2010-11-11

De missförstådda epicyklerna

Förr i tiden låg jorden i mitten (utan att vara platt - läs mycket mer på Faktoider: Jorden är platt) med himlakropparna kretsande runt sig, och allra längst ut fixstjärnornas "sfär". För att förklara planeternas märkliga rörelser - ibland stannade de upp och gick "bakåt" ett tag, för att sedan fortsätta - tänkte man ut epicykler.


Animerade epicykler visas på en rad hemsidor, t.ex. här.

Epicyklerna har sedan dess blivit föremål för en rad missförstånd.

1) De gav dåliga resultat: De gav tillräckligt bra resultat för att fungera i 1500 år.

2) Jorden var i mitten: Ptolemaios förbättrade den befintliga modellen (idén med epicykler var flera hundra år gammal redan på hans tid) genom att förlägga deras centrum till en punkt mellan jorden och en s.k. ekvant.

3) Antikens vise var ointresserade av att undersöka verkligheten: Det kan stämma på vissa, men sannerligen inte på alla. Det stämmer definitivt inte på Ptolemaios.

Before you understand Kepler's laws and Newton's laws, the epicycles are the most obvious strategy for a high-precision description of the observed orbits. And Ptolemy figured out many details that most readers and kibitzers don't even realize. For example, it is damn important that the center of the deferent is in the middle between the equant and the Earth. This assumption properly approximates the equal-area Kepler's law (the conservation of the angular momentum), up to the first subleading order.

- The Reference Frame: Myths about epicycles

4) När modell och verklighet inte stämde överens lade man på fler och fler epicykler: Nej. Ptolemaios modell förbättrades under seklerna, men inte genom att utöka epicyklerna utan genom att förfina parametrarna. Om man lägger på en epicykel för att förbättra resultatet på ett ställe utmed banan, försämras resultatet någon annanstans.

5) Kopernikus avvecklade dem: Nej, Kopernikus arbetade också med epicykler, eller små "epicykletter", för att förklara de skillnader som vi vet beror på planeternas (vagt) ellipsformade banor. Och hans system var varken enklare eller bättre än det geocentriska.

Det var först när Kepler presenterade sina tre briljanta rörelselagar som man fick en enkel och exakt mekanik för solsystemet. Nog är det imponerande att man kan utforma ett helt felaktigt system så väl att inte ens Kopernikus fundamentalt bättre modell gav ett bättre resultat?

Fast den historien är ju inte i närheten lika tacksam att berätta som den välkända, om hur en ensam polsk astronom lyckas kullvälta kyrkans älskade ovetenskapliga och förvirrade teori.

15 kommentarer:

Unknown sa...

Att epicyclerna gav dåliga resultat är ju både sant och inte. Som du skriver gav de ju tillräckligt goda resultat för att stå sig i 1500 år. Å andra sidan var det ju på grund av att de inte överensstämde med allt noggrannare och längre mätserier som de till slut övergavs.

På samma sätt är det ju med de Keplerska rörelselagarna och den newtonska mekaniken; de fungerar tillräckligt bra i många sammanhang, med de är heller inte "rätt". Det berömda exemplet är väl Merkurius precession som inte kunde fås ordning på inom den Newtonska mekaniken. Nu har vi en ny teori, den allmänna relativitetsteorin, som, än så länge, bestått alla prövningar från allt noggrannare mätningar.

Till sist kan man väl också påpeka att en geocentrisk himlasfär inte i sig är helt felaktig. Enligt relativitetsprincipen (inte relativitetsteorin) står det dig fritt att välja vilken referensram du vill. Det går utmärkt att konstruera planetbanor med jorden som centrum, även om de är mer komplicerade och ger mindre förståelse för den bakom liggande fysiken. För en så bokstavligen markbunden varelse som antikens människor var det en mycket naturlig utgångspunkt.

Jag tycker, som jag förstår du också, att epicyklerna fått oförtjänt dåligt rykte.

Hexmaster sa...

Sant och inte, jo, men det är inte precis den balanserade bild man fått sig till livs, när det berättats om den kopernikanska brytningen: Då är geocentrism rena smörjan, jämfört med hans system eller med vilket som helst.

Intressant med referensramen, sätter man jorden i centrum så får man ju faktiskt ett så kallad tychoniskt system, efter Tycho Brahe. Det tävlade länge med Kopernikus, har beskrivits som höjden av nödlösning eller något ditåt, men är alltså i själva verket riktigt bra. Där slipper man epicyklerna också, vad jag förstått.

Som jag förstått epicyklerna beskrev de som sagt verkligheten rätt väl, men förklarade ingenting. Man kunde t.ex. inte förutsäga nya planeter genom att analysera avvikelser.

Detta är ännu en grej som fått märkvärdigt lite uppmärksamhet. När jag söker på temat finner jag att de som läst in sig på historien känner till det, men att budskapet har svårt att nå ut. Få se hur många som läser detta. :-)

Rolf sa...

Vad jag tänker på är att vad säger att den vetenskap vi har i dag är den rätta eller är den även tillrättalagd? Teoriserad så den passar in i ett tankesystem under en tid för att vid nästa paradigmskifte förkastas? Jag är säker på att så är fallet.

Hexmaster sa...

Rolf: Du skiljer på teorier och metoder nu?

Vad *teorin* beträffar så är den allmänna relativitetsteorin bäst hittills, den har som mjn säger "bestått alla prövningar från allt noggrannare mätningar". Innebär det att den är Sanningen eller att någon ännu bättre formulering väntar på att upptäckas? Det vet vi inte, det går inte att veta.

Vad *metoden* beträffar så är vetenskap förutsättningslöst letande efter en objektiv sanning. - Det kan kanske formuleras ännu exaktare, men där har du idén. Den har visat sig absolut överlägsen alla andra metoder som mänskligheten tänkt ut, som bibelstudier, meditation, överdosering av LSD, meskalin eller kaffe osv.

Du får ursäkta om jag låter misstänksam, men folk som tvivlar på vetenskapen som metod har ofta en märklig uppfattning om den. "Maktfullkomliga stofiler i vita rockar", den stilen. Och som istället tycker att vi ska idka navelskådande på en mayapyramid eller dylikt.

Lena Synnerholm sa...

Tyvärr misstar alltför många vetenskapen, för en förstockad skolastik. (Det var den officiella lärdomen på medeltiden.) Jag tror det är för att dom lärt sej fakta, på ett sätt som får det att verka, som om den vore det. Däremot har dom inte lärt sej, hur man kommit fram till dom. Alla läskunniga borde få chansen, att lära sej grunden för det.

Wulfahariaz sa...

Nu förstås jag inte riktigt. Menar du att Kopernikus system INTE är bättre än Ptolemaios eftersom Keplers och Einsteins är ÄNNU bättre?

Hexmaster sa...

Wulf: Vem frågar du?

Wulfahariaz sa...

Dig. Nu kanske jag överdriver, men med detta resonemang är astronomi inte bättre än astrologi, exempelvis för att astronomerna inte riktigt har fått ordning på den mörka materien ännu (som jag förstår det).

Hexmaster sa...

Ja, om du får det till att jag skulle ha det minsta till övers för astrologi så har du avgjort missförstått.

Kopernikus system är inte bättre än Ptolemaios på att förutsäga planeternas positioner. Det är heller inte enklare. Det bygger på en bättre grund, vet vi idag, men den kunskapen fanns inte då.

Kepler, Newton och Einstein lade fram modeller som beskriver verkligheten bättre, och de två sistnämnda kunde även förklara. Om fysikens brister idag är clouds eller grundläggande vet vi inte.

Lena Synnerholm sa...

Vilket gav mest exakta förutsägelser, av planeternas lägen på himlen? Ptolemaios' eller Mikołaj Koperniks? (Vet inte om polska bokstäver syns, men jag gör ett försök.) Den senare modellen, var mest vetenskapligt korrekt. Men vilken var mest användbar, då på 1500-talet?

Hexmaster sa...

Ptolemaios resp. Kopernikus modeller användes för att beräkna tabeller, kallade de alfonsinska (från 1200-talet) och preussiska (1500-talet). Jag har inte funnit andra uppgifter än att de i stort var likvärdiga.

Wulfahariaz sa...

Förlåt om jag har missat något avgörande. Med Ptolemaios världsbild kunde man väl inte göra några egentliga förutsägelser? Det man gjorde var väl att bläddra i de tabeller (eller vad man hette) som beskrev planeternas rörelser de senaste tusen åren. Ungefär som när vi tittar på klockan och inser att solen strax ska gå ned. Hade man på denna tid upptäckt exempelvis Neptunus, hade man nog fått vänta ett par sekel inan man fått ordning på alla epicykler.

Efter Kopernikus hade man i alla fall en sportslig chans att gissa ungefär hur banan skulle komma att te sig utan att vänta en mansålder, även om nu råkade räkna lite fel då man kanske bortsåg från att himlakroppen rörde sig elliptiskt.

Eller tänker jag fel här?

Hexmaster sa...

Aha! Jomen, förutsägelser var grejen. Det var också därför kyrkan lade ner så mycket energi på sånt här, för att räkna ut när påsken och därmed kyrkoåret skulle börja. Man kunde räkna ut planeternas positioner, sol- och månförmörkelser. Inte alls med de toleranser vi har haft sedan Newton, men tillräckliga.

Eftersom Kopernikus inte kände till gravitationens mekanik kunde inte han heller sätta in ev. nyupptäckta himlakroppar utan vidare.

Lena Synnerholm sa...

Jag trodde att dom alfonsiska tabellerna, bestod av verkliga observationer. Men han som jag fått det från, beskrev epicyklerna fel. Någon som kan bekräfta?

Hexmaster sa...

Sannerligen har epicyklerna blivit missförstådda. :-) Här är en mycket kortfattad beskrivning av astronomiska tabeller, som de alfonsiska, rudolfinska och allt vad de hette.

Astronomical Tables

Några viktiga applikationer var uträkning av påsk, horoskop, navigering. För de ändamålen spelar det ingen som helst roll om solsystemet så är lunocentriskt.