Projekt okładki: Maryna Wiśniewska

Wydawca: Karol Zawadzki

Koordynator ds. redakcji: Adam Kowalski

Redaktor: Danuta Hass

Produkcja: Mariola Grzywacka

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwo Naukowe PWN
Michał Latusek

Recenzent: Prof. dr hab. Józef Szudy, Instytut Fizyki Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu

Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo

Więcej na www.legalnakultura.pl

Polska Izba Książki

Copyright © by Wydawnictwo Naukowe PWN SA

Warszawa 2020

ISBN: 978-83-01-21218-6

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2020 r., (wyd. I)

Wydawnictwo Naukowe PWN SA

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 69 54 321; faks 22 69 54 288;

infolinia 801 33 33 88

e-mail: pwn@pwn.com.pl; reklama@pwn.pl

www.pwn.pl

Bezpłatny fragment

Przedmowa

Część 1. Fizyka w Polsce do 1795 roku

1. Pierwsze wieki

1.1. Szkoły i wykształcenie

1.2. Pierwsze uniwersytety

1.3. Podstawy fizyki Arystotelesa

1.4. Witelo

2. Akademia Krakowska

2.1. Akademia dawna i odnowiona

2.2. Burydanizm w Akademii Krakowskiej

2.3. Mikołaj Kopernik i znaczenie jego reformy dla fizyki

3. Wiek XVII

3.1. Fizyka w czasach Galileusza, Gilberta, Kartezjusza, Keplera i Newtona

3.2. Akademia Krakowska

3.3. Szkoły i akademie zakonne

3.4. Gimnazja akademickie w Polsce

3.5. Valeriano Magni i jego eksperymenty z próżnią

4. Wiek XVIII

4.1. Rozwój fizyki i jej społeczny odbiór w Oświeceniu

4.2. Societas Physicae Experimentalis w Gdańsku

4.3. Recepcja nowej filozofii w szkołach zakonnych i w Akademii Krakowskiej

4.4. Warszawa

4.4.1. Szkoła Rycerska

4.4.2. Towarzystwa naukowe

4.5. Komisja Edukacji Narodowej i jej reformy

4.5.1. Szkoła Główna Koronna

4.5.2. Szkoła Główna Litewska

4.6. Podręczniki fizyki w Polsce w XVIII wieku

4.7. Powstawanie polskiej nomenklatury fizycznej

4.8. Fizycy w Polsce wobec wielkich odkryć fizycznych

4.8.1. Elektryczność

4.8.2. Balony

4.8.3. Atomy

Część 2. Pod zaborami (1795–1918)

5. Od III rozbioru Polski do upadku Powstania Listopadowego (1795–1832)

5.1. Towarzystwo Warszawskie Przyjaciół Nauk

5.2. Liceum Warszawskie

5.3. Fenomen Karola Kortuma

5.4. Fizyka w Wilnie, Krzemieńcu i Połocku

5.4.1. Uniwersytet Wileński

5.4.2. Liceum Krzemienieckie

5.4.3. Akademia Połocka

5.5. Królewski Uniwersytet Warszawski

5.6. Fizyka we Lwowie

5.7. Uniwersytet w Krakowie

5.8. Towarzystwo Naukowe Krakowskie

5.9. Wydawnictwa

6. Od upadku Powstania Listopadowego do zamknięcia Szkoły Głównej Warszawskiej (1832–1869)

6.1. Warszawa i Wilno

6.2. Kraków

6.3. Lwów

6.4. Zabór pruski

6.5. Szkoła Główna Warszawska

7. Od zamknięcia Szkoły Głównej Warszawskiej do odzyskania niepodległości (1869–1918)

7.1. Cesarski Uniwersytet Warszawski (1869 –1915)

7.2. Towarzystwo Nauk Ścisłych w Paryżu

7.3. Zjazdy i korporacje polskich uczonych

7.4. Uczelnie we Lwowie

7.5. Uniwersytet Jagielloński

7.6. Muzeum Przemysłu i Rolnictwa

7.7. Marian Smoluchowski

7.8. Ludwik Silberstein

7.9. Maria Skłodowska-Curie

7.10. Dalsze polskie badania nad promieniotwórczością

7.11. Recepcja teorii względności przez fizyków polskich

7.12. I wojna światowa. Powstanie polskich uczelni w Warszawie

7.13. Próba podsumowania

Część 3. Fizyka w Polsce w latach 1918–1939

8. Stare i nowe ośrodki fizyki

8.1. Kraków

8.1.1. Uniwersytet Jagielloński

8.1.2. Akademia Górnicza

8.2. Lwów

8.2.1. Uniwersytet Jana Kazimierza

8.2.2. Politechnika Lwowska

8.3. Poznań

8.4. Warszawa

8.4.1. Uniwersytet Warszawski

8.4.2. Politechnika Warszawska

8.4.3. Wolna Wszechnica Polska

8.4.4. Pracownia Radiologiczna TNW

8.5. Wilno

8.6. Rydzyna

8.7. Studia, studenci i wydawnictwa

8.8. Nauka i szkolnictwo wyższe a władze państwowe

9. Polskie Towarzystwo Fizyczne (PTF)

9.1. Towarzystwo Fizyczne w Warszawie

9.2. Powstanie PTF

9.3. Zjazdy PTF

10. Problematyka badań i wybrane osiągnięcia

10.1. Fizyka atomowa i molekularna

10.2. Pierwszy Międzynarodowy Kongres Luminescencji (1936)

10.3. Fizyka materii skondensowanej

10.4. Fizyka jądrowa

10.5. Promieniowanie kosmiczne

10.6. „Gwiazda Polski”

10.7. Fizyka teoretyczna

10.8. Kongres Nowe teorie w fizyce (1938)

10.9. Próba podsumowania

Część 4. Po 1945 roku

11. Pierwsza powojenna dekada

11.1. Bilans otwarcia

11.2. Odbudowa i rozbudowa uczelni

11.3. Odrodzenie Polskiego Towarzystwa Fizycznego

11.4. Międzynarodowa konferencja na temat promieniowania kosmicznego

11.5. I Kongres Nauki Polskiej

11.6. Utworzenie Polskiej Akademii Nauk

11.7. Wybrane wyniki badań

12. Od względnej prosperity do zapaści

12.1. Pozauczelniane instytuty fizyki

12.2. Rozwój ośrodków uczelnianych

12.3. Polskie Towarzystwo Fizyczne

12.4. Plany, nadzieje i rozczarowania

12.5. Mylący obraz – rok 1964

12.6. Fizyka atomowa i molekularna

12.7. Fizyka materii skondensowanej

12.8. Fizyka jądrowa

12.9. Fizyka cząstek elementarnych i wysokich energii

12.10. Fizyka teoretyczna

Zakończenie

Dodatki

Dodatek 1 –. Laureaci Medalu Mariana Smoluchowskiego Polskiego Towarzystwa Fizycznego

Dodatek. 3 – Fizycy – laureaci Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej

Dodatek. 4 – Fizycy i geofizycy – członkowie Polskiej Akademii Nauk (1952–2019)

Dodatek. 5A – Fizycy i geofizycy – członkowie Akademii Umiejętności i Polskiej Akademii Umiejętności do zawieszenia jej działalności w 1953 r

Dodatek. 5B – Fizycy i geofizycy – członkowie PAU po jej reaktywacji w 1989 r

Dodatek. 6A – Fizycy – członkowie Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (przed jego rozwiązaniem w 1953 r.)

Dodatek. 6B – Fizycy – członkowie Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (po jego reaktywacji w 1981 r.)

Dodatek. 7 – Prezesi Polskiego Towarzystwa Fizycznego

Dodatek. 8 – Zjazdy Fizyków Polskich

Skróty tytułów niektórych czasopism

Wykaz skrótów nazw instytucji

Bibliografia

Dzieła oryginalne

Podręczniki

Pamiętniki i wspomnienia

Encyklopedie, słowniki

Opracowania

Artykuły i książki biograficzne

Wybrane publikacje z ostatniego stulecia

Przypisy

PRZEDMOWA

Dotychczas nie powstało obszerne, całościowe ujęcie dziejów fizyki na ziemiach polskich, obejmujące nie tylko listę i chronologię najważniejszych osiągnięć polskich uczonych w tej dziedzinie, ale także historię środowiska fizyków, ośrodków badawczych, instytucji edukacyjnych, podręczników i innych wydawnictw z fizyki oraz informacje o oddźwięku polskich prac zagranicą. Inne nauki ścisłe są w lepszej sytuacji. Istnieją już bowiem dość obszerne opracowania historyczne o astronomii i matematyce w Polsce.[1]

Pierwszą, ale mało udaną próbę streszczenia historii fizyki w Polsce podjął Jan Bystrzycki, fizyk, rektor Szkoły Wojewódzkiej Warszawskiej, członek Towarzystwa Warszawskiego Przyjaciół Nauk. Swą krótką rozprawę[2] przedstawił na posiedzeniu Towarzystwa w dniu 15 stycznia 1818 r. Niemal połowę tego opracowania poświęcił na streszczenie optycznego dzieła Witelona z XIII wieku, potem wspomniał zasługi dla fizyki Mikołaja Kopernika i omówił dzieła astronomiczne Jana Heweliusza. Wymienił jeszcze tylko Stanisława Solskiego, Daniela Gabriela Fahrenheita, Antoniego Wiśniewskiego oraz autorów znanych podręczników z drugiej połowy XVIII wieku – Józefa Rogalińskiego i Józefa Hermana Osińskiego. Była to więc historia bardzo niekompletna, w której zabrakło choćby Valeriana Magniego i jego głośnych doświadczeń z próżnią na Zamku Królewskim w Warszawie, Daniela Gralatha z gdańskiego Societas Physicae Experimentalis, twórcy pierwszej baterii elektrycznej, czy Jana Michała Hubego i Karola Kortuma, których osiągnięcia były znane i dyskutowane w Europie. Pominięcie Hubego i Kortuma jest tym bardziej dziwne, że w „Rocznikach Towarzystwa Warszawskiego Przyjaciół Nauk” znalazły się obszerne artykuły biograficzne[3] na ich temat.

Kolejną próbę podjęli Gustaw Belke i Aleksander Kremer – tłumacze pięciotomowego dzieła Cuviera o historii nauk przyrodzonych. Opracowali oni obszerne uzupełnienia o historii tych nauk w Polsce. Na kilkudziesięciu stronach poświęconych fizyce przedstawili jednak głównie spisy treści ważniejszych podręczników.[4]

Stanisław Kramsztyk opracował w 1898 r. pięciostronicowy szkic[5] historii fizyki w Polsce do Encyklopedii Powszechnej Ilustrowanej. Jego zdaniem

„Dzieje fizyki w Polsce przedstawiają się nader skromnie (…). Aż do ostatniej też chwili historya fizyki u nas jest jedynie historyą jej podręczników, a co do ich obfitości i obszerności w różnych czasach dostrzedz się daje pewna fluktuacya, wiążąca się z epokami ogólnego rozkwitu edukacyi publicznej.”

W tym opracowaniu Kramsztyka znajdujemy zatem w zasadzie wykaz i charakterystykę wybranych podręczników w języku polskim, począwszy od książki Samuela Chróścikowskiego (1764), o której nie wspomniał Bystrzycki. Tylko w ostatnich kilku zdaniach szkicu jest mowa o tym, że w końcowych dekadach XIX wieku mieliśmy już w Polsce „samodzielne rozprawy i badania” – i tu autor wymienia Zygmunta Wróblewskiego, Karola Olszewskiego, Augusta Witkowskiego, Władysława Natansona i kilku innych autorów.

Kramsztyk, podobnie jak Bystrzycki, nie zauważył wcześniejszych, znanych i cytowanych w całej Europie, oryginalnych osiągnięć polskich fizyków – Jana Michała Hubego, Karola Kortuma i Jana Milego.

W 1917 r. Marian Smoluchowski napisał zwięzły szkic[6] do Poradnika dla samouków, ograniczając się do wymienienia kilkunastu wyróżniających się postaci, głównie autorów podręczników. Ten bardzo marny szkic również jest niepełny i zawiera liczne błędy, nawet w nazwiskach. Autor był wybitnym uczonym–fizykiem, ale najwidoczniej nie znał historii fizyki, skoro swój tekst zaczął od zdania:

„Fizyka w dawniejszych wiekach nie była uważana za osobny dział nauki; łączono ją zwykle z matematyką, a po części z astronomią; w pracach przedstawicieli tych nauk musimy doszukiwać się przyczynków do tych działów, które dziś obejmujemy nazwą fizyki.”

W 1918 r. Ludwik Antoni Birkenmajer poświęcił historii fizyki w Polsce część swojego opracowania o wkładzie Polski do nauk ścisłych.[7] Autor był znakomitym historykiem astronomii, ale miał dużo mniejszą wiedzę o fizyce, toteż w jego krótkim szkicu zabrakło wielu istotnych informacji o osiągnięciach fizyków polskich.

Wszystkie wymienione opracowania były fragmentaryczne. Pominięta została w nich na przykład historia fizyki w ośrodkach pomorskich (Gdańsk, Toruń, Chełmno), nie było wzmianki o dawniejszych, pisanych jeszcze po łacinie, podręcznikach fizyki, nie zostały też uwzględnione sprawy studiów fizyki, instytucji fizycznych i innych form organizacji środowiska.

W 1948 r. Polska Akademia Umiejętności podjęła akcję wydania skrótowych historii poszczególnych dziedzin nauki w Polsce. W ramach tej akcji Tadeusz Piech opracował Zarys historii fizyki w Polsce.[8] Ta pionierska praca o objętości niespełna czterdziestu stron była pierwszą próbą nieco obszerniejszej syntezy historii fizyki w Polsce do wybuchu II wojny światowej. Było w niej niestety wiele omyłek i nieścisłości. Zostały one tylko w części skorygowane w kolejnym syntetycznym opracowaniu[9] Piecha, które także miało niewielką objętość.

Wymienieni powyżej autorzy opracowań na temat fizyki w Polsce zapominali najczęściej o tym, że działania i osiągnięcia dawnych uczonych muszą być oceniane z punktu widzenia stanu fizyki w czasach, w których uczeni ci działali, nie zaś z perspektywy obecnej. Pisałem o tym w Przedmowie do mojej Historii fizyki[10], podkreślając, że opisywanie stanu wiedzy z minionych epok jest trudne i obfituje w pułapki. Przytoczyłem tam bardzo trafną wypowiedź brytyjskiego historyka nauki Alistaira Crombiego:

„Historyk nauki straci niezmiernie wiele, jeżeli przy ocenie odkryć i teorii przeszłości nie skorzysta z wyższości wiedzy współczesnej. Ale jeśli skorzysta, to grozi mu wielkie niebezpieczeństwo. Wobec tego, że prawdziwy postęp nauki polega na dokonywaniu odkryć i ujawnianiu błędów, istnieje prawie nieprzezwyciężona pokusa, aby odkrycia przeszłości uważać po prostu za antycypacje i przyczynki do nauki dzisiejszej i aby pomijać błędy jako do niczego nie prowadzące. Właśnie ta pokusa, tak związana z istotą nauki, może niekiedy sprawić, że bardzo trudno nam będzie zrozumieć, w jaki sposób powstawały w rzeczywistości odkrycia i teorie i jak na nie patrzyli ich autorzy w owym czasie. Może to doprowadzić do najbardziej zdradliwej formy fałszowania historii.”[11]

Aby właściwie zrozumieć i przedstawić stan fizyki w jakiejś odległej epoce, trzeba się postarać „wejść w skórę” działających wtedy uczonych, naśladować ich sposób myślenia i pojmować ich ograniczenia. Musimy się starać „podsłuchać” miniony czas. Inaczej łatwo jest wyciągać fałszywe i nieuzasadnione wnioski.

Z nowszych opracowań przeglądowych dotyczących historii fizyki w Polsce trzeba wymienić krótki tekst Andrzeja Bielskiego i Wiesława Kamińskiego[12], który mimo wielu braków zawiera znacznie więcej szczegółów niż cytowane opracowania Tadeusza Piecha.

W pierwszych trzech tomach Historii nauki polskiej pod redakcją Bogdana Suchodolskiego fragmenty dotyczące historii fizyki w Polsce są wyjątkowo ogólnikowe, szczątkowe i opuszczają wiele ważnych wątków. Dopiero w tomie IV zostało opublikowane dosyć obszerne opracowanie Krzysztofa Szymborskiego dotyczące okresu 1863–1918.[13]

Istnieją ponadto opracowania dotyczące historii fizyki w wybranych polskich uczelniach lub ośrodkach, a także historii niektórych dyscyplin fizycznych uprawianych w Polsce[14], jak również duża liczba artykułów biograficznych, opublikowanych w niskonakładowym periodyku „Postępy Fizyki”.[15] Te ostatnie są przeważnie tekstami o charakterze wspomnieniowym i kronikarskim.

Trzeba podkreślić, że granice nauk fizycznych nie są ostro zarysowane. Istnieje wzajemne przenikanie się tych nauk z pozostałymi naukami ścisłymi: astronomią, chemią, matematyką, mechaniką, a ostatnio także z naukami biologicznymi. Tak było również dawniej. Na przełomie XIX i XX stulecia cieplik, wraz z innymi „nieważkimi fluidami”, był badany zarówno przez fizyków, jak i chemików. Przykładowo w podręczniku chemii[16] Jędrzeja Śniadeckiego aż 48 stron zajmuje omówienie światła, cieplika i elektryczności. Statyczne skroplenie składników powietrza osiągnęli w Uniwersytecie Jagiellońskim fizyk Zygmunt Florenty Wróblewski i chemik Karol Olszewski. Promieniotwórczość odkryta w końcu XIX wieku była badana przez fizyków oraz chemików i podejmowano nawet próby ustalenia jakiejś linii podziału między nimi. Propozycja, która dziś wydaje się kuriozalna, oddawała fizykom badanie cząsteczek, a chemikom – badanie atomów. Maria Skłodowska-Curie otrzymała dwie Nagrody Nobla – pierwszą z fizyki, drugą z chemii. Z drugiej strony Jan Czochralski, którego metoda wzrostu kryształów zaproponowana w 1918 r. zrobiła niezwykłą karierę w fizyce materii skondensowanej po II wojnie światowej, bywa bardzo często cytowany jako fizyk. Tymczasem był on profesorem metalurgii i metaloznawstwa Politechniki Warszawskiej i bardzo zdziwiłby się, gdyby ktoś nazwał go fizykiem. Podobne przykłady można mnożyć.

W obecnej książce w zasadzie omawiam historię badań i ludzi pracujących w zakładach i instytutach fizycznych, lecz z oczywistych względów wykraczam często poza to ograniczenie, a wybór omawianych zagadnień jest subiektywny.

W Polsce tylko nieliczne osoby zajmowały się głębiej historią nauk fizycznych, a ponadto czyniły to przeważnie na marginesie swoich głównych zainteresowań. Do wyjątków należała działalność Bronisława Średniawy[17], który miał znaczny dorobek, zwłaszcza dotyczący historii fizyki w Krakowie.[18] Trzeba ponadto dodać, że niemal wszystkie istniejące opracowania historii fizyki w Polsce praktycznie nie dotykają problemu oddźwięku polskich prac zagranicą.

Przedstawiana obecnie książka jest zatem pierwszą próbą całościowego ujęcia historii nauk fizycznych na ziemiach polskich. Podzielona została na cztery części.

Część pierwsza dotyczy dziejów nauk fizycznych od czasów najdawniejszych do roku 1795, to znaczy do utraty niepodległości Polski po III rozbiorze. W części drugiej jest omówiony okres 1795–1918, w którym na mapie Europy nie było Polski, z wyjątkiem efemerycznego Księstwa Warszawskiego (1807–1815), będącego w zasadzie państwem satelickim Francji, oraz krótkotrwałej Republiki Krakowskiej (1815–1848) o bardzo ograniczonej suwerenności. W tym okresie polscy fizycy działali jednak intensywnie pod zaborami oraz na emigracji. Część trzecia przedstawia dzieje fizyki w Polsce w latach 1918–1939, a część czwarta – ostatnia – historię fizyki w naszym kraju po roku 1945.

Przedstawianie historii fizyki ostatnich dziesięcioleci jest zadaniem niezwykle trudnym i niemal niewykonalnym. Po pierwsze, fizyka i liczba fizyków rosną obecnie bardzo szybko. Liczba publikacji rośnie wykładniczo z czasem i podwaja się co 10–12 lat. W okresie 1950–2000 zwiększyła się ponad dwadzieścia razy! Po drugie, następuje coraz większa specjalizacja, co sprawia, że już od pewnego czasu nawet w tradycyjnych działach fizyki, jak fizyka atomowa czy fizyka jądrowa coraz trudniej ogarnąć ich całość badaczom skupionym na jakimś szczególnym zagadnieniu. Po trzecie, powstają nowe działy na pograniczu tradycyjnie pojmowanej fizyki oraz innych nauk ścisłych i przyrodniczych czy techniki, przez co pole bardzo się poszerza. Po czwarte wreszcie, brak odpowiedniej perspektywy historycznej sprawia, że przedstawianie faktów i wydarzeń jest raczej kroniką niż historią.

Z tych powodów część czwarta książki różni się wyraźnie od poprzednich trzech. Tylko w rozdziale opisującym pierwszą powojenną dekadę (1945–1954) stopień szczegółowości jest podobny do przedstawianego w pierwszych trzech częściach. Natomiast historia ostatnich dziesięcioleci – okresu po 1955 r. – jest wybiórcza i w zasadzie przedstawia kronikę najważniejszych wydarzeń.

W wyniku skomplikowanych i nierzadko dramatycznych dziejów Polski granice naszego kraju ulegały znacznym zmianom, a przez długi czas nie mieliśmy w ogóle niepodległego bytu. W tej książce przyjąłem zasadę omawiania historii fizyki na obszarze, który w danym okresie należał do naszego państwa; czynię oczywiście wyjątek dla sytuacji ziem polskich pod zaborami. Zatem na przykład historię nauk fizycznych w Wilnie i we Lwowie rozważam tylko w pierwszych trzech częściach, a dzieje fizyki we Wrocławiu opisuję dopiero w części czwartej.

Przedstawiając historię fizyki w Polsce, trudno nie wspominać w ogóle o tym, jak rozwijała się ta nauka w świecie. Ze względu na brak miejsca są tu podane tylko niezbędne skrótowe wiadomości, natomiast czytelników zainteresowanych pełnym obrazem rozwoju fizyki zachęcam do zapoznania się z moją książką Historia fizyki.[19]

Opracowując historię fizyki w Polsce, przyjąłem taką samą zasadę, jak w Historii fizyki – wszędzie tam, gdzie to było możliwe, opierałem się na źródłach i tekstach oryginalnych, ponieważ przekonałem się, że bardzo zawodne może być poleganie na opracowaniach wtórnych. Podobny jak w Historii fizyki jest też układ książki, a więc wykorzystywanie licznych ilustracji, cytatów i not życiorysowych, często w osobnych ramkach.

Problem źródeł. Bibliografia Polska Estreichera, podstawowe dzieło zawierające informacje o publikacjach polskich autorów, nie jest zbyt przydatna dla poszukiwań bibliograficznych, ponieważ obejmuje głównie wydawnictwa książkowe i druki zwarte; nie sięga natomiast do artykułów w czasopismach zagranicznych, które od dwustu lat są najważniejszym środkiem komunikacji wyników naukowych w fizyce i innych naukach ścisłych.

Pionierską pracę wykonał Teofil Żebrawski, wydając w 1873 r. Bibliografię[20] piśmiennictwa polskiego z nauk ścisłych. Wraz z dwoma Dodatkami[21] miała ona obejmować okres do 1830 r. Niestety Bibliografia Żebrawskiego ma wiele istotnych braków. Nie ma w niej np. prac uczonych gdańskiego Societas Physicae Experimentalis, jak również książek publikowanych przez profesorów gimnazjów akademickich Prus Królewskich. Brak również prac Karola Kortuma publikowanych w zagranicznych periodykach, a to te właśnie prace miały duży oddźwięk w Europie. W Bibliografii Żebrawskiego są też bardzo poważne luki dotyczące okresu 1801–1830. Dla przykładu, spośród ponad 40 publikacji Józefa Karola Skrodzkiego, profesora fizyki w Królewskim Uniwersytecie Warszawskim, Bibliografia wymienia tylko 15.

Historyk matematyki z Uniwersytetu Wrocławskiego, Witold Więsław, opracował niedawno Dodatek 3, jednak ze względu na zainteresowania naukowe autora ogromna większość podanych tam uzupełnień dotyczy matematyki.[22]

W 1882 r. grono osób skupionych wokół Kasy im. Mianowskiego (m.in. Napoleon Cybulski, Leon Klecki, Henryk Merczyng, bracia Edward i Władysław Natansonowie) podjęło inicjatywę wydawania dorocznych spisów polskich prac naukowych. Były to Sprawozdania z piśmiennictwa naukowego polskiego w dziedzinie nauk matematycznych i przyrodniczych. [23] We wstępie do pierwszego rocznika czytamy:

„W niniejszym tomie staraliśmy się podać zupełnie obiektywne sprawozdania ze wszystkich prac naukowych oryginalnych, ogłoszonych w r. 1882 w języku polskim w zakresie nauk matematycznych i przyrodniczych (…). Uprzedzając zarzut, żeśmy pominęli prace albo przez polaków w obcych językach ogłoszone, albo chociaż cudzoziemskie, lecz pod względem treści nas się tyczące, oświadczamy, że jakkolwiek, zdaniem naszym, nauka pod wielu względami jest natury kosmopolitycznej, i jakkolwiek dobrze rozumiemy warunki, zmuszające wciąż specjalistów naszych do zasilania pracami swoimi obcych piśmiennictw, w danym jednak razie chodzi nam przedewszystkim o piśmiennictwo naukowe polskie; nauka bowiem dotychczas nie przestała rozwijać się na gruncie miejscowym, z niego siły swe czerpać i posługiwać się językiem narodu, jako organem, w którym się wyraża i rozpowszechnia, który jej rolę doniosłą w życiu zapewnia.”[24]

To stanowisko redaktorów pierwszego rocznika Sprawozdań najwidoczniej nie przekonało wielu odbiorców, gdyż w roczniku drugim zamieszczono kolejne uzasadnienie dokonanego wyboru:

„Zdaniem naszym, prace, ogłaszane w językach cudzoziemskich, nie wpływają na rozwój naszego piśmiennictwa bezpośrednio, lecz tylko pośrednio, a mianowicie o tyle, o ile ogólny rozwój wiedzy znajduje odgłos w literaturze naszej naukowej. Ponieważ zaś nie zapisywanie zasług naukowych rodaków naszych, lecz odzwierciedlanie rozwoju piśmiennictwa naszego (i wskazywanie tym sposobem braków jego) jest zadaniem „Sprawozdań”, przeto prace, ogłaszane w językach obcych, leżą poza zakresem naszych roczników.”[25]

Kontynuacją Sprawozdań były zestawienia polskich prac z fizyki i matematyki publikowane w „Pracach Matematyczno-Fizycznych”, od tomu 1 (1886) do tomu XIV (1900).

Od 1901 r. ukazywał się Katalog Literatury Naukowej Polskiej wydawany przez Komisję Bibliograficzną Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego Akademii Umiejętności w Krakowie. We wstępie do tomu 1 czytamy:

„Katalog Literatury Naukowej Polskiej” ma zatem regestrować wszystkie oryginalne prace naukowe polskie, jak również ukazujące się po polsku tłómaczenia z obcych języków, w wymienionych niżej gałęziach wiedzy; mianowicie zarówno prace, które ukazują się w czasopismach lub wydawnictwach Towarzystw, jak rozprawy i dzieła, ogłaszane osobno (…).”[26]

Chociaż można zrozumieć troskę redaktorów o zachowanie i promocję języka polskiego w czasach zaborów, to jednak ograniczenie się tylko do prac wydawanych po polsku, a więc trudniej dostępnych dla czytelników z innych stref językowych, daje tylko wyrywkowy obraz dokonań polskich uczonych i ich oddźwięku w świecie.

Po odzyskaniu niepodległości przez Polskę Katalog był kontynuowany przez Polską Akademię Umiejętności.[27] Ostatni przedwojenny tom (tom 19), obejmujący lata 1931–1934, ukazał się w 1939 r. Po wojnie, przed wymuszonym przez władze zawieszeniem swej działalności, Polska Akademia Umiejętności zdążyła jeszcze opublikować tom 20, obejmujący wydawnictwa z lat 1945–1949. Brak jest zatem podobnie systematycznego ujęcia wydawnictw z lat 1935–1939. Dodajmy, że duże znaczenie dla poszukiwania prac polskich fizyków ma także Katalog Wydawnictw Polskiej Akademii Umiejętności 1873–1947, tom II, Wydawnictwa Wydziałów Matematyczno-Przyrodniczego i Lekarskiego, Kraków 1948.

Niedawno Biblioteka Narodowa w Warszawie rozpoczęła wydawanie Bibliografii Polskiej 1901–1939,[28] która jest traktowana jako kontynuacja Bibliografii Polskiej Estreichera. Prace są uszeregowane alfabetycznie, według nazwisk autorów, a więc inaczej niż w Katalogu PAU, w którym istniał podział na kilkanaście dziedzin nauki, a alfabetyczne uszeregowanie według nazwisk autorów było stosowane osobno w każdym rozdziale.

W tej sytuacji istotnym uzupełnieniem niepełnego obrazu dokonań polskich uczonych są wydawnictwa zagraniczne. Trzeba tu wymienić wielotomowe Repertorium[29] Jeremiasa Davida Reussa, które obejmuje książki i artykuły wydane w XVIII wieku, niestety tylko te, które były wydawane przez akademie nauk i towarzystwa naukowe. Są tam więc prace członków gdańskiego Societas Physicae Experimentalis, a także Jana Kurdwanowskiego, który był członkiem Królewskiej Akademii Nauk w Berlinie, ale brak publikacji innych polskich uczonych.

Bibliografię wieku XIX obejmuje 19 tomów monumentalnego dzieła Catalogue of Scientific Papers.[30] Istotną zaletą tego wykazu jest uwzględnianie artykułów (ale nie książek!) w wielu językach, nie tylko w angielskim, francuskim czy niemieckim – dominacja tych języków w tamtym okresie była jeszcze niewielka. Mamy więc tam wykazane artykuły z wydawnictw polskich: „Kosmos”, „Rocznik Towarzystwa Naukowego Krakowskiego”, wydawnictwa Akademii Umiejętności w Krakowie, a nawet okazjonalne sprawozdania różnych szkół średnich. Brak jest natomiast polskich wydawnictw z zaboru rosyjskiego, na przykład „Roczników Towarzystwa Warszawskiego Przyjaciół Nauk” i cenionego tygodnika „Wszechświat”, chociaż uwzględniono rosyjskojęzyczne wydawnictwa Cesarskiego Uniwersytetu Warszawskiego.

Pod koniec XIX wieku, po dyskusjach i konsultacjach międzynarodowych, podjęto próbę kontynuacji dzieła Royal Society dla wydawnictw XX wieku. Ustalono, że każdego roku będzie się ukazywał International Catalogue of Scientific Literature w siedemnastu tomach odpowiadających przyjętemu podziałowi nauk ścisłych i przyrodniczych. W każdym roku tom A miał zawierać wydawnictwa z matematyki, tom B – z mechaniki, tom C – z fizyki, tom D – z chemii, tom E – z astronomii itd. Już na początku pojawiły się opóźnienia, a potem publikowanie tomów tego imponującego w zamyśle wydawnictwa zostało znacznie zakłócone przez wybuch I wojny światowej. Po 1917 r. wydawnictwa tego już nie kontynuowano. Jeśli chodzi o fizykę, to ukazało się łącznie 14 tomów, przy czym tom 1 został wydany pod koniec 1902 r., a tom 14, ostatni, obejmujący prace z okresu od września 1914 r. do września 1916 r., ukazał się w październiku 1917 r.

Prace polskich fizyków można także znaleźć w wydawnictwach, w których obok tytułów zamieszczano krótkie abstrakty artykułów. Najbardziej znana w fizyce jest zapoczątkowana w 1898 r. seria „Science Abstracts” (w 1941 r. tytuł został zmieniony na „Physics Abstracts”). Ponadto trzeba wymienić niemieckojęzyczne „Beiblätter zu den Annalen der Physik” oraz sekcję streszczeń francuskiego periodyku „Journal de physique et le radium”.

Lepiej przedstawia się sytuacja, jeśli chodzi o okres 1945–1954, ponieważ jest dostępny wykaz prac fizyków polskich, opublikowanych w tym okresie.[31] Istnieją też fragmentaryczne spisy[32] z lat późniejszych, jak również spisy zamieszczane w artykułach biograficznych. Spisy te zawierają trochę błędów, powtórzeń i włączają niektóre prace popularne i przeglądowe, ale są nieocenionym źródłem informacji. Także niektóre uczelnie wydają bibliografie prac swoich pracowników.

Okazuje się, że nawet tak poważne wydawnictwo, jak „Physics Abstracts” nie jest wolne od niedoskonałości, albowiem w okresie międzywojennym dość wybiórczo zamieszczało informacje o publikowanych artykułach (nie chodziło bynajmniej o rangę czasopism, ponieważ były opuszczane np. niektóre prace z „The Physical Review”!). Podaję to jako ostrzeżenie dla innych, którzy zechcą wykorzystać to źródło dla swych zainteresowań historią fizyki. Najpewniejsze jest zatem żmudne przeszukiwanie czasopism i śledzenie prac oryginalnych.

Zbieranie materiałów do przedstawianej czytelnikom książki trwało wiele lat. Niektóre opracowania fragmentów historii fizyki w Polsce były już publikowane przy różnych okazjach.[33] Te moje opracowania zostały wykorzystane w obecnym tekście.

Powstanie tej książki nie byłoby możliwe bez wsparcia wielu osób, które służyły mi pomocą, dostarczyły wielu cennych informacji oraz unikatowych fotografii, a także zechciały przeglądać i komentować wstępne wersje poszczególnych rozdziałów. Osoby, którym składam za to serdeczne podziękowania to: Barbara Badełek, Andrzej Białas, Henryk Drozdowski, Alina Dudkowiak, Jerzy Garbarczyk, Stanisław Głazek, Tomasz Goworek, Stefan Jackowski, Andrzej Januszajtis, Marek Jeżabek, Janina Kamińska, Adam Kiejna, Jerzy Langer, Halina Lichocka, Piotr Malecki, Jakub Rembieliński, Krzysztof Rusek, Jerzy Sawicki, Józef Szudy, Paweł E. Tomaszewski, Adam Zakrzewski, Kacper Zalewski, Jerzy Żuk. Cenne fotografie przekazali mi również dawniej nieżyjący już Andrzej Hrynkiewicz, Eryk Infeld, Franciszek Kaczmarek, Marian Mięsowicz, Jerzy Mycielski, Jerzy Pniewski i Tadeusz Skaliński.

Z wdzięcznością wspominam sympatyczne kontakty z kierownikami Archiwów i Bibliotek instytutowych i uczelnianych. Dzięki osobom takim, jak Karolina Grodziska (Archiwum PAN i PAU w Krakowie), Elżbieta Lukierska (Archiwum Politechniki Wrocławskiej), Łukasz Ossowski (Biblioteka Instytutu Badań Literackich PAN), Maria Pawłowska (Biblioteka Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ), Urszula Poślada (Archiwum UMCS w Lublinie), Birute Railiene (Biblioteka Litewskiej Akademii Nauk w Wilnie), Anna Supruniuk (Archiwum UMK w Toruniu), w mojej książce mogło się znaleźć wiele cennych historycznych materiałów.

Jestem także wdzięczny za pomoc w uzyskaniu ilustracji, którą uzyskałem od wielu instytucji: Archiwum Politechniki Gdańskiej, Archiwum Politechniki Poznańskiej, Archiwum UW, Archiwum Uniwersytetu Wrocławskiego, Archiwum PTF, IF PAN, IFJ PAN, IFM PAN i Wydawnictwa UAM w Poznaniu.

Oczywiście odpowiedzialność za wszystkie błędy i niedociągnięcia w przedstawianej książce ponoszę tylko ja sam.

* * *

Oddając tę książkę Czytelnikom odczuwam niedosyt, ponieważ musiałem dokonywać wielu trudnych wyborów i nie udało mi się dostatecznie szczegółowo przedstawić wszystkich uprawianych w Polsce działów fizyki i wszystkich naszych ośrodków. Wszystkich P.T. Czytelników niezadowolonych z moich wyborów i z mojego ujęcia zagadnień proszę zatem o wyrozumiałość.

* * *

Dzięki grantowi uzyskanemu z Narodowego Programu Rozwoju Humanistyki w Polskiej Akademii Umiejętności prowadzone są prace w celu wydania serii słowników biograficznych polskich uczonych w poszczególnych dziedzinach. Słowniki te z założenia będą obejmowały wszystkie osoby, które w jakikolwiek sposób zaznaczyły swój udział w danej dziedzinie.

Opracowywany pod moim kierownictwem Słownik biograficzny fizyków polskich obejmie zatem nie tylko pracowników wyższych uczelni i instytutów naukowych, ale również autorów podręczników i wyróżniających się nauczycieli. Słowniki biograficzne PAU będą obejmowały tylko osoby nieżyjące. Słownik biograficzny fizyków polskich będzie zawierał ponad 1300 biogramów, znacznie więcej niż można było uwzględnić w przedstawianej Czytelnikom książce, będzie więc jej uzupełnieniem.

CZĘŚĆ   1

FIZYKA W POLSCE DO 1795 ROKU

1

PIERWSZE WIEKI

• 1.1. Szkoły i wykształcenie

• 1.2. Pierwsze uniwersytety

• 1.3. Podstawy fizyki Arystotelesa

• 1.4. Witelo

1.1. SZKOŁY I WYKSZTAŁCENIE

W początkach swej państwowości Polska była pustynią intelektualną. Poddani księcia polskiego mieli swój język oraz swój obraz przyrody i świata, wypełniony przeważnie elementami magicznymi. Umieli liczyć, nie znali jednak pisma i posługiwali się tylko prostymi znakami, piktografami, lub zwyczajnymi nacięciami (karbami).[34] Przynoszący chrześcijaństwo księża i mnisi, którzy przybyli do Mieszka I w orszaku Dobrawy, byli jedynymi, którzy umieli czytać i pisać. Oni też przywieźli z sobą pierwsze książki.

Do służby w organizującym się Kościele oraz rozbudowywanym państwie potrzeba było „jako tako” wykształconych ludzi, którzy mogliby sprawować obrzędy liturgiczne oraz pracować w administracji. Kler w Polsce początkowo był złożony z obcokrajowców, wykształconych w szkołach zagranicznych, przeważnie w Niemczech. Nie znali oni języka polskiego, co jednak nie stanowiło przeszkody, ponieważ Kościół oraz ludzie wykształceni w Europie posługiwali się łaciną. Liczba duchownych obcokrajowców jednak nie wystarczała, toteż szybko zaczęto tworzyć pierwsze szkoły przy katedrach. Około roku 1000 istniały co najmniej szkoły katedralne przy siedzibach biskupów w Gnieznie, Krakowie i Poznaniu, potem w Kołobrzegu i Wrocławiu.[35] Liczba tych szkół rosła, a w XII wieku dodatkowo pojawiły się szkoły kolegiackie (Kalisz, Kraków, Łęczyca, Opole, Wrocław). Wraz z pojawieniem się w Polsce zakonów, powstały też szkoły klasztorne.

Poziom nauczania w szkołach średniowiecznych w Europie nie był wysoki – przekazywano tylko elementarne wykształcenie. Z czasów rzymskich zachowano dwa stopnie nauczania sztuk wyzwolonych (artes liberales). Niższy, trivium, obejmował gramatykę, retorykę i dialektykę, a wyższy, quadrivium, zawierał arytmetykę, geometrię, muzykę i astronomię. W grupie trivium zaczynano od nauki czytania i pisania. Gramatykę uznawano za podstawę wykształcenia językowego, retoryka zaś miała zapewniać umiejętność poprawnego wypowiadania się. Dialektyka, sztuka rozumowania i prowadzenia dyskusji, umożliwiały poznanie podstaw logiki. W grupie quadrivium arytmetyka była ograniczona do najprostszych obliczeń, które były dość żmudne ze względu na używanie cyfr rzymskich. Geometria nie była – jak w czasach helleńskich – nauką o figurach geometrycznych i zależnościach między nimi, ale zawierała elementy przyrodniczo-geograficznego opisu ziemi. Muzyka była w zasadzie nauką śpiewu kościelnego i tylko bardzo nieliczni mogli opanować umiejętność gry na organach lub innym instrumencie. Przedmiot szumnie nazywany astronomią ograniczał się w zasadzie do rachuby czasu i ustalania kalendarza świąt kościelnych.

W szkołach średniowiecznych dominował ustny przekaz nauczyciela, który wypowiadał niezrozumiałe dla uczniów słowa, a ci przyswajali je sobie, aż się wyuczyli ich na pamięć. Dopiero potem następował etap nauki czytania – od pojedynczych liter do słów. Wykorzystywano znane uczniom na pamięć teksty modlitw i psalmów. Nauka pisania rylcem na powleczonych woskiem tabliczkach też polegała na kopiowaniu tego, co napisał nauczyciel. Oczywiście wszystko odbywało się w języku łacińskim.

Przejście pełnego kursu siedmiu sztuk wyzwolonych wymagało długiego czasu. Nie zawsze też byli w szkole nauczyciele, którzy mieli kwalifikacje do uczenia wszystkich przedmiotów. Z tego powodu duża część uczniów poprzestawała na sprawach najprostszych i najbardziej potrzebnych. Najniższe sfery kleru miały braki nawet w tym zakresie. Zdarzali się kapłani, którzy nie umieli czytać i podczas nabożeństw tylko recytowali z pamięci wyuczone formuły, często z błędami.

Absolwent kursu trivium zdobywał, według ówczesnych pojęć, sprawność w wymowie (eloquentia), dlatego nazywany był człowiekiem wymownym (vir eloquens). Ukończenie pełnego kursu quadrivium dawało mądrość (sapientia), toteż absolwent zasługiwał na miano mądrego (sapiens). Przez większość średniowiecza poziom wykształcenia był bardzo niski, a ponadto możliwość kształcenia była dana tylko nielicznym. Przeważająca część ludności pozostawała niepiśmienna. Opanowanie umiejętności rozpoznawania liter, czytania i pisania było wtedy wyznacznikiem kultury umysłowej. Nieliczni członkowie tej elitarnej grupy określali siebie łacińskim terminem litterati. Tych, którzy czytać nie umieli, nazy-wano illitterati, czyli ludźmi niewykształconymi, analfabetami.

Ocenia się, że około roku 1200 w Polsce łacinę znało, w różnym stopniu, zaledwie najwyżej 1200 osób, co stanowiło około 0,04% ludności[36]. Warstwa ludzi, których moglibyśmy zaliczyć do inteligencji, była zatem w tym czasie niezwykle skromna. Ludzie ci byli rozrzuceni po Polsce, a w większych skupiskach przebywali tylko przy dworze władcy i w stolicach biskupich. Aż do XII wieku liczebnie przeważali wśród nich cudzoziemcy.

Wykształcenie naszych pierwszych władców pozostawiało wiele do życzenia[37]. Bolesław Chrobry kazał sobie odczytywać kanony, aby się czegoś z nich dowiedzieć; zdaje się też, że odrobinę poznał łacinę. Mieszko II miał wykształcenie książkowe – znał łacinę, podobno także grecki. Jeden z jego synów, Kazimierz Odnowiciel, nauczany za granicą, miał już wyższe wykształcenie. Bolesław Śmiały prawdopodobnie żadnego wykształcenia nie miał, ponieważ nie ma o tym najdrobniejszej wzmianki w kronikach i dokumentach. Wykształcenie książkowe nie było zresztą wtedy zbyt przydatne do sprawowania władzy.

Aż do połowy XV wieku, kiedy to Johann Gutenberg z Moguncji opracował sposób drukowania przy użyciu ruchomych czcionek odlewanych z ołowiu, książki powielano jedynie metodą ręcznego przepisywania, były więc rzadkie i bardzo cenne. Najwcześniejsze dane o książkach w Polsce mamy z Krakowa. Z roku 1101 pochodzi pierwszy znany spis, przypuszczalnie fragmentu skarbca katedry krakowskiej. Zawiera on tylko pięć ksiąg liturgicznych. W 1110 roku biskup krakowski Maurus polecił sporządzić pełny katolog książek biblioteki katedralnej. Zawiera on 53 pozycje, w większości dzieła liturgiczne oraz prawnicze. Znajdujemy tam jednak już książki do nauki sztuk wyzwolonych, przy czym większość z zakresu trivium, tj. gramatyki, dialektyki i retoryki, natomiast dla całego quadrivium było tylko jedno dzieło – Etymologiae Izydora z Sewilli (patrz ramka Izydor z Sewilli). Była to więc pierwsza w Polsce książka, w której znajdowały się elementy przyrodoznawstwa, matematyki i filozofii naturalnej (czyli fizyki). Jest to dowód, że wówczas tymi zagadnieniami zajmowano się u nas tylko fragmentarycznie.

1.2. PIERWSZE UNIWERSYTETY

W XII wieku pęd do kształcenia i wiedzy w Europie wyraźnie się nasilił i tradycyjne nauczanie w szkołach przestało już wystarczać. Spowodowało to powstanie nowych instytucji edukacyjnych, jakimi były uniwersytety, co miało istotne znaczenie dla rozwoju nauki. Stały się one bowiem nie tylko ośrodkami rozpowszechniania wiedzy, ale także – jak zobaczymy – centrami dociekań naukowych.

Termin uniwersytet pochodzi od łacińskiego universitas, które oznaczało wspólnotę, korporację zawodową. Tak więc universitas magistrorum et scolarium była to korporacja nauczających wykładowców i uczących się studentów. Na określenie uniwersytetu jako instytucji używano w średniowieczu nazwy studium generale, oznaczającej zakład, w którym uprawiano ogół nauk. Uniwersytety były wyższym stopniem rozwoju oświaty w porównaniu ze szkołami klasztornymi, katedralnymi i parafialnymi, w których uzyskiwano wykształcenie podstawowe.

Najstarsze uniwersytety w Bolonii i Paryżu miały odmienne sposoby organizacji i stanowiły dwa różne modele dla później powstających uczelni.

— IZYDOR Z SEWILLI —

Izydor urodził się w Sewilli przypuszczalnie w 560 roku. Wcześnie został sierotą i wychowywał go starszy brat Leander. Izydor zapewne uczył się w szkole klasztornej, gdzie Leander był opatem. Około roku 580 Leander został biskupem Sewilli. Był on bardzo wpływowym człowiekiem, przyjaźnił się z papieżem Grzegorzem I i paroma władcami.Nic dziwnego, że mógł zapewnić przyszłość swemu bratu. Po śmierci Leandra Izydor objął po nim funkcję biskupa Sewilli, co nastąpiło prawdopodobnie w roku 600 lub w roku 601.

Izydor był człowiekiem bardzo wykształconym i pozostawił po sobie kilkadziesiąt dzieł. Przed swą śmiercią w 636 r. nie zdołał dokończyć wielkiego dzieła Etymo-logiae – encyklopedii, w której postanowił zawrzeć całość dostępnej mu wiedzy. Pozostawione materiały uporządkował Braulio, młodszy przyjaciel Izydora, on też podzielił dzieło na 20 ksiąg (Izydor dzielił swój opis na tematy, a nie na księgi).

Oto tytuły tych 20 ksiąg: I Gramatyka; II Retoryka i Dialektyka; III Arytmetyka, Geometria, Astronomia, Muzyka; IV Medycyna; V Historia powszechna od stworzenia świata do roku 627 ery chrześcijańskiej; VI Księgi święte i nabożeństwa kościelne; VII Bóg, aniołowie i święci; VIII Kościół i sekty; IX Języki, narody, państwa, obywatele, rodziny; X Słownik; XI Człowiek i monstra; XII Zwierzęta; XIII Kosmos i jego części; XIV Ziemia i jej części; XV Zabytki, środki komunikacji; XVI Kamienie i metale; XVII Rolnictwo i ogrodnictwo; XVIII Wojsko, wojna, gry; XIX Statki, domostwa, ubiory; XX Pokarmy, sztuki domowe i narzędzia rolnicze. Pierwsze trzy księgi zawierały całość tzw. sztuk wyzwolonych.

Izydor uważał, że naturę i prawdziwą istotę rzeczy można poznać na podstawie etymologii ich nazw, dlatego też każdy opis rozpoczynał od analizy źródła jej nazwy. Niektóre analizy Izydora są wręcz śmieszne, ale mimo to czytano je z upodobaniem przez stulecia. Wielkie powodzenie zawdzięcza ogromnej ilości informacji ze wszystkich dziedzin. Dla ówczesnych ludzi oświeconych, którzy umieli czytać, dzieło Izydora z Sewilli było czymś w rodzaju obecnej Encyclopaedia Britannica, Wielkiej Encyklopedii Powszechnej PWN czy Wikipedii.

Poniżej są podane niektóre przykładowe fragmenty dzieła Izydora:

Z Księgi III: „Niebo ma dwie bramy: wschodnią i zachodnią. Słońce wchodzi przez jedną i wychodzi przez drugą (…). Słońce jest ogniste i staje się gorętsze wskutek nadzwyczaj szybkiego ruchu (…). Gwiazdy nie mają własnego światła, lecz są oświetlane przez Słońce, tak jak Księżyc.”

Z Księgi XI: „Istnieją pewne rasy monstrualne, na przykład Giganci, Psiogłowcy, Cyklopi i inni. Psiogłowcy tak się nazywają, gdyż mają psie głowy, a ich warczenie zdradza, że nie są ludźmi, lecz bestiami. Rodzą się w Indiach. Stamtąd także pochodzą Cyklopi – tak nazywani, ponieważ mają tylko jedno oko na środku czoła. Blemmianie w Libii rodzą się bez głów i mają usta i oczy na środku piersi, a uszy na ramionach (…). Panotianie ze Scytii mają tak ogromne uszy, że zakrywają nimi całe ciało (...). Skiopodzi podobno żyją w Etiopii; mają tylko jedną nogę i są niezwykle szybcy (…), podczas upałów leżą w cieniu swych ogromnych stóp (…).

Opowiadają o jeszcze innych monstrach ludzkich, ale one nie istnieją i zostały tylko zmyślone.”

Z Księgi XIII: „W Tessalii są dwie rzeki; owce, które piją wodę z jednej z nich stają się czarne, a te, które piją z drugiej – białe, natomiast te, które piją wodę z obu rzek przybierają kolor mieszany. W kraju Troglodytów jest jezioro, które trzy razy w ciągu dnia staje się gorzkie i tak samo często – słodkie.”

„Błyskawica powstaje w tej samej chwili, co grzmot, ale widać ją wcześniej, ponieważ jest jasna, grzmot słychać dopiero później (...).”

„Atomy są cząstkami materialnymi, tak maleńkimi, że ich nie można zobaczyć; nie można ich podzielić, więc są nazywane niepodzielnymi (άτομοι); podobno nieprzerwanie poruszają się w próżni; w odniesieniu do czasu atomy należy rozumieć tak: rok można podzielić na miesiące, miesiące na dni, dni na godziny; godziny można dzielić dalej aż dojdzie się do tak maleńkiej cząstki czasu, że już nie można jej podzielić – to jest atom czasu.”

Nowy angielski przekład dzieła Izydora The Etymologies of Isidore of Seville ukazał się nakładem Cambridge University Press w 2006 roku.

Uniwersytet w Bolonii powstał w końcu XII wieku ze szkoły prawa cywilnego i kanonicznego i wkrótce podzielił się na trzy społeczności: uniwersytet sztuk wyzwolonych, do którego potem dołączyły wydziały medycyny i teologii, uniwersytet prawniczy, tzw. przedalpejski (cismontański), dla studentów z Włoch, oraz uniwersytet prawniczy zaalpejski (ultramontański) dla studentów z Europy Zachodniej i Środkowej. Studenci w Bolonii byli na ogół ludźmi dobrze sytuowanymi, dojrzałymi i sprawowali władzę nad uczelnią. Uniwersytetem kierował rektor wybierany przez przedstawicieli wszystkich istniejących tam nacji studenckich (patrz niżej). Wykładowcy byli zatrudniani jako pracownicy najemni i mieli niewiele praw; musieli składać kaucję pieniężną jako gwarancję dobrego zachowania się na zajęciach i mogli być karani grzywną za spóźnianie się. System boloński – uniwersytetu rządzonego przez studentów – był jednak rzadko stosowany i w większości uniwersytetów europejskich dominowała korporacja profesorów na wzór uniwersytetu paryskiego.

Uniwersytet w Paryżu powstał na lewym brzegu Sekwany w końcu XII stulecia. Był to autonomiczny związek wykładowców, którzy byli przedtem związani ze szkołą przy katedrze Notre Dame. Za względu na duży napływ chętnych do studiowania ze wszystkich stron Europy, wykładowcy ci (m.in. Piotr Abelard, Piotr Lombard) postanowili poszukać możliwości nauczania poza murami katedralnymi i założyli organizację podobną do ówczesnych gildii kupieckich. Głównym kierunkiem były tu sztuki wyzwolone. Uczelnią rządzili nauczyciele, którzy utrzymywali się z opłat wnoszonych przez studentów. Wykładowcy danego wydziału wybierali spośród siebie dziekana, a całą uczelnią kierował wybierany spośród wykładowców rektor.

Warto wiedzieć, że początkowo w wielu wypadkach nauczanie odbywało się w przypadkowo wynajętych pomieszczeniach lub nawet w prywatnych mieszkaniach nauczycieli. Było to możliwe, ponieważ studentów bywało niewielu. Specjalne gmachy uczelni stały się powszechne później.

Pierwsze uniwersytety powstawały w większości samorzutnie. Tylko nieliczne z uniwersytetów powstałych do końca XIII wieku zostały założone przez panujących lub papieży. Około 1300 roku utrwalił się zwyczaj, że nowe uczelnie mogły powstawać tylko za zgodą papieża i panującego władcy. Poza wymienionymi już uczelniami w Bolonii i Paryżu, do najstarszych zaliczają się uniwersytety utworzone w następujących miastach: Salerno, Reggio, Vicenza, Arezzo, Padwa, Neapol, Vercelli, Siena i Piacenza – we Włoszech, Oksford i Cambridge – w Anglii, Montpellier, Tuluza, Angers i Orlean – we Francji, Salamanca, Palencja, Sewilla i Lerida – w Hiszpanii oraz Lizbona w Portugalii. Wszystkie one powstały przed rokiem 1300.

Liczba studentów w uniwersytetach była wtedy niewielka.[38] Ocenia się, że w całym XIV wieku w Paryżu było około 6000 studentów, w Bolonii około 15 000, w Tuluzie mniej niż 2000, podobnie w Wiedniu i Lipsku. Około 1300 roku w Oksfordzie liczba studentów była mniejsza od 1500, w 1426 r. w Louvain było ich 1450, a w końcu XIV wieku w Pradze – 1373 (wraz z mistrzami).

Pierwsi Polacy wyjeżdżali po naukę do uniwersytetów już w XII wieku. Niektórzy z nich zostawali nawet tam profesorami, byli wybierani na rektorów i byli znani ze swej twórczości. Na przykład Franko z Polski (Franco de Polonia) studiował w Paryżu, był tam potem profesorem i w 1284 r. napisał krótki Tractatus turketi poświęcony opisowi przyrządu astronomicznego, zwanego torkwetum (torquetum). W połowie XIII wieku Mikołaj z Polski kształcił się w Montpellier, a po powrocie do Polski napisał dzieła medyczne. Teksty dotyczące obliczeń astronomicznych opracowali Konrad z Henrykowa (Computus novus ecclesiastus) i Jan z Polski (Computus manualis metricus).

Studenci w celu obrony wspólnych interesów organizowali się w związki, tzw. nacje[39], które były pomocne w załatwianiu spraw codziennych i pomagały zwalczać nostalgię za stronami ojczystymi. Dobierano się nie na zasadzie narodowości czy przynależności państwowej, lecz na podstawie takich elementów, jak wspólny język, obyczaje, pochodzenie z tego samego lub pobliskiego kraju.[40] W Oksfordzie były tylko dwie nacje: północna i południowa, w Pradze – cztery nacje według stron świata: polska, bawarska, saska, czeska; nacja polska obejmowała także Litwinów, Sasów i Prusów. W Bolonii było aż 17 nacji, a np. nacja niemiecka obejmowała także Flamandów, Węgrów, Litwinów, Szwedów, Polaków, Belgów, Anglików i Szkotów. W Paryżu do nacji angielskiej należeli także Polacy i Włosi, a w Kolonii obejmowała ona również Czechów, Niemców, Węgrów i Polaków. W Wiedniu Polacy należeli do nacji węgierskiej, obok Greków (!), Czechów, Morawian, Chorwatów i innych Słowian. W Lipsku nacja bawarska obejmowała także Anglików, Francuzów, Hiszpanów i Włochów, a do nacji polskiej należeli, poza Polakami, także Czesi, Litwini, Prusowie, Rusini, Szwedzi i Węgrzy. Uniwersytet założony w 1364 r. w Krakowie przez Kazimierza Wielkiego nie miał systemu nacji.

Przy uniwersytetach były tworzone kolegia, które miały umożliwić utrzymanie się biednym studentom. Z biegiem czasu kolegia same stały się ośrodkami nauczania. W Paryżu słynne było kolegium, które w roku 1253 założył Robert de Sorbon (od jego nazwiska zaczęto potem nazywać Sorboną cały uniwersytet). W 1264 r. Walter de Merton założył w Oksfordzie kolegium, które stało się w XIV wieku silnym ośrodkiem badań matematycznych i astronomicznych; działali tam sławni „kalkulatorzy” Thomas Brawardine, William Heytesbury i Richard Swineshead.[41]

Studia uniwersyteckie rozpoczynały się zawsze na wydziale sztuk wyzwolonych. Dopiero stopień magistra sztuk wyzwolonych dawał prawo do studiowania wyższych fakultetów: prawa, medycyny i teologii. Nauki przyrodnicze i logika stanowiły zatem podstawę wyższego wykształcenia wszystkich bez wyjątku studentów. Oczywiście zakres tego wykształcenia był ograniczony, chociaż po odkryciu dzieł autorów starożytnych program studiów bardzo się wzbogacił i w drugiej połowie XIII wieku wykraczał już daleko poza tradycyjne trivium i quadrivium. Studiowano i komentowano dzieła Arystotelesa: Fizyka, O niebie, Meteorologika, O duszy, O powstawaniu i ginięciu, Metafizyka, oraz jego pisma biologiczne i psychologiczne (Parva naturalia). Na wyższych latach w nauczaniu astronomii posługiwano się podręcznikiem Tractatus de sphaera Johna z Holywood, zwanego Joannesem Sacrobosco i traktatem Theorica planetarum Campanusa z Novary. Studiowano pierwszych 9 ksiąg Elementów Euklidesa oraz Arytmetykę Boecjusza i Algorism vulgaris Sacrobosco.

Warto przypomnieć, że fizyka była pierwotnie uważana za naukę o całej przyrodzie (gr. φύσις – physis – przyroda). Tak rozumiał fizykę Arystoteles i tak ją pojmowano przez następne stulecia. W średniowiecznej encyklopedii Brunetto Latiniego z XIII wieku czytamy, że fizyka daje nam „poznanie natury bytów, które mają ciało i występują wraz z rzeczami cielesnymi, to znaczy natury ludzi, zwierząt, ptaków, ryb, roślin, kamieni i innych jeszcze bytów cielesnych znajdujących się wśród nas.”[42] Fizyka miała tłumaczyć budowę i urządzenie całego świata, włącznie ze sferą nadksiężycową. Było to jednak wyjaśnianie opisowe, jakościowe. Natomiast astronomia jako część quadrivium była nauką matematyczną, ograniczoną początkowo jedynie do prostych rachunków, potrzebnych do ustalania daty świąt kościelnych. Potem zakres i poziom obliczeń został rozszerzony na zagadnienia ruchów Księżyca i planet (jak np. w Theorica planetarum), ponieważ było to potrzebne do obliczeń astrologicznych.

Bardzo istotną rolę odgrywało opracowywanie przez wykładowców uniwersyteckich własnych komentarzy do dzieł autorów starożytnych. Były to osobne podręczniki, z których uczyli się studenci. Te komentarze są dziś bardzo dobrym źródłem wiadomości o dokonaniach średniowiecznych uczonych.

Studia na wydziale sztuk wyzwolonych były dwustopniowe. Po paru latach (zależało to od uczelni) student otrzymywał stopień bakałarza, co dawało mu prawo do dalszego studiowania, aż do uzyskania stopnia magistra sztuk wyzwolonych, uprawniającego do wykładania na każdym uniwersytecie. W Paryżu statut początkowo przewidywał, że studia na tym wydziale będą trwały sześć lat, w Oksfordzie – lat siedem. Potem ten czas uległ znacznemu skróceniu do pięciu, a nawet czterech lat. Studia na wyższych fakultetach trwały długo, np. trzeba było osiem lub więcej lat do uzyskania stopnia doktora teologii.

Sprawność nauczania w uniwersytetach średniowiecznych była bardzo niewielka, średnio tylko co czwarty student dochodził do stopnia bakałarza, a co dwudziesty zostawał magistrem.

Warunki studiowania również były ciężkie. Studenci mieszkali w słabo ogrzewanych izbach i musieli uczestniczyć w zajęciach, które wobec niedostatecznego oświetlenia rozpoczynały się często już o szóstej rano i trwały do zmroku. Nic dziwnego, że wieczorami wielu studentów odreagowywało, przeważnie zabawiając się w karczmach. Pijaństwo było plagą nie tylko wśród studentów, ale także wśród wykładowców. Mieszczanie mieli niechętny stosunek do społeczności uniwersyteckiej, która rządziła się swoimi prawami i korzystała z nadanych jej przywilejów. Między studentami i mieszkańcami miast dochodziło często do bójek, czasem z bardzo poważnymi skutkami.

W uniwersytetach średniowiecznych nie było laboratoriów, w których prowadzono by eksperymenty. Przedmiotem badań nie były zjawiska przyrodnicze, lecz teksty. Ważną część uczelni stanowiły więc biblioteki, w których przechowywano dzieła autorytetów. Księgi te kopiowano, oczywiście ręcznie, toteż kopie były bardzo kosztowne i kupować je mogli tylko majętni studenci. Wynalazek Gutenberga w połowie XV wieku sprawił, że książki stały się bardziej dostępne.

Metodą badawczą była dysputa (disputatio), w której prowadzeniu średniowieczni mistrzowie osiągnęli doskonałość. Studenci, którzy pozostawali bierni podczas wykładów, brali czynny udział w dysputach. Były dwa typy dysput: zwyczajne i nadzwyczajne. Profesorowie prowadzili dysputy zwyczajne regularnie, zwykle raz na tydzień. Poza studentami mogli w nich brać udział także bakałarze i magistrowie.

Postawieniu pytania towarzyszyło podanie kilku lub kilkunastu możliwych odpowiedzi – albo twierdzących, albo przeczących. Jeżeli na początku popierane było stanowisko twierdzące, to można było być pewnym, że w końcu autor opowie się za rozwiązaniem przeczącym. Jeśli natomiast na początku dawano odpowiedź przeczącą, to można było być przekonanym, że w końcu zwycięży stanowisko twierdzące (była to tzw. metoda przeczenia i potwierdzenia). Te opinie wstępne, które potem odrzucano, były nazywane argumentami głównymi (rationes principales). Autor mógł następnie przedstawić swój sposób postępowania, ewentualnie uściślić i wyjaśnić pytanie, a potem zaprezentować swoją własną opinię, zwykle za pomocą wypracowanych konkluzji. Czasem, aby wyprzedzić zastrzeżenia, sam autor wypowiadał wątpliwości wobec swojej opinii i następnie je rozstrzygał. Na końcu odpowiadał na każdy argument główny, kończąc w ten sposób dyskusję przez formalne odrzucenie poglądów przeciwnych.

Obok dysput zwyczajnych odbywały się także nadzwyczajne, na dowolny temat (tzw. disputatio de quodlibet). Mogli w nich brać udział wszyscy i wszyscy też mogli z sali zadawać prowadzącemu mistrzowi pytania nawet bardzo kontrowersyjnej treści. Dysputy takie trwały długo, czasem nawet dwa dni.

Wśród historyków nauki panuje zgodność co do tego, że swoboda dyskusji naukowych w średniowiecznych uniwersytetach przyczyniała się do postępu nauki. Łatwo się z tym zgodzić, zwłaszcza porównując uniwersytety z opanowanymi przez fundamentalistów religijnych szkołami islamskimi, medresami, w których niemożliwe było jakiekolwiek wykraczanie poza ramy wyznaczone tekstem Koranu. Te nienaruszalne więzy były przyczyną skostnienia nauki islamskiej, która już kilkaset lat temu przestała przynosić nowe wyniki.[43]

Warto podkreślić pewną ważną cechę nauki średniowiecznej. Otóż uważano wówczas, że filozofowie przyrody badają ruchy i zmiany ciał, wychodząc z arystotelesowskiego opisu ciał jako złożonych z materii i formy oraz podległych czterem rodzajom przyczyn. Matematycy natomiast badali ciała inaczej – starali się wydzielić ich właściwości geometryczne oraz takie, które dotyczyły mierzalnych i ilościowych cech ciał, które badali, ale nie ciał w ogóle. W średniowieczu dziedziny, które wymagały stosowania matematyki do opisu zjawisk przyrodniczych, jak optyka, astronomia i statyka, były charakteryzowane jako „nauki pośrednie” (scientiae mediae) między filozofią przyrody i „czystą” matematyką. Później, w XVII wieku, zaczęto je nazywać „matematyką mieszaną” (patrz ramka Dwa nurty fizyki, s. 45).

1.3. PODSTAWY FIZYKI ARYSTOTELESA

Największy uczony starożytności, Arystoteles ze Stagiry (384–322 p.n.e.), zwany często Stagirytą, stworzył spójny system wiedzy obejmujący wszystkie aspekty świata. Poglądy fizyczne wyłożył głównie w dziełach: Fizyka, O niebie, Meteorologika, Mechanika, Metafizyka, O powstawaniu i ginięciu, O duszy. U podstaw tego systemu leżał podział świata na dwie części, w których prawa fizyki były odmienne. Wszystkie substancje na Ziemi i w jej najbliższym otoczeniu, w tzw. świecie podksiężycowym, miały składać się z czterech elementów: ognia, powietrza, wody i ziemi, połączonych ze sobą w różnych proporcjach. Czterema podstawowymi jakościami były zimno, gorąco, suchość i wilgotność, mające związki z czterema elementami: ogień był gorący i suchy, powietrze – gorące i wilgotne, woda – zimna i wilgotna, ziemia – sucha i zimna.

Według Arystotelesa „jest oczywiste, że wszystko powstaje z materii i formy.”[44] Materia to tworzywo bierne, nieposiadające kształtu, barwy i innych cech, forma zaś decyduje, że dane ciało jest stołem, drzewem, rzeką itd.

W fizyce Arystotelesa centralne miejsce zajmowało badanie ruchu. Trzeba jednak pamiętać, że ruch wtedy oznaczał każdą przemianę bytu potencjalnego w byt aktualny, obejmował zmiany jakościowe, powstawanie i ginięcie, przyrost i ubytek oraz zmiany położenia. Tylko ta ostatnia kategoria, tzw. ruch lokalny, pozostała obecnie przedmiotem mechaniki.

Arystoteles dzielił ruchy ciał ziemskich na naturalne, wynikające z samej natury substancji tych ciał, oraz wymuszone przez działanie zewnętrzne jakiegoś czynnika poruszającego. Pewne ciała przez swą naturę spadały w dół, dążąc do środka świata i te nazywał on ciałami ciężkimi. Inne ciała, przez swą naturę unoszące się do góry, były nazywane lekkimi. Te ruchy naturalne, wynikające z dążności ciał do zajęcia właściwego dla nich miejsca w świecie, miały zachodzić tylko czasowo. Ruch wieczny, kołowy, występujący wśród ciał niebieskich dowodził, że ciała te nie mogą składać się tylko z czterech elementów ziemskich. Arystoteles postulował zatem istnienie piątego elementu – eteru, który jest niezmienny, a wieczny ruch kołowy wynika z jego natury.

Według Arystotelesa ciężka Ziemia przez swą naturę oczywiście znajduje się w środku świata, a wokół niej są umieszczone koncentryczne sfery trzech pozostałych elementów w porządku ich wzrastającej lekkości: najpierw woda, potem powietrze, wreszcie najwyżej sfera ognia. Wyżej rozciąga się świat ciał niebieskich: obracające się wokół nieruchomej Ziemi koncentryczne sfery Księżyca, Merkurego, Wenus, Słońca, Marsa, Jowisza, Saturna oraz sfera gwiazd stałych będąca granicą kosmosu. Komety, meteory i inne zjawiska przejściowe (np. zorze polarne) nie mogły należeć do niezmiennego z definicji świata ciał niebieskich, umieścił je więc Arystoteles w świecie podksiężycowym.

W mechanice Arystotelesa ciało niepoddane wpływom zewnętrznym pozostawało w spoczynku (ta starożytna zasada bezwładności wynikała z przyjętych własności ruchów naturalnych), natomiast prędkość ciała wprawianego w ruch przez zewnętrzną przyczynę miała być proporcjonalna do działającej siły (dynamis) i odwrotnie proporcjonalna do oporu, jaki stawia ośrodek. Konsekwencją przyjętych zasad mechaniki była niemożliwość istnienia próżni. Wynikało to chociażby stąd, że opór próżni wynosiłby zero, a poruszające się w niej ciała miałyby prędkość nieskończenie wielką, co Arystoteles uznawał za absurd.

Wszechświat Arystotelesa był kulisty i skończony, poza ostatnią sferą nie było niczego. Wyraził to pięknie, pisząc: „Jest jasne, że poza niebem nie ma ani miejsca, ani próżni, ani czasu”.[45]

1.4. WITELO

Pierwszym uczonym z ziem polskich, który stał się powszechnie znany, był Witelo (Witelon). Wiadomości o jego życiu są bardzo skąpe. Urodził się w pobliżu Wrocławia, prawdopodobnie w Legnicy lub we Lwówku Śląskim. O sobie pisał, że jest filius Thuringorum et Polonorum. Przyjmuje się, że był przypuszczalnie synem przybyłego na Śląsk z Turyngii kolonisty, który ożenił się z Polką. Polskę nazywał Witelo swą ojczyzną.

Uczył się w szkole parafialnej w Legnicy, następnie we Wrocławiu. Przyjmuje się, że urodził się około 1230 r., na podstawie tego, że w 1250 r. udał się on do Paryża, gdzie rozpoczął studia na uniwersytecie, na wydziale sztuk wyzwolonych. Nie wiadomo, gdzie przebywał jako chłopiec, kiedy w okolicy, pod Legnicą, 9 kwietnia 1241 r. rozgrywała się wielka bitwa wojsk księcia Henryka Pobożnego z hordami Mongołów.

Bardzo niepewna jest data śmierci Witelona. W różnych źródłach podawane są daty od 1280 r. (Wielka Encyklopedia Powszechna PWN) do 1314 r. (Historia Nauki Polskiej, t. VI). Jako najbardziej prawdopodobne przyjmujemy, że zmarł przed marcem 1292 r., według ustaleń Jerzego Burchardta.[46]

Najwidoczniej rodzina Witelona była dosyć zamożna, skoro stać ją było na wysłanie syna na studia zagraniczne. W Paryżu przebywał dziesięć lat. Po ukończeniu studiów wrócił do Polski i pracował jako nauczyciel w szkole.

W 1262 r. Witelo wyjechał do Padwy jako praeceptor (wychowawca) w orszaku księcia Włodzisława, syna Henryka Pobożnego. Podjął kolejne studia – prawa kanonicznego na tamtejszym uniwersytecie – i w 1268 r. uzyskał stopień magistra tej dyscypliny. Na początku 1269 r. przebywał na dworze papieskim w Viterbo, gdzie spotkał Wilhelma z Moerbeke, z którym się zaprzyjaźnił. Obserwacje zjawisk optycznych, halo słonecznego oraz tęczy tworzącej się wieczorami nad jednym ze źródeł, wzbudziły zainteresowanie Witelona optyką. Namówił Wilhelma, aby przełożył na łacinę greckie traktaty Archimedesa, Apoloniusza, Herona i Ptolemeusza. Wykorzystał potem te przekłady przy opracowywaniu swego wielkiego dzieła optycznego, które zadedykował właśnie swemu przyjacielowi.

Ryc. 1.1. Czy Witelo wyglądał tak jak na portreciku wewnątrz ozdobnej litery w jednym z trzynastowiecznych rękopisów jego Optyki?

Najpóźniej wiosną 1274 r. Witelo wyjechał z Włoch do Czech i objął w Pradze stanowisko kapelana króla Przemysława Ottokara II. W lecie tego roku z jego polecenia przebywał z misją dyplomatyczną na soborze w Lyonie, starając się pozyskać papieża Grzegorza X dla planów króla. W 1275 r. wrócił do Polski i jako kanonik, w imieniu kapituły katedralnej wrocławskiej, odebrał swoje uposażenie, którym była wieś Żórawina pod Wrocławiem. Jego plebania znajdowała się przypuszczalnie w Legnicy. Zajął się nauczaniem w tamtejszej szkole parafialnej św. Piotra, stopniowo rozszerzając zakres nauczania dla najzdolniejszych uczniów. W marcu 1292 r. właścicielem Żórawiny był już ktoś inny i stąd Burchardt wyciągnął wniosek, że Witelo zmarł przed tą datą.

— OPTYKA WITELONA —

Strona tytułowa Optyki Witelona (1572)

„Niniejsze dzieło postanowiłem podzielić na 10 ksiąg. Zamierzając bowiem każdy byt widziany – ponieważ jego widzenie podlega prawidłom matematyki – zamknąć dowodem matematycznym i pewniej wedle swoich sił kroczyć tą drogą, księgi te usamodzielniłem, z wyjątkiem tego, co wziąłem z Elementów Euklidesa i tych paru, co pochodzą z Elementów stożkowych Apolloniusza z Perge, z których dwóch zaledwie użyłem w tej nauce, jak się okaże później.

W pierwszej księdze tej nauki zamieściłem na początku aksjomaty dla niej niezbędne poza Elementami Euklidesa i oświadczam, że w tym również dwa, które udowodnił Apolloniusz. Większość jednak zamieszczonych w tej księdze twierdzeń zawarta jest w owym dziele, które nazywam O wnioskach z Elementów Euklidesa, gdzie spisałem w ogóle wszystko, co przeczytałem i co doszło do nas od następców Euklidesowych, wywnioskowane na potrzeby nauk szczegółowych generalnie. W drugiej swej księdze omówiłem sposób padania promieni przez jeden lub więcej ośrodków przezroczystych na różne kształty ciał, projekcję cieni i kształtowanie się światła, padającego przez okna jako to, co jest uprzednie względem działania form przyrody, uchwytnego zmysłowo i odbywa się bez udziału zmysłu. W trzeciej księdze omówiłem na swój sposób narząd widzenia i istotę procesu widzenia zgodnie z nauką optyki. W czwartej księdze przebiegłem złudzenia optyczne przy bezpośrednim sposobie widzenia przez jeden ośrodek, czy to jako doznania matematyczne, czy też przyrodnicze. Przechodząc w piątej księdze do innego sposobu widzenia, który powstaje przez odbicie od ciał gładkich, zwanych zwierciadłami, omówiłem zjawiska wspólne wszystkim zwierciadłom: płaskim, kulistym, walcowatym i stożkowym, wklęsłym lub wypukłym. Są to bowiem wszystko zwierciadła, od których możliwe jest prawidłowe odbicie, jak to jasno dowiodłem we właściwym miejscu. Przez te zwierciadła rozumiem jednakże nie tylko ciała wygładzone sztucznie, ale raczej gładkie z natury, bo gdy do zwierciadeł stosuję dowodzenie, to rozumiem przez nie ciała przyrody o tym samym kształcie. To bowiem, co w ciałach wytworzonych sztucznie dzieje się przykładowo, w ciałach przyrody musi dziać się z większą pewnością. Tak przebiegłszy kształty zwierciadeł, wyjaśniam niebieskie oraz wszystkie wpływy zachodzące w przyrodzie od ciał gładkich do innych ciał w zakresie pewnego sposobu odbicia. W tej bowiem różnorodności kryje się działanie przyrody i od tych samych bytów działających zgodnie ze sposobem zróżnicowania powstaje rozmaitość form odbieranych oczyma, gdy dotrą do miejsca odbicia, skąd ono do nich dojdzie. Albowiem udział oczu, jako wtórny względem form i ciał przyrody, niczego nie dodaje do bytów przyrody. W księdze piątej wyłożyłem zjawiska wspólne dla tych właśnie zwierciadeł oraz wszystkie te, które są właściwe dla zwierciadeł płaskich. W szóstej księdze ukazałem zjawiska, którym podlegają oczy i byty skutkiem odbicia od wypukłych zwierciadeł kulistych. W siódmej wyłożyłem zjawiska, zachodzące w wypukłych zwierciadłach walcowatych lub stożkowych. Te dwa zwierciadła połączyłem ze względu na tożsamość wielu zjawisk. W ósmej omówiłem szerzej odbicia od wklęsłych zwierciadeł kulistych. W dziewiątej te, które zachodzą we wklęsłych zwierciadłach walcowatych lub stożkowatych, oraz dorzuciłem do nich traktat o pewnych zwierciadłach nieregularnych, których cała powierzchnia daje odbicie światła i mocy do jednego punktu. Nazywam je zwierciadłami palącymi. W dziesiątej księdze niniejszej nauki mówię o trzecim sposobie widzenia – poprzez drugi ośrodek przezroczysty, gdy na przykład widzenie odbywa się przez powietrze pod wodą lub pod szkłem oraz o złudzeniach, jakim z tego powodu ulega wzrok, bo choćby wzroku nie było, te same zjawiska powstawałyby ze względu na moc działającą. W tej też dziesiątej księdze dodałem zjawisko, zachodzące w samym wzroku, skutkiem odmienności ośrodków, jakim jest wyciśnięcie łuku demona, zwane tęczą, bo i jej powstawanie tłumaczy się przy pomocy niniejszej nauki. I tak jakbym omówił ogólnie wszystkie zjawiska widzenia, kończę dzieło.”

Przedmowa Witelona do dzieła Perspectiva, tłum. Jerzy Burchardt, [w:] Witelo – Matematyk, fizyk, filozof, red. Jan Trzynadlowski, Prace Wrocławskiego Towarzystwa Naukowego, ser. A, nr 206, Ossolineum, Wrocław 1979, s. 46–48.

Witelo napisał wiele dzieł na tematy fizyczne, ale zachowały się tylko dwa: Perspectiva – obszerny traktat o optyce w dziesięciu księgach – oraz napisany w Padwie w latach 1267–1268 tekst De primaria causa penitentiae et de natura daemonum – list do Ludwika we Lwówku Śląskim – w którym starał się podać racjonalne wyjaśnienie istnienia demonów. Ze wzmianek w tych dziełach wiemy, że napisał jeszcze kilka innych traktatów: Philosophia naturalis (przypuszczalnie był to komentarz do Fizyki Arystotelesa), astronomiczny traktat Scientia motuum coelestium, De elementis conclusionibus (komentarz i uzupełnienia do Elementów Euklidesa) oraz traktat psychologiczny Naturales animae passiones. Te dzieła jednak nie zachowały się do naszych czasów.

Traktat optyczny Perspectiva opracował Witelo przypuszczalnie w latach 1269–1273. Jest to dzieło poświęcone optyce geometrycznej, napisane na podobieństwo Elementów Euklidesa. Zawartość dzieła Witelona najlepiej charakteryzuje wyjątek z jego Przedmowy; zawiera on także dobrą charakterystykę zakresu zainteresowań zjawiskami optycznymi w średniowieczu (patrz ramka Optyka Witelona).

W pierwszej księdze są podane niezbędne wiadomości geometryczne. W pozostałych księgach – zgodnie z zakresem średniowiecznej optyki – Witelo omawiał: padanie promieni przez jeden lub więcej ośrodków przezroczystych na ciała o różnych kształtach (księga 2), narząd widzenia i istotę procesu widzenia (księga 3), złudzenia optyczne przy bezpośrednim sposobie widzenia przez jeden ośrodek (księga 4), odbicie „od ciał gładkich, zwanych zwierciadłami”, płaskimi, kulistymi, walcowatymi i stożkowymi, wklęsłymi lub wypukłymi; w tym także „zwierciadła palące” (księgi 6–9), wreszcie zjawiska przy przechodzeniu światła przez różne ośrodki przezroczyste (księga 10). W tej ostatniej księdze znajduje się też omówienie zjawiska tęczy.

Witelo korzystał z wcześniej opracowanych dzieł optycznych, głównie islamskiego uczonego Alhazena, ale prowadził też własne doświadczenia. Ważnym jego wynikiem było odkrycie zjawiska aberracji sferycznej zwierciadeł (opisane w księdze 8).

W księdze 10 Witelo opisał swoje doświadczenia nad załamaniem światła przy przejściu między różnymi ośrodkami. Jego próba znalezienia prostego algebraicznego wzoru wiążącego kąty padania i załamania była nieudana (podobnie jak próba Ptolemeusza w starożytnej Aleksandrii). Jak dziś wiemy, prawo załamania światła jest bardziej skomplikowane, ponieważ jest wyrażane przez funkcje trygonometryczne; zostało ono odkryte dopiero w pierwszej połowie XVII wieku (patrz § 3.1).

Ryc. 1.2. Strona tytułowa pierwszego wydania Optyki Witelona (1535)

Dzieło Witelona krążyło w rękopisach, a po raz pierwszy zostało wydane drukiem w 1535 r. w Norymberdze przez Georga Taustettera i Petera Apiana. Wydawcy nadali mu długi tytuł Vitellionis mathematici doctissimi περι οπτικες id est de natura, ratione, et proiectione radiorum visiu, luminum, colorum atque formarum, quam vulgo Perspectivam vocant, libri X. (Vitelona matematyka najuczeńszego: O optyce, to jest o istocie, przyczynie padania promieni, wzroku, świateł, barw oraz kształtów, które powszechnie nazywają Perspektywą, ksiąg dziesięcioro).

Drugie wydanie ukazało się w 1572 r. w Bazylei pod tytułem Vitellonis Thuringopoloni Opticae libri decem. Wydawcą był tym razem Fryderyk Risner, który w tym samym tomie wydał także łaciński przekład traktatu optycznego Alhazena.

Dzieło Witelona cieszyło się wielką popularnością przez ponad 300 lat. Jeszcze na początku XVII wieku Johannes Kepler swemu traktatowi poświęconemu optyce dał tytuł Ad Vitellonem Paralipomena, quibus astronomiae pars optica traditur (Uzupełnienia do Witelona, w których przedstawiona jest część optyczna astronomii).

W Polsce jest wiele opracowań osiągnięć Witelona, a od niedawna istnieje też polskie tłumaczenie Ksiąg II–X jego Perspektywy.[47]

Zapoznajmy się z jeszcze jednym wyjątkiem z Przedmowy do dzieła Witelona, gdyż zawiera on dziś już zapomniane rozróżnienie trzech sposobów widzenia w optyce średniowiecznej:

„[Trzy sposoby widzenia i trzy sposoby działania przyrody]

Z tego, co wyżej napisano, wynika, że trojaki jest sposób widzenia. Jeden przez tylko jeden ośrodek, czyli widzenie bezpośrednie, drugi przez odbicie form widzianych od ciał gładkich, trzeci zaś przez załamanie form widzianych skutkiem odmienności ośrodków. Te trzy sposoby widzenia są odpowiednikami trojakiego działania form i wszystkich mocy nieba i przyrody. Niektóre bowiem działają bezpośrednio na przedmiot podległy działaniu i to działanie jest mocniejsze, bo jest bezpośrednio kierowane przez przyrodę i biegnie po liniach prostych. Moc ta, na ile jest materialna, doznaje osłabienia poprzez większą odległość tego, co działa, od tego, co doznaje działania. Albowiem słońce nie ogrzewa przedmiotów bardziej odległych tak jak bliższych, dających się ogrzewać, o tym samym położeniu. Drugi sposób działania przyrody zachodzi przez odbicie od innych ciał, tak jak promienie słońca odbijają się od materii księżyca. Jakkolwiek wskutek rozrzedzenia materii księżycowej trochę mocy słonecznej przez nią przechodzi, jednak większość promieni odbija się w dół, niczym od wypukłego zwierciadła kulistego. Temu sposobowi odpowiada wszystko, co powiedziałem o zjawiskach zachodzących w zwierciadłach, kiedy to kształt ciała, od którego zachodzi odbicie, upodabnia się do kształtu w zwierciadle. Trzeci wreszcie sposób działania przyrody odbywa się w wielu odmiennych ośrodkach przezroczystych, który to sposób we właściwym sobie trybie działania popada w tę różnorodność, która jest typowa dla dziedziny wzroku. W tych działaniach przyrody wzrok jest odpowiednikiem, a nie przyczyną, chyba że we wzroku zachodzi samoistne złudzenie (...).”[48]

Ten podział rozchodzenia się światła na trzy sposoby utrzymywał się długo. Kiedy w 1665 r. włoski uczony Francesco Maria Grimaldi odkrył zjawisko dyfrakcji światła, to ogłosił triumfalnie, że jest to czwarty sposób rozprzestrzeniania się światła.

2

AKADEMIA KRAKOWSKA

• 2.1. Akademia dawnai odnowiona

• 2.2. Burydanizm w AkademiiKrakowskiej

• 2.3. Mikołaj Kopernik i znaczeniejego reformy dla fizyki

2.1. AKADEMIA DAWNA I ODNOWIONA

W dniu 12 maja 1364 r. król Kazimierz Wielki wydał akt powołujący w Krakowie studium generale.[49] Ten akt był poprzedzony staraniami o zgodę papieża Urbana V, rezydującego wtedy w Awinionie. Król widział potrzebę posiadania u siebie ośrodka nauki i kształcenia ludzi, zwłaszcza prawników, którzy byli potrzebni w sporach z Krzyżakami.

Uczelnia Kazimierza Wielkiego miała tylko trzy wydziały: sztuk wyzwolonych, prawa i medycyny, nie było w niej natomiast wydziału teologii. Miała ustrój typu bolońskiego, tzn. była zarządzana przez studentów. Wiadomo, że przez pierwsze lata mieściła się na zamku królewskim na Wawelu. Królowi zależało przede wszystkim na kształceniu prawników, toteż ufundował aż osiem katedr na wydziale prawa, w tym trzy prawa kanonicznego i pięć – rzymskiego, a tylko dwie katedry na wydziale medycznym i jedną na wydziale artium (sztuk wyzwolonych).

Podobno król zamierzał wybudować dla uczelni osobną siedzibę na Kazimierzu. Nie pozostał po tym żaden ślad, przyjmuje się więc najczęściej, że jeśli nawet istniały jakieś zręby takiej budowli, to zostały zniszczone przez wezbrane wody Wisły podczas powodzi.

Po śmierci Kazimierza Wielkiego uczelnia podupadła i przypuszczalnie w ogóle zaprzestała działalności, chociaż w Krakowie pozostali nieliczni magistrowie, którzy udzielali lekcji. Studenci z Polski zaczęli wyjeżdżać na studia – najczęściej do uniwersytetu w Pradze. W ostatniej dekadzie XIV wieku to właśnie ludzie wykształceni w Pradze i innych uczelniach zagranicznych zabiegali u króla Władysława Jagiełły o odnowienie uczelni.

Po uzyskaniu zgody papieża – tym razem Bonifacego IX – na utworzenie wydziału teologii, Władysław Jagiełło wydał 26 lipca 1400 r. dokument odnawiający studium generale. Było to zgodne z testamentem zmarłej rok wcześniej królowej Jadwigi, która na ten cel zapisała swe kosztowności. Dla uczelni zakupiono od razu dom przy ul. św. Anny (Kolegium Królewskie, a po otwarciu Kolegium Mniejszego w 1449 r. – Kolegium Większe – Collegium Maius). Na pierwszy rok studiów zapisało się 205 studentów, co było dużą liczbą.

Po odnowieniu w 1400 r., Akademia Krakowska miała już cztery wydziały i przyjęła ustrój wzorowany na uniwersytecie paryskim, czyli stała się uczelnią zarządzaną przez profesorów.

— POCHWAŁA AKADEMII KRAKOWSKIEJ —

„Niedaleko wiślnej bramy [w Krakowie] jest ogromny kościół Ś. Anny, gdzie błogosławiony Jan Kanty, sławny tamecznej akademii nauczyciel, wielu cudami słynie, lubo jeszcze w poczet świętych niepoliczony. Przy tym kościele jest wielka i sławna akademia, której chlubą są mężowie uczeni i głośnego imienia, w której daje się wiele wyzwolonych nauk: retoryka, poetyka, filozofia i fizyka. Najlepiej atoli zakwitła tam astronomia; w całych Niemczech sławniejszej nauki astronomii nie masz.”

Hartmann Schedel, Opus de historiis aetatum mundi (1493), przekład według Michała Wiszniewskiego, Historya Literatury Polskiej, t. IV, Kraków 1842, s. 362.

Fizyki, tj. filozofii przyrody, nauczano na wydziale artium. W pierwszych latach, dla studentów początkujących i przygotowujących się do uzyskania stopnia bakałarza, wykładano przedmioty podstawowe: logikę, gramatykę, retorykę i naukę o układaniu kalendarza. Z tego najwięcej czasu studenci musieli poświęcać na poznanie logiki Arystotelesa – całkowity czas na wykłady z logiki wynosił aż siedemnaście i pół miesiąca (do tego dochodziły ćwiczenia).

W programie istotne miejsce zajmowało studiowanie dzieł przyrodniczych i filozoficznych Arystotelesa.[50] Najdłużej, bo aż przez dziewięć miesięcy, studiowano jego Fizykę, przy czym ten wykład, jako podstawowy i bardzo ważny, był każdorazowo zarezerwowany dla dziekana wydziału, który prowadził także ćwiczenia. Inne wykłady corocznie losowano wśród profesorów. Nie pozwalało to na specjalizację wykładowcy w jakimś przedmiocie.

Na drugim etapie studiów (dla bakałarzy), który kończył się uzyskaniem stopnia magistra, najwięcej czasu – aż sześć miesięcy – przeznaczano na Metafizykę. Na studiowanie pozostałych dzieł Arystotelesa przeznaczano już mniej czasu: po cztery miesiące na O duszy (De anima), Meteory (Meteora) i O niebie (De caelo), 10 tygodni na O powstawaniu i ginięciu (De generatione et corruptione), i 14 tygodni na Krótkie rozprawy psychologiczno-biologiczne (Parva naturalia). Cały wydział sztuk wyzwolonych nazywano słusznie szkołą Arystotelesa. Trzeba podkreślić, że do nauki wykorzystywano nie oryginalne teksty Stagiryty, lecz komentarze opracowane przez średniowiecznych mistrzów. I tak O duszy studiowano na podstawie Quaestiones super De anima Jeana Buridana oraz Summa theologiae Tomasza z Akwinu, Meteory – na podstawie komentarza Nicole Oresme, a potem Pierre’a d’Ailly i Alberta Wielkiego, O niebie – na podstawie Quaestiones subtilissimae in libros De caelo et mundo Aristotelis Alberta z Saksonii, O powstawaniu i ginięciu – według komentarzy Buridana i Marsiliusa z Inghen. Studenci krakowscy mieli więc okazję poznawania nowych idei wysuwanych przez twórców średniowiecznych.

Arytmetyki nauczano z Algorismus vulgaris Joannesa de Sacrobosco, teorii muzyki z podręcznika paryskiego profesora Jeana de Muris, optyki (perspektywy) – z podręcznika Johna Peckhama, astronomii z anonimowego podręcznika Theorica planetarum. Z Elementów Euklidesa przerabiano tylko pierwsze trzy księgi. Program quadrivium był więc początkowo zredukowany do minimum na rzecz interpretacji Arystotelesa. To miało się zmienić, a przedmioty astronomiczne i matematyczne wkrótce bardzo się w Krakowie rozwinęły.

W 1405 r. zamożny mieszczanin krakowski Jan Stobner ufundował specjalną katedrę w celu rozwijania nauk matematycznych i przyrodniczych. Akt fundacyjny zobowiązywał profesora tej katedry do wykładania geometrii Euklidesa z komentarzami Jana Campanusa, arytmetyki liczb całkowitych, Traktatu o sferze (Tractatus de sphaera) Sacrobosco, astronomicznych kanonów i tablic króla Alfonsa i tablic pochodnych. Profesor miał także obliczać na ich podstawie i publikować coroczny almanach, w którym na każdy dzień były podawane położenia planet, Słońca, Księżyca i jego faz oraz zapowiedzi o zaćmieniach. Zachowała się najdawniejsza tego rodzaju zapowiedź odnosząca się do zaćmienia Słońca w 1406 r.

Katedra Stobnera nosiła nazwę katedry astrologii, albowiem w tym czasie nie widziano jeszcze ostrego rozróżnienia między astronomią jako nauką matematyczną a wróżbiarstwem, które było przedmiotem zajęć astrologów. Drugą katedrę poświęconą astrologii ufundował w 1459 r. znany krakowski uczony Marcin Król z Żurawicy. Posiadanie dwóch katedr astrologii było czymś wyjątkowym i wyróżniało uczelnię krakowską w Europie.

Opinia o Akademii Krakowskiej jako najlepszej uczelni astronomicznej w Europie Środkowej sprawiała, że na studia w Krakowie przyjeżdżali licznie studenci z zagranicy, późniejsi profesorowie uniwersytetów w Heidelbergu, Wiedniu i innych miastach.

2.2. BURYDANIZM W AKADEMII KRAKOWSKIEJ

Jak wspomniano wyżej, studiowanie Fizyki Arystotelesa w Akademii Krakowskiej w XV wieku odbywało się na podstawie różnych komentarzy do pism Arystotelesa. Szczególne miejsce zajmował komentarz Jeana Buridana Subtilissimae quaestiones super octo libros Physicorum Aristotelis (Subtelne pytania dotyczące ośmiu ksiąg Fizyki Arystotelesa).

Francuski uczony Jean Buridan (ok. 1300–1358), profesor i rektor uniwersytetu w Paryżu, napisał kilka dzieł poświęconych tematyce fizycznej. Uznaje się go za właściwego twórcę średniowiecznej teorii bezwładności. W tej teorii trwanie ruchu ciała po usunięciu kontaktu z czynnikiem poruszającym miała powodować właściwość, której Buridan nadał nazwę impetus[51].

Arystotelesowi bardzo trudno było wyjaśnić, dlaczego

„(...) ciała rzucone poruszają się, chociaż nie mają już kontaktu ze źródłem impulsu. A poruszają się albo wskutek kolejnej zmiany miejsca, jak twierdzą, albo wskutek tego, że wprawione w ruch powietrze popycha ciało, ruchem szybszym od jego naturalnego ruchu, ku właściwemu miejscu. Jednakże w próżni nie może zachodzić żaden z tych wypadków; nic się tu nie może poruszać prócz ciała przez coś unoszonego.”[52]

Problem ruchu ciał niemających widocznego kontaktu ze źródłem ruchu nurtował fizyków przez wiele stuleci. Buridan argumentował w następujący sposób:

„Dlatego możemy i powinniśmy powiedzieć, że w kamieniu lub innym pocisku znajduje się coś, co jest siłą poruszającą (vis motiva) ten pocisk. Jest to niewątpliwie słuszniejsze niż odwoływanie się do stwierdzenia, że to powietrze porusza pocisk; powietrze bowiem zdaje się raczej stawiać opór ruchowi. Dlatego wydaje mi się, że musimy dojść do wniosku, iż czynnik poruszający nadaje ciału będącemu w ruchu pewien impetus, czyli pewną siłę poruszającą ciało w kierunku wskazanym przez ów czynnik poruszający, czy to w górę, czy w dół, w bok, lub po okręgu. Jeżeli siła poruszająca porusza pewne ciało prędzej, to o tyle samo większy jest impetus na to ciało wywierany. Dzięki temu kamień jest w ruchu, chociaż rzucający już go nie porusza; jednakże wskutek oporu powietrza, a także wskutek ciężkości kamienia, która skłania go do poruszania się w kierunku przeciwnym do tego, jaki nadaje mu impetus – ten impetus stale słabnie. Dlatego ruch kamienia staje się coraz powolniejszy i w końcu impetus zostaje tak ograniczony lub zniszczony, że ciężkość kamienia przeważa i porusza kamień w dół ku jego naturalnemu miejscu (...).

Jeśli bowiem ktoś pyta dlaczego mogę rzucić ręką kamień dalej niż piórko, a kawałek żelaza lub ołowiu dalej niż kawałek drewna tej samej wielkości, odpowiadam, że przyczyną tego jest, iż przyjmowanie wszystkich form i naturalnych skłonności istnieje w materii i następuje z racji materii. Dlatego też im więcej w ciele jest materii, tym większy impetus może ona uzyskać i tym intensywniejszy. W ciele ciężkim i gęstym jest więcej materii pierwotnej (materia prima), niż w lekkim i rzadkim, jeśli inne warunki pozostają takie same. Dlatego gęste i ciężkie ciało uzyskuje większy i bardziej intensywny impetus, podobnie jak kawałek żelaza może uzyskać więcej ciepła niż drewno lub woda w tej samej ilości. Ponadto piórko uzyskuje impetus tak słaby, że zostaje on natychmiast zniszczony przez opór powietrza. Podobnie, gdy ktoś rzuci jednakowo szybko lekkie drewno i ciężkie żelazo jednakowej objętości i kształtu, to żelazo poleci dalej, gdyż jest w nim impetus bardziej intensywny, który nie wyczerpuje się tak szybko jak impetus słabszy. Z tego też powodu szybko poruszające się wielkie koło młyńskie trudniej jest zatrzymać niż koło mniejsze, oczywiście dlatego, że w większym kole, przy innych warunkach takich samych, znajduje się większy impetus. Z tejże przyczyny możecie rzucić kamień funtowy lub półfuntowy dalej niż tysięczną część tego samego kamienia, albowiem w tej tysięcznej części impetus jest tak słaby, że natychmiast zostaje pokonany przez opór powietrza (...).

Trzecim wnioskiem jest, że impetus ten jest rzeczą o naturze trwałej (res naturae permanentis), odrębną od ruchu lokalnego, którym ciało się porusza (...). Jest możliwe, że ów impetus jest jakością istniejącą z natury i przeznaczoną do poruszania ciała, któremu zostaje nadany, tak samo jak mówi się, iż właściwość przekazana żelazu przez magnes porusza to żelazo w kierunku magnesu. Jest także prawdopodobne, że ta jakość jest przekazana wraz z ruchem przez czynnik poruszający, stąd też w ruchu jest ona wydalana, niszczona i hamowana przez opór lub przeciwną skłonność.”[53]

„Z tego wynika, że musimy sobie wyobrażać, iż ciężkie ciało uzyskuje ruch nie tylko od swego głównego poruszyciela, to znaczy swej ciężkości, ale także uzyskuje pewien impetus przez ten ruch. Impetus ten ma moc poruszania ciężkiego ciała łącznie z trwałą naturalną ciężkością. A ponieważ impetus zostaje nabywany wraz z ruchem, więc im szybszy jest ruch, tym większy i silniejszy jest impetus. Zatem na początku ciało jest poruszane tylko przez swą naturalną ciężkość, a więc powoli. Potem jest poruszane przez tę samą ciężkość i uzyskany do tej pory impetus, a więc porusza się szybciej. Skoro ruch staje się szybszy, impetus także staje się większy i silniejszy i ciało poruszane przez swą naturalną ciężkość i równocześnie przez większy impetus będzie poruszało się jeszcze szybciej; tak więc będzie zawsze i stale przyspieszane do końca [ruchu].”[54]

Materia prima Buridana była proporcjonalna do objętości i gęstości ciała, podobnie jak później masa wprowadzona przez Newtona, toteż impetus był mierzony iloczynem masy i prędkości, podobnie jak mierzymy pęd. Jednak to formalne podobieństwo jest złudne, ponieważ:

1. impetus traktowano jako przyczynę ruchu, gdy tymczasem pęd jest miarą ruchu,

2. Buridan wprowadzał także impetus kołowy (dla ciał niebieskich),

3. pęd jest wielkością wektorową, natomiast impetus – wielkością skalarną.

Propozycja Buridana odegrała ważną rolę w rozwoju mechaniki i odchodzeniu od teorii Arystotelesa. Istotną nowością było to, że wprowadzając impetus Buridan podjął próbę jednakowego potraktowania ruchu ciał na Ziemi i ciał niebieskich, co w arystotelesowskim obrazie świata było niemożliwe, ponieważ fizyka sfery podksiężycowej miała być odmienna od fizyki sfery nadksiężycowej.

Idee Buridana znalazły podatny grunt w Akademii Krakowskiej.[55] Mistrzowie krakowscy wkrótce zaczęli opracowywać własne komentarze do ksiąg Arystotelesa. W tych komentarzach rozwijano pomysły francuskiego uczonego. Wymienimy tu kilka przykładów. Najstarszy polski komentarz Quaestiones disputatae super octo libros Physicorum Aristotelis opracował już w latach 1403–1407 Andrzej Wężyk (Serpens). W dyskusji ruchu wymuszonego przyjmował on, że po opuszczeniu ręki poruszyciela ciało porusza się dzięki nadanemu rozpędowi, który autor nazywa impetem. Prawdopodobnie około 1421 r. Benedykt Hesse opracował Quaestiones super octo Libros Physicorum Aristotelis. W dziele tym rozważał ruch wymuszony i całkowicie zgadzał się z Buridanem, że wprawiane w ruch ciało otrzymuje od czynnika poruszającego impetus. Jan Schelling z Głogowa w swym dziele Exercitum super octo libros Physicorum Aristotelis (1449) podał obszerną dyskusję impetusu Buridana. Michał Falkener z Wrocławia opublikował Epitoma figurarum in Libros Physicorum et De anima Aristotelis in Gymnasio Cracoviensi elaboratum (1518) – dyskutując w tym dziele problem wpływu ośrodka na ruch ciał, był bardzo bliski konkluzji, że w próżni wszystkie ciała spadają jednakowo szybko.

W najstarszym polskim komentarzu do O niebie Jana ze Słupczy (Quaestiones super quattuor libros De coelo et mundo Aristotelis) z 1433 r. było rozważane pytanie czy ciała niebieskie są złożone z takiej samej materii, jak ziemia. Autor zgadzał się z Buridanem, że istnieje tylko jeden rodzaj materii i jeden układ praw, które nią rządzą.

Przykłady te dowodzą, że w XV wieku w Akademii Krakowskiej otwarcie głoszono poglądy reformatorskie, odchodzące od tradycyjnego arystotelesowskiego kanonu filozofii przyrody.

2.3. MIKOŁAJ KOPERNIK I ZNACZENIE JEGO REFORMY DLA FIZYKI

Najwybitniejszym wychowankiem Akademii Krakowskiej był oczywiście Mikołaj Kopernik. Jego dokonania są zwykle szczegółowo omawiane w historii astronomii, w której zwraca się uwagę przede wszystkim na jego reformę opisu ruchu planet. Tymczasem, jak zobaczymy, Kopernik miał wielkie zasługi dla rozwoju fizyki.

Urodził się w 1473 r. w Toruniu. Jego ojciec, krakowski kupiec, także Mikołaj, przybył z Krakowa do Torunia po odzyskaniu tego miasta z rąk Krzyżaków. Kiedy Kopernik miał 10 lat, ojciec zmarł i od tego czasu Mikołaj i jego brat Andrzej byli wychowywani przez wuja, biskupa warmińskiego Łukasza Watzenrode. Jesienią 1491 r. obaj bracia wstąpili na wydział sztuk wyzwolonych w Akademii Krakowskiej. Uczelnia ta przeżywała wówczas lata świetności i była zaliczana do najlepszych w Europie. Świadczą o tym liczne opinie cudzoziemców.

Kopernik studiował na krakowskim wydziale sztuk wyzwolonych w latach 1491–1495. Zdobył tam nie tylko solidną wiedzę z astronomii, matematyki, optyki i fizyki, lecz także zapoznał się z pomysłami krytycznymi wobec wciąż obowiązujących systemu Ptolemeusza i systemu Arystotelesa. Wyżej wspomniano już, że w Krakowie w owym czasie dyskutowano idee Buridana. Do końca życia Kopernik twierdził, że właśnie Akademii Krakowskiej zawdzięcza „wszystko, czym jest”.

Po krótkim pobycie u wuja na Warmii, Mikołaj Kopernik udał się w końcu 1496 r. na studia prawa kanonicznego na uniwersytet w Bolonii, gdyż tamtejsza szkoła prawa była sławna ze swej wysokiej jakości kształcenia. Jego pasją była jednak już wtedy astronomia i kiedy nadarzała się okazja, brał udział w obserwacjach astronomicznych, które prowadził profesor astronomii Domenico Novara. W 1500 r. Kopernik przebywał kilka miesięcy w Rzymie, a w latach 1501–1503 kontynuował studia, tym razem medyczne, w uniwersytecie w Padwie. Po dyplom doktora prawa kanonicznego Kopernik wybrał się jednak do Ferrary, ponieważ tam jego cena była najniższa.

Kopernik był więc człowiekiem dobrze wykształconym i wszechstronnym. Poza praktykowaniem medycyny i wykorzystywaniem wiedzy prawniczej, napisał także traktat z ekonomii Monetae cunendae ratio (1526–1528), w którym sformułował prawo o wypieraniu dobrego pieniądza przez pieniądz gorszy.[56] Później takie samo prawo sformułował Anglik Thomas Gresham. Prawo to jest w ekonomii nazywane prawem Kopernika-Greshama (Anglosasi bardzo często zapominają jednak o autorstwie Kopernika).[57]

Po powrocie na stałe do Polski, od 1503 r. Kopernik przebywał na Warmii, głównie we Fromborku, gdzie był kanonikiem odpowiedzialnym za administrację dóbr kościelnych. Przypuszczalnie niedługo po powrocie z Włoch sformułował na piśmie zarys swej teorii budowy świata. Jego kilkunastostronicowa rozprawa De Hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus została w 1514 r. odnotowana w inwentarzu krakowskiego historyka Macieja z Miechowa, a więc jej tekst powstał wcześniej.[58] Rozprawa zawierała tylko ogólny zarys nowej teorii. Na wstępie Kopernik przypominał teorie zapoczątkowane w starożytności przez Eudoksosa i Ptolemeusza. Potem przedstawiał swój pomysł stworzenia lepszej teorii:

„Przystąpiwszy do tego trudnego i niemal nierozwiązywalnego problemu znalazłem wreszcie sposób, w jaki można tego dokonać za pomocą kół o wiele mniej licznych i o wiele bardziej ze sobą zgodnych, niż przyjmowano dawniej, jeśli tylko wolno nam będzie przyjąć następujące założenia, zwane aksjomatami.”[59]

Oto w skrócie te założenia:

1. Nie istnieje jeden środek wszystkich sfer niebieskich.

2. Środek Ziemi nie jest środkiem świata, lecz tylko środkiem ciężkości i sfery Księżyca.

3. Wszystkie sfery krążą wokół Słońca jako środka i dlatego w pobliżu Słońca znajduje się środek świata.

4. Stosunek odległości Słońca od Ziemi do wysokości firmamentu jest o tyle mniejszy od stosunku promienia ziemskiego do odległości Słońca, że odległość ta jest niezauważalna w porównaniu z wielkością firmamentu.

5. Każdy ruch widoczny na firmamencie jest wywołany nie jego własnym ruchem, lecz ruchem Ziemi. Ziemia więc wraz z otaczającymi ją żywiołami w ciągu doby obraca się cała w swoich niezmiennych biegunach, podczas gdy firmament i najwyższe niebo pozostają nieruchome.

6. Cokolwiek spostrzegamy jako ruch Słońca nie jest jego własnym ruchem, lecz skutkiem ruchu Ziemi i naszej sfery, z którą się obracamy wokół Słońca podobnie jak każda inna planeta; Ziemia wykonuje zatem kilka ruchów.

7. To, co u planet wydaje się ich ruchem wstecznym lub posuwaniem się naprzód, nie pochodzi od nich, lecz od Ziemi. Jej więc ruch sam wystarczy dla wyjaśnienia tak wielu nierówności dostrzeganych na niebie.

Następnie Kopernik wyliczał kolejność sfer, a po ich opisaniu stwierdzał z dumą:

„Tak więc mamy razem siedem kół, po których biegnie Merkury. Wenus porusza się po pięciu, Ziemia – po trzech, Księżyc wokół niej – po czterech, Mars wreszcie, Jowisz i Saturn mają ich po pięć. Wystarczą więc w sumie 34 koła dla wytłumaczenia całej budowy świata i całego korowodu planet.”

Ryc. 2.1. Portret Mikołaja Kopernika i strona tytułowa jego dzieła De revolutionibus orbium coelestium, Norymberga 1543

Już pierwsze założenie Kopernika oznaczało rewolucję, ponieważ zrywało z obowiązującym systemem fizyki Arystotelesa, w którym świat miał tylko jeden środek, pokrywający się ze środkiem Ziemi. Kopernik jednak zbyt głęboko tkwił w wielowiekowej tradycji, by mógł zrobić następne rewolucyjne kroki. Nie potrafił zrezygnować z idei platońskiej, że jedynie orbity kołowe, jako najdoskonalsze, przystoją ciałom niebieskim – dlatego był zmuszony w swym systemie świata zachować epicykle i deferenty.

Przebywając we Fromborku, Kopernik pracował nad swą teorią ruchu ciał niebieskich i wykonywał – wprawdzie nieliczne – obserwacje astronomiczne. Wstrzymywał się jednak z publikacją obszernego dzieła na ten temat, chociaż przypuszczalnie już w 1532 r. miał je niemal ukończone. Jednak wiadomości o jego wynikach rozchodziły się po świecie, choćby dlatego, że rozprawa Commentariolus krążyła wśród uczonych w odpisach rękopiśmiennych.

W 1536 r. kardynał Nikolaus Schönberg napisał z Rzymu list do Kopernika, w którym usilnie go namawiał, żeby jak najszybciej udostępnił swe odkrycie. W maju 1539 r. przyjechał do Fromborka profesor matematyki uniwersytetu w Wittenberdze Georg Joachim von Lauchen, lepiej znany pod zlatynizowanym nazwiskiem Rheticus (w polskim piśmiennictwie używa się najczęściej spolszczonej formy: Retyk). Kopernik nie tylko udostępnił Retykowi rękopis swego dzieła, ale także prowadził z gościem dyskusje na temat nowego systemu świata. Za jego zgodą Retyk opracował krótkie streszczenie nauki Kopernika i w 1540 r. wydał w Gdańsku książkę w formie listu do matematyka norymberskiego Johanna Schonera. Dość długi tytuł tej książki zwykle cytuje się w skrócie jako Narratio Prima (Opowieść Pierwsza). Była to pierwsza wydana drukiem relacja o teorii Kopernika.

Następnie Kopernik zgodził się na druk całości dzieła, do którego wprowadził jeszcze pewne poprawki i uzupełnienia, zwłaszcza dzięki temu, że Retyk przywiózł mu greckie wydanie Almagestu Ptolemeusza, wydrukowane w 1538 r. i wolne od błędów, jakie znalazły się w łacińskim tłumaczeniu tej książki z arabskiego, wydanym w 1515 r. Jesienią 1541 r. Retyk pojechał do Norymbergi z rękopisem dzieła Kopernika i przekazał je tam wydawcy, Andreasowi Osianderowi. Część pierwszej księgi dzieła, zawierająca zagadnienia czysto trygonometryczne, została w 1542 r. wydrukowana osobno pod tytułem De lateribus et angulis triangulorum.

Swe główne dzieło Kopernik podzielił na sześć ksiąg. Pierwsza miała 14 rozdziałów, z których początkowych 11 stanowiło bardzo popularne wprowadzenie do jego teorii, a pozostałe 3 przedstawiały zagadnienia trygonometrii sferycznej. Te początkowe rozdziały księgi pierwszej były przeznaczone dla wszystkich czytelników, nawet nieznających matematyki. W księdze drugiej został podany wykład astronomii sferycznej oraz – wzorem Almagestu – katalog 1025 gwiazd. W księdze trzeciej znalazło się omówienie ruchu Ziemi i zjawiska precesji, w czwartej – teoria ruchu Księżyca i zaćmień, a w księgach piątej i szóstej – teoria ruchu planet. Tu właśnie występują koła platońskie, ekscentryki i epicykle. Dzieło urywa się w księdze szóstej na szczegółach obliczeń orbit planet i nie ma żadnego ogólniejszego podsumowania. Widocznie Kopernik sądził, że wywody przeprowadzone w księdze pierwszej są wystarczające.

System Kopernika był, ściśle mówiąc, systemem heliostatycznym (ze Słońcem w spoczynku), a nie heliocentrycznym, ponieważ środki kołowych orbit (tj. deferentów) planet nie były w środku Słońca, lecz w różnych, nawet dość odległych punktach, na przykład środek kołowej orbity Jowisza był w pobliżu orbity Merkurego.

Dzieło Kopernika nosiło pierwotnie tytuł De revolutionibus, czyli O obrotach. Norymberski wydawca Andreas Osiander, bojąc się najwidoczniej wymowy tego dzieła, nie tylko zmienił tytuł na De revolutionibus orbium coelestium (O obrotach sfer niebieskich), ale też usunął przedmowę Kopernika, zastępując ją swoim tekstem, w którym przedstawiał teorię Kopernika tylko jako matematyczną hipotezę, niemającą związku z rzeczywistym systemem świata. Temu samemu celowi miała służyć niewinna zmiana tytułu: przecież od stuleci było wiadomo, co to są sfery niebieskie, nie było natomiast mowy o sferze Ziemi.

Kopernik zmarł 24 maja 1543 r. Podobno pierwsze egzemplarze jego dzieła dotarły z Norymbergi do Fromborka na krótko przed jego śmiercią.

Rewolucyjność teorii Kopernika musimy oceniać nie z powodu zabiegu matematycznego, jakim było opisywanie ruchu planet względem innego układu odniesienia, lecz na tle panującego wtedy arystotelesowskiego obrazu świata. Obecnie, znając twierdzenie Fouriera, wiemy, że każdy ruch periodyczny – a takim jest ruch planet – można przedstawić z dowolną dokładnością w postaci sumy funkcji harmonicznych, które odpowiadają ruchowi po okręgu. Tak więc, z punktu widzenia samej tylko precyzji obliczeń, można by z dowolną dokładnością opisywać ruch planet, mnożąc epicykle w systemie Ptolemeusza.

Usuwając Ziemię z centrum wszechświata i czyniąc ją jedną z planet, Kopernik burzył jednak fundament całego systemu Arystotelesa. Oczywiście zdawał sobie sprawę z tego, że proponowany nowy system wymaga nowej fizyki. Musiał przede wszystkim podać jakieś wyjaśnienie ciążenia. Wysunął więc niezwykle śmiałą hipotezę, którą można nazwać hipotezą wielocentrycznej grawitacji:

„Ja w każdym razie mniemam, że ciężkość nie jest niczym innym, jak tylko naturalną dążnością, którą boska opatrzność Stwórcy wszechświata nadała częściom po to, żeby łączyły się w jedność i całość, skupiając razem w kształt kuli. A jest rzeczą godną wiary, że taka dążność istnieje również w Słońcu, Księżycu i innych świecących planetach, po to, by na skutek jej działania trwały w tej krągłości, w jakiej się nam przedstawiają; a niezależnie od tego w wieloraki sposób wykonują one swe ruchy krążące (...).”[60]

To właśnie ten wyjątek dokumentuje pierwszeństwo Kopernika w wysunięciu idei powszechnej grawitacji. Dawniej pamiętano o tym częściej niż teraz. Na przykład w encyklopedii Charlesa Huttona z 1795 r. na początku hasła Attraction (przyciąganie) znajdujemy zdanie: „Wydaje się, że zasada przyciągania w sensie newtonowskim została po raz pierwszy wypowiedziana przez Kopernika.”[61]

3

WIEK XVII

• 3.1. Fizyka w czasach Galileusza, Gilberta, Kartezjusza, Keplera i Newtona

• 3.2. Akademia Krakowska

• 3.3. Szkoły i akademie zakonne

• 3.4. Gimnazja akademickie w Polsce

• 3.5. Valeriano Magni i jego eksperymenty z próżnią

3.1. FIZYKA W CZASACH GALILEUSZA, GILBERTA, KARTEZJUSZA, KEPLERA I NEWTONA.

Za preksursora nowej fizyki opartej na doświadczeniach uważa się zwykle Galileusza. Tymczasem już w 1600 r. lekarz angielski William Gilbert opublikował w Londynie dzieło w sześciu księgach pod tytułem De magnete, magneticisque corporibus, et de magno magnete tellure; Physiologia nova plurimus et argumentis et experimentis demonstrata (O magnesie, ciałach magnetycznych i wielkim magnesie Ziemi; nowa fizjologia wyjaśniona wieloma dowodami i eksperymentami). Słowo „fizjologia” zostało tu użyte w dawnym znaczeniu jako „filozofia naturalna”. Gilbert oparł swe dzieło w znacznej części na własnych doświadczeniach, które wykonywał przez kilkanaście lat, m.in. z magnesem kulistym, który nazwał terrellą (mała Ziemia). Opisał dokładnie przyciąganie i odpychanie magnetyczne, zjawiska deklinacji i inklinacji magnetycznej oraz przeczuł istnienie wokół magnesu pola sił (nazwał to orbis virtutis), w którym rozchodzi się działanie magnetyczne. Rozdział drugi Księgi II to pierwszy w historii tekst poświęcony elektryczności. Gilbert zbadał przyciąganie przez bursztyn i inne ciała i przedyskutował różnice między przyciąganiem magnetycznym i elektrycznym. Skonstruował tzw. versorium (z łac. wskazówka), pierwowzór elektroskopu, i posługując się nim zbadał systematycznie wszystkie dostępne mu substancje. Wyodrębnił te, które jak bursztyn dają się elektryzować przez tarcie i nadał im nazwę „elektryki”.

Wiek XVII zapisał się w historii fizyki konstrukcją wielu instrumentów i przyrządów pomiarowych, takich jak: termometr, barometr, luneta, teleskop zwierciadlany, mikroskop, pompa próżniowa, higrometr, zegar wahadłowy i inne.

Uczeń i współpracownik Galileusza, Evangelista Torricelli, wykonał w 1644 r. słynne doświadczenie z rurką napełnioną rtęcią i już wtedy uważał, że żyjemy na dnie oceanu powietrza. Swoje doświadczenie opisał jednak tylko w liście do Michelangela Ricciego. Czasopism naukowych jeszcze wtedy nie było, więc wiadomości rozchodziły się drogą korespondencyjną. Blaise Pascal potwierdził, że istotnie chodzi tu o ciśnienie atmosferyczne. We wrześniu 1648 r. jego szwagier Florin Périer wszedł z rurką Torricellego na położoną w pobliżu Clermont górę Puy-de-Dome (o wysokości około 1000 metrów) i stwierdził, że poziom rtęci w rurce jest znacząco niższy niż u podnóża góry. W ten sposób istnienie ciśnienia atmosferycznego zostało udowodnione doświadczalnie.

Około 1650 r. Otto Guericke z Magdeburga wynalazł pierwszą pompę próżniową, potem ją udoskonalał i wykonywał przy jej użyciu różne doświadczenia. Opis swych prac ogłosił w 1672 r. w dziele Experimenta nova ut vocantur Magdeburgica de vacuo spatio (Nowe eksperymenty, tak zwane magdeburskie, nad pustą przestrzenią). W Anglii Robert Boyle, dowiedziawszy się wcześniej o doświadczeniach Guerickego, skonstruował ulepszoną pompę próżniową i ze swymi asystentami wykonał liczne doświadczenia, które doprowadziły do odkrycia, że iloczyn objętości powietrza i jego ciśnienia jest stały (New Experiments physico-mechanical touching the spring of the air, and its effects, 1662). W 1679 r. Edmé Mariotte z Paryża opisał swoje doświadczenia i wywnioskował z nich takie samo prawo (Second essay. De la nature de l’air). Przyjmuje się, że doszedł to tego niezależnie, nie znając wyników Boyle’a.

Ryc. 3.1. System heliostatyczny Kopernika został opublikowany w 1543 r. Ponad sto lat później, w 1657 r., w Holandii wydawano nadal jeszcze średniowieczne dzieło Sphaera Jana Sacrobosco zalecane jako podręcznik dla szkół

W połowie XVII wieku Guericke skonstruował pierwszą maszynę elektrostatyczną. Była to umieszczona na osi kula z siarki, którą obracano i elektryzowano przez tarcie przyłożoną ręką lub innym materiałem. W Nowych eksperymentach opisał krótko odkryte przez siebie zjawisko odpychania ciał naelektryzowanych, ale ta obserwacja nie została zauważona.

Trudne, matematyczne dzieło Kopernika było początkowo znane tylko nielicznym specjalistom. Akceptację nowego systemu utrudniał na przykład brak obserwowanej z różnych punktów postulowanej orbity Ziemi paralaksy gwiazd. Kopernik przypuszczał, że paralaksy nie widać ze względu na wielkie odległości gwiazd, ale nie było to wówczas tłumaczenie przekonywające.

Duńczyk Tycho Brahe, najwybitniejszy astronom drugiej połowy XVI wieku, wybudował na wyspie Hven w cieśninie Sundzkiej obserwatorium astronomiczne – wówczas największe na świecie. Wyznaczał tam położenia planet na nieboskłonie z dokładnością kilku minut kątowych, o rząd wielkości lepszą niż to było możliwe wcześniej. Te wyniki posłużyły potem jego asystentowi, Keplerowi, do obliczeń orbit planet.

W 1572 r. pojawiła się na niebie bardzo jasna nowa gwiazda (dziś nazywana supernową Tychona Brahe). Z obserwacji wynikało, że nie wykazuje ona zauważalnej paralaksy dobowej. Na tej podstawie Brahe ocenił, że nowa gwiazda znajdowała się co najmniej sześć razy dalej od Ziemi niż Księżyc, należała więc do świata nadksiężycowego, który zgodnie z opinią Arystotelesa uznawano za niezmienny. Próbując wytłumaczyć brak paralaksy gwiazd Tycho opracował swój własny, geocentryczno-heliocentryczny system świata, w którego środku była Ziemia, dokoła niej krążyły Księżyc i Słońce, pozostałe planety obiegały Słońce, a więc wraz z nim także Ziemię. Ten system, utrzymujący nieruchomość Ziemi, był akceptowany przez Kościół.

W 1609 r. Johannes Kepler wydał swe wielkie dzieło Nowa astronomia oparta na przyczynach, czyli fizyka nieba, wyłożona przez objaśnienia ruchu gwiazdy Mars podług obserwacji Tychona Brahe. Podał tam dwa pierwsze prawa ruchu planet, nazwane dziś jego nazwiskiem. Kepler nie wierzył, że środkiem świata może być punkt matematyczny. Tak było w systemie Kopernika, który, zachowując orbity kołowe planet, musiał umieszczać ich środki poza Słońcem. We wstępie do Nowej astronomii Kepler krytykował ten pogląd, podkreślając, że planety muszą krążyć wokół jakiegoś ciała materialnego.

Kepler utrzymywał nadal starożytną zasadę bezwładności, jako skłonności ciał do pozostawania w spoczynku. Ruch wymagał zatem siły. Ruch kołowy uważał za naturalny w tym sensie, że nie wymagał on siły przyciągającej, utrzymującej ciało w stałej odległości od środka. Pod wpływem lektury dzieła Gilberta Kepler uznał, że przyczyną tego ruchu naturalnego jest magnetyzm. Twierdził mianowicie, że ze Słońca emanuje siła magnetyczna, jakby „szprychy”, które popychają planety po orbitach, ponieważ Słońce obraca się wokół osi, a wraz z nim te „szprychy”. Podobnie obrót Ziemi wokół osi wymusza ruch Księżyca po orbicie ziemskiej. Po odkryciu, że orbity planet nie są okręgami, lecz elipsami, Kepler, w celu wyjaśnienia zmian odległości planet od Słońca, zaproponował skomplikowany mechanizm oparty na biegunowości magnetyzmu.

Trzecie prawo ruchu planet, stwierdzające proporcjonalność kwadratu okresu obiegu planety do sześcianu jej średniej odległości od Słońca, ogłosił Kepler w 1618 r. w dziele Harmonices mundi (Harmonia świata).

Francuz René Descartes (Kartezjusz) pierwszy zrozumiał, że ruch jednostajny prostoliniowy jest stanem ciała niepoddanego wpływom zewnętrznym, podobnie jak jego spoczynek. W 1644 r. wydał dzieło Principia philosophiae (Zasady filozofii), gdzie podał prawa natury, z których pierwsze dwa zawierały poprawną zasadę bezwładności.

Kartezjusz podjął próbę utożsamienia fizyki ziemskiej i fizyki niebieskiej. Rozważał po raz pierwszy conatus recedendi a centro – skłonność ciał do oddalania się od środka. Szukając mechanizmu utrzymującego ciało na orbicie kołowej, Kartezjusz przyjął istnienie wirów subtelnej materii wypełniającej cały wszechświat. To właśnie ciśnienie wywierane przez wir, którego środkiem jest Słońce, miało utrzymywać planety na ich orbitach. Ruch satelitów i spadek swobodny ciał był z kolei wywołany przez mniejsze wiry, których środkami były planety. Matematyczne wyrażenie na conatus znalazł Christiaan Huygens, który nazwał go siłą odśrodkową – vis centrifuga.

Kartezjanizm utrzymywał się aż do połowy XVIII wieku, ponieważ jego zaletą była poglądowość. Niemal każdy mógł sobie wyobrazić zjawiska we wszechświecie na podobieństwo powszechnie znanych wirów wody w rzekach. Wszechświat można było widzieć jako maszynerię, w której oddziaływania miały charakter kontaktowy.

W pracy Sidereus nuncius (Posłanie z gwiazd), ogłoszonej w marcu 1610 r., Galileusz podał wyniki swych obserwacji astronomicznych przy użyciu lunety, którą nieco wcześniej wynaleziono w Holandii. Galileusz zaobserwował góry na Księżycu, odkrył cztery satelity Jowisza, fazy Wenus i plamy na Słońcu, a także wykazał, że Droga Mleczna to skupisko bardzo wielu gwiazd. Stał się on od razu najsławniejszym uczonym ówczesnego świata, a ponieważ głosił poparcie dla systemu Kopernika, o którym przedtem dyskutowali tylko nieliczni specjaliści, sprawa stała się groźna dla Kościoła, ciągle podtrzymującego tradycyjny geocentryzm. W marcu 1616 r. dzieło Kopernika zostało umieszczone w Indeksie ksiąg zakazanych, a Galileuszowi zakazano bronić heliocentryzmu. Doprowadziło to w końcu do głośnego procesu Galileusza i wyroku skazującego go w 1633 r. na dożywotni areszt domowy.

Galileusza uznajemy za jednego z twórców nowoczesnej metody naukowej, ponieważ w odróżnieniu od starożytnych filozofów nawoływał do stworzenia, na podstawie doświadczeń, ścisłego matematycznego opisu zjawisk. Na przykład dawne pytanie: „Dlaczego ciała spadają?” zastąpił przez: „Jak ciała spadają?”. Na podstawie eksperymentów i dedukcji odkrył m.in. prawo spadku swobodnego, wykazał, że ruch pocisku odbywa się po torze parabolicznym oraz doszedł do zasady względności ruchu. Wyniki te zostały zawarte w najważniejszym dla fizyki dziele Galileusza Discorsi e dimostrazioni matematiche (Rozmowy i dowodzenia matematyczne) przemyconym do Holandii i wydanym w Lejdzie (1638) poza zasięgiem Inkwizycji.

Galileusz bardzo przyczynił się do rozwoju nauki o ruchu, ale nie zastanawiał się nad dynamiką planet w układzie Kopernika, którego przecież był propagatorem. W swoich dziełach wypowiadał się, że planety mogą krążyć jedynie po torach kołowych i nigdy nie zaakceptował odkrycia orbit eliptycznych przez Keplera, a także wyrażał zdziwienie, iż ten przypisywał przypływy morza wpływowi Księżyca. W połowie XVII wieku prawa Keplera nadal nie były powszechnie znane i akceptowane, ale niektórzy autorzy zaczęli już rozważać „siły” działające na planety.

Philosophiae naturalis principia mathematica (Matematyczne zasady filozofii naturalnej) Isaaca Newtona (1687) to jedno najważniejszych dzieł w historii nauki i kulminacja Rewolucji Naukowej. Newton zawarł w nim podstawy mechaniki klasycznej (zwanej dziś newtonowską). Podał ścisłe definicje pojęć masy, siły, ilości ruchu (pędu), czasu absolutnego, przestrzeni absolutnej oraz trzy postulowane prawa ruchu (z których pierwszym była zasada bezwładności Kartezjusza). Z założenia, że wszystkie masy we Wszechświecie przyciągają się grawitacyjnie z siłą odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi, Newton wyprowadził prawa Keplera i opisał ruch Księżyca, planet i komet. Możliwość jednolitego opisu zarówno zjawisk na Ziemi (np. spadek swobodny), jak w kosmosie (ruch planet) pozwoliła na ostateczne zerwanie z arystotelesowskim podziałem świata na sferę podksiężycową i sferę nadksiężycową, które miały być rządzone odrębnymi prawami fizyki.

Principia Newtona były dziełem niezmiernie trudnym. Dopiero w połowie XVIII wieku rozważania Newtona zostały przetłumaczone na język wzorów, w jakim znamy je obecnie. Dzieło Newtona zostało przyjęte dość sceptycznie, nawet przez niektórych najwybitniejszych ówczesnych uczonych (Christiaan Huygens, Gotfried Wilhelm Leibniz). Jeszcze w połowie XVIII wieku trwały dyskusje nad poprawnością prawa powszechnego ciążenia, ale wtedy właśnie newtonowski opis świata ostatecznie wyparł kartezjanizm.

W pierwszej połowie XVII wieku Wszechświat wydawał się nadal mały. Tycho Brahe doszedł nawet do wniosku, że akceptowane od czasu Ptolemeusza rozmiary trzeba zmniejszyć o jedną trzecią i umieścił sferę gwiazd stałych w odległości zaledwie 14 000 promieni Ziemi.[62]

Podczas znacznego zbliżenia Marsa do Ziemi w 1672 r. astronomowie francuscy wykonali jednoczesne obserwacje położenia tej planety na tle gwiazd z Paryża i Cayenne w Gujanie. Na tej podstawie Giovanni Domenico Cassini obliczył paralaksę tej planety i odległość Słońca, która okazała się około 20 razy większa od przyjmowanej od czasu Ptolemeusza. Do podobnego wniosku doszedł John Flamsteed na podstawie obserwacji Marsa w Londynie. Huygens i Newton niezależnie doszli do wniosku, na podstawie porównania jasności Syriusza i Słońca, że znajduje się on kilkadziesiąt tysięcy razy dalej od Słońca niż Ziemia. Wszechświat okazał się znacznie większy od tego, jaki wydawał się dotychczas. Zrozumiały stał się brak dostrzegalnego przesunięcia paralaktycznego gwiazd, który Kopernik wyjaśniał ich wielkim oddaleniem od Ziemi.

Rozgłos wywołany przez astronomiczne odkrycia dokonane przez Galileusza za pomocą lunety skłonił Keplera do badań biegu światła w przyrządach optycznych. Nie udało mu się znaleźć prawa załamania światła, ale zdołał opracować teorię lunety (tzw. lunety Keplera). Prawo załamania światła odkryli niezależnie od siebie Willebrord Snell, Thomas Harriot i Kartezjusz – dwaj pierwsi na podstawie pomiarów, a ostatni z rozważań teoretycznych. Kartezjusz pierwszy ogłosił to prawo w dziele Dioptryka wydanym w 1637 r. jako dodatek do słynnej Rozprawy o metodzie. Mógł wobec tego jako pierwszy ilościowo wyjaśnić zjawisko tęczy. Pierre Fermat wyprowadził prawa odbicia i załamania światła (1662), postulując zasadę, że światło biegnie zawsze po drodze odpowiadającej najkrótszemu czasowi przebiegu. Odkrycie dyfrakcji światła opisał Francesco Maria Grimaldi (1665), a Erasmus Bartholinus odkrył podwójne załamanie światła w kryształach kalcytu (1669).

Od czasów starożytnych panowało przekonanie, że światło rozchodzi się z nieskończenie wielką prędkością. Olaus Rømer udowodnił jednak w 1676 r., na podstawie obserwacji nieregularności zaćmień księżyców Jowisza, że prędkość światła ma wartość skończoną, choć bardzo wielką.

Huygens uważał, że rozchodzenie się światła polega na rozchodzeniu się impulsów, podobnie jak w przypadku dźwięku, którego przesyłanie polega na propagacji zgęszczeń i rozrzedzeń powietrza. Poglądy swe wyłożył w dziele Traité de la lumière (Traktat o świetle) (1690), gdzie sformułował zasadę rozchodzenia się impulsów w ośrodku (dziś zwaną zasadą Huygensa) oraz nakreślił bieg promieni światła przy podwójnym załamaniu w kalcycie. Teoria Huygensa została niesłusznie nazwana teorią falową, chociaż sam autor wypowiadał się jasno, że rozważane przezeń impulsy nie muszą być periodyczne.

W swym pierwszym artykule naukowym Nowa teoria światła i barw opublikowanym w 1672 r. Newton dowiódł, na podstawie eksperymentów, że światło słoneczne jest mieszaniną światła wszystkich barw. Światło różnych barw różni się współczynnikiem załamania, a światło określonej barwy nie jest już dalej rozszczepiane przez pryzmat. Newton przypuszczał, że światło składa się z drobnych cząstek, korpuskuł wysyłanych przez świecące ciała. Korpuskuły te miały następnie wywoływać drgania w eterze.

Trzeba podkreślić, że większość wymienionych powyżej odkryć przypadła w udziale uczonym, którzy nie byli związani z uniwersytetami, lecz działali niezależnie. Galileusz był wprawdzie do 1610 r. profesorem matematyki na uniwersytecie w Padwie, potem jednak znalazł możnego protektora w osobie władcy Toskanii. Możnych protektorów mieli Kepler, Torricelli czy Leibniz. Ludzie bogaci, jak Boyle czy Kartezjusz, mogli sami finansować swe badania, inni natomiast utrzymywali się z dobrze płatnych stanowisk (np. Guericke). Utworzenie akademii nauk w Anglii, we Francji, a potem w Prusach, otworzyło zupełnie nowe możliwości instytucjonalnego zatrudniania uczonych (Huygens, Rømer, Cassini, Hooke). Tylko Newton był profesorem matematyki na uniwersytecie w Cambridge, lecz w 1694 r. zrezygnował z tej posady i objął zarządzanie mennicą w Londynie.

W XVII wieku niemal wszystkie wymienione doniosłe odkrycia w naukach fizycznych były ignorowane przez profesorów uniwersytetów europejskich, w których nadal panował arystotelizm. Jak zobaczymy dalej, profesorowie Akademii Krakowskiej nie byli pod tym względem wyjatkiem.

Podobnie postępowali wykładowcy protestanckich gimnazjów akademickich i szkół katolickich w Polsce. W obu kręgach religijnych jedną z podstawowych zasad nauczania było podporządkowanie treści wykładów światopoglądowi religijnemu.[63] Nauczanie przyrodoznawstwa musiało być prowadzone w zgodności z Pismem Świętym i miało pouczać o istnieniu i wszechmocy Boga, stwórcy wszechświata. Przyjmowano zatem za podstawę ukształtowany w średniowieczu system arystotelesowsko-scholastyczny. Nowe treści trafiały czasem do szkół, ale po to, by można je było krytykować. W XVII wieku w szkołach protestanckich oddzielono jednak nauczanie przyrodoznawstwa od filozofii, co umożliwiało przyjmowanie i dyskutowanie niektórych osiągnięć nauki nowoczesnej. W szkołach katolickich nastąpiło to znacznie później – dopiero w XVIII wieku.

3.2. AKADEMIA KRAKOWSKA

Akademia Krakowska przeżywała okres świetności w XV wieku i w pierwszej połowie wieku XVI. Jednym z dowodów uznania wysokiego poziomu uczelni może być to, że w 1515 r. papież Leon X zwrócił się do niej o przygotowanie reformy kalendarza. Zadania tego podjął się wtedy wybitny astronom Marcin Biem z Olkusza.

Wkrótce jednak splot różnych okoliczności sprawił, że uczelnia krakowska pogrążała się stopniowo w upadku. Odpowiedzią na prądy reformacji była kontrreformacja, wzrastający opór przeciw ideom renesansu i humanizmowi. W 1536 r. zreformowano nauczanie na wydziale sztuk wyzwolonych, usuwając treści nauki renesansowej i pozostawiając wszechwładną scholastykę. Innym czynnikiem stało się utworzenie w pobliżu nowych uniwersytetów: w Wittenberdze (1502), we Frankfurcie nad Odrą (1506) i w Królewcu (1544). Do tych nowych uczelni przenosili się przede wszystkim studenci ze Śląska oraz inni cudzoziemcy, ale także Polacy.

Już w XVI wieku zaczął się okres przekształcania Akademii Krakowskiej w studium plebejskie wskutek opuszczania uczelni przez wyższe warstwy. „W r. 1507 pisał Jan ze Stobnicy do młodego księcia Holszańskiego poświęcając mu scholastyczny traktat Parvulus philosophiae naturalis: szlachta pogardza teraz naszą nauką jako siebie niegodną.”[64]

Wymieniony podręcznik Jana ze Stobnicy był wydawany w Krakowie kilkakrotnie w latach 1503–1517. Tadeusz Bieńkowski cytuje[65] na jego przykładzie typowy zakres zagadnień wchodzących w skład wykładu z filozofii przyrody. Nie ma tam opisu zjawisk szczegółowych, natomiast jest rozwinięcie takich zagadnień, jak: Co to jest natura?, Co to jest materia?, Jakie są właściwości materii?, Co to jest forma?, Co to jest przyczyna?, Co to jest ruch?, Co to są elementy (żywioły)?, Co to są jakości?, Co to jest powstawanie?, Co to jest zmiana?, Co to jest mieszanie?, Co to jest czucie?, Jakie są władze duszy?.

Próby podejmowane w celu reformy Akademii były fragmentaryczne i niewiele znaczące. Na przykład na wydziale sztuk wyzwolonych wprowadzono nowy podręcznik fizyki Charpentiera[66], ale nie zrezygnowano ze starego podręcznika Alberta Wielkiego. Charpentier przedstawiał nadal fizykę Arystotelesa, chociaż w sposób bardziej zwarty niż w dawnych traktatach średniowiecznych.

Do wykładów matematycznych, obok dawnego Algorismus vulgaris Sacrobosco, dodano podręcznik arytmetyki Arithmeticae practicae methodus facilis Gemmy Frisiusa, wydany w 1544 r. W 1538 r. został wydany pierwszy podręcznik matematyki w języku polskim: Algoritmus, to iest nauka liczby polską rzeczą wydana pióra ks. Tomasza Kłosa. Pozostały jednak stare metody nauczania i niezmienione dysputy.[67]

W końcu XVI wieku pojawiło się nowe niebezpieczeństwo ze strony jezuitów – zaborczego zakonu, który dążył do opanowania całego szkolnictwa w Polsce, w tym także samej Akademii Krakowskiej (patrz § 3.3). W celu przeciwdziałania ekspansji kolegiów jezuickich w 1586 r. utworzono w Krakowie szkołę przygotowującą słuchaczy do studiów na wydziale artium.

Nasilenie toczących się w sądach walk Akademii z jezuitami przypada na lata 1625–1633. Jezuitom, którzy mieli wielkie wpływy w Rzymie, udało się uzyskać w 1630 r. wyrok trybunału papieskiego skazujący Akademię Krakowską na zapłacenie ogromnych kosztów procesowych. Przed uczelnią stanęło widmo upadku. Do stolicy zostali wysłani jako delegaci Akademii Jan Brożek i Stanisław Pudłowski, którzy na sejmie warszawskim zabiegali o poparcie dla uczelni. Na szczęście po wstąpieniu na tron Władysława IV, który był niechętny jezuitom, jego nacisk dyplomatyczny zmienił stanowisko kurii rzymskiej i kolegium jezuickie w Krakowie zostało zamknięte, a Akademia uratowana od zagłady.

Plan naprawy krakowskiej uczelni miał Jan Zamoyski. Chciał sprowadzić do Krakowa profesorów z zagranicy, projekt ten jednak upadł ze względu na opór duchowieństwa i odmowę przyjazdu uczonych, głównie włoskich.

Wiadomo, że od początku XVII wieku do Krakowa dochodziły bardziej nowoczesne dzieła dotyczące fizyki, jak np. wydane w 1600 r. De Magnete Williama Gilberta. W Bibliotece Jagiellońskiej zachował się egzemplarz tego dzieła, należący do Jana Brożka, matematyka – najwybitniejszego uczonego krakowskiego w owym czasie. Brożek miał bardzo szerokie zainteresowania i dokładnie przestudiował dzieło Gilberta, o czym świadczą jego liczne wpisy na marginesach.

Dzieło Gilberta przestudiował także wychowanek Akademii Krakowskiej Andrzej Żędzianowski, który w 1621 r. opublikował krótką, jedenastostronicową broszurę[68], nawiązującą do poruszanych tam zagadnień. Jest to jednak lektura rozczarowująca, ponieważ autor ograniczył się do podania definicji różnych pojęć, jak strzałka kompasu, bieguny magnesu, deklinacja magnetyczna itd., jak również powtórzył za Gilbertem kilka prostych stwierdzeń, że magnes działa tylko na żelazo, a nie na inne metale, że diament nie niszczy przyciągania magnetycznego itp. Autorowi nie przyszło do głowy, żeby wykonać z magnesami jakieś eksperymenty. Żędzianowski był zresztą gorliwym wyznawcą fizyki Arystotelesa i na przykład w swej broszurze[69] o komecie z 1618 r. twierdził, iż komety powstają z wyziewów z powierzchni Ziemi i znajdują się niewysoko w atmosferze.

Ryc. 3.2. Szkic Pudłowskiego doświadczeń z pływającymi magnesami

Doświadczenia z magnesami wykonywał natomiast Stanisław Pudłowski, który wówczas był wyróżniającą się postacią w Krakowie. Urodził się przed 1597 r. i był synem Stanisława Pudełko, kuśnierza. W 1612 r., już jako Pudłowski, został studentem Akademii Krakowskiej. W 1618 r. uzyskał stopień magistra sztuk wyzwolonych. Po promocji krótko wykładał na uczelni, aby już w 1619 r. rozpocząć studia prawa, które kontynuował w Rzymie, gdzie w styczniu 1625 r. otrzymał dyplom doktora obojga praw. Podczas pobytu w tym mieście nawiązał kontakty z wybitnymi osobistościami.

Po powrocie do Krakowa, w maju 1627 r. Pudłowski został wysłany do Poznania jako nauczyciel retoryki i humaniorów w Kolegium Lubrańskiego.[70] Wrócił do Krakowa przypuszczalnie w 1630 r. W czerwcu 1632 r. otrzymał nowo utworzoną katedrę instytucji prawa cywilnego i kanonicznego. Przebywał potem (1633–1634) znów w Rzymie w celu popierania spraw Akademii w sporze z jezuitami. Tam spotkał się m.in. z Valeriano Magnim oraz zebrał sporo instrumentów fizycznych i astronomicznych, a także wydawnictw z nauk ścisłych (w tym dzieła Galileusza) i przyrodoznawstwa, które przywiózł do Krakowa.

Pudłowski był z wykształcenia i zawodu prawnikiem, ale z zamiłowania matematykiem, astronomem i fizykiem. Był dziekanem Wydziału Prawa, rektorem Akademii (1640) i podkanclerzym (1642). W 1635 r. przyjął święcenia kapłańskie i otrzymał probostwo św. Mikołaja na Wesołej. Tam na plebanii urządził sobie prywatną pracownię, w której powtarzał rozmaite fizyczne eksperymenty Galileusza i prowadził badania z metrologii, geometrii, gnomoniki, mechaniki, wyznaczył m.in. długość wahadła sekundowego. Było to pierwsze w Polsce laboratorium fizyczne.

Pudłowski urządził także obserwatorium astronomiczne, w którym m.in. notował wyniki obserwacji plam słonecznych, położenia satelitów Jowisza i fazy Wenus, wyznaczył też współrzędne swego obserwatorium. W 1638 r. przebywał w Nysie, gdzie dyskutował zagadnienie plam na Słońcu z Christopherem Scheinerem.

Podczas kolejnej podróży do Rzymu (1640) Pudłowski zetknął się z Galileuszem, wtedy już oślepłym i przebywającym w areszcie domowym w Arcetri, oraz z innymi uczonymi włoskimi, jak Benedetto Castelli, Evangelista Torricelli, Vincenzio Viviani.

Pudłowski ogłosił tylko dwie dysertacje prawnicze (1634), natomiast pozostawił obszerny zbiór notatek rękopiśmiennych i brulionów rozpraw z matematyki, fizyki i astronomii. Uległy one rozproszeniu, a potem w dużej części zniszczeniu w wielkim pożarze w 1719 r. W zachowanych rękopisach znajdują się m.in. opisy jego doświadczeń z igłami magnetycznymi umieszczonymi na pływających po wodzie lekkich skrawkach; omawiał on także przyciąganie biegunów odmiennych i odpychanie biegunów tego samego rodzaju. W innym miejscu znajduje się opis doświadczeń pomiaru siły magnetycznej przy użyciu wagi. Nie ma natomiast śladu jego zainteresowania problemem deklinacji magnetycznej, które wtedy było bardzo intensywnie badane ze względu na znaczenie dla żeglugi.[71]

Pudłowski był jednym z bardzo nielicznych wtedy w Polsce ludzi, którzy rozumieli potrzebę odrzucenia filozofii Arystotelesa i próbowali iść z postępem nauki. Miał wpływ na innych uczonych w Polsce, o czym świadczą wzmianki o jego pomysłach w dziełach różnych autorów tamtej epoki (np. Jana Heweliusza).

Przyjaciel Pudłowskiego, Tytus Burattini (1617–1681), urodził się we Włoszech i tam studiował, przypuszczalnie w Padwie. Do Polski przyjechał w 1641 r. W Krakowie zetknął się z Pudłowskim i pod jego wpływem rozpoczął studia nad wprowadzeniem „miary powszechnej”, opartej na izochronizmie wahadła. Proponował użycie długości wahadła sekundowego za powszechną jednostkę długości, którą nazwał „metrem”. Z tej miary wyprowadził następnie jednostki powierzchni i objętości, oraz powszechną jednostkę ciężaru. W 1675 r. wydał w Wilnie traktat Missura universale opisujący jego projekt.[72] Był człowiekiem o szerokich zainteresowaniach, zajmował się badaniami fizycznymi, budową lunet, obserwacjami astronomicznymi oraz mechaniką (m.in. próbował budować maszyny latające). Wytwarzał bardzo dobre soczewki do lunet, w tym obiektywy do najdłuższych lunet Jana Heweliusza. Miał również zamiar wykonania, około 1672 r., pomiaru części południka ziemskiego w Polsce. Otrzymał od króla obywatelstwo i szlachectwo polskie. Utrzymywał ożywione kontakty z wieloma uczonymi w Polsce i za granicą. Jako wysłannik królowej Ludwiki Marii do Włoch odwiedził Florencję, gdzie działała wówczas utworzona przez Wielkiego Księcia Toskanii Ferdynanda grupa uczonych o nazwie Accademia del Cimento (Akademia Doświadczeń). Specjalizowali się oni m.in. w konstrukcji bardzo dokładnych termometrów. Kilka tuzinów takich termometrów florenckich Burattini przywiózł w 1657 r. do Warszawy na dwór królowej, która żywo interesowała się nauką.[73] Dalszy ciąg tej sprawy był nieoczekiwany:

„Termometry zostały wprowadzone do Francji poprzez Polskę. Wielki Książę Ferdynand przekazał trochę przyrządów fizycznych wysłannikowi królowej Polski, a jej sekretarz posłał jeden z termometrów do astronoma paryskiego Ismaela Bullialdusa wraz z informacją, że Ferdynand zawsze nosił w kieszeni mały termometr, około czterech cali długości.”[74]

Burattini zmarł w Warszawie. Wyprzedzał epokę swymi śmiałymi projektami, ale jego propozycja miary uniwersalnej nie zdobyła uznania.

Warszawa była wtedy w Polsce miejscem wyjątkowym dla nauk ścisłych ze względu na obecność wykształconych cudzoziemców na dworze królowej. W Krakowie, poza Pudłowskim, o żadnych eksperymentach nie myślano. Zdecydowana większość profesorów Akademii Krakowskiej nie chciała zapoznawać się z postępem nauk fizycznych i pozostawała na bezpiecznym gruncie fizyki arystotelesowskiej.

Szymon Makowski (ok. 1612–1683) przyjął święcenia kapłańskie w 1639 r. i w tymże roku rozpoczął studia filozofii w Akademii Krakowskiej, zakończone uzyskaniem stopnia magistra w 1646 r. Był profesorem filozofii, ale wykładał także grekę i dialektykę. Uzyskał na wydziale teologicznym stopień bakałarza, a w 1681 r. został doktorem teologii. Był dwukrotnie dziekanem wydziału sztuk wyzwolonych i w latach 1668–1682 aż 11 razy – rektorem uczelni. W latach 1679–1681 wydał obszerne trzytomowe dzieło[75] Kurs filozofii według doktryny księcia filozofów Arystotelesa. Był to jedyny wydany drukiem wykład kursowy z Akademii Krakowskiej w XVII wieku. Pierwsza część (1679), licząca 329 stron, była poświęcona logice, część druga (1681), licząca aż 694 strony in folio – to wykład filozofii Arystotelesa, a część trzecia (1681) dotyczyła metafizyki i liczyła tylko 115 stron.

Ryc. 3.3. Dwa światy: strona tytułowa scholastycznego podręcznika Szymona Makowskiego dla studentów Akademii Krakowskiej oraz strona tytułowa podręcznika „starej i nowej filozofii” dla szkół francuskich, który opracował Jean Baptiste Du Hamel

Nas interesuje tu najbardziej część druga, w której były wykładane kolejne dzieła Arystotelesa: osiem ksiąg Fizyki, cztery księgi O niebie, dwie księgi O powstawaniu i ginięciu, cztery księgi Meteorologiki i trzy księgi O duszy. Uderza całkowita odporność autora na wyniki badań i nowe odkrycia w astronomii i fizyce; w jego dziele nie było żadnych wzmianek o odkryciach Galileusza, Kartezjusza, Keplera, Torricellego, Boyle’a ani o nowych przyrządach (lunetach, termometrach, barometrach, pompach próżniowych). Nie było tam ani jednej ilustracji. Makowski wykładał tak, jakby żył kilkaset lat wcześniej, głównie powtarzając i dyskutując opinie dawnych filozofów – św. Augustyna, Tomasza z Akwinu, Alberta Wielkiego itp. Drobnym odstępstwem była krótka dyskusja natury komet (s. 454–455). Makowski zgadzał się, że zwiastują one nieszczęścia. Na przykład pojawienie się dwóch komet w latach 1558 i 1559 wiązał ze śmiercią cesarza Karola V, papieża Pawła IV, królów Anglii, Francji, Dacji, Lusitanii (Hiszpanii), piętnastu kardynałów, dwóch książąt oraz królowych Anglii, Francji, Polski i Węgier! W innym miejscu Makowski wspomniał lekceważąco, w jednym zdaniu, o Koper-niku i pitagorejczykach głoszących poglądy sprzeczne z Pismem Świętym. Znajdujemy też króciutką wzmiankę o Witelonie (s. 339) przy okazji tłumaczenia migotania gwiazd.

Druzgocące jest porównanie dzieła Makowskiego z wydanym w tym samym czasie podręcznikiem Philosophia vetus et nova ad usum scholae accomodata in Regia Burgundia olim pertractata. Autorem był Jean-Baptiste Du Hamel, francuski uczony, duchowny, pierwszy sekretarz Królewskiej Akademii Nauk w Paryżu. Dzieło to miało objętość porównywalną z traktatem Makowskiego (870 stron nieco mniejszego formatu), ale zamiast drobiazgowego rozstrząsania poglądów dawnych filozofów zawierało wiele wyników eksperymentów i opisów nowych odkryć. Było w nim także ponad 60 ilustracji. Układ Kopernika był szczegółowo objaśniany na kilkunastu stronach (bez odniesienia do Indeksu ksiąg zakazanych!). Dzieło Du Hamela zostało wydane po raz pierwszy w Paryżu w 1678 r. i było potem kilkakrotnie wznawiane.

W porównaniu z Makowskim, bardziej otwarty na nowe odkrycia był dominikanin Ferdynand Ohm Januszowski (1639–1712), który studiował m.in. w Rzymie, a wykładał w Krakowie i Tyńcu. Poza dziełami z zakresu teologii wydał podręcznik[76] Suma filozoficzna, podzielona na trzy części – logikę, fizykę i metafizykę. Książka ta liczy tylko 527 stron, z czego część druga, poświęcona fizyce jest najobszerniejsza (280 stron). Autor przedstawiał wykład filozofii zgodny z wykładnią św. Tomasza, ale nie chował głowy w piasek, lecz cytował znacznie większą liczbę współczesnych filozofów i teologów oraz podawał różne informacje o nowych wydarzeniach, jak np. o doświadczeniach Magniego nad próżnią (s. 275) i pojawieniu się gwiazdy nowej w 1572 r. (s. 308); zamieścił także obszerniejszą niż u Makowskiego relację o hipotezie Kopernika i jej potępieniu w 1616 r. (s. 316). W obszernej dyskusji „meteorów ogniowych” (s. 352) opowiadał się jednak – podobnie jak Makowski – za wpływem komet na wydarzenia światowe, cytując związek dwóch komet z lat 1558 i 1559 ze śmiercią wielu królów, papieży i kardynałów.

3.3. SZKOŁY I AKADEMIE ZAKONNE

W 1564 roku pojawili się w Polsce jezuici. Sprowadził ich kardynał Stanisław Hozjusz, który ufundował pierwsze kolegium jezuickie w Braniewie (Collegium Hosianum). Zakon jezuitów został utworzony przez Ignacego Loyolę w 1534 r. w celu umocnienia Kościoła Rzymskiego wobec Reformacji. Cel kształcenia pozostawał przez dwa stulecia ten sam: wychować młodzież na posłuszne sługi Kościoła. Samodzielność myśli i zaufanie do rozumu były uważane za szkodliwe, jeżeli odwodziły umysł od teologii.

Nauczanie w uczelniach jezuickich odbywało się zgodnie z Ratio studiorum z 1599 r. – zbiorem przepisów szkolnych, których musieli przestrzegać profesorowie. Fizyki nauczano w ramach programu filozofii, którą wykładano w kolejności: Logica, Physica, Metaphysica; potem następowała Ethica. Wykładano też elementy arytmetyki i geometrii.

Zawarte w Ratio studiorum przepisy nie pozostawiały złudzeń co do celu, któremu było przyporządkowane nauczanie w szkołach jezuickich. Od niedawna tekst tego dokumentu jest dostępny w przekładzie polskim[77]; wyjątki dotyczące fizyki przytaczamy w ramce Ratio studiorum.

Historycy nauki i oświaty w większości bardzo krytycznie oceniali działalność jezuitów, podkreślając, że wywierali oni hamujący wpływ na rozprzestrzenianie się nowych idei.[78] Stanisław Kot napisał, że

„Nauka sama w sobie ich nie pociągała. Ponadto zasadniczo utrudnili sobie drogę, prowadzącą do badań naukowych, ograniczając wolność myśli, zakazując szukania nowych idei, wręcz jako złą piętnując samodzielność duchową i skłonność do śmiałych, nowych myśli, bez której nie rozwinie się nigdy prawdziwa nauka. Dla jezuitów nie istniało poszukiwanie naukowe nowych prawd filozoficzno-religijnych: prawda już jest znana, gotowa, podana ludzkości w systemie nauki katolickiej i filozofii Arystotelesa; nie jest zadaniem szkoły i studiów odkrywać ją, ale tylko przyswoić ją sobie. Ta atmosfera była przyczyną, iż jezuici mimo ogromnej liczby profesorów i uczonych nie wydali wielkich badaczy i że uniwersytety przez nich kierowane nie mogły się przyczynić do posunięcia naprzód wiedzy ludzkiej.”[79]

Przychylne dla działalności zakonu poglądy znajdujemy w dziełach historyków jezuitów i z jezuitami sympatyzujących.[80] Pomijając sprawy czysto merytoryczne trzeba podkreślić, że wychowankowie szkół jezuickich w Polsce, przywiązani szczególnie do wolności szlacheckich, należeli do czołowych przeciwników reform w państwie.

— Ratio studiorum —

Reguły profesora filozofii

1. Ponieważ sztuki wyzwolone i nauki przyrodnicze przygotowują umysły do teologii i służą do doskonałego jej poznania i posługiwania się nią i tym samym są pomocne do osiągnięcia celu – poznania teologii, dlatego niech profesor tak pilnie jak tylko może – wszędzie szukając szczerze tylko chwały Bożej – niech te nauki tak wykłada, aby swoich słuchaczy, a szczególnie Naszych, przygotował do teologii i jak najbardziej zachęcił do poznania Stwórcy.

2. W sprawach każdej wagi niech profesor nie odchodzi od Arystotelesa, chyba że coś jest sprzeczne z tą nauką, którą wszędzie głoszą uniwersytety, a tym bardziej jeśli coś jest sprzeczne z prawdziwą wiarą. Jeśli u Arystotelesa czy u innego filozofa są jakieś twierdzenia przeciw wierze, niech profesor stara się gorliwie je zbijać, jak nakazuje Sobór Laterański 66.

3. Komentatorów Arystotelesa źle nastawionych do wiary chrześcijańskiej profesor niech nie wykłada i wprowadza do lektury tylko bardzo starannie wybranych i niech pilnuje, aby uczniom oni się nie podobali. (...)

9. § 5. Aby cały drugi rok mógł być przeznaczony na wykład ksiąg dotyczących fizyki, niech na końcu roku pierwszego odbędzie się dysputa o nauce i do niej trzeba dołączyć dużą część wstępu do fizyki, gdzie jest mowa o podziale nauk, o spekulatywnych i praktycznych oraz podporządkowanych, także to co Arystoteles pisze w 2 księdze Fizyki, a także kwestie definicji, o czym pisze Arystoteles w 2 księdze dzieła De Anima.

10. § 1. W drugim roku profesor niech wyłoży osiem ksiąg Fizyki: księgi De Caelo i pierwszy rozdział dzieła De generatione. Z Fizyki niech skrótowo wyłoży tekst księgi szóstej i siódmej, a także pierwsze w tej części, która dotyczy poglądów starożytnych. Przy ósmej księdze nic nie trzeba mówić o ilości inteligencji, o wolności i ograniczoności pierwszego ruchu, ale te zagadnienia trzeba omawiać w wykładzie metafizyki i tylko zgodnie z poglądami Arystotelesa.

10. § 2. Trzeba tylko omówić treść drugiej, trzeciej i czwartej księgi dzieła De Caelo, większą jego część w ogóle pominąć. Z wymienionych ksiąg tylko kilka kwestii o elementach, o substancji niebieskiej i o wpływie niebios. Resztę można pozostawić profesorowi matematyki lub samemu omówić bardzo krótko.

10. § 3. Księgi dzieła Meteorologica niech będą wykładane tylko w miesiącach letnich w ostatniej popołudniowej godzinie i to albo przez profesora zwyczajnego – jeśli on będzie mógł – albo przez nadzwyczajnego – jeśli tak będzie dogodniej.

11. § 1. W trzecim roku profesor niech objaśni drugą księgę dzieła De Generatione, księgi dzieła De Anima i Metafizykę. Przy pierwszej księdze dzieła De Anima niech dokona ogólnego przeglądu poglądów filozofów starożytnych (...).

17. Co miesiąc mają być dysputy, w których trzech będzie argumentować rano, a trzech po obiedzie, pierwszy przez godzinę, a pozostali przez około trzy kwadranse. I rano jako pierwszy niech dyskutuje jakiś teolog (jeśli jest dużo teologów) przeciw metafizykowi, przeciw fizykowi – metafizyk, przeciw logikowi – fizyk. Ale po obiedzie niech dyskutują metafizyk z metafizykiem, fizyk z fizykiem, logik z logikiem. Również rano metafizyk, a po obiedzie fizyk krótko i filozoficznie umocnią argumentami jedną i drugą konkluzję (...).

Reguły profesora matematyki

1. Słuchaczom fizyki niech wykłada w klasie przez około trzy kwadranse Elementy Euklidesa, a po nich po dwóch miesiącach niech dołączy coś z geografii, opisu wszechświata, albo z tego, czego chętnie słuchają. I to niech wykłada razem z Euklidesem, albo tego samego dnia, albo dnia następnego.

2. Co miesiąc, albo przynajmniej co dwa miesiące, jeden ze słuchaczy, w obecności licznie zgromadzonych filozofów i teologów, niech wyłoży jakiś słynny problem matematyczny. Potem, jeśli będzie trzeba, niech go się argumentuje.

Ratio atque institutio studiorum czyli Ustawa szkolna Towarzystwa Jezusowego (1599), wstęp i opracowanie Kalina Bartnicka i Tadeusz Bieńkowski, Warszawa 2001.

Jezuici bardzo szybko rozprzestrzeniali się w Rzeczpospolitej. W końcu XVII wieku w Polsce i na Litwie było 11 prowadzonych przez nich szkół, a w 1700 r. już 51. W 1579 r. został zatwierdzony akt Stefana Batorego, podnoszący kolegium jezuickie w Wilnie do rangi uniwersytetu (Academia et Universitas Vilnensis Soc. Jesu).[81] Miał on początkowo tylko dwa wydziały: teologii i filozofii, ponieważ jezuici uznali, że medycyna i prawo nie są im potrzebne do wychowania młodzieży dla potrzeb Kościoła. Uczelnia wileńska odegrała ważną rolę w walce z reformacją i ortodoksją kościoła rosyjskiego i miała w początkowym okresie istnienia kilku wybitnych profesorów, jak Piotr Skarga, tłumacz Biblii Jakub Wujek i poeta Maciej Sarbiewski. Nie było natomiast tak wyróżniających się postaci w naukach ścisłych. Od połowy XVII wieku uniwersytet chylił się stopniowo ku upadkowi wskutek najazdów i zniszczeń i w XVIII wieku nie różnił się od zwykłych kolegiów jezuickich.

W 1608 r. powstało pierwsze kolegium jezuickie we Lwowie. Zostało one przekształcone w Akademię aktem fundacyjnym króla Jana Kazimierza z 20 stycznia 1661 r.[82] W tym czasie władza królewska była już znacznie osłabiona i akt utworzenia nowej uczelni wymagał zatwierdzenia przez sejm. To jednak nie nastąpiło wskutek skutecznej akcji protestacyjnej Akademii Krakowskiej, która obawiała się konkurencji. W wyniku długich sporów, wyniszczających obie strony konfliktu, Akademia we Lwowie przetrwała jako uczelnia o poziomie akademickim, ale nie mogła w aktach prawnych używać nazwy akademii, a stopnie doktora mogły być nadawane tylko z teologii. W opinii powszechnej była to jednak uczelnia równoważna uniwersytetowi, z czterema wydziałami: Filozoficznym, Medycznym, Prawa i Teologicznym.

Oczywiście w pierwszym okresie istnienia wyższych uczelni jezuickich w Wilnie i we Lwowie ich studenci zapoznawali się wyłącznie z fizyką arystotelesowską. Wśród nazwisk wykładających tam profesorów brak wybitnych postaci.[83] Stanisław Kot podkreślał, iż:

„Objaw to znamienny, że na tak ogromną liczbę osób, zajmujących się z urzędu naukami, książką i szkołą – już w r. 1616 było w Polsce 800 jezuitów, a liczba ta w ciągu stu lat się potroiła – jezuici polscy nie wydali z pośród siebie żadnego wielkiego uczonego, a nawet i drugorzędnych zaledwie kilka nazwisk można się wśród nich doszukać. Nie było też między nimi żadnego, który by się zajmował choć w skromnej mierze teorią pedagogiczną, nie wytworzyli żadnej literatury pedagogicznej. To ich zaniedbanie się odbiło fatalnie na stanie ich szkół, a stąd i na całym poziomie kultury polskiej.[84]

W XVII wieku wśród jezuitów polskich zajmujących się naukami ścisłymi wyróżniali się Adam Kochański (1631–1700), Stanisław Solski (1622–1701) i Wojciech Tylkowski (1625–1695).

Kochański pochodził z Dobrzynia, po ukończeniu szkoły średniej w Toruniu wstąpił do zakonu jezuitów i od 1654 r. studiował filozofię w Akademii Wileńskiej. Po opanowaniu Wilna przez Rosjan od 1655 r. kontynuował studia w Molsheim i Würzburgu. Potem studiował teologię w Moguncji i jednocześnie wykładał tam matematykę. W 1678 r. został zaproszony przez Jana III Sobieskiego jako nauczyciel jego synów Jakuba, Aleksandra i Konstantego. Był nadwornym matematykiem i bibliotekarzem królewskim. W latach 1685–1690 przebywał w Gdańsku, a w 1697 r. przeniósł się do Cieplic, gdzie zmarł. Był uczonym o wszechstronnych zainteresowaniach, utrzymywał kontakty naukowe z wieloma znanymi uczonymi, np. Gotfriedem Leibnizem, Athanasiusem Kircherem i Gasparem Schottem. Jako pierwszy Polak publikował prace w „Acta Eruditorum”. Większość dotyczyła matematyki i astronomii, napisał jednak także artykuły dotyczące mechaniki.[85]

Ryc. 3.4. Strona tytułowa książki Tylkowskiego (1692), w której jest dyskusja zjawisk fizycznych w języku polskim

Wojciech Tylkowski uczył się w kolegium jezuickim w Pułtusku, potem w Wilnie studiował filozofię, teologię i retorykę. Studia kontynuował w Połocku i Nieświeżu, a następnie w Pradze. W latach 1670–1673 przebywał w Rzymie jako penitencjarz polski w bazylice św. Piotra. Podczas tego pobytu poznał Athanasiusa Kirchera i utrzymywał z nim kontakt listowny po powrocie do Polski. Wykładał w różnych kolegiach jezuickich. Był poliglotą, znał siedem języków obcych, dzięki czemu studiował dzieła obce i zebrane tam informacje kompilował w swych kilkudziesięciu książkach. Na wyróżnienie zasługuje przede wszystkim jego dziesięciotomowa Physica curiosa (Oliwa 1680–1691), licząca łącznie ponad 5200 stron. Jest to w zasadzie obszerny wykład fizyki arystotelesowskiej, ale z bogatymi uzupełnieniami i cytowaniem odkryć nowszych autorów. Meteorologia curiosa. Seu Meteora per experientias decucta (1669) była cenionym w Europie podręcznkiem geografii fizycznej. Zagadnienia matematyczne popularyzował Tylkowski w książkach Arithmetica curiosa (Kraków 1668) i Geometria practica curiosa (Kraków 1692).

W książkach Tylkowskiego jest wiele osobliwości, informacji błędnych, bezkrytycznie przepisanych od innych autorów. Z tego powodu wielu historyków uznawało Tylkowskiego za przedstawiciela ciemnogrodu. Jednak zdaniem innych, np. Janusza Tazbira, w twórczości Tylkowskiego można się doszukać wielu aspektów pozytywnych, ponieważ dążył od do popularyzowania wśród czytelników w Polsce różnych informacji dotyczących przyrodoznawstwa, a umieszczając w tytule słowo curiosa chciał zafrapować i przyciągnąć czytelnika.[86] Jego dzieła były znane i czytane w Europie i nawet obecnie są dobrze wspominane.[87]

Tylkowski sporządził skrót swych dzieł przyrodoznawczych i filozoficznych w języku polskim i wydał pod tytułem Uczone Rozmowy Wszystkę w sobie prawie zawieraiące Filozofiią (1692). W tej książce próbował m.in. podać polskie odpowiedniki rozmaitych terminów naukowych.

„Fizyka wzięła to sobie za zabawę aby nam rzeczy materyalnych początki, przyczyny, własności wszystkim pospolite wytłumaczyła (...). Fizykę tedy całą podzielem na części pięć. Pierwsza o rzeczach materyalnych w pospolitości. Wtora O świecie y Niebie. Trzecia o tym co się trafia ná Elementach a to zowią Meteorami. Czwarta, o poczynaniu się y ginięciu rzeczy materyalnych. Piąta o Duszy albo rzeczach żyiących, ktorą więc zowią Animalistyką, y na tym się cała Filozofia skończy.”[88]

Tylkowski zdawał sobie sprawę z bardzo niskiego poziomu wykształcenia rodaków. Próbował mimo to przekazywać czytelnikom proste informacje z fizyki i matematyki. Wybrał metodę prostych pytań i odpowiedzi podawanych jak najprostszym językiem. Jako przykład zacytujmy informację o prawie Archimedesa.

„Część czwarta fizyki. O poczynaniu się rzeczy y ginieniu. Rozdział VI. O własnościach czterech elementów.

18. Czemu na jedne strone szali włożywszy ołow, a na druga naprzykład kamień rowney wagi, gdy w wodzie szale zanurzy ołow więcey będzie ważył niż kamień?

Kamień taki w wodzie będąc więcey mieysca zastąpi niż ołow, a im więcey zastąpi, to sobie woda wytrąca z iego wagi tak wiele jakoby sama ważyła bywszy w takiey wielkości w iakiey iest kamień, a dlatego iuż kamień lżeyszym bydź przyczyna: iakoż też y ołow iest lżeyszym niż na powietrzu bo z niego wyimuie woda tak wiele ciężaru iakoby miała w takiey wielkości w iakiey iest ołów, ale że ołow mało wody wytrąca mało też wytrąca wagi w wodzie kamień więcey.

19. Ktore rzeczy cale toną w wodzie, a które pływaią?

Toną te które maią większy ciężar niż woda gdyby w ich wielkości była: pływaią które mnieyszy ciężar maią.”

Kochański i Tylkowski pisali niemal wyłącznie po łacinie. Pierwszym piszącym o mechanice po polsku był Solski, który pochodził z Kalisza i tam uczył się w szkołach jezuickich. Wstąpił do zakonu w 1638 r. w Krakowie, potem studiował filozofię w Kaliszu i teologię w Poznaniu. Był profesorem w różnych szkołach jezuickich, a od 1666 r. kapelanem hetmana Jana Sobieskiego; potem został jego przybocznym matematykiem i geometrą. Opublikował pierwsze w języku polskim dzieło dotyczące mechaniki: Architekt polski (1690). Podejmował próby zbudowania perpetuum mobile. Może to nas dziwić obecnie, ale wtedy takie próby były dość częste i dopiero sto lat później Akademia Nauk w Paryżu ogłosiła, że nie będzie rozpatrywać pomysłów maszyny wiecznego ruchu.

W 1642 r. niechętny jezuitom król Władysław IV sprowadził do Polski zakon pijarów, co istotnie zmieniło sytuację w szkolnictwie w naszym kraju.

Założyciel tego zakonu, Hiszpan José de Calasanz, utworzył w Rzymie pierwszą w Europie bezpłatną i działającą bez dyskryminacji szkołę elementarną, a w celu zapewnienia dopływu nauczycieli powołał w 1617 r. kongregację religijną Scholarum Piarum. Do kształcenia tych nauczycieli zapraszał wybitnych uczonych, wśród których byli np. Alfonso Borelli, Benedetto Castelli, filozof Tomasso Campanella, a nawet sam Galileusz, który już po swym procesie wykształcił kilkunastu pijarów, nazywanych przez historyków Galileuszowcami.[89] W końcowych latach życia Galileusza, kiedy przebywający w areszcie domowym uczony utracił wzrok, pomocą w pracy naukowej służyli mu uczniowie pijarscy. Po śmierci wielkiego uczonego wrogowie pijarów rozpoczęli przeciwko nim intrygi w kurii rzymskiej. Pijarskich uczniów Galileusza wypędzono z Florencji, a Calasanz został aresztowany w Rzymie i musiał stanąć przed Św. Oficjum. Zmuszono go do rezygnacji z kierowania założonym w Rzymie zakładem wychowawczo-naukowym Collegio Nazareno. W 1646 r. nastąpiła kasata zakonu pijarów.

Władysław IV nie zgodził się na ogłoszenie w Polsce dekretu kasacyjnego zakonu pijarów i przekazał go Akademii Krakowskiej do zbadania, czy nie zachodziło wprowadzenie władzy w błąd, co podważałoby wartość prawną tego aktu. Cenił Galileusza i miał z nim kontakty nawet w okresie, kiedy uczony przebywał w areszcie domowym. W 1638 r. prosił go o przysłanie szkieł do lunet.[90] Wskutek starań polskiego episkopatu i dworu oraz dworów hiszpańskiego i toskańskiego zakon pijarów został po 10 latach reaktywowany, a w 1669 r. odzyskał pełne uprawnienia sprzed kasaty.[91]

Zwolennicy nauk Galileusza skupili się w miasteczku Chieti na północ od Neapolu i tam po przywróceniu zakonu przez papieża powstała szkoła, w której wykładano matematykę, fizykę i filozofię w duchu mistrza. Założyciel zakonu pijarów miał szczególny kult dla nauk ścisłych, cenił kontakty naukowe z Galileuszem i w sprawach nauki odznaczał się wielką tolerancją. Szkoły pijarskie, które wkrótce rozpowszechniły się w wielu krajach, przełamały jednostronność humanistyczną szkolnictwa jezuickiego.

Władysław IV osiedlił pierwszych pijarów w Warszawie na rogu ulic Miodowej i Długiej. Pierwsze kolegium pijarskie w Polsce powstało w 1643 r. w Podolińcu na Spiszu, następne w Rzeszowie (1655), Krakowie (1664), Chełmie (1667) i innych miejscowościach. Do końca XVII wieku powstało 13 kolegiów prowadzonych przez ten zakon. Ekspansji szkół pijarskich przeciwstawiali się zazdrośni o swój monopol jezuici. Stosowali w walce z pijarami nawet bardzo brutalne środki, zwłaszcza nie chcąc ich dopuścić do Lwowa i Wilna.[92]

W Rzeczypospolitej powstało też kilka szkół zorganizowanych i utrzymywanych przez inne zakony: bazylianów, teatynów i księży komunistów.

3.4. GIMNAZJA AKADEMICKIE W POLSCE

Tak zwane gimnazja akademickie były zakładane przez protestantów w Prusach Królewskich.[93] Gimnazjum w Elblągu powstało w 1535 r., w Gdańsku – w 1558 r., a w Toruniu – w 1568 r. W XVI lub na początku XVII wieku szkoły te osiągnęły status szkół półwyższych, ponieważ w programie ich trzech końcowych klas (suprema, prima i secunda) były przedmioty wykładane na pierwszych latach studiów uniwersyteckich. Niezależnie od ich fundamentalizmu religijnego, gimnazja akademickie przodowały w Polsce w przyswajaniu nowych odkryć i poglądów fizycznych.

Gdańsk, perła Korony Polskiej, był tętniącym życiem, bogatym miastem, w którym osiedlali się przybysze z wielu krajów. Ludność Gdańska była wielonarodowa – poza Polakami mieszkali tam Niemcy (tych było najwięcej), Holendrzy, Anglicy, Szkoci, Włosi, Francuzi, Duńczycy i inni.

Wybitnym profesorem w Gdańsku na początku XVII wieku był Bartłomiej Keckermann[94] (1572–1609) pochodzący z kalwińskiej rodziny kupieckiej. Kształcił się w Gdańskim Gimnazjum Akademickim (1587–1590), a następnie odbył studia na uniwersytetach w Wittenberdze, Lipsku i Heidelbergu (1590–1595). Po uzyskaniu stopnia magistra w Heidelbergu rozpoczął tam studia teologii. Jednocześnie prowadził wykłady z filozofii, logiki i hebraistyki. Po uzyskaniu stopnia bakałarza z teologii powrócił w 1602 r. do Gdańska i objął stanowisko profesora filozofii w Gimnazjum Akademickim. Przeprowadził w tej szkole gruntowną reformę programu nauczania, wprowadzając zamiast teologii encyklopedyczny kurs filozofii.

Ryc. 3.5. Gdański uczony Bartłomiej Keckermann (1572 –1609) był autorem wielu dzieł z różnych dziedzin. Jego wykłady fizyki w Gdańskim Gimnazjum Akademickim, wydane w Gdańsku w 1610 r., były potem wznawiane w Genewie i Hanau

Keckermann był niezmiernie płodnym autorem i mimo krótkiego życia pozostawił po sobie kilkanaście ważnych dzieł z różnych dziedzin. Jego liczące ponad 1000 stron dzieło Systema physicum septem libris adornatum et Anno Christi MDCVII publice propositum in Gimnasio Dantiscano zawierało treść jego wykładów.[95] Wydano je po śmierci autora.

Keckermann podzielił swe dzieło na siedem części (ksiąg). W pierwszej znajdowała się definicja fizyki i omówienie jej zakresu oraz dyskusja ciał przyrody, w drugiej – elementy oraz ciała niebieskie, w trzeciej – mieszaniny elementów oraz obszerny wykład o organizmach żywych i zmysłach. Księga czwarta to traktat o człowieku, piąta – o zwierzętach, roślinach i metalach. W księgach szóstej i siódmej (połączonej w jedną w niektórych wydaniach) Keckermann podał bardzo obszerną dyskusję meteorów w sensie Arystotelesa, a więc zjawisk atmosferycznych (deszcz, śnieg, wiatry, gwiazdy spadające, błyskawice itd.). Szczególnie interesowały go komety, którym poświęcił ponad sto stron, omawiając głównie ich znaczenie astrologiczne.

Dzieło Keckermanna było wykładem fizyki Arystotelesa, znacznie wzbogaconym licznymi, acz nie zawsze udanymi, komentarzami późniejszych uczonych i odwołaniami do doświadczeń. W ostatniej księdze podał on na przykład bez zastanowienia, że woda po zamarznięciu zmniejsza swą objętość – tymczasem prosty fakt, że lód pływa po wodzie powinien go przecież przekonać, że zajmuje on większą objętość i ma mniejszą gęstość niż woda.

Systema physicum Keckermanna od razu zdobyło rozgłos w Europie jako doskonały wykład fizyki arystotelesowskiej i było wznawiane w Hanau i Genewie. Istotnie, podręczniki, których używano w innych uniwersytetach, były dużo bardziej tradycyjne. Na przykład używany w uniwersytecie paryskim podręcznik Augustinusa Gothusiusa liczył aż 1122 strony i był nudnawym wykładem kolejnych dzieł Arystotelesa.[96]

Inne dzieło Keckermanna Systema compendiosum totius mathematices, oparte na wykładach prowadzonych w Gdańsku (1605), obejmowało zwyczajem tamtych czasów zagadnienia nauk wówczas nazywanych matematycznymi, a więc optyki, astronomii, geometrii i geografii. Było ono kilkakrotnie wznawiane (nawet jeszcze w 1661 r. w Oksfordzie). Keckermann napisał również dzieła z filozofii (Praecognitorum philosophicorum), logiki (Praecognitorum logicorum), etyki (Systema logicae), polityki (Systema disciplinae politicae), ekonomii (Synopsis disciplinae oeconomicae), teologii (Systema sanctae theologiae) i inne.

W wielu opracowaniach zachodnich Keckermann jest określany niesłusznie jako „German philosopher”, najwidoczniej w ślad za niektórymi zaborczymi historykami niemieckimi, którzy wszystkich uczonych z Gdańska uznają za Niemców. Tymczasem Keckermann uważał się za obywatela Gdańska i Polski. Na przykład w cytowanym przez Bronisława Nadolskiego liście (23 sierpnia 1606 r.) na temat rokoszu Zebrzydowskiego pisze: „(…) wzburzyła się teraz cała nasza Polska” (nunc commota est Polonia nostra universa).[97] Szymon Starowolski nie miał wątpliwości, by zamieścić inskrypcję nagrobną Keckermanna wśród innych rodaków w Monumenta Sarmatorum.

W Bibliotece PAN w Gdańsku zachował się egzemplarz dzieła Gilberta De magnete z 1600 r., z własnościowym oznaczeniem Keckermanna. Nie ma tam jednak żadnych śladów świadczących o jego lekturze przez właściciela. Natomiast dzieło Gilberta przestudiował inny gdański uczony – jego wybitny uczeń Piotr Krüger.[98] Pochodził on z Królewca i tam rozpoczął nauki, od 1603 r. przebywał w Gdańsku, a potem studiował astronomię w Lipsku i Wittenberdze. W 1607 r. objął katedrę matematyki i poezji w gdańskim Gimnazjum Akademickim. Był nauczycielem Jana Heweliusza i rozbudził w nim zainteresowania astronomiczne. Opublikował wiele prac z matematyki, fizyki, geografii i astronomii, w tym pierwszy w Polsce systematyczny wykład trygonometrii (Synopsis trigonometriae, Gdańsk 1612) i jeden z pierwszych podręczników astronomii (Doctrina astronomiae sphaerica, Gdańsk 1635). Korespondował m.in. z Janem Brożkiem i Johannesem Keplerem.

Krüger interesował się magnetyzmem, zwłaszcza deklinacją i inklinacją igły magnetycznej. Pierwszą pracę na ten temat wydał w 1606 r., jeszcze podczas studiów w Lipsku.[99] Z jej tekstu wynika, że już wtedy przestudiował dzieła na temat magnetyzmu Peregrinusa i Giovanniego Baptisty Porty, a także traktat Gilberta, któremu poświęcił szczególną uwagę. Przy dyskusji deklinacji magnetycznej podał jej wartość dla ówczesnego Lipska: 9 i 1/6 stopnia, a więc ze znaczną dokładnością swego pomiaru. W 1615 r. wydał w Gdańsku broszurę De motu magnetis[100] pod nazwiskiem uczestnika publicznej dysputy, swego ucznia Adriana Stoderta. Zawarte jest tam obszerne omówienie deklinacji magnetycznej, z podaniem jej wartości dla Gdańska (8,5 stopnia) oraz kilkunastu innych miejscowości.

W Gimnazjum Akademickim w Toruniu wykład fizyki arystotelesowskiej był w programie klasy najwyższej, supremy. Korzystano początkowo z wydanych jeszcze w XVI wieku podręczników[101] Compendium physicae Johanna L. Havenreutera, profesora w Strasburgu, oraz Commentariis in Universam Physicam Physicam Aristotelis libri quattuor (1544) Joannesa Velcurionisa, profesora w Wittenberdze. Korzystano także z dzieła Physicae ad lumen divinum reformatae synopsis (1633) działającego w Rakowie Jana Amosa Komeńskiego.

W 1645 r. wydano w Gdańsku krótkie dzieło Synopsis Physicae pióra Johannesa Sperlinga, profesora uniwersytetu w Wittenberdze. Podręcznik ten cieszył się wielkim powodzeniem w Niemczech i miał tam kilkanaście wydań. Sperling przyjmował niektóre zasady fizyki Arystotelesa, ale był otwarty na poglądy nowoczesne i krytykował rozmaite kanony scholastyczne. Na przykład bardzo ostro wypowiadał się o krytyce atomizmu przez teologów katolickich: „Hipoteza atomów nie jest sprzeczna z Pismem Świętym, nie są one tam nigdzie potępione” – dowodził. Korzystając z hipotezy atomistycznej, wyjaśniał w swej książce wiele zjawisk fizycznych. W Gdańsku i Toruniu podręcznik Sperlinga zastąpił przestarzały już wtedy podręcznik Keckermanna.

Profesorem Gdańskiego Gimnazjum Akademickiego w latach 1645–1660 był Wawrzyniec (Laurentius) Eichstädt (1596–1660), który prowadził wykłady fizyki jako wstęp do nauk medycznych. W latach 1641–1658 profesorem fizyki i matematyki był tam pochodzący z Moraw Daniel Lagus (1618–1678), który studiował matematykę i nauki ścisłe na uniwersytetach we Frankfurcie nad Odrą i w Królewcu.[102] Opublikował m.in. dysputy z fizyki, które odbyły się w gimnazjum gdańskim pod jego kierunkiem, np. Physicae generalis disputatio I de constitutione physicae (1642), Physicae generalis disputatio II de norma physicae (1642), Disputatio physica de mundo (1643). Urodzony w Wierzbowie na Spiszu Paweł Pater (1656–1724) był profesorem Gimnazjów Akademickich w Toruniu (1688–1705) i w Gdańsku (od 1705). Założył on w 1711 r. pierwszą szkołę techniczną w Polsce i pierwszą niewojskową szkołę techniczną w Europie (Matematyczno-Mechaniczna Oficyna Sztuki), w której wykładał fizykę i uczył budowy przyrządów. Wybitnym przyrodoznawcą działającym najpierw w Toruniu (1666–1673), a następnie w Gdańsku był pochodzący z Norymbergi Georg Seger (1629–1678). Jego podręcznik Synopsis physicae antiquo-novae (Gdańsk 1677) zawierał omówienie nowych odkryć i opinie Kopernika, Galileusza i Keplera.

Ryc. 3.6. Strony tytułowe pierwszych polskich książek o zjawiskach magnetycznych: popis Adriana Stoderta, ucznia Piotra Krügera (Gdańsk 1615) oraz rozprawa Andrzeja Żędzianowskiego (Kraków 1621).

Ryc. 3.7. Strona tytułowa podręcznika Johanna Sperlinga wydanego w Gdańsku w 1645 r.

3.5. VALERIANO MAGNI I JEGO EKSPERYMENTY Z PRÓŻNIĄ

Niezależnie od Torricellego nad eksperymentami z próżnią pracował w Polsce włoski zakonnik Valeriano Magni (1586–1661).[103] Pochodził on ze znanej włoskiej rodziny hrabiów Magni. Urodził się w Mediolanie i na chrzcie otrzymał imię Maximiliano, ale po wstąpieniu do zakonu kapucynów w wieku 16 lat przybrał imię Valeriano, pod którym jest powszechnie znany. Do 1613 r. studiował teologię w Pradze i Wiedniu.

Do Polski Magni przyjechał w 1617 r. na zaproszenie króla Zygmunta III, któremu miał pomóc w zwalczaniu kalwinów. Przebywał w Polsce z przerwami łącznie około 30 lat. Był zręcznym dyplomatą, wobec czego wielokrotnie odbywał misje dyplomatyczne zlecone przez króla Władysława IV. Szczegółową kronikę tej działalności Magniego podała Karolina Targosz.[104]

VALERIANO MAGNI – — OPIS DOŚWIADCZENIA Z PRÓŻNIĄ —

„Postarałem się o szklaną rurkę długą ponad dwa łokcie, której kanalik z łatwością by pomieścił ziarnko grochu. Grubość szkła nie była większa od grubości ziarenka zboża. Jeden otworek zasklepiłem pieczęcią hermetyczną, czyli płynnym szkłem. Rurkę napełniłem żywym srebrem, a otworek wolny zakryłem szczelnie przyłożonym palcem. Następnie obróciłem rurkę i zanurzyłem ją w żywym srebrze, wlanym do odpowiedniej miski, która z kolei była zanurzona w misce napełnionej wodą, tak iż woda wystawała ponad żywe srebro na wysokość czterech palców.

Czynność tę powtórzyłem trzykrotnie, nie wykonałem jej jednak w ten sam sposób jak na początku. Za pierwszym razem odjąłem palec od końca rurki, kiedy był on zanurzony w rtęci. Za drugim razem odjąłem palec od końca rurki, kiedy ten był zanurzony w wodzie. Po raz trzeci odjąłem palec od końca rurki, gdy znajdowała się na wolnym powietrzu ponad rtęcią i wodą. Co na własne oczy ujrzałem, wysłuchaj, Najjaśniejszy Panie, i podziwiaj żarliwie.

Z chwilą odjęcia palca od dolnego końca rurki zanurzonego w rtęci, rtęć natychmiast pod własnym ciężarem gwałtownie opada poprzez kanalik rurki, a następnie podnosi się nieco w górę. Po kilku tego rodzaju ruchach wahadłowych widać, że dolna część rurki powyżej jednego łokcia jest zapełniona rtęcią; co do górnej, należy uwierzyć, iż jest próżna i wolna od wszelkiego ciała. Oczyma bowiem nie można dostrzec tam ani odrobiny wody. Powietrze natomiast nie mogło przejść przez wodę oraz rtęć i dotrzeć do górnej części rurki. Zatem górna część rurki stanowi miejsce bez umiejscowionego w nim ciała, co należało udowodnić.

Cóż przeciwstawiasz Stagiryto? Powietrze, powiesz, celem uniknięcia próżni przedostało się poprzez szczeliny szkła do jego wnętrza. Ja na to: czemu powietrze w ten sposób przyzwane nie zajęło całej rurki? Być może padnie odpowiedź: siła styczności wypełniła części rurki tymi ciałami, które łatwiej mogły się wcisnąć do środka, czyli dolną – rtęcią, górną – powietrzem. Wyznaję, że nie jest hańbą wygłosić takie twierdzenie, ponieważ oczy nie potrafią uchwycić różnicy między powietrzem a nie–powietrzem.

Kwestię tę, inaczej nierozstrzygalną, można jednak poddać osądowi oka. Wystarczy odsunąć palec od dolnego końca rurki napełnionej rtęcią, wydobytej z naczynia zawierającego rtęć, ale zanurzonej w wodzie. W tej samej chwili bowiem silny strumień wody wdziera się w kanalik i porywa częściowo rtęć aż pod szczyt rurki. Opadającą natomiast rtęć znów porywają w górę nowe ilości wody wchodzącej do kanalika. Po dłuższym przeciągu czasu zamieszanie ustaje i wówczas wyraźnie widać, że cała rurka jest pełna wody. Woda zaś nie mogłaby wypełnić przestrzeni, która by była zajęta uprzednio przez powietrze, obojętne, jak wprowadzona. Dodam jeszcze, iż sama natura odgrywa rolę czynnika rozdzielającego, co łatwo sprawdzić. Otóż jest wręcz niemożliwe nalać rtęci do rurki tak, aby mimo przyłożenia palca celem zamknięcia jej końca nie weszła do wewnątrz odrobina powietrza. Z chwilą wypełnienia rurki wodą, to powietrze widoczne pod postacią pęcherzyków świetlnych oddziela się od wody i z dnia popychane jest w górę zawsze, ilekroć odwrócimy rurkę. Zatem ufając świadectwu oczu w próżnej części rurki nie było ani trochę powietrza więcej ponad ową widoczną ilość. Czy jest wtedy, Najjaśniejszy Panie, jakaś mocna podstawa do zaprzeczeń bądź wątpliwości w tym względzie? Nie sądzę. Pokonane zostały, jak mówi przy innej okoliczności św. Augustyn, wszelkie argumenty, pozostał jedynie lęk niemy.

I wreszcie po doświadczeniach z wodą i rtęcią, celem wypełnienia pozbawionej wszelkiego ciała rurki, z kolei używam powietrza. Ono, być może, dzięki swej lekkości podskoczy do najwyższych części rurki z większą i bardziej dla zmysłów uchwytną gwałtownością, niż uczyniła to woda, z natury cięższa i rtęć, najcięższa spośród wszystkich ciał po złocie. Czynię tak i co widzę: rtęć tak ciężka opada natychmiast, a do rurki przez ujście wdziera się powietrze z mocą wprost niewiarygodną; z szumem uderza w szkło zabezpieczające górne ujście, wstrząsa rurkę, niemal wyrywa ją z moich rąk w górę. Tak więc słuchem i dotykiem, nie mówiąc już o wzroku, odczułem gwałtowność siły styczności w napełnianiu powstałej próżni. Zatem: rurka w swej przeważnej części była próżna, czyli wolna od wszelkiego ciała, rtęć, woda i powietrze poruszały się sukcesywnie w próżni.

To należało udowodnić naocznie. Wiele zdumiewających szczegółów pomijam. Pozostaje jeszcze do udowodnienia również naocznego, iż światło istnieje substancjalnie bez jakiegokolwiek ciała. Dla przeprowadzenia tego dowodu formułuję najpierw pewne oczywiste przesłanki:

1. oko nie widzi niczego bez światła, 2. patrzący, który wytęża wzrok w ciemnościach, sądzi, iż widzi zupełną czarność; cienie bowiem zawsze czernieją, 3. oko nie potrafi za jednym wejrzeniem zobaczyć wszystkich stron ciała nieprzezroczystego, 4. oko może ujrzeć za jednym wejrzeniem całą płaszczyznę i całą głębokość ciała oświetlonego.

Przy tych założeniach argumentujemy dalej w sposób poniższy. Gdyby w kanaliku szklanej rurki nie było nie tylko żadnego ciała, ale i żadnego światła, nie mógłby on być widziany, zgodnie z pierwszym założeniem. Moglibyśmy go widzieć najwyżej tak, jak widzimy ciemności lub cienie; czyli według drugiego założenia widzielibyśmy kanalik w postaci bardzo czarnego walca.

Gdyby kanalik rurki był pozbawiony nie tylko wszelkiego ciała, lecz i wszelkiego światła, ten, kto widzi przednią część rurki, nie mógłby, według pierwszego założenia, widzieć tylnej, wewnętrznej części, bo na przeszkodzie stoi, według założenia drugiego, czarny walec.

Gdyby kanalik rurki był pozbawiony nie tylko wszelkiego ciała, lecz i światła, patrzący nie mógłby, zgodnie z powyższymi założeniami, widzieć ciała barwnego położonego w polu widzenia poza rurką, choćby ta była przezroczysta: zawsze na przeszkodzie stać będzie czarny walec, podobnie, jak gdyby kanalik rurki wypełniło zaciemnione ciało.

Lecz w próżnej rurce nie spostrzegamy żadnych ciemności. Nie widać żadnego czarnego walca. Wszystko widzimy wyraźnie: i część rurki i cokolwiek położonego poza rurką.

Zatem w przestrzeni pozbawionej wszelkiego ciała było światło, niezwiązane z żadnym ciałem; to należało udowodnić naocznie. Oczywiście oku potrzebna jest myśl, jakiej nie posiada koń ani muł, którym brak rozumu.”

Wyjątek przekładu pracy Valeriano Magniego, Naoczny dowód możliwości istnienia próżni (1647), tłum. Edward Zwolski i Mieczysław Subotowicz, KHNiT, 4, nr 1, s. 77–104 (1959).

Magni interesował się także filozofią przyrody. Nie odpowiadała mu filozofia Arystotelesa i, naśladując podejście Galileusza, chciał szukać nowych rozwiązań w eksperymentach. Pośredniczył w kontaktach Władysława IV z włoskim uczonym. Pod wpływem lektury wydanej w 1638 r. książki Galileusza Discorsi e dimostrazioni matematiche zaczął rozważać eksperymenty potwierdzające istnienie próżni, uznanej za niemożliwą w filozofii perypatetyckiej.

Dwunastego lipca 1647 r. przeprowadził na Zamku Królewskim w Warszawie, w obecności króla Władysława IV, jego małżonki i dworu, doświadczenia z próżnią, które następnie opisał w traktacie Demonstratio ocularis loci sine locato (patrz ramka Valeriano Magni – Opis doświadczenia z próżnią). W terminologii Magniego, nawiązującej do argumentacji Arystotelesa i języka ówczesnych debat, próżnia to „locus sine locato”, czyli miejsce bez umiejscowionego w nim ciała. Tytuł pracy Magniego można lepiej przetłumaczyć na polski jako Dowód naoczny możliwości istnienia próżni. Wnioski o istnieniu próżni, które Magni formułował na podstawie tych doświadczeń, były sprzeczne z przyjmowaną powszechnie fizyką Arystotelesa i wywołały ożywioną dyskusję. Wystąpili przeciw niemu teologowie w Warszawie. Ze względu na ataki na Magniego król polecił ponowić eksperymenty osiemnastego lipca. Magni powtórzył swe doświadczenia w obecności króla i zwołanych na dyskusję teologów, a wyniki przedstawił w tekście Disputatio theologorum Varsaviensium contra vacuum, ex nostra fistula illatum, który został opublikowany przed 24 lipca 1647 r., łącznie z wymienionym powyżej pierwszym traktatem.

Ataki teologów nie ustawały, wobec czego Magni wydał następną broszurę Altera pars demonstrationis ocularis de possibilitate vacui (datowaną 12 września 1647 r.). Były to najwcześniej wydane drukiem publikacje o doświadczalnym dowodzie istnienia próżni.[105] Warto pamiętać, że Evangelista Torricelli niczego na temat swych eksperymentów nie opublikował, a jedynie opisał je w liście do Michelangelo Ricciego w czerwcu 1644 r.

Kiedy wiadomości o eksperymentach Magniego dotarły do Francji, niektórzy tamtejsi uczeni, zwłaszcza Giles de Roberval, zarzucili Magniemu plagiat, wskazując, że w tekstach swoich publikacji nie wymieniał Torricellego, mimo że jego eksperymenty były wykonane parę lat wcześniej.

Ryc. 3.8. Valeriano Magni i strona tytułowa jego opisu doświadczenia z próżnią, wykonanego w  Warszawie w lipcu 1647 r.

Magni bronił się skutecznie, argumentując, że na pomysł doświadczeń wpadł zupełnie niezależnie już dużo wcześniej (w 1639 r. lub 1640 r.), ale miał kłopot z wykonaniem w polskich hutach szkła rurki o długości ponad 18 łokci. Twierdził, że o doświadczeniu Torricellego nie wiedział, co było bardzo prawdopodobne, ponieważ w owych czasach wiadomości naukowe rozchodziły się powoli. Cytował na przykład list otrzymany od komisarza swego zakonu Simplicjana, który go informował o wielkim wrażeniu, jakie publikacja Magniego Demonstratio ocularis zrobiła w konwencie rzymskim. Z listu wysłanego z Rzymu 7 października 1647 r. wynikało, że żadna z około dwustu osób w tym konwencie nie słyszała wcześniej o doświadczeniu Torricellego.

O Magnim wypowiadał się również pochlebnie Otto Guericke. Tu przytoczymy wyjątek z jego dzieła Experimenta nova:

„Kiedy na sejmie w Ratyzbonie [w 1654 r.] pokazywałem niektóre moje doświadczenia elektorom, książętom i posłom, zapoznałem się przy tej sposobności z wielebnym ojcem Valerianusem Magnusem. Pokazał mi on pewne doświadczenie dowodzące istnienia próżni, twierdząc, że zostało przez niego wynalezione i od niego pochodzi. Rzecz miała się jak następuje: 1) Wziął on rurkę szklaną długości przeszło 6⁄4 łokcia magdeburskiego, dobrze zamkniętą z jednego końca. 2) Napełnił tę rurkę rtęcią, przewrócił ją (szczelnie zamykając palcem otwór, aby nic nie wypłynęło) i zanurzył ją wraz z palcem zamykającym w kubku napełnionym rtęcią. 3) Wreszcie odjął stopniowo palec i oto rtęć opadała powoli, aż osiągnęła pewien określony poziom w rurce, mianowicie wysokość ¾ tegoż łokcia. Tu się zatrzymała i już więcej nie opadała o ile palca nie odejmowano gwałtownie. W tym ostatnim przypadku poziom rtęci wahał się, to podnosząc, to opadając, dopóki się nie zatrzymał na tym samym miejscu. Wielebny ojciec Valerianus wyjaśniał przy tym, że przestrzeń w górnej części rurki, opuszczonej przez rtęć, była próżna, tj. wolna od wszelkiego rodzaju materii, gdyż jest wykluczone, aby jakieś ciało mogło zająć miejsce rtęci w czasie jej opadania w dół. Dał mi również swoją książkę noszącą tytuł „Dowód oczywisty 1) Przestrzeni bez czegokolwiek w niej zawartego, 2) Ciała stopniowo poruszanego w próżni, 3) Światła nie związanego z żadnym ciałem”.

Dowiedziałem się jednak zarówno z tej książki, jak następnie z dzieł innych autorów, że to doświadczenie wykonał po raz pierwszy sławny Evangelista Torricelli, matematyk Wielkiego Księcia Toskanii.”[106]

Ryc. 3.9. Kontrast między poziomem nauczania fizyki w Polsce i we Francji w końcu XVII wieku dobrze ilustruje zestawienie wydawanych wtedy podręczników. Szymon Makowski w podręczniku wydanym w 1681 r. (po lewej) przekonywał studentów Akademii Krakowskiej, że próżnia nie może istnieć, gdyż tak stwierdził Arystoteles. W tym samym czasie studenci we Francji dowiadywali się z podręcznika Jean-Baptiste’a Du Hamela (1678) o budowie pompy próżniowej i doświadczeniach z próżnią (po prawej)

W Polsce opór zwolenników powszechnie akceptowanej filozofii Arystotelesa był bardzo silny. Niemożliwość istnienia próżni była przecież bardzo dobrze ugruntowaną zasadą fizyki Arystotelesa. Opublikowano zaraz trzy książki atakujące Magniego. Jan Brożek, profesor Akademii Krakowskiej[107], wydał Peripateticus cracoviensis a Joanne Broscio Curzeloviensi productus (1647)[108]. W Wilnie w 1648 r. ukazały się książki jezuickich profesorów Akademii Wileńskiej: Oswald Krüger napisał Dissertatio de vacuo (Rozprawa o próżni)[109], a Wojciech Kojałowicz – Oculus ratione correctus, id est demonstratio ocularis cum admirandis de vacuo a peripatetico Vilnensi per demonstrationem rationis rejecta (Oko poprawione rozumem, czyli obalenie dowodu istnienia prózni)[110].

Brożek atakował Magniego, ignorując zupełnie fakty doświadczalne. Twierdził, że doświadczenia bywają omylne i wobec tego należy się trzymać tego, co głosił Arystoteles i inni filozofowie, że istnienie próżni jest niemożliwe. Trudno zrozumieć ten atak, ponieważ Brożek był dobrym matematykiem i w innych swoich dziełach rozważa i dyskutuje fakty, a nie poglądy innych. W „aprobacji” udzielonej książce Brożka rektor Akademii Krakowskiej, teolog Jakób Witellius, zalecał ją jako pożyteczną odprawę dla „nowatorów”, którzy próbują obalać oczywistą i potwierdzoną wielowiekową tradycją naukę Arystotelesa, przyjętą przez kościół katolicki.

Wojciech Wijuk Kojałowicz (1605–1677) uzyskał w 1641 r. stopień magistra filozofii w Akademii Wileńskiej, a potem wykładał w tej uczelni i był nawet jej rektorem (1653–1655). Jego polemiczne dzieło jest bardzo zgrabnie opracowane, w postaci listu do Kasjusza Mirusa Kwinkcjusza (być może osoby fikcyjnej). Autor w przewrotny sposób stara się udowodnić, że Magni po prostu źle zinterpretował swoje doświadczenie:

„Tobie więc, uczony czytelniku, przysługuje prawo, byś sam na podstawie tej krótkiej rozprawy rozstrzygnął, z jakim skutkiem podjęta została batalia ‘szklanej rury’, pełniącej rolę żelaznego tarana przeciwko fizyce Arystotelesa (...). Oko zawsze uważane było przez roztropnych filozofów za podejrzanego arbitra prawdy i nikt inny, jak tylko niewykształcony tłum przyznaje mu prawo do wyrokowania o prawdzie (...) ciała ciekłe, zwłaszcza wlewane do naczyń bardzo szybko, wchłaniają wiele powietrza, i to tym więcej, im są bardziej gęste; a powietrze usiłujące się przedostać do góry, niejako obezwładnione, zatrzymywane jest wskutek gęstości i ciężaru wlewanego ciała (...). Gdy po odwróceniu rurki rtęć z wielką siłą wydostaje się z niej po otwarciu [dolnego] otworu (...), w tym zamieszaniu powietrze, uprzednio zatrzymane, mając obecnie okazję do uwolnienia się, przedostaje się do górnej części rurki (...). W ten sposób nie ma konieczności twierdzić, że istnieje próżnia (...).”[111]

W odpowiedzi na ataki Magni wydał jeszcze kolejne broszury: De vitro mirabiliter fracto (Warszawa 1648) i Vacuum pleno supletum (Wenecja 1650).

Liczni wrogowie Magniego nasilili działalność po śmierci króla Władysława IV; nieprzychylny mu był także Jan Kazimierz. Wtedy Magni zdecydował się opuścić Polskę.

O niezależności pomysłu Magniego świadczą też pewne jego błędy w interpretacji doświadczeń.[112] Obecni historycy fizyki zgadzają się, że eksperymenty Magniego były jego oryginalnym pomysłem.

4

WIEK XVIII

• 4.1. Rozwój fizyki i jej społeczny odbiór w Oświeceniu

• 4.2. Societas Physicae Experimentalis w Gdańsku

• 4.3. Recepcja nowej filozofii w szkołach zakonnych i w Akademii Krakowskiej

• 4.4. Warszawa

• 4.5. Komisja Edukacji Narodowej i jej reformy

• 4.6. Podręczniki fizyki w Polsce w XVIII wieku

• 4.7. Powstawanie polskiej nomenklatury fizycznej

• 4.8. Fizycy w Polsce wobec wielkich odkryć i idei fizycznych

4.1. ROZWÓJ FIZYKI I JEJ SPOŁECZNY ODBIÓR W OŚWIECENIU

Wiek XVIII przyniósł wielu wybitnych matematyków i mechaników, którzy rozwijali i rozwiązywali zagadnienia zarysowane przez Newtona w jego Zasadach matematycznych filozofii naturalnej. Jean d’Alembert, Jacob Bernoulli, jego brat Johann i syn Daniel, Alexis Clairaut, Leonhard Euler, Joseph Louis Lagrange, Pierre Simon Laplace i inni przełożyli geometryczne podejście Newtona na język równań. Lagrange w Mechanice analitycznej (1789) napisał już z dumą, że w całej tej książce nie ma ani jednego rysunku. Powstał rachunek wariacyjny, opracowano metody rachunkowe pozwalające na obliczanie perturbacji w ruchu ciał niebieskich i stworzono teorię potencjału.

W 1705 r. Edmond Halley ogłosił swoje obliczenia orbit komet. Zwrócił on uwagę na wielkie podobieństwo obliczonych orbit komet obserwowanych w latach 1531, 1607 oraz 1682 i wysunął śmiałe przypuszczenie, że w rzeczywistości były to pojawienia się tej samej komety obiegającej Słońce z okresem około 76 lat. Halley zmarł w 1745 r. i nie mógł sprawdzić swej przepowiedni, że kometa powróci w okolice Słońca i będzie obserwowana w 1758 r. Clairaut podjął bardzo dokładne obliczenia ruchu komety Halleya, z uwzględnieniem zakłócającego wpływu wszystkich planet; w żmudnych i długotrwałych rachunkach pomagali mu Joseph Jerome de Lalande i Madame Nicole Lepaute. Zaobserwowanie tej komety w grudniu 1758 r., w miejscu i chwili dobrze zgodnej z tymi obliczeniami, było doniosłym triumfem mechaniki Newtona.

Wielkim podsumowaniem osiągnięć mechaniki była pięciotomowa Mechanika nieba Laplace’a, pisana w latach 1799–1825. Dzieło to zawiera nie tylko kompletny wykład astronomii matematycznej obejmujący zagadnienia dotyczące kształtu Ziemi, teorii potencjału grawitacyjnego, ruchu Księżyca, zagadnienia trzech ciał, ruchu planet i ich perturbacji, lecz także obszerną dyskusję niektórych działów fizyki (m.in. zjawisk włoskowatości, załamania światła) opartą na propagowanym przez Laplace’a założeniu, że istnieją krótkozasięgowe oddziaływania między cząstkami materii i fluidów.

Ważnym osiągnięciem Laplace’a było udowodnienie, że nieregularności obserwowane w ruchach planet są periodyczne, a cały układ słoneczny jest stabilny. Osiągnięcia mechaniki doprowadziły do utrwalenia się determinizmu klasycznego, którego kwintesencję wyraża słynne zdanie Laplace’a[113]:

„Inteligencja, która by w danym momencie znała wszystkie siły, przez które jest ożywiona oraz wzajemne położenia bytów ją tworzących i przy tym byłaby dostatecznie obszerna, by te dane poddać analizie, mogłaby w jednym wzorze objąć ruch największych ciał wszechświata i najmniejszych atomów: nic nie byłoby dla niej niepewne i zarówno przyszłość jak przeszłość byłyby dostępne dla jej oczu. Umysł ludzki daje słaby zarys tej inteligencji, której doskonałość mógł osiągnąć tyko w astronomii.”

W 1781 r. William Herschel odkrył nową planetę, Urana, co podwoiło rozmiary znanego układu słonecznego. Wyznaczenie orbity Urana napotykało na trudności ze względu na niewytłumaczalne odstępstwa obserwacji od przewidywań. Wielkim triumfem mechaniki nieba stało się więc odkrycie „na końcu pióra” kolejnej nowej planety, Neptuna. Na podstawie nieregularności zauważonych w ruchu Urana Urbain Le Verrier i John Adams niezależnie od siebie założyli istnienie jeszcze jednej planety, obiegającej Słońce poza orbitą Urana, i obliczyli jej przewidywane położenie na niebie. W dniu 23 września 1846 r. Johann Galle w Berlinie spostrzegł tę nową planetę w bardzo niewielkiej odległości od przewidzianego położenia.

W 1798 r. Henry Cavendish zdołał wyznaczyć na podstawie dokładnych pomiarów laboratoryjnych masę Ziemi (a więc także wartość stałej grawitacyjnej), obalając przekonanie Newtona, który twierdził, iż obserwacja oddziaływania grawitacyjnego w laboratorium nie jest możliwa.

Z osiągnięć astronomii obserwacyjnej XVIII wieku należy jeszcze wymienić odkrycie w 1729 r. aberracji światła gwiazd przez Jamesa Bradleya, które dostarczyło bezpośredniego dowodu na ruch Ziemi wokół Słońca. W 1783 r. Herschel odkrył także ruch układu słonecznego względem gwiazd. Jego badania nad rozmieszczeniem gwiazd stanowiły początek astronomii gwiazdowej. Herschel przyjął, że wszystkie obserwowane gwiazdy i mgławice wchodzą w skład jednego spłaszczonego układu.

Już na początku XVII wieku skonstruowano pierwsze termometry (o czym była mowa w § 3.2) – początkowo gazowe, a potem cieczowe. Proponowano także różne termometryczne punkty stałe i skale. Jednak w pierwszych dekadach XVIII wieku nie zdawano sobie jeszcze sprawy z różnicy między temperaturą i ilością ciepła, a wskazania ówczesnych termometrów uważano po prostu za miarę stanu ogrzania ciała. Dopiero około 1760 r. Joseph Black w Edynburgu odkrył istnienie ciepła właściwego oraz ciepła utajonego, co dało początek kalorymetrii.

Kiedy w latach sześćdziesiątych XVII wieku odkryto prawo stałości iloczynu ciśnienia i objętości powietrza (nazywane dziś najczęściej prawem Boyle’a-Mariotte’a), Isaac Newton w Zasadach matematycznych filozofii naturalnej poświęcił jeden z ustępów temu zagadnieniu. Dowiódł mianowicie, że jeśli atomy odpychają się siłą odwrotnie proporcjonalną do odległości między ich środkami, to tworzą „fluid sprężysty”, którego gęstość jest proporcjonalna do ciśnienia (a więc objętość – odwrotnie proporcjonalna do ciśnienia). Newton zaznaczył jednak, że jest to tylko model matematyczny, a nie rozwiązanie problemu fizycznego.

W modelu rozważanym przez Newtona zupełnie został pominięty ruch atomów. Ze względu na wielki autorytet Newtona większość fizyków trzymała się przedstawionego przez niego modelu. Do wyjątków należał Daniel Bernoulli, który w swym dziele Hydrodynamica (1738) rozwinął kinetyczny model cząstek gazu uderzających sprężyście o ścianki naczynia i udowodnił, że w takim wypadku ciśnienie będzie odwrotnie proporcjonalne do objętości. To wyjaśnienie prawa Boyle’a-Mariotte’a nie zrobiło jednak wielkiego wrażenia na współczesnych i zostało szybko zapomniane. Coraz większą popularność zdobywała teoria tłumacząca zjawiska cieplne obecnością subtelnego, nieważkiego fluidu ciepła, cieplika, którego części miały mieć właściwość silnego wzajemnego odpychania się oraz silnego przyciągania innych rodzajów materii. Teoria cieplika pozwalała wyjaśnić wiele innych zjawisk, toteż w końcu XVIII wieku i w pierwszych dekadach XIX wieku była dość powszechnie uznawana przez fizyków. W 1789 r. Antoine Lavoisier nobilitował nawet cieplik, uznając go za pierwiastek chemiczny.

W XVIII wieku znano nadal tylko elektryczność statyczną otrzymywaną przez tarcie, przy którym fluid elektryczny był „wyciskany” z pocieranego ciała. W 1729 r. Stephen Gray wykazał, że elektryczność może być przesyłana wzdłuż drutów. Przyjęto to za dowód, że fluid elektryczny nie musi być nierozerwalnie związany z pocieranymi ciałami. W 1733 r. Charles Du Fay odkrył, że elektryczność z pocierania szkła jest odmienna od elektryczności uzyskiwanej z tarcia żywicy. Wprowadzono wtedy teorię dwóch fluidów elektrycznych. Niewytłumaczony i dziwny pozostawał jednak fakt, że dwa fluidy (dwie substancje kwazimaterialne) mogły się przy spotkaniu unicestwiać. Rozwiązanie podał w 1749 r. Benjamin Franklin, opisując elektryczność „dodatnią” i „ujemną” jako nadmiar lub ubytek jednego fluidu elektrycznego. Postulowana przez niego zasada zachowania ładunku elektrycznego (jego ilość w układzie izolowanym zawsze jest jednakowa) była odpowiednikiem zasady zachowania materii. Franklin uważał, że materia elektryczna składa się z cząstek niezmiernie subtelnych, ponieważ może przenikać nawet przez najgęstsze metale; cząstki materii elektrycznej odpychają się nawzajem, ale są silnie przyciągane przez każdą inną materię.

W 1745 r. Ewald von Kleist, dziekan kapituły katedry w Kamieniu Pomorskim, dokonał wielkiego odkrycia: okazało się bowiem, że fluid elektryczny można przechowywać w butelce (lejdejskiej) jak inne ciecze. Kilka miesięcy później, na początku 1746 r., ten sam efekt odkryto niezależnie w laboratorium Pietera van Musschenbroeka w Lejdzie. Wynalazek butelki lejdejskiej dał silny impuls badaniom elektryczności, a efektowne publiczne pokazy elektryzowania wzbudzały wielkie zainteresowanie.[114] W połowie stulecia zaczęto konstruować elektroskopy listkowe, co było wstępem do ilościowych badań w tej dziedzinie.

Charles Augustin Coulomb w 1785 r. opublikował wyniki swoich pomiarów siły między ładunkami elektrycznymi i biegunami magnetycznymi, dowodząc, że siła oddziaływania w tych dwu wypadkach jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między oddziałującymi ciałami, podobnie jak w prawie grawitacji Newtona. Były to pierwsze ilościowe prawa w tej dziedzinie fizyki. Pomiary Coulomba były trudne do powtórzenia, toteż niektórzy fizycy kwestionowali prawdziwość jego wyników jeszcze przez następnych kilka dekad.

Rozpowszechnienie teorii jednego fluidu elektrycznego w połowie XVIII wieku doprowadziło do stworzenia podobnej teorii magnetyzmu. W 1759 r. Franz Aepinus wysunął przypuszczenie, że bieguny magnesu są miejscami, w których fluid magnetyczny występuje w nadmiarze lub w niedomiarze w stosunku do zwykłej zawartości. Fluid ten, wplątany w pory magnesu, bardzo trudno się z nich wydostawał, dlatego też mogły istnieć magnesy trwałe. Anton Brugman i Johann Wilcke wysunęli natomiast teorię dwóch fluidów magnetycznych, północnego i południowego, które miały mieć właściwość wzajemnego przyciągania i odpychania, podobnie jak fluidy elektryczności szklanej i żywicznej. Ze względu na popularność wyjaśniania zjawisk fizycznych działaniem fluidów nazywano okres Oświecenia wiekiem nieważkich fluidów.

W 1791 r. Luigi Galvani ogłosił odkrycie „elektryczności zwierzęcej”, której przejawem były m.in. skurcze mięśni wypreparowanych udek żabich przy dotykaniu ich metalowym ostrzem. Alessandro Volta początkowo zgadzał się z poglądem Galvaniego, ale wkrótce doszedł do wniosku, że przyczyną obserwowanych zjawisk jest napięcie kontaktowe przy zetknięciu różnych metali. Doprowadziło to do zbudowania przez niego w 1800 r. pierwszej baterii elektrycznej (tzw. stosu Volty). Miało to przełomowe znaczenie dla dalszych badań elektryczności.

Wydane w 1704 r. dzieło Newtona Optyka czyli traktat o odbiciach, załamaniach, ugięciach i barwach światła zawierało zasady optyki geometrycznej, omówienie zjawisk odbicia, załamania i dyspersji światła oraz właściwości światła białego, wyjaśnienie zjawiska tęczy oraz budowy teleskopów, opis interferencji światła w cienkich warstwach oraz dyfrakcji i polaryzacji światła. Do tego dzieła Newton dołączył 31 słynnych pytań (Queries), będących zbiorem rozmaitych poglądów i hipotez dotyczących nie tylko optyki, lecz także astronomii, zjawisk elektrycznych, chemicznych, grawitacji itd.

Fizyka, którą wykładano na uniwersytetach wszędzie w Europie niemal do końca XVII wieku, była opisową nauką o całej przyrodzie, a więc obejmowała poza fizyką w dzisiejszym sensie także astronomię opisową, meteorologię, chemię, geologię z mineralogią, oraz biologię z anatomią. Jako typowy podręcznik z tamtego okresu można podać Traité de Physique Jacquesa Rohaulta (Paris 1671).[115]

Pod koniec XVII wieku i w pierwszych dekadach XVIII wieku w fizyce nastąpiły zasadnicze przemiany, które zupełnie zmieniły jej zakres i zawartość. Zmiany te można sprowadzić do trzech punktów.

Po pierwsze, nastąpiło oddzielenie od fizyki zagadnień biologii i anatomii, które pozostały pod nazwą „Historia naturalna”. Dwutomowy podręcznik fizyki Essai de physique Pietera van Musschenbroeka z 1739 r. był jednym z pierwszych, w których nie omawiano już zagadnień ściśle biologicznych. W drugiej połowie XVIII wieku chemia, zoologia, botanika i mineralogia niemal zawsze były już traktowane oddzielnie od fizyki.

Po drugie, rozwój matematyki, zwłaszcza rachunku nieskończonościowego, umożliwiał przejście od czysto jakościowego opisu wielu zjawisk do ich opisu ilościowego, ujętego we wzory matematyczne. Tak rozwinęła się tak zwana „matematyka mieszana”, która objęła większość zagadnień mechaniki, hydrostatyki i hydrodynamiki, aerostatyki i aerodynamiki oraz optyki geometrycznej, a więc wszystko to, do czego można było zastosować ówczesne narzędzia matematyczne (patrz ramka Dwa nurty fizyki). Matematyk francuski Jacques Ozanam tak przedstawiał zawartość swego Słownika matematyki z 1690 r. w przedmowie do tego dzieła:

„Przedstawiam najpierw matematykę zwykłą, to znaczy arytmetykę i geometrię, a następnie matematykę mieszaną, która obejmuje kosmografię, astronomię, geografię, teorię planet, optykę, mechanikę, architekturę cywilną i wojskową oraz muzykę.”[116]

— DWA NURTY FIZYKI —

Już w starożytności próbowano stosować metody geometryczne do opisu zjawisk fizycznych. Przykładem mogą być księgi optyczne Euklidesa. Od początku XVII wieku próby opisu matematycznego zjawisk fizycznych były coraz liczniejsze. Tak powstała tzw. matematyka mieszana, w odróżnieniu od matematyki „czystej”, w której zajmowano się obiektami idealnymi, niemającymi związku z obserwacjami natury. Termin „matematyka mieszana” (mixed mathematics) pojawił się po raz pierwszy w piśmie Francisa Bacona Of the Proficience and Advancement of Learnings (1605).* We Francji ten dział nazywano mathematique mixée. W Polsce używano natomiast terminu „matematyka aplikowana” albo „matematyka stosowana” – po reformach Komisji Edukacji Narodowej na uniwersytetach w Krakowie i Wilnie odbywały się równoległe wykłady fizyki (doświadczalnej), matematyki aplikowanej i matematyki czystej. W drugiej połowie XIX wieku „matematyka mieszana” przekształciła się w fizykę matematyczną, potem teoretyczną.

Typową ilustracją relacji „matematyki mieszanej” do fizyki, którą traktowano nadal jako naukę doświadczalną, jest porównanie zawartości wydanych w pierwszej połowie XVIII wieku: dwutomowego podręcznika fizyki Pietera van Musschenbroeka oraz pięciotomowego podręcznika nauk matematycznych Christiana Wolffa, w którym tylko tomy 1 i 5 były poświęcone „czystej” matematyce.

Pieter van Musschenbroek, Essai de Physique, Leyda 1737.

Tom 1 zawiera rozdziały: O filozofii i zasadach rozumowania; Ogólne właściwości ciał; Próżnia; Miejsce; Czas i ruch; Ciśnienia; Siły działające na ciała w ruchu; Ciężkość; Mechanika; Tarcie w maszynach; Ruch złożony; Ruch ciał po równi pochyłej; Ruch wibracyjny, czyli oscylacyjny; Rzut; Siły centralne; Twardość; Miękkość i giętkość; Zderzenia; Elektryczność; Właściwości przyciągające ciał; Spójność; Ciecze w ogólności; Działanie cieczy wynikające z ich ciężkości; Wypływ cieczy przez otwór; Fontanny; Ciała zanurzone w cieczy i ich ciężar właściwy; Woda; Ogień. Tom 2 zawiera rozdziały: Właściwości światła; Załamanie światła; Promienie padające na powierzchnie płaskie i sferyczne; Światło padające z powietrza do wody i z wody do powietrza; Różne załamanie promieni; Opis oka; Widzenie; Dioptryka; Katoptryka; Powietrze; Dźwięk; Meteory powietrzne; Meteory ogniowe; Wiatry.

Christian Wolff, Elementa Matheseos Universae, Genewa 1732.

Tom 1 zawiera rozdziały: Krótka rozprawa o metodzie matematyki; Elementy arytmetyki; Elementy geometrii; Elementy trygonometrii płaskiej; Elementy analizy wielkości skończonych; Elementy analizy wielkości nieskończonych. Tom 2 zawiera rozdziały: Elementy mechaniki i statyki; Elementy hydrostatyki; Elementy areometrii; Elementy hydrauliki. Tom 3 zawiera rozdziały: Elementy optyki; Elementy perspektywy; Elementy katoptryki; Elementy dioptryki; Elementy geometrii i trygonometrii sferycznej; Elementy astronomii. Tom 4 zawiera rozdziały: Elementy geografii i hydrografii; Elementy gnomoniki; Elementy pirotechniki; Elementy architektury wojskowej; Elementy architektury cywilnej. Tom 5 zawiera rozdziały: Krótka rozprawa o najważniejszych pismach matematycznych; Rozprawa o właściwym urządzeniu studiów matematycznych.

*Gary I. Brown, The evolution of the term „mixed mathematics”, Journal of the History of Ideas, 52, nr 1, s. 81–102 (1991).

Po trzecie, do fizyki wprowadzono na szeroką skalę doświadczenia, chociaż był to proces powolny. Warto pamiętać, że jeszcze Galileusz, Boyle, Guericke, Torricelli i inni wykonywali eksperymenty fizyczne w swych prywatnych pomieszczeniach. Dopiero w drugiej połowie XVII wieku pojawiły się pierwsze zbiory przyrządów, tzw. gabinety fizyczne, we florenckiej Accademia del Cimento, w Akademii Nauk w Paryżu i w londyńskim Royal Society, gdzie Robert Hooke został zatrudniony jako kurator zbioru przyrządów i miał za zadanie przygotowywać doświadczenia i pokazywać je podczas posiedzeń członków. Wtedy jednak kształcenie na uniwersytetach było nadal czysto werbalne, a np. w Oksfordzie krytykowano Boyle’a, twierdząc, że doświadczenia fizyczne są szkodliwe dla edukacji.

Demonstracje zjawisk fizycznych znalazły natomiast szybko miejsce w wykładach publicznych dla amatorów. Około 1650 r. Jacques Rohault rozpoczął w swym domu w Paryżu wykłady, które zdobyły wielką popularność. Odbywały się w każdą środę i ściągały wielu chętnych, w tym paryskie damy, dla których był zarezerwowany pierwszy rząd widowni. Szczególne zainteresowanie budziły doświadczenia ilustrujące zjawiska w próżni. Rohault wybierał pokazy bardzo atrakcyjne. Miał duże szklane naczynie, które opróżniał z powietrza przy użyciu pompy. Umieszczał tam małe ptaki lub gryzonie, które ginęły w próżni.

Kiedy na początku XVIII wieku skonstruowano poręczne maszyny elektrostatyczne, w wykładach publicznych nastała moda na pokazy z elektrycznością – wzmogła się ona po odkryciu zjawiska magazynowania elektryczności w butelkach lejdejskich. Pojawili się nawet wędrowni demonstratorzy, którzy występowali na jarmarkach, podobnie jak sztukmistrze i żonglerzy.

Po śmierci Rohaulta wykłady publiczne z fizyki kontynuowali w Paryżu Pierre Polinière[117] i Jean Antoine Nollet, który uzyskał wielki rozgłos w Europie. Powstałe w wyniku tych wykładów sześciotomowe dzieło Nolleta Leçons de physique expérimentale miało wiele wydań i było tłumaczone na inne języki. W Holandii wykłady publiczne prowadzili Willem Jacob ‘s Gravesande[118] i przybyły z Gdańska Daniel Gabriel Fahrenheit, a w Anglii – John Desaguliers.

Fizyka stała się nauką eksperymentalną, choć nadal opisową, z minimalnym tylko udziałem ilościowego opisu matematycznego. Wyjaśniano przy użyciu doświadczeń zarówno zagadnienia opisywane w „matematyce mieszanej” (mechanika, hydrodynamika i aerodynamika, optyka geometryczna), jak i te, do których opisu matematycznego jeszcze nie było, a więc zjawiska cieplne, elektryczność, magnetyzm, także np. zagadnienie barw światła.[119]

Fizykę zaczęto dzielić na ogólną (physica generalis) i specjalną lub szczególną (physica specialis, physica particularis). Fizyka ogólna zawierała w zasadzie mechanikę Newtona i wszystko to, co było rozwinięciem idei zawartych w jego Zasadach matematycznych filozofii naturalnej. Obejmowała zjawiska i właściwości dotyczące wszystkich ciał: rozciągłość, nieprzenikliwość, ruchliwość, bezwładność, grawitację. Na początku ówczesnych podręczników fizyki znajdujemy zagadnienia, jak dziurkowatość, podzielność, twardość, które dziś wydają się dziwaczne.

Fizyka szczególna obejmowała zjawiska i właściwości różniące ciała od siebie, a więc zjawiska cieplne, świetlne, elektryzację, magnetyzm, twardość, przezroczystość itd. W drugiej połowie XVIII wieku działy fizyki szczególnej były rozważane osobno; ich połączenie w jedną spójną dziedzinę fizyki nastąpiło dopiero po odkryciu zasady zachowania energii w połowie XIX wieku.

4.8.3. Atomy

Przypisy

[1] J. Dianni, A.Wachułka, Tysiąc lat polskiej myśli matematycznej, Państwowe Zakłady Wydawnictw Szkolnych, Warszawa 1963; Historia astronomii w Polsce, red. Eugeniusz Rybka, Zakład Narodowy Imienia Ossolińskich, Wrocław–Warszawa–Kraków–Gdańsk, t. 1 – 1975; t. 2 – 1983; R. Duda, Historia matematyki w Polsce na tle dziejów nauki i kultury, IHN PAN, Warszawa 2019.

[2] J.G. Bystrzycki, Rozprawa o wzroście nauk fizycznych w Polsce, Roczniki TWPN, t. 12, s. 182–206 (1818).

[3] X. Szaniawski, Rys życia Karola Kortuma, Roczniki TWPN, t. 9, Warszawa 1816, s. 4–17; J. Łęski, Krótki rys życia Michała Hube, Roczniki TWPN, t. 12, s. 72–84 (1818).

[4] G. Belke, A. Kremer, Fizyka w Polsce [do wieku XVIII], [w:] Historya nauk przyrodzonych podług ustnego wykładu Jerzego Kiuwiera ułożona i uzupełniona przez p. Madelen de St.-Azy, t. II, Wilno 1854, s. 326–334; Wiadomości o stanie nauk przyrodzonych w XVIII wieku w Polsce, Fizyka, tamże, t. IV, s. 254–270.

[5] S. Kramsztyk, Dzieje fizyki w Polsce, Encyklopedia Powszechna Ilustrowana, t. 22, Warszawa 1898, s. 655–659.

[6] M. Smoluchowski, Zarys dziejów fizyki w Polsce, Poradnik dla Samouków, t. II, Warszawa 1917, s. 300–309; przedrukowane w: Marian Smoluchowski, Wybór pism filozoficznych, PWN, Warszawa 1956, s. 458–468.

[7] L.A. Birkenmajer, Udział Polski w uprawianiu i w rozwoju nauk ścisłych, [w:] Polska w kulturze światowej, t. II, Kraków 1918.

[8] T. Piech, Zarys historii fizyki w Polsce, PAU, Kraków 1948.

[9] T. Piech, Fizyka, [w:] Zarys dziejów nauk przyrodniczych w Polsce, red. Kazimierz Maślankiewicz, Wiedza Powszechna, Warszawa 1983, s. 217–258.

[10] A.K. Wróblewski, Historia fizyki od czasów najdawniejszych do współczesności, PWN, Warszawa 2006 i wydania następne: 2007, 2009, 2011, 2015, 2017, 2019.

[11] A.C. Crombie, Nauka średniowieczna i początki nauki nowożytnej, tłum. Stanisław Łypacewicz, t. 1, PAX, Warszawa 1960, s. 18.

[12] A. Bielski, W.A. Kamiński, Wkład fizyków polskich do fizyki światowej, [w:] Wkład osiągnięć polskiej nauki i techniki do dziedzictwa światowego, red. Irena Stasiewicz-Jasiukowa, Wydawnictwo WAM, Kraków 2009, s. 77–96.

[13] K. Szymborski, Fizyka, [w:] Historia Nauki Polskiej, t. IV 1863–1918, red. Zofia Skubała-Tokarska, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków–Gdańsk–Łódź 1987, s. 70–102; wstępna wersja tego opracowania została opublikowana wcześniej: K. Szymborski, Dzieje polskich badań w dziedzinie fizyki w latach 1860–1918, [w:] Studia i Materiały z Dziejów Nauki Polskiej, seria C, zeszyt 22, PWN, Warszawa 1978, s. 33–78.

[14] I. Stroński, Szkic historyczny polskich badań z zakresu nukleoniki w latach 1896–1939/45, [w:] Studia poświęcone Marii Skłodowskiej-Curie i Marianowi Smoluchowskiemu, red. Armin Teske, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków 1968, s. 86–132; M. Suffczyński, Fizyka teoretyczna, [w:] Historia nauki polskiej. Wiek XX, Nauki ścisłe, Zeszyt Pierwszy, IHN PAN, Warszawa 1995, s. 213–251; B. Średniawa, A. Strzałkowski, Historia fizyki w Uniwersytecie Jagiellońskim, [w:] Uniwersytet Jagielloński. Złota Księga Wydziału Matematyki i Fizyki, red. Bolesław Szafirski, Kraków 2000, s. 390–419.

[15] Liczne odwołania do tego czasopisma będą zamiast jego pełnej nazwy miały skrót PF.

[16] J. Śniadecki, Początki chemii, wyd. trzecie, Wilno 1816.

[17] M. Kokowski, Profesor Bronisław Edward Średniawa (1917–2014), Prace Komisji Historii Nauk Ścisłych, t. XIII, PAU, Kraków 2014, s. 149–154.

[18] B. Średniawa, Historia filozofii przyrody i fizyki w Uniwersytecie Jagiellońskim, Wyd. Retro-Art, Warszawa 2001; B. Średniawa, Fizyka teoretyczna na Uniwersytecie Jagiellońskim w latach 1815–1890, KHNiT, 27, nr 3-4, s. 621–655 (1982); B. Średniawa, Szkic historii fizyki polskiej w okresie międzywojennym 1918-1939, [w:] Studia poświęcone Marii Skłodowskiej-Curie i Marianowi Smoluchowskiemu, red. Armin Teske, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków 1968, a także inne artykuły tego autora (patrz przypis 17).

[19] A.K. Wróblewski, Historia fizyki …, op. cit.

[20] T. Żebrawski, Bibliografija piśmiennictwa polskiego z działu matematyki i fizyki oraz ich zastosowań, Kraków 1873.

[21] T. Żebrawski, Dodatki do Bibliografii piśmiennictwa polskiego z działu matematyki i fizyki oraz ich zastosowań, Kraków 1886.

[22] W. Więsław, Dodatek III do Bibliografii Teofila Żebrawskiego, Instytut Matematyczny Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław 2014.

[23] Sprawozdania z piśmiennictwa naukowego polskiego w dziedzinie nauk matematycznych i przyrodniczych, Warszawa 1882 (rok 1); i kolejno: 1883 (rok 2), 1884 (rok 3), 1885 (rok 4).

[24] Sprawozdania ..., Rocznik I, 1882, s. II–III.

[25] Sprawozdania…, Rocznik II, 1883, s. II

[26] Katalog Literatury Naukowej Polskiej wydawany przez Komisję Bibliograficzną Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego Akademii Umiejętności w Krakowie, Kraków 1901, s. 1.

[27] Od tomu XV (za lata 1915–1918), wydanego w 1928 r., tytuł wydawnictwa uległ zmianie na Katalog Literatury Matematyczno-Przyrodnicznej Polskiej wydawany przez Polską Akademię Umiejętności.

[28] Bibliografia polska 1901–1939 jest wydawana od 1986 r.; dotychczas ukazało się 18 tomów, obejmujących hasła A–Krasu.

[29] J.D. Reuss, Repertorium Commentationum a Societatibus Litterariis Editarum, Secundum Disciplinarum Ordinem, Gottingae, 1801–1821. Cyfrowa wersja reprintu (New York 1961) dostępna pod adresem http://www-gdz.sub.uni-goettingen.de/cgi-bin/digbib.cgi?PPN366452967.

[30] Catalogue of Scientific Papers compiled and published by the Royal Society of London, t. 1 (1867) – t. 19 (1925).

[31] Oryginalne prace naukowe fizyków polskich ogłoszone w latach 1945–1954, PF, 6, s. 12 (1955).

[32] Prace z szeroko pojętej fizyki jądrowej i jej zastosowań obejmuje np. Wykaz prac opublikowanych w latach 1955–1960, [w:] Energia jądrowa w Polsce w latach 1955-1960, red. J. Hurwic, PWN, Warszawa 1963, s. 255–320; Wykaz prac opublikowanych w latach 1961–1963, [w:] Energia jądrowa w Polsce w latach 1961-1963, red. J. Hurwic, PWN, Warszawa 1966, s. 441–584.

[33] Patrz np. Maria Skłodowska-Curie i nowa fizyka, Nauka Polska, nr 3-4, s. 119–123 (1988); Fizyka wysokich energii w Polsce: pierwsze 50 lat, PF, 44, s. 153–199 (1993); Zarys dziejów Hożej, PF, 45, s. 459–486 (1994); Fizyka w Polsce wczoraj, dziś i jutro, PF, 51, s. 44–54 (2000); Ks. Andrzej Trzciński – próba rehabilitacji, Prace Komisji Historii Nauki PAU, t. VII, s. 5–49 (2005); Geniusz uczonej, Academia, nr 4 (28), s. 30–32 (2011); Warunki rozwoju nauk matematyczno-fizycznych po 1945 roku, [w:] Historia nauki polskiej, t. X, cz. 1, Warszawa 2015, s. 299–336; Fizyka, [w:] Akademia militans. Uniwersytet Jana Kazimierza we Lwowie, red. Adam Redzik, Kraków 2015, s. 704–728; Nauki matematyczno-fizyczne w Towarzystwie Naukowym Krakowskim, [w:] Towarzystwo Naukowe Krakowskie w 200-lecie założenia (1815–2015), PAU, Kraków 2016, s. 161–178; Nauki fizyczne, [w:] Nauki ścisłe i przyrodnicze na Uniwersytecie Warszawskim. Monumenta Universitatis Varsoviensis 1816-2016, Warszawa 2016, s. 313–484; Bilans stulecia, PF, 67, 104–137 (2016), Leopold Infeld – początki kariery, PF, 68, nr 2, s. 71–82 (2017).

[34] A. Brückner, Dzieje kultury polskiej. T. 1. Od czasów przedhistorycznych do r. 1506, Kraków 1930, wyd. 3, Książka i Wiedza, Warszawa 1957; J. Dowiat, Kultura psychiczna, [w:] Kultura Polski średniowiecznej X–XIII wiek, PIW, Warszawa 1985, s. 169–300.

[35] A. Karbowiak, Dzieje wychowania i szkół w Polsce w wiekach średnich. Cz. 1, Od 966. do 1363. roku, Petersburg 1898.

[36] J. Dowiat, Kultura psychiczna, op.cit., s. 207.

[37] A. Karbowiak, Dzieje wychowania..., op.cit., s. 85–89.

[38] L. Moulin, La vie des étudiants au Moyen Age, Editions Albin Michel, Paris 1991; tłum. Halina Lubicz-Trawkowska, Średniowieczni szkolarze i ich mistrzowie, Wydawnictwo Marabut, Gdańsk-Warszawa 2002, s. 98.

[39] Trzeba pamiętać, że łaciński termin natio oznacza plemię, pokolenie, gromadę, natomiast naród, lud, to po łacinie populus.

[40] L.A. Birkenmajer, Stromata Copernicana, Kraków 1924, s. 142–151.

[41] Por. A.K. Wróblewski, Historia fizyki..., op. cit. rozdział 3.5.

[42] B. Latini, Li livres du Tresor, tłum. Małgorzata Frankowska-Terlecka i Teresa Giermak-Zielińska, Skarbiec wiedzy, PIW, Warszawa 1992, s. 44.

[43] Bardzo dobrą analizę różnic między szkołami islamskimi i uniwersytetami europejskimi podaje Toby E. Huft w książce The rise of early modern science, Islam, China and the West, Cambridge University Press, Cambridge 1993; patrz także: N. Ferguson, Civilization, Penguin Books, Londyn 2011, tłum. Szymon Piotr, Cywilizacja. Zachód i reszta świata, Wydawnictwo Literackie, Kraków 2013.

[44] Arystoteles, Fizyka, Księga 1, 190b, tłum. Kazimierz Leśniak, PWN, Warszawa 1968.

[45] Arystoteles, O niebie, 279a, tłum. Paweł Siwek, PWN, Warszawa 1980.

[46] J. Burchardt, List Witelona do Ludwika we Lwówku Śląskim, Studia Copernicana, t. 19, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków–Gdańsk 1979.

[47] Witelona Perspektywy Księga II i III, tłum. Lech Bieganowski, Andrzej Bielski, Roman S. Dugała i Witold Wróblewski, Studia Copernicana, t. 29, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków 1991; Witelona Perspektywy Księga IV, tłum. W. Wróblewski, Studia Copernicana, t. 33, Wydawnictwa IHN PAN, Warszawa 1994; Witelona Perspektywy Księga V, VI i VII, tłum. W. Wróblewski, oprac. i komentarz A. Bielski i W. Wróblewski, Studia Copernicana, t. 40, Wydawnictwo UMK, Toruń 2003; Witelona Perspektywy Księga VIII i IX, tłum. W. Wróblewski, oprac. i komentarz A. Bielski i W. Wróblewski, Studia Copernicana, t. 41, Wydawnictwo UMK, Toruń 2009; Witelona Perspektywy Księga X, tłum. W. Wróblewski, wstęp, oprac. i komentarz A. Bielski, W. Wróblewski i A. Strobel, Wydawnictwo UMK, Toruń 2015.

[48] Przekład polski Jerzego Burchardta, [w:] Witelo – matematyk, fizyk, filozof, red. Jan Trzynadlowski, Ossolineum, Wrocław 1979, s. 46–48.

[49] Dzieje Uniwersytetu Jagiellońskiego w latach 1364–1763, red. Kazimierz Lepszy, Kraków 1964; K. Morawski, Historya Uniwersytetu Jagiellońskiego. Średnie wieki i Odrodzenie, Kraków 1900.

[50] M. Markowski, Filozofia przyrody w pierwszej połowie XV wieku, Dzieje filozofii średniowiecznej w Polsce, t. IV, Ossolineum, WrocławWarszawa-Kraków-Gdańsk 1976; tenże, Filozofia przyrody w drugiej połowie XV wieku, Dzieje filozofii średniowiecznej w Polsce, t. X, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków–Gdańsk–Łódź 1983.

[51] Polskie tłumaczenie tego terminu jako „impet” powodowałoby skojarzenia z potocznym znaczeniem tego wyrazu. Z tego powodu uznałem za stosowne pozostawić dla tej wielkości oryginalny termin łaciński; omawiam zatem teorię impetusu, a nie impetu.

[52] Arystoteles, Fizyka, Księga IV, 215a, tłum. Kazimierz Leśniak, PWN, Warszawa 1968.

[53] J. Buridan, Quaestiones super octo libros Physicorum Aristotelis, tłum. angielskie [w:] M. Clagett, The Science of Mechanics in the Middle Ages, University of Wisconsin Press, Madison 1955, s. 534–535, 537.

[54] J. Buridan, Quaestiones super libris quattuor de caelo et mundo, tłum. angielskie [w:] M. Clagett, The Science of Mechanics..., op.cit., s. 560, 561.

[55] M. Markowski, Burydanizm w Polsce w okresie przedkopernikańskim. Studium z historii filozofii i nauk ścisłych na Uniwersytecie Krakowskim w XV wieku, Studia Copernicana, t. 2, Wrocław 1971.

[56] Polski przekład tego traktatu Kopernika, pt. Sposób urządzenia monety przez Mikołaja Kopernika, został opublikowany po raz pierwszy w Pamiętniku Warszawskim, t. 5, s. 381–423 (1816).

[57] Podobne sformułowania podał już wcześniej francuski uczony Nicola Oresme w dziele De origine natura, iure et mutationibus monetae wydanym ok. 1364 r.

[58] Jerome R. Ravetz doszedł do wniosku, że ten tekst Kopernika mógł powstać już przed jego podróżą do Włoch – patrz jego Astronomy and cosmology in the achievement of Nicolaus Copernicus, tłum. Jerzy Dobrzycki, Astronomia i kosmologia w dziele Kopernika, Monografie z Historii Nauki i Techniki PAN, t. 30, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków 1965.

[59] Fragmenty przekładu Jerzego Drewnowskiego, zamieszczone przez Jerzego Dobrzyckiego w posłowiu do dzieła Mikołaja Kopernika O obrotach. Księga pierwsza, Ossolineum, Wrocław–Warszawa–Kraków–Gdańsk– Łódź 1987, s. 71–73.

[60] M. Kopernik, O obrotach. Księga pierwsza, rozdział 9, s. 47, tłum. Mieczysław Brożek.

[61] Ch. Hutton, A Mathematical and Philosophical Dictionary, hasło Attraction, t. 1, London 1795, s. 170.

[62] Był to więc wszechświat „kieszonkowy”; dziś wiemy, że już sama średnia odległość Słońca od Ziemi to 11 726 promieni Ziemi.

[63] B. Bieńkowska, T. Bieńkowski, Kierunki recepcji nowożytnej myśli naukowej w szkołach polskich (1600–1773), cz. 1: Przyrodoznawstwo, Warszawa 1973.

[64] K. Morawski, Historya Uniwersytetu Jagiellońskiego..., op. cit., t. 2 s. 262.

[65] T. Bieńkowski, Wiedza przyrodnicza w Polsce w wieku XVI, Wrocław-Warszawa–Kraków–Gdańsk– Łódź, Ossolineum 1985, s. 23–24.

[66] Universae naturae brevis descriptio, ex Aristotele in quatuor libros distincta, per Iacobum Carpentarium, Paryż 1560; przedrukowane w Krakowie w drukarni Stanisława Szarffenberga w 1576 r.

[67] J. Dianni, Studium matematyki na uniwersytecie Jagiellońskim do połowy XIX wieku, Kraków 1963.

[68] Quaestio de Magnete, magneticisque corporibus, Physiologis, Astronomis, Geographis a M. Andrea Zedzianowski in alma Academia Cracoviensi ad disputandum publice proposita, Kraków 1621.

[69] A. Żędzianowski, Kometa z przestrogi niebieskiey w Roku od Narodzenia Bożego widziany 1618. Miesiąca Listopada w Niedźwiadku Zodiacznym z skutkami pilnie uważonemi, Kraków 1619.

[70] Kolegium, potem Akademia Lubrańskiego, szkoła ufundowana w Poznaniu przez biskupa Jana Lubrańskiego w 1519 r. nie odgrywała większej roli w nauczaniu nauk ścisłych; patrz: M. Nowicki, Działalność oświatowa i naukowa Akademii Lubrańskiego w XVII i XVIII wieku, UAM, Poznań 2011.

[71] T. Przypkowski, Naukowe pojęcie deklinacji magnetycznej w Polsce XVII wieku, SMNP, ser. C, zesz. 6, PWN, Warszawa 1979, s. 113–161.

[72] T.L. Burattiniego Miara powszechna, oprac. Ludwik Antoni Birkenmajer, Kraków 1897.

[73] K. Targosz, Uczony dwór Ludwiki Marii Gonzagi (1646–1667), wyd. 2, Warszawa 2015.

[74] H.C. Bolton, Evolution of the thermometer 1592–1743, Easton 1900, s. 40; wprowadzenie termometrów do Francji przez Polskę potwierdza również W.E. Middleton, A History of the thermometer, Baltimore 1966, s. 38.

[75] Cursus philosophicus iuxta veram Aristotelis philosophorum principis doctrinam, Kraków 1679–1681.

[76] Summa philosophica, in tres partes divisa – logicam, physicam, metaphysicam. In gratiam & commodum studentium, Ad mentem D. Thomae doctoris angelici, Kraków 1692.

[77] Ratio atque institutio studiorum czyli Ustawa szkolna Towarzystwa Jezusowego (1599), wstęp i opracowanie Kalina Bartnicka i Tadeusz Bieńkowski, Warszawa 2001.

[78] H. Kołłątaj, Stan oświecenia publicznego w Polszcze w ostatnich latach panowania Augusta III (1750–1764), opracowanie Edward Raczyński, Poznań 1841; reprint w opracowaniu Jana Hulewicza, Ossolineum, Wrocław 2003; J. Łukaszewicz, Historya Szkół w Koronie i w Wielkiem Księstwie Litewskiem od najdawniejszych czasów aż do roku 1794, Poznań 1849–1851; S. Kot, Historia wychowania, Kraków 1923; W. Smoleński, Przewrót umysłowy w Polsce wieku XVIII, wyd. 4, Warszawa 1979; R. Wroczyński, Dzieje oświaty polskiej do roku 1795, PWN, Warszawa 1983.

[79] S. Kot, Historia…, op. cit, t. 1, s. 231.

[80] S. Bednarski, Upadek i rozwój szkół jezuickich w Polsce, Kraków 1933; Wkład jezuitów do nauki i kultury w Rzeczypospolitej obojga narodów i pod zaborami, red. Irena Stasiewicz-Jasiukowa, Kraków-Warszawa 2004; Encyklopedia wiedzy o jezuitach na ziemiach Polski i Litwy 1564–1995, opracowanie Ludwik Grzebień SJ, WAM, Kraków 2004.

[81] L. Piechnik, Początki Akademii Wileńskiej 1579–1599, Rzym 1984; tenże, Rozkwit Akademii Wileńskiej w latach 1600–1655, Rzym 1983; M. Baliński, Dawna Akademia Wileńska, Petersburg 1862; J. Bieliński, Uniwersytet Wileński (1579–1831), t. 1, Kraków 1899.

[82] L. Finkel, S. Starzyński, Historya Uniwersytetu Lwowskiego, Lwów 1894; F. Jaworski, Uniwersytet Lwowski, Lwów 1912.

[83] L. Piechnik, Początki Akademii…, op. cit.; tenże, Rozkwit Akademii Wileńskiej…, op. cit.; G. Łuszczak, Nauczyciele i wychowawcy szkół jezuickich we Lwowie 1608–1773, WAM, Kraków 2010.

[84] S. Kot, Historia…, op. cit., t.1, s. 267–268.

[85] Gaspar Schott umieścił pracę Kochańskiego dotyczącą mechaniki – Analecta mathematica, sive theoreses mechanicae de natura Machinarum fundamentalium et novo motionum machinalium Principio universali et unico – na końcu (s. 621–657) swego dzieła Cursus mathematicus sive absoluta omnium mathematicarum encyclopaedia, Bamberg 1660; artykuł Kochańskiego Consideratio speciminis libri de momentis gravium dotyczący rozkładania sił na równi pochyłej ukazał się w Acta Eruditorum, 262, (1685).

[86] J. Tazbir, Wojciech Tylkowski – polihistor ośmieszony, KHNiT, 23, nr 1, s. 83–100 (1978).

[87] M. Brun, Tableau de la Pologne ancienne et moderne, Paris 1807; J.V. Melion, Geschichte der Mineral-Quellen des Österreischen Kaiserthums, Prag 1847; W. Ahrens, Das „Josephspiel”, ein aritmetisches Kunststuck, Archiv für Kulturgeschichte, 1914; C. Proskauer, przekład niemiecki Tylkowskiego Disquisitio physica über der Winaer Knaben mit dem goldenen Zahn 1674, [w:] Quellen und Beiträge zur Geschichte der Zahnkunde, Berlin 1921; G. Burger, Making contact: Maps, Identity, and Travel, University of Alberta, 2003; N. Kenny, The uses of curiosity in early modern France and Germany, Oxford University Press, Oksford 2004.

[88] W. Tylkowski, Uczone Rozmowy Wszystkę w sobie prawie zawieraiące Filozofiią, Warszawa 1692.

[89] J. Buba, Rodowód Collegium Nobilium, [w:] Nowożytna myśl naukowa w szkołach i księgozbiorach polskiego oświecenia, red. Irena Stasiewicz-Jasiukowa, Ossolineum, Wrocław 1976, s. 17–45; J. Buba, Pijarzy w Polsce (próba charakterystyki), [w:] Nasza Przeszłość. Studia z dziejów Kościoła i kultury katolickiej w Polsce, t. 15, Kraków 1962, s. 13–37.

[90] Polski przekład korespondencji Władysława IV z Galileuszem podał Aleksander Przeździecki, Biblioteka Warszawska, t. 3, 1849, s.191–193.

[91] A. Gawlikowski, Polska w obronie zakonu pijarów i jego założyciela (1642–1648), [w:] Nasza Przeszłość. Studia z dziejów Kościoła i kultury katolickiej w Polsce, t. 15, Kraków 1962, s. 39–56.

[92] M. Baliński, Dawna Akademia Wileńska, Petersburg 1862; L. Finkel, S. Starzyński, Historya Uniwersytetu Lwowskiego, Lwów 1894.

[93] S. Salmonowicz, Fizyka w gimnazjach akademickich Prus Królewskich, KHNiT, 25, nr 3, 1980, s. 513–523; tenże, Nauczanie filozofii w Toruńskim Gimnazjum Akademickim (1568-1793), [w:] Nauczanie filozofii w Polsce w XV–XVIII w., red. Lech Szczucki, Wrocław 1978, s. 151–156; M. Czerniakowska, Matematyka i fizyka w Gimnazjum Gdańskim, [w:] Gdańskie Gimnazjum Akademickie, t. 1, Szkice z dziejów, red. Edmund Kotarski, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk 2008, s. 155–181; M. Brodnicki, Filozofia w Gdańskim Gimnazjum Akademickim, tamże s.181–205.

[94] B. Nadolski, Życie i działalność naukowa uczonego gdańskiego Bartłomieja Keckermanna, Toruń 1961.

[95] B. Keckermann, Systema physicae septem libris adornatum, et Anno Christi MDCVII publice propositum in Gymnasio Dantiscano, Gdańsk 1610.

[96] A. Gothusius, Gymnasium Speculativum, Paryż 1605.

[97] B. Nadolski, Życie i działalność naukowa…, op.cit., s. 26.

[98] M. Czerniakowska, Piotr Krüger (1580–1639) – nauczyciel i wspólpracownik Jana Hewelusza, KHNiT, 32, nr 2, 1987, s. 369–386.

[99] P. Crueger, De magnetis ad utrumque mundi polum conversione. Capita disputationis publicae instituende in Schola Philosophorum Academiae Lipsiensis, Lipsk 1606.

[100] De motu magnetis disputatio publica ordinaria in Gymnasio Dantiscano praeside Petro Crugero respondente Adriano Stodert, Gdańsk 1615.

[101] K. Podlaszewska, S. Salmonowicz, Z. Zdrójkowski, Krótka historia Gimnazjum Toruńskiego 1568–1968, Toruń 1968.

[102] Pełny wykaz prac Lagusa można znaleźć w: E. Praetorius, Athenae Gedanenses, Lipsk 1713, s. 86–89.

[103] F. Gabryl, O. Waleryan Magni Kapucyn (1686–1661), Anty-Arystotelik w XVIII wieku, Archiwum Komisyi do Badania Historyi Filozofii w Polsce, t. 1, cz. 1, Akademia Umiejętności, Kraków 1917, s. 133–168; M. Subotowicz, Portret i pochodzenie Waleriana Magniego 1586–1661, KHNiT 33, nr 2, s. 485–492 (1988).

[104] K. Targosz, biogram Magniego w Polskim Słowniku Biograficznym.

[105] Doświadczenia Magniego zostały bardzo szczegółowo omówione w artykule Mieczysława Subotowicza Najwcześniejsza drukiem wydana rozprawa o eksperymentalnym dowodzie istnienia próżni, KHNiT, 4, nr 1, s. 35–76 (1959); tamże znajduje się przekład pracy Magniego Naoczny dowód możliwości istnienia próżni (1647), tłum. E. Zwolski i M. Subotowicz.

[106] O. Guericke, Experimenta nova..., księga 3, rozdział XXXIV; tłumaczenie według: M. Grotowski, S. Landau, M. Sadzewiczowa, W. Werner, Z dziejów rozwoju fizyki. Wypisy z dzieł oryginalnych, Warszawa 1913.

[107] J.N. Franke, Jan Brożek (J. Broscius), akademik krakowski 1585–1652, Kraków 1884.

[108] Peripateticus cracoviensis a Joanne Broscio Curzeloviensi productus, Kraków 1647.

[109] O. Krüger, Dissertatio de vacuo, Wilno 1648.

[110] W. Kojałowicz, Oculus ratione correctus, Wilno 1648.

[111] Dokonany przez T. Włodarczyka polski przekład obszernych fragmentów tego polemicznego dzieła Kojałowicza można znaleźć w pracy Filozofia i myśl społeczna XVII wieku, red. Zbigniew Ogonowski, część 1, PWN, Warszawa 1979, s. 197–204.

[112] W. E. Knowles Middleton, The history of the barometer, The Johns Hopkins Press, Baltimore 1964.

[113] P.S. Laplace, Essai philosophique sur les probabilities, Paris 1814, s. 3–4.

[114] Wiadomość o tym odkryciu dotarła do Paryża wcześniej od Musschenbroeka niż od Kleista i to było powodem upowszechnienia się nazwy „butelka lejdejska” (termin „butelka Kleista” jest rzadziej używany) – patrz J. Sawicki, Ewald Georg Kleist – Wielki odkrywca z małego miasta – Kamień Pomorski 1745, Instytut Historii Nauki, Stowarzyszenie Elektryków Polskich oraz Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Warszawa 2018; J. Sawicki, Kleist vs Musschenbroek – trudna droga do prawdy, Studia Historiae Scientiarum, 17, s. 275-340 (2018).

[115] Patrz A.K. Wróblewski, Historia fizyki…, op. cit., s. IX–XII; jest tam przytoczony pełny spis treści tego podręcznika Rohaulta.

[116] „J’ay premierement traite de la Mathematique Simple, c’est à dire de l‘Arithmetique & de la Geometrie, & ensuite de la Mathematique Mixte, qui comprend la Cosmographie, l’Astronomie, la Geographie, la Theorie des Planetes, l’Optique, la Mecanique, l’Architecture tant civile que Militaire, & la Musique.” – J. Ozanam, Dictionnaire Mathematique, Paris 1690, s. 1.

[117] P. Polinière, Expériences de physique, Paris 1709.

[118] W.J. ‘s Gravesande, Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam, Leyden 1720–1721.

[119] Pierwszą próbę zastosowania matematyki do opisu zjawisk elektrycznych podjął Simeon Poisson dopiero w 1811 r. Rozwój teorii cieplika umożliwił potem także opracowanie matematycznej teorii zjawisk cieplnych (Laplace, Poisson, Fourier).