obrotu każdej z nich była przymocowana do sfery sąsiedniej i obracała się razem z nią.

Najbardziej na zewnątrz znajdowała się sfera gwiazd stałych, obracająca się raz w ciągu doby ze
wschodu na zachód. Wewnątrz niej mieściły się sfery pozostałych ciał niebieskich, które jednak nie
były bezpośrednio do nich przyczepione, lecz do innych jeszcze sfer. Na przykład dla Księżyca
przyjmował Eudoksos 3 sfery: pierwsza okrążała Ziemię z zachodu na wschód raz na miesiąc, druga
toczyła się dokoła niej ze wschodu na zachód w ciągu 18,5 lat, trzecia zaś odchylała na północ lub
południe od ekliptyki.

Nieco podobna konstrukcja tłumaczyła dzienny i roczny ruch Słońca na niebie. Jednakże ruchy planet
są bardziej skomplikowane i dlatego każda z nich wymagała użycia aż 4 sfer. Planety przecież nie
tylko biorą udział w ruchu dobowym sfery niebieskiej i wolno przesuwają się z zachodu na wschód, ale
również odchylają się w obie strony ekliptyki i ponadto od czasu do czasu zakreślają na niebie sławne
pętle.

Zjawisko powyższe przedstawiały 2 sfery, które obracały się w bardzo specyficzny sposób, obie
bowiem wirowały z jednakową prędkością, lecz w przeciwnych kierunkach, wynikiem czego był
"ósemkowaty" ruch planety w płaszczyźnie ekliptyki.

W sumie więc Eudoksos dla wyjaśnienia ruchów gwiazd stałych. Słońca, Księżyca i pięciu znanych
wówczas planet potrzebował 27 sfer. Odpowiedni dobór prędkości ich obrotu i nachylenia osi pozwalał
na krótką metę dość dobrze przedstawić ruchy ciał niebieskich. Wkrótce jednak ujawniły się pewne

1

braki systemu Eudoksosa, toteż jego uczeń Kallippos z Kyzikos (? - ok. 330 p.n.e.) zmuszony był
zmienić nieco model swego mistrza i dodać 7 dalszych sfer. Jeszcze dalej poszedł Arystoteles ze
Stagejry (384-322 p.n.c.), który posługiwał się już 59 sferami.

Arystoteles był niewątpliwie najwybitniejszym i najwszechstronniejszym myślicielem starożytnej Grecji.
Swą działalność rozpoczął jako uczeń Platona, od którego zresztą przejął wielepoglądów, chociaż do
niektórych z nich odnosił się później krytycznie. Podobnie jak Platon, okazał się on znacznie większym
filozofem niż astronomem i fizykiem, o czym jednak przekonano się dopiero w epoce Odrodzenia. Do
tego czasu dorobek naukowy Arystotelesa cieszył się wielkim autorytetem, toteż jego poglądy wywarły
głęboki wpływ nie tylko na naukę grecką, lecz jeszcze może silniejszy na średniowieczną myśl
europejską i arabską.

Wszechświat - według poglądu Arystotelesa - był zbudowany z pięciu elementów, posiadających w
nim swe naturalne położenia. Wśród nich najcięższa była Ziemia i dlatego znajdowała się w środku
świata. Nieco lżejsza woda tworzyła na jej powierzchni morza, jeziora i rzeki, a lżejsze od niej
powietrze otaczało wokół glob ziemski. Sfera ognia sięgała aż do sfery Księżyca. Ponad nią były już
ciała niebieskie, zbudowane z eteru, który w przeciwieństwie do czterech pierwszych elementów miał
być doskonały i wieczny. Ciała niebieskie były oczywiście obdarzone wiecznym ruchem kołowym.

Zdecydowanie natomiast odrzucał Arystoteles wszelkie poglądy o ruchu Ziemi, którą jednak uważał za
kulę. Jako dowód przytaczał obserwowany podczas zaćmień Księżyca kulisty kształt jej cienia oraz
fakt, iż w miarę przesuwania się na południe ukazują się na niebie coraz to inne gwiazdozbiory.
Dokoła nieruchomej Ziemi miały krążyć realnie istniejace sfery ciał niebieskich zbudowane z idealnie
przezroczystego kryształu. Obracały się one dokoła ziemskiego globu i unosiły poszczególne ciała
niebieskie, które były uporządkowane w następującej kolejnosci: Księżyc, Słońce, Wenus, Merkury,
Mars, Jowisz, Saturn i gwiazdy stałe.

Główna idea tego poglądu - geocentryzm -przetrwała w nauce do XVI stulecia. Sama jednak teoria
sfer współśrodkowych musiała upaść już w starożytności, ponieważ miała jeden zasadniczy brak.
Przewidywała mianowicie, że planety zachowują niezmienną odległość od Ziemi. Tymczasem jasność
tych ciał ulega okresowym wahaniom, co można wyjaśnić tylko ich zbliżaniem do naszego globu i
oddalaniem się od niego. Dokładniejsze zaś obserwacje wykazały, iż w niewielkich granicach zmienia
się także pozorna jasność Słońca i Księżyca, a więc i te ciała nie zachowują stałej odległości od Ziemi.
Zjawiska powyższego w żaden sposób nie dało się wyjaśnić za pomocą sfer homocentrycznych.

2

3