Ziemia i Wszechświat. Astronomia nie tylko dla geografów recenzja

W bezchmurną noc, daleko od cywilizacyjnych rozpraszaczy, po chwili obserwacji przyrodniczego teatrum nieba, dochodzimy do wniosku, że wszystko się kreci wokół nas – swoistego omfalosa. My nieruchomi, a cała reszta, która nie jest nami, prezentuje swoje walory. Dzięki astronomii, wszystko to uległo weryfikacji, pozbawiając nas złudzeń, choć jednocześnie postanowili ludzie zachować pewną antropocentryczność samej sceny – ramy dla wszystkiego, czego doświadczamy. Żyjemy na naskórku małego świata, który zgodnie z prawidłami fizyki dopełnia się w cykliczności, choć jednocześnie dynamicznie ewoluuje w chaotyczne nieznane. Każda pogłębiona obserwacja nieba mówi coś o nas – o ludziach, o organicznym w każdym możliwym sensie cudzie naszej peryferyjności galaktycznej. Im dłużej ‘bawimy się’ coraz precyzyjniejszymi obserwacjami, tym subtelniej odtwarzamy całą sztukę astralną z wirowaniem, drganiami, narodzinami i śmiercią. Jednym z najlepszych sposobów odczytania języka kosmosu jest sukcesywne ‘obieranie cebuli wiedzy’ zadając pytania i weryfikując sensowność odpowiedzi. Zacząć z reguły należy od podstaw, które definiują materię poznawczą. W przypadku astronomii takim ‘pierwszym aktem’ jest zapoznanie się z subtelną konstrukcją opisu czasu i przestrzeni. Nie chodzi (w tym przypadku) o teorię Einsteina, ale o obecny stan struktur formalnych, które doprecyzowano przez tysiące lat. Jeśli ktoś chciałby zbudować solidny fundament do planowanego (w dowolny kierunku) rozwoju zainteresowań astronomią, ma w języku polskim kilka alternatyw (*), choć uważam, że książka Jerzego Kreinera jest najbardziej poglądowa i najlepsza w pierwszych krokach tej intelektualnej przygody. „Ziemia i Wszechświat. Astronomia nie tylko dla geografów” to dydaktyczne mistrzostwo.

W zasadzie książka jest wprowadzeniem do astronomii, w ramach którego nie tylko realizuje się rozwój tej nauki. Nasze ziemskie otoczenie to geografia, geologia i pokrewne dziedziny, w których tematy stanowiące treść tej publikacji muszą się z oczywistych względów pojawić. Kreiner publikację oparł na prostych i zasadniczych obserwacjach następstw ruchu obrotowego i obiegowego Ziemi. Choć sam czysto doświadczany efekt złożenia tych ruchów długo stanowił wyzwanie dla próby wykazania potrzeby przejścia od geocentryzmu do heliocentryzmu, to ostatecznie zbudowana precyzyjna siatka ustaleń definiuje rytm naszego życia, pomaga w skorelowaniu różnych oczywistych faktów z systemem wiedzy. Precyzyjniej opisując treść, można wypunktować, że publikacja jest wstępem do astronomii z mechaniką nieba i trygonometrią sferyczną, gdzie wszelki ruch odbywa się po krzywych stożkowych (okręgi, elipsy, parabole i hiperbole), przy ich zrzutowaniu na wyimaginowaną sferę niebieską, w której środku dumnie stoi obserwator (to tylko strasznie może brzmieć, ale w książce wszystko jest poukładane w powoli rozwijanej narracji). Do tego Kreiner rozbudował tekst o podstawy fizyki planetarnej (właściwości obiektów budujących Układ Słoneczny) i zjawiska efemeryczne w naszej atmosferze (zorze, meteory). Podał garść informacji o astrofizyce gwiazdowej i kosmologii. Te akurat fragmenty warto sobie rozszerzyć z innej publikacji profesora (**). Całość kończy dodatek o instrumentarium astronomicznym i budowie różnych odbiorników fal elektromagnetycznych (włącznie z okiem). Niebagatelną rolę pełni w książce namysł nad humanistyczną kondycją naszej cywilizacji z kilkoma paragrafami świetnej historycznej opowieści. Nie wiedziałem na przykład, że jeszcze w XVIII wieku na UJ ‘pałętała’ się w glorii chwały astrologia (str. 117). Nawet, jeśli tego sobie nie uświadamiamy, funkcjonujemy (w konsekwencji ewolucji biologicznej, która modelowała się na zastanej strukturze fizykalnej dynamiki) w takt okresowości astronomicznej. Żal z niemożliwości cieszenia się rozgwieżdżonym nocnym niebem w miastach jest dołujący, ale ten świat wciąż jest i na nas wpływa. Odczuwamy go, choć często już nie widzimy w pełnej krasie tych ról rozpisanych na aktorów dramatu. Z pomocą przychodzą świetne książki.

Ponieważ mnie korci, to dodam komentarz reklamujący sens takich książek, trochę ‘obok’ samej treści. Każdy telefon z żyroskopem i GPS jest w stanie dokonać ustaleń, które w dużej mierze są przedmiotem ścisłego wyprowadzenia w tej książce. Tak, jak można odpuścić sobie ortografię (edytor tekstu wykryje), naukę tabliczki mnożenia (po to są kalkulatory), tak można sobie ułatwić jazdę samochodem (po to jest satelitarny system lokalizacji). Ponieważ jednak mózg ‘lubi być w ruchu’, a nam pozostaje zbroić się intelektualnie na wypadek dominacji AI, to warto w miarę możliwości poznawać mechanizmy, które nie są ani ludzkie (były przed nami i będą po nas), ani nie wynikają ze sztucznej inteligencji. Między zrozumieniem w jaki sposób dochodzi do zaćmień, czym jest precesja osi rotacji, czemu czasem trzeba dodać sekundę do czasu strefowego, co pokazuje wahadło Foucaulta w paryskim Panteonie, z czego wynikają różnej długości doby, miesiące (nie chodzi o ich administracyjne przybliżenia ‘na sztywno’) i lata, a banalnym odtworzeniem informacji, które przewalają się w przestrzeni publicznej, jest przepaść poznawcza. Precyzyjne wyliczenia, tablice, numeryczne programy - one to prezentują świetnie. My jednak powinniśmy rozumieć co te liczby oznaczają i jak powstały. „Ziemia i Wszechświat” jest genialnym przykładem w jaki sposób spójnie i w niewielkiej objętości zmieścić cały kalejdoskop zjawisk, których wyjaśnienie uczyniło człowieka tym, kim jest – panem Ziemi (na dobre i na złe).

Bardzo ważnym składnikiem książki jest szata graficzna. Kolorowe ilustracje, mnóstwo zdjęć, wykresów i tabel stanowi połowę objętości publikacji, bez której trudno sobie wyobrazić precyzyjne opowiedzenie o kalendarzu, czasie odmierzanym przez zegarek, świętach ruchomych, ziemskim falowaniu przyrody zgodnie z porami roku, zorzy polarnej, wirach w wannie czy zależności ciężaru własnego od kierunku maszerowania względem biegunów (świetny opis siły Coriolisa na str. 62). Wszystko jest czytelne i dopracowane. Rachunków jest trochę, ale wszystkie rozpisane i skomentowane, kluczowe przekształcenia wyróżnione, a podana teoria ilościowa potwierdzona przykładami konkretnych wyliczeń (w 80% to cztery podstawowe działania). Ponieważ specyfika struktury konstrukcji budujących ramy astronomii, to układy współrzędnych na sferze niebieskiej (jak geograficzne koordynaty na powierzchni Ziemi), to matematyką w książce są elementarne przekształcenia w ramach astronomii sferycznej. Są funkcje trygonometryczne, kąty i łuki. Najbardziej ‘zaawansowane obiekty’ to logarytm i iloczyn wektorowy (obydwa oszczędnie użyte). Może trudno to sobie wyobrazić, ale z prostych wizualizacji sfery, krzywych na niej i podstawowych parametrów obserwacyjnych da się wyprowadzić i potwierdzić subtelności, które kumulują się dziesiątki tysięcy lat.

„Ziemia i Wszechświat” jest zupełna (na założonym poziomie zaawansowania). Pięknie zdaje relację ze świata, który jak nakręcony mechanizm zegarowy sam się napędza orbitami różnych obiektów kosmicznych. W zasadzie zachętę do przeczytania książki można by oprzeć na ciekawostkach, których jest bardzo dużo. Może więc tylko jedna – światło popielate (str. 221). To promieniowanie słoneczne, które dotarło do Ziemi, odbiło się od niej, trafiło do Księżyca, od którego ponownie się odbiło i trafiło do oka obserwatora na Ziemi. W efekcie tego, nieoświetlona część tarczy naszego naturalnego satelity w fazie innej niż pełnia, również jest widoczna, wyraźnie jednak niedoświetlona. Może tylko mała rysa. Od strony formalnej, dla pokazania jak bardzo jest to książka bez wad, podam jedyny przykład moich zastrzeżeń. Sporym wyzwaniem dla czytelnika (i w zasadzie kluczowym składnikiem całej narracji o astronomii sferycznej) jest opis konstrukcji współrzędnych astronomicznych przy określaniu jednoznacznych położeń dowolnych obiektów na niebie z niezbędnym podaniem epoki, na którą wyliczono te współrzędne (chodzi o precesję i rok platoński, czyli ok. 25800 lat, która odpowiada za to, iż punkt Barana nie znajduje się w gwiazdozbiorze Barana). Kreiner nie wspomniał o fakcie istnienia mierzalnego z Ziemi ruchu własnego każdego obiektu na niebie (szczególnie chodzi o gwiazdy, i to te bliskie, bo efekt ich ruchu da się zaobserwować w najkrótszym interwale czasu). W efekcie system sztywnych współrzędnych (nazwanych równikowymi równonocnymi) z ‘przyszpilonymi’ do nich obiektami, należy uzupełnić o ruch własny (w konsekwencji tzw. Wielki Wóz, jako charakterystyczna część Wielkiej Niedźwiedzicy, za 100000 lat będzie wyglądał zupełnie inaczej).

WYBITNE z małym plusem – 9.5/10

=======

* Wybrałem 4 książki, które są fantastycznym uzupełnieniem opiniowanej. Wszystkie prezentują podobny poziom i tę samą tematykę (oraz bardzo podobny rozkład akcentów), w której matematyka jest na niemal takim samym poziomie zaawansowana, a podstawy fizyczne sprowadzone są do niezbędnego minimum. W zasadzie są podręcznikami uniwersyteckimi (może poza najnowszą), ale oferują, podobnie jak praca Kreinera, absolutne fundamenty narzędzi poznawczych astronomii. Jest kilka innych pozycji na rynku, ale tym wybranym nie da się nic zarzucić na poziomie merytoryki, bo wszyscy autorzy są zawodowymi astronomami.

„Poradnik miłośnika astronomii”, P.G. Kulikowski, PWN 1976 (ostatnie wydanie)

„Astronomia ogólna” (pierwsze 60% tekstu), E. Rybka, PWN 1983 (to ostatnie wydanie)

„Astronomia w geografii” , J. Mietelski, PWN 1995 (przykładowe wydanie z kilku dostępnych)

„Na własne oczy. O samodzielnych obserwacjach nieba i Ziemi”, A. Branicki, PWN 2014

** „Astronomia z astrofizyką” (J. Kreiner, PWN 1992) to świetna kontynuacja przygody astronomicznej w kierunku poważniejszego zapoznania się z głównym działem astronomii. Tu już jednak zagadnienia są opowiedziane językiem bliższym uniwersyteckiemu (wplótł autor trochę tych nieszczęsnych różniczek i całek). Jeszcze pierwsze 35% tekstu, to powielenie treści opiniowanej książki, za to już kolejne rozdziały pasują do uniwersyteckiego semestralnego kursu jako wstępu do astronomii dla studentów fizyki.