H. C. Örsted, bein og óbein áhrif hans á Íslendinga og upphaf kennslu í eðlisfræði og stjörnufræði við Reykjavíkurskóla

Posted on: 09/09/2019 by Einar H. Guðmundsson

Á fyrri hluta nítjándu aldar voru þær greinar, sem við í dag köllum hugvísindi, allsráðandi í dönsku skólakerfi. Raunvísindi voru almennt í bakgrunni og yfirleitt aðeins kennd þar sem aðstaða og næg þekking var fyrir hendi. Sem öfgakennt dæmi má nefna, að stærðfræði var fyrst kennd í Bessastaðaskóla eftir heimkomu Björns Gunnlaugssonar árið 1822 og frekari raunvísindakennsla varð að bíða þangað til Reykjavíkurskóli tók til starfa haustið 1846. Þar var Björn enn á ferðinni og eðlisfræðina kenndi hann frá upphafi og allt til vorsins 1862, þegar hann lét af störfum og aðrir tóku við. Stjörnufræðina hóf hann hins vegar ekki að kenna fyrr en skólaárið 1853-54, eins og nánar verður sagt frá hér á eftir.

Málverk Jóns Helgasonar af  Reykjavíkurskóla og umhverfi hans um 1850. Lengst til hægri glittir í Tjörnina og efst á holtinu þar fyrir ofan má sjá skólavörðuna bera við himin.

Það var ekki tilviljun, að raungreinakennsla hófst á þessum tíma hér á landi. Skömmu fyrir miðja nítjándu öld fóru yfirvöld í Danmörku að huga að nýskipan kennslu í lærðum skólum. Árið 1845 var ákveðið að leyfa nokkrum skólum að kenna í tilraunaskyni sama námsefni í eðlisfræði og stjörnufræði og lesið var undir annað lærdómspróf (Anden Examen) við Hafnarháskóla. Það gafst nægjanlega vel til þess, að þessi nýskipan var smám saman innleidd í alla lærða skóla í ríkinu, þar á meðal í Reykjavíkurskóla. Ef nemendur stóðust próf í þessum greinum við fyrsta lærdómspróf (Examen artium; stúdentspróf), þurftu þeir ekki að sinna þeim frekar en þeir vildu við Háskólann. Breytingunum lauk að fullu 1850, sama árið og Stærðfræði- og náttúruvísindasvið (Det matematisk-naturvidenskabelige Fakultet) var loks stofnað við Háskólann í Kaupmannahöfn.

Fyrir 1850 höfðu eðlisfræði og stjörnufræði verið skyldugreinar fyrir alla nemendur Hafnarháskóla, sem gengu undir annað lærdómspróf, þar á meðal Íslendinga. Kennslan í eðlisfræði hafði verið í höndum Hans Christians Örsted allt frá árinu 1806, og hann var jafnframt einn helsti hvatamaðurinn að hinu breytta fyrirkomulagi við lærðu skólana og Háskólann. Þess má og geta, að Örsted var rektor Háskólans, þegar breytinginn átti sér stað. Hann var og nýbúinn að gefa út verkið Naturlærens mechaniske Deel (1844), sem ætlað var til kennslu í aflfræði við lærða skóla í Danaveldi, Hafnarháskóla og Fjöllistaskólann. Það rit varð fyrir valinu árið 1846 sem fyrsta kennslubókin í eðlisfræði, sem kennd var í íslenskum skóla.

Áður en nánar verður rætt um raungreinakennsluna í Reykjavíkurskóla, er ætlunin að segja aðeins meira frá Örsted og verkum hans. Hér verður þó eingöngu fjallað um atriði, sem færsluhöfundur telur skipta mestu fyrir okkur Íslendinga. Þeim, sem vilja kafa dýpra, verður jafnframt bent á gagnlegar heimildir um ævi og störf þessa merka vísindamanns.

Málverk C. W. Eckersbergs frá 1822 af H. C. Örsted (1777-1851). Auk Örsteds eru á myndinni ýmsir hlutir, sem tengjast rannsóknum hans: Í bakgrunni vinstra megin er rafhlaða, en til hægri er vökvaþrýstingsmælir. Á borðinu í neðra horninu til hægri eru segulnál og fiðlubogi. Boginn er notaður til að strjúka jaðarinn á dufti þakinni plötu, eins og þeirri sem Örsted heldur á. Við það koma fram svokallaðar Chladni-myndir (sjá einnig hér). Segulnálin og rafhlaðan tengjast hins vegar hinni miklu uppgötvun Örsteds á seguláhrifum rafsstraums árið 1820.

Eftirtalin rit gefa mjög gott yfirlit yfir ævi og störf Örsteds, rannsóknir hans og heimspeki:

 

Frumspeki Örsteds

Dokrorsritgerð Örsteds frá 1799 (ensk þýðing hér) fjallar um frumspekilegar undirstöður náttúruspekinnar eins og Immanuel Kant hafði sett þær fram í riti sínu, Metaphysische Anfangsgründe der Naturwissenschaft, árið 1786. Þótt Örsted hefði ýmislegt að athuga við hugmyndir meistarans, var hann alla tíð undir miklum áhrifum frá Kant, einkum hvað varðar hina svokölluðu kraftahyggju (dynamism). Þá hafði heimspekinginn F. W. J. Schelling einnig veruleg áhrif á hugmyndir hans.

Í Evrópuferð sinni árin 1801-03 styrktist Örsted enn frekar í þeirri trú, að grunneiningar efnisins einkenndust af baráttu aðdráttarkrafta og fráhrindikrafta, og að ódeilanleg atóm í skilningi Newtons og Daltons væru ekki til. Þar réði sennilega mestu, að hann átti ýtarlegar viðræður við náttúruspekingana J. W. Ritter og J. J. Winterl, sem aðhylltust hina svokölluðu rómantísku náttúruspeki Schellings og þar með kraftahyggju.

Heimspekingurinn Immanuel Kant (1724-1804) hafði mikil og varanleg áhrif á Örsted og náttúruspeki hans. Málverk eftir J. G. Becker.

Örsted var mjög sjálfstæður vísindamaður og eftir heimkomuna 1804 mótaði hann sína eigin útgáfu af rómantísku náttúruspekinni, sem hann predikaði í kennslu sinni, alþýðlegum fyrirlestrum  og ritsmíðum. Með tímanum breyttust viðhorf hans smám saman, en hann hélt þó alla tíð tryggð við  frumspekilegar grunnhugmyndir um náið samband manns og náttúru, samhengið í tilverunni, tengsl náttúrulögmála og skynseminnar, mikilvægi fagurfræði og lista, sannleiksástar og Guðstrúar, eða það sem hann kallaði andann í náttúrinni.

Mikið hefur verið skrifað um hugmyndafræði Örsteds, rómantísku náttúruspekina og kraftahyggju nítjándu aldar.  Góða kynningu á öllu því efni er að finna í eftirfarandi ritsmíðum:

Hér er ástæða til að bæta við, að rómantíska náttúruspekin lagði mikla áhersla á mikilvægi tilrauna og heimspekilegar skoðunar við rannsóknir á náttúrunni. Við slíka iðju væri stærðfræðileg framsetning aukaatriði og jafnvel til trafala. Á fyrstu áratugum nítjándu aldar var mótvægið við þessa hugmyndafræði fyrst og fremst að finna í Frakklandi, einkum í tengslum við hinn áhrifamikla skóla í eðlisfræði og stjörnufræði, sem oftast er kenndur við Laplace og byggði á stærðfræðilegum grunni í anda Newtons.

Með tímanum kom í ljós, að rómantíska náttúruspekin mátti sín lítils gegn hinni öflugu eðlisfræði nítjándu aldar, sem auk stærðfræðilegrar aðferðafræði, studdist við nýjar hugmyndir og athuganir í varmafræði og safneðlisfræði, ljósfræði og rafsegulfræði sem og efnafræði. Hún náði þó talsverðri útbreiðslu í Þýskalandi og Englandi um tíma, en hvarf að mestu úr verkfærakistu raunvísindamanna um miðja nítjándu öld.  Mesta vísindaafrekið, sem byggir á hugmyndafræði hennar, var uppgötvun Örsteds á seguláhrifum rafstraums árið 1820.

 

Tímamótauppgötvun Örsteds árið 1820

Allt frá því að Örsted hitti Ritter í Jena skömmu eftir aldamótin, virðist hann hafa talið, að einhver tengsl hlytu að vera milli rafmagns og segulmagns. Slíkar vangaveltur setti hann þó ekki fram á prenti fyrr en árið 1812 í greininni Ansicht der chemischen Naturgesetze durch die neueren Entdeckungen gewonnen. Þessi hugmynd var í algjörri mótsögn við viðteknar skoðanir helstu eðlisfræðinga samtímans, sem beinlínis fullyrtu, að ekkert samband væri milli þessara tveggja fyrirbæra.

Eins og frægt er orðið, var það þó ekki fyrr en í apríl 1820 sem Örsted tókst að sýna fram á seguláhrif rafstraums. Það gerðist með sýnitilraun í opnum fyrirlestri, einum af mörgum, sem hann hélt fyrir almenning í Kaupmannahöfn. Áhrifin frá straumnum voru hins vegar svo lítil, að sennilega hefur enginn í salnum nema hann sjálfur áttað sig á mikilvægi niðurstöðunnar.

Næstu mánuðina var Örsted svo upptekinn við skydustörf fyrir kónginn og Háskólann (sjá Viðbót 2, aftast í færslunni), að það var ekki fyrr en í júlí, sem hann gat snúið sér að frekari rannsóknum á þessu nýuppgötvaða fyrirbæri og nú með sterkari rafhlöðum en áður. Þær gáfu meiri straum og þar með stærra útslag segulnálarinnar.

Myndin sýnir tækjauppsetningu svipaða þeirri, sem  Örsted notaði við tilraunina frægu í júlí árið 1820. Hún byggir á lýsingu hans sjálfs. Fremst er áttaviti milli tveggja stoða með klemmum. Þær halda uppi platínuvír, sem liggur yfir segulnálina og fær straum frá raðtengdu rafhlöðunum fyrir aftan. Nánari upplýsingar um tilraunina og niðurstöður Örsteds má finna hér. Mynd: Danmarks Tekniske Museum.

Nokkrar af teikningum Örsteds af niðurstöðum mælinga hans á áhrifum rafstraums á segulnál hinn 15. júlí 1820. Skautin, sem vírinn er tengdur við, eru táknuð með  + og  - , eins og enn tíðkast.  Örvarnar tákna segulnálina og stefnu hennar, ýmist með heilli línu (þegar enginn straumur er í vírnum) eða brotalínu (straumur í vírnum).

Örsted var mjög meðvitaður um mikilvægi þess að koma fréttum af uppgötvuninni sem fyrst á framfæri. Um miðjan júlí birti hann því stutta frásögn í tímaritinu Dansk Litteratur Tidende for 1820 (No. 28, bls. 447-448) undir titlinum Indsendt. Nokkrum dögum síðar, 21. júlí 1820, sendi hann svo mörgum af helstu eðlisfræðingum samtímans sérprentaðan bækling, Experimenta circa effectum conflictus electrici in acum magneticam, sem nemandi hans J. A. Dyssel snaraði strax á dönsku sem Forsøg over den electriske Vexelkamps Indvirkning paa Magnetnaalen.

Bæklingurinn var fljótlega þýddur á önnur tungumál, meðal annars þýsku, frönsku og ensku. Íslenska útgáfan þurfti þó að bíða í hundrað ár, eða þar til fyrsti íslenski rafmagnsverkfræðingurinn Steingrímur Jónsson birti þýðingu sína árið 1920 undir heitinu Tilraunir með verkun rafsnerru á segulnálina.

Fréttir af afreki Örsteds bárust eins og eldur í sinu um allan hinn menntaða heim og ekki liðu margar vikur þar til hann var orðinn víðfrægur. Niðurstöður hans ollu straumhvörfum í eðlisfræði og komu af stað þróun í vísindum og tækni, sem allur heimurinn býr að í dag. Að mati þess, sem þetta ritar, er þetta framlag Örsteds til vísindanna tvímælalaust merkasta uppgötvun í tilraunaeðlisfræði, sem gerð hefur verið á Norðurlöndum. (Sjá einnig Viðbót 1 í lok færslunnar).

Ástæða er til að nefna, að árið 1827 ritaði Örsted stutta lýsingu á tilrauninni á ensku. Hún birtist 1830 sem hluti af yfirlitsgrein hans um Thermo-Electricity í 18. bindi The Edinburgh Encyclopeadia (sjá bls. 575-576).  Frekari umfjöllun um uppgötvun Örsteds og áhrif hennar á þróun eðlisfræði og tækni á nítjándu og tuttugustu öld er víða að finna, meðal annars í eftirfarandi ritsmíðum:

Þótt bæklingur Örsteds frá 1820 hafi ekki komið á íslensku fyrr en 1920 fengu Íslendingar fréttir af uppgötvun hans tiltölulega fljótlega. Fyrstu fréttirnar birtust í Íslenzkum sagnablöðum 1820-21. Þar segir meðal annars á bls. 36-37:

Hra Prófessor og Riddari Örsted, sem ádr var nafnfrægr vordinn medal nordurálfunnar náttúru spekínga uppgötvadi nefnilega segulsteinsins merkilegasta edlis og verkana rétta uppruna frá rafkraptinum (Electricitet) — ad svo miklu leiti sem hann er falinn í þeirri svo kölludu galvanisku málmkediu og ödrum þar ad lútandi tilbúníngi af eiri og zínki; - hefr hann þar med sýnt ad slíkir málmar settir í sérlega stödu, draga segulsteins nálina til sín edr hrinda henni frá sér á sama hátt sem jarn edr stál.  [...]  Þessi spánýa uppgötvun, hin mikilvægasta um edli segulsteinsins, sídan hans leidar-vísirs edli vard kunnugt, hefr áunnid Hra Professori Örsted nyan og verdskuldadan heidur medal heimsins nattúru spekínga.

Eftir því sem ég best veit var seguláhrifum rafstraums fyrst lýst á prenti á íslensku í Eðlisfræði Fischers árið 1852 (bls. 402-405; sjá nánar síðar). Fyrir þann tíma gátu landsmenn að sjálfsögðu kynnt sér fyrirbærið með lestri erlendra bóka um eðlisfræði.

Að lokum má benda á tvær íslenskar greinar, sem birtust á hundrað ára afmæli hinnar merku uppgötvunar árið 1920:

 

Fjöllistaskólinn

Eitt helsta afrek Örsteds í skóla- og menntamálum tengdist stofnun verkfræðiháskóla í Danmörku árið 1829, þar sem hann hafði afgerandi frumkvæði. Skólinn var upphaflega kallaður Den Polytekniske Læreanstalt (Fjöllistaskólinn) en gengur nú undir nafninu Danmarks Tekniske Universitet (DTU; Tækniháskóli Danmerkur). Örsted var forstöðumaður skólans frá byrjun og jafnframt aðalkennarinn í náttúruspeki til æviloka.

Hér verður saga þessarar merku menntastofnunar ekki rakin, heldur er lesendum bent á stutt söguyfirlit á vefsíðu DTU og eftirfarandi grein, sem birtist á aldarafmæli skólans árið 1929:

Heimili Örsteds við Studiestræde í Kaupmannahöfn frá 1924 til 1851. Þarna var hluti Fjöllistaskólans einnig til húsa frá 1829 til 1890, en þá flutti skólinn í nýtt húsnæði við Silfurtorgið.  Sjá nánar hér.

Um og eftir 1840 fór smám saman að fjara undan áhrifum Örsteds við Fjöllistaskólann. Áherslur hans í eðlisfræðikennslunni og hversu lítið hann gerði úr mikilvægi stærðfræðinnar í framsetningu náttúruvísindanna þótti ekki lengur í takt við tímann. Ungir raunvísindamenn tóku því að gagnrýna meistarann, þó ekki opinberlega í fyrstu. Sérkennileg uppákoma varð þess loks valdandi árið 1844 að uppúr sauð, eins og nánar er lýst í kaflanum um kennslubók Örsteds, Naturlærens mechaniske Deel, síðar í færslunni.

Danski Fjöllistaskólinn skipar stóran sess í sögu verkfræði og raunvísinda á Íslandi. Vel fram á seinni hluta tuttugustu aldar sótti meirihluti íslenskra verkfræðinga menntun sína þangað, og þar fór kennsla Hafnarháskóla í eðlisfræði og stærðfræði undir annað lærdómspróf fram á árunum 1829 til 1849. Hið sama gilti um kennslu Stærðfræði- og náttúruvísindasviðs í eðlisfræði, efnafræði og stærðfræði frá 1850 til um það bil 1920. Eftir því sem ég best veit, hefur þessari sögu ekki enn verið gerð ýtarleg skil frá sjónarhorni Íslendinga. Hins vegar má benda á eftirfarandi ritsmíðar þar sem fjallað er um mörg frekari smáatriði og birtar heimildir um þekkinguna, sem Íslendingar hafa sótt til danska Fjöllistaskólans í gegnum tíðina:

 

Kennsla Örsteds og alþýðufræðsla

Örsted hóf kennslu í náttúruspeki við Hafnarháskóla árið 1804, varð lausráðinn (extraordinær) prófessor 1806 og loks fastráðinn (ordinær) prófessor 1817. Auk kennslunnar lagði hann jafnframt mikla áherslu á alþýðufræðslu og varð fljótt þekktur í Kaupmannahöfn  sem framúrskarandi kennari og fyrirlesari.

Örsted skipti náttúruspekinni í tvo meginhluta: Bevægelseslære og Chemie eða Kraftlære. Í inngangi að Naturlærens mechaniske Deel lýsir hann þessu svo (bls. 3-4):

Den almindelige Naturlære afhandler enten de for Legemerne reent udvortes Forandringer, hvilke bestaae i Forandring af Sted og Stilling, d. e. Bevægelse, eller de indvortes, hvori ingen for Sandserne umiddelbart kjendelig Bevægelse fremtræder, og som kaldes chemiske Forandringer, Ordet taget i dets meest omfattende Betydning. Den almindelige Naturlære deles saaledes i Bevægelseslære og Chemie. Man har ogsaa kaldet den sidste Kraftlære, fordi man betragter de indvortes Forandringer, som de nærmeste Yttringer af de enkelte Naturkræfter; men dette maa helst gjørest til Gjenstand for en Undersøgelse ved Videnskabens Slutning.

Almindelig Naturlære er sem sagt það, sem við nú köllum eðlisfræði og efnafræði. Aflfræðina kallar Örsted ýmist Bevægelseslære eða mechanisk Fysik. Það eru fræðin um hluti undir áhrifum ytri krafta. Kraftlære eða Chemie, sem Örsted kallar einnig dynamisk Fysik, nær yfir það sem við nú köllum efnafræði, varmafræði, ljósfræði, rafstöðufræði, segulfræði, rafstraumsfræði (galvanisma), og rafsegulfræði. Samkvæmt Örsted eru þetta þær fræðigreinar, sem fjalla um innri krafta í efninu (virkende Egenskaber), og sá hluti náttúruspekinnar, sem er viðfangsefni kraftahyggjunnar. Þaðan er nafnið Kraftlære komið.

Áður hefur verið á það minnst, að í aðferðafræði sinni lagði Örsted megináherslu á tilraunir og heimspekilega skoðun náttúrunnar og forðaðist stærðfræðlega framsetningu eftir megni. Frumspekileg hugmyndafræði hans  kemur einna skýrast fram í bæklingi, sem hann gaf út árið 1811 undir nafninu Første Indledning til den almindelige Naturlære. Ritið ber undirtitilinn Et Indbydelsesskrivt til Forelæsninger over denne Videnskab og var ætlað bæði almenningi og stúdentum. Sennilega var það hugsað sem kynning og jafnvel auglýsing fyrir fyrirlestra hans um náttúruspeki.

Strax í upphafi var það ætlun Örsteds að skrifa kennslubók í þremur bindum undir heitinu Videnskaben om Naturens almindelige Love. Í fyrsta hlutanum, Videnskaben om Naturens almindelige Love - Første Bind, frá 1809 var aflfræðin tekin fyrir. Annar hlutinn, Kraftlære, skyldi fjalla um efnafræði og varmafræði og sá þriðji, Den höiere Kraftlære, átti að fjalla um stöðurafmagn, rafstraum og segulmagn. Þriðja bindið var aldrei gefið út, en  annað bindið kom loksins á prenti árið 2003. Um þá athyglisverðu sögu má lesa nánar hér:

Þetta mun í meginatriðum vera það námsefni í náttúruspeki, sem íslenskir stúdentar, þar á meðal Þorleifur Repp, Björn Gunnlaugsson, Baldvin Einarsson, Jónas Hallgrímsson, Benedikt Gröndal og fleiri  þurftu að læra fyrir annað lærdómspróf við Hafnarháskóla á dögum Örsteds.

Eins og áður sagði, þótti Örsted almennt vera framúrskarandi og heillandi fyrirlesari. Ekki voru þó allir íslenskir Hafnarstúdentar þeirrar skoðunar. Til dæmis skrifaði Benedikt Gröndal eftirfarandi palladóm um Örsted í sjálfsævisögu sinni, Dægradvöl (útg. frá 1965, bls. 135):

Örsted var lítill og pervisalegur, fínn og tilgerðarlegur; ekki fannst mér neitt við hann vísindalegt, og í reikningi og mathematik sögðu menn hann væri ónýtur; frægð hans er mest til komin af elektomagnetismus, sem þó eiginlega fannst af stúdent, sem sagði Örsted frá uppgötvuninni, en Örsted var háskólakennari og honum fundurinn eignaður.

Þessi ósanngjörnu ummæli, lituð af hinni vel þekktu öfund og minnimáttarkennd, sem þjakaði Benedikt alla ævi, hafa kætt margan Íslendinginn um dagana, enda falla þau vel að kímnigáfu landans. Það kemur þó úr hörðustu átt, þegar í þau er vitnað í annars ágætri bók, VFÍ í 100 ár: Saga Verkfræðingafélags Íslands, frá 2012. Þar eru þau í texta við mynd af Örsted á besta aldri (bls. 28). Að auki er fullyrt án tilvísunar: „það orð fór af [Örsted] að hann væri illviljaður Íslendingum“. Að öðru leyti er lítið sem ekkert fjallað um Örsted og afrek hans í ritinu, nema hvað þess er getið, hvar hann uppgötvaði frumefnið ál, fyrstur manna (bls. 30).

Daguerreo-ljósmynd af Örsted (með hárkollu) frá því um 1847, en þá varð hann sjötugur. Það var einmitt á þessum tíma, sem hann kenndi Benedikt Gröndal eðlisfræði. Þrjú ár voru þá liðin frá því hin harðvítuga árás Þorleifs Repps á Örsted hófst í dönskum dagblöðum (sjá nánar í næsta kafla).

Eins og þegar hefur komið fram, var Örsted einn helsti baráttumaðurinn fyrir vandaðri alþýðufræðslu í náttúruvísindum í Danmörku um sína daga. Þar lagði hann svo sannarlega sinn skerf af mörkum með erindum og blaðagreinum fyrir almenning. Þá var hann aðalhvatamaðurinn að stofnun Selskabet for Naturlærens Udbredelse (SNU) árið 1824, félags sem enn er starfandi.  Um viðhorf Örsteds á þessum málum má lesa í greininni Naturvidenskaben, betragtet som en af Grundbestanddelene i Menneskets Dannelse, sem hann skrifaði sama ár og SNU var stofnað. Þá grein má finna í 5. bindi greinasafns hans (bls. 131-142).

Örsted þótti frábær fyrirlesari og yfirleitt var húsfyllir, þegar hann hélt erindi. Jafnvel konur komu á fundina, sem þótti fáheyrt á þeim tíma. Hann talaði yfirleitt blaðalaust, sem var líka nýmæli í Danmörku og bauð ávallt upp á eins margar sýnitilraunir og mögulegt var.

Í heimsóknum sínum til Kaupmannahafnar notaði Magnús Stephensen ávallt tækifærið til að hlusta á opinbera fyrirlestra Örsteds.  Þetta kemur meðal annars fram í sjálfsævisögubroti hans frá því um 1830, en þar segist hann jafnan hafa kappkostað að sækja fyrirlestra náttúruspekinga um

þær mörgu og yfrið markverðu umbreytingar, sem fjöldi nýrra merkilegustu uppgötvana báðum megin aldamótanna og síðan gjörðu í náttúruspekinnar eldri lærdómum, hverjar hann [þ.e. Magnús] að sönnu með alúð ástundaði jafnótt að kynna sér, og þess vegna við sérhverja seinni veru sína í Kaupmannahöfn, sem lögmaður 1799-1800, sem jústitíarus og etatsráð 1807-8, 1815-16, og sem konferensráð 1825 og 1826, heyrði á fyrrnefndum fyrri árum 2 háskólans lærifeðra collegia privatissima, yfir physik og chymie hjá [...] Ørsted, og 2 collegia [...] Hornemanns yfir grasafræðina (Botanik) [...] Aftur 1815-16 heyrði hann kenningar sömu lærimeistara um hvorttveggja efni, og þar hjá [...] Smiths aðdáanlegu fyrirlestra yfir náttúru- og samblandsfræðinnar (Physiks og Chymies) miklu not og verkanir á samlífi manna, þeirra búnað, íþróttir, handiðnir, listir, heilsufar, útréttingar og stórvirkjauppáfinningar, út á hvað Ørsteds prívat-fyrirlestrar yfir samblandsfræðina (Chymie) þá einnig gengu [...] En 1825-26 á fyrirlestra Ørsteds [...] yfir nýjustu uppgötvanir í náttúruspeki og hennar framfarir.

Ekki er ólíklegt, að fleiri Íslendingar en Magnús hafi sótt alþýðlega fyrirlestra Örsteds, og þá fyrst og fremst þeir, sem búsettir voru í Kaupmannahöfn. Engar heimildir hef ég þó enn fundið um slíkt.

 

Naturlærens mechaniske Deel

Árið 1844 sendi Örsted frá sér kennslubókina Naturlærens mechaniske Deel.  Þar var um að ræða mikið endurbætta og nú myndskreytta útgáfu af kennslubók hans í aflfræði frá 1809. Í inngangsorðum höfundar kemur fram, að bókin var einkum ætluð nemendum við Háskólann, Fjöllistaskólann og lærða skóla í Danaveldi.

Forsíðan á kennslubók Örsteds í aflfræði frá 1844.

Eftir fróðlegan formála koma tveir inngangskaflar. Sá fyrri fjallar meðal annars um náttúrulögmálin, skilgreiningu Örsteds á hugtakinu Naturlære (náttúruspeki) og hvernig henni er skipt í undirgreinar. Í seinni innganginum fjallar hann um eiginleika efnisins, mótspyrnu þess gegn ytra áreiti, þyngd, samloðun og deilingu og síðan um skiptingu efnisins í fast efni, vökva og lofttegundir. Eins og við er að búast, ber mest á hinni rómantísku sýn Örsteds á náttúruspekina í þessum fyrstu köflum bókarinnar.

Að seinni ingangi loknum hefst hin eiginlega umfjöllun um aflfræðina: Hreyfingu hluta og lýsingu á henni, jafnvægi fastra hluta, þyngdarpunkt, einfaldar vélar (vogarstöngina, trissuna, hjól á ási, skáplanið, fleyginn og skrúfuna; sjá til samanburðar greinar Stefáns Björnssonar um Grunnmaskínur frá lokum átjándu aldar). Næst eru kyrrstæðir vökvar teknir fyrir ásamt ýmsum þar að lútandi tækjum og eftir það kemur svipuð umfjöllun um kyrrstæðar lofttegundir.

Næst kemur hin almenna hreyfi- og kraftfræði með mörgum sígildum atriðum og dæmum. Meðal annars er fjallað um hringhreyfingu, þyngdina og áhrif hennar á jörðu sem á himni, árekstra og margt fleira. Þessu næst er fjallað um streymandi efni (vökva og lofttegundir) og ýmsar hindranir gegn hreyfingu. Þá er rætt um fjaðureiginleika hluta, bylgjuhreyfingu í vökvum og lofttegundum og loks hljóð og heyrn. Aftast er svo viðauki um mál og vog.

Árið 1847 gaf Örsted út sérstakan Viðauka með leiðréttingum og nýju efni. Eftir dauða hans, 1851, tók nemandi hans og eftirmaður, C. Holten, við keflinu, uppfærði kennslubókina og gaf út 1853. Hann sá jafnframt um þriðju og síðustu útgáfuna árið 1859. Þess má einnig geta, að bókin kom í þýskri þýðingu árið 1852. Sjálfur gaf Holten svo út sína eigin kennslubók, Læren om Naturens almene Love, árið 1857. Hún var byggð á hugmyndafræði Örsteds og kom í einum átta útgáfum. Þessar bækur þeirra Örsteds og Holtens voru notaðar í dönskum skólum í áratugi.

Mynd: Lesbók Morgunblaðsins, 1. október 2005.

Oft gustaði um Örsted á langri ævi og hann átti nokkrum sinnum í opinberum ritdeilum við  þekkta menntamenn, bæði heima og erlendis. Deilurnar snerust fyrst og fremst um viðhorf deiluaðila til mikilværa málefna, jafnt á sviði raunvísinda sem hugvísinda, og voru nær undantekningarlaust málefnalegar.

Haustið 1844, skömmu eftir úgáfu Naturlærens mechaniske Deel, keyrði þó um þverbak. Harðorð gagrýni um bókina birtist í dagblaðinu Kjøbenhavnsposten undir dulnefninu ? (þeta). Þar var bent á ákveðna villu í kaflanum um hringhreyfingu og farið háðulegum orðum um Örsted og kennslu hans. Meðal annars er sagt, að villur í verkum hans hljóti óhjákvæmilega að valda því, að nemendum hans verði vísað frá erlendum háskólum, nema þeir hafi

i Forveien frigjort sig for den gale Lære, som blev [dem] bibragt ved Hr. Conferentsraadens Forelæsninger og Lærebøger.

Holten kom Örsted fljótlega til varnar i dagblaðinu Fædrelandet, en það stöðvaði ekki ?, sem hélt áfram harðvítugum árásum á meistarann í dagblöðum. Sumarið 1845 birti ? svo tvö opin bréf til háskólarektors, sem þá var D. F. Eschricht. Þar er því meðal annars haldið fram, að sannleikurinn og vísindin séu í hættu í Danaveldi vegna villukenninga Örsteds og undanfarin fjörutíu ár hafi akademísk æska landsins verið leidd á villigötur í nafni vísindanna. Einnig hótar höfundurinn því að semja bækling um málið á latínu og senda erlendum fræðimönnum, Örsted til háðungar. Eschricht svaraði fljótlega og birti jafnframt greinargerð norska náttúruspekingsins C. Hansteens um málið. Álit hans var vörn fyrir Örsted, eins og við var að búast.

Með útspili Háskólans virtist þessu leiðindamáli að mestu lokið. En síðsumars 1847 birtist loks grein frá Örsted í Fædrelandet þar sem tekið var á málum á eftirminnilegan hátt. Hann upplýsir lesendur um það, að ? sé enginn annar en „Hr. Translateur Repp“, það er Íslendingurinn Þorleifur Guðmundsson Repp, sem var vel þekktur menntamaður í Kaupmannahöfn á þeim tíma. Þetta hafi komið í ljós í hrokafullu og móðgandi bréfi frá Repp, sem Örsted birtir í greininni.

Meginefni bréfsins er sú krafa Repps, að Örsted hjápi sér til að hljóta doktorsgráðu frá skólanum í stað meistaragráðunnur, sem honum hafði verið neitað um á sínum tíma. Hann eigi þennan greiða skilið eftir alla hjálpina, sem Repp hafði veitt Örsted með því að benda á villurnar í kennslubókinni. Repp gefur Örsted svo viku frest til að svara og hefur jafnframt í hótunum við hann, ef óskin verði ekki uppfyllt. Fleira áhugavert er að finna í grein Örsteds, sem að sjálfsögðu neitaði að verða við þessum ósvífnu kröfum.

Í eftirfarandi grein minni er fjallað í smáatriðum um þetta sérkennilega mál, sem er vel þekkt í Danmörku en hefur, eftir því sem ég best veit, legið í þagnargildi hér heima þar til nýlega.  Grein Aðalgeirs segir hins vegar frá fræðimanninum Þorleifi Repp og hinni frægu, en misheppnuðu, meistaravörn hans árið 1826:

Þótt erfitt sé að afsaka hinar ofsafengnu árásir Repps, er ekki nema sanngjarnt að geta þess, að  hann hafði í meginatriðum rétt fyrir sér, hvað varðar nokkrar villur og ónákvæmni í kennslubók Örsteds. Eins og getið er um í grein minni frá 2002, vitnaði danski stærðfræðingurinn A. Steen til dæmis í fyrstu blaðagreinar Repps í gagnrýni sinni á stærðfræði- og eðlisfræðikennsluna við Fjöllistaskólann í tíð Örsteds.  Í þessu sambandi má jafnframt minna á, að kennslunni í eðlisfræði við Fjöllistaskólann og Háskólann var ekki breytt í nútímalegra horf fyrr en C. Christiansen, tók við af Holten sem prófessor við báða skólana árið 1886 (þótt Chrisiansen væri lærisveinn Holtens, hafði hann á námssárunum sótt einkatíma hjá hinum stórmerka, en nú nær óþekkta, danska eðlisfræð-ingi L. V. Lorenz).

 

Eðlisfræðikennslan í Reykjavíkurskóla  1846 - 1877

Eðlisfræði, eða náttúrufræði (Naturlære), eins og greinin var þá kölluð, var ein af þeim námsgreinum, sem kennd var við Reykjavíkurskóla frá upphafi, haustið 1846. Það var jafnframt í fyrsta sinn, sem eðlisfræði var formlega kennd í íslenskum skóla.

Árið 1877 er hér valið sem lokaár viðkomandi tímabils vegna þess, að þá um sumarið var sett ný reglugerð fyrir Reykjavíkurskóla. Hún hafði í för með sér afdrifaríkar afleiðingar fyrir kennsluna í stærðfræði og raungreinum, eins og nánar er sagt frá í eftirfarandi grein:

Frumkvöðullinn Björn Gunnlaugsson sá um eðlisfræðikennsluna frá byrjun og allt til ársins 1862, en þá lét hann af störfum við skólann. Fyrsta bókin, sem hann studdist við í kennslunni, var fyrrnefnt rit, Naturlærens mechaniske Deel, eftir læriföður hans frá Kaupmannahafnarárunum 1817-18, H. C. Örsted.

Mynd Sigurðar Guðmundssonar af fyrsta eðlisfræðikennara landsins, Birni Gunnlaugssyni, árið 1859. Björn var þá rúmlega sjötugur.

Bók Örsteds var kennd ein til 1852, en síðan ásamt öðrum bókum næsta aldarfjórðunginn. Fyrsta skólaárið komst Björn aftur á síðu 81 með nemendunum og árið eftir tókst hópnum að komast alla leið á síðu 155 og hafði þá lokið við að lesa tæpan helming bókarinnar á tveimur árum.  Lítið var um tækjabúnað í upphafi, en í skólaskýslum er þess þó getið, að frá og með 1848 hafi sumt verið útskýrt með tilraunum og verkfærum.

Útreikningar tengdir trissum, blökkum og talíum eru sígilt viðfangsefni í aflfræði og hafa glatt nemendur um aldir.  Myndin sýnir síðu úr Naturlærens mechaniske Deel.

Þess má geta, að á handritadeild Þjóðarbókhlöðu er að finna handritið Lbs. 218, 8vo með ýmsu efni eftir Björn. Þar á meðal eru margvíslegar athugasemdir við innihaldið í bók Örsteds, ásamt ýmsum viðbótum og útreikningum. Ég hef ekki skoðað þessar nótur í neinum smáatriðum og veit heldur ekki, hvort Björn hefur notað þær í kennslunni, eða aðeins verið að setja sig betur inn í efnið, sjálfum sér til fróðleiks og skemmtunar.

Á handritadeildinni er einnig að finna handritið ÍB 72 Fol, sem meðal annars hefur að geyma nótur Magnúsar Grímssonar (þess sem þýddi Eðlisfræði Fischers) yfir fyrirlestra Björns frá fyrstu árum eðlisfræðikennslunnar.

Fyrirsögnin á fyrirlestranótum Magnúsar Grímssonar yfir yfirferð Björns Gunnlaugssonar á eðlisfræði Örsteds. Magnús varð stúdent frá Reykjavíkurskóla 1848, svo handritið (ÍB 72 fol) er sennilega frá árunum 1846-48. Eins og sjá má, hefur þessi upphafssíða handritsins einnig verið notuð sem rissblað. Undir sama einkennisnúmeri má einnig finna ýmsar athugasemdir Björns um þýðinguna á Eðlisfræði Fischers.

Af nótum Magnúsar má ráða, að Björn hafi byrjað yfirferðina á ítarlegri umfjöllun um kraftahyggju. Þar gengur hann jafnvel skrefi lengra en Örsted í bókinni og ljóst er á umfjölluninni í handritinu, að Björn hefur tileinkað sér hugmyndafræði rómantísku náttúruspekinnar á námsárum sínum í Kaupmannahöfn.

Eins og Örsted, var Björn ósáttur við atómhyggju þeirra Newtons og Daltons, sem gerði ráð fyrir, að efnið væri samsett úr hörðum, örsmáum, ósamþjappanlegum og ódeilanlegum ögnum í tómarúmi. Í staðinn taldi Björn, í anda kraftahyggju þeirra  Boscovichs, Kants, Schellings og Örsteds, að efnið væri í raun ekki annað en samsafn „frumagna“ (Grunddele), sem mynduðust við stöðuga baráttu aðdráttarkrafta og fráhrindikrafta. Þessar frumagnir væru ávallt í snertingu hver við aðra og stærð þeirra ákvarðaðist af styrkleika kraftana hverju sinni. Þessu er ágætlega lýst á eftirfarandi mynd og meðfylgjandi texta úr handriti Magnúsar.

Á áttundu síðu í handriti Magnúsar að fyrirlestrum Björns (ÍB 72 fol) er þessi teikning. Hún tengist umfjöllun kennarans um 15. greinina í bók Örsteds og í textanum er sagt: „Hér eru sýndar tvær ósegjanlega litlar frumagnir, sem lýsa þensluaflinu eftir hugmynd dynamistanna [þ. e. kraftahyggjumanna]. Geislarnir frá miðdepli sýna hvernig öflin hrinda frá sér. Dynamistarnir segja að frumagnirnar, sem þeir álíta einungis öfl, myndi líkamann, en séu þó ei líkamir í sjálfu sér. Því fleiri sem frumagnirnar eru, því sterkari verður mótstaðan, og hún tálmar þensluaflinu að hrinda öllu út í loptið; því væri ekki mótstaðan, þá gæti engin líkami haft stað, því þensluaflið vill jafna út. Því þéttari sem frumagnirnar eru, því sterkara verður þensluaflið.“

Mun betri lýsingu á kraftahyggju Björns er að finna í hinu mikla ljóði hans, Njólu, en þó einkum í  skýringunum við 436. erindið á síðum 86-89 í frumútgáfunni frá 1842. Þar segir meðal annars:

[Svo] sýnist, sem allt hið þreifanlega sé innifalið í mótspyrnunni, heptri eða tempraðri upp á ýmislegan máta af samloðunaraflinu.

Til að gjöra sér skiljanlegt, hvernig mótspyrnan hagar sér, þá aðgæti maður, t.d. eina handfylli af mold. Kreisti maður hana í lófa sínum, þá spyrnir hún á móti, og það því fastar, sem fastar er kreist. Þessi kraptur geingur út frá moldinni á allar síður, eins og geislar frá sólu, og setur sig á móti þeim krapti, sem lófinn kreistir með, og sækir inn í moldina. Þar mæta því aflgeislar lófans aflgeislum moldarinnar. Sundri maður nú moldar handfyllina, og taki eitt einasta korn, og klípi það milli fingurgómanna, þá sýnir það alla sömu eiginleika og handfyllin áður, að aflgeislar þess spyrna einnig í allar áttir út frá því. Nú er kornið einnig samsett af óteljandi minni pörtum, út frá hverjum einnig aflgeislar gánga, og varna því, að korninu verði samanþrýst í óendanlega lítinn púnkt.

Nú er spurning hvort deiling þessi eða sundrun geti gengið endalaust eða ekki, ef mannleg handastjórn aldrei þryti. Gengi hún endalaust, þá gætu að sönnu harðir líkamir komið þar af, en stæltir líkamir gætu ekki framkomið, vegna þess að þá yrði ekki lát á neinu, nema þar sem brotnaði inn, hvar holur væru, en líkamirnir gætu ekki tekið sig aptur, eða þanið sig út, þegar hætt væri að kreista. Þess vegna má deilingin ekki gánga endalaust, heldur hlýtur maður að ímynda sér loksins aðgreinda púnkta, sem séu án allrar stærðar með svo litlum millibilum, að yfirgángi allan mannlegan rannsóknarkrapt. Frá hverjum þessara púnkta, sem raunar eru ekkert, heldur öldungis tómir, verða að gánga aflstraumar í allar áttir eins og geislar, og spyrna á móti aflgeislum hinna púnktanna. Hér er nú ekkert annað en andlegir kraptar, sem spyrna hver á móti öðrum, og er það almættið sjálft, er spyrnir á móti sjálfu sér.

Í greininni Björn Gunnlaugsson og náttúruspekin í Njólu má finna mun ýtarlegri umfjöllun um kraftahyggju átjándu- og nítjándu aldar, en þó sérstaklega um framsetningu Björns sjálfs (sjá bls. 55-73). Um atómhyggju og aðrar hugmyndir um innstu gerð og eðli efnisins, er hægt að lesa í eftirfarandi heimildum:

Þegar hin merka þýðing Magnúsar Grímssonar á Eðlisfræði Fischers kom út árið 1852, greip Björn Gunnlaugsson tækifærið og valdi hana strax sem kennslubók veturinn 1852-53. Lesnir voru kaflarnir um hljóð, segulmagn, rafmagn og loftsjónir, en í aflfræðinni var áfram stuðst við bók Örsteds. Þessar tvær bækur voru notaðar saman í nokkur ár.  -  Viðbót, 5. maí 2021: Eðlisfræði Fischers er nú komin á vefinn:

Magnús Grímsson, þýðandi Eðlisfræði Fischers.

Í fyrstu útgáfu Dægradvalar frá 1923 minnist Benedikt Gröndal á Magnús og segir af sinni alkunnu meinfýsi (bls. 194):

Magnús þýddi Fischers eðlisfræði með aðstoð Bjarnar Gunnlaugssonar, því sjálfur vissi hann lítið eða ekkert í þeirri grein.

Í handritum Magnúsar er að finna ýmsa kafla um eðlisfræði og af þeim má sjá, að ummæli Benedikts eru langt frá því að vera sanngjörn. Magnús hefur þó að öllum líkindum leitað til Björns um ýmis vafaatriði sem og yfirlestur. Í bókinni eru einnig nokkrar neðanmáls-greinar eftir Björn, sérstaklega merktar honum.

Kaflinn um seguláhrif rafstraums í Eðlisfræði Fischers.

Eðlisfræði eptir J. G. Fischer er þýðing og að nokkru leyti endursögn á dönsku bókinni J. G. Fischers populære Naturlære til Brug i Skoler og ved Selvunderviisning frá 1844. Skólafrömuðurinn og stjórnmálamaðurinn Frederik Frölund þýddi þá bók úr þýsku og aðlagaði lítillega að dönskum aðstæðum.

Þýska útgáfan var frá 1843 og bar nafnið J. H. Hellmuth's Volks-Naturlehre. Zehnte Auflage. Nach dem Tode des Verfassers zum dritten Male bearbeitet von J. G. Fischer. Bókin var vinsælt alþýðurit og jafnframt kennslubók í Þýskalandi og hafði áður komið þar í níu útgáfum. Upphaflegur höfundur var þýski alþýðufræðarinn og presturinn Johann Heinrich Helmuth og bókin kom fyrst út árið 1786 undir heitinu Volksnaturlehre zur Dämpfung des Aberglaubens.

Johann Heinrich Helmuth (1732-1813).

Eftir lát Helmuths tók kennslubókahöfundurinn J. G. Fischer við útgáfunni, en hann kenndi lengi við kennaraskólann í Neuzelle (því miður veit ég ekki mikið meira um Fischer). Vinsældir bókar Helmuths hafa eflaust valdið því, að hluta upphaflega nafnsins var haldið, þegar að Fischer tók við, en jafnframt var annað nafn sett á bókina á sérstöku titilblaði: Elementar-Naturlehre für Lehrer an Seminarien und gehobenen Volksschulen wie auch zum Schul- und Selbstunterrichte methodisch bearbeitet von J. G. Fischer. Fimmtánda og síðasta úgáfa bókarinnar er frá 1855.

Áður en útgáfan frá 1843 kom út, las þýski eðlisfræðingurinn J. H. J. Müller yfir handritið og veitti Fischer jafnframt leyfi til að nota myndir úr bókinni Pouillet's Lehrbuch der Physik Und Meteorologie, für deutsche Verhältnisse frei bearbeitet von Dr. Joh. Müller. (Erster Band; Zweiter Band.), sem kom á prenti þetta sama ár. Þetta fræga eðlisfræðirit Müllers er að hluta byggt á verki franska eðlisfræðingsins  C. S. M. Pouillets.

Ekki er alveg ljóst, hvenær hætt var að að nota Eðlisfræði Fischers við kennsluna í Reykjavíkurskóla, en það kann að hafa verið um það leyti, sem Björn Gunnlaugsson lét af störfum árið 1862. Í staðin var tekin upp bókin Naturlærens chemiske Deel, sem C. L. Petersen, fyrrverandi lærsisvein Örsteds við Fjöllistaskólann, hafði þýtt úr þýsku. Mikilvægt er að hafa í huga, að ekki er um kennslubók í efnafræði að ræða, heldur endurspeglar nafnið hugtakakerfi Örsteds, sem áður hefur verið minnst á. Bókin fjallar um allar helstu greinar eðlisfræði þess tíma, en skólapiltar voru eingöngu látnir lesa kaflana um varmafræði,  rafmagnsfræði og segulfræði. Í aflfræðinni var stuðst við bók Örsteds eins og áður.

Forsíðan á bókinni Naturlærens chemiske Deel í þýðingu C. L. Petersens. Hún var notuð ásamt bók Örsteds við Reykjavíkurskóla frá því um miðjan sjöunda áratuginn og fram til 1876.

Bók Petersens hét fullu nafni Naturlærens chemiske Deel, oversat efter Dr. Joh. Müllers Grundriss der Physik og Meteorologie og kom fyrst út 1851. Höfundurinn var áður-nefndur J. H. J. Müller og á þýsku hét bókin Grundriß der Physik und Meteorologie für Lyceen, Gymnasien, Gewerbe und Realschulen, so wie zum Selbstunterrichte. Hún kom út 1846 og var  stytt og einfölduð útgáfa á fyrrnefndum tveggja binda doðranti þeirra Pouillets og Müllers frá 1843.

Í blálokin á þessu tímabili var farið að nota kennslubókina  Læren om Naturens almindelige Love eftir C. Holten. Eins og áður er getið, var hann lærisveinn og eftirmaður Örsteds og undir sérlega sterkum áhrifum frá meistaranum.  Bókin mun hafa verið notuð á árunum 1876 til 1878.

Sem dæmi um áhrifin, sem Örsted hafði á hugmyndir lærisveina sinna um frumspekilegar undirstöður eðlisfræðinnar, má nefna, að í þriðju útgáfunni af bók Holtens frá 1865 segir um deilingu efnisins (bls. 3-4):

Ved en tilhørlig Kraftanvendelse kan Legemets Sammenhængskraft overvindes, og det kan altsaa deles. Delene kunne atter deles og saaledes videre , indtil de enkelte Dele bliver saa smaa, at de næsten blive umærkelige; men om denne Deling lader sig fortsætte í det Uendelige, eller om der i Materiens Væsen ligger Noget, som sætter en Grændse derfor, kan Erfaringen Intet lære os, og vi kunne derom kun danne os Gisninger med større eller mindre Sandsynlighed. Saameget  synes vist, at Legemerne bestaae af Dele saa smaa, at de hver for sig aldeles ikke kunne opfattes af Sandserne; saadanne Dele kalder man Molekuler eller materielle Punkter, men i de fleste  Tilfælde ville vi kalde dem Smaadele.

Holten forðast hér að nota orðið atóm og þótt hann tali um „Molekuler“, þá vísar orðalagið „materielle Punkter“ beint til kraftahyggjunar.

Í kaflanum um deilingu efnisins í kennslubók Fischers, er fjallað um atóm og mólikúl, bæði í þýsku frumútgáfunni frá 1843 (bls. 14-17) og dönsku þýðingunni frá 1844 (bls. 11-13). Hvorugt hugtakið kemur hins vegar fyrir í þýðingu Magnúsar Grímssonar á viðkomandi kafla. Þar segir (bls. 13-14):

Hlutan eða skiptíngu líkama köllum vér þann eiginlegleika, að honum verður skipt í parta. Vér getum brotið steininn, bútað járnið, limað dýrin, klofið hárið, flett trénu, rifið klæðið, skorið skinnið, o. s. frv. Það er með öðrum orðum, að vér getum skipt hverjum líkama í parta, og því smærri parta, sem honum verður skipt í, því smágjörfari köllum vér hann, og því nákvæmari er skiptingin. [...] En nú verður oss að spyrja, hvort skiptíng líkamanna eigi sér engin takmörk, engan enda. Þá er fyrst aðgætanda, að skiptíng er tvennskonar: stærðfræðisleg og aflfræðisleg. Hin fyrri á sér engin takmörk, því svo lengi sem maður getur hugsað sér líkama-rúm, svo lengi getur maður og hugsað sér því skipt í smærri parta. Hin aflfræðislega skiptíng er þar á móti takmörkuð við næmleika íþróttarinnar og eðli líkamanna.

Hér forðast Magnús greinilega að gefa atómhyggjunni undir fótinn og sennilegasta skýringin er sú, að hann var sjálfur kraftahyggjumaður. Til samanburðar má geta þess, að öll umfjöllun um innstu gerð efnisins í bókum Müllers er byggð á atómhyggju, enda hafði hann á sínum tíma samið doktorsritgerð undir leiðsögn hins merka þýska efnafræðings J. Liebigs.

 

Stjörnufræðikennslan til 1877

Þrátt fyrir að Björn Gunnlaugsson hafi byrjað að kenna við Bessastaðaskóla haustið 1822, var stjörnufræði aldrei kennd þar formlega. Hennar er heldur ekki getið í fyrstu skýrslum Reykjavíkurskóla og svo virðist sem kennsla í greininni hafi ekki hafist fyrr en 1853.

Fram að þeim tíma gátu áhugasamir skólapiltar að sjálfsögðu kynnt sér dönsk rit um stjörnufræði á eigin spýtur. Árið 1842 gafst þeim og öðrum landsmönnum hins vegar gullið tækifæri til að lesa um nýjungar í stjönufræði og heimsfræði á íslensku. Þá um vorið komu út tvö rit, sem öðlast hafa sérstakan sess í sögu alþýðufræðslu á Íslandi. Björn Gunnlaugsson sendi frá sér Njólu, heillandi ljóð um sköpunarverkið og tilgang þess frá sjónarhóli stjörnufræði, náttúruspeki, náttúruguðfræði og markhyggju (sjá nánar hér). Um svipað leyti kom út snilldarþýðing Jónasar Hallgrímssonar á verkinu Populært Foredrag over Astronomien undir heitinu Stjörnufræði, ljett og handa alþíðu.

Jónas Hallgrímsson, þýðandi Stjörnufræði Ursins.

Höfundur Stjörnufræðinnar, G. F. Ursin, var þekktur stærðfræðingur og stjörnufræðingur í Danmörku. Hann lauk öðru lærdómsprófi tveimur árum á undan Birni Gunnlaugssyni, hlaut gullmedalíu Háskólans í stærðfræði eins og Björn, og vann einnig við landmælingar hjá H. C. Schumacher. Hann lærði eðlisfræði hjá Örsted og var einn að þeim, sem kom að stofnun Fjöllistaskólans. Jafnframt var hann um skeið kennari við skólann. Ursin var og höfundur fyrstu kennslubókanna í stærðfræði (reikningi og rúmfræði), sem Björn kenndi í Reykjavíkurskóla og hafði reyndar áður kennt við Bessastaðaskóla.

Georg Frederik Ursin (1797-1849). Teikning eftir máverki C. Simonsens.

Hér er einnig ástæða til að nefna, að skömmu áður en Reykjavíkurskóli tók til starfa gaf Björn Gunnlaugsson út leiðbeiningar um stjörnuskoðun undir nafninu Leiðarvísir til að þekkja stjörnur (Fyrri parturinn,1845 ; Síðari parturinn, 1846). Verkið hefur eflaust reynst gagnlegt þeim skólapiltum og öðrum landsmönnum, sem höfðu sérstakan áhuga á fegurð stjörnuhiminsins.

Það er ekki fyrr en langt var liðið á tuttugustu öldina, sem skólaskýrslur geta um stjörnufræði sem sjálfstæða kennslugrein við Reykjavíkurskóla. Fram að þeim tíma virðist hún einungis hafa verið kennd sem hluti af öðrum greinum, einkum þó eðlisfræði (náttúrufræði) og stundum stærðfræði.

Fyrstu heimildir um stjörnufræðikennsluna er að finna í handritinu Lbs. 2010, 4to, sem inniheldur nótur yfir fyrirlestra Björns Gunnlaugssonar um himinhvelið og stjörnurnar frá vetrinum 1853-54. Nánari könnun á þessu handriti bíður betri tíma, en við fyrstu sýn virðist það eingöngu innihalda hið staðlaða námsefni í stjörnufræði á nítjándu öld.

Forsíðan á handriti Gunnlaugs P. Blöndals, síðar sýslumanns, yfir fyrirlestra Björns Gunnlaugssonar í stjörnufræði, kennsluárið 1853-54 (Lbs. 2010 4to). Í fyrirlestrunum vísar Björn sums staðar í eðlisfræði Örsteds, m.a. í grein 231, þar sem fjallað er um Keplerslögmálin þrjú.

Stjörnufræðin mun hafa verið kennd með fyrirlestrum næstu þrjú árin og það er ekki fyrr en haustið 1857, sem nemendur fengu fyrstu kennslubókina til lestrar. Þar var um að ræða Lærebog i Astronomien for Skoler eftir danska stærðfræðinginn og stjórnmálamanninn C. E. Mundt. Hún þótti í þyngra lagi og árið 1859 var því tekin upp styttri og einfaldari gerð, Grundtræk af Astronomien, eftir sama höfund. Sú bók var notuð til 1877.

Carl Emil Mundt (1802-1873).

Forsíður fyrstu kennslubókanna í stjörnufræði, sem notaðar voru við Reykjavíkurskóla. Höfundur þeirra beggja var Daninn Carl Emil Mundt. Frá 1857 til 1859 var stuðst við rit hans, Lærebog i Astronomien, en á tímabilinu 1859-77 var lesið eftir hann mun styttra og einfaldara yfirlit, Grundtræk af Astronomien.

Efnisyfirlit bókar Mundts, Grundtræk af Astronomien frá 1859. Þetta er að meira eða minna leyti hið staðlaða námsefni í stjörnufræði á nítjándu öld og langt fram eftir þeirri tuttugustu.

 

Kennslubækur í eðlisfræði, efnafræði og stjörnufræði við Reykjavíkurskóla 1877 - 1930

Eins og áður hefur komið fram, var verulega dregið úr kennslu í stærðfræði við Reykja-víkurskóla með reglugerðinni frá 1877 og hafði sú breyting bæði neikvæð og langvinn áhrif á raungreinakennsluna. Upphaf tímabilsins, sem hér er fjallað um, er því miðað við það ár.

Lokaárið 1930 er hins vegar valið af öðrum ástæðum. Þá var Menntaskólinn á Akureyri stofnaður og um svipað leyti tóku fyrstu stærðfræðideildarnemendur þeirra Ólafs Daníelssonar og Þorkels Þorkelssonar, sem lagt höfðu fyrir sig raunvísindi í háskóla, að koma heim frá námi. Þar á meðal voru þeir Sigurkarl Stefánsson stærðfræðingur, Steinþór Sigurðsson stjörnufræðingur og Trausti Einasson stjörnufræðingur. Einnig má segja, að í kringum 1930 hafi meirihluti Íslendinga verið búinn að frétta af hinum byltingakenndu nýjungum í raunvísindum, sem tengdust afstæðiskenningu og skammtafræði.

Hvað varðar eðlisfræðikennsluna í Reykjavíkurskóla á þessu tímabili má nefna, að haustið 1878 var byrjað að lesa bók Karls Schmidt, Mindre Lærebog i Fysik, sem mun hafa verið notuð allt til 1908. Kennsluárið 1906-07 var jafnframt stuðst við íslensku útgáfuna af annarri bók hans, Naturlærens Begyndelsesgrunde, sem Jón Þórarinsson fræðslumála-stjóri hafði þýtt og kallað Kennslubók í náttúrufræði handa alþýðuskólum.

Árið 1907 var byrjað að kenna bækur Th. Sundorphs (sjá  hér, bls. 24), Fysik for Mellemskolen I og II og Kemi for Mellemskolen, og voru þær notaðar til 1919, þegar lærdómsdeildinni var skipt í máladeild og stærðfræðideild. Eðlisfræði Sundorphs var kennd áfram í máladeildinni til 1930, en efnafræði hans aðeins til 1928 . Næstu tvö árin lásu nemendur í máladeild Ágrip af efnafræði eftir Bjarna Jósepsson efnaverkfræðing.

Í stærðfræðideildinni var notast við nýjar eðlisfræðibækur í rúm tíu ár, eða frá 1919 til 1930. Þær voru Mekanisk Fysik for Gymnasiet og Varmelære for Gymnasiet eftir Th. Sundorph og einnig Lærebog i Magnetisme og Elektricitet og Lærebog i Optik eftir F. Barmwater. Í efnafræði var lesin bók J. Petersens, Kemi for Gymnasiet, frá 1919 til 1928 og síðan Ágrip af efnafræði eftir Bjarna Jósepsson næstu tvö árin.

Í stjörnufræði var hætt að kenna bók Mundts haustið 1877, og næstu tuttugu árin var í staðinn lesin Kortfattet Lærebog i Astronomien til Skolebrug eftir G. S. Jørgensen. Eftir það var aftur skipt yfir í heldur þyngra lesefni, sem notað var til loka tímabilsins:

Laust fyrir aldamótin 1900 eignaðist Reykjavíkurskóli vandaðan linsusjónauka fyrir kennsluna í stjörnufræði. Ég fékk að kíkja í hann sem nemandi veturinn 1966-67 og notaði hann síðan öðru hverju sjálfur við kennslu í MR á árunum 1971-78.  -  Myndin er úr DV, tekin á sögusýningu í tilefni af 145 ára afmæli skólans (sjá einnig hér ).

 

Viðauki: Ýmsar fróðlegar heimildir

Hér eru taldar upp nokkrar ritsmíðar, þar sem meðal annars er fjallað um kennslu og alþýðufræðslu í raunvísindum á Íslandi fyrr á tímum (athugið að listinn er ekki tæmandi):

Viðbót 1 (21. desember 2019). Desemberhefti tímaritsins Kvant (nr. 4, 2019) fjallar að mestu um H. C. Örsted og verk hans. Tilefnið er, að næsta ár verða 200 ár liðin frá hinni merku uppgötvun á seguláhrifum rafstraums.

Viðbót 2 (7. janúar 2020). Trausti Jónsson veðurfræðingur sendi mér tölvuskeyti í gær þar sem hann benti mér á nokkuð, sem ég vissi ekki áður, þ.e. „að fyrstu árin sem Jón Þorsteinsson [landlæknir] athugaði veður hér í Reykjavík (frá 1820) stílaði hann öll bréf sem fylgdu með skýrslunum til Örsted - og sömuleiðis skýrslu sem hann gerði um ferð í Reykholtsdal þar sem hann kannaði hveri. [...] Mælingar Jóns voru á vegum Vísindafélagsins og hófust í ágúst 1820 - þá var Jón nýkominn frá Kaupmannahöfn og hefur örugglega hitt Örsted áður en hann fór heim - einmitt um þær mundir sem hann vann að rafsegultilraununum. Jón hafði notið sérstaks styrks til náttúrufræðináms og rakst ég á auglýsingu þar sem fjallað er um næstu styrkþega á eftir Jóni (1820). Ég legg með mynd af síðu úr Lovsamling for Island (8.bindi, s.144) þar sem styrksins er getið. Þar kemur fram að Gísli Brynjúlfsson hafði sótt efnafræðitíma hjá Örsted. Gísli var styrkþegi til 1823, en lauk það ár doktorsprófi í heimspeki (fyrir rúnarannsóknir). Hann gerðist einnig veðurathugunarmaður á vegum Vísindafélagsins, en á Hólmum í Reyðarfirði. Var varla byrjaður á því þegar hann drukknaði sviplega 1827.  Ég legg einnig með greinarstúf sem ég skrifaði ásamt Bjarna Guðráðssyni í tímaritið Borgfirðing fyrir nokkrum árum - þar koma dálítil skrif Jóns til Örsted lítillega við sögu.“

Í sögu danska Vísindafélagsins frá 1843 er getið um þessar mælingar. Þar kemur meðal annars fram, að það var ritari félagsins, H. C. Örsted, sem átti frumkvæðið að þessu veðurathuganaátaki, sem náði ekki aðeins til Íslands, heldur margra annarra staða í Danaveldi (sjá bls. 476-480). Það vekur sérstaka athygli, að ákvörðun um þetta verkefni var tekin í apríl 1820, sama mánuði og Örsted gerði sína frægu uppgötvun.

Um Einar H. Guðmundsson

Prófessor emeritus við Háskóla Íslands - Tölvupóstfang: einar@hi.is - Vefsíða: https://notendur.hi.is/einar/
Þessi færsla var birt undir Eðlisfræði, Efnafræði, Nítjánda öldin, Stærðfræði, Stjörnufræði, Tuttugasta öldin. Bókamerkja beinan tengil.