Från Aristoteles till klassisk fysik

Vad är allting gjort av? Varför är himlen blå? Kommer solen nån gång att slockna? Vad händer egentligen när blixten slår ner? Hur kan ljus färdas så mycket snabbare än ljud?

Hur kommer det sig att äpplet faller neråt från trädet, och inte rakt upp? Och hur kan det där äpplet, förvandlas till energi, som gör att du orkar klättra upp i trädet? Det här, är frågor som hör hemma i fysiken. Frågor om materia, ljus, elektricitet, rörelse, energi. Frågor om tiden, rymden, om orsak och verkan.

Människor har i alla tider försökt förstå hur naturen fungerar. Utifrån våra vardagliga erfarenheter, har folk bildat sig en uppfattning om vilka lagar och principer som ligger till grund för allting. Även den som aldrig läst fysik i skolan, känner på sig hur det ligger till. Vi har alla en intuitiv uppfattning om vilka regler som styr naturen: Till exempel, att det är jobbigare at t lyfta en stor sten, än en liten. Och om du släpper något, så faller det till marken. Och att ljus och värme har nånting gemensamt.

Men den här intuitiva fysiken har några problem. För det första leder den ibland till helt fel slutsatser. Den stämmer helt enkelt inte alltid. Och för det andra, så finns det många frågor som vi inte alls får svar på, bara genom att se oss omkring i vardagen. När människorna förr i tiden inte såg några bra svar, då fick de hitta på!

Himlen, den måste vara en gigantisk upp-och-ner-vänd skål, och stjärnorna är små hål i den skålen, som släpper igenom ljus. Jorden, det är en stor platta som vilar på fyra elefanter. Varför elefanterna inte faller ner? Jo, de står såklart på en jättesköldpadda! När någonting hände i naturen, utan att en människa gjort det, då drog man ofta slutsatsen att det måste vara demoner, gudar eller andar som varit framme.

I det gamla Grekland, där så mycket av dagens filosofi och matematik tog sin början, funderande man ofta över de här frågorna. Frågor som vi idag räknar till fysiken. En av de allra största, Aristoteles, kunde precis som alla andra se, att en sten faller till marken, om man släppper den. Hans förklaring var att stenen hör till naturen, och därför har en längtan tillbaka till marken. På samma sätt trodde Aristoteles att månen och planeterna hade en inneboende naturlig önskan att kretsa i runda banor.

Det allra mesta av Aristoteles idéer fortsatte att betraktas som sanningar, i närmare 2000 år. Aristoteles fysik passade nämligen ganska bra ihop med hur vi spontant uppfattar att saker fungerar. Den stämde väl överens med vår intuitiva uppfattning om fysiken. De flesta männsiskors intuition säger till exempel att ett tungt föremål faller snabbare än ett lätt föremål. Trots att ett enkelt experiment räcker för att visa att det är fel, tog det ända till slutet av 1500-talet, innan den italienska vetenskapsmannen Galileo Galilei, visade hur det ligger till: Ett tungt klot av järn faller faktiskt precis lika fort, som ett lätt klot av trä.

Det här blev början till en ny tid inom vetenskapen. Det var inte längre intuition, dogmer, tradition eller religion som fick bestämma vad som var sant. Ett nytt sätt att resonera spred sig, baserat på experiment, logik och ifrågsättande av gamla sanningar. Men det här var det förstås inte alla som gillade. När Galileo Galilei förklarade att det är som jorden snurrar runt solen, och inte tvärtom, som Aristoteles trodde, fick han Påven och den katolska kyrkan emot sig.

Galileo tvingades att förneka sina vetenskapliga slutsatser, hotades med tortyr och sattes i husarrest. Men Galileos mätningar, beräkningar och argument var så övertygande, att den katolska kyrkan inte lyckades hindra de nya insikterna från att sprida sig. Den period som nu började, var en där man ifrågasatte de gamla sanningarna, och många av fysikens stora frågor fick nya och bättre förklaringar.