E π A π π ª π H EÍ ÏÈÍË ÙˆÓ I ÂÒÓ ÛÙÈ º ÛÈÎ EappleÈÛÙ ÌÂ TfiÌÔ A' KÒÛÙ ÚfiÁÏÔ IÛÙÔÚ ÙË º ÛÈÎ Î È ÙË XËÌÂ
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣΠOY EΣ ΣTIΣ ΦYΣIKEΣ EΠIΣTHMEΣ Θεµατική Ενότητα Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ Ι ΕΩΝ ΣΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Τόµος A' Iστορία της Φυσικής και της Xηµείας Kώστας Γαβρόγλου Kαθηγητής Iστορίας των Eπιστηµών Tµήµα Mεθοδολογίας, Iστορίας και Θεωρίας των Eπιστηµών Πανεπιστήµιο Aθηνών ΠATPA 2001
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣΠOY EΣ ΣTIΣ ΦYΣIKEΣ EΠIΣTHMEΣ Θεµατική Ενότητα Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ Ι ΕΩΝ ΣΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Τόµος A' Iστορία της Φυσικής και της Xηµείας Συγγραφή KΩΣTAΣ ΓABPOΓΛOY Kαθηγητής Tµήµατος Mεθοδολογίας, Iστορίας και Θεωρίας των Eπιστηµών Πανεπιστηµίου Aθηνών Κριτική Ανάγνωση IΩANNHΣ XPIΣTIANI HΣ Λέκτορας Tµήµατος Mεθοδολογίας, Iστορίας και Θεωρίας των Eπιστηµών Πανεπιστηµίου Aθηνών Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου APIΣTEI HΣ Z ETΣHΣ Καθηγητής Tµήµατος Φυσικής Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση IΩANNHΣ ΠAPΘENIOΣ Γλωσσική Επιµέλεια EYPY IKH ΠAΪZH Τεχνική Επιµέλεια ΕΣΠΙ ΕΚ ΟΤΙΚΗ Ε.Π.Ε. Καλλιτεχνική Επιµέλεια, Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 1997 2001 ISBN: 960 538 118 4 Kωδικός Έκδοσης: ΦYE 41/1 Copyright 2000 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, 26222 Πάτρα Τηλ: (061) 314094, 314206 Φαξ: (061) 317244 Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.
ÂÚÈÂ fiìâó Πρόλογος... 11 Tα περιεχόµενα... 17 Eυχαριστίες... 21 K º π 1 È Â Ó È Ë IÛÙÔÚ ÙˆÓ EappleÈÛÙËÌÒÓ: M ıô ÔÈ, TÂÎÌ ÚÈ, EappleÈ ÂÈÚ Ì Ù, EÚÌËÓÂ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 23 1.1 Tι είναι η ιστορία των επιστηµών;... 25 1.2 O αναχρονισµός... 25 1.3 Tοπικότητα, καθολικός λόγος και τα επιστηµονικά εγχειρίδια... 26 1.4 Tι κάνουν οι ιστορικοί της επιστήµης;... 30 1.5 Tεκµήρια Πηγές... 33 1.6 Tα είδη... 37 1.7 Aφήγηση Eρµηνεία... 38 1.8 Eπιχειρήµατα... 41 1.9 Oι µύθοι... 42 Σύνοψη... 44 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 45 ραστηριότητες... 46 K º π 2 H EappleÈÛÙËÌÔÓÈÎ Eapple Ó ÛÙ ÛË Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 49 2.1 H σηµασία της Eπιστηµονικής Eπανάστασης του 16ου και 17ου αιώνα... 52 2.2 H επιστηµονική κοινότητα... 56 2.3 Tα κοινωνικά και πολιτικά γεγονότα... 60
6 I ƒπ ºÀ π π X ª π 2.4 Oι διαφορετικές ιστοριογραφικές προσεγγίσεις... 63 2.5 Ένα ιδιόµορφο ιστορικό πρόβληµα: Tο πρόβληµα της προτεραιότητας... 65 2.6 Eπιστηµονικές διαµάχες... 73 Σύνοψη... 75 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 76 ραστηριότητες... 78 ΠAPAPTHMA I Γράµµα του Γαλιλαίου στην κυρία Xριστίνα της Λοραίνης, Mεγάλη ούκισσα της Tοσκάνης... 80 H δικαιοδοσία σε θέµατα θεολογίας και ποιος δικαιούται να έχει λόγο στη θεολογία... 80 O Γαλιλαίος Γαλιλέι προς την Aυτού Eξοχότητα, τη Mεγάλη ούκισσα και Mητέρα... 81 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 96 ραστηριότητες... 97 ΠAPAPTHMA II H δίκη του Γαλιλαίου... 98 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 112 ραστηριότητες... 114 ΠAPAPTHMA III Ένα συγκεκριµένο παράδειγµα: H διαµάχη για τη vis viva.... 116 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 121 ραστηριότητες... 121 K º π 3 H IÛÙÔÚ ÙˆÓ I ÂÒÓ Û ÂÙÈÎ Ì ÙËÓ Î ÓËÛË
EPIEXOMENA 7 Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 123 Eισαγωγή... 125 3.1 Oι πρώτες έννοιες για την κίνηση... 126 3.1.1 H έννοια της κίνησης στον Aριστοτέλη... 131 3.2 Tο πρόβληµα της κίνησης κατά τη διάρκεια του Mεσαίωνα... 135 3.2.1 Tο Iσλάµ: ιαφύλαξη της φιλοσοφικής κληρονοµιάς της αρχαιότητας... 137 3.2.2 H µετάβαση στο δυτικό κόσµο... 140 3.2.3 H κίνηση στο κενό... 141 3.2.4 Eπιταχυνόµενη κίνηση στον ύστερο Mεσαίωνα... 144 3.3 Eπιστηµονική Eπανάσταση... 146 3.3.1 Γαλιλαίος (1564 1642)... 146 3.3.1.1 Tο πρόβληµα της ελεύθερης πτώσης... 149 3.3.1.2 Tο πρόβληµα της αδράνειας... 155 3.3.2 Descartes (1596 1650)... 156 3.3.2.1 Oρισµός και χαρακτηριστικά της κίνησης... 156 3.3.2.2 Oι αιτίες της κίνησης... 157 3.3.3 Nεύτωνας (1642 1727)... 159 3.3.4 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Oι Mαθηµατικές Aρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας)... 162 Σύνοψη... 166 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 167 ραστηριότητες... 168 K º π 4 Aapplefi ÙËÓ IÛÙÔÚ ÙË AÛÙÚÔÓÔÌ ÙÔÏÂÌ Ô, KÔapple ÚÓÈÎÔ, Kepler Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 171 4.1 Kλαύδιος Πτολεµαίος... 173
8 I ƒπ ºÀ π π X ª π 4.1.1 «Mεγίστη Mαθηµατική Σύναξις»... 174 4.2 Περιγραφή του πτολεµαϊκού πλανητικού συστήµατος... 176 4.2.1 Γενικό µοντέλο της κίνησης των πλανητών... 176 4.2.2 Oι εξωτερικοί πλανήτες... 178 4.2.3 Oι εσωτερικοί πλανήτες... 179 4.3 Nικόλαος Kοπέρνικος... 179 4.3.1 «Περί της Περιστροφής των Oυράνιων Σφαιρών»... 182 4.3.2 Περιγραφή του κοπερνίκειου πλανητικού συστήµατος... 186 4.3.2.1 H φαινόµενη ανωµαλία στην κίνηση των πλανητών λόγω της κίνησης της Γης... 186 4.3.2.2 Γιατί οι προσιδιάζουσες κινήσεις των πλανητών εµφανίζονται ανώµαλες... 190 4.3.2.3 Oι εξωτερικοί πλανήτες... 193 4.3.2.4 Oι εσωτερικοί πλανήτες... 194 4.4 Johannes Kepler... 198 4.4.1 Σηµαντικότερα αστρονοµικά έργα... 201 4.4.1.1 Mysterium Cosmographicum... 201 4.4.1.2 Astronomia Nova... 206 4.4.1.3 Harmonice Mundi... 212 Σύνοψη... 217 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 218 ραστηριότητες... 219 K º π 5 ÙÔÈ Â applefi ÙËÓ IÛÙÔÚ ÙË XËÌ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 221 5.1 O 18ος αιώνας... 223 5.2 Oι απαρχές της σύγχρονης χηµείας και το πρόβληµα της καύσης... 227
EPIEXOMENA 9 5.3 H θεωρία του φλογιστού... 230 5.4 Tι µετράει το θερµόµετρο;... 234 5.4.1 H λανθάνουσα θερµότητα... 236 5.5 H µελέτη των αερίων... 238 5.6 H ανακάλυψη του οξυγόνου... 239 5.7 H ερµηνεία της καύσης από το Lavoisier... 242 5.8 H ατοµική θεωρία του Dalton... 251 5.9 Συµπεράσµατα... 258 Σύνοψη... 260 Eρωτήσεις αυτοαξιολόγησης... 261 ραστηριότητες... 262 µè ÏÈÔÁÚ Ê... 265 Kεφάλαιο 1: Tι είναι Iστορία των Eπιστηµών... 265 Eισαγωγικά... 265 Προχωρηµένα... 266 Eκδόσεις τεκµηρίων και πηγών... 266 Kεφάλαιο 2: Eπιστηµονική Eπανάσταση... 267 Eισαγωγικά... 268 Προχωρηµένα... 269 Eιδικές µελέτες... 269 Kεφάλαιο 3: Kίνηση... 273 Aρχαιότητα... 273 Mεσαίωνας... 273 Eπιστηµονική Eπανάσταση... 275 Kεφάλαιο 4: Aστρονοµία... 275 Kεφάλαιο 5: Xηµεία... 277