Naukowcy i ich odkrycia. XVI-XX wiek - ebook

Gribbin opanował do perfekcji ukazywanie osobowości swoich bohaterów w kilku akapitach, a jego uwielbienie dla nauki i naukowców przebija z kart książki… Rozwój zachodniej nauki na przestrzeni ostatnich 500 lat jest jednym z sukcesów ludzkości. Gribbin dostarcza nam wspaniałe dzieło wprowadzające do świata niesamowitości.

Terrence Kealy, „Sunday Telegraph”

Fascynująca i wciągająca historia nauki.

Adrian Berry, „Literary Review”

Giganci nauki są tutaj należycie opisani, jak też drugoplanowi bohaterowie… Książkę czyta się niemal jak kryminał, zaś sprawny narrator, jakim jest Gribbin, sprawia, że każdy opis nowego odkrycia staje się niemal objawieniem. Do fragmentów, które najbardziej mi się podobały, mogę zaliczyć relację na temat kłótliwości i zgorzkniałości Newtona, klarowną analizę rozwoju teorii kwantowej oraz równie przystępny i zwięzły opis obecnego stanu kosmologii.

A.C. Grayling, „Independent on Sunday”

Ogromne gratulacje dla Johna Gribbina. Ta książka to efekt połączenia niesamowitej erudycji i całego życia spędzonego na pracy nad tym, jak pisać ciekawie o nauce i naukowcach.

Robert Macfarlane, „Spectator”

Prawdziwy książkowy przebój stanowiący źródło informacji na temat czterech i pół wieku współczesnej nauki i tych, którzy się nią zajmowali.

„Discover”

Pod wieloma względami Naukowcy i ich odkrycia mogą służyć jako podręczne dzieło encyklopedyczne. Każda historia naukowca, treściwa i zajmująca, może być starannie przestudiowana i indywidualnie doceniona. Historycy mogą mieć drobne zastrzeżenia co do niektórych detali czy analiz, ale to nieistotne. Praca Gribbina oferuje czytelnikowi zajmujący i pełen szczegółów wgląd w ogromne dokonania nowoczesnej nauki od czasów renesansu.

„The Washington Post”

Fanatycy nauki pokochają książkę za trudno dostępne informacje… jest jak żyła złota. Może też posłużyć nowicjuszom jako doskonały wstęp do poznania nauki.

„The News & Observer” (Raleigh, Północna Karolina)

Naukowcy i ich odkrycia są doskonałą lekturą dzięki wnikliwemu opisowi osobowości uczonych i tego, jak nauka rozwija się dzięki wcześniejszym odkryciom. Autor, astrofizyk, najbardziej znany jako historyk nauki, bierze na swoje barki trud opisania dokonań stosunkowo nieznanych badaczy, których odkrycia pozwalają lepiej zrozumieć gwiazdy nauki.

„The Columbus Dispatch”

Wspaniała… zmusza mnie do użycia stereotypowej oceny, do której, jak ślubowałam dawno temu, miałam nigdy się nie uciekać: tour de force.

„Spectator”

Gribbin spisał ludzką historię nauk przyrodniczych. Przedstawił zarówno sławnych, jak i nieznanych naukowców od renesansu po dzień dzisiejszy oraz ich osobiste historie, które czynią tę książkę bestsellerem.

„Library Journal”, Best Science-Technology Books 2003

Zaludniona postaciami i cechująca się naukową jasnością praca Gribbina jest przykładem, w jaki sposób powinno się popularyzować zainteresowanie historią nauki.

„Booklist”

Niezastąpiona książka.

„New Scientist”

Obszerna (i ciężka) jak podręcznik. Ta niesamowicie wciągająca książka popularnonaukowa przedstawia rozwój nowoczesnej nauki na podstawie indywidualnych biografii naukowców, zarówno tych znanych, jak i pomijanych… Prawdziwą przyjemność daje sposób, w jaki Gribbin… przedstawia nie tylko rozwój nauki, ale również szczegóły z osobistego życia jej bohaterów.

„Publishers Weekly”

Chwytliwa i zajmująca… Cudownie i przyjemnie przystępna.

„Independent on Sunday”

Doświadczamy triumfów i porażek jego bohaterów, tak jakbyśmy znali ich osobiście… Złapałem się na tym, że pożeram strony.

„Sunday Telegraph”

Tak wielu naukowców tutaj ożywa.

Roy Porter

Przegląd historii nauki, zaludniony błyskotliwymi i godnymi zapamiętania postaciami, który się dobrze czyta.

„Kirkus Reviews”

Mistrz pisarstwa popularnonaukowego.

„Sunday Times”Podziękowania

Pragnę podziękować następującym instytucjom, które zapewniły mi dostęp do swoich bibliotek oraz innych materiałów: Akademii Nauk w Paryżu, Ogrodowi Botanicznemu w Paryżu, Bibliotece Bodlejańskiej w Oksfordzie, Muzeum Brytyjskiemu w Londynie, Muzeum Historii Naturalnej w Londynie, Laboratorium Cavendisha w Cambridge, Londyńskiemu Towarzystwu Geologicznemu, Down House w hrabstwie Kent, Towarzystwu Linneuszowskiemu w Londynie, Królewskiemu Towarzystwu Astronomicznemu w Londynie, Królewskiemu Towarzystwu Geologicznemu w Londynie, Towarzystwu Królewskiemu w Londynie, Kolegium Świętej Trójcy w Dublinie oraz Bibliotece Uniwersytetu Cambridge. Jak zawsze Uniwersytet Sussex zapewnił mi bazę oraz swoje wsparcie razem z dostępem do Internetu. Wymienienie wszystkich osób, z którymi przedyskutowałem aspekty tego projektu, jest niemożliwe, jednak wiadomo, o kim mowa, i im wszystkim pragnę złożyć podziękowania.

W książce pojawiają się zaimki osobowe w liczbie pojedynczej oraz w liczbie mnogiej. Pierwszych używałem, rzecz jasna, by wyrazić własną opinię na temat prezentowanych problemów naukowych. W drugim przypadku miałem na myśli siebie oraz moją pisarską wspólniczkę – Mary Gribbin. Jej pomoc w czynieniu tych słów zrozumiałymi dla nie-naukowców była istotna w tej, jak i innych moich książkach.Wprowadzenie

Najważniejszą lekcją, jaką możemy wyciągnąć z nauki na temat naszego miejsca we Wszechświecie, jest to, że nie jesteśmy wyjątkowi. Początek tej koncepcji dał w XVI w. Mikołaj Kopernik, gdy zasugerował, że Ziemia nie leży w centrum Wszechświata. Rozpędu nabrała na początku XVII w. po Galileuszu, który wykorzystał teleskop, żeby pozyskać dowody na to, że Ziemia rzeczywiście krąży wokół Słońca. W wyniku astronomicznych odkryć dokonanych w następnych wiekach, naukowcy ustalili, że Ziemia jest zwyczajną planetą, a Słońce po prostu gwiazdą (jedną z kilku setek miliardów gwiazd w naszej Galaktyce – Drodze Mlecznej), sama zaś Droga Mleczna – typową galaktyką (jedną z kilku setek miliardów widocznych we Wszechświecie). Pod koniec XX w. zasugerowano nawet, że sam Wszechświat nie jest unikalny.

W tym samym czasie biolodzy próbowali znaleźć jakikolwiek dowód na istnienie specjalnych „sił witalnych”, które rozróżniłyby żywą materię od nieożywionej, dochodząc przy tym do wniosku, że życie jest skomplikowaną formą chemiczną. Dzięki szczęśliwemu dla historyków przypadkowi, jednym z przełomowych wydarzeń na początku biologicznych badań nad ludzkim ciałem była publikacja De Humani Corporis Fabrica (O strukturze ludzkiego ciała) Andreasa Wesaliusza z 1543 r. W tym samym czasie Mikołaj Kopernik ogłosił swoje dzieło De Revolutionibus Orbium Coelestium (O obrotach sfer niebieskich). Tym samym to właśnie 1543 r. można uznać za moment rozpoczęcia rewolucji naukowej, która przemieniła najpierw Europę, a następnie cały świat.

Oczywiście jakikolwiek wybór daty początkowej w historii nauki jest przypadkowy, a moja opowieść jest ograniczona zarówno w zakresie geograficznym, jak i czasowym.Moim celem jest nakreślenie postępu zachodniej nauki od czasów renesansu do końca XX w. Oznacza to, że odsuwam na bok osiągnięcia starożytnych Greków, Chińczyków oraz arabskich naukowców i filozofów, którzy wykonali wielką pracę, poszukując wiedzy na temat naszego świata, w czasie gdy Europejczycy przeżywali okres średniowiecza. Oznacza to jednak również, że opowiadana przeze mnie historia jest spójna, z jasno określonym początkiem zarówno w czasie, jak i przestrzeni, przedstawia bowiem rozwój światopoglądu, który leży w sercu naszego dzisiejszego rozumienia Wszechświata oraz naszego w nim miejsca. Okazało się, że ludzkie życie nie różni się niczym od innych form życia na Ziemi. Jak ustaliła praca Karola Darwina i Alfreda Wallace’a, wszystko, co jest potrzebne, aby ameba przeistoczyła się w istotę ludzką, to proces ewolucji przez selekcję naturalną i mnóstwo czasu.

Wszystkie przykłady, o których tutaj wspomniałem, podkreślają jeszcze jedną cechę procesu opowiadania. Naturalne jest, że opisując kluczowe wydarzenia, bierze się pod uwagę pracę konkretnych jednostek, które zaznaczyły się w historii nauki, takich jak Kopernik, Wesaliusz, Darwin, Wallace i reszta. Jednak nie znaczy to, że nauka rozwinęła się tylko i wyłącznie w efekcie pracy tych niezastąpionych geniuszy, którzy mieli specjalny wgląd w tajniki działania świata. Byli jednostkami nieprzeciętnymi (choć nie zawsze), jednak z pewnością nie byli niezastąpieni. Postęp naukowy budowany jest krok po kroku i tak jak pokazuje przykład Darwina i Wallace’a, kiedy nadchodzi odpowiedni czas, dwie osoby, a nawet więcej, mogą postawić kolejny krok niezależnie od siebie. To szczęśliwy zbieg okoliczności lub przypadek powodują, że konkretny naukowiec jest zapamiętany jako odkrywca nowego zjawiska. Istotniejszy od ludzkiego geniuszu jest postęp technologiczny. Dlatego też nie powinien dziwić fakt, że początek naukowej rewolucji zbiega się w czasie z ulepszeniem teleskopu i mikroskopu.

Na myśl przychodzi mi tylko jeden wyjątek od tej reguły i nawet jestem skłonny do zakwalifikowania go jako fenomenu w większym stopniu, niż czynią to inni historycy nauki. Izaak Newton jest bezsprzecznie wyjątkowym przypadkiem zarówno ze względu na szeroki zakres jego osiągnięć naukowych, jak i – w szczególności – jasność i przejrzystość sposobu, w jaki wyłożył podstawowe zasady, na których opiera się nauka. Jednak nawet Newton bazował na swoich poprzednikach, w szczególności na Galileuszu i Kartezjuszu. Tym samym jego zasługi w naturalny sposób podsumowują osiągnięcia wcześniejszych badaczy. Gdyby Newton się nie urodził, postęp naukowy opóźniłby się o kilka dekad – ale tylko o kilka. Zarówno Edmond Halley, jak i Robert Hooke mogli dojść do prawa grawitacji Newtona indywidualnie. Gottfried Leibniz w zasadzie samodzielnie wynalazł rachunek różniczkowy (i potrafił zrobić z niego lepszy użytek niż Newton). Natomiast falowa teoria światła Christiaana Huygensa była opóźniona, Newton bowiem wspierał koncepcję z nią rywalizującą.

Wszystko to nie powstrzyma mnie jednak od opowiedzenia własnej wersji historii nauki, w oparciu o zaangażowanych w nią ludzi, w tym Newtona. Mój wybór postaci z założenia nie jest całościowy, nie taki charakter ma mieć również przedstawienie ich życia i pracy. Wybrałem anegdoty, które ukazują postęp naukowy w przedstawionym w książce kontekście. Niektóre historie i postaci mogą być znane czytelnikowi, inne (mam nadzieję) trochę mniej. Ale znaczenie ludzi i ich życia polega na tym, że odzwierciedlają społeczeństwo, w którym żyli. Dlatego omówienie na przykład sposobu, w jaki praca jednego naukowca wynikała z osiągnięć innego, ma na celu wykazanie, jak jedno pokolenie naukowców wpływało na kolejne. Nasuwa się tutaj pytanie, jak to wszystko się zaczęło – „gdzie zrodził się pierwszy impuls”. Ale w tym przypadku odpowiedź wydaje się prosta, zachodnia nauka zaczęła się wraz z epoką renesansu. A kiedy już się zaczęła, dając impuls dla nowych technologii, potoczyła się wartko dalej. Przy okazji pojawiały się pomysły doprowadzające do ulepszenia technologii, a ta z kolei zapewniała naukowcom środki do sprawdzenia ich nowych pomysłów z coraz to większą dokładnością. Najpierw przyszła technologia, ponieważ łatwiej jest konstruować maszyny metodą prób i błędów, bez pełnego zrozumienia zasad ich działania. Ale gdy tylko nauka połączyła się z technologią, postęp ruszył naprawdę.

Debatę nad tym, kiedy i gdzie rozpoczęła się epoka renesansu, pozostawię historykom. Początek odrodzenia w Europie Zachodniej przypada na 1453 r., kiedy to Turcy zdobyli Konstantynopol (29 maja). Do tego czasu posługujący się greką uczeni, widząc, jak wygląda sytuacja, uciekli na Zachód (początkowo do Włoch), zabierając ze sobą archiwalne dokumenty. Włoscy humaniści rozpoczęli natomiast dokładne badania tych materiałów, byli bowiem zainteresowani wykorzystaniem nauczania literatury klasycznej w procesie przywracania cywilizacji do stanu przed wiekami ciemnymi. Powstanie nowoczesnej Europy zgrabnie wiąże się tu z upadkiem ostatniej pozostałości po Cesarstwie Rzymskim. Jednak równie ważnym czynnikiem, jak wielu argumentowało, było wyludnienie Europy wskutek epidemii dżumy, która miała miejsce w XIV w. Ci, którzy przeżyli, zakwestionowali całą podstawę społeczeństwa. Sprawili bowiem, że praca stała się kosztowna, i tym samym przyczynili się do wynalezienia urządzeń mających zastąpić siłę ludzkich rąk. Wciąż jednak nie jest to cała historia. Wynalezienie ruchomych czcionek przez Johanna Gutenberga w połowie XV w. w oczywisty sposób wpłynęło na to, co miało stać się nauką, a odkrycia dokonane dzięki kolejnemu postępowi technologicznemu – żaglowcom, które były zdolne do przepłynięcia oceanów – zreformowały społeczeństwo.

Podanie konkretnej daty końca renesansu jest równie trudne jak wyznaczenie jego początku. W zasadzie można powiedzieć, że ta epoka wciąż trwa. Ogólnie przyjętą datą jest koniec XVII w., ale z dzisiejszej perspektywy lepszym wyborem mógłby być 1687 r., w którym Izaak Newton opublikował swoje wielkie dzieło Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematyczne zasady filozofii naturalnej) i – cytując Alexandra Pope’a – „wszystko jest jasne”.

Rewolucja naukowa nie odbywała się w odosobnieniu. Na pewno jej początki nie należały do głównego nurtu przemian cywilizacyjnych, choć na wiele sposobów nauka (poprzez jej wpływ na technologię i nasz światopogląd) stała się siłą napędową kultury Zachodu. Chciałbym pokazać, jak się rozwijała, ale nie ma tutaj miejsca na to, by należycie przedstawić pełen kontekst dziejowy, tak samo jak w większości książek o historii nie ma miejsca na ukazanie historii nauki. Nie ma tutaj miejsca nawet, by przedstawić należycie całą naukę, więc jeżeli czytelnik chce poznać dogłębniej kluczowe założenia teorii kwantowej lub ewolucji przez dobór naturalny, czy może chce dowiedzieć się więcej o płytach tektonicznych, musi zajrzeć do innych książek (także do napisanych przeze mnie). Mój wybór zdarzeń jest niekompletny, a przez to do pewnego stopnia subiektywny. Moim celem jest jednak danie czytelnikowi wrażenia pełnego przeglądu nauki: począwszy od momentu uświadomienia, że Ziemia nie jest w centrum Wszechświata, a ludzie to „tylko” zwierzęta, aż do teorii Wielkiego Wybuchu i kompletnej mapy ludzkiego genomu – co obejmuje zaledwie 450 lat.

W swoim New Guide to Science (Nowy podręcznik nauki) (bardzo różniącym się od wszystkiego, co mógłbym kiedykolwiek napisać) Izaak Asimov mówi, że powodem podejmowania przez niego prób wyjaśnienia historii nauki osobom, które nie są naukowcami, jest to, że:

Nikt we współczesnym świecie nie może czuć się jak w domu i osądzać natury jego problemów – i możliwości ich rozwiązań – jeśli nie ma rozsądnego wyobrażenia o tym, czym zajmuje się nauka. Co więcej, zagłębienie się we wspaniały świat nauki przynosi wielką, estetyczną satysfakcję, inspirację dla młodzieży, nasycenie żądzy wiedzy, a także głębsze docenienie wspaniałych możliwości i osiągnięć ludzkiego umysłu^(¹).

Sam nie mógłbym ująć tego lepiej. Nauka jest jednym z największych osiągnięć (prawdopodobnie największym) ludzkiego umysłu. Natomiast fakt, że postęp został dokonany w większości przypadków przez zwykłych ludzi, którzy krok po kroku budowali go na podstawach wypracowanych przez swoich poprzedników, sprawia, że historia ta jest nie mniej, ale właśnie bardziej niezwykła. Prawie każdy z czytelników tej książki, gdyby był we właściwym miejscu i we właściwym czasie, mógłby dokonać wspaniałych odkryć w niej opisanych. Postęp naukowy nie zwalnia tempa, niektórzy z was mogą jeszcze wziąć udział w następnym etapie tej historii.

John Gribbin

czerwiec 2001 r.Rozdział 1. Ludzie renesansu

Wyjście z ciemnych wieków

W epoce renesansu mieszkańcy Europy Zachodniej przestali patrzeć z nabożną czcią na osiągnięcia starożytnych cywilizacji. Jednocześnie uświadomili sobie, że stać ich na to, aby przyczynić się do rozwoju cywilizacji i społeczeństwa w ten sam sposób, jak niegdyś uczynili to Grecy lub Rzymianie. Zdziwienie współczesnego obserwatora budzi nie tyle fakt, iż to nastąpiło, ale że tyle czasu zajęło ludziom średniowiecza, aby pozbyć się kompleksu niższości. Dociekania na temat przyczyn powstania tej kulturowej przepaści leżą poza zakresem niniejszej książki. Jednak ci, którzy mieli okazję zobaczyć na własne oczy dokonania starożytnych cywilizacji w obrębie Morza Śródziemnego, domyślają się, dlaczego ludzie we wczesnym (od ok. 400 do 900 r. n.e.) i dojrzałym (od ok. 900 do 1400 r.) średniowieczu czuli się właśnie w ten sposób. Budowle takie jak Panteon czy Koloseum w Rzymie wciąż wzbudzają zachwyt i podziw. Natomiast w czasach, kiedy wiedza na temat tego, jak wzniesiono te budowle została zatracona, ówczesnym musiało się wydawać, że były one dziełami zupełnie innego gatunku, czy może nawet tworem Boga. W obliczu takiego namacalnego dowodu na prawie nadprzyrodzoną siłę dawnych cywilizacji, a także dopiero co odkrytych dokumentów świadczących o umysłowej sprawności starożytnych z terenów Bizancjum, akceptacja ich intelektualnej przewagi nad zwykłymi ludźmi, którzy nastąpili po nich, była dla ludzi średniowiecza naturalna. Nie śmieliby nawet kwestionować nauk wygłaszanych przez wielkich starożytnych filozofów jak Arystoteles czy Euklides, traktując je podobnie do Pisma Świętego. Tak właśnie wyglądała sytuacja na początku epoki renesansu. Ponieważ Rzymianie niewiele wnieśli do dyskusji o tym, co możemy nazwać naukowym poglądem na świat, oznaczało to, że do czasów renesansu wiedza o naturze Wszechświata zasadniczo nie uległa zmianie od czasów starożytnej Grecji – około 1500 lat przed pojawieniem się Kopernika. Jednak kiedy te idee zostały zakwestionowane, postęp nabrał zadziwiającego tempa – po piętnastu stuleciach stagnacji było ich mniej niż przez pięć kolejnych wieków od czasów Kopernika po dzień dzisiejszy. Istnieje pogląd, uważany przez wielu za banał, niemniej zgodny z prawdziwym stanem rzeczy, że typowy Włoch z X w. odnalazłby się doskonale w XV w., jednak Włoch z XV w. przeniesiony do obecnej rzeczywistości czułby się bardziej nieswojo, niż gdyby żył za czasów panowania cezarów.Elegancki model Kopernika

Sam Kopernik był pośrednią postacią w naukowej rewolucji i w jednym ważnym aspekcie przypominał bardziej jednego ze starożytnych filozofów niż naukowca ze swojej epoki. Nie wykonywał doświadczeń, nie prowadził nawet własnych obserwacji nieba (przynajmniej nie robił tego systematycznie), ani nie oczekiwał, że ktoś będzie próbował weryfikować jego teorie. Jego wielka koncepcja była właśnie ideą lub tym, co dzisiaj czasami nazywa się „eksperymentem myślowym”. Dotyczyła ona nowego i łatwiejszego sposobu wyjaśnienia schematu zachowań ciał niebieskich, które zostały ujęte w zawiłym systemie opracowanym (czy też rozpowszechnionym) przez Ptolemeusza. Dzisiaj pierwszym celem naukowca, który zaproponowałby teorię na temat działania Wszechświata, byłoby odnalezienie sposobu, za pomocą którego mógłby sprawdzić, na ile jest ona poprawna. Jednak ten kluczowy krok w rozwoju metody naukowej nie został wykonany w XV w. Kopernikowi nigdy nie przyszło na myśl, aby zweryfikować swoją teorię przy pomocy obserwacji, czy też zachęcić kogoś innego, by je poczynił. Uważał, że opracowany przez niego model jest lepszy niż ten zaproponowany przez Ptolemeusza. Argumentował to w ten sposób, że był on bardziej, we współczesnym znaczeniu tego słowa, elegancki. Nierzadko takie kryterium bywa wiarygodnym wskaźnikiem świadczącym o użyteczności danego modelu, ale nie zawsze niezawodnym. W tym przypadku jednak okazało się, że intuicja go nie zawiodła.

Systemowi Ptolemeusza z pewnością brakowało elegancji. Klaudiusz Ptolemeusz z Aleksandrii żył w II w. n.e. Wychował się w Egipcie, który wówczas pozostawał pod kulturowym wpływem Grecji (na co wskazuje sama nazwa miasta, w którym mieszkał). Niewiele wiadomo o jego życiu, ale prace, które pozostawił dla przyszłych pokoleń, stanowiły wielkie kompendium astronomicznej i kosmologicznej myśl Greków, rozwijającej się na przestrzeni pięciu stuleci. Dzieło Ptolemeusza jest bardziej znane pod arabskim tytułem Almagest, który oznacza „największe”. Niewątpliwie daje on wyobrażenie o tym, jak było ono postrzegane w późniejszych wiekach.Grecki tytuł natomiast tłumaczy się jako „Matematyczny zbiór”. Opisany w dziele system astronomiczny nie był pomysłem samego Ptolemeusza, choć zdaje się, że aleksandryjski astronom ulepszył i rozwinął teorie sformułowane przez starożytnych Greków. W przeciwieństwie do Kopernika, Ptolemeusz najprawdopodobniej sam wykonał większość obserwacji, a także naszkicował ruchy planet obserwowane przez jego poprzedników (sporządził też ważne mapy nieba).

Podstawą systemu Ptolemeusza był pogląd, że ciała niebieskie poruszają się po idealnych okręgach, po prostu dlatego, że okręgi są idealne. Tutaj widzimy przykład tego, jak elegancki styl niekoniecznie prowadzi do prawdy! W tym czasie znano tylko pięć planet, które brano pod uwagę: Merkurego, Wenus, Marsa, Saturna i Jowisza oraz Słońce, Księżyc i gwiazdy. Aby dostosować zaobserwowane ruchy tych obiektów do wymogu krążenia zawsze po idealnych okręgach, Ptolemeusz musiał dokonać dwóch istotnych poprawek do podstawowego założenia, że Ziemia leży w centrum Wszechświata i wszystko krąży wokół niej. Pierwsza zmiana (sama idea była znana już wtedy od dawna) dotyczyła ruchu poszczególnych planet, który mógł zostać opisany w następujący sposób: Ziemia stanowi centrum, a wokół niej krążą planety, które dodatkowo poruszają się po małych okręgach. Okręgi te zostały nazwane epicyklami. Druga zmiana, którą, jak się wydaje, Ptolemeusz sam udoskonalił, dotyczyła ogromnych, niewidzialnych sfer krystalicznych, które przenosiły ciała niebieskie po okręgu. Ciała te nie krążyły wokół Ziemi, lecz wokół zbioru punktów oddalonych nieco od Ziemi, nazwanych ekwantami, co pozwalało szczegółowo wyjaśnić ruch każdego pojedynczego ciała niebieskiego. Ziemia wciąż uchodziła za centralny punkt Wszechświata, jednak wszystko inne obracało się wokół ekwantów, a nie wokół Ziemi. Wielki okrąg ze środkiem w każdym ekwancie nazwany został deferentem^(²).

Model sprawdzał się w przypadku, gdy trzeba było wyjaśnić sposób, w jaki Słońce, Księżyc oraz inne planety poruszają się na tle stałych gwiazd (stałych w tym znaczeniu, że wszystkie pozostawały w tym samym ustawieniu, gdy razem z całą sferą niebieską poruszały się wokół Ziemi). Sądzono, że sfera niebieska, na której były umieszczone, znajdowała się na zewnątrz układu sfer niebieskich, które przenosiły inne obiekty wokół odpowiednich ekwantów. Nie podjęto jednak próby wyjaśnienia procesów fizycznych, które kryją się za tym ruchem, ani nie wyjaśniono natury tych sfer. Co więcej, model ten był częstokroć krytykowany za swoją nadmierną zawiłość. Konieczność brania pod uwagę ekwantów zaowocowała wątpliwościami, czy aby na pewno Ziemia znajduje się w centrum Wszechświata. Istniały nawet spekulacje (datowane od czasów Arystarcha, czyli III w. p.n.e. i niejednokrotnie wznawiane w następnych wiekach po Ptolemeuszu), że to Słońce jest w centrum Wszechświata, a Ziemia krąży wokół niego. Takie idee nie znajdywały jednak uznania, ponieważ było to sprzeczne ze „zdrowym rozsądkiem”. Przecież stała Ziemia nie mogła się ruszać! Jest to jeden z wiodących przykładów, który ilustruje potrzebę unikania „zdroworozsądkowego” myślenia, jeśli chcemy się dowiedzieć, jak działa świat.

Do wymyślenia modelu lepszego od tego, który opracował Ptolemeusz, zainspirowały Kopernika dwie rzeczy. Po pierwsze, każda z planet oraz Słońce i Księżyc powinny być traktowane w modelu osobno, z indywidualnymi przemieszczeniami względem Ziemi i własnymi epicyklami. Nie istniał żaden spójny i ogólny opis wyjaśniający, co się tak naprawdę dzieje. Po drugie, był jeden szczególny problem, o którym wiedzieli wszyscy, jednak zawsze był on zamiatany pod dywan. Przesunięcie orbity Księżyca względem Ziemi, wymagane do wyznaczenia zmian prędkości, z jakimi Księżyc porusza się po niebie, było na tyle duże, że Księżyc w pewnych okresach miesiąca powinien być znacznie bliżej Ziemi niż w innych. Zatem jego pozorna wielkość powinna się zmieniać w widoczny sposób (i być możliwa do wyznaczenia), a nie można było nic takiego zaobserwować. W pewnym sensie model Ptolemeusza umożliwia sformułowanie prognoz, które można sprawdzić za pomocą obserwacji. Jeżeli wyniki doświadczeń okazały się negatywne, oznacza to, że model geocentryczny nie jest dobrym opisem Wszechświata. Kopernik co prawda tak nie uważał, ale problem Księżyca w modelu ptolemejskim niepokoił go.

Mikołaj Kopernik wkroczył na scenę pod koniec XV w. Urodził się 19 lutego 1473 r. w Toruniu. Swoje imię i nazwisko zlatynizował później na Nicolaus Copernicus (co było powszechną praktyką, zwłaszcza wśród humanistów w czasach renesansu). Jego ojciec był bogatym kupcem, który zmarł w 1483 lub 1484 r. Wtedy Kopernikiem zaopiekował się wuj Łukasz Watzenrode, który później został biskupem Warmii. W 1491 r. (czyli rok przed pierwszą wyprawą Krzysztofa Kolumba do obu Ameryk) Kopernik rozpoczął studia na Akademii Krakowskiej, gdzie po raz pierwszy poważnie zainteresował się astronomią. W 1496 r. przeprowadził się do Włoch. W Bolonii i Padwie studiował prawo, medycynę oraz nauki humanistyczne i matematykę. Natomiast w 1503 r. podjął się obrony doktoratu z prawa kanonicznego na Uniwersytecie w Ferrarze. Jak wielu ludzi w jego czasach, Kopernik był pod silnym wpływem ruchu humanistycznego we Włoszech, co także odzwierciedlają jego studia. W 1519 r. opublikował nawet zbiór poetyckich listów Teofilakta Symokatty (Bizantyjczyka żyjącego w VII w.), które samodzielnie przetłumaczył z greki na łacinę.

Do czasu ukończenia doktoratu, Kopernik piastował już urząd kanonika we fromborskiej katedrze. Nominację zdobył dzięki wsparciu wuja Łukasza (jawny przykład nepotyzmu). Krewny zapewnił Mikołajowi intratną synekurę, którą ten piastował do końca życia. Do Polski Kopernik powrócił na stałe jednak dopiero w 1506 r. (co dowodzi, jak mało absorbujące były jego nowe obowiązki), pracując jako medyk i sekretarz wuja aż do jego śmierci w 1512 r. Potem Kopernik poświęcił się obowiązkom kanonika, praktykował medycynę oraz piastował różne pomniejsze stanowiska w urzędach państwowych, które nie zajmowały mu dużo czasu, mógł więc rozwijać swoje zainteresowanie astronomią. Należy jednak zaznaczyć, że jego rewolucyjne teorie na temat miejsca Ziemi we Wszechświecie zostały sformułowane już pod koniec pierwszej dekady XVI w.Ziemia się rusza!

Pomysły te nie pojawiły się znikąd, i pomimo ogromnego wkładu Kopernika w myśl naukową (czasami postrzeganego jako największy), wciąż pozostawał on człowiekiem swoich czasów. Ciągłość nauki (i pewna arbitralność w wyborze początkowej daty rozpoczęcia jej historii) wyraźnie podkreśla fakt, że Kopernik był pod silnym wpływem książki zatytułowanej Epitoma in Almagestum Ptolemaei (Streszczenie Almagestu Ptolemeusza), opublikowanej w 1496 r. czyli w czasie, kiedy był dwudziestotrzyletnim studentem dopiero zaczynającym się interesować astronomią. Książkę rozpoczął pisać Georg von Peuerbach (ur. 1423 r.), a ukończył i rozwinął jego przyjaciel i zarazem uczeń Niemiec Johannes Müller (znany również jako Regiomontanus od łacińskiej nazwy Królewca^(³) – miasta, w którym się urodził w 1439 r.). W dziele tym rozwinął pomysły swojego starszego kolegi po fachu i zarazem nauczyciela Georga von Peuerbacha (ur. 1423 r.), który został (oczywiście) również zainspirowany przez innych – i tak ten ciąg inspiracji można rozwijać dalej w mrok przeszłości. Rozpoczął on pracę nad współczesnym (piętnastowiecznym) streszczeniem Almagestu, dzieła Ptolemeusza. Najbardziej aktualny tekst był dostępny w łacińskim przekładzie Gerarda z Cremony z XII w., który przetłumaczył go z arabskiej wersji, wcześniej przełożonej z greki. Ambicją Peuerbacha było zaktualizowanie Almagestu poprzez powrót do najwcześniejszych greckich tekstów (niektóre z nich są obecnie przechowywane we Włoszech, gdzie znalazły się po upadku Konstantynopola). Niestety zmarł on w 1461 r., zanim ukończył tłumaczenie. Wcześniej jednak rozpoczął pisanie Epitomy, która podsumowałaby dostępne wydanie Almagestu. Leżąc na łożu śmierci, wymusił na Regiomontanusie ukończenie tej pracy. Ten nie tylko spełnił przyrzeczenie, ale uczynił coś, co pod wieloma względami było nawet istotniejsze: książka zawiera bowiem również więcej szczegółów na temat późniejszych obserwacji nieba, poprawki obliczeń Ptolemeusza oraz komentarz (istotny symbol przeświadczenia człowieka renesansu o jego równości intelektualnej ze starożytnymi uczonymi). W komentarzu jest ustęp zwracający uwagę na kluczową rzecz. Chodzi o pozorny rozmiar Księżyca na niebie, który nie zmienia się w sposób, w jaki opisywał to system Ptolemeusza. Regiomontanus zmarł w 1476 r., a jego dzieło nie zostało opublikowane przez kolejne 20 lat, do momentu kiedy młody Kopernik zaczął rozważania na ten temat. Jest wielce prawdopodobne, że gdyby zostało ono wydane przed śmiercią Regiomontanusa, ktoś inny, a nie Kopernik (który w 1476 r. miał tylko trzy lata), mógłby przejąć pałeczkę.

Kopernikowi wcale nie spieszyło się z ogłoszeniem swoich pomysłów. Wiemy, że jego model Wszechświata był zasadniczo ukończony w 1510 r., ponieważ niedługo po tej dacie rozesłał podsumowanie swoich idei w formie manuskryptu do kilku bliskich przyjaciół. Manuskrypt ten nosi nazwę Commentariolus (znany również jako Komentarzyk). Nie ma dowodów na to, jakoby Kopernik miał być szczególnie zaniepokojony ryzykiem prześladowania przez Kościół katolicki w razie opublikowania swoich tez. Choć należy przyznać, że jego Komentarzyk odbił się echem w Watykanie, gdzie został opisany na jednym z wykładów papieskiego sekretarza Johana Widmanstadta. Obecny był na nim papież Klemens VII oraz kilku kardynałów. Jeden z nich, Nicholas von Schönberg, napisał do Kopernika list, w którym ponaglał go do rozpowszechnienia jego pomysłów. List ten został zamieszczony na początku arcydzieła Kopernika De Revolutionibus Orbium Coelestium (O obrotach sfer niebieskich), kiedy ten w końcu w 1543 r. je opublikował.

Skąd więc to opóźnienie? Zaważyły dwa czynniki. Po pierwsze, Kopernik był zajętym człowiekiem. Jego posada kanonika może rzeczywiście nie wymagała wielkich nakładów pracy, choć dawała mu duży dochód, ale to wcale nie oznacza, że lubił wypoczywać, cieszyć się z bogactwa, parając się astronomią w ramach rozrywki i pozwalając życiu spokojnie toczyć się dalej. Jako medyk Kopernik poświęcał swój czas zarówno wspólnocie zakonnej w katedrze fromborskiej, jak i (nieodpłatnie) ubogim. Jako matematyk pracował nad planem reformy waluty (nie po raz ostatni sławny naukowiec podejmie się takiego zadania), a jego wykształcenie w dziedzinie prawa zostało dobrze spożytkowane przez diecezję. Nieoczekiwanie został również zmuszony do walki w 1520 r. przeciwko Krzyżakom. Kopernikowi powierzono dowodzenie zamkiem w Olsztynie i przez parę miesięcy bronił miasta przed najazdem militarnego zakonu. Niewątpliwie Kopernik był bardzo zajętym człowiekiem.Ale istniał też drugi powód, dla którego Kopernik zwlekał z publikacją. Miał świadomość, że jego model Wszechświata stawia wiele nowych pytań, nawet jeżeli odpowiada na część starych, to nie na wszystkie. Jak już powiedziano, Kopernik nie robił wielu obserwacji, choć miał ku temu doskonałe warunki, ponieważ nadzorował budowę wieży bez dachu, którą mógł uczynić swoim obserwatorium. Przypominał bardziej antycznego myśliciela lub filozofa niż współczesnego naukowca. Tym, co najbardziej nie dawało mu spokoju w systemie Ptolemeusza, w którym największy problem sprawiała orbita Księżyca, była konieczność użycia ekwantów. Nie mógł zaakceptować tego pomysłu, choćby ze względu na to, że dla kolejnych planet potrzebował ekwantów o różnych wartościach. W takim razie: gdzie leżał prawdziwy środek Wszechświata? Kopernik pragnął modelu, w którym wszystko poruszałoby się dookoła jednego punktu w niezmiennym tempie. Chciał tego z przyczyn estetycznych, bardziej niż czego­kolwiek innego. Jego model miał to ilustrować, jednak cel ten nie został osiągnięty. Umieszczenie Słońca w centrum Wszechświata było wielkim krokiem. Jednak Księżyc wciąż krążył wokół Ziemi i żeby wyjaśnić zagadkę, dlaczego wszystkie planety zwalniają i przyspieszają, wędrując po swoich orbitach, niezbędne okazało się utrzymanie epicykli. Epicykle były sposobem na odejście od idealnie okrężnego ruchu, przy jednoczesnym udawaniu, że ruch po perfekcyjnych okręgach jest nadal zachowany. Największym problemem dla Kopernika były gwiazdy. Gdyby Ziemia krążyła na orbicie wokół Słońca, a gwiazdy były przytwierdzone do sfery niebieskiej znajdującej się na zewnątrz tej, która przenosi najodleglejsze planety, to ruch Ziemi powinien spowodować ruch gwiazd, czyli zjawisko znane pod nazwą paralaksy^(⁴). Kiedy siedzimy w jadącym samochodzie, wydaje się nam, że świat na zewnątrz porusza się obok nas. Kiedy zaś siedzimy na poruszającej się Ziemi, nie widzimy poruszających się gwiazd – jak to wyjaśnić? Jedynym wytłumaczeniem wydawało się to, że gwiazdy muszą być znacznie dalej od planet, przynajmniej setki razy, co tłumaczyłoby, dlaczego nie można zaobserwować efektu paralaksy. Tylko, w jakim celu Bóg pozostawił ogromne, puste przestrzenie pomiędzy najodleglejszą planetą a gwiazdami, które były co najmniej sto razy większe niż odległości pomiędzy planetami?

Były też inne niepokojące problemy wynikające z ruchu Ziemi. Skoro Ziemia się porusza, dlaczego nie ma stałego podmuchu wiatru, podobnego do tego, który rozwiewa włosy, gdy jedziemy autostradą samochodem bez dachu? Dlaczego ten ciągły ruch nie daje impulsu do powstania wielkich fal pływowych w oceanach? Dlaczego nie powoduje, że Ziemia trzęsie się w posadach? Należy pamiętać, że w XVI w. ruch był kojarzony tylko i wyłącznie z końskim galopem lub jazdą dorożką, która była szczególnie wrażliwa na koleiny napotkane na drodze. Płynność ruchu (nawet taka jak przy jeździe autostradą) musiała stanowić bardzo abstrakcyjny koncept, jako że nikt jej w tamtych czasach nie doświadczył. Do XIX w. podróżowanie koleją przy prędkości piętnaście mil^(⁵) na godzinę było uważane za szkodliwe dla zdrowia. Kopernik nie był fizykiem i nawet nie próbował podjąć się odpowiedzi na te pytania. Wiedział jednak, że (z perspektywy XVI w.) poddawały w wątpliwość jego pomysły.

Wystąpił też inny problem, który leżał zupełnie poza kompetencjami szesnastowiecznych naukowców. Skoro Słońce znajduje się w centrum Wszechświata, dlaczego nic na nie nie spada? Kopernika było stać jedynie na następujące wyjaśnienie: wszystkie ziemskie obiekty mają tendencję do spadania na Ziemię, wszystkie związane ze Słońcem spadają na nie, a te blisko Marsa spadają właśnie tam, i tak dalej. Jednak w rzeczywistości jego odpowiedź sprowadzała się do zwykłego „nie wiem”. Ale jedną z najważniejszych lekcji, jakie można wyciągnąć z czasów Kopernika, jest to, że nie każdy naukowy model musi wyjaśniać wszystko, aby być tym prawdziwym i poprawnym.

Po przybyciu Georga Joachima von Lauchena (znanego również pod przybranym nazwiskiem Retyk^(⁶)) do Fromborka wiosną 1539 r., Kopernik, pomimo swoich wątpliwości i braku czasu, po wielu namowach, zdecydował się przelać swoje pomysły na papier i opublikować je. Retyk, który był profesorem na Uniwersytecie w Wittenberdze, wiedział o pracy Kopernika i przybył specjalnie po to, aby dowiedzieć się czegoś więcej. Docenił wagę tego dzieła i był gotów namawiać mistrza do publikacji. Obaj rozumieli się bardzo dobrze, a w 1540 r. Retyk wydał broszurę Narratio Prima de Libris Revolutionum Copernici (Pierwszy opis książki Kopernika De Revolutionibus; zwykle nazywany jest po prostu Opowieścią pierwszą)^(⁷), podsumowującą kluczowe założenia modelu Kopernika oraz ruchu Ziemi wokół Słońca. W końcu Kopernik zgodził się na publikację swojej znakomitej książki, pomimo (lub może z powodu) podeszłego wieku. Retyk zobowiązał się nadzorować jej druk w Norymberdze, gdzie urzędował. Jak to często bywa, sprawy nie potoczyły się jednak zgodnie z planem. Retyk musiał opuścić Norymbergę, ponieważ objął nową posadę w Lipsku. Wydarzyło się to, zanim książka była gotowa do druku. Z tego powodu zadanie zostało przekazane Andreasowi Osianderowi, luterańskiemu pastorowi, który poczuł się w obowiązku, by dodać od siebie anonimowy wstęp. Wyjaśnił w nim, że model przedstawiony w książce nie ma na celu faktycznego opisu funkcjonowania Wszechświata, tylko ma posłużyć jako matematyczne narzędzie do uproszczenia obliczeń dotyczących ruchu planet. Jako luteranin Osiander miał wszelkie powody do obaw, że książka może nie zostać dobrze przyjęta. Jeszcze zanim została opublikowana, Marcin Luter (który żył niemalże w tych samych czasach, co Kopernik – od 1483 do 1546 r.) sprzeciwiał się modelowi Kopernika, grzmiąc, że Biblia mówi, iż to Słońcu, nie Ziemi, Jozue rozkazał stanąć w miejscu.

Kopernik nie miał żadnych szans, aby zgłosić swój sprzeciw odnośnie przedmowy, ponieważ zmarł w 1543 r., kiedy jego wielkie dzieło zostało opublikowane. Istnieje poruszająca legenda mówiąca, że Kopernik otrzymał egzemplarz swojego dzieła na łożu śmierci. Jednak bez względu na to, czy tak się stało, czy nie, książka pozostała bez orędownika, nie licząc niestrudzonego Retyka (który zmarł w 1576 r.).

Jak na ironię, osąd Osiandera jest całkiem zgodny ze współczesnym naukowym poglądem na świat. Wszystkie teorie na temat funkcjonowania Wszechświata są dzisiaj przyjmowane po prostu jako modele, których celem jest wyjaśnienie wyników obserwacji i eksperymentów najprościej, jak to tylko możliwe. Można powiedzieć, że opis Ziemi jako centrum Wszechświata i wykonywanie wszystkich pomiarów względem niej ma czasem sens. Rozwiązanie to całkiem dobrze się sprawdza, na przykład podczas planowania lotu na Księżyc. Jednak taki model staje się coraz bardziej skomplikowany, w miarę jak próbujemy opisać zachowanie przedmiotów w miejscach znacznie bardziej oddalonych od Ziemi. Przy obliczaniu parametrów lotu sondy kosmicznej na przykład na Saturna, jako centrum Wszechświata naukowcy z NASA^(⁸) traktują Słońce, mimo że wiedzą, iż znajduje się ono na orbicie, której środek wyznacza centrum naszej Galaktyki. Ogólnie rzecz biorąc, naukowcy używają możliwie najprostszego modelu, który jest spójny z faktami odnoszącymi się do konkretnego zbioru okoliczności. Lecz nie wszyscy używają tego samego modelu przez cały czas. Z twierdzeniem, że teoria o Słońcu będącym w centrum Wszechświata jest tylko modelem wspomagającym obliczanie orbit planet, dziś zgodziłby się każdy planetolog. Różnica polega na tym, że Osiander nie oczekiwał tego, że jego czytelnicy (czy raczej Kopernika) zaakceptują także równie ważny pogląd mówiący, że postrzeganie Ziemi jako centrum Wszechświata jest tylko modelem przydatnym przy obliczeniach rzeczywistego ruchu Księżyca.

Trudno powiedzieć, czy przedmowa Osiandera uspokoiła biskupów i papieża, lecz dowody wskazują na to, że właściwie nie było to konieczne. Publikacja dzieła De Revolutionibus została w zasadzie zaakceptowana bez żadnych protestów ze strony Kościoła katolickiego, a książka była ignorowana przez Rzym do końca XVI w. Tak naprawdę, na początku została zlekceważona przez większość ludzi – pierwsze wydanie w nakładzie 400 egzemplarzy nawet się nie wyprzedało. Przedmowa Osiandera z pewnością nie udobruchała luteran, ponieważ książka została ostro skrytykowana i potępiona przez europejski ruch protestancki. Było jednak miejsce, gdzie dzieło zostało bardzo dobrze przyjęte, a jego wnioski w pełni docenione, przynajmniej przez koneserów. Tym terytorium okazała się Anglia, gdzie Henryk VIII poślubił swoją ostatnią żonę Katarzynę Parr w tym samym roku, w którym książka została wydana.Orbity planet

Jeżeli chodzi o model jako całość, największe wrażenie wywierał fakt, że po umieszczeniu Ziemi na orbicie krążącej wokół Słońca reszta planet automatycznie ułożyła się w logicznym porządku. Od starożytnych czasów zagadką było to, dlaczego Merkury i Wenus były widoczne z Ziemi tylko o świcie lub zmierzchu, a trzy pozostałe planety można było dostrzec o każdej porze nocy. Wyjaśnienie Ptolemeusza (co ustalono wcześniej, a uczony streścił w swoim dziele) mówiło, że Merkury i Wenus towarzyszyły Słońcu, kiedy przesuwało się wokół Ziemi każdego roku. Lecz w systemie Kopernika to Ziemia okrążała Słońce w ciągu jednego roku, a wytłumaczeniem tych dwóch rodzajów ruchu planet było po prostu to, że orbity Merkurego i Wenus leżały wewnątrz orbity Ziemi (czyli bliżej Słońca niż Ziemia), podczas gdy orbity Marsa, Jowisza i Saturna leżały na zewnątrz orbity Ziemi (a więc dalej od Słońca niż Ziemia). Biorąc pod uwagę ruch Ziemi, Kopernik mógł obliczyć czas, jakiego potrzebowała każda planeta, żeby zrobić pełny obrót wokół Słońca. Okresy te układają się w zgrabną sekwencję, zaczynając od Merkurego i jego najkrótszego „roku”, poprzez Wenus, Ziemię, Marsa, Jowisza, aż do Saturna z najdłuższym „rokiem”.

Jednak to nie wszystko. Zaobserwowany w modelu Kopernika wzór zachowania planet jest również powiązany z ich dystansami od Słońca względem odległości Ziemi od Słońca. Nawet bez znajomości tych dystansów wyrażonych w jednostkach bezwzględnych, Kopernik mógł umieścić planety w kolejności rosnącej od Słońca. Kolejność była taka sama: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz i Saturn. Wyraźnie wskazywało to na głęboką prawdę o naturze Wszechświata. Za astronomią w wykonaniu Kopernika kryło się o wiele więcej niż zwykłe stwierdzenie, że Ziemia krąży wokół Słońca. Zwłaszcza dla uważnych obserwatorów.Leonard Digges i teleskop

Jednym z niewielu ludzi, którzy w pełni zrozumieli sens modelu Kopernika zaraz po opublikowaniu dzieła De Revolutionibus, był angielski astronom Thomas Digges. Był on nie tylko naukowcem, ale także jednym z pierwszych popularyzatorów nauki. Nie można mu oddać symbolicznej palmy pierwszeństwa dlatego, że podążał w pewnym sensie śladami swojego ojca. Leonard Digges urodził się około 1520 r., jednak mało wiadomo na temat jego młodości. Wykształcił się na Uniwersytecie Oksfordzkim i został znanym matematykiem i geodetą. Był autorem kilku książek napisanych po angielsku, co było nietypową praktyką w tamtych czasach. Jego pierwsza pozycja A General Prognostication (Ogólne prognozy) została wydana w 1553 r., dziesięć lat po De Revolutionibus i, częściowo dzięki dostępności w języku narodowym, stała się bestsellerem, mimo że była już nieaktualna w jednym z kluczowych aspektów. Leonard Digges w swojej książce zamieścił kalendarz wieczny, czyli zbiór przepowiedni pogodowych, i obfity materiał astronomiczny, który zawierał opis modelu Wszechświata opracowany przez Ptolemeusza. Pod pewnymi względami była ona podobna do kalendarzy rolniczych, popularnych w późniejszych wiekach.

Pracując jako geodeta, Digges wynalazł teodolit około 1551 r. Mniej więcej w tym samym czasie jego zainteresowanie dokładnym obserwowaniem przedmiotów z dużej odległości stało się impulsem do skonstruowania teleskopu zwierciadlanego (a prawdopodobnie również soczewkowego), mimo że w tamtych czasach takie wynalazki nie były nagłaśniane. Jedną z przyczyn zawieszenia prac był nagły koniec kariery Diggesa w 1554 r., który nastąpił po udziale w nieudanym buncie poprowadzonym przez protestanta sir Thomasa Wyatta przeciwko nowej katolickiej królowej Anglii Marii. Córka Henryka VIII objęła tron w 1553 r. po jego śmierci. Leonard Digges miał zostać stracony za udział w buncie, jednak wyrok został złagodzony. Utracił cały majątek, a resztę życia spędził na bezskutecznych próbach jego odzyskania. Zmarł w 1559 r.

W chwili śmierci Leonarda jego syn Thomas miał około trzynastu lat (dokładna data urodzin nie jest znana) i opiekował się nim John Dee, którego można nazwać wzorem człowieka renesansu. Dobry matematyk, student alchemii, filozof i (jakże nietypowo!) astrolog królowej Elżbiety I (która wstąpiła na tron w 1558 r.). Być może, podobnie jak Christopher Marlowe, był tajnym agentem Korony. Rzekomo był także jednym z pierwszych entuzjastów modelu Kopernika, choć sam nie publikował nic na ten temat. Dorastając w domu Dee, Thomas Digges miał nieograniczony dostęp do biblioteki, która zaopatrzona była w ponad 1000 rękopisów. Thomas pochłonął wszystkie, zanim opublikował swoją pierwszą pracę matematyczną w 1571 r. W tym samym czasie zajął się pośmiertną publikacją dzieła swojego ojca (Pantometria ), która dała początek pierwszej publicznej debacie na temat wynalezionego przez Leonarda Diggesa teleskopu. W przedmowie do książki Thomas Digges napisał, jak do tego doszło:

Mój ojciec, przez stałe eksperymenty praktyczne, którym towarzyszyły dowody matematyczne, był w stanie – w różnych okresach, dzięki proporcjonalnym szkłom, ułożonym należycie pod odpowiednimi kątami – nie tylko odkrywać rzeczy odległe, czytać listy czy odczytywać nominały z monet, które zostały upuszczone przez jego przyjaciół, ale mógł też widzieć, co oni robią w swoich domach oddalonych o siedem mil.

Thomas również obserwował niebo i zauważył supernową widoczną w 1572 r. Niektóre z jego ustaleń zostały użyte w analizie tego zdarzenia przez Tychona Brahe.Thomas Digges i Wszechświat nieskończony

Najważniejsza publikacja młodego Diggesa pojawiła się w 1576 r. Było to nowsze i poprawione wydanie pierwszej książki jego ojca, która od tamtej pory nosiła tytuł Prognostication Everlasting (Wieczne prognozy). Zawierała ona szczegółowe omówienie modelu Wszechświata zaproponowanego przez Kopernika, które po raz pierwszy pojawiło się w języku angielskim. Digges posunął się jednak dalej niż Kopernik. W swojej książce stwierdził, że Wszechświat jest nieskończony. Dołączył również rysunek, który ukazywał Słońce w centrum, planety na orbitach, krążące wokół niego oraz mnóstwo gwiazd rozciągających się w nieskończoność w każdym kierunku. To był wyjątkowy krok w nieznane. Digges nie miał żadnych podstaw dla takiego twierdzenia, jednak wydaje się wysoce prawdopodobne, że patrzył na Drogę Mleczną przez teleskop i ogrom gwiazd, które tam zobaczył, przekonał go, że gwiazdy są innymi słońcami rozproszonymi obficie po całym nieskończonym Wszechświecie. Digges nie poświęcił jednak swojego życia nauce, tak jak to zrobił Kopernik, i nie rozwijał dalej swoich pomysłów. Będąc synem wybitnego protestanta, który ucierpiał z rąk królowej Marii, oraz mając kontakty z rodziną Dee (która była pod protekcją królowej Elżbiety I), Thomas Digges został członkiem parlamentu oraz doradcą rządu (poświęcił się dwóm osobnym sprawom). Służył także w armii angielskiej na terenach holenderskich między 1586 a 1593 r., gdy próbowano wyzwolić protestanckie Niderlandy spod katolickiego jarzma Hiszpanii. Zmarł w 1595 r. Do tego czasu Galileusz był już dobrze sytuowanym profesorem matematyki w Padwie, a Kościół katolicki zwrócił się przeciwko modelowi Kopernika. Niechęć Kościoła została wywołana poprzez zainteresowanie się tym dziełem Giordana Bruna, który był uwikłany w długi proces w związku z oskarżeniami o herezję. Postępowanie zakończyło się spaleniem go na stosie w 1600 r.Teoria heliocentryczna zakazana przez Kościół katolicki

Chociaż dzisiaj jego życie może wydawać się tragiczne, Bruno (podobnie jak wielu innych męczenników) sam zesłał na siebie taki los, ponieważ wielokrotnie dawano mu szansę, żeby odwołał swoje słowa (dlatego tak długo go przetrzymywano, zanim został skazany). Nie ma dowodów na to, że podczas procesu Bruno manifestował swoje poparcie dla teorii Kopernika. Wiadomo jednak, że był zapalonym zwolennikiem koncepcji heliocentrycznej (jako że współgrała ona z egipską wizją świata). Wiadomo także, że chętnie opowiadał się za pomysłem Thomasa Diggesa, że Wszechświat zapełniony jest nieskończoną liczbą gwiazd, a każda z nich jest niczym Słońce. Twierdził też, że poza Ziemią gdzieś we Wszechświecie musi istnieć życie. Ponieważ poglądy Bruna wywołały burzę, a on sam został skazany przez Kościół, wszystkie te pomysły zostały wrzucone do jednego worka. Działając w charakterystycznym dla siebie tempie, Kościół wpisał De Revolutionibus na Indeks ksiąg zakazanych dopiero w 1616 r. (dzieło zostało usunięte z listy dopiero w 1835 r.). Jednak po 1600 r. Kościół nie akceptował teorii Kopernika, a fakt, że Bruno – który ją popierał – został spalony na stosie jako heretyk, nie był zachęcający dla ludzi takich jak Galileusz, którzy żyli we Włoszech na początku XVII w. i interesowali się tym, jak działa świat. Może gdyby nie Bruno, teoria Kopernika nigdy nie przyciągnęłaby uwagi władz w tak negatywny sposób, Galileusz nie byłby prześladowany, a postęp we Włoszech przebiegłby bardziej płynnie.

Z historią Galileusza musimy jednak jeszcze poczekać, w pierwszej kolejności zapoznając się z innym wielkim dokonaniem czasów renesansu – badaniem ludzkiego ciała.Otto Brahe zmarł 9 maja 1571 r., w wieku 58 lat. W spadku zostawił ogromną posiadłość w Knudstrup dla dwóch najstarszych synów: Tychona i Steena. Tycho zamieszkał z wujem, który również miał na imię Steen i był jedyną osobą w rodzinie, która wspierała jego zainteresowania. Według Tychona, wuj był pierwszą osobą, która rozpoczęła produkcję papieru i szkła na większą skalę w Danii. Do końca 1572 r., prawdopodobnie pod wpływem krewnego, Tycho poświęcił się głównie eksperymentom chemicznym. Nigdy nie porzucił jednak swojej pasji – astronomii. Ale wieczór 11 listopada 1572 r. odmienił jego życie na zawsze, wtedy nastąpiło bowiem jedno z najbardziej dramatycznych zdarzeń, jakie tylko może zgotować Wszechświat.