De ‘kristallijnen’ sferen van Copernicus

Copernicus bewees dat de aarde om de zon draaide en niet andersom. Daarmee bracht hij tijdens de Renaissance het wereldbeeld van zijn tijd aan het wankelen. Dat leverde hem spot en kritiek op, maar lang niet zoveel als vaak wordt beweerd.

Nicolaus Copernicus, die voordat hij zijn naam latiniseerde Niklas Koppernigk heette, werd op 19 februari 1473 geboren in Thorn, het huidige Torún, dat hij later zou omschrijven als ‘een verre uithoek van de wereld’. Deze door de Duitse Orde gestichte Hanzestad aan de oevers van de Weichsel, waar veel etnische Duitsers woonden, stond sinds 1454 onder Pools gezag.

Copernicus’ familie van vaderskant was oorspronkelijk afkomstig uit het plaatsje Köppernig aan de Neisse in Opper-Silezië, maar had zich al in de veertiende eeuw in en rond de Poolse hoofdstad Krakow gevestigd. Zijn vader was een welgestelde handelaar in koper, die overleed toen Nicolaus tien jaar was.

Vanaf dat moment stonden Nicolaus en zijn broer Andreas onder de hoede van hun oom, Lucas Watzenrode, een invloedrijke en welgestelde priester die snel carrière maakte binnen het kerkelijk apparaat. In 1489 werd hij bisschop van Ermland, een bisdom ten noordoosten van Thorn.

Twee jaar later stuurde de bisschop zijn neven naar de universiteit van Krakow. Dit was bepaald niet de laatste dienst die hij Copernicus bewees. Hij liet hem in 1495 benoemen tot kanunnik van het domkapittel van Frauenburg, dat verantwoordelijk was voor het bestuur van het bisdom. Omdat er nogal wat verzet rees tegen dit geval van nepotisme, duurde het een tijd voordat Copernicus volwaardig kanunnik werd. Daarom besloot hij zijn studie voort te zetten en vertrok hij in 1496 naar Italië, om in het voetspoor van zijn oom in Bologna canoniek recht te gaan studeren.

In de nazomer van 1500 verliet Copernicus Bologna zonder diploma en bracht hij een bezoek aan Rome, waar de paus een bijzonder pompeus jubeljaar had uitgeroepen. Volgens één bron gaf hij daar wiskundelessen, wat erop wijst dat zijn belangstelling niet uitsluitend uitging naar het kerkelijk en burgerlijk recht. Het jaar erop keerde hij terug naar Frauenburg, waar hij de overige leden van het domkapittel wist over te halen hem nogmaals in Italië te laten studeren.

Hoewel hij in naam een hoge kerkelijke functie bekleedde, was Copernicus nog altijd niet tot priester gewijd. Dat hij dat ook helemaal niet van plan was, en dus nooit in staat zou zijn oom Lucas op te volgen als bisschop, blijkt uit het feit dat hij in de zomer van 1501 naar Padua vertrok om daar geneeskunde te gaan studeren.

Volgens het kerkelijk recht konden artsen en chirurgijns namelijk niet tot priesters worden gewijd, ‘omdat het hun aan zachtaardigheid ontbreekt’. Aangezien hij slechts twee jaar studieverlof kreeg, was het behalen van een graad in de geneeskunde onmogelijk, zodat Copernicus uiteindelijk toch promoveerde in het kerkelijk recht. Hij deed dat niet in Padua, maar in Ferrara, omdat het examengeld daar lager was en hij er niemand kende, zodat hij geen duur afstudeerfeest hoefde te geven.

Nadat hij in 1503 was teruggekeerd in Ermland werd hij secretaris van zijn oom, die resideerde in het bisschoppelijk paleis in Heilsberg. Hij werd lijfarts van de bisschop en wist deze enkele jaren later te genezen van een ernstige ziekte. In 1509 publiceerde hij een Latijnse vertaling van Brieven over moraal, landbouw en liefde van de zevende-eeuwse Byzantijnse auteur Theophlactus Simocatta.

Hoewel deze Griekse tekst bepaald niet als literair meesterwerk wordt beschouwd en Copernicus’ vertaling nogal wat te wensen overliet, geldt zij wel als de eerste vertaling uit het Grieks die in Polen werd gepubliceerd. Het was een mijlpaal in de verbreiding van het humanisme in Oost-Europa.

Het voorwoord was geschreven door Johannes Arnoldsz. Ravens van Belderen, die uit de Nederlanden afkomstig was. Hij meldde daarin dat Copernicus onderzoek had gedaan naar de bewegingen van de zon, de maan en de planeten, en dat hij ‘de verborgen oorzaken der dingen wist te doorvorsen met behulp van verbazingwekkende principes’.

De voorgaande jaren had Copernicus zich kennelijk ook serieus verdiept in de astronomie. Dit vak maakte deel uit van het quadrivium, het tweede gedeelte van de studie in de artes liberales, dat Copernicus aan de universiteit van Krakow had gevolgd. Bovendien had hij in Bologna enige tijd een kamer gehuurd in het huis van de astronoom Domenico Maria Novara. Onder zijn leiding was Copernicus begonnen met het observeren van de sterrenhemel.

Novara was al tot de conclusie gekomen dat de algemeen aanvaarde theorie van Claudius Ptolemaeus (87-150 n.Chr.) dat de aarde onbeweeglijk was, niet helemaal correct was. Ptolemeus had dat geschreven in de Almagest, een boek dat in de Middeleeuwen slechts uit samenvattingen bekend was. Volgens Novara kantelde de as van de aarde en klopte onder meer de diameter van de maan niet. Het is mogelijk dat dit verschil tussen theorie en empirie Copernicus heeft aangemoedigd zelf verder onderzoek te verrichten. Toch is dat niet de enige verklaring.

Op het eerste gezicht leken de beweringen van Ptolemaeus’ namelijk juist. Voor zover de bewegingen van de hemellichamen met het blote oog waarneembaar waren, klopten ze aardig. Copernicus’ belangrijkste motief om de theorie van Ptolemaeus aan een kritisch onderzoek te onderwerpen, was dat deze ideeën in strijd waren met de opvattingen van Artistoteles (384-322 v.Chr.). Het theoretische wereldbeeld van Aristoteles had in de Middeleeuwen de status van onwankelbaar dogma gekregen.

Volgens Aristoteles moesten alle bewegingen aan de hemel cirkelvormig en gelijkmatig zijn. De hemel behoorde immers toe aan God, die eeuwig was, en alleen gelijkmatige cirkelvormige bewegingen waren ook eeuwig. En omdat de aarde zich in rust in het middelpunt van het universum bevond, moest de aarde bolvormig zijn. Bestudering van de planeten wees echter uit dat de hemellichamen geen volmaakte cirkels doorliepen.

Om deze bewegingen te verklaren moest Ptolemaeus allerlei hulpconstructies bedenken. Zo ontwikkelde hij de epicykels, cirkels die zich voortbewogen op grotere cirkels, en de equant, die inhield dat het middelpunt van de planetenbanen zich iets buiten de aarde bevond. Die laatste vondst betekende dat de bewegingen van de epicykels niet gelijkmatig konden zijn, wat in strijd was met het aristotelische beginsel.

Dit gefoezel met de aristotelische principes werd in één klap overbodig als je ervan uitging dat niet de zon en de planeten om de aarde draaiden, maar dat de aarde een planeet was die samen met de andere in regelmatige cirkels om de zon bewoog. Dit idee was reeds in de Oudheid verdedigd door de volgelingen van Pythagoras (zesde eeuw voor Christus) en door Aristarchos van Samos (310-230 v.Chr.).​

Veel invloed hadden deze opvattingen niet, omdat ze indruisten tegen de menselijke ervaring. Zelfs tegenwoordig blijft het moeilijk voorstelbaar dat de aarde met een snelheid van 1670 kilometer per uur ronddraait en tegelijkertijd met een snelheid van 108.000 kilometer per uur (ofwel 30 kilometer per seconde) rond de zon vliegt. Vóór de ontdekking van de zwaartekracht door Isaac Newton (1643-1727) moest men haast wel denken dat bij dergelijke snelheden mensen en gebouwen werden weggeblazen.

Als Copernicus zijn heliocentrische (helios is Grieks voor ‘zon’) systeem niet ontwierp om er betere voorspellingen mee te kunnen doen, én omdat hij tegelijkertijd inging tegen de menselijke intuïtie, moet hij wel een goede reden hebben gehad om met zo’n vreemde theorie te komen. Die reden bestond eruit dat zijn model wiskundig gezien veel eenvoudiger en eleganter was. Hij nam afstand van Aristoteles’ idee dat de aarde het onbeweeglijke middelpunt van het universum vormde. Maar waar het ging om de eenparige, cirkelvormige hemelbewegingen was hij ‘aristotelischer’ dan Ptolemaeus.

Ook verder was het wereldbeeld van Copernicus traditioneel. Evenals zijn tijdgenoten geloofde hij dat het heelal was opgebouwd uit verschillende ‘kristallijnen’ sferen en dat elke planeet zijn eigen sfeer had, waardoor hij werd bewogen. Om deze kosmos heen bevond zich de sfeer van de vaste sterren. Copernicus mocht dan met een letterlijk revolutionair idee komen, dat wilde nog niet zeggen dat hij een ‘modern’ denker was.

Bovendien had Copernicus relatief weinig eigen waarnemingen gedaan en baseerde hij zich vooral op astronomische observaties uit de klassieke Oudheid. Vóór de uitvinding van de telescoop in 1608 was de mogelijkheid om nauwkeurige waarnemingen te doen vrij beperkt. De astronoom die tot die tijd de meest precieze observaties op zijn naam had staan, was de Deense edelman Tycho Brahe (1546-1601), die op het eilandje Hven in de Sont een groot observatorium had gebouwd.

Het was op basis van Tycho’s waarnemingen dat Johannes Keppler (1571-1630) tot de conclusie kwam dat de planeten niet in cirkels, al dan niet gecombineerd met epicykels, om de zon bewogen, maar dat hun banen elliptisch waren. Keppler publiceerde zijn theorie echter in 1609, 66 jaar na het verschijnen van Copernicus’ boek De revolutionibus (‘Over de omwentelingen’).

Pas op zijn sterfbed, in mei 1543, kreeg Copernicus de gedrukte vellen van zijn levenswerk in handen. Zijn revolutionaire theorie was toen al bijna dertig jaar bekend in Europa. Rond 1514 schreef hij een kort manuscript getiteld De hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus (‘Kort commentaar over de theorieën der hemelbewegingen, opgesteld uit die bewegingen zelf’).

Het wordt kortweg de Commentariolus genoemd, en in geleerde kringen circuleerden verschillende kopieën. Hierin schreef hij dat de theorie van Ptolemaeus niet in overeenstemming was met de opvattingen van Aristoteles en dat die daarom ‘in mijn ogen niet volledig genoeg en niet voldoende aangenaam voor de geest is’, waarna hij in zeven axioma’s zijn eigen kosmologie uiteenzette.

Hoewel de Commentariolus aanvankelijk alleen onder collega-astronomen circuleerde, begonnen Copernicus’ ideeën langzamerhand in bredere kring bekend te worden. Zo liet paus Clemens VII zich in 1533 uitleggen hoe het copernicaanse stelsel werkte, kon Maarten Luther reeds vóór de publicatie van De revolutionibus tekeergaan tegen deze ‘knaap […] die de gehele astronomie op z’n kop wil zetten’ en verscheen er in het protestantse Rijnland zelfs een komedie waarin de draak werd gestoken met die vreemde paap die maar naar de sterren tuurde en er krankzinnige denkbeelden op na hield.

Dat het nog zo lang duurde eer Copernicus met een definitieve, wiskundig onderbouwde versie van zijn theorie kwam, had verschillende oorzaken. Om te beginnen kon Copernicus zich niet fulltime aan zijn astronomisch onderzoek wijden. In 1510 had hij eindelijk zijn zetel in het domkapittel van Frauenburg ingenomen en ging hij deelnemen aan het bestuur van het bisdom Ermland.

Hij had het druk met de organisatie van het ambtelijk apparaat, het beheer van de bisschoppelijke bezittingen en het innen van belasting; hij trad regelmatig op als arts, schreef een verhandeling over munthervorming en vervulde allerlei diplomatieke missies. Een tijdlang fungeerde hij zelfs als waarnemend bisschop.

Bovendien verscheen in 1515 eindelijk de volledige Almagest van Ptolemaeus. Copernicus wilde niet alleen gebruikmaken van de schat aan astronomische gegevens die dit boek bevatte, maar besefte ook dat als hij de ptolemaeïsche kosmologie wilde vervangen, hij zijn eigen theorie moest voorzien van een wiskundige onderbouwing die minstens even uitvoerig en degelijk was als die van zijn voorganger.

Toen hij het vanaf 1529 als kerkbestuurder wat kalmer aan kon doen, besteedde hij veel tijd aan de wiskundige modellen en berekeningen. Omdat hij een perfectionist was, wilde hij wachten met publicatie tot alle plooien en kreukels in zijn bewijsvoering waren gladgestreken en alle berekeningen volledig klopten.

Ondertussen werd er steeds meer druk op hem uitgeoefend om eindelijk eens zijn nieuwe, volledig uitgewerkte astronomische theorie te publiceren. In populaire beschrijvingen van de zogenoemde ‘Wetenschappelijke Revolutie’ van de zestiende en zeventiende eeuw wordt vaak gehamerd op de tegenstelling tussen geloof en wetenschap.

Terwijl kerkelijke autoriteiten angstvallig vasthouden aan heilige geschriften en overgeleverde dogma’s, gooit de wetenschapper op basis van waarnemingen oude theorieën overboord en formuleert hij met behulp van de ratio nieuwe theorieën, die hij vervolgens uitgebreid gaat testen.

Tegenover het magische denken, dat in wezen conservatief is, staat het wetenschappelijke denken, dat gericht is op innovatie en vooruitgang. De levensloop van Copernicus, een kerkelijk gezagsdrager, laat zien dat dit beeld nuancering behoeft.

Bovendien waren het uitgerekend een kardinaal en een collega-kanunnik die er bij Copernicus op aandrongen zijn boek te laten drukken. En uiteindelijk was het een lutherse wiskundeprofessor van de universiteit van Wittenberg die ervoor zorgde dat de oude astronoom en kanunnik zijn werk toevertrouwde aan een drukker.

Georg Joachim Rheticus (1514-1574) bracht in 1539 een bezoek aan Copernicus en zou diens enige leerling worden. Hij liet zich inwijden in de nieuwe theorie en gaf een jaar later een boekje van zeventig bladzijden uit getiteld De libris revolutionum naratio prima (‘Eerste bericht over de boeken van de omwentelingen)’, waarin hij Copernicus’ kosmologie uiteenzette. In de daaropvolgende jaren hielp hij Copernicus bij het persklaarmaken van het manuscript, waarna hij dit in 1542 meenam naar Neurenberg om het bij de gerenommeerde drukker Johannes Petreius te laten drukken.

In het voorjaar van 1543 verscheen het boek dan eindelijk onder de titel De revolutionibus orbium coelestium libri VI (‘Over de omwentelingen van de hemelse sferen in zes boeken’). Dit was niet de titel die Copernicus het boek had gegeven, aangezien die het bij de eerste twee Latijnse woorden had willen laten. Verantwoordelijk voor deze titel was de Neurenbergse theoloog Andreas Osiander, die in de drukkerij de drukproeven had gecorrigeerd.

Osiander had echter een nog veel ernstiger ingreep gedaan: hij had Copernicus’ boek op eigen initiatief voorzien van een voorwoord. Daarin schreef hij dat het hier niet ging om een beschrijving van de fysische werkelijkheid – omdat wij daarvan de ‘ware oorzaak’ niet kunnen kennen –, maar louter om hypothesen waarmee de planetenbewegingen beter te berekenen waren.

Enkele jaren daarvoor had Copernicus hem geschreven dat hij zich zorgen maakte dat zijn theorie zou worden aangevallen door theologen, en toen had Osiander hem reeds voorgesteld zijn opvattingen te presenteren als hypothese. Copernicus had dit toen resoluut van de hand gewezen, omdat hij ervan overtuigd was dat zijn kosmologie de werkelijkheid beschreef.

Vermoedelijk heeft dit ongeautoriseerde voorwoord er wel toe bijgedragen dat Copernicus’ theorie de eerste zestig jaar opmerkelijk weinig weerstand van de kerk heeft ondervonden. Pas nadat de religieuze strijd tussen Reformatie en Contrareformatie had geleid tot vergaande scherpslijperij en toen Galileï het gehele aristotelische wereldbeeld op de mestvaalt der geschiedenis wilde gooien, en zich bovendien niet alleen richtte tot medegeleerden, maar ook tot het grote publiek, openden kerkelijke autoriteiten de aanval op het copernicaanse stelsel.

Vanaf de negentiende eeuw, maar vooral tussen de twee wereldoorlogen, is er gestreden over de vraag of Copernicus nu een Pool of een Duitser was. Een tamelijk zinloze discussie, aangezien het begrip ‘nationaliteit’ in de vijftiende en zestiende eeuw helemaal niet bestond. Het begrip ‘vaderland’ had een strikt regionale betekenis.

Het gebied waar Copernicus leefde, was politiek gezien zeer omstreden. Lange tijd werd het overheerst door de Duitse Orde, een in de twaalfde eeuw door monniken opgerichte ridderorde die zich aanvankelijk bezighield met de verzorging van kruisridders, maar al snel grote bezittingen verwierf in Oost-Europa.

Copernicus’ geboortestad Thorn werd door de Orde gesticht en voornamelijk bewoond door Duitstaligen. Ook de familie van Copernicus was uit een Duitstalig gebied afkomstig, en hij sprak vermoedelijk zeer gebrekkig Pools. Niettemin was hij een loyaal onderdaan van de Poolse koning, die sinds 1454 over dit gebied heerste.

In cultureel opzicht beschouwde Copernicus zichzelf waarschijnlijk als ‘Duitser’, wat niet naar een land, maar louter naar een taal verwees. Maar vermoedelijk zag hij zichzelf evenzeer als lid van een internationale, in het Latijn communicerende gemeenschap van geleerden.