Haarder og Galilei i frit fald
galileo naturvidenskab forsøg

Galileo var en banebrydende videnskabsmand, da han udførte rigtige forsøg for at påvise sin påstand. Eller gjorde han?

I forrige uge kom Bertel Haarder for skade at sige, at "det tunge falder altså hurtigere end det lette".

Udtalelsen faldt foran fritfaldsforlystelsen Det Gyldne Tårn i Tivoli, hvor ministeren som et led i en charmeoffensiv for fysikfaget havde taget en tur i følgeskab med et glas vand.

Og da vandet efter forlystelsen var endt på Haarders bukser, var hans forklaring altså, at tunge ministre nu engang falder hurtigere end let vand. Men det er selvfølgelig, som ministeren selv indrømmer, noget vrøvl.

Og Haarder kunne næsten ikke have valgt en værre lovmæssighed at kludre rundt i. Den moderne fysiks selvopfattelse er nemlig uløseligt forbundet med forståelsen af det frie fald.

De fleste har sikkert på et eller andet tidspunkt hørt historien om Galileo Galilei (1564-1642), der for at bevise, at alle legemer falder til jorden med samme hastighed, var gået op, ikke i Det Gyldne Tårn i Tivoli, men i det Skæve Tårn i Pisa.  

Med sig havde Galilei to jernkugler, en let og en tung, og dem ville han nu slippe samtidig fra tårnets top for at bevise, at alle ting uanset vægt falder lige hurtigt til jorden.

Alle byens lærde og mange nysgerrige tilskuere var stimlet sammen foran tårnet for at se opkomlingen Galilei blive til grin.

"Øjeblikket var kommet", hedder det i Emile Namers maleriske beskrivelse af episoden: "Galilei slap de to jernkugler. Alles øjne var rettet mod dem. Stilhed. Og man så de to kugler sammen sætte sig i bevægelse, falde sammen og sammen ramme jorden ved tårnets fod".

Og dermed havde Galilei en gang for alle demonstrerede sandheden om det frie fald. (Emile Namer: Galileo, Searcher of the Heavens, side 28-29. Denne beskrivelse er sammen med en række andre lignende beskrivelser gengivet i Alexandre Koyré: Tankens enhed, side 45 ff.).

I den traditionelle udgave af videnskabshistorien udgør netop dette forsøg et centralt punkt i tilblivelsen af den moderne naturvidenskab. I den aristoteliske fysik, der havde domineret i Middelalderen, havde man (som Haarder) antaget, at tunge ting falder hurtigere end lette.

Så Galileis faldforsøg var ikke blot et hvilket som helst forsøg; det var begyndelsen på et tiltrængt opgør med Aristoteles autoritet. Og ydermere - og vigtigst - var det startskuddet til en helt ny måde at bedrive videnskab på. Galilei lavede et forsøg.

Han betragtede Naturens Store Bog i stedet for at slå op i støvede filosofiske værker, og dermed grundlagde han den moderne naturvidenskab, hvor man observerer og laver eksperimenter i stedet for at spekulere sig frem til resultaterne.

Blot en myte 

Det er jo alt sammen meget godt, men nu er der bare det ved det, at historien om faldforsøget er en myte. Galilei har aldrig kastet jernkugler ud fra et eneste skævt tårn i Pisa. Og det kan vi vide af (mindst) tre forskellige grunde:

For det første nævner Galilei aldrig selv noget om faldforsøget. Den tidligste beretning, vi har om episoden, er skrevet længe efter Galileis død (af Galileis elev Vincenzo Viviani).

For det andet ræsonnerede Galilei sig frem til det frie falds egenskaber ved hjælp af et tankeeksperiment - præcis som han i øvrigt ræsonnerede sig frem til en række andre centrale lovmæssigheder. I grove træk lød Galileis ræsonnement: Antag at tunge genstande falder hurtigere end lette.

Hvilken faldhastighed vil man så få, hvis man fx binder en tung og en let sten sammen? På den ene side bør den lette sten bremse den tunge i sit fald, så de to sten tilsammen vil falde med en hastighed, der er lavere end den tungeste stens. Men på den anden side er den sammenbundne sten jo tungere end den tungeste sten alene, og derfor bør den sammenbundne stens faldhastighed også være større.

Så med andre ord skal den sammenbundne sten både falde både langsommere og hurtigere end den tungeste af de to oprindelige sten. Og det er et paradoks. Paradokset kan kun løses, hvis man forestiller sig, at den tunge, den lette og den sammenbundne sten - og alle andre legemer for den sags skyld - falder med nøjagtig samme hastighed.

På den måde nåede Galilei frem til det frie falds natur ved hjælp af tankeeksperimenter og ikke ved hjælp af rigtige ditto (dermed ikke sagt, at Galilei ikke ved andre lejligheder på genial og banebrydende vis benyttede sig af egentlige eksperimenter og observationer. For det gjorde han!)

For det tredje ville Galilei, hvis han havde udført forsøget, nok være blevet slemt til grin. For i virkeligheden falder tunge ting jo hurtigere end lette. Et flygel falder hurtigere end en fjer, en bowlingkugle hurtigere end en ballon og en tung jernkugle falder generelt hurtigere end en let (hvilket Galilei i øvrigt var fuldt ud klar over).

Vi har faktisk beretninger om, at faldforsøg af den type, der indgår i myten om Galileis forsøg, blev udført i Galileis samtid - men alle med det resultat, at tunge ting falder hurtigere end lette.

Hvem har ret? 

Men var det så aristotelikerne og Bertel Haarder, der havde ret, og Galilei, der tog fejl? Det kan man ikke sige. De to teorier beskæftiger sig med vidt forskellige genstandsfelter. Aristotelikerne tog udgangspunkt i verden, som den umiddelbart viser sig for os, og her falder tunge ting generelt hurtigere end lette.

Galilei derimod beskæftigede sig med en idealverden, hvor der ikke er luftmodstand, hvor kugler er perfekt runde osv., og i en sådan idealverden falder tunge og lette genstande med samme hastighed, præcis som Galilei havde ræsonneret sig frem til.

Galileis grundlæggende idé var at undersøge og tænke sig frem til egenskaberne i idealverdenen og via den forsøge at forklare de fænomener, vi faktisk ser omkring os i den knap så ideelle virkelige verden.

Det var en genial idé - og en idé, der var afgørende for den nye fysik, der blomstrede frem i 1600-tallet (ikke mindst fordi den gjorde det muligt at bruge matematik i fysikken).

Myten om faldforsøget i Pisa er langt fra det eneste tilfælde, hvor naturvidenskaben har omskrevet sin egen historie temmelig kraftigt. Videnskabshistorikeren Thomas Kuhn forklarer i sit hovedværk Videnskabens revolutioner, at den type omskrivninger af historien er helt normal praksis.

Når videnskaben skriver sin egen historie, ønsker man ikke blot at forklare de studerende, hvordan tingene faktisk fandt sted, man ønsker også at give dem et ideal for, hvordan videnskab bør bedrives.

I dette tilfælde er sagen den, at ny erkendelse opnås gennem observationer og eksperimenter - gerne afgørende og storslåede eksperimenter - og derfor måtte man lade Galilei foretage netop sådan ét. Også selvom eksperimentet aldrig havde fundet sted.

Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs nyt om fusionsenergi, som DTU med forsøgsreaktoren på billedet nedenfor - en såkaldt tokamak - nu er kommet lidt nærmere.