In de oudheid, en dan bedoel ik de periode rond 500 v Chr., dacht men dat de aarde het middelpunt van het heelal was. Dit noemt men het geocentrische wereldbeeld. Volgens Aristoteles bijvoorbeeld viel hieruit de zwaartekracht te begrijpen. Alle voorwerpen hebben de neiging zich naar het centrum te bewegen. De zon, de planeten en de sterren bewegen zich om een stilstaande aarde heen. Dit is ook wat wij dagelijks beleven. We zien de zon opkomen en ’s avonds weer ondergaan.
Kenmerk van de oudheid is dat de (Griekse) filosofen naar oorzaken (oer-zaken) zochten. Er moest een dieperliggende reden zijn voor de geconstateerde feiten. Die dieperliggende reden moest gebaseerd zijn op een in alles aanwezige eenheid. Werd daar niet aan voldaan, dan werd de praktijk opzij geschoven. Om maar de eenheid te bewaren. Die ging boven alles.
Empedokles (450 v. Chr.) was de grondlegger van de vier-elementenleer. De wereld valt te verdelen in de elementen aarde, water, lucht en vuur. Deze indeling is eeuwenlang van grote invloed geweest. Aristoteles (350 v. Chr.) verfijnde deze indeling door de vier elementen te splitsen in heet en koud, nat en droog. Ook werden de vier elementen in verband gebracht met de vier jaargetijden, de dagdelen en de levensfasen van de mens. In de psychologie golden tot de 19^e eeuw de vier temperamenten: flegmatisch (aarde), sanguïnisch (lucht), melancholisch (water) en cholerisch (vuur). Pas rond 1900 werd deze indeling verlaten. Het is opvallend dat in ‘oude’ levensopvattingen deze indeling nog altijd gehanteerd wordt. Denk aan de astrologie, maar ook aan een levensbeschouwing als de antroposofie. Alsof men daar in zowel jargon als levensvisie in de tijd voor de 20^e eeuw is blijven steken.  
Om de ingewikkelde beweging van met name de planeten te begrijpen, bedacht men allerlei ingenieuze constructies. Vanuit de aarde gezien bewegen de planeten zich soms tegen hun natuurlijke richting in. Ze lopen dan retrogade. Pythagoras ontdekte dat twee muziektonen een octaaf verschillen. Hij bracht deze ontdekking over op de bouw van de hemel. De verhouding van de stralen van de hemelse banen is dezelfde als die van de tonen in het octaaf. Hij spreekt van een hemelse muziek, de harmonie der sferen. In dit systeem staat de aarde niet centraal. Maar ook de zon niet.
Aristoteles, en ook Plato, moesten niets hebben van experimenten om tot een bron van kennis te komen. Ze zagen dat als een ingrijpen in een natuurlijk proces. Een experiment zal volgens hen nooit inzicht geven in het ‘wezen’ van de dingen. Het past wel in de werktuigbouwkunde, iets dat door eenvoudige handwerkslieden werd gedaan. Theoretici als Plato en Aristoteles keken hier op neer. Het was van een lagere orde.  
Ptolemaios (100-170 na Chr.) tenslotte ontwierp een sterrenkundig systeem dat in de praktijk het meest succesvol bleek. Zijn boek Almagest zou eeuwenlang een bijbel zijn voor iedereen die zich met sterrenkunde bezighield. Om de ingewikkelde banen van de planeten te beschrijven bracht hij een aantal ongelijkheden in. Hij maakte daarbij gebruik van hulpcirkels. Hij constateerde dat het centrum van de zonsbaan niet samenvalt met dat van de aarde. Dus de aarde was niet het centrum van het heelal. Als derde voerde hij een vereffeningspunt aan. Vanuit dit punt, dat niet samenvalt met het middelpunt van de cirkelbeweging, doorloopt een planeet gelijke hoeken in gelijke tijden. Met name de invoering van dit vereffeningspunt zorgde ervoor dat men eeuwenlang zeer exacte voorspellingen kon doen over de ongelijkmatige beweging van de hemellichamen. Wiskundig gezien was dit een zeer knap stukje werk. Overigens gaf Ptolemaios geen verklaring van de planeetbewegingen, maar louter een wiskundige beschrijving. Deze was in de praktijk zeer handig, maar had volgens de opvattingen van toen niets van doen met enige werkelijkheidswaarde. Er was een duidelijke taakverdeling. De ‘echte’ werkelijkheid tegenover het systeem van Ptolemaios dat geschikt was om het niet-bestaande te beschrijven.
Pas in het begin van de 16^e eeuw rezen er de eerste twijfels over het systeem van Ptolemaios. Copernicus (1473-1543) zorgde voor een revolutie door te beweren dat de zon in rust is, en dat de aarde zowel om haar as draait (in één dag), als om de zon beweegt (eenmaal per jaar). Dit noemt men het heliocentrische wereldbeeld. Toch bleef Copernicus in sommige opzichten een aanhanger van Aristoteles. Hij wilde terug naar de eenheid die door Ptolemaios verlaten was, door het vereffeningspunt los te laten en de bewegingen van de hemellichamen weer als echte cirkels voor te stellen. Dat betekende wel dat hij niet minder dan 48 hulpcirkels moest invoeren om alle bewegingen te kunnen verklaren. De ideeën van Copernicus werden in die tijd nauwelijks serieus genomen. Dat de aarde zou bewegen, werd algemeen als absurd beschouwd.
Het is te danken aan de jarenlange waarnemingen van Tycho Brahe (1546-1601) dat zijn leerling Johannes Kepler (1571-1630) nieuwe inzichten in de sterrenkunde kon ontwikkelen. Kepler was een begenadigd wiskundige. Alle gegevens van de bewegingen van de planeet Mars die Tycho Brahe gedurende 20 jaar op had laten tekenen, gebruikte hij om zijn wiskundige modellen te ontwikkelen. Zo kwam hij uit op de perkenwet. De baan van een planeet beschrijft een ellips, geen exacte cirkel. De snelheid van een planeet in zijn baan om de zon verandert daarmee. Dichtbij de zon is de snelheid het grootst, ver weg het kleinst. Ook kwam hij tot de constatering dat straal en omlooptijd een bepaalde verhouding tot elkaar bezaten. Dit is de zogenaamde derde wet van Kepler.
Kepler wordt als de eerste moderne wetenschapper beschouwd. Hij ging uit van waarneming en berekening, van kritisch en volhardend onderzoek. Aan theorieën en hypothesen deed hij niet. Dat liet hij over aan filosofen.
Het was Galilei (1564-1642) die de ideeën van Copernicus opnieuw onder de aandacht bracht. Namelijk het feit dat de zon het centrum van het heelal is en dat de aarde om de zon beweegt. In 1616 bracht hem dat in conflict met de Inquisitie die deze opvatting als ketters bestempelde. Maar veroordeeld werd hij in eerste instantie niet. Wel een waarschuwing dat de gedachte van een bewegende aarde niet als waar onderwezen mocht worden. Pas toen Galilei in 1632 zijn boek De Dialoog publiceerde, greep de rooms-katholieke kerk in. Het boek werd verboden en Galilei werd voor de Inquisitie gedaagd. De paus bepaalde de strafmaat: levenslange gevangenisstraf, herroeping van zijn opvattingen, en een publicatieverbod. Zijn boek De Dialoog, Alsmede dat van Copernicus’ Revolutionibus werden op de Index van verboden boeken geplaatst, tot 1822 toe.
Het was Isaac Newton (1642-1727) die in 1687 met de publicatie vaan zijn Principia het gedachtegoed van Copernicus, Kepler en Galilei in een definitief model plaatste. Newton geldt als de grondlegger voor het huidige wetenschappelijke denken. Hij wist een groot aantal eerdere theorieën met elkaar verbinden. Hij dankt zijn wetenschappelijke voorgangers dan ook met zijn uitspraak: “Als ik verder heb gekeken dan anderen, dan was dit doordat ik op de schouders van reuzen stond”.
Opvallend in de houding van Newton was zijn houding ten opzichte van waargenomen feiten. In tegenstelling tot de Griekse filosofen uit de oudheid deed hij niet aan theorieën of hypothesen. Hij ging louter uit van wat hij waarnam. Daar baseerde hij zijn wiskundige modellen op, net als Kepler voor hem. Newton wist de drie wetten van Kepler is een nieuw wiskundig systeem te vatten. Hij ging er van uit dat massa’s (= hoeveelheden materie) een kracht op elkaar uitoefenen, de gravitatiekracht. Hoe dat kon, dwars door een gebied van vacuüm heen, was hem een raadsel. Maar hij was er niet op uit om het waarom te onderzoeken. Hij constateerde gewoon. Een beroemde uitspraak van hem is: ‘Ik verzin geen hypothesen.” Zo ontwikkelde hij, door waarneembare feiten in wiskundetaal te gieten, de eerste drie wetten van Newton. Ze vormen nog altijd de basis van de klassieke mechanica zoals die in ons onderwijs (zowel op de middelbare school als universiteit) wordt geleerd. Uit de derde wet van Kepler wist hij tenslotte de zwaartekrachtswet af te leiden.
Dat de aarde beweegt is in 1851 onomstotelijk aangetoond door Foucault. Hij gebruikte een slinger van 67 meter lengte, met daaraan een bol bevestigd van 28,3 kg. De beweging van de slinger boven een daaronder aangebrachte cirkel bewijst dat de aarde roteert. Onder andere bij de ingang van het Huygensgebouw van de Radboud Universiteit Nijmegen hangt zo’n slinger. Wanneer je de beweging over de dag volgt, zie je een duidelijke verschuiving.
Tegenwoordig twijfelt niemand er meer aan dat de aarde in 24 uur om haar as draait, en in één jaar om de zon. De vier seizoenen zijn aan dit laatste gekoppeld. Toch is onze directe ervaring nog altijd alsof we oude Grieken zijn. We spreken van een zonsopkomst en een zonsondergang. In onze beleving staat de aarde stil en beweegt de hemel om ons heen. Wat dat betreft zijn we oud en modern tegelijk. Onze zintuigen geven aan de aarde stilstaat. Ons denken weet dat wij, als klein onderdeel in een immens groot heelal, continu bewegen. We zijn Aristoteles en Newton ineen.


Literatuur: En toch beweegt zij – Dick Stafleu
                 In het midden staat de zon - Wim Offeciers, Luc Declerq, Lena de Rache