Stjörnu-Oddi Helgason

Posted on: 15/05/2018 by Einar H. Guðmundsson

Með því að smella hér er hægt að nálgast ritsmíðar um Stjörnu-Odda og verk hans.

Birt í Miðaldir, Stærðfræði, Stjörnufræði

Rasmus Lievog og stjörnuathuganirnar í Lambhúsum

Posted on: 22/04/2018 by Einar H. Guðmundsson

Í lok færslu um Eyjólf Jónsson stjörnumeistara var sagt frá aðdragandanum að komu eftirmanns hans, Rasmusar Lievog, til Íslands haustið 1779. Lievog starfaði hér við vægast sagt erfiðar aðstæður í rúman aldarfjórðung, eða til ársins 1805, þegar hann fluttist alfarinn til Kaupmannahafnar, sextíu og sjö ára gamall.

Niðurstöður úr mælingum og athugunum Lievogs, bæði í Sívalaturni og í Lambhúsum, voru þekktar meðal stærðfræðilegra lærdómsmanna í Evrópu á sínum tíma. Ástæðan var sú, að yfirmaður hans, prófessor Thomas Bugge, sá til þess að þær væru birtar, ekki aðeins í ritum danska vísindafélagsins, heldur einnig í árlegum evrópskum stjörnualmanökum og víðar. Þær komu og að góðum notum bæði á nítjándu og tuttugustu öld, eins og nánar er fjallað um í sérstakri færslu. Enn þann dag í dag má sjá vitnað í þessar rannsóknir, bæði í erlendum og innlendum fræðiritum (sjá til dæmis hér, hér og hér).

Eina myndin af Rasmusi Lievog stjörnumeistara sem ég hef rekist á. Hún birtist í Stúdentablaðinu í maí 2008.

Rasmus Lievog (1738-1811) var ættaður frá Sunnmæri í Vestur Noregi. Hann innritaðist í Háskólann í Kaupmannahöfn í desember 1768, þá þrítugur að aldri. Einkakennari hans (praeceptor privatus) var Norðmaðurinn, Joachim F. Ramus, sem einnig hafði verið einkakennari Eggerts Ólafssonar rúmum tuttugu árum áður.

Eins og meirihluti Hafnarstúdenta á þessum tíma lauk Lievog guðfræðiprófi frá Hafnarháskóla, en 1775 gerðist hann aðstoðarmaður Christians Horrebow í Sívalaturni. Þar stundaði hann meðal annars athuganir á sólblettum og hélt því áfram, eftir að Bugge tók við af Horrebow árið 1777. Eftir komuna til Íslands fylgdist hann einnig vel með sólinni, eins og sjá má á eftirfarandi mynd úr einni af dagbókum hans.

Tvær síður úr stjarnmælingabók Lievogs frá vorinu 1791. Teikningin efst til hægri sýnir hringmyrkva á sólu, sem stjörnumeistarinn fylgdist með 3. apríl það ár. Þar fyrir neðan er mynd af stöðu sólbletta skömmu fyrir myrkvann. Teikningarnar til vinstri sýna sólblettina daginn áður, eins og þeir birtust í tveimur mismunandi sjónaukum. Nánari upplýsingar um myrkvann má finna hér.

Í erindisbréfi Lievogs frá 21. apríl 1779 er tekið fram, að auk launa skuli hann fá bæinn Lambhús til ókeypis búsetu og að þar skuli reist fyrir hann athugunarstöð. Stiftamtmaður eigi að hafa yfirumsjón með framkvæmdum og kostnaði við bygginguna.

Stjörnumeistarinn átti að byrja á því að kanna nákvæmni mælitækja sinna. Þar var bæði um að ræða gamlan hábaugshring (Rota meridiana) úr Sívalaturni, sem hann hafi tekið með sér til Íslands, og tæki forvera hans, Eyjólfs Jónssonar, sem geymd voru hjá stiftamtmanni. Tekið er sérstaklega fram, að stöðugt skuli fylgst vel með nákvæmni mælitækjanna.

Hábaugshringinn átti einkum að nota til að ákvarða sannan sóltíma, en einnig til annarra athugana. Með kvaðrantinum skyldi ákvarða pólhæðina og þar með breiddargráðu athugunarstaðarins. Jafnframt til að finna bæði suðurhæð og norðurhæð valinna stjarna á sönnu hádegi.

Til viðbótar skyldi stjörnumeistarinn fylgjast grannt með myrkvum Júpíterstungla, sól- og tunglmyrkvum sem og stjörnumyrkvum. Ástæðan var fyrst og fremst sú, að myrkvana má nota til að ákvaðra lengdargráðu athugunarstaðarins.

Þá þurfi Lievog einnig að fylgjast með hreyfingum reikistjarna og tilfallandi halastjarna og gera daglegar hita- og þrýstingsmælingar ásamt því að fylgjast með vindum og veðri.

Eins og í erindisbréfi Eyjólfs Jónssonar er lögð rík áhersla á það, að haldin sé ítarleg og auðskilin dagbók um mælingarnar. Afrit af henni skuli sent Vísindafélaginu einu sinni á ári, eftir að stiftamtmaður hafi sannreynt og vottað afritið. Þá skuli stjörnumeistarinn vera í nánu bréfasambandi við prófessorinn í stjörnufræði við Hafnarháskóla og aðra stærðfræðilega lærdómsmenn í Vísindafélaginu, og fara að fyrirmælum þeirra um athuganir. Ef hann vanti bækur, mælitæki eða handverkfæri geti hann snúið sér til Vísindafélagsins eða prófessorsins í stjörnufræði.

Prófessor Thomas Bugge var yfirmaður Rasmusar Lievog stjörnumeistara. Hann var jafnframt yfirmaður Stefáns Björnssonar reiknimeistara við þríhyrningamælingarnar í Danmörku á átjándu öld.

Þeir stiftamtmenn, sem áttu að sjá til þess að aðstaða Lievogs hér á landi væri viðunandi, voru, hver á eftir öðrum, hinn vingjarnlegi og réttsýni Norðmaður Lauritz Thodal, hinn drambsami þýsk-danski aðalsmaður Hans von Levetzow og Íslendingurinn Ólafur Stephensen. Um samskipti Lievogs við þá og ýmsa aðra í tengslum við launamál, jarðarbætur og byggingaframkvæmdir í Lambhúsum er víða fjallað, til dæmis hér, hér og hér. Þarna má jafnframt lesa um hugmyndir eins og þær að gera Lievog að kennara við Hólavallaskóla, eða koma á fót barnaskóla og jafnvel siglingaskóla í Lambhúsum undir hans stjórn. Einnig kom til umræðu að flytja stjörnuturninn til Reykjavíkur. Ekkert varð þó úr slíkum áformum.

Tilgangur mælinganna

Þótt það komi kannski ekki sérlega skýrt fram í erindisbréfinu, er ljóst að prófessor Bugge hafði mestan áhuga á mælingum er tengdust lengdarákvörðunum. Vorið 1781 segir hann til dæmis í bréfi til danska kansellísins (bls. 73) að Lievog hafi sinnt athugunum á Íslandi af kostgæfni og að mikilvægt sé, að hann fái nægjanlega góða athugunarstöð, svo hann

for det første kunde giøre saa mange Observationer paa Jupiters Drabanter, at man der af kunne udfinde Længden af Island, hvor om man endnu er meget uvis.

Og í erindi á fundi í Vísindafélaginu haustið 1787 segir hann (bls. 328-29) að athugunarstöðin í Lambhúsum sé

forsynet med de paa Kiøbenhavns Observatorium forhen værende Instrumenter. Vel ere disse ei af de bedste og fuldkomneste; men have de været gode nok her i Kiøbenhavn til Aaret 1777, saa kunne de dog vel endu være brugelige nok i Island, hvor man dog ikke forlange andet, end Observationer til Længdens Bestemmelse.

Á seinni hluta átjándu aldar skiptu slíkar hnattstöðumælingar Dani miklu vegna nýlenduumsvifa, verslunar, siglinga og kortagerðar. Stjarnmælingar gegndu lykilhlutverki í þessu sambandi og þess vegna var athugunarstöðvum komið upp víða í Danaveldi. Lambhúsastöðin var einn þeirra og á dögum Bugges voru álíka stöðvar einnig á Vardø í Norður-Noregi, Trankebar á Indlandi og í Godthåb á Grænlandi. Prófessorinn hafði yfirumsjón með mælingunum og höfuðstöðvarnar voru í Sívalaturni.

Af ýmsum ástæðum tók mikilvægi þessara stöðva mjög að dvína, þegar líða tók á tíunda áratuginn. Hér á landi hófust „strandmælingarnar síðari“ árið 1801 og skömmu síðar var Lambhúsastöðin lögð niður.

Þess má geta, að á átjándu öld voru hnattstöðumælingar eitt helsta viðfangsefni svo til allra ríkisrekinna stjörnuathugunarstöðva í Evrópu og þar voru jafnframt stundaðar ýmsar aðrar rútínumælingar (sjá t.d. hér, bls. 98-99). Forstöðumenn stöðvanna mótuðu þó stundum ný verkefni, sem einstaka sinnum leiddu til nýrra uppgötvana.

Þótt þessi færsla fjalli fyrst og fremst um stjörnuathuganir Lievogs hér á landi, verður einnig farið örfáum orðum um aðrar mælingar hans. Auk útgefinna mæliniðurstaða, eru helstu heimildirnar mælingadagbækur stjörnumeistarans, sem geymdar eru á handritadeild Landsbókasafns Íslands - Háskólabókasafns. Veðurdagbækur eru til fyrir árin 1779-1785 og 1787-1789 og stjarnmælingabækur fyrir árin 1779-1794 (og 1796). - Sjá einnig Viðbót 1 aftast í færslunni.

Forsíðan á einni af stjarnmælingabókum Lievogs. Hér fyrir árið 1794: Astronomiske Observationer, som efter Kongelig Allernaadigste Befalning og Bekostning ere giorte i Aaret 1794 i det Kongl. Observatorio paa Gaarden Lambhuus i Guldbringe Syssel i Island af Rasmus Lievog.

Fyrstu stjörnuathuganir Lievogs á Íslandi

Eftir að Lievog kom til landsins sumarið 1779 bjó hann fyrstu mánuðina hjá Thodal stiftamtmanni á Bessastöðum á meðan verið var að ganga frá væntanlegu heimili hans í Lambhúsum. Þangað fluttist hann svo um jólin sama ár.

Fyrsta stjarnmælingabók Lievogs nær yfir tímabilið frá byrjun september 1779 til júlíloka 1780. Samkvæmt henni byrjaði hann á því að hreinsa og lagfæra mælitækin, sem Eyjólfur Jónsson hafði komið með frá Kaupmannahöfn vorið 1770. Að því loknu gerði hann tilraun til að nota þau til stjörnuathugana.

Fyrstu athuganirnar voru framkvæmdar á lofti Bessastaðastofu þar sem Lievog hafði fengið herbergi með suðurglugga til umráða. Þar hengdi hann upp pendúlklukkurnar tvær og kom fyrir þriggja feta (94,2 sm) linsusjónauka í glugganum, einkum til að fylgjast með hágöngu sólar og fastastjarna. Sjónaukinn var þó það óstöðugur á gluggastæðinu, að stjörnumeistarinn treysti ekki mæliniðurstöðunum.

Kvaðranturinn (með þriggja feta linsusjónauka) var geymdur á gólfinu fyrir framan herbergið og þegar Lievog vildi nota hann til mælinga þurfti hann fyrst að rogast með hann og tilheyrandi stæði niður stigann og út undir bert loft. Vegna veðurs hafði hann þó sjaldnast árangur sem erfiði. Nær undantekningarlaust var hann vart búinn að stilla tækinu upp, þegar ský birtust á himni eða það fór að hvessa og lóðið (sem ákvarðaði lóðlínuna) tók að sveiflast fram og aftur. Lítið var hægt að mæla með kvaðrantinum við slíkar aðstæður. Íslenskir vindar gerðu það einnig að verkum, að tólf feta linsusjónaukinn (3,77 m) kom að takmörkuðu gagni vegna titrings.

Þessi rómantíska mynd frá fyrri hluta átjándu aldar sýnir stjörnufræðinga rannsaka stjörnuhimininn með löngum linsusjónauka og kvaðranti. Þarna eru allar aðstæður greinilega mun blíðari en þær, sem Lievog þurfti við að glíma, fyrst á Bessastöðum fyrri hluta vetrar 1779 og síðan í Lambhúsum, allt þar til stjörnuturninn var reistur þar 1783.

Fyrstu velheppnuðu athuganir Lievogs tengdust tunglmyrkvanum 23. nóvember 1779. Þær fóru fram í kulda og trekki í litlu útihúsi á Bessastöðum með útsýni til myrkvans á austurhimni. Inni hafði Lievog komið fyrir fimm og hálfs feta (1,73 m) linsusjónauka og pendúlklukku. Þrátt fyrir að norðanvindurinn hristi sjónaukann öðru hverju, náði stjörnumeistarnn mörgum góðum mælingum. Að myrkvanum loknum setti hann kvaðrantinn niður fyrir utan húsið í skjóli við opna hurðina og mældi með honum hæð nokkurra fastastjarna. Það gerði honum meðal annars kleift að leiðrétta tímamælingarnar síðar. Bæði Thodal og Levetzow voru viðstaddir og að auki aðstoðaði stjúpsonur Thodals, Peder Klow, stjörnumeistarann við mælingarnar með því að upplýsa hann stöðugt um hvað tímanum liði.

Árið 1784 birti Thomas Bugge niðurstöður þessara myrkvamælinga ásamt ýmsum öðrum mælingum Lievogs í ritinu Observationes Astronomicae (bls. xciv-xcv). Í beinu framhaldi (bls. xcv-xcvi) sýndi Bugge hvernig mælingarnar voru notaðar til að reikna lengd Bessastaða miðað við Danzig (nú Gdansk), Dresden og Kaupmannahöfn. Bugge birti myrkvamælingarnar einnig í Berlínaralmanakinu fyrir árið 1787 (bls. 162).

Stjarnmælingar í heimahúsum

Eins og fyrr var getið, fluttist Lievog til Lambhúsa um jólin 1779 og hafði með sér öll sín mælitæki (nánari lýsingu á húsakynnum má finna hér, bls. 69-70). Aðeins tveimur mánuðum síðar kvæntist hann norskri konu, Hedvig Andreu Morland (1735-1805). Þau bjuggu í Lambhúsum í aldarfjórðung og munu hafa verið barnlaus. Hedvig dó í ársbyrjun 1805 og síðar sama ár fluttist Lievog alfarinn til Kaupmannahafnar.

Kortið sýnir hvar bærinn Lambhús stóð á sínum tíma, um það bil miðja vegu milli Bessastaðakirkju og hliðsins á núverandi afleggjara til Bessastaða. Þarna eru nú engar sjáanlegar minjar, hvorki um bæinn né stjörnuturn Lievogs. Myndin er úr grein Jóns Eyþórssonar frá 1962 (bls. 43).

Stjörnuturninn komst ekki gagnið fyrr en í árslok 1783 og og í millitíðinni þurfti Lievog að framkvæma allar sínar mælingar innan veggja heimilisins eða utandyra í næsta nágrenni. Það gekk oft brösulega vegna veðurs og vinda. Erfitt var halda tólf feta sjónaukanum stöðugum í vindhviðum, hvort heldur var úti við eða inni í stofunni, en þar þurfti Lievog að taka úr suðurglugga til að geta beitt sjónaukanum. Oft var frostið svo mikið, að hann náði ekki glugganum úr og þegar það tókst féll móða iðulega á linsurnar, jafnvel þótt stofan væri ekki upphituð.

Klukkurnar tvær hengdi hann upp innandyra við stofugluggann til að geta heyrt sekúnduslögin við mælingar utandyra. Glugginn var ekki nógu hár til að hægt væri að nota kvaðrantinn inni í stofunni, svo hann kom fyrir nokkrum steinum við suðausturhorn hússins sem undirstöðu fyrir kvaðrantstæðið. Í hvert sinn, sem hann vildi mæla, þurfti hann, eins og á Bessastöðum, að rogast út með kvaðrantinn og stæðið. Og eins og áður spillti veðrið oft fyrir.

Sjá má á dagbókum Lievogs frá þessu tímabili, að þrátt fyrir erfiðar aðstæður, tókst honum stundum að ná furðu góðum mælingum. Auk stjarnmælinganna sinnti hann jafnframt veðurathugunum af mikilli samviskusemi, kannaði misvísun áttavita og fylgdist með norðurljósum og sjávarföllum.

Ekki er vitað með vissu, hvenær bygging athugunarstöðvarinnar hófst, en Lievog færði fyrstu mælingar sínar í turninum til bókar á aðventunni 1783. Loft var þá lævi blandið, því Skaftáreldar höfðu hafist í byrjun júní sama ár með tilheyrandi Móðuharðindum.

Athugunarstöðin

Farið var að huga fyrir alvöru að byggingu stjörnuturnsins í Lambhúsum í byrjun árs 1781 (hér má lesa um tilraun Eyjólfs Jónssonar til að koma þar upp athugunarstöð 1775). Að beiðni kansellísins samdi Bugge stutta greinargerð (sjá hér, bls. 72) um æskilega stærð hans og lögun. Með greinargerðinni fylgdi grunnteikning prófessorsins, sem nú mun reyndar glötuð. Meðal annars lagði Bugge til, að byggingin yrði 10 álna (6,3 m) löng, 8 álna (5 m) breið og 6 álna (3,8 m) há. Á henni þyrftu að vera raufar með rennilokum, ein fyrir hábaugshringinn og önnur fyrir kvaðrantinn. Einnig tók hann fram, að eðlilegt væri að víkja frá teikningunni, ef aðstæður krefðu.

Við byggingu turnsins mun að mestu hafa verið farið að tillögum Bugges. Af teikningu Lievogs hér fyrir neðan og framlögðum reikningum vegna framkvæmdanna má þó sjá (bls. 25-28 og 17), að ýmsu hefur verið breytt, meðal annars útlínum turnsins og fjölda raufa.

Skömmu eftir að Lievog hóf mælingar í hinum nýja störnuturni í árslok 1783 skrifaði hann í dagbók sína, að fjarlægðin frá austurgafli athugunarstöðvarinnar að syðri skorsteininum á Bessastaðastofu væri um 970 álnir (609 m) í stefnu 64,5° austan við norður. Aftan við stjarnmælingabók hans fyrir tímabilið frá júlí 1785 til júlí 1786 er svo að finna grunnteikningu stjörnumeistarans af turninum, eins og hann var þá.

Grunnteikning Lievogs af athugunarstöðinni í Lambhúsum (frá 1785-86?). Á henni tákna N, Ø, S og V höfuðáttirnar fjórar. Hliðalengd stjörnuturnsins sjálfs er 8 álnir (5 m) og a, b, c og d eru hornpunktar hans. Hæð turnsins er óþekkt, en í bréfi Bugges frá 1781 er miðað við 6 álnir (3,8 m). Dyrnar að turninum eru á norðurhliðinni, táknaðar með O. Steinstólpar fyrir endana (t og v) á ás hábaugshringsins (Rota meridiana) eru táknaðir með i (inni í turninum) og k (fyrir utan). Endar sjónaukans á hringnum eru táknaðir með r og s. Klukkur eru á stöðum l, m og n. Á norðurhliðinni er rauf með renniloku (p) fyrir sjónauka hábaugshringsins. Útskot fyrir kvaðrantinn er táknað með e, f, g og h. Hliðalengdin er 3,3 álnir (2 m), en hæðin óþekkt. Stæðið fyrir kvaðrantinn er táknað með x, y, z og æ. Á suðurhlið útskotsins er rauf með renniloku (q) fyrir sjónauka kvaðrantsins.

Þarna stundaði Lievog mælingar af miklu kappi á árunum frá 1784 og vel fram eftir tíunda áratugnum. Flestar mæliniðurstöðurnar, sem Bugge birti frá Lambhúsum, voru og frá því tímabili, eins og nánar verður vikið að síðar.

Sumarið 1789 kom Englendingurinn Sir John Stanley í heimsókn til Íslands ásamt fríðu föruneyti. Í hópnum var John Baine (f. 1754), skoskur landmælingamaður og kennari í stærðfræðilegum lærdómslistum í Edinborg. Í dagbók, sem hann hélt um ferðina, má lesa um heimsókn hans til Lambhúsa þar sem hann átti erindi við Lievog. Á einum stað lýsir hann stjörnuturninum svo (bls. 84):

Mr. Lievog obligingly shew'd me the Obsery. the house is well enough and his contrivances for keeping out the Wind are very proper for that purpose he has openings in all directions the house beeing of Wood, and in these openings there are sliding Shutters that admit no more than what is indispensably necessary for the view.

Við sama tækifæri teiknaði Baine mynd af Lambhúsum og athugunarstöðinni, þá einu sem til er.

Mynd Johns Baine af stjörnuathugunarstöðinni í Lambhúsum sumarið 1789. Við hliðina á turninum er heimili stjörnumeistarans og lengra í burtu er bústaður stiftamtmanns. Ekki er ljóst hversu nákvæm myndin er; til dæmis ber henni ekki saman við grunnteikningu Lievogs (sjá fyrri mynd).

Mynd Baines hefur með tímanum orðið vel þekkt hér á landi. Eftirmynd hennar prýðir til dæmis íslenskt frímerki, sem gefið var út á alþjóðlegu ári stjörnufræðinnar 2009, en þá voru liðin 226 ár frá byggingu turnsins.

Tveir stjörnuturnar. Til vinstri: Sívaliturn á þriggja alda afmæli turnsins árið 1942. Stjörnuathugunarstöðin er á þakinu (mikið breytt frá því á átjándu öld; sjá t.d. hér). Þarna starfaði Lievog frá 1775 til 1779. Til hægri: Stjörnuturninn í Lambhúsum (hönnuður frímerkis: Örn Smári Gíslason, eftir teikningu Baines). Þar sinnti Lievog athugunum frá 1783 til 1805.

Tækjakostur Lievogs

Þegar Lievog kom til landsins sumarið 1779 hafði hann með sér gamlan hábaugshring úr tækjasafni Sívalaturns. Á Bessastöðum biðu svo eftir honum mælitækin, sem Eyjólfur Jónsson hafði tekið með sér frá Kaupmannahöfn níu árum áður, eða fengið send þaðan síðar.

Meðal tækja Eyjólfs voru þriggja feta kvaðrantur, tíu feta Dollond-sjónauki, án skrúfumælis, tvær einfaldar pendúlklukkur og þriggja feta sjónauki til tímaákvarðana. Einnig áttavitar til misvísunarmælinga, þrír loftþrýstingsmælar, þrír lofthitamælar og ýmis handverkfæri.

Samkvæmt stjarnmælingabókum Lievogs var kvaðrantur Eyjólfs sá hinn sami og Maximilian Hell hafði notað á Vardø við mælingar á þvergöngu Venusar í júní 1769 . Þetta gæti einnig átt við um sum af hinum mælitækjunum, en um það skortir heimildir.

Eins og fjallað er um í færslunni um Eyjólf Jónsson komu Hell og samferðamenn hans við í Kaupmannahöfn á leiðinni til Vardø. Þar ræddu þeir við ráðamenn og prófessora Háskólans. Christian Horrebow lánaði þeim ýmis tæki til mælinga, þar á meðal pendúlklukku, tíu feta Dollond-sjónauka og tvo kvaðranta, einn tveggja feta ferðakvaðrant og annan þriggja feta úr dönsku stáli á stæði. Þann síðarnefnda hafði Svíinn Johannes Ahl (1729-95) smíðað eftir uppskrift í stjörnufræði Lalandes frá 1764 (sjá bls. 843). Þegar leiðangursmenn komu aftur til Kaupmannahafnar í október 1769, var þessum mælitækjum skilað.

Jesúítinn og stjörnufræðingurinn Maximilian Hell á mynd frá árinu 1770. Hann situr við þriggja feta kvaðrant, eitt af tækjunum, sem notuð voru á Vardø sumarið 1769 og á Íslandi síðar.

Hér er betri mynd af kvaðrantinum á koparstungunni fyrir ofan. Myndin er úr stjörnufræði Lalandes frá 1764, bls. 863.

Þessi kvaðrantur var eitt helsta mælitæki Lievogs allan þann tíma, sem hann dvaldi á Íslandi (hér má lesa nánar um notkun kvaðranta á átjándu öld).

Á myndinni af Hell má sjá grilla í pendúlklukku við vegginn að baki hans. Ekki er ólíklegt að klukkur Lievogs hafi verið svipaðar gerðar, en þær hafa þó verið styttri, því um veggklukkur var að ræða.

Pendúlklukka á vegg. Ole Rømer. notaði hana við stjörnuathuganir í byrjun átjándu aldar. Hún sýnir daga, stundir, mínútur og sekúndur og einnig fasa tunglsins,

Klukkur Lievogs voru í því sem næst stöðugri notkun í Lambhúsum. Hinsvegar voru þær ekki í sérlega góðu ástandi og þurftu jafnan verulegt viðhald.

Ekki var hægt að nota hábaugshringinn (Rota meridiana) fyrr en stæði hans hafði verið komið fyrir í athugunarstöðinni (í árslok 1783 eða síðar). Þetta tæki Lievogs var gamalt og lúið og kom aldrei að fullum notum, þótt stjörnumeistarinn gerði sitt ítrasta til að halda því við. Hann náði þó stundum góðum mælingum, einkum fyrstu árin í turninum.

Vinstra megin er hábaugshringur (Rota Meridiana) sem Ole Rømer notaði til mælinga upp úr 1700. Til hægri er einfaldur þvergöngukíkir (passageinstrument) sem hann notaði einkum til að ákvarða jafndægur. Sjá nánari umfjöllun hér (bls. 18-20).

Nokkrum árum eftir að hábaugshringurinn varð ónothæfur, virðist Lievog hafa fengið þvergöngukíki (transit instrument) til umráða, sennilega þann sem áður hafði verið í athugunarstöðinni á Vardø.

Dæmigerður þvergöngukíkir (transit instrument; Fig 174) frá seinni hluta átjándu aldar. Myndin er úr stjörnufræði Lalandes (bls. 880).

Allir sjónaukar Lievogs voru af svokallaðri Keplersgerð, það er linsusjónaukar sem sýna fyrirmyndina á hvolfi (sjá nánar hér, bls. 5).

Það er athyglisvert, að í stjarnmælingabókunum getur Lievog þess margoft, að stærsti sjónauki hans sé tólf feta langur (3,77 m). Í greinum um mælingarnar nefnir Bugge hins vegar, að hann sé tíu fet (3,14 m). Hið sama segir John Baine í dagbók sinni frá 1789 (sjá nánar hér á eftir). Einnig er vitað, að lengsti sjónauki Eyjólfs Jónssonar var tíu fet. Ég hef ekki enn fundið fullnægjandi skýringu á þessu misræmi, en líklegt verður að teljast, að Lievog hafi vitað manna best um lengd sinna eigin sjónauka.

Ekki er fyllilega á hreinu, hversu margir sjónaukar stjörnumeistarans voru, þegar allt er talið. Eftir 1790 virðast þó tveir tólf feta sjónaukar hafa verið í Lambhúsum og einnig tveir til þrír aðrir, þriggja (94,2 sm) og fimm til sex feta (1,6 til 1,9 m) langir. Að minnsta kosti tveir þeirra voru svokallaðir Dollond-sjónaukar, kenndir við þá Dollond feðga, John og Peter.

Tíu feta (3,14 m) Dollond-sjónauki, sem notaður var í stjörnuathugunarstöðinni í Uppsölum á svipuðum tíma og Lievog stundaði mælingar hér á landi (lóðstæðið undir sjónaukanum er þó yngra). Á þessum tíma voru linsusjónaukar hafðir eins langir og mögulegt var til að ná sem mestri stækkun (sjá nánar hér, bls. 6).

Tæplega fjögurra feta (1,2 m) Dollond-sjónauki frá seinni hluta átjándu aldar. Þetta eintak er hýst í Uppsölum.

Að auki notaði Lievog bæði lofthitamæla og loftþrýstingsmæla við veðurathuganir. Til að kanna jarðsegulsviðið studdist hann við tvo áttavita. Annar þeirra mældi aðeins lárétta stefnu sviðsins, en hinn jafnframt halla þess.

Í bréfum sínum til Bugge kvartaði Lievog oft sáran yfir ástandi mælitækjanna í Lambhúsum og bað um að þau yrðu endurnýuð. Árið 1788 brást prófessorinn jákvætt við og í júní það ár var gefin út konungstilskipun þess efnis, að þar sem hábaugshringurinn sé því sem næst ónothæfur, skuli þvergöngukíkir frá Vardø sendur til Íslands ásamt þriggja feta kvaðranti, Dollond-sjónauka og klukku. Jafnframt verði laun stjörnumeistarans tvöfölduð vegna iðni hans og dugnaðar.

Ekki er ljóst, hvenær eða hvort öll tækin komu til landsins. Í ferðadagbók Baines segir til dæmis, að í heimsókn sinni til Lievogs sumarið 1789 hafi hann séð þar eftirfarandi tæki (bls. 84):

1. Two clocks one of them standing the other going sideral time. 2. a transit instrument the axis supported in a bad manner one of the sides not up the tops as it ought to be. The Telescope a refracting one of about 10 feet long. 3. a Quadrant made at Copenhagen by a Swede of about 3 feet radius divided to every 10 M. with a refracting telescope of magnifying power and a micromr. that counts Seconds. the Screw very bad. These and some refractory telescopes are all his instruments I saw. It mortified me to find obsevatory so ill provided, Mr. Lievog says he is to have other and better Instruments sent him from Copenhagen.

Sennilega hefur einhver hluti tækjanna borist eftir þetta, því í færslu í stjarnmælingabók Lievogs fyrir árið 1790 er minnst á að mælingar hafi verið gerðar með þvergöngukíki.

Í dagbók Sveins Pálssonar fyrir árið 1791 segir hins vegar:

Að kveldi hins 11. októbermán. var ég ásamt fleirum boðinn til konungslegs stjörnuskoðara R. Lievogs að Lambhúsum til þess að athuga tunglmyrka þann, er þá var. En til allrar ógæfu gátum við hvorki séð upphaf né endi myrkvans fyrir skýjaþykkni, er dró upp á himininn. Stjörnuskoðarinn skýrði mér frá því, að sólmyrkvinn 3. apríl hefði verið fullkominn hringmyrkvi (central) og veður hefði þá verið hið besta til athugunar á honum [innskot EHG: sjá mynd framarlega í þessari færslu]. Annars kvartaði hann mjög yfir því, að hann fengi engin nothæf rannsóknartæki, enda þótt hann beri sig árlega upp undan því.

.

Hnattstöðumælingarnar

Eins og áður hefur komið fram, var helsti tilgangur mælinganna í Lambhúsum að ákvarða hnattstöðu staðarins og þá einkum lengdina. Þetta var í samræmi við það, sem tíðkaðist í flestum öðrum stjörnuathugunarstöðvum á þessum tíma.

Í kennslubók Thomasar Bugge frá 1796, De første Grunde til den sphæriske og theoretiske Astronomie, samt den mathematiske Geographie, er fjallað ítarlega um landfræðilega lengd og breidd og hvernig mæla megi þessar stærðir, bæði á sjó og landi. Breiddarmælingar eru til umræðu á síðum 244-46, en þar sem flóknara er að ákvarðra lengdina, er umfjöllunin um lengdarmælingarnar mun viðameiri og mörgum mismunandi aðferðum lýst (bls. 261-82) .

Eins og flestir aðrir samtímamenn taldi Bugge, að á þurru landi væri best að notast við myrkva af öllu tagi (bls. 264-68), en á sjó (bls. 268-282) ætti hins vegar að nota mælingar á sýndarfjarlægð sólar og fastastjarna frá tunglinu (sjá einnig umfjöllun hér og hér) eða skipsklukkur. Í því sambandi fjallar Bugge einnig lauslega um sögu lengdarmælinga, allt til loka átjándu aldar (nýrri og ítarlegri umfjöllun má finna hér, hér og hér).

Könnun á stjarnmælingabókum Lievogs og þeim niðurstöðum hans, sem Bugge birti á prenti, sýnir, að Lievog notaði allar þær stjarnfræðilegu aðferðir til lengdarákvarðana, sem Bugge taldi heppilegastar til mælinga á landi, einkum þær sem byggðu á athugunum á tunglmyrkvum, myrkvum Júpíterstungla og stjörnumyrkvum.

Áður var minnst á athuganir Lievogs á tunglmyrkvanum 23. nóvember 1779 og hvernig niðurstöðurnar voru notaðar til að ákvarða lengd Lambhúsa (sjá hér, bls. xcv-xcvi). Þetta var aðeins fyrsta tilraunin af mörgum og þegar upp var staðið mörgum árum síðar, reyndist endanleg hnattstaða Lambhúsa vera 64° 06′ 17″ NB og 24° 24′ 15″ VL (miðað við París). Þetta er mjög nærri réttu lagi, enda segir í bréfi Heinrichs C. Schumacher til Pauls Løvenørn, 25. júlí 1820 (sjá nánar hér), að lengdarákvörðun Lievogs sé áreiðanlegri en samskonar mælingar strandmælingamannanna Hans Frisaks (1773-1834) og Hans Jacobs Scheel (1779-1851).

Bugge sá til þess, að helstu myrkvamælingar Lievogs birtust á prenti, ýmist í riti Hins konunglega danska vísindafélags, Skrifterne, eða í nokkrum af þekktustu stjörnualmanökum átjándu aldar. Hér er listi yfir þá birtingarstaði, sem ég hef rekist á til þessa:

Observationes Astronomicae (1784, bls. xciv-xcv): Tunglmyrkvi 23. nóv. 1779 - Stjörnumyrkvi 20. mars 1780 - Tunglið myrkvar Júpíter 21. maí 1780 - Tunglmyrkvi 11. nóv 1780 - Tunglmyrkvi 18. mars 1783.
Berlínaralmanakið fyrir árið 1787 (1784, bls. 162): Tunglmyrkvi 23. nóv. 1779 - Stjörnumyrkvi 20. mars 1780 - Tunglið myrkvar Júpíter 21. mars 1780 - Tunglmyrkvi 11. nóv 1780 - Tunglmyrkvi 18. mars 1783.
Berlínaralmanakið fyrir árið 1790 (1787, bls. 222): Níu myrkvar Júpíterstungla frá 24. sept. 1785 til 10. jan. 1786 – Stjörnumyrkvar 21. sept. 1785 og 5. mars 1786 - Þverganga Merkúríusar 4. maí 1786.
Skrifterne (3, 1788, bls. 328-29): Tólf myrkvar Júpíterstungla á tímabilinu frá 7. ág. 1785 til 10. jan. 1786 - Þrír stjörnumyrkvar 1785 - Þverganga Merkúríusar 4. maí 1786.
Skrifterne (3, 1788, bls. 529-30): Þrettán myrkvar Júpíterstungla frá 9. sept. 1786 til 5. feb. 1787 – Sólmyrkvi 15. júní 1787.
Berlínaralmanakið fyrir árið 1791 (1788, bls. 182): Tólf myrkvar Júpíterstungla frá 9. sept. 1786 til 5. feb. 1787 - Lok sólmyyrkva 15. jún. 1787.
Vínaralmanakið fyrir árið 1790 (1789, bls. 386-87): Tuttugu og fimm myrkvar Júpíterstungla frá 7. ág. 1785 til 5. feb. 1787 - Stjörnumyrkvar 21. sept. 1785 og 5. mars 1786 - Merkúríus við rönd sólkringlunnar 4. maí 1786 - Lok sólmyrkva 15. júní 1787.
Berlínaralmanakið fyrir árið 1792 (1789, bls. 207-08): Stjörnumyrkvi 23. okt. 1787 - Tunglið myrkvar Júpíter 29. okt. 1787 - Ellefu myrkvar Júpíterstungla frá 21. okt. 1787 til 21. mars 1788.
Parísaralmanakið fyrir árið 1792 (1790, bls. 300-01): Um lengd Lambhúsa.
Vínaralmanakið fyrir árið 1792 (1791, bls. 364-65): Stjörnumyrkvi 23. okt. 1787 - Tungl myrkvar Júpíter 29. okt. 1787 - Tuttugu og sex myrkvar Júpíterstungla frá 21. okt. til 25. des. 1789 - Stjörnumyrkvi 22. des. 1789.
Berlínaralmanakið fyrir árið 1797 (1794, bls. 237-38): Tunglmyrkvi 25. feb. 1793 - Hringmyrkvi á sólu 5. sept 1793.
Magazin für das Neueste aus der Physik und Naturgeschichte (1796, bls. 29-30): Tunglið myrkvar Júpíter 21.mars 1780 og aftur 29. okt 1787.

Eins og sjá má af listanum sinnti Lievog sérlega vel athugunum á myrkvum Júpíterstungla, enda töldu bæði hann og Bugge, að slíkar mælingar væru hvað heppilegastar til lengdarákvarðana á landi. Síðar áttu þessar mælingar stjörnumeistarns, ásamt samskonar mælingum annarra, eftir að gegna öðru en ekki síður mikilvægu hlutverki við rannsóknir á Júpíterkerfinu. Um það er nánar fjallað í annarri færslu.

Misvísun áttavita

Eitt af verkefnum Lievogs stjörnummeistara var að fylgjast með fráviki segulnálar frá réttu norðri, svokallaðri misvísun. Tilgangurinn var fyrst og fremst sá að safna gögnum til að kortleggja segulsvið jarðar, með það fyrir augum að hægt væri að nota áttavita til lengdarákvarðana á sjó.

Lievog mældi stefnu segulsviðsins samviskusamlega árum saman, en ég hef ekki leitað að heimildum um það, hvernig Bugge fór með gögnin. Hins vegar hefur hluti þeirra augljóslega borist til stærðfræðilega lærdómsmannsins Christophers Hansteen, sem birti segulsviðsstefnuna í Lamhúsum í hinu merka riti sínu um segulsvið jarðar árið 1819 (sjá bls. 1 í viðauka). Við gerð eftirfarandi korts hefur hann og tekið tillit til mælinganna.

Kort Hansteens af yfirborðssegulsviði jarðar, byggt á sögulegum heimildum. Úr kortabók hans frá 1819.

Hansteen hefur að öllum líkindum fengið mæliniðurstöður Lievogs hjá Paul de Lövenörn, sem sjálfur mældi misvísun segulsviðs hér á landi árið 1786. Frakkinn Victor Raulin birti svo sömu gögn og Hansteen í grein sinni um segulsvið jarðar árið 1866 (sjá bls. 176 og 196-97).

Í viðauka við þriðju útgáfu Encyclopædia Britannica árið 1801 er löng grein um segulmagn. Þar er að finna eftirfarandi klausu (2. bindi, bls. 143):

Mr. Lievog, royal astronomer at Bessestedt in Iceland, writes, that the great eruption from Hecla [sic] in 1783, changed the direction of the [compass] needle nine degrees in the immediate neighbourhood. This change was produced at a mile's distance from the frozen lava; and it diminished to two degrees at the distance of 2.5 miles. He could not approach any nearer, on account of the heat still remaining in the lava, after an interval of 14 months.

Höfundurinn var John Robison, stærðfræðilegur lærdómsmaður í Edinborg. Greinin birtist aftur, örlítið breytt, í fjórða bindi rits hans, A System of Mechanical Philosophy frá 1822 (klausan um Lievog er þar á bls. 311).

Ljóst er af tilvitnuninni, að Lievog hefur staðið í bréfaskiptum við Robison. Það kemur einnig skýrt fram í dagbókarfærslu Johns Baine um heimsókn hans til stjörnumeistarans sumarið 1789, en þar segir (bls. 82-84):

Mr. Stanley proposed I should go to Bessested and deliver Prof. Robisons Letters to the Astronomer. Mr. Erasmus Lievog, at the same time deliver'd me a letter from himself to the Astronomer and got from me Prof. Robisons letter on the dipping Needle which had been in my possession. [... It also] consists of some physical investigations Mr. R. is desirous Lievog would make Uppon the effect of the Sun and Moons force to raise the Tides. Uppon the effect of the Aurora borealis on the magnetic needal and pointing out the methods of experiment ...

Hér verður ekki kafað dýpra í þetta efni, en benda má á fróðlega grein Leós Kristjánssonar frá 1993 um sögu misvísunarmælinga á Íslandi. Gott nýlegt yfirlit yfir sögu segulkorta má svo finna hér.

Reykjavíkurkort Lievogs

Meðal Íslendinga er Lievog sennilega þekktastur fyrir uppdráttinn, sem hann gerði af Reykjavík 1787, árið eftir að bærinn hlaut kaupstaðarréttindi.

Kort Lievogs af Reykjavík árið 1787. Sjá nánar hér.

Víða er fjallað um þetta kort í rituðum heimildum um sögu Reykjavíkur, einstakra hverfa, gatna, húsa eða sveitabæja. Sérstaklega góða umfjöllun er að finna í skýrslu Önnu Lísu Guðmundsdóttur frá 2011 um þéttbýlismyndun í Reykjavík á átjándu öld.

Örstutt um veðurathuganirnar í Lambhúsum

Eftir því sem ég best veit, birti Bugge fyrstu mæliniðurstöður stjörnumeistarans á loftþrýstingi, hitastigi, norðurljósum og veðurfari í ritinu Observationes Astronomicae árið 1784 (bls. cxv-cxx). Að öðru leyti hef ég ekki haft fyrir því að leita frekari heimilda frá átjándu öld um veðurathuganirnar í Lambhúsum.

Svo heppilega vill til, að aðrir hafa gert þessum mælingum Lievogs ítarleg skil. Í því sambandi skal skal fyrst bent á grein eftir Jón Eyþórsson frá 1963 (bls. 3-8). Einnig er fjallað um mælingarnar í greinum Johns A. Kington frá 1972 (bls. 223-33) og 1975 (bls. 34-35). Í fyrri greininni segir Kington um Lievog (bls. 226), að hann hafi verið „one of the best meteorological observers of the eighteenth century“.

Á síðari árum hefur oft verið vitnað í veðurmælingar Lievogs og um þær fjallað, sjá til dæmis hér, hér og hér.

Síðustu ár Lievogs á Íslandi

Á árunum 1793 til 1796 mun nýtt íbúðarhús hafa verið reist í Lambhúsum fyrir Lievog og konu hans (sjá reikninga og bréf hér, bls. 31-44). Þegar nær dró aldamótum fór þó mikilvægi Lambhúsastöðvarinnar mjög dvínandi og með „strandmælingunum síðari“ árið 1801 hófst nýtt skeið í sögu hnattstöðumælinga og kortagerðar á Íslandi.

Undir það síðasta voru mælitæki Lievogs orðin mjög lúin og þau fengust ekki endurnýjuð. Síðasta stjarnmælingabók stjörnumeistarans, sem ég veit um, er frá 1796.

Í ársyfirliti (anniversia) Sveins Pálssonar fyrir árið 1797 segir meðal annars:

Ætli kóngurinn geti ekki unnið vísindunum meira gagn með því að stofna hér embætti fyrir náttúrufræðing, er jafnframt gerði veðurathuganir o. s. frv., en með stjörnumælingunum í Lambhúsum, sem virðast fremur gagnslitlar?

Hér örlar á smá beiskju hjá Sveini, en víst er, að um aldamótin 1800 virðast margir Íslendingar hafa talið, að lítið gagn væri af störfum Lievogs stjörnumeistara.

Eins og áður er getið lést eiginkona Lievogs, Hedvig Andrea, í ársbyrjun 1805 og skömmu síðar fluttist stjörnumeistarinn alfarinn til Kaupmannahafnar. Þar dó hann í desember 1811. Ekki er vitað, hvenær stjörnuturn hans í Lambhúsum var rifinn.

Hvað varð um mælitækin?

Sama ár og Lievog fór frá Íslandi hófst kennsla í Bessastaðaskóla og fimmtán árum síðar hóf Björn Gunnlaugsson þar störf sem kennari í stærðfræðilegum lærdómslistum.

Árið 1823 var turninn á Bessastaðakirkju loks fullsmíðaður og Björn fékk áhuga á því að framkvæma þar stjarnmælingar af svipuðu tagi og Lievog hafði áður stundað í Lambhúsum.

Til vinstri: Björn Gunnlaugsson 71 árs gamall árið 1859 (teikning eftir Sigurð Guðmundsson). Til hægri: Bessastaðaskóli og Bessastaðakirkja árið 1834 (úr ferðabók Johns Barrow).

Hann sendi því erindi þess efnis til yfirvalda í Kaupmannahöfn, ásamt fyrirspurn um tækjabúnað Lievogs. Svar stjórnarinnar barst í nóvember 1824. Þar var hugmyndum Björns um stjarnmælingar algörlega hafnað og sagt, að ekkert sé vitað um örlög Lambhúsatækjanna. Ekki varð því úr þessum áformum um áframhaldandi stjörnuathugunar á Álftanesi. Það kom þó ekki að sök, því Björn Gunnlaugsson hafði í nógu öðru að snúast.

Gyðja stjörnufræðinnar, Úranía, leiðbeinir kerúbum við athuganir á sólmyrkva. Hin fornu stjarnmælingatæki þeirra Eyjólfs og Lievogs eru vonandi í góðu ásigkomulagi og í fullri notkun í álíka vernduðu umhverfi. Myndin er úr stjörnualmanaki Frakkans Lacailles frá 1755.

Viðbót 1 (23. apríl 2018). Ég þakka Trausta Jónssyni veðurfræðingi fyrir eftirfarandi athugasemd: „Ég hef nokkuð sinnt veðurmælingum Rasmusar - en varðveisla hinna eiginlegu daglegu mælinga nær til styttri tíma en ráða mætti af grein þinni. Það eru aðeins tímabilið ágúst 1779 til og með júní 1785 og allt árið 1789 sem hafa varðveist. Töflur um mánaðarleg útgildi hita og loftþrýstings, fjölda úrkomudaga og þess háttar eru til fyrir fáein ár til viðbótar - og auðvitað eitthvað á þeim að græða - en samt miklu minna en af hinum daglegu færslum. Það sem erfiðast er að fást við varðandi úrvinnslu hitamælinganna er að fleiri en einn mælir koma við sögu í gegnum tíðina - Lievog skráir ekki aflestur af þeim beint - heldur leiðréttir mælanna eins og hann heldur að sé við hæfi og á tímabili breytir hann Fahrenheit í Reaumur. Með samanburði á tíðni regns og snævar við mismunandi hita kemur í ljós erfitt misræmi í mæliröðinni - hún er mjög gagnleg, en ekki eins gagnleg og hún gæti verið hefði hann gert betur grein fyrir leiðréttingunum - auk þess að geta þess hvað það var sem hann raunverulega las.“

Viðbót 2 (25. apríl 2018). Eftir að hafa ráðfært mig við Trausta ákvað ég að bæta þessari mynd við. Hún mun sýna Lambhús eins og bærinn leit út árið 1836, rúmum þrjátíu árum eftir að Lievog fór úr landi.

„Lambhús á Álftanesi með leifum athugunarstöðvar Lievogs.“ Mynd eftir franska málarann Auguste Mayer. Úr bókinni Íslandsmyndir Mayers 1836. Sjá einnig myndina, eins og hún lítur út í ferðabók Gaimards.

Viðbót 3 (25. október 2018). Í morgun birtist frétt á mbl.is um nýjar fornleifarannsóknir við heimkeyrsluna að Bessastöðum.^* Umfjöllunin í prentútgáfu blaðsins er heldur lengri og þar segir í lokin:

Meðal annars fannst grunnur timburhúss sem þykir ekki ólíklegt að sé hinn sögufrægi stjörnuturn á Lambhúsum og er frá því í lok 18. aldar.

Þetta þykja mér merkilegar fréttir. Hvernig væri nú að reisa þarna minnismerki um fyrstu stjörnuathugunarstöðina sem reist var á Íslandi?

* Hér eru eldri fréttir (sem farið höfðu framhjá mér) um þennan merka uppgröft: visir.is, 23. ágúst 2018, mbl.is, 11. sept. 2018 (í prentútgáfu blaðsins þennan dag birtist heilsíðugrein um efnið á bls. 6) og ruv.is, 13. sept. 2018.

Birt í Átjánda öldin, Eðlisfræði, Stjörnufræði

Heimildir íslenskrar alþýðu um heimsmynd stjarnvísinda 1750-1850

Posted on: 10/04/2018 by Einar H. Guðmundsson

Í febrúar 2017 hélt ég erindi með þessu heiti á málþingi Félags um átjándu aldar fræði. Hér má finna kynninguna á erindinu og hér eru svo glærurnar sem notaðar voru við flutninginn.

Birt í Átjánda öldin, Eðlisfræði, Nítjánda öldin, Stjörnufræði

Rit eftir Íslendinga á lærdómsöld: Stærðfræðilegar lærdómslistir

Posted on: 03/12/2017 by Einar H. Guðmundsson

Nýlega rakst ég fyrir algjöra tilviljun á stutta grein í Menntamálum. Þar er birtur listi yfir íslenskar reikningsbækur á tímabilinu frá 1746 til 1915. Jafnframt er skorað á lesendur að halda gömlum kennslubókum til haga.

Þessi ágæta gamla grein varð af einhverjum ástæðum til þess, að ég tók mig til og setti saman eftirfarandi færslu. Hún fjallar um prentuð rit frá lærdómsöld (það er frá 1550 til 1750) um efni, sem flokkast undir stærðfræðilegar lærdómslistir. Ritin eru flest frumsamin af Íslendingum, annaðhvort á íslensku eða latínu, en sum eru þýdd. Flest styðjast þau þó eflaust við erlendar fyrirmyndir.

Í fyrri færslu var talsvert rætt um stærðfræðilegar lærdómslistir og vísa ég í þá umfjöllun til frekari skilningsauka. Til samanburðar má jafnframt benda á tvær ritgerðir um heimildir Íslendinga á lærdómsöld um stjörnufræði, náttúruspeki og heimsmynd, önnur er frá 2006, en hin frá 2010 (sjá einnig þessa færslu).

„Á tveimur vængjum svífum vér til himins, talnafræðinni og rúmfræðinni.“ Textinn er úr þriðju dispútatíu Magnúsar Arasonar um tunglið frá 1710, en myndin úr verkinu Primi mobilis tabulae Andreae Argoli frá 1667. Hún sýnir Aþenu svífa um á Pegasusi og lýsa stjarnfræðilegum fyrirbærum (phaenomena). Þetta er þekkt minni úr sögu stærðfræðilegra lærdómslista.

Þau verk, sem hér verða rædd, eru þrenns konar: Dispútatíur á latínu, reikningsbækur á íslensku (og öðrum málum) og íslensk almanök af ýmsu tagi. Ef einhver veit um fleiri slík rit frá þessum tíma, þætti mér vænt um að fá fréttir af því.

Dispútatíur Magnúsar Arasonar

Stærðfræðilega lærdómsmannsins og latínuskáldsins Magnúsar Arasonar er nú einkum minnst sem fyrsta íslenska landmælingamannsins. Eftir nám og störf í Kaupmannahöfn gekk Magnús í mannvirkjasveit danska hersins og var að lokum sendur til Íslands til landmælinga. Hann drukknaði við slík störf árið 1728. Lesa má um ævi Magnúsar hér, en ítarlegri lýsingu á námi hans og störfum má finna hér (bls. 20-25).

Á árunum 1707 til 1710 dispúteraði Magnús fimm sinnum við Hafnarháskóla og lét prenta alla fyrirlestrana. Þrjár af dispútatíunum voru um tunglið, ein um beltaskiptingu jarðar og sú fimmta um þríhyrningamælingar. Þá gaf hann út erfiljóð eftir kennara sinn Ole Rømer.

Fyrirlestrar um tunglið

Dispútatíur Magnúsar Arasonar um tunglið frá árunum 1708 til 1710 eru allar í fjórðungsbroti. Samanlagt eru þær 15 stuttir kaflar á 22 síðum.

Í fyrstu dispútatíunni er rætt um tunglsljósið, hvort tunglið framleiði það sjálft, eða hvort um sé að ræða endurkast frá sólinni. Síðan ræðir Magnús um kvartilaskipti tunglsins, þar á meðal um uppruna orðsins „fasis“ (fasi). Þá lýsir hann í smáatriðum breytilegu útliti tunglsins eftir því hvar það er statt miðað við sólina. Einnig fjallar hann stuttlega um mikilvægi kvartilaskipta fyrir hin ýmsu tímatöl.

Í annarri dispútatíunni fjallar Magnús um fornar og nýjar hugmyndir um hugsanlegan lofthjúp á tunglinu og heldur því fram, að þar sé ekkert andrúmsloft. Í því sambandi bendir hann á, að það sé „fyrir löngu alkunna af stjörnum, sem hverfa ef þær ganga á bak við tunglið og koma fram undan aftur og sjást skýrt í stjörnukíki bæði undan og eftir fast við tungljaðarinn“. Síðan ræðir Magnús fram og aftur um þá staðreynd, að á hverjum tíma, nema við tunglmyrkva, sé rúmlega helmingur tunglsins upplýstur af sólarljósi. Ástæðan sé sú, að sólin sé stærri en tunglið.

Þriðja og síðasta dispútatían fjallar um atriði, er meðal annars tengjast heimsmynd stjörnufræðinnar. Eftir skáldlegan formála um ágæti talnafræði og rúmfræði beitir Magnús aðferð Aristarkosar frá Samos til að finna fjarlægðina til sólar. Síðan notar hann þriðja lögmál Keplers til að finna fjarlægð hinna reikistjarnanna frá miðpunkti sólkerfisins.

Magnús lýkur þriðju dispútatíunni með með því að ræða um lengdarákvarðanir. Hann tekur fram, að venjulega sé lengdarmunur staða fundinn með því að fylgjast með atburðum á himni, sem hægt sé að tímasetja nákvæmlega á báðum stöðum. Til dæmis megi nota sól- og tunglmyrkva í þessu sambandi og ekki síður myrkva Júpíterstungla. Hann heldur því síðan fram, að einnig megi hafa gagn „af kvartilaskiptum tunglsins og hvenær birta fellur á auðþekkt kennileiti á yfirborði þess“.

Fjallað er um dispútatíur Magnúsar um tunglið í frekari smáatriðum í grein Einars H. Guðmundssonar frá 2008 (bls. 18-19).

Beltaskipting jarðarinnar

Fyrirlestur Magnúsar Arasonar, Um belti jarða r, var haldinn árið 1707 og fjallaði, eins og nafnið gefur til kynna, um það hvernig gangur sólar á hvelfingunni ákvarðar hin svokölluðu loftslagsbelti. Beltin eru tekin fyrir hvert af öðru og eiginleikum þeirra lýst í nokkrum smáatriðum, meðal annars veðurfari og hvaða áhrif sólin hefur á líf þeirra, sem þar búa.

Til vinstri er forsíðan á dispútatíu Magnúsar Arasonar, Um belti jarðar, frá 1707. - Til hægri er forsíðan á bæklingi hans frá 1710 með erfiljóðinu um Ole Rømer.

Minningarljóð um Ole Rømer

Erfiljóð Magnúsar um fyrrum kennara sinn og fyrirmynd, Ole Rømer, er haft með í þessari upptalningu þar sem það fjallar að verulegu leyti um afrek Rømers á sviði stærðfræðilegra lærdómslista. Meðal annars er ort um ákvörðun hans á endanlegum hraða ljóssins, hönnun og smíði stjarnmælingatækja og líkön hans af hreyfingu himintungla.

Einfaldar þríhyrningamælingar

Á dögum Magnúsar Arasonar voru þríhyrningamælingar og kortagerð eitt af virkustu sviðum hagnýttrar stærðfræði og eins og áður sagði, varð hann með tímanum fyrsti íslenski landmælingamaðurinn. Önnur af tveimur dispútatíum hans frá 1710 fjallar um þau fræði frá nokkuð sérsökum sjónarhóli (hin var þriðja dispútatía hans um tunglið).

Forsíðan á dispútatíu Magnúsar, Um einfaldari hjálpartæki í flatarmálsfræði, frá því í desember 1710.

Í upphafi dispútatíunnar, Um einfaldari hjálpartæki í flatarmálsfræði, segir Magnús að tilgangur hennar sé, að sýna „hvernig hægt er með prikum einum að kanna fjarlægðir tiltekinna staða, eins þótt þeir séu óaðgengilegir, einnig breidd fljóta og stærð hvaða horna sem vera skal á víðavangi. Og prikin gera sama gagn og alls kyns skrautlegt og rándýrt verkfæraprjál sem afla verður með meiri tímasóun og fyrirhöfn“. Aðferð Magnúsar byggist á flatarmálsfræði og dispútatían er því myndskreytt. Sjá nánari umfjöllun hér (bls. 22).

Opna úr dispútatíu Magnúsar, Um einfaldari hjálpartæki í flatarmálsfræði, frá 1710. Ekki var algengt í Kaupmannahöfn þess tíma, að menn birtu teikningar í prentuðum háskólaritgerðum, eins og hér er gert. Til dæmis eru engar myndir í öðrum dispútatíum Magnúsar.

Þetta var síðasta verkið sem Magnús samdi í Kaupmannahöfn og skömmu síðar gerðist hann „verkfræðingur“ (ingenieur) í mannvirkjasveit danska hersins.

Stærðfræðibækur á lærdómsöld

Lítið er um það vitað, hversu mikið vald Íslendingar á lærdómsöld höfðu á grunngreinum stærðfræðinnar, talnafræði og flatarmálsfræði. Þekking alþýðunnar hefur eflaust verið takmörkuð, og sennilega voru það nær eingöngu lærðir menn, sem eitthvað kunnu í þessum fræðum.

Vitað er að Brynjólfur Sveinsson biskup átti gamla útgáfu af Frumatriðum Evklíðs með útlistunum þeirra Campanusar frá Novara og Bartolomeos Zamberti (kannski þessa útgáfu?). Jafnframt átti hann talnafræði eftir Pierre de la Ramée með viðbótum og útskýringum Lazarusar Schöner (þessa útgáfu?). Ekki er vitað, hvort efni úr þessum bókum biskups var notað við kennslu í Skálholtsskóla á hans dögum (sjá nánar hér, bls. 207-10.)

Líklegt má teljast, að þau prentuðu rit um talnafræði og flatarmálsfræði, sem Íslendingar þekktu á lærdómsöld, hafi einkum verið kennslubækur, sem notaðar voru í Danmörku á þeim tíma.

Danski stærðfræðingurinn Sophus A. Christensen telur í bók sinni, Matematikens udvikling i Danmark og Norge i det XVIII. Aarhundrede, að hin áhrifamikla og langlífa Talnafræði eftir Gemma Frisius, sem kom fyrst út 1540 og í ótal útgáfum síðar, hafi verið sá grunnur, sem reikningskennsla í Danmörku byggðist á næstu tvær aldirnar eða svo. Í flatarmálsfræðinni var það hins vegar andi Evklíðs, sem sveif yfir vötnunum. Þegar Danir fóru sjálfir að skrifa kennslubækur í stærðfræði á fyrri hluta sautjándu aldar (fyrst á latínu, síðar á dönsku) höfðu þeir því frumatriði Evklíðs og talnafræði Frísíusar sem fyrirmyndir.

Eina danska kennslubókin í stærðfræði, sem vitað er með vissu, að hafi verið þekkt hér á landi á þessum tíma, er Arithmetica Danica (1649) eftir prófessor Jørgen From. From var kennari þeirra Gísla Þorlákssonar biskups á Hólum og nafna hans Gísla Einarssonar, sem var fyrsti konungsskipaði kennarinn í stærðfræðilegum lærdómslistum á Íslandi. Bókin var til í Skálholti og full ástæða er til að ætla, að Gísli Einarsson hafi notað hana við kennslu sína þar. Einnig má nefna, að í ævisögu sinni segir Skúli Magnússon landfógeti frá því að faðir hans, séra Magnús Einarsson, hafi samið handrit að reikningsbók, sem sniðin var eftir bók Froms.

Til vinstri er forsíðan á Arithmetica Danica, kennslubók Froms frá 1649. - Til hægri er forsíðan á fyrstu prentuðu reikningsbókinni á íslensku, Lítið ágrip um þær fjórar species í reikningskonstinni, frá 1746.

Fyrsta og reyndar eina kennslubókin í stærðfræði, sem kom út á íslensku á lærdómsöld, var lítið 14 síðna reikningskver, Lítið ágrip um þær fjórar species í reikningskonstinni, sem Halldór Brynjólfsson biskup gaf út árið 1746. Eins og nafnið gefur til kynna, er þarna fjallað um tölur og einföldustu reikniaðgerðirnar („fjórar species“), það er samlagningu, frádrátt, margföldun og deilingu. Einnig er rætt um helstu mælieiningar og gjaldmiðla.

Eins og segir á forsíðunni, er kverið byggt á Talnafræði enska lærdómsmannsins Edwards Hatton, sem kom í nokkrum útgáfum. Halldór notar þó aðeins fyrsta hluta bókarinnar, umskrifar hann og aðlagar að íslenskum aðstæðum. Ljóst er að bók Hattons er skrifuð fyrir víðan hóp lesenda, en „þýðing“ Halldórs er fyrst og fremst ætluð bændum og börnum. Engar fréttir hef ég haft af því, hvernig kveri Halldórs var tekið hér á landi, eða hvort það var einhvers staðar notað við reikningskennslu.

Til vinstri er mynd af Edward Hatton frá árinu 1711. - Hægra megin er málverk frá 1746 af Halldóri Brynjólfssyni Hólabiskupi.

Næsta íslenska kennslubókin í stærðfræði kom ekki út fyrr en 1780, eftir að þýsk-danska upplýsingin hafði borist til landsins. Um þá bók og önnur íslensk stærðfræðirit má lesa í greinum Kristínar Bjarnadóttur frá 2007 og 2013. Í annarri grein frá 2007 gefur Kristín yfirlit yfir stærðfræðimenntun á Íslandi í gegnum aldirnar.

Almanök

Í titli elstu íslensku rímbókarinnar, sem varðveist hefur, Calendarium - íslenskt rím, svo menn mættu vita hvað tímum ársins líður, með því hér eru ekki árleg almanök (Hólum 1597), leynist ekki aðeins einföld skilgreining á hugtakinu rím, heldur er þar einnig gefið til kynna, að um sé að ræða svokallað eilífðarrím eða ævarandi tímatal (calendarium perpetuum). Slíkt almanak má nota árum saman með því að fylgja sérstökum reglum, sem fjallað er um í seinni hluta bókarinnar.

Hér á landi var nær eingöngu notast við eilífðarrím fram til ársins 1837, þegar fyrsta árlega almanakið fyrir Ísland kom út í Kaupmannahöfn. Fram að þeim tíma mun þó stundum hafa verið stuðst við dönsk almanök. Árið 1684 þýddu nokkrir íslenskir Hafnarstúdentar til dæmis árlegt almanak eftir Bagge Wandel á íslensku. Það kom þó ekki að fullum notum, enda var það reiknað fyrir hnattstöðu Kaupmannahafnar. Ekkert framhald varð því á þeirri útgáfustarfsemi.

Rímbækur Hólastóls

Fyrsta prentaða íslenska rímtalið er að öllum líkindum Calendarium Islandicum, sem Guðbrandur Þorláksson biskup setti framan við bænabókina, er hann gaf út á Hólum árið 1576. Sú bók mun ekki lengur til.

Hólabiskuparnir Arngrímur Jónsson (til vinstri) og Guðbrandur Þorláksson (til hægri)

Næst í röðinni var rímbókin Calendarium - íslenskt rím, sem kom út 1597 og þegar hefur verið minnst á. Bókin er venjulega kennd við Arngrím Jónsson lærða, en líklegt verður að teljast, að Guðbrandur hafi einnig komið þar að málum. Rímið kom út aftur lítilega breytt árið 1611 undir nafninu Calendarium - rím á íslensku.

Til vinstri: Forsíða rímbókarinnar frá 1597: Calendarium - íslenskt rím, svo menn mættu vita hvað tímum ársins líður, með því hér eru ekki árleg almanök. Með lítilli útskýringu, og nokkru fleira sem ei er óþarflegt að vita. - Til hægri: Síða úr rímbókinni frá 1611: Calendarium - rím á íslensku. Svo menn megi vita hvað tímum ársins líður.

Sérstök ástæða er til að nefna, að aftan við eilífðarrímið í Calendarium - íslenskt rím hafa þeir Hólamenn sett töflu um göngu sólar: Nær sól kemur upp og gengur undir norðanlands, víðast þar sem ekki hamla fjöll né hálsar. Reikningarnir miðast við hnattstöðu Hóla og líklegast er, að Guðbrandur sé höfundurinn. Þarna er á ferðinni fyrsti íslenski vísirinn að árlegu almanaki, sem vitað er um.

Almanak Gísla Einarssonar

Vorið 1649 var Gísli Einarsson skipaður kennari í stærðfræðilegum lærdómslistum við Skálholtsskóla. Af ástæðum, sem mér eru ekki kunnar, er hann kallaður Gisloff Eivertsen í skipunarbréfinu (bréf nr. VIII). (Sjá meira um Gísla hér.)

Sennilega hefur Gísli hafið kennslustörf strax um haustið, en skömmu áður en hann fór frá Kaupmannahöfn reiknaði hann danskt almanak fyrir árið 1650 og undirbjó prentun þess í tveimur mismunandi útgáfum. Annað er venjulegt 24 síðna árlegt almanak í mjög smáu („sextán blaða“) broti: Almanach Paa det Aar [...] MDCL, reiknað fyrir hnattstöðu Kaupmannahafnar.

Forsíðan á hinu danska almanaki Gísla Einarssonar fyrir árið 1650: Almanach Paa det Aar Effter vor Frelseris Jesu Christi Fødsel M. DC. L. Beregnit effter Planeternes Lob, Til Elevatioem, poli, gr. 55. min. 43. under hvilcken Kiobenhaffn ligger, Aff Gislao Enario Islando, Mathematum Studioso.

Hitt er svokallað skrif-almanak, 56 síður í áttblöðungsbroti með sama dagatali og hið fyrra, en með stórum eyðum á milli daga, sem ætlaðar eru fyrir athugasemdir og minnispunkta eigandans: Schriff Calender, Paa det Aar effter vor Herris Jesu Christi Fødsel M. DC. L. Beregnet Aff Gislao Enario Islando.

Um almanak Gísla Einarssonar, sem og ýmis önnur almanök, er nánar fjallað í grein Einars H. Guðmundssonar frá 1998 (bls. 198-202). Þar má einnig lesa um athuganir Gísla á halastjörnu, sem birtist á himni veturinn 1652-53, og hann fylgdist með frá Skálholti.

Gísli ritaði Henrik Bjelke höfuðsmanni um þessar athuganir sínar, sennilega til að koma þeim á framfæri í Danmörku. Bréfið er því miður glatað, en niðurstöður mælinganna eru til í endursögn Peders H. Resen sagnfræðings (hugsanlega úr lagi færðar; sjá nánar á bls. 210-20 í áðurnefndri grein frá 1998).

Halastjarnan, sem Gísli Einarsson fylgdist með í Skálholti, eins og hún leit út frá Regensburg í Þýskalandi um jólin 1652 (24. til 26. des. skv. nýja stíl). Þá var hún nálægt sjöstirninu (sem „snýr öfugt“ á teikningunum vinstra megin). Staðsetning halastjörnunnar á myndunum virðist ekki mjög nákvæm, eins og sjá má með samanburði við mæliniðurstöður hins merka stjörnufræðings Heveliusar.

Gíslarím og Þórðarrím

Árið 1671 gaf Gísli Þorláksson Hólabiskup út ritið Enchiridion - það er handbókarkorn, sem inniheldur annars vegar rím og veraldlegan fróðleik og hins vegar guðfræðilegt efni. Rímbókin er eilífðarím, sem síðan hefur verið við hann kennt og kallað Gíslarím. Gísli er reyndar ekki höfundur verksins, heldur Þórður Þorláksson bróðir hans, sem þá var nýkominn úr mikilli námsferð um Evrópu.

Efri myndin sýnir Þórð Þorláksson Skálholtsbiskup ásamt konu sinni, Guðríði Gísladóttur, á málverki frá 1697. - Á neðri myndinni er eldri bróðir hans, Gísli Þorláksson Hólabiskup, ásamt eiginkonu sinni Ragnheiði Jónsdóttur (til vinstri). Tvær fyrri eiginkonur hans, Gróa Þorleifsdóttir og Ingibjörg Benediktsdóttir eru einnig með á þessu málverki frá 1684.

Árið 1692 gaf Þórður, nú orðinn biskup í Skálholti, handbókina út á nýjan leik, lítillega breytta, og nefndi Calendarium Perpetuum - Ævarande Tijmatal. Sú bók er jafnan kölluð Þórðarrím. Í viðaukum er meðal annars fjallað um rímfræði, kvartil tunglsins, föruhnetti og dýrahringinn auk læknislistar með stjörnuspekilegu ívafi. Reyndar hafði Þórður í millitíðinni gefið út Rímtal íslenskt árið 1687, agnarsmátt verk, sem bundið var aftan við Eitt lítið bænakver eftir J. G. Olearius.

Til vinstri er mynd af forsíðu Gíslaríms (1671): Calendarium eður íslenskt rím svo menn megi vita hvað tímum ársins líður, með því hér eru ekki árleg almanök: Með lítilli útskýringu, og nokkru fleira sem ei er óþarflegt að vita. - Hægra megin er mynd af forsíðu Þórðarríms (1692): Calendarium perpetuum - Ævarandi tímatal. Eður rím íslenskt til að vita hvað ársins tíðum líður.

Það vekur athygli við lestur stjörnufræðikaflanna í þessum rímbókum, að heimsmyndin sem lögð er til grundvallar er jarðmiðjukenning síðmiðalda. Röð föruhnattanna er hin sama og hjá Ptólemaíosi og upplýsingarnar um stærð þeirra eru upphaflega komnar úr stjörnufræðibók Sakróboskós frá því um 1230.

Taflan fyrir ofan teikninguna er úr Gíslarími. Hún sýnir röð föruhnattanna samkvæmt jarðmiðjukenningu síðmiðalda. Tunglið er neðst (þ.e. næst jörðu) og Satúrnus efst. - Teikningin er hins vegar úr Þórðarrími og á að útskýra fasa tunglsins og mismunandi afstöðu þess til sólar.

Ekki er auðvelt að skilja, hvers vegna Þórður Þorláksson, einn lærðasti maður landsins og andlegur leiðtogi þjóðarinnar, taldi rétt að halda hinni fornu jarðmiðjukenningu að löndum sínum í lok sautjándu aldar. Það var greinilega gert af ráðnum hug, því heimsmyndin er hin sama í Þórðarrími árið 1692 og í Gíslarími rúmum tuttugu árum áður. Sennilega er rétttrúarstefnu og tíðaranda um að kenna.

Þegar tekið er tillit til þess, að Þórður hafði numið við marga helstu háskóla Evrópu, þar sem náttúruspeki Descartes var farin að hafa veruleg áhrif, er ljóst að hann hefur ekki aðeins þekkt vel til jarðmiðjukenningar Tychos Brahe, heldur einnig til sólmiðjukenningar Kóperníkusar. Þess sér þó engin merki í rímbókum hans.

Hvað sem líður þekkingu lærðra manna á þessum tíma, átti heil öld eftir að líða, þar til íslensk alþýða gat fyrst lesið um nýjungar eins og heimsmynd Kóperníkusar á móðurmálinu. Það gerðist með fræðsluritum Magnúsar Stephensen í lok átjándu aldar og þýddum verkum eins og Náttúruhistoríu Büschings og Náttúruskoðara Suhms.

Rímbækur Jóns Árnasonar

Eftir að nýi stíll (gregoríska tímatalið) tók við af þeim gamla (júlíanska tímatalinu) hérlendis, árið 1700 (sjá nánar hér), skapaðist þörf fyrir nýtt eilífðarrím. Það var Jón Árnason, biskup í Skálholti, sem brást við þeirri áskorun, enda var hann vel að sér í stærðfræðilegum lærdómslistum.

Árið 1707 gaf Jón út gregoríska rímbók, Calendarium Gregorianum, og 1739 bætti hann um betur og sendi frá sér fingrarím, Dactylismus ecclesiasticus eður Fingrarím, aðlagað að hinum nýja stíl. Hin forna fingrarímslist hefur nú að mestu lagst af, en þeim lesendum, sem vilja kynna sér hana nánar, má benda á ágæta umfjöllun Þorsteins Sæmundssonar frá 1999.

Til vinstri: Forsíðan á eilífðarrími Jóns Árnasonar frá 1707: Calendarium Gregorianum. Eður sá nýi stíll, uppá hvern Gregorius, 13di páfi i Róm, fann Anno 1582, fyrir hjálp og liðveislu Aloysiusar Lilius stjörnumeistara. Hvar með og fylgja íslensk misseraskipti, efter því sem þau hafa vereð brúkuð á tveimur næst fyrrverandi 100 ára öldum. - Til hægri er forsíðan á fingrarími Jóns frá 1739: Dactylismus ecclesiasticus eður Fingrarím, viðvíkjandi kirkjuársins tímum. Hvert, að afdregnum þeim rómversku tötrum gamla stíls, hefur sæmilegan íslenskan búning fengið, lagaðan eftir tímatali hinu nýja. Fylgir og með ný aðferð að finna íslensk misseraskipti.

Eins og þegar hefur komið fram, hófst reglubundin útgáfa árlegra almanaka fyrir Ísland ekki fyrr en 1837. Í grein Þorgerðar Sigurgeirsdóttur frá 1969 má lesa um aðdragandann að þeim tímamótum og jafnframt um sögu íslenska almanaksins frá þeim tíma.

Birt í Átjánda öldin, Sautjánda öldin, Sextánda öldin, Stærðfræði, Stjörnufræði

Eyjólfur Jónsson: Fyrsti íslenski stjörnufræðingurinn

Posted on: 22/11/2017 by Einar H. Guðmundsson

Upplýsingarmaðurinn Eyjólfur Jónsson verður að teljast fyrsti eiginlegi stjörnufræðingur Íslendinga. Hann lauk guðfræðiprófi frá Hafnarháskóla í árslok 1766 og var síðan aðstoðarstjörnumeistari í stjörnuathugunarstöðinni í Sívalaturni í nokkur ár. Þar hlaut hann þjálfun í notkun mælitækja og margvíslegum stjarnfræðilegum útreikningum. Vorið 1770 sneri hann aftur til Íslands sem ritari landsnefndarinnar fyrri og jafnframt var honum ætlað að framkvæma stjarnfræðilegar athuganir og mælingar. Eyjólfur var svo skipaður konunglegur stjörnumeistari á Íslandi 1772, en bar hann þann titil aðeins í þrjú ár, því hann dó úr berklum fertugur að aldri sumarið 1775.

Hluti af uppdrætti Rasmusar Lievog af Reykjavíkurkaupstað árið 1787. Landsnefndin hafði aðsetur í tugthúsinu (nú Stjórnarráðshúsinu) á Arnarhóli 1770-71 og Eyjólfur bjó þar áfram til dauðadags. Á kortinu er tugthúsið stóra byggingin neðst á græna blettinum hægra megin.

Í erindisbréfum Eyjólfs er tekið fram, hvers konar verkefnum honum var ætlað að sinna hér á landi, en vegna skorts á heimildum er þó lítið um það vitað, hvernig til tókst. Til skamms tíma var talið, að hið sama ætti við um störf hans í Kaupmannahöfn að prófi loknu. Á undanförnum árum hefur leit að frekari gögnum um Eyjólf hins vegar leitt ýmisleg fróðlegt í ljós og að hluta lyft hulunni af mælingum hans í Sívalaturni. Í þessari færslu verður meðal annars fjallað um þessar nýju upplýsingar.

Að lokum verður rætt stuttlega um fimm síðustu árin í lífi Eyjólfs og tilraunir hans til að stunda stjörnuathuganir hér á landi.

Námsárin í Kaupmannahöfn

Eyjólfur hóf nám við Háskólann í ársbyrjun 1763 og lauk skömmu síðar öðru lærdómsprófi (examen philosophicum) með miklum ágætum. Hann hlaut svo lárviðargráðu i heimspeki (baccalaureus philosophiae) í júlí 1765. Að því loknu tók guðfræðin við, sem lauk með embættisprófi í árslok 1766.

Helstu kennarar Eyjólfs í náttúrufræði (þ.e. eðlisfræði og efnafræði) og stærðfræðilegum lærdómslistum (þar á meðal stjörnufræði) voru allir undir mjög sterkum áhrifum frá hugmyndafræði Christians Wolff. Þeir voru Christian Gottlieb Kratzenstein, Christen Hee og Christian Horrebow. Kratzenstein kenndi náttúrufræðina og hluta af hagnýttri stærðfræði samkvæmt kennslubók Wolffs (um Wolff og kennslubækur hans í stærðfræði má lesa hér, og hérna er fjallað er um Kratzenstein og kennslu hans í náttúrufræði). Hee kenndi hreina stærðfræði ásamt Horrebow, sem einnig kenndi stjörnufræðina.

Kennslubók Christians Horrebow í stjörnufræði kom fyrst út 1762. Myndin sýnir forsíðu annarrar útgáfu frá 1783. Tengill í bókina er hér.

Á þessum tíma voru ýmsir þekktir Íslendingar við nám eða störf í Kaupmannahöfn, svo sem Hannes Finnsson, Skúli Thorlacius, Stefán Björnsson og Jón Ólafsson Svefneyingur. Þeir þrír síðastnefndu stóðu þá, ásamt Eyjólfi og ýmsum öðrum Íslendingum, að hinu þekkta bræðralagi, Sökum, þar sem Eyjólfur var um tíma öldungur (aðalmaður). Þessi ágæti félagsskapur lagðist endanlega af, þegar Hið íslenska lærdómslistafélag var stofnað árið 1779, enda var hann aldrei mjög umsvifamikill á menningarsviðinu.

Kort af Kaupmannahöfn, höfuðborg Íslands, árið 1770.

Eyjólfur Jónsson var í miklum metum hjá löndum sínum í Höfn og eins heima á Íslandi. Sem dæmi má nefna, að hann var ekki búinn að vera lengi í Háskólanum, þegar Magnús Gíslason amtmaður og fyrrum yfirmaður hans við byggingu Bessastaðastofu og Nesstofu, gerði tilraun til að tryggja honum styrk til náms við námuskólann á Kóngsbergi. Í bréfi, sem Magnús sendi konungi vorið 1764, segir meðal annars, að við Háskólann sé mjög gáfaður og efnilegur námsmaður, Eyjólfur Jónsson, sem mikils megi af vænta. Leggur hann til, að Eyjólfur verði sendur til Noregs og segist þess fullviss, að hann muni síðar meir finna og uppgötva margt nýtt og nytsamlegt á Íslandi.

Otto Rantzaus stiftamtmaður tekur undir þetta í bréfi, sem skrifað var skömmu síðar. Hann leggur einnig til, að Eyjólfur verði sendur til Kóngsbergs til að nema námufræði hjá Michael Heltzen námustjóra og fái til þess árlegan styrk. Þeim peningum væri vel varið, því Eyjólfur sé afburðamaður („af et stort Genie“).

Af ástæðum, sem mér eru ekki kunnar, varð ekkert úr þessum ráðagerðum og rúmlega hálfu ári eftir guðfræðiprófið var Eyjólfur orðinn aðstoðarstjörnumeistari í Sívalaturni.

Á turni með Horrebow

Ekki er vitað með vissu, hvenær Eyjólfur hóf fyrst störf í Sívalaturni. Ef til vill hefur hann unnið þar með námi, því efnilegir námsmenn við Hafnarháskóla gátu fengið þar þjálfun í notkun mælitækja og jafnframt aðstoðað við athuganir gegn vægri þóknun.

Sívaliturn og Þrenningarkirkja árið 1748. Mynd byggð á teikningu eftir danska arkitektinn Lauritz de Thurah. Stjörnuathugunarstöðin sést vel á turnþakinu til vinstri. Hún hafði lítið breyst tuttugu árum síðar, þegar Eyjólfur Jónsson starfaði þar sem aðstoðarmaður Christians Horrebow. Á kirkjuloftinu hægra megin við turninn var háskólabókasafnið og Árnasafn.

Yfirstjörnumeistari í Sívalaturni í tíð Eyjólfs var Christian Horrebow prófessor. Hann tók við starfinu af föður sínum, Peder N. Horrebow, árið 1753 en hafði áður verið aðstoðarmaður hans frá 1738. Árið 1753 varð hann einnig staðgengill hans sem prófessor í stjörnufræði og stærðfræði við háskólann. Það var þó fyrst við lát föðursins árið 1764, sem Christian var formlega gerður að prófessor. Með einni mikilvægri undantekningu voru rannsóknir hans að miklu leyti framhald af rannsóknum föðursins, sem aftur hafði að mestu haldið sig við svipuð rannsóknarverkefni og lærifaðir hans og forveri í embætti, Ole Rømer.

Árið 1761 var gerð úttekt á starfseminni í Sívalaturni og í kjölfarið spunnust miklar umræður meðal ráðamanna um aðstæðurnar þar, mannafla og tækjakost, sem menn voru sammála um að þyrfti að endurnýja. Það var þó ekki fyrr en í september 1766, sem stjórnin tók af skarið og veitti myndarlega fjárveitingu til kaupa á nýjum og betri sjónaukum og vandaðri pendúlklukkum, en þær gömlu höfðu lengi verið til vandræða. Að auki var séð til þess, að hægt væri að ráða fleiri starfsmenn og í leiðinni komið á nýju fyrirkomulagi í mannahaldi.

Hugmynd frá seinni hluta tuttugustu aldar um útlit athugunarstöðvarinnar á þaki Sívalaturns um miðja átjándu öld.

Tveir aðstoðarmenn sem unnið höfðu með Christian Horrebow í nokkur ár voru gerðir að aðstoðarstjörnumeisturum (første og anden obsevator). Sá fyrri var bróðir Christians, Peder yngri Horrebrow. Hinn var Peder Roedkiær (d. 1767).

Til viðbótar þessu var Christian Horrebow gert kleift að taka að sér fjóra nema til þjálfunar og láta þá jafnframt aðstoða við mælingar og annað sem til þurfti. Ekki er ólíklegt, að Eyjólfur Jónsson hafi verið ráðinn sem einn af þessum fjórum strax haustið 1766. Hans er allavega getið fremst í stjarnmælingabók turnsins fyrir árið 1767. Sérstakur þjónn var einnig fenginn til að aðstoða stjörnuskoðarana. Fleiri virðast hafa komið við sögu, því í bókum athugunastöðvarinnar er getið um 11 starfsmenn árið 1767.

Myndin sýnir hluta af upphafssíðu dagbókar athugunarstöðvarinnar í Sívalaturni fyrir árið 1767. Þar eru taldir upp starfandi stjörnuskoðarar. Auk Eyjólfs og bræðranna Christians og Peders Horrebow eru í hópnum Peder Roedkiær, Arent N. Aasheim, Herman B. Celius, Henrik F. Schlegel og Johannes Høyer. Mynd úr meistararitgerð C. S. Jörgensen frá 2017 (bls. 27).

Í ágúst 1767 var Eyjólfur gerður að aðstoðarstjörnumeistara (anden observator) í stað Roedkiærs, sem dáið hafði skömmu áður. Slíkan titil fengu þeir einir, sem öðlast höfðu umtalsverða reynslu af stjörnuathugunum. Þessu starfi sinnti Eyjólfur til vors 1770, en þá sigldi hann til Íslands sem ritari landsnefndarinnar fyrri, eins og áður er getið. Við starfi hans í Sívalaturni tók Rasmus Jansen.

Hin reglubundna starfsemi í Sívalaturni í tíð Eyjólfs snerist um hið sama og í öðrum stjörnuathugunarstöðvum á þeim tíma. Náið var fylgst með göngu himintungla, einkum til þess að ákvarða tímann og útbúa sem nákvæmastar töflur til nota við hnattstöðumælingar á sjó og landi. Þetta kostaði meðal annars nákvæmnismælingar á hágöngu sólar, tungls og fastastjarna. Einnig var fylgst af athygli með tunglmyrkvum, sólmyrkvum og stjörnumyrkvum sem og myrkvum Júpíterstungla. Reikistjörnurnar voru undir stöðugu eftirliti, ekki síst Venus, og þegar halastjörnur komu í heimsókn var fylgst með þeim eins lengi og unnt var.

Á þessum tíma var það einnig á verksviði athugunarstöðvarinnar að skrásetja veðurfar og framkvæma nákvæmar mælingar á lofthita, loftþrýstingi, vindhraða, úrkomu og rakastigi. Þetta var einskonar vísir að veðurstofu, en eitt af markmiðunum með mælingunum var þó jafnframt að kanna áhrif veðufars, sérstaklega þó lofthita, á pendúlklukkur og stjarnmælingatæki. Á starfstíma Eyjólfs á turni hafði Peder Horrebow yfirumsjón með þessum hluta starfseminnar.

Þessu til viðbótar skipulagði Christian Horrebow sérstök rannsóknarverkefni, sem stjörnufræðingarnir unnu að þegar tækifæri gafst. Þar má til dæmis nefna tilraunir til að finna árlega hliðrun fastastjarna, verkefni sem danskir stjörnufræðingar höfðu glímt við án árangurs allt frá dögum Tychos Brahe. Eins og forverar hans, varð Horrebow að lokum að játa sig sigraðan.

Helsta langtímaverkefni Horrebows voru rannsóknir á sólblettum. Þar tókst mun betur til en við hliðrunarmælingarnar og niðurstöður hans um fjölda sólbletta eru nú vel þekktar á alþjóðavettvangi. Eyjólfur Jónsson kom að sólblettarannsóknunum á meðan hann starfaði í Sívalaturni og hann var einnig viðriðin rannsóknir á hinu dularfulla draugatungli Venusar árið 1768. Þá tók hann þátt í myrkvamælingum, sem tengdust þvergöngu Venusar í júní 1769.

Sólblettarannsóknir í Sívalaturni

Eins og þegar hefur komið fram, voru sólblettarannsóknir eitt helsta viðfangsefni Christians Horrebow á starfstíma Eyjólfs í Sívalaturni. Eyjólfur tók fullan þátt í því verkefni, eins og sjá má í stjarnmælingabókum athugunarstöðvarinnar frá þeim tíma.

Ein af mörgum færslum Eyjólfs Jónssonar í stjarnmælingabókinni um sólblettina 6. september 1767. Þarna er hann að ákvarða stjörnuhnit blettsins „a“ á teikningunni til hægri. Úr meistararitgerð Jörgensens (bls. 201).

Horrebow skrifaði vandaða grein um rannsóknirnar og birti árið 1770 í riti Danska vísindafélagsins, Skrifterne (bls. 469-536). Hún var því miður á dönsku og vakti því enga athygli í alþjóðasamfélagi stjörnufræðinga á þeim tíma. Hið sama á við um aðrar sólblettaniðurstöður Horrebows. Þær voru allar birtar á dönsku í dönskum ritum.

Teikningarnar sýna hluta af niðurstöðum sólblettaathugana í Sívalaturni sumarið 1769: Sólskífan 23. og 24. júní (Fig. 16), 29. júní til 11. júlí (Fig. 17) og 18. til 25. júlí (Fig. 18). Úr myndaviðauka með grein Horrebows um sólbletti frá 1770. Bókstafirnir á teikningunum vísa til frekari upplýsinga um blettina í grein hans.

Um hinar mikilvægu og áhugaverðu sólblettarannsóknir Horrebows og þátttöku Eyjólfs í þeim er fjallað í meiri smáatriðum í sérstakri færslu.

Draugatunglið

Mánudaginn 4. janúar 1768 komu þrír stjörnufræðingar í Sívalaturni, þeir Christian Horrebow, Ole N. Bützow og Eyjólfur Jónsson, auga á lítinn ljósdepil rétt neðan við Venus á hvelfingunni. Í dagbókarfærslu þeirra, sem sýnd er á myndunum hér fyrir neðan, kemur fram að þeir grandskoðuðu depilinn með tíu feta löngum Dollond-sjónauka og urðu sammála um, að hann væri of ólíkur fastastjörnunum í sjónsviði sjónaukans til að vera ein þeirra.

Sýndarfjarlægð depilsins frá móðurhnettinum var um ein Venusarbreidd (efri teikningin til hægri). Stuttu síðar sáu þeir depilinn einnig í tólf feta löngum Delisle-sjónauka (neðri teikningin til hægri). Rétt er að benda á, að þótt depillinn sé sigðlaga á teikningunum snýr hann eins á þeim öllum og ekkert er minnst á lögun hans í dagbókinni.

Um það bil klukkustund síðar var depillinn kominn lengra til hægri frá Venusi í Dollond-sjónaukanum og lengra til vinstri í Deslie-sjónaukanum (teikningarnar tvær fyrir neðan miðju). Að lokum er það sérstaklega tekið fram í dagbókinni að allir þrír stjörnufræðingarnir séu þess fullvissir, að ljósdepillinn sé hvorki fastastjarna né sjónvilla. Þeir telji því líklegt, að þarna sé um að ræða fylgihnött Venusar.

Færsla þeirra Christians Horrebows (C.H.), Ole Bützows (O.B.) og Eyjólfs Jónssonar (J.) í stjarnmælingabók Sívalaturns hinn 4. janúar 1768. Á teikningunum er Venus táknuð með stórum hring og strikið í gegnum hana er lóðlínan. Ljósdepillinn, sem stjörnufræðingarnir töldu vera tungl Venusar, er sigðlaga. Sjá prentaða útgáfu af færslunni á næstu mynd.

Niðurstöður mælinganna í Sívalaturni, 4. janúar 1768, birtust fyrst á prenti árið 1882 í grein eftir Hans Schjellerup (bls. 167-68). Til frekari skilningsauka má nefna, að myndin af Venusi og tunglinu snýr rétt í tíu feta linsusjónaukanum (tubo Dolloniano). Myndin er hins vegar öfug í Delisle-sjónaukanum (tubo Islæano Astronomico, tubo coelesti). Það er sérstök gerð linsusjónauka, kennd við franska stjörnufræðinginn J. N. Delisle, en ættarnafn hans er einnig ritað de L'Isle. Lengd sjónaukans var 12 dönsk fet eða 3,77 m.

Mælingar þeirra Horrebows, Bützows og Eyjólfs á tungli Venusar í ársbyrjun 1768 voru ekki þær fyrstu í sögunni. Í raun voru þeir síðustu stjörnufræðingarinir, sem sáu þetta dularfulla fyrirbæri.

Áður höfðu meðal annars Francesco Fontana (1645 og 1646), Giovanni Domenico Cassini (1672, 1686), James Short (1740), Andreas Mayer (1759) og Louis Lagrange (1761) talið sig hafa séð fylgihnöttinn, sumir oftar en einu sinni. Fáir af stjörnufræðingum samtímans lögðu þó trúnað á þessar frásagnir, enda reyndu margir árangurslaust að koma auga á tunglið á þessu tímabili. Meðal annars skyggndist fjöldi stjörnufræðinga eftir því, þegar Venus gekk fyrir sólina sumarið 1761. Engin merki sáust um fylgihnött.

Eins og svo margir aðrir, fylgdust stjörnufræðingarnir í Sívalaturni með þvergöngu Venusar í júní 1761. Þeir sáu tunglið ekki heldur. En nokkrum dögum seinna kom forveri Eyjólfs, Peder Roedkiær, hins vegar auga á það og svo aftur um haustið. Christian Horrebow virðist samt hafa haft sínar efasemdir og ekkert var birt um þessar athuganir (fyrr en 1882).

Vorið 1764 dró hins vegar til tíðinda. Roedkiær kom enn og aftur auga á tunglið og í þetta sinn tókst honum að fá Horrebow til að lesa upp greinargerð um mælingarnar á fundi Hins konunglega danska vísindafélags nokkrum dögum síðar (sjá Skrifterne 1765, bls. 394-95). Horrebow gaf einnig stutt yfirlit yfir þessar og aðrar athuganir á tungli Venusar (Skrifterne 1765, bls. 396-99). Það merkilega er, að á þessum tímapunkti hafði Horrebow sjálfur aldrei séð tunglið. Það breyttist þó tveimur dögum síðar, þegar hann kom loksins auga á það ásamt aðstoðarmönnum sínum. Í grein um þessa upplifun (Skrifterne 1765, bls. 400-03) segir hann meðal annars:

Aldrei áður hef ég séð fyrirbæri á himni, sem hefur haft meiri áhrif á mig. Ég taldi mig raunverulega sjá tungl Venusar og fann gleðitilfinningu í hjarta mínu, því ég sá nú að Skaparinn hafði séð íbúum Venusar, eins og okkur, fyrir fylgihnetti (bls. 401).

Þarna má sjá gott dæmi um þau áhrif, sem náttúruguðfræði og meðfylgjandi fullvissa um líf á öðrum hnöttum, hafði á heimsmynd stjörnufræðinga (og annarra) á þessum tíma.

Þrátt fyrir þessa stundarhrifningu, var Horrebow áfram tvístígandi, þegar tungl Venusar kom til umræðu. Hann sló úr og í, ekki síst eftir að hinn þekkti ungverski stjörnufræðingur, Maximilian Hell, skrifaði langan bækling árið 1765, þar sem hann reyndi að útskýra, hvað menn hefðu raunverulega séð. Hell hélt því fram, að hið svokallaða tungl væri ekkert annað en speglun hins bjarta Venusarljóss, bæði í linsum sjónaukanna og hornhimnu augans. Skömmu síðar komst fjölfræðingurinn Roger Boscovich að svipðaðri niðurstöðu, óháð Hell. Þess má einnig geta, að í skýrslu til danska Vísindafélagsins árið 1783 tók eftirmaður Horrebows, Thomas Bugge, undir með Hell.

Myndir úr bæklingi Maximilians Hell frá 1765 um tungl Venusar. Þær eiga að útskýra ljósfræðina að baki þeirri niðurstöðu hans, að hið svokallaða tungl sé ekkert annað en spegilmynd Venusar.

Neikvæðar niðurstöður þeirra Hells og Boscovichs eru líklega helsta ástæða þess, að mælingar Horrebows, Eyjólfs og Bützows í ársbyrjun 1768 voru ekki birtar opinberlega (fyrr en 1882, 114 árum síðar).

Árið 1875 kom út bókin Das Venusmond eftir þýska stjörnuáhugamanninn F. Schorr, þar sem hinar gömlu athuganir voru rifjaðar upp. Hún varð meðal annars til þess, að árið 1882 gaf Hans Schjellerups út mæliniðurstöður stjörnufræðinganna í Sívalaturni, eins og áður er getið. Þetta varð til að endurvekja áhuga manna á draugatunglinu og í kjölfarið komu fram frekari tilgátur um það, hvað þarna hefði verið á ferðinni.

Teikning af Venusi „með tungli sínu“ frá 1882. Úr grein eftir Joseph Bertrant, sem reyndar trúði ekki á tilvist fylgihnattarins. Hann taldi samt, að taka yrði mælingar reyndra stjörnufræðinga alvarlega og finna þyrfti viðhlítandi skýringar á þeim. Löngu áður hafði Jérôme Lalande sett fram svipaða skoðun. Tímaritið L'Astronmie, sem birti grein Bertrants, var stofnað af hinum þekkta franska stjörnufræðingi og alþýðufræðara Camille Flammarion. Hann taldi fullvíst, að Venus væri iðandi af lífi, þótt hann tryði því ekki að henni fylgdi tungl.

Stjörnufræðingurinn J.-C. Hozeau stakk uppá því árið 1884, að hið svokallaða tungl væri í raun lítil reikistjarna, sem gengi um sólina með 283 daga umferðartíma. Hún væri því í samstöðu við Venus á 1.080 daga fresti. Hozeau stakk upp á nafninu Neith fyrir þennan nýja meðlim sólkerfisins. Vart þarf að taka það fram, að enn hefur engin slík reikistjarna fundist.

Önnur skýring var sett fram 1887. Eftir umtalsverða og tímafreka útreikninga benti stjörnufræðingurinn Paul Stroobant á þá hugsanlegu skýringu, að þarna hefði verið um sólstjörnur að ræða. Til dæmis pössuðu mælingar Roedkiærs frá 1761 ágætlega við stjörnuna 62 Orionis. Mælingar Eyjólfs og félaga smellpössuðu hins vegar við stöðu stjörnunnar θ í Vogarmerki á umræddum tíma. Þótt Stroobant tækist ekki að útskýra allar mælingarnar með sömu nákvæmni, féllust flestir stjörnufræðingar á þessa tilgátu hans og fylgihnöttur Venusar féll smám saman í gleymsku.

Sumt af því, sem hér hefur verið sagt um draugatungl Venusar, er fengið úr ágætis yfirlitsgrein frá 2008 eftir Kurt M. Pedersen og Helge Kragh. Aðalheimildin um þetta skemmtilega efni er þó bók eftir Helge Kragh frá svipuðum tíma.

Þverganga Venusar og sólmyrkvinn í júní 1769

Í þekktri grein frá 1716 stakk enski fjölfræðingurinn, Edmond Halley, upp á því að nota nákvæmar mælingar á þvergöngu Venusar til þess að ákvarða hliðrun sólar og þar með hina svokölluðu stjarnfræðieiningu (sjá stærðfræðilega umfjöllun hér). Út frá henni má svo finna allar aðrar fjarlægðir í sólkerfinu. Halley dó 1742, löngu áður en næsta þverganga átti sér stað, sumarið 1761, og sá því ekki draum sinn verða að veruleika.

Þvergöngur Venusar koma í pörum. Í hverju pari líða um 8 ár á milli þverganga og þær falla á sama árstíma. Á milli paranna líður svo aftur mun lengri tími, til skiptis 105,5 ár og 121,5 ár.

Myndin sýnir allar þvergöngur Venusar frá því sjónaukinn kom til sögunnar og fram til vora daga. Hvert belti á teikningunum sýnir braut Venusar yfir sólskífuna séð frá jörðinni. Jóhannes Kepler spáði fyrir um fyrstu þvergönguna, 7. desember 1631, en hún sást ekki frá Evrópu. Tveimur Englendingum, Jeremiah Horrocks og William Crabtree tókst að sjá þá næstu, 4. desember 1639 (efri myndin til vinstri). Ávallt síðan hefur mikill fjöldi stjörnufræðinga fylgst með þvergöngunum: 6. júní 1761, 3. júní 1769 (efri myndin til hægri), 9. desember 1874, 6. desember 1882 (neðri myndin til vinstri), 8. júní 2004 og núna síðast 6. júní 2012 (neðri myndin til hægri). Næsta þverganga verður svo 2117. Myndin er úr vinsælu alþýðuriti frá 1874 eftir R. A. Proctor.

Í aðdraganda þvergöngunnar 1761 bundust margir evrópskir stjörnufræðingar samtökum um að vinna sameiginlega að gagnaöflun. Á fundi í Vísindafélaginu hvatti hinn kraftmikli Christian G. Kratzenstein Dani til að taka þátt í slíku samstarfi (sjá Skrifterne 1765, bls. 520-40) og gerði sjálfur út leiðangur til Þrándheims í Noregi af þessu tilefni. Árangur varð þó enginn vegna slæmra veðurskilyrða (um áhrif Kratzenstein á Íslendinga má lesa hér).

Í Sívalaturni fylgdist Christian Horrebow með þvergöngunni ásamt bróður sínum Peder. Mælingarnar gengu sæmilega, en þegar Christian sendi niðurstöðurnarnar til Parísar til frekari skoðunar, gleymdi hann að láta ákveðnar tímaleiðréttingar fylgja. Það varð ekki til þess að efla orðstír hans meðal evrópskra stjörnufræðinga. Þegar hann birti loks leiðréttar niðurstöður í Skrifterne 1765 (bls. 373-88) var það orðið allt of seint.

Þessi misheppnaða þátttaka Horrebows í evrópsku samstarfi árið 1761 varð til þess, að þegar aftur var blásið til samvinnu í tengslum við þvergönguna 1769, fengu dönsk stjórnvöld Maximilian Hell, sem nefndur var í síðasta kafla, til að vera fulltrúa Dana. Hann og samstarfsmenn hans voru sendir til eyjunnar Vardø, nyrst í Noregi, til að fylgjast með þvergöngunni 3. júní 1769.

Árið 1770 birti Hell bók um mælingar sínar. Hún var strax þýdd á dönsku og birt í Skrifterne 1770 (bls. 537-618).

Talsvert hefur verið skrifað um þátttöku Dana í mælingunum 1769 og frægðarför Hells til Vardø. Þessu áhugaverða efni verða ekki gerð frekari skil hér, en í staðinn er bent á stutta grein norska vísindasagnfræðingsins Pers P. Apaas um þvergöngurnar 1761 og 1769 og ýmislegt, sem þeim tengist (ef það nægir ekki, má benda mönnum á dotorsritgerð Apaas frá 2012).

Jesúítinn og stjörnufræðingurinn Maximilian Hell árið 1770. Hann situr við kvaðrantinn, eitt af tækjunum, sem notuð voru í Vardø við mælingarnr á þvergöngu Venusar sumarið 1769. Þetta gæti verið sama tækið og Eyjólfur Jónsson kom með til Íslands vorið 1770 og Rasmus Lievog notaði síðar á Bessastöðum og í Lambhúsum.

Til þess að þvergöngumælingarnar í Vardø nýttust að fullu, var mikilvægt að þekkja staðsetningu athugunarstaðarins með sem mestri nákvæmni. Tiltölulega auðvelt var að mæla breiddina, en lengdarákvarðanir kröfðust meiri umsvifa. Til þess notaði Hell nokkrar aðferðir en sú eina, sem hér verður rædd, byggist á sólmyrkvaathugunum. Svo heppilega vildi til, að um það bil fimm stundum eftir þvergönguna varð sólmyrkvi, sem hægt var að fylgjast með, ekki aðeins frá Vardø, heldur einnig frá stjörnuathugunarstöðvunum í Greenwich, París, Kaupmannahöfn, Stokkhólmi, Pétursborg, Vínarborg og Ingolstadt. Áður en Hell lagði af stað til Vardø, hafði hann fengið vilyrði um mæliniðurstöður frá öllum þessum stöðum.

Þegar sólmyrkvinn brast á 4. júní, voru stjörnufræðingarnir í Sívalaturni með allt til reiðu. Teikningin hér fyrir neðan er úr stjarnmælingabók turnsins og sýnir bæði upphaf og endi myrkvans á sólarkringlunni, auk sólbletta.

Upplýsingar um sólmyrkvann 4. júní 1769, skömmu eftir að Venus hafði gengið fyrir sólina. Í bláa sporbaugnum vinstra megin má sjá upphaf myrkvans, sem Eyjólfur Jónsson mældi. Í fjólubláa sporbaugnum hægra megin er sýnd mæling Christians Horrebow á lokum myrkvans. Til samanburðar er svo sýnt, hvar þvergöngu Venusar lauk fimm tímum fyrr (rauði hringurinn). Þarna má einnig sjá fjölda sólbletta. Myndin er úr meistararitgerð Jörgensen (bls. 95).

Mæliniðurstöðurnar frá Sívalaturni voru birtar í bók Hells og úr þeim unnið, ásamt niðurstöðum frá öðrum athugunarstöðvum. Hell taldi, að mælingar á lokum myrkvans væru í öllum tilvikum nákvæmari en upphafsmælingarnar og notaði þær því eingöngu í bók sinni.

Mæliniðurstöður stjörnufræðinganna í Sívalaturni (Horrebows, Eyjólfs, Karups, Sorøe og Aasheims) á lokum sólmyrkvans 4. júní 1769. Síða úr bók Maximilians Hell um þvergöngu Venusar (bls. 44). Í dönsku þýðingunni í Skrifterne 1770 eru þessar niðurstöður á bls. 574-75.

Á leiðinni til Vardø komu Hell og samferðamenn hans við í Kaupmannahöfn til að ræða við ráðamenn og prófessora Háskólans. Christian Horrebow lánaði þeim ýmis tæki til mælinga, þar á meðal pendúlklukku, tíu feta Dollond-sjónauka og tvo kvaðranta, einn tveggja feta ferðakvaðrant og annan þriggja feta úr dönsku stáli á stæði. Þann síðarnefnda hafði Svíinn Johannes Ahl (1729-95) smíðað. Þegar leiðangursmenn komu aftur til Kaupmannahafnar í október 1769, var þessum mælitækjum skilað.

Samkvæmt upplýsingum í dagbókum Rasmusar Lievog var kvaðranturinn, sem Eyjólfur Jónsson kom með til landsins 1770, sá hinn sami og Maximilian Hell hafði notað í Vardø árið áður. Þetta gæti einnig átt við um hin tækin, en um það skortir heimildir.

Ritari og farandstjörnufræðingur

Eins og minnst var á í upphafi, sigldi Eyjólfur Jónsson til Íslands vorið 1770 sem ritari landsnefndarinnar fyrri. Hann ferðaðist um landið, ýmist einn eða með nefndarmönnum, en þegar þeir héldu aftur til Kaupmannahafnar, haustið 1771, varð hann eftir vegna veikinda.

Það var ekki bara landsnefndin sem slík, sem fékk erindisbréf frá stjórnvöldum, heldur fékk Eyjólfur að auki ítarlegt bréf með fyrirmælum, sem greinilega voru samin af meðlimum Vísindafélagsins danska. Samkvæmt bréfinu hafði hann sjálfur samþykkt að taka að sér verkefnin, sem þar eru talin upp.

Auk ritarastarfa, var honum ætlað að framkvæma margskonar athuganir og mælingar. Meðal annars skyldi hann ákvarða breidd sem flestra viðkomustaða og eftir aðstæðum gera tímamælingar, sem gætu hjálpað til við ávörðun lengdarinnar. Þá átti hann eftir megni að fylgjast með hágöngu sólar og stjarna, með það fyrir augum að ákvarða ljósbrotið í andrúmsloftinu. Til frekari undirbúnings að framtíðarkortlagningu landsins, var hann beðinn um að mæla horn milli sjónlína til miklvægra staða og setja niður nokkra stóra landmælingaþríhyrninga, ef þess væri nokkur kostur.

Jafnframt var Eyjólfi ætlað að kanna misvísun áttavita á sem flestum stöðum, mæla þar hitastig og þrýsting og ákvarða hæð fjalla með þrýstingsmælingum. Einnig að fylgjast með norðurljósum sem víðast og sömuleiðis sjávarföllum við ströndina.

Sérstaklega er tekið fram, að Eyjólfur verði að hafa þjón sér til aðstoðar við mælingar og flutninga á mælitækjum milli staða. Vísindafélagið muni bera þann kostnað.

Mikil áhersla er lögð á það í bréfinu, að Eyjólfur haldi ítarlega dagbók yfir allar sínar athuganir og afhendi hana Vísindafélaginu, þegar hann komi aftur til Kaupmannahafnar. Er honum lofað frekari frama, ef ferð hans verði „til Nytte for Astronomiens, Geographiens og de mathematiske Videnskabers Forfremmelse“.

Til er listi yfir mælitækin, sem Eyjólfur hafði með sér til landsins. Þar voru meðal annars: Kvaðrantur ásamt tjaldi yfir hann. Tíu feta Dollond-sjónauki, án skrúfumælis. Tvær einfaldar pendúlklukkur og þriggja feta sjónauki til tímaákvarðana. Áttavitar til misvísunarmælinga. Þrír loftþrýstingsmælar og þrír lofthitamælar. Auk þess tók hann með sér ýmis handverkfæri, stjörnukort og stjörnualmanök Hells fyrir árin 1770 og 1771.

Í dag finnst hvorki tangur né tetur af dagbók(um) Eyjólfs. Ekki hef ég heldur séð neinar frásagnir af athugunum hans á ferðalögum. Þetta á bæði við um dvöl hans ásamt nefndarmönnum á Þingvöllum seinni partinn í júlí 1770 og eins á Hólum í Hjaltadal, þar sem hann dvaldi við athuganir frá byrjun ágúst og vel fram eftir hausti. Hópurinn hafði vetursetu á Arnarhóli í Reykjavík og vann þar úr aðsendum ritgerðum og bréfum Íslendinga fram á sumarið 1771. Vinnunni lauk með tillögugerð og nefndin hélt síðan úr landi með haustskipi. Eins og áður sagði, varð Eyjólfur eftir vegna veikinda.

Athugunarstöðin á Arnarhóli

Þegar landsnefndarmenn komu til Íslands snemmsumars 1770 reyndist húsnæðið, sem Almenna verslunarfélagið hafði útvegað þeim, algjörlega óíbúðarhæft. Ólafur Stephensen amtmaður kom þá hópnum fyrir í hinu nýbyggða tugthúsi á Arnarhóli, sem hafði ekki enn verið tekið í notkun. Þetta sættu þeir sig við, þrátt fyrir „den Fugtighed og onde Lugt, som følger med et nyt og af tykke Mure ledigstaaende Hus“. Þarna voru höfuðstöðvar nefndarinnar þann tíma, sem hún starfaði á Íslandi, og þarna bjó Eyjólfur Jónsson til dauðadags.

Svo virðist sem fljótlega eftir komuna til Íslands, hafi Eyjólfur látið reisa litla athugunarstöð nálægt tugthúsinu á kostnað ríkisins. Lauritz A. Thodal stiftamtmaður, sem Eyjólfur átti eftir að eiga mikil samskipti við næstu fimm árin, nefnir stöðina nokkrum sinnum í bréfum sínum. Það gerðist síðast í september 1776, rúmu ári eftir lát Eyjólfs, þegar leifar af húsinu voru seldar á opinberu uppboði.

Málverk Jóns Helgasonar biskups af Reykjavík, eins og hann ímyndaði sér að þorpið hefði litið út upp úr 1770. Myndina byggði hann m.a. á Reykjavíkuruppdrætti Rasmusar Lievogs frá árinu 1787. Tugthúsið (núverandi Stjórnarráðshús) er stóra hvíta húsið hægra megin á myndinni, austan við Lækinn. Þar bjó Eyjólfur Jónsson á árunum 1770 til 1775. Hann stundaði jafnframt mælingar í lítilli athugunarstöð í næsta nágrenni. Nær má sjá Reykjavíkurkirkju og hús Innréttinganna við Aðalstræti.

Enginn veit nú, hvar á Arnarhóli athugunarstöð Eyjólfs stóð og upplýsingar um mælingar hans þar virðast týndar og tröllum gefnar. Með einni undantekningu þó. Frá henni verður sagt í næsta kafla.

Konunglegur stjörnumeistari á Íslandi

Að sögn Thodals var Eyjólfur veikur allan veturinn 1771-72 og þess vegna hafi honum orðið lítið úr verki.

Í maí 1772 kom hins vegar bréf með vorskipi frá Kaupmannahöfn þar sem tilkynnt var, að Eyjólfur væri skipaður stjörnumeistari á Íslandi. Jafnframt eigi hann að taka við af séra Jóni Magnússyni, þegar sá láti af störfum sóknarprests á Staðarstað á Snæfellsnesi, hvenær sem það nú verði. Þessu fylgdi sérstakt erindisbréf fyrir hinn nýja stjörnumeistara og annað bréf með fyrirmælum til Thodals.

Í erindisbréfinu segir, að stjörnumeistarinn skuli strax, í samvinnu við stiftamtmann, finna heppilegan stað fyrir athugunarstöð í landi Staðarstaðar og hefja byggingu hennar án tafar. Í húsinu skuli einnig vera vistarverur stjörnumeistara.

Þar eigi meistarinn að fylgjast daglega með loftþrýstingi, hitastigi, vindum og veðri og með hjálp stjörnuathugana tryggja, að pendúlklukkurnar gangi rétt. Einnig að fylgjast vel með nákvæmni annarra mælitækja. Höfuðáherslu beri að leggja á mælingar til að ákvarða lengd og breidd athugunarstaðarins. Ef einhverjir sérstakir viðburðir verði á himni, skuli fylgast grannt með þeim.

Þá skuli stjörnumeistarinn vera í nánu bréfasambandi við prófessorinn í stjörnufræði við Hafnarháskóla og aðra stærðfræðilega lærdómsmenn í Vísindafélaginu, og fara að fyrirmælum þeirra. Hann eigi að halda ítarlega og auðskilda dagbók um mælingar sínar og niðurstöður og senda Vísindafélaginu afrit af henni einu sinni á ári, eftir að stiftamtmaður hafi sannreynt og vottað afritið. Ef hann vanti bækur, mælitæki eða handverkfæri beri honum að snúa sér til yfirmanna sinna í Kaupmannahöfn.

Eyjólfi var ætlað að nota áfram þau mælitæki, sem hann hafði komið með til Íslands vorið 1770. Að auki segir í erindisbréfinu, að fleiri tæki hafi verðið send að utan og að hann skuli snúa sér til stiftamtmanns til að fá þau afhent.

Ekkert er nú vitað um mælitækin, sem Christian Horrebow á, samkvæmt bréfinu, að hafa sent Thodal vorið 1772.

Haustið 1772 kom Englendingurinn Sir Joseph Banks í sérstakan leiðangur hingað til lands ásamt fríðu föruneyti. Í því voru meðal annars sænski grasafræðingurinn Daniel Solander, skoski læknirinn og stjörnufræðingurinn James Lind og sænski guðfræðingurinn Uno von Troil.

Þótt Lind hafi verið stjörnufræðingurinn í hópnum, var það von Troil, sem fór í heimsókn til Eyjólfs Jónssonar í athugunarstöðina á Arnarhóli. Í verkinu Bref rörande en resa til Island, sem hann birti fimm árum síðar, segir Troil frá því, að Eyjólfur hafi sýnt sér sérsmíðaðan sjónauka, ætlaðan til athugana á sólinni og noti þá jafnan ljóssíur úr hrafntinnu (sjá nánar í þessari færslu). Er þetta eina heimildin, sem ég hef fundið um athuganir Eyjólfs á Arnarhóli.

Dönsku kaupmannshúsin í Hafnarfirði haustið 1772. Til hliðar við húsin, vinstra megin, fylgist íslensk kona með doktor James Lind (eða manni á hans vegum) framkvæma mælingar með Ramsden-sjónauka. Svarthvít eftirprentun af vatnslitamynd Johns Cleveley Jr. Þeir Lind og Clevelay voru báðir þátttakendur í leiðangri Banks.

Staður fyrir nýja stjörnuathugunarstöð

Thodal stiftamtmaður skrifaði ráðamönnum haustið 1772 og tjáði þeim, að ekki hafi verið hægt að hefja byggingu athugunarstöðvar á Staðarstað þá um sumarið. Ein af ástæðunum séu veikindi Eyjólfs. Þau séu reyndar svo alvarleg, að stjörnumeistarinn muni varla vera fær um að þjóna prestsembætti. Thodal leggur því til, að athugunarstöðin verði reist nærri Bessastöðum. Þar sé fólksfleira en á Staðarstað og auðveldara um allt eftirlit (fyrra atriðið mun vísa til þess, að þegar hér var komið sögu var Eyjólfur orðinn mjög þunglyndur).

Vorið 1773 barst svar frá Kaupmannahöfn, þar sem fallist var á tillögu stiftamtmanns og jafnframt gefin frekar loðin fyrirmæli um byggingu athugunarstöðvar á Bessastöðum. Eyjólfur brást fljótt við og teiknaði tiltölulega nákvæman uppdrátt að tveggja hæða turnhúsi með íbúð fyrir stjörnumeistara á neðri hæðinni og stjörnuathugunarstöð á þeirri efri. Teikninguna sendi hann síðan til Thodals á Bessastöðum, ásamt kostnaðaráætlun.

Teikning Eyjólfs Jónssonar frá 1773 af sameiginlegu íbúðarhúsi og stjörnuathugunarstöð: Á neðri hæð er A stofa, B svefnherbergi, C eldhús og F borðstofa. D er burðarveggur, sem nær upp að hanabjálka og myndar undirstöðu fyrir kvaðrantinn. Í turninum er E athugunarstöðin með hlöðnum veggjum, g og G, en hinir veggirnir tveir eru úr timbri. Turnþakið er samsett úr fjórum hlemmum á hjörum. Þeim er haldið uppi af fjórum sperrum, sem koma saman í h og eru jafnframt notaðar til að opna hlemmana. Hágöngukíki er ætlaður staður á veggnum g. Pendúlklukkurnar á hins vegar að festa á vegginn G, sitt hvoru megin við dyrnar að turninum. Sú hlið hússins, sem sýnd er á myndinni, snýr í suður og þar er gengið inn. Teikningin er varðveitt á Þjóðskjalasafni Íslands ásamt lýsingu og kostnaðaráætlun.

Thodal virðist ekki hafa verið fyllilega sáttur við þessar hugmyndir og haustið 1773 stakk hann upp á nýrri og sennilega ódýrari lausn. Hún var sú, að stjörnumeistarinn fengi smábýlið Lambhús á Bessastaðanesi til ókeypis búsetu og að stjörnuathugunarstöðin yrði á turni hinnar nýju Bessastaðakirkju, sem þá var nýbyrjað að reisa. Þótt slík lausn tæki væntanlega sinn tíma, þá ætti það ekki að valda vandræðum. Stjörnumeistarinn búi enn á Arnarhóli og noti athugunarstöðina þar til stjarnmælinga, þegar hann hafi heilsu og löngun til.

Eftr talsverðar umræður í Kaupmannahöfn, ákváðu yfirvöld að fallast á tillögu Thodals og sendu bréf þar að lútandi til Íslands vorið 1774. Vonarbréfið fyrir Staðarstað var jafnframt afturkallað. Þá var sérstaklega tekið fram, að dugi fjáröflun ekki fyrir byggingu kirkjuturns, verði að reisa viðeigandi athugunarstöð við Lambhús.

Kortið sýnir hvar bærinn Lambhús stóð á sínum tíma, um það bil 330 metrum suðvestur af dyrum Bessastaðakirkju. Þarna eru nú engin sjáanleg merki, hvorki um bæinn né stjörnuturninn, sem á endanum var reistur fyrir Rasmus Lievog árið 1783. Myndin er úr grein Jóns Eyþórssonar frá 1962 (bls. 43).

Það var ekki fyrr en sumarið 1775, sem endanlega varð ljóst, að ekki yrði hægt að reisa turn við Bessastaðakirkju að sinni (turnbyggingunni lauk ekki fyrr en 1823). Þá fyrst ákvað Thodal að láta reisa stjörnuathugunarstöð við Lambhús.

Byrjað var að grafa fyrir húsinu um miðjan júlí og þrátt fyrir veikindin var Eyjólfur stjörnumeistari þar við eftirlit tveimur dögum fyrir andlátið. Við fráfall hans, 21. júlí 1775, var hætt við verkið. Ekkert er um það vitað, hvernig þessi athugunarstöð átti að líta út eða hvernig stóð til að innrétta hana.

Persónuleg ummæli um Eyjólf má finna í meðmælabréfum og öðrum bréfum samferðamanna. Af þeim má ráða, að hann hafi verið í miklum metum og gæddur einstökum hæfileikum til margra verka. Sem dæmi má nefna bréf Bjarna Pálssonar landlæknis til Finns Jónsonar biskups nokkru eftir jarðarför Eyjólfs í ágúst 1775. Þar segir meðal annars:

Enginn veit hvað átt hefir fyrr en mist hefir! og svo mun margur sakna mannæru, hugvits, lærdóms og handa Jónssoníusar, sem allt var exstans supra vulgus!

Eyjólfur Moh og Rasmus Lievog

Christian Horrebow var mikið í mun, að stjörnuathugunum yrði haldið áfram á Íslandi eftir lát Eyjólfs. Í bréfi til stjórnvalda í mars 1776 segir hann, að miklu hafi verið til kostað nú þegar og það væri til skaða „om saa ypperlig en Indretning skulde undergaae, som baade sigter til videnskapernes framvægt, Islands opkomst, og Mathematiquens dyrkelse og anseelsi i Norden“. Hann hafi því fljótlega farið að svipast um eftir efni í nýjan íslenskan stjörnumeistara og að lokum fundið efnilegan ungan nema í úrsmíði, Eyjólf Moh (Jónsson), sem stundað hefði nám við Háskólann. Að sögn Horrebows tók Moh vel í það að taka við af nafna sínum á Íslandi. Hann hefði hins vegar í upphafi haft lítil sem engin kynni af stærðfræðilegum lærdómslistum eða notkun mælitækja.

Moh sótti tíma í stærðfræði og störnufræði hjá Horrebow veturinn 1775-76 með það góðum árangri, að prófessorinn vonaðist til að eftir frekara nám við Háskólann og þjálfun í Sívalaturni yrði hægt að senda hann sem stjörnumeistara til Íslands. Til þess þyrfti hann þó að fá frið frá brauðstriti. Horrebow lagði því til, að Moh fengi styrk til að ljúka námi, sem næmi launum stjörnumeistara í eitt ár. Á þetta féllust ráðamenn með bréfi í maí 1776. Með þessu lauk afskiptum Christians Horrebow af málinu, því hann lést nokkrum mánuðum síðar, 58 ára gamall.

Thomas Bugge tók við af Horrebow sem prófessor í stærðfræðilegum lærdómslistum árið 1777 og varð jafnframt yfirstjörnumeistari í Sívalaturni. Þótt áherslur hans í rannsóknum hafi verið aðrar en Horrebows (sjá nánar hér) þá lagði hann, eins og forveri hans, mikið upp úr rekstri lítilla athugunarstöðva vítt og breitt um Danaveldi.

Rót virðist hafa komið á Moh við dauða Horrebows. Vorið 1778 segir Bugge frá því, að allt frá því hann fékk styrkinn hafi Moh, þrátt fyrir áminningar, hvorki sótt fyrirlestra né mætt til stjörnuathugana í Sívalaturni. Ljóst sé „at han ingen alvorlig Lyst har til Astronomien“.

Jafnframt getur Bugge þess, að hann hafi fundið annan stúdent, Rasmus Lievog, sem sé bæði harðduglegur og vel að sér í stærðfræði og stjörnufræði. Hann hafi einnig fengið þjálfun í stjarnmælingum og geti gert við mælitækin, ef þörf krefji. Lievog sé reiðubúinn að halda til Íslands næsta ár og taka þar við starfi stjörnumeistara. Bugge leggur til, að styrkurinn, sem ætlaður sé verðandi stjörnumeistara (og Moh hafði áður), verði nú notaður til að styðja við bakið á Lievog og jafnframt til kaupa á nauðsynlegum bókum og töflum.

Á þetta var fallist sumarið 1778 og í apríl árið eftir var Rasmus Lievog skipaður stjörnumeistari á Íslandi. Hann kom til landsins haustið 1779, rúmum fjórum árum eftir lát Eyjólfs Jónssonar. Þá var mannfjöldi á Íslandi innan við fimmtíu þúsund og aðeins tæp fjögur ár í Skaftárelda og Móðuharðindin.

Hér er fjallað um Rasmus Lievog og störf hans á Íslandi.

Birt í Átjánda öldin, Stjörnufræði

Sólblettarannsóknir Christians Horrebow í Sívalaturni með þátttöku Eyjólfs Jónssonar og Rasmusar Lievog

Posted on: 14/11/2017 by Einar H. Guðmundsson

Fyrstu rituðu heimildirnar um sólbletti eru kínverskar og frá því á áttundu öld f.Kr. Á Vesturlöndum sáust þessi fyrirbæri einstaka sinnum, allt frá dögum Forn-Grikkja fram á sautjándu öld, án þess þó að menn tengdu þau endilega beint við sólina. Oftast var talið, að um væri að ræða þvergöngur föruhnatta, einkum Merkúríusar, og umfjöllun um sólbletti var því lítil sem engin.

Það var því ekki fyrr en Galíleó gaf út hið merka rit sitt um sólbletti, árið 1613, sem umræður um sólbletti tóku flugið. Um þá áhrifamiklu bók og viðbrögðin við henni má lesa hér.

Teikning Galíleós af sólarkringlunni, 23. júní 1613.

Sólblettaathuganir í Sívalaturni

Danska stjörnufræðingsins Christians Horrebow er nú einkum minnst fyrir rannsóknir á sólblettum, enda mun hann hafa verið með fyrstu mönnum til að fylgjast reglubundið með yfirborði sólarinnar.

Fyrir hans daga var Rasmus Bartholin eini stjörnumeistarinn í Sívalaturni, sem virðist hafa haft svipaðan áhuga, en þær rannsóknir stóðu stutt, jafnvel ekki nema eitt eða tvö ár. Bæði Ole Rømer og Peder N. Horrebow, faðir Christians, mældu sýndarþvermál sólarinnar á mismunandi árstímum og notuðu niðurstöðurnar til að ákvarða hringvik jarðbrautarinnar. Eftir því sem best er vitað voru það einu rannsóknir þeirra á sólarkringlunni.

Teikning danska arkitektsins Lauritz de Thurah af Sívalaturni árið 1748. Athugunarstöðin er á turnþakinu. Hún hafði lítið breyst, þegar Eyjólfur Jónsson og síðar Rasmus Lievog störfuðu þar við stjarnmælingar.

Þótt Christian Horrebow hafi einnig gert svipaðar mælingar, beindist áhugi hans fyrst og fremst að sólblettunum og hegðun þeirra. Hann tók að skoða blettina og skrá fjölda þeirra skömmu eftir að hann hóf störf hjá föður sínum og fylgdi þeim rannsóknum eftir allt til dauðadags, nær fjörutíu árum síðar. Á árunum í kringum dvöl fyrsta íslenska stjörnufræðingsins, Eyjólfs Jónssonar, í Kaupmannahöfn virðast fáir hafa fylgst jafn vel með blettunum og stjörnufræðingarnir í Sívalaturni. Um þessar athuganir má meðal annars lesa í nýlegri meistararitgerð eftir Carsten S. Jörgensen. Bestu heimildina um dönsku rannsóknirnar er þó að finna í merkri grein frá 1770 eftir Christian Horrebow sjálfan (sjá bls. 469-536). Þar birtir hann niðurstöður úr athugunum stjörnufræðinganna í Sívalaturni á sólblettum árið 1769 og lýsir þeim í smáatriðum með töflum og teikningum.

Teikningarnar sýna hluta af niðurstöðum sólblettaathugana í Sívalaturni sumarið 1769. Úr myndaviðauka með grein Horrebows frá 1770. Bókstafirnir á teikningunum vísa til frekari upplýsinga um blettina í grein hans.

Í greininni fjallar Horrebow auk þess um sögu sólblettarannsókna fram að þeim tíma, lýsir blettum af mismunandi stærð og ræðir staðsetningu þeirra og hreyfingu. Jafnframt segir hann frá því, að fjöldi blettanna breytist með tíma og getur þess sérstaklega, að þeir hafi verið óvenju fáir á seinni hluta sautjándu aldar og í byrjun þeirrar átjándu, á skeiði sem nú er venjulega kennt við enska stjörnufræðinginn E. W. Maunder. Frá því hann hóf rannsóknir hafi hann hins vegar sjaldan séð sólina án bletta og fjöldi þeirra sé óvenju mikill um þessa mundir (sólsveiflan virðist einmitt hafa náð hámarki árið 1769). (Sjá einnig Viðbót 1 í lok færslu.)

Mælingar fyrir önnur ár en 1769 birti Horrebow í Dansk Historisk Almanak, sem Danska Vísindafélagið gaf út (sjá meistararitgerð Jörgensens).

Samkvæmt grein Horrebows var það fyrst og fremst pólstæði Rømers (Machina aequatorea), sem notað var við athuganir á sólblettum í Sívalaturni (frá og með 1767). Pólstæðið skemmdist illa í brunanum mikla 1728, svo annaðhvort hefur það verið gert upp eða endursmíðað. Á það var venjulega settur 94 cm linsusjónauki með þráðasigti og skrúfumæli. Vitað er, að skömmu áður en grein Horrebows var skrifuð, hafði athugunarstöðin fengið nýjan tíu feta langan og litvillulausan Dollond-linsusjónauka með 10 cm sjóngleri. Hann mun hafa verið notaður við blettarannsóknirnar þegar aðstæður leyfðu.

Pólstæðið (Machina aequatorea) sem notað var við sólblettarannsóknirnar í Sívalaturni. Myndin er úr bók Peders N. Horrebow, Basis astronomiae, frá 1735. Sjá einnig umfjöllun um mælitæki Rømers í grein Einars H. Guðmundssonar frá 2008 (bls. 19-20).

Eyjólfur Jónsson og sólblettirnir

Á starfsárum sínum í Sívalaturni tók Eyjólfur Jónsson virkan þátt í rannsóknum Horrebows á sólblettum og í stjarnmælingabókum turnsins er að finna margar færslur frá honum. Næstu fjórar myndir sýna hvernig unnið var með niðurstöður mælinganna.

Báðar myndirnar eru úr stjarnmælingabók athugunarstöðvarinnar í Sívalaturni. Sú efri sýnir fyrri ákvörðun Eyjólfs á stjörnuhnitum sólbletta, 7. febrúar 1768, ásamt teikningu af stöðu þeirra á sólarkringlunni. Í rauðu kössunum eru hnitin, tímahornið til vinstri og stjörnubreiddin til hægri. Tímahornið er gefið upp í stjörnutímaeiningum, en stjörnubreiddin er mæld í snúningum skrúfumælis miðað við neðsta punkt sólarkringlunnar. Neðri myndin sýnir niðurstöður úr seinni mælingum Eyjólfs sama dag. Þær voru taldar nákvæmari og því birtar í Dansk Historisk Almanak árið 1770. Úr meistararitgerð Jörgensen (bls. 66).

Tafla og myndir úr grein Christans Horrebow í Dansk Historisk Almanak árið 1770. Taflan sýnir niðurstöðurnar úr seinni mælingum Eyjólfs, 7. febrúar 1768. Myndirnar sýna hins vegar niðurstöður margra athugana frá mismunandi tímum. Í efra horninu hægra megin (Fig. 8) er teikning Eyjólfs (úr fyrri færslunni) af sólarkringlunni 7. febrúar 1768. Úr meistararitgerð Jörgensen (bls. 67).

Við rannsóknir á sólinni, óháð því hvort fylgst var með sólblettum, sólmyrkvum eða öðrum fyrirbærum tengdum þessum bjarta himinhnetti, var eins og nú hægt að nota tvær mismunandi aðferðir til að vernda augun. Annaðhvort létu menn sólarljósið falla á skerm þar sem hægt var að skoða mynd af sólinni, eða þeir settu sólarsíu á sjónaukann og horfðu beint í sólina í gegnum síuna. Í Sívalaturni, eins og í öðrum stjörnuathugunarstöðvum, voru síurnar annaðhvort gerðar úr litgleri eða reykgleri.

Í þessu sambandi eru athyglisverð ummælin, sem Uno von Troil hefur um Eyjólf Jónsson í tveimur bréfum árið 1773, en hann hafði hitt stjörnumeistarann á Arnarhóli árið áður. Bréfin birti hann í hinu þekkta riti sínu, Bref rörande en resa til Island, frá 1777. Í því fyrra segir (bls. 40):

[Jonson] nyttjade med fördel, uti en af sig paafunnit telescop, Islands saa kallade svarta agat, i stellet for rökt glas.

Og í því síðara (bls. 247):

Af detta svarta glas [þ.e. svarta agat], har Herr Observat. Ej. Jonss, så vel í Kiöbenhavn som Island, nyttjad til solaire tuber, i stället et annars röka glasen, och funnit detta mycket bättre.

Svarta agat á sænsku er það sem við Íslendingar köllum hrafntinnu (á dönsku er talað um sort agat og á ensku obsidian). Samkvæmt þessu hefur Eyjólfur útbúið sólarsíur úr hrafntinnuþynnum og notað við sólarrannsóknirnar í Sívalaturni með góðum árangri. Jafnframt má ráða af orðum von Troils, að Eyjólfur hefur haldið áfram að fylgjast með sólaryfirborðinu eftir að hann kom aftur til Íslands. Er þetta eina heimildin, sem ég hef fundið um þær athuganir.

Hér má einnig geta þess, að í kennslubók sinni í stjörnufræði frá 1796 tekur Thomas Bugge það sérstaklega fram, að hrafntinnuþynnur séu með afbrigðum góðar sólarsíur (bls. 173). Hann minnist þó ekki á Eyjólf í því sambandi. Þeir Bugge og Eyjólfur virðast ekki hafa haft mikil samskipti meðan sá síðarnefndi var í Höfn, enda var Bugge þá önnum kafinn við landmælingar og kortagerð. Hvernig sem á því stendur virðist hrafntinna hvergi hafa verið notuð við sólarathuganir nema í Sívalaturni og á Arnarhóli, alla vega hef ég ekki enn fundið neinar heimildir um slíkt.

Kenningar um eðli sólbletta

Í fyrrnefndri grein frá 1770 fjallar Christian Horrebow um ýmsar eldri hugmyndir um gerð og eðli sólarinnar (bls. 473-74). Hann telur að kenning, sem hann eignar franska stærðfræðingnum og náttúruspekingnum Philippe de La Hire, sé í bestu samræmi við sínar eigin athuganir. Samkvæmt túlkun Horrebows á kenningunni er sólin risastór kúla með miklum ójöfnum á yfirborðinu, stórum sem smáum, dölum sem fjöllum. Kúlan er umvafin fljótandi eldefni (það er ljóshvolfi), sem hækkar og lækkar á víxl, líkt og höfin á jörðinni. Blettirnir eru misháir fjallstindar, sem koma í ljós við lækkun eldhjúpsins, en hverfa svo aftur, þegar hjúpurinn hækkar. Þeir eru flestir við miðbaug, því þar eru fjöllin hæst eins og á jörðinni. Lýsing Horrebows er sennilega fengin úr kennslubók í stjörnufræði eftir Jérôme Lalande (2. bindi 1764, bls. 1209-10). Ef haft er í huga, hversu skammt rannsóknir á sólinni voru á veg komnar á dögum Horrebows, var þetta alls ekki svo slæm kenning. Thomas Bugge tekur til dæmis undir hana í stjörnufræðibók sinni frá 1796 (bls. 147-48).

Þegar skoski stjörnufræðingurinn Alexander Wilson beindi sjónauka að sólinni árið 1769, sá hann hins vegar engin fjöll í blettunum, heldur virtust þeir vera einskonar dældir í eldhvolfinu. Wilson birti niðurstöður sínar 1774 og setti jafnframt fram þá tilgátu, að sólblettirnir væru göt í ljóshafinu og í gegnum þau sæist í dökkt yfirborð hins eiginlega sólaryfirborðs. Í þessu sambandi má geta þess, að haustið 1770 efndi danska Vísindafélagið til verðlaunasamkeppni um svar við spurningunni Hvað eru sólblettir? Verkefnið var án efa komið frá Christian Horrebow. Alexander Wilson voru veitt verðlaunin í ársbyrjun 1772, þótt talið væri að hann hefði ekki fært nægjanlegar sannanir fyrir kenningu sinni.

Hinn þekkti stjörnufræðingur William Herschel aðhylltist einnig þessa kenningu. Að auki taldi hann líklegt, að sólaryfirborðið væri ekki mjög frábrugðið yfirborði jarðarinnar og þar væru sennilega lifandi verur. Rétt er að minna á, að hugmyndir um kaldan sólarhnött hjúpaðan heitu eldhvolfi voru ríkjandi meðal stjörnufræðinga og eðlisfræðinga allt fram á sjöunda áratug nítjándu aldar, þegar sýnt var fram á það með litrófsmælingum, að þær stóðust ekki.

Mynd úr grein eftir William Herschel frá 1801. Hún lýsir kenningu hans um eðli sólbletta: Sólin er dökkur og kaldur risahnöttur, byggður lifandi verum. Umhverfis hann er eldhvolf með götum og geta jarðarbúar og aðrir séð dökkt sólaryfirborðið í gegnum þau. Þetta skýrir sólblettina. Á neðra borði eldhvolfsins þarf að vera einhvers konar skjöldur, t.d. dökkt millihvolf, eitt eða fleiri, til þess að sólarbúar stikni ekki. Herschel setti þessa kenningu fyrst fram árið 1795 og studdist þar við hugmynd Alexanders Wilson frá 1774. Hennar var lengi getið í alþýðuritum um stjörnufræði, t.d. Vorum sólheimum eftir Magnús Stephensen (bls. 55) og Stjörnufræði Ursins (bls. 10-11).

Fjöldi sólbletta

Í merkri grein frá 1843 birti Heinrich Schwabe, þýskur áhugamaður um stjörnufræði, tilgátu þess efnis, að fjöldi sólbletta væri sveiflukenndur með um það bil tíu ára lotu. Niðurstöðuna byggði hann á nær tveggja áratuga rannsóknum á sólaryfirborðinu. Uppgötvunin vakti athygli svissneska stjörnufræðingsins Rudolfs Wolf, sem fór fljótlega að rannsaka sólbletti sjálfur. Jafnframt hóf hann að safna gögnum um eldri mælingar á sólblettum, allt aftur til ársins 1610. Árið 1852 hafði hann komist yfir nægjanlegt gagnamagn til að staðafesta niðurstöður Schwabes um sólsveifluna og finna lotu hennar, sem reyndist vera 11 ár að meðaltali. Á sama tíma tókst Wolf einnig að sýna fram á sterka fylgni milli fjölda sólbletta og breytinga á segulsviði jarðar. Ýmsir aðrir komust að sömu niðurstöðu um svipað leyti.

Því er þetta nefnt hér, að menn hafa löngum undrast, hvers vegna Christian Horrebow uppgötvaði ekki sólsveifluna löngu á undan Schwabe. Skömmu áður en hann dó, árið 1776, hafði Horrebow safnað nægum gögnum til að sjá sveifluna. Þetta má til dæmis sjá á myndinni hér fyrir neðan yfir fjölda sólbletta á árunum 1761 til 1777.

Myndin sýnir meðalfjölda sólbletta samkvæmt mælingum Christians Horrebow og samstarfsmanna hans í Sívalaturni á árunum 1761-1777. Eyjólfur Jónsson tók þátt í mælingunum á árunum 1767 til 1770. Rasmus Lievog sá um mælingarnar 1776 til 1777 og Thomas Bugge um þær allra síðustu, seinni hluta ársins 1777. Línuritið er tekið úr úr bók Hoyts og Schattens frá 1997 (bls. 31), sem jafnframt gefur stutt og hnitmiðað yfirlit yfir sögu sólarrannsókna. Sjá einnig grein þeirra frá 1995 um mælingar Horrebows.

Einhverra hluta vegna birti Horrebow ekkert um athuganir sínar á öðrum tungumálum en dönsku og það kom því í hlut danska stjörnufræðingsins og stærðfræðingsins Thorvalds N. Thiele að birta mælingarnar á alþjóðavettvangi, nokkuð sem hann gerði að áeggjan Rudolfs Wolfs árið 1859. Það var því ekki fyrr en rúmum áttatíu árum eftir lát Horrebows, sem alþjóðasamfélag stjörnufræðinga fékk fyrst upplýsingar um hinar merku sólblettaathuganir í Sívalaturni.

Þótt lítið hafi heyrst í Christian Horrebow erlendis, má sjá það á hinum dönsku greinum hans, að hann var mjög nálægt því að uppgötva sólsveifluna. Til dæmis getur hann þess í Dansk Historisk Almanak árið 1775, að svo virðist sem fjöldi og stærð sólbletta endurtaki sig eftir ákveðinn árafjölda, þótt enn sé ekkert hægt að fullyrða um það. Árið eftir segir hann svo í sama almanaki:

Jafnvel þótt athuganir sýni, að breytingar á sólblettum séu algengar, þá er ekki hægt að finna neina fasta reglu um þær, eða hversu lengi breytingarnar vara. Ástæðan er fyrst og fremst sú, að fram að þessu hafa stjörnufræðingar ekki fylgst mjög náið með sólblettum. Það er án efa vegna þess, að þeir hafa talið að útkoman yrði ekki sérlega áhugaverð fyrir stjörnufræði og eðlisfræði. Vonandi tekst þó með tíðari mælingum að finna sveiflutíma breytinganna, eins og þegar hefur tekist að finna reglu í hreyfingu hinna himinhnattanna. Þá fyrst verður hægt að rannsaka hvaða áhrif sólblettir hafa á hnettina, sem sólin lýsir upp og stjórnar.

Að lokum er hér nýleg mynd af tíðni sólbletta frá 1600 til 2009:

Tíðni sólbletta frá 1610 til 2009. Eftir 1749 er um mánaðarleg meðaltöl að ræða. Þarna er meðal annars stuðst við mælingar Christians Horrebows og aðstoðarmanna hans, þar á meðal Eyjólfs Jónssonar, frá árunum 1761 og 1764-76. Einnig er stuðst við mælingar Rasmusar Lievog 1776-77 og Thomasar Bugge 1777. Sjá nánar hér.

Örlítið um Rasmus Lievog og Thomas Bugge

Skömmu áður en Horrebow dó hóf Rasmus Lievog störf sem aðstoðarstjörnumeistari í Sívalaturni. Hann hefur greinilega hlotið þjálfun í skoðun sólbletta hjá Horrebow, því þegar Thomas Bugge tók við sem yfirstjörnumeistari, árið 1777, lét hann Lievog halda áfram sólblettaathugunum um tíma. Niðurstöður þeirra mælinga eru notaðar í línuritunum hér fyrir ofan.

Bugge var mun einbeittari og reglufastari vísindamaður en Horrebow, hélt góðu sambandi við erlenda stjörnufræðinga og birti margar mæliniðurstöður í erlendum tímaritum og bókum. Hann aðhylltist framsetningu Newtons á eðlisfræðinni og hafði orðið fyrir umtalsverðum áhrifum frá ensku upplýsingunni.

Þótt Bugge hefði persónulega mikinn áhuga á sólinni, tók hann snemma þá ákvörðun að hætta sólarathugunum að mestu og fylgja í staðinn ríkjandi straumum í stjörnufræði. Hann mun hafa verið með fyrstu mönnum til að sjá kornótta áferð sólaryfirborðsins, en hirti ekki um að birta niðurstöðurnar á alþjóðavettvangi, heldur aðeins í kennslubók sinni árið 1796 (bls. 144).

Þannig einbeitti hann sér að rannsóknum á fyrirbærum, sem þóttu mikilvægari en sólin á þeim tíma. Það kann einnig að hafa átt nokkurn þátt í ákvörðun hans, að hann mun hafa vanmetið hæfileika Christians Horrebow sem stjörnufræðings. Ef Bugge hefði hins vegar haldið áfram langtíma rannsóknum fyrirrennara síns, samhliða öðrum verkefnum, má telja nær fullvíst, að hann væri nú einkum þekktur fyrir að uppgötva sólsveifluna. Segja má, að ákvörðun hans um rannsóknaráherslur sé sláandi dæmi um glatað tækifæri í raunvísindum.

Hinn kraftmikli Bugge vann skyldustörf sín alla tíð af mikilli samviskusemi og í sönnum guðsótta. Hann var vinsæll meðal nemenda, en þótti frekar einstrengislegur í stjórnunarstörfum. Hann lagðist til dæmis gegn því, að H. C. Ørsted og H. C. Schumacher fengju á sínum tíma stöður við Hafnarháskóla. Schumacher varð síðar eftirmaður Bugges og Ørsted helsti raunvísindaforkólfur skólans. Þeir báru Bugge illa söguna að honum látnum og komu þannig í veg fyrir að hans yrði minnst að verðleikum fyrr en löngu síðar.

Viðbót 1 (26. júní 2019): Nýlega birtust tvær fróðlegar greinar um sólblettaathuganir Horrebows í tímaritinu Solar Physics:

C. S. Jørgensen, C. Karoff, V. S. Pavai og R. Arlt, 2019: Christian Horrebow’s Sunspot Observations - I. Life and Published Writings.
C. Karoff, C. S. Jørgensen, V. S. Pavai og R. Arlt, 2019: Christian Horrebow’s Sunspot Observations - II. Construction of a Record of Sunspot Positions.

Birt í Átjánda öldin, Stjörnufræði

Magnús Stephensen og náttúrunnar yndislegu fræði

Posted on: 05/11/2017 by Einar H. Guðmundsson

Hin áhrifamikli upplýsingarmaður, bókaútgefandi og embættismaður, Magnús Stephensen (1762-1833), var einn þeirra örfáu Íslendinga sem á áratugunum í kringum 1800 kynntu sér náttúrvísindi sérstaklega, bæði á námsárunum í Kaupmannahöfn og síðar. Hann hafði á þeim brennandi áhuga og í anda upplýsingarinnar reyndi hann eftir megni að gefa löndum sínum smá innsýn í undraheim vísindanna með fróðlegum greinum og fréttaflutningi. Fullyrða má að Magnús hafi verið fyrsti eiginlegi alþýðufræðarinn á sviði náttúruvísinda hér á landi. Hið sama á reyndar við um ýmis önnur svið mannlegrar viðleitni, en ekki verður fjallað frekar um það í þessari færslu.

Mynd af Magnúsi á kápu hinnar mjög svo fróðlegu ævisögu hans eftir Inga Sigurðsson sagnfræðing. Í 15. kafla er fjallað sérstaklega um þátt náttúruvísinda í lífi Magnúsar. Málverkið er frá 1826.

Viðhorf Mgnúsar til náttúruvísinda koma vel fram í inngangsorðum hans að ritgerðinni Um meteora frá 1783:

Þekking náttúrunnar er óneitanlega ein sú indælasta speki, sem daglega sýnir elskendum sínum, ný og ný merki uppá Guðs undrunarverða almætti, vísdóm og gæsku, og framtelur þannveg hans dýrð; auk þeirrar ómetanlegu gæða, er hún veitir í bústjórn manna. Þetta hefur áfýst framandi þjóðir, til að athuga grandgæfilega og yfirskoða náttúruna, en á Íslandi hefur það hingað til heldur vanrækt verið, eins og mörg önnur þarfleg fræði. Gætu blöð þessi [...] gefið almúga nokkra betri fræðingu, á uppruna og orsök til þvílíkra tilburða, en áður hafði hann, gengi mér eftir óskum, og vona ég þá, að til einhverra nota koma mætti.

Þarna má ekki aðeins sjá greinileg áhrif frá nytjahugmyndum upplýsingarinnar heldur einnig frá náttúruguðfræði, sem á þessum tíma var órjúfanlegur hluti af svo til allri umræðu um náttúruvísindi.

Áratugum síðar taldi Magnús greinilega, að litlar framfarir hefðu orðið hér á landi í þessum efnum og í inngangi ritgerðarinnar Um járn og stál frá 1818 segir hann meðal annars:

Skoðan og þekking náttúrunnar, hennar eðlis, krafta og nytsemdir fyrir oss, er bæði einhver sú veglegasta lærdómsiðn, sem leiðir manneskjur bæði til undrunarfullar viðurkenningar Skaparans dásemdarverka, speki og gæsku, líka til eftirþanka að hagnýta sér sem best þau margföldu gæði og meðöl, náttúran frambýður oss, til að gjöra oss lífið ánægjusamt, og fullnægja þess þörfum.

Á meðal allar siðaðar þjóðir [...] hafa varið mikilli áhyggju og kostgæfni til, að uppgötva náttúrunnar leyndardóma, grandskoða hana, og nota sér hennar gjafir sem best, til fróðleiks og til framfara í vorum búnaðarháttum, bjargræðis útvegum, handverkum og ýmsum lærdóms- og menntagreinum; á meðan fjöldi uppbyggilegra, stórum betri og fróðlegri ritgjörða í náttúrufræðinni, er hjá mörgum þjóðum útkomin, og þessa fræði nú er af ríkisstjórnunum boðið með alúð að kenna við flesta lærða og háskóla; já, handverka og borgaralega skóla í mörgum löndum, hvar nú þykir þeim mönnum, er siðaðir og menntaðir nefnast vilja, vanvirða að vera með öllu ófróðir, um náttúrunnar helstu niðurskipun, eðli, dásemdir, ríkdóm og gagnsemi af mörgum greinum hennar ríkja, hafa löndum vorum sárlítil hjálparmeðul boðist, allt til þessa, til að auka með uppbyggilega þekkingu þeirra í náttúrunnar yndislegu fræðum.

En hver eru þessi „náttúrunnar yndislegu fræði“ sem voru Magnúsi svo hugleikin? Innihald ritgerða hans um náttúruvísindi gefa að sjálfsögðu vísbendingar um svarið, en gagnlegustu upplýsingarnar er hins vegar að finna í sjálfsævisögu hans. Þar kemur meðal annars fram, að námið við Háskólann í Kaupmannahöfn hafði mikil og varanleg áhrif á hugmyndir hans um vísindi og nytsemi þeirra.

Íslenskur námsmaður í Höfn

Í öllum þeim námskeiðum, sem Magnús sótti til undirbúnings öðru lærdómsprófi (examen philosophicum) við Háskólann, hafði hann mesta ánægju af kennslu tveggja prófessora, þeirra Christians G. Kratzenstein í „náttúrulærdómunum (physica experimentali)“ og Thomasar Bugge í „mathematiskum vísindum (matesin applicatam)“, þar á meðal stjörnufræði. Svo gaman þótti Magnúsi í tímum að hann sótti að auki einkaskóla, sem þeir Kratzenstein og Bugge héldu, hvor í sínu lagi. Þessir skólar voru ætlaðir öllum, sem áhuga höfðu á efninu og gátu borgað fyrir kennsluna. Þar fór fram að sögn Magnúsar „ýtarleg kennsla náttúruvísindanna, staðfest með physiskum tilraunum (experimentum), og með dýrmætustu þar til heyrandi verkfærum“. Slíkir einkaskólar („collegium privatissimum“) voru algengir í Kaupmannahöfn, allt frá miðri sautjándu öld og vel fram á þá nítjándu. Þeir voru einkum sóttir af aðalsmönnum og öðru efnafólki.

Til vinstri er Christian G. Kratzenstein (1723-95) prófessor í læknisfræði og náttúrufræði (einkum eðlisfræði og efnafræði) við Hafnarháskóla. Hægra megin er Thomas Bugge (1740-1815) prófessor í stjörnufræði og stærðfræði.

Myndin hér fyrir neðan sýnir hluta af fyrirlestranótum Magnúsar frá námsárunum í Kaupmanahöfn. Um er að ræða efni úr stjörnufræði, sem Bugge kenndi. Löngu seinna gaf prófessorinn út fyrirlestra sína undir nafninu De første Grunde til den sphæriske og theoretiske Astronomie, samt den mathematiske Geographie (1796). Bókin var lengi notuð við kennslu í Kaupmannahöfn. Hún var jafnframt vel þekkt hér á landi og í hana vitnað.

Opna úr uppskrift Magnúsar af fyrirlestrum Thomasar Bugge í stjörnufræði árið 1783 (handrit: Lbs. 592, 4to). Lengst til hægri er teikning af jarðmiðjukenningu Ptólemaíosar. Efri myndin vinstra megin er af sólmiðjukenningu Kóperníkusar. Við þá neðri er gefið til kynna, að þar sé mynd af jarðmiðjukerfi Tychos Brahe. Svo er þó ekki; um er að ræða hugmynd, sem rekja má til Martíanusar Capella frá 5. öld. Rétta mynd af kerfi Brahes má sjá hér.

Fyrir annað lærdómspróf þurfti Magnús einnig að læra hreina stærðfræði (mathesis pura), en ekki var hann sérlega hrifinn af kennslunni, sem Joachim M. Geuss sinnti á þeim tíma.

Eftir að Magnús hafði starfað á Íslandi í nokkur ár að loknu laganámi 1788, þurfti hann oft að sigla til Kaupmannahafnar í embættiserindum og dvelja þar í lengri eða skemmri tíma. Þá notaði hann ávallt tækifærið til að hressa upp á þekkingu sína í náttúruvísindum. Á árunum 1799-1800 og aftur 1807-8 sótti hann einkaskóla „yfir physik og chymie“ hjá H. C. Ørsted og í grasafræði hjá Jens W. Hornemann. Veturinn 1815-16 sótti hann enn og aftur fyrirlestraröð Ørsteds og hlustaði að auki á J. H. Smiths „aðdáanlegu fyrirlestra yfir náttúru- og samblandfræðinnar (Physiks og Chymies) miklu not og verkanir á samlífi manna, þeirra búnað, íþróttir, handiðnir, listir, heilsufar, útréttingar og stórvirkjauppáfinningar“. Síðast sótti Magnús einkafyrirlestra Ørsteds veturinn 1825-26, aðeins örfáum árum eftir að sá síðarnefndi hafði hlotið heimsfrægð fyrir uppgötvun sína á seguláhrifum rafstraums.

Af framangreindum lýsingum Magnúsar á því, hvað honum þótti skemmtilegast og eftirsóknarverðast að læra, er ljóst að „náttúrunnar yndislegu fræði“ eru fyrst og fremst þær greinar, sem hann kallar náttúrufræði eða náttúrulærdóm (physik) og samblandsfræði (chymie).

Ýmislegt um nöfn fræðigreina, Bugge, Kratzenstein og fleira

Í dag köllum við þær greinar, sem Magnús Stephensen hafði hvað mestan áhuga á, eðlisfræði og efnafræði og flokkum undir eðlisvísindi. Rétt er að minna á í þessu sambandi, að Jónas Hallgrímsson er höfundur orðsins efnafræði og notaði það fyrst árið 1835 í hinni merku grein Um eðli og uppruna jarðarinnar. Orðið eðlisfræði má víst rekja til félaga hans, Tómasar Sæmundssonar, en það mun fyrst hafa verið notað í nútímamerkingu sem titill á bók J. G. Fischers, Eðlisfræði, frá 1852 (hér má lesa um þá bók og ýmsar aðrar kennslubækur á íslensku í eðlisfræði og efnafræði.)

Á námsárum Magnúsar voru stjörnufræði og þær greinar eðlisfræðinnar, þar sem stærðfræði kom helst við sögu, settar undir hatt hagnýttrar stærðfræði. Hana lærði Magnús hjá Bugge og kallaði „mathematisk vísindi (matesin applicatam)“, sem náðu yfir „sphæriska og theoretiska astronomie og mathematiska geographie, statik, hydrostatik, hydrolik, aerometrie, mechaniska og optiska lærdóma“. Við kennsluna notaði Bugge meðal annars stærðfræðibók Christians Wolff, sem rætt var um í fyrri færslu. Eins og þar kemur einnig fram, varð Bugge fyrstur til að innleiða hugmyndir og aðferðafræði Newtons í námsefni Hafnarháskóla. Um tengsl Bugges við ransóknir á Íslandi verður rætt í komandi færslu.

Til samanburðar við hagnýttu stærðfræðina er rétt að geta þess, að í hreinni stærðfræði (mathesis pura) kenndi Geuss greinar eins og „aritmetik með algebra, geometrie, trigonometria plana et sphærica, stereometrie, boginna lína útreikning og landamælingar“.

Áður en Kratzenstein hóf kennslu við Hafnarháskóla árið 1753 voru undirstöður eðlisfræði, efnafræði og annarra náttúruvísinda eingöngu kenndar á heimspekilegum nótum undir heitinu náttúruspeki (physica eða philosophia naturalis) í heimspekideild. Þar voru stærðfræðilegu lærdómslistirnar (sjá hér) einnig staðsettar, því náttúruvísindadeild kom ekki til sögunnar við Hafnarháskóla fyrr en árið 1850. Engar tilraunir voru gerðar í kennslunni, en praktísk efnafræði, fyrst og fremst lyfjafræði (materia medica), var kennd í læknadeild og í apótekum úti í bæ.

Eins og svo margir aðrir á þessum tíma var Kratzenstein undir talsverðum áhrifum frá hugmyndafræði Christians Wolff. Fyrrum kennari hans í Halle, Johann Gottlob Krüger hafði einnig veruleg áhrif á verkefnaval hans og sömuleiðis ýmis verk Newtons, einkum þó ljósfræðin. Þá sótti hann hugmyndir til margra fylgismanna Newtons, þar á meðal Johns T. Desaguliers, Willems J. 's Gravesande, Jean Antoine Nollet og Pieters van Musschenbroek.

Meðal annars fyrir áhrif þessara kennara og fræðimanna, innleiddi Kratzenstein sýnitilraunir í kennslu sína í eðlisfræði og efnafræði, nokkuð sem ekki hafði áður þekkst í þessum fræðum við Hafnarháskóla. Eftir sem áður gerðu nemendurnir sjálfir þó engar tilraunir. Þessi nýjung gerði það að verkum, að í stað náttúruspeki var nú farið að tala um physica experimentali (náttúruspeki, byggða á tilraunum). Að þýskri fyrirmynd var jafnframt farið að nota nöfnin náttúrufræði og náttúrulærdómur (d. Naturlære; þ. Naturlehre) yfir þetta efni.

Áhrif Kratzensteins á Magnús Stephensen og aðra Íslendinga

Í kennslu Kratzensteins var í upphafi ekki aðeins fjallað um eðlisfræði og efnafræði samtímans, heldur einnig ýmis önnur náttúruvísindi. Þetta breyttist þó smám saman og áherslan á eðlisfræði og efnafræði fór stöðugt vaxandi. Fljótlega eftir komuna til Kaupmannhafnar gaf Kratzenstein út áhrifamikla kennsluók á latínu, Systema physicae experimentalis. Upp úr henni skrifaði hann síðar einfaldara yfirlitsrit á þýsku, Vorlesungen über die experimental Physik, sem kom í mörgum útgáfum á seinni hluta átjándu aldar og að lokum í danskri þýðingu árið 1791.

Með ærnum tilkostnaði kom Kratzenstein sér upp miklu tækjasafni, sem hann nýtti við kennsluna, bæði við Hákólann og heima hjá sér í einkaskólanum. Hugmyndin var, að eftir hans daga tæki Háskólinn við safninu. Af því varð þó ekki, því tækin eyðilögðust svo til öll í miklum bruna árið 1795. Það vill þó svo heppilega til, að í Sórey má finna glæsilegt tækjasafn frá svipuðum tíma. Það var upphaflega í eigu embættismannsins og náttúrufræðingsins Adams W. Hauch og gefur væntanlega einhverja hugmynd um það, hvers konar tæki Kratzenstein átti.

Til vinstri er núningsvél af Ramsden-gerð frá seinni hluta átjándu aldar. Með henni voru framleiddar rafhleðslur, meðal annars til þess að hlaða Leiden-krukkur, eins og þá sem sýnd er til hægri. Tæki af þessu tagi er að finna í safni Adams Hauch.

Það er ljóst af ævisögu Mgnúsar Stephensen, að hann heillaðist mjög af fyrirlestrum Kratzensteins í eðlisfræði og efnafræði og ekki síður af þeim fína tækjabúnaði sem hann notaði við sýnikennsluna. Þetta varð Magnúsi meðal annars hvatning til að setja saman drög að kennslubók í náttúrufræði, sem hann samdi á dönsku á námsárunum og ætlaði síðan að umskrifa á íslensku og gefa út myndskreytta. Þetta gekk svo langt, að árið 1783 fékk hann tvo íslenska stúdenta til að hreinskrifa handritið (sjá mynd).

Forsíðan á handriti Magnúsar frá 1783 að fyirrhugaðri kennslubók hans í náttúrulærdómunum (Lbs. 560, 4to). Handritið er á dönsku þótt titillinn sé á latínu. Á íslensku hljóðar hann svo: Skipulegt ágrip af náttúrufræði, samið í Höfn eftir mikla yfirlegu og ástundun af Magnúsi Stephensen á háskólaárum hans. Þar afrituðu þeir Páll Hjálmarsson, síðar rektor á Hólum, og Gísli Jónsson Jakobssonar, síðar prestur í Noregi, þetta eintak eftir eiginhandriti hans meðan höfundur leiðbeindi þeim í náttúrufræði og stærðfræðilegum lærdómslistum fyrir annað lærdómspróf.

Þegar handritið er skoðað má sjá, að Magnús hefur haft áðurnefnda kennslubók Kratzensteins til hliðsjónar við skriftirnar, þótt ýmislegt sé öðruvísi upp sett og sennilega tekið úr öðrum ritum.

Þetta metnaðarfulla verkefni gekk því miður ekki upp hjá Magnúsi, af ástæðum sem hann telur upp í sjálfsævisögunni: Í fyrsta lagi var kostnaðurinn við myndskreytinguna allt of mikill. Hann þurfti svo að fara til Íslands í miðjum klíðum (vegna Skaftáreldanna), sem skapaði alls konar vandræði. Þá voru framfarir í náttúrufræðinni (les eðlisfræði og efnafræði) svo örar að hann gat varla fylgst með. Í síðasta lagi

fann [hann] jafnan,að náttúrufræðin, hversu vegleg, indæl og gagnleg sem hún er, eftir nærveranda lærdóms- og efnaástandi og stöðu vorra landsmanna hér og fæð þeirra, sem verja hugviti og gáfum til djúpsærra lærdóma, muni hér á landi offáa velunnara finna, til að halda nokkurn skaðlausan af stórkostnaði til útgáfu þvílíkra fræða með eirgröfnum afmálunum til upplýsingar, og neyddist [hann] því til að gefa þvílíkt áform frá sér.

Magnús átti þó eftir að skrifa heilmið um náttúruvísindi og hagnýtingu þeirra fyrir landa sína, eins og fram kemur hér á eftir. Í þeim verkum má víða sjá áhrif frá Kratzenstein og kennslu hans.

Þeir voru fleiri Íslendingarnir, sem voru svo lánsamir að njóta leiðsagnar Christians Kratzensteins í Kaupmannahöfn. Eins og fram hefur komið var hann bæði prófessor í náttúrufræði (physica experimentali) og læknisfræði. Meðal þeirra íslensku lækna, sem hjá honum lærðu, voru þeir Bjarni Pálsson, sem árið 1760 varð fyrsti landlæknir á Íslandi, og Jón Sveinsson, sem tók við af Bjarna 1780. Þá var Pétur Thorstensen, síðar læknir í Noregi og kennari í náttúrufræði (þ.e. efnafræði, eðlisfræði og bergfræði) við námuskólann á Kóngsbergi, einnig nemandi Kratzensteins.

Sumarið 1757 fylgdist Bjarni Pálson, að beiðni Kratzensteins, með göngu sólar á norðausturlandi og kannaði jafnframt misvísun segulnálar, meðal annars í tengslum við norðurljós. Um þessar athuganir samdi hann ítarlega skýrslu, Observationes circa elevationem Poli et declinationem Solis, acusqve Magneticae in Islandia boreali, og sendi til Hafnar.

Hannes Finnsson, síðar biskup og kennari Magnúsar Stephensen í Skálholti, var einn þeirra Hafnarstúdenta sem naut kennslu Kratzensteins í náttúrufræði. Hann var vel að sér í þeim fræðum og birti meðal annars nokkrar hugvekjur um eðlisfræði í alþýðulestrarbókinni Kvöldvökur, sem kom út í tveimur bindum 1796-97. Þessar hugvekjur eru: Loft og vindur; Litir sem sýnast; Um halastjörnur; Eðlisþyngd manneskju í vatni og Manneskja, er ei gat sokkið í vatni, og vatn, sem enginn getur sokkið í.

Hannes Finnsson (1739-1796) Sveinn Pálsson (1762-1840)

Að lokum skal nefndur sá af nemendum Kratzensteins, sem í dag er sennilega þekktastur þeirra allra meðal íslenskra náttúruvísindamanna. Það er læknirinn og náttúrufræðingurinn Sveinn Pálsson. Í sjálfsævisögu sinni segir hann meðal annars þetta um upphaf náms síns í Kaupmannahöfn:

Þennan sinn fyrsta vetur [1787-88] heyrði Sveinn dyggilega þá philosophisku prófessora: Risbrigh, Bugge og einkanlegast Kratzenstein (hvers prælectiones in physicam experimentalem hann stöðugt sótti meðan hann dvaldi í Höfn, og ritaði þar af heilstóra bók í 4to með fígurum yfir það markverðasta).

Því miður mun þessi heilstóra bók Sveins nú með öllu glötuð, en þrátt fyrir að hann hafi fljótlega snúið sér að öðrum greinum en eðlisfræði og efnafræði, þá var áhugi hans á námsefni Kratzensteins verulegur. Því til vitnis má benda á hina stórmerku grein hans Um kalkverkun af jörðu og steinum frá 1788. Eftir því ég best veit, er þetta fyrsta alvöru greinin um efnafræði eftir íslenskan höfund. Hún er skrifuð rétt áður en byltingakenndar hugmyndir Lavoisiers bárust til Danmerkur og byggir því á hinni gömlu efnafræði G. E. Stahls og fylgismanna hans, en Kratzenstein var einn þeirra. Sveinn fjallar því um eldefnið (flogiston) eins og ekkert sé eðlilegra. Ekki leið þó á löngu þar til hin nýja efnafræði hafði rutt sér til rúms í Danmörku.

Til gamans má svo geta þess, að í áðurnefndri grein notar Sveinn orðið náttúruvísi yfir physik og bræðslufræði fyrir chemie. Þá þýðir hann phlogisto sem brennuefni. Í verkum sínum eftir 1800 minnist Magnús Stephensen oftar en einu sinni á hina gömlu efnafræði. Þar kallar hann eldefnið meðal annars brenniveru.

En nú er komið að því að kynna stuttlega þau fræðslurit Magnúsar Stephensen sem fjalla um eðlisvísindi og hann birti á prenti, samlöndum sínum til gagns og yndisauka. Þegar ritsmíðarnar eru lesnar, er mikilvægt að hafa í huga, að þær eru tveggja alda gamlar og skrifaðar í allt öðruvísi umhverfi en við eigum að venjast. Magnús var frumkvöðull á þessu sviði og árum saman var hann eini maðurinn hér á landi, sem gerði tilraun til að kynna íslenskri alþýðu nýjungar í vísindum á máli sem hún gat skilið.

Um meteora

Í innganginum að hinni miklu ritgerð Magnúsar, Um meteora, eða veðráttufar, loftsjónir og aðra náttúrulega tilburði á sjó og landi, segir höfundurinn um efnið:

Meteora kalla menn alla þá náttúrulegu tilburði, sem stundum sjást og verður vart við á vatni, jörðu og lofti, eða fyrir ofan sjóndeildarhringinn; en einkum loftsjónir; eða hvað sem ber fyrir augun, eins og hangandi eða framhjá líðandi í dampahvolfinu [lofthjúpnum].

Nokkur meteora hafa sinn uppruna og veru af loftinu sjálfu, sem af ýmsum ástæðum fer úr lagi um stund; önnur af vatninu, og vatnsdömpum, sem af jörðinni stíga upp í loftið; nokkur orsakast af allskonar eldfimum hlutum, sem í kviknar niðri í jörðinni eða og í loftinu; sum koma og af því, að sólargeislarnir skína á sveimandi dampa í loftinu, sem við það verða bjartir og skínandi.

Þessi fyrirbæri (meteora) aðgreinir hann svo í tvo meginflokka með undirflokkum:

I. Þau verulegu (hypostatica): (1) Loftkynjuð (vindur, hvirfilvindur, fellibylur); (2) Vatnskynjuð (þoka, ský, dögg, hrím, héla, regn, snjór, hagl, flóð og fjara, skýstrokkar) og (3) Brennandi og lýsandi (norðurljós, draugar, stjörnuhröp, vígahnettir, snæljós, hrævareldar, leiftur, eldingar og þrumur, brennivínsdampar og sjálfsíkveikjur, eldgos, eldgufur, jarðskjálftar, lýsing og rökkur).

II. Þau fyrirberandi (emphatica): (regnboginn, sólhringir og rosabaugar, aukasólir, sóldrög, fata morgana).

Tímamótaritgerð Magnúsar frá 1783 um lofthjúpsfyrirbæri (meteora).

Í verkinu vitnar Magnús í kennslubækur og fræðirit af ýmsu tagi, svo sem Vorlesungen über die experimental Physik eftir Kratzenstein, Institutiones physicae conscriptae in usus academicos eftir Musschenbroek, þriðja bindið af Vorlesungen über die Experimental-Natur-Lehre eftir Nollet og fyrsta bindið af Naturlehre eftir Krüger. Einnig notast hann við annað bindið af Allerhand nützliche Versuche eftir Wolff, annað bindið af Philosophia naturalis sive physica dogmatica eftir M. C. Hanov og dönsku þýðinguna á hinu mikla átta binda verki Valmonts de Bomare um náttúrusögu (Den Almindelige Naturhistorie i form af et Dictionnaire).

Eins og sjá má af verkunum, sem Magnús vitnar í, hafði efni ritgerðarinnar Um meteora lengi verið hluti af eðlisfræðinni og svo var áfram, vel fram eftir nítjándu öldinni. Sem dæmi má nefna, að í Eðlisfræði Fischers frá 1852, fjallar síðasti kaflinn um svo til sama efni og ritgerð Magnúsar. Í dag falla rannsóknir á þessum fyrirbærum ýmist undir veðurfræði, háloftafræði eða jarðeðlisfræði, fræðigreinar sem allar teljast til raunvísinda.

Stjörnufræði

Árið 1781 birtist í þýðingu Guðmundar Þorgrímssonar prests (1753-90) örlítil umfjöllun um stjörnufræði og heimsmynd í verkinu Undirvísan í Náttúruhistoríunni fyrir þá, sem annað hvort alls ekkert eða lítið vita af henni (bls. 232-244) eftir landafræðinginn A. F. Büsching. Þar var í fyrsta sinn rætt um sólmiðjukenningu Kóperníkusar á íslensku.

Það var svo ekki fyrr en sextán árum síðar, 1797, sem næst var fjallað um stjörnufræði og heimsfræði á íslensku og þar hélt Magnús Stephensen á penna. Þetta voru ritgerðirnar Alstirndi himinninn og Vorir sólheimar, fróðlegar yfirlitsgreinar fyrir íslenska lesendur. Af greinunum má sjá, að Magnús hefur ekki aðeins lært margt gagnlegt hjá Thomas Bugge, heldur einnig tekið upp ýmsar skoðanir hans (og þeirra Williams Herschel og Johanns E. Bode), meðal annars um byggð á sólinni og tunglinu og fleira skemmtilegt. Eins og tíðkaðist á þessum tíma er umfjöllunin gegnsýrð af náttúruguðfræði.

Ensk teikning af sólkerfinu frá 1798. Yst er braut Úranusar, sem fannst 1781. Þar stendur skrifað Georgian Planet. Ástæðan er sú að finnandinn, William Herschel, vildi kalla reikistjörnuna Georg, eftir vini sínum og styrkveitanda, Georgi III Englandskonungi. Ýmsir aðrir vildu kalla hana Herschel, en sem betur fer varð nafnið Úranus að lokum fyrir valinu fyrir tilstilli Johanns Bode.

Ekki er ólíklegt að Magnús hafi einnig orðið fyrir áhrifum af hinni ágætu bók danska kennimannsins Christians Bastholm frá 1787, Philosophie for Ulærde, sem var vel þekkt hér á landi á þessum árum.

Árið 1798 kom út merkt verk frá prentsmiðju Magnúsar Stephensen í Leirárgörðum. Það var Sá guðlega þenkjandi náttúruskoðari eftir P. F. Suhm í þýðingu séra Jóns Jónssonar á Möðrufelli. Þar er meðal annars að finna ágætis yfirlit yfir stjörnufræði (bls. 95-123). Ritið er þó einkum áhugavert fyrir þær sakir, að Jón gerir mun meira en að þýða ritgerð Suhms, Verdens Bygning, frá 1763. Ritgerðin, sem fjallar stuttlega um steinaríkið, jurtaríkið, dýraríkið, eðlisfræði, efnafræði, stjörnufræði, lífeðlisfræði og sálarfræði, er upphalega samin í anda gömlu náttúruspekinnar (philosophia naturalis), en Jón bætir við fjölda neðanmálsgreina með nánari útskýringum og nýjungum og breytir verkinu þannig í hið ágætasta rit um hina nýrri náttúrufræði (naturlære).

Tuttugu og þremur árum síðar, 1821, kom út í Kaupmannahöfn fyrra bindið af Almennri landaskipunarfræði, sem inniheldur meðal annars ítarlega umfjöllun um himinhvelið og jarðkúluna, snúning þeirra og bauga, göngu tungls og sólar, tímatal og fleira sígilt og gagnlegt (bls. 1-77). Árið 1822 hóf Björn Gunnlaugsson svo kennslu við Bessastaðakóla og segja má að þá hefjist nýtt skeið í sögu stærðfræði, stjörnufræði, eðlisfræði og efnafræði á Íslandi. Um það er meðal annars fjallað í grein Einars H. Guðmundssonar frá 2003.

Samblandsfræði

Magnús Stephensen var uppi á tímum, þegar veruleg þróun átti sér stað í efnafræði, varmafræði og rafmagnsfræði, meðal annars í tengslum við hugmyndafræði upplýsingarinnar, vaxandi áhuga á náttúruvísindum og þarfir iðnbyltingarinnar. Hann reyndi eftir megni að fylgjast með nýjungum á þessum og tengdum sviðum og koma upplýsingunum áfram til landa sinna. Það gerði hann til dæmis í fréttapislum og greinum í mánaðarritinu Klausturpóstinum. Ein þessara ritsmíða, Helstu lofttegundir, verður kynnt hér á eftir. Fyrst verður þó rætt stuttlega um langa og mikla grein, sem hann birti árið 1818 í safnritinu Margvístlegt gaman og alvara og fjallar um iðnaðarefnafræði.

Járnvinnsla í Bærums Verk í Noregi undir lok átjándu aldar.

Eins og nafnið gefur til kynna snýst greinin, Um járn og stál, fyrst og fremst um hin mikilvægu efni járn og stál, eiginleika þeirra, vinnslu og notkun. Höfundur fer ítarlega í efnið og verður innihaldinu ekki lýst nánar hér. Þó er rétt að nefna, að í miðri greininni er stutt umfjöllun um efnafræði sem fræðigrein. Þar segir Magnús um

Chemie [...], þessa dýrðlegu grein náttúrufræðinnar, án hverrar enginn má náttúrufróður nefnast. Hún kennir að þekkja allra hluta undirstöðuefni, að rannsaka þeirra sambland, og að aðskilja þeirra parta í einföld upprunaefni (element). Líka að blanda mörgum þeirra saman aftur til líkrar veru, og ummynda þá í aðrar með þeirri samblöndun. Þar þetta skeður oft án hita eða bræðslu, með samblandi ýmislegra hluta, jafnvel kaldra, eða svo, að ekki megi bræðsla nefnast, finnst mér orðið samblandsfræði næst koma að lýsa eðli þessarar lærdómsgreinar.

Fyrir utan skýringu Magnúsar á nafngiftinni samblandsfræði, kemur fram í tilvitnuninni að hann notar ýmist undirstöðuefni eða upprunaefni fyrir það sem við í dag köllum frumefni. Á öðrum stað notar hann orðið upprunavera í þessari merkingu. Í greininni er ekki aðeins frumefnið járn til umfjöllunar, heldur koma mörg önnur við sögu, til dæmis sýruefni (oxygene), blý, brennusteinn, kolefni (carbonique), vatnsefni (hydrogene), spjótaglans (antimonium), kvikasilfur, arsenik, platína, gull, silfur, kopar, tin og kobolt. (Í þessu sambandi má benda á vefsíðu þar sem auðveldlega má sjá, hvaða frumefni voru þekkt á dögum Magnúsar.)

Við samningu greinarinnar Um járn og stál virðist Magnús hafa notast við ýmsar erlendar handbækur. Þar á meðal var þriggja binda verk, Chemisk Haandbog, eftir danska apótekarann og efnafræðinginn Nicolai Tychsen. Vitað er að rit þetta var til í nokkrum eintökum hér á landi á sínum tíma, því árið 1790 sendi apótekarinn hingað 10 eintök á dönsku og eitt á þýsku, sem öll voru ætluð Hólaskóla til eignar.

Segja má að rannsóknir á efnafræðilegum eiginleikum lofttegunda hafi ekki hafist fyrir alvöru fyrr en vel var liðið á átjándu öldina. Með vaxandi tækni fundust margar nýjar tegundir og um þær skapaðist fræðileg umræða þar sem eldefnið (flogiston) kom meðal annars við sögu. Það var þó ekki fyrr en um miðjan níunda áratuginn, sem Lavoisier gekk af eldefninu dauðu og lagði grunninn að hinni nýju frönsku efnafræði.

Hinn fróðlegi og skemmtilegi pistill Magnúsar Stephensen um Helstu lofttegundir birtist í þremur hlutum í Klausturpóstinum árið 1819. Í fyrsta hlutanum fjallar hann um súrefnis- eða lífsloft (gas oxygenii) og köfnunar- eða dauðaloft (gas azoticum). Í miðhlutanum er rætt um kolasýruloft (gas acidum carbogenii), vatnsefnisloft (gas hydrogenii) og brennusteins-kynjað vatnsefnisloft (hydrothion gas). Loks tekur þriðji og síðasti hlutinn fyrir lýsandi vatnsefnisloft (gas phosphori hydrogenium) og yfirsýrt matarsaltsýruloft (gas muriatico oxygenium). Pistlinum lýkur svo á eftirfarandi fróðeiksmola:

Merkilegt er það samt um allar lofttegundir, að sé þeim, hver helst sem er, innspýtt í manna eða dýra blóðæðar, eins og nú er með heppni tekið að tískast með læknismeðöl ýmisleg, verða þær öllum þeim að bráðum bana.

Skopmynd af enska efnafræðingnum Humphry Davy sýna áhrif hláturgass á opinberum fyrirlestri í London árið 1800. Í fyrsta hluta pistils síns segir Magnús, að „merkileg mjög [sé þessi] samblöndun lífs- og dauðalofts [...], sem ollað hafa nokkrum ferlegustu gleði og ólýsanlegri ánægjan, svo vart hafa ráðið sér; en þó þeir hafi hoppað upp og í frammi haft mestu gleðiláta umbrot, þó ekki orðið máttdregnir eftirá“.

Eldgos og umbyltingar

Magnús Stephensen lauk öðru lærdómsprófi (examen philosophicum) við Hafnarháskóla með miklum glæsibrag í júlí 1782 og hóf skömmu síðar laganám. Ekki leið þó nema rúmt ár þar til hann, þrátt fyrir ungan aldur og enga fyrri reynslu af vísindarannsóknum, var sendur til Íslands til að fylgjast með Skaftáreldum. Um athuganir sínar skrifaði hann fljótlega merka skýrslu, Kort Beskrivelse over den nye Vulcans Ildsprudning i Vester-Skaptefields-Syssel paa Island i Aaret 1783, sem kom út í Kaupmannahöfn 1785. Hér verður ekki fjallað nánar um efni skýrslunnar, heldur vísað í umsögn Jóns Jónssonar jarðfræðings í grein frá 1964.

Skaftáreldar. Málverk eftir listamanninn Þránd Þórarinsson frá 2010.

Magnús minntist oft á eldgos í fræðsluritum sínum og gerði lesendum grein fyrir nýjustu hugmyndum um orsakir þeirra. Skömmu eftir að Eyjafjallajökull gaus árið 1821 birti hann frétina Eldgos eystra í Klausturpóstinum og strax þar á eftir fræðslugreinina Um eldgjósandi fjöll, sem eflaust hefur vakið athygli lesenda. Þar gerir hann meðal annars tilraun til að beita þekkingu sinni í efnafræði og eðlisfræði til skýringa á ýmsum fyrirbærum tengdum eldgosum.

Í greininni Vorum sólheimum frá 1797 ræðir Magnús stuttlega hugmyndir Williams Whiston um ýmis konar hamfarir af völdum halastjarna. Whiston, sem var eftirmaður Newtons á Lúkasarstólnum í Cambridge, taldi meðal annars að halastjarnan 1680 hefði á sínum tíma valdið syndaflóðinu og Newton var sömu skoðunar. Magnús nefnir einnig í greininni, að steingervingar og aðrar leifar bendi hugsanlega til þess að

jörðin þá er Mósis frásaga byrjar, hafi ei fyrst verið gjörð af engu, heldur máske í margar aldir verið byggður veraldar hnöttur, en niðurbrotinn, umturnaður og þá legið í sínu myrkri og vatni.

Þetta efni tekur Magnús aftur til skoðunar í pistlinum Gátur um aldur og umbyltingu vorrar jarðar, sem birtist í tveimur hlutum í Klausturpóstinum árið 1824. Mestur hluti pistilsins fjallar um steingervinga og aðrar leifar, fundarstaði þeirra og einkenni.

Árið 1764 fannst risavaxin steingerð hauskúpa af útdauðu sjávardýri (mosasaurus) nálægt Maastricht í Hollandi, stað sem Magnús nefnir í seinni hluta pistilsins frá 1824 og segir að þar sé „fullt af steindum krókódílum og margbreyttum skriðkvikindum“.

Í upphafi fyrri hluta er minnt á það, að samkvæmt almanakinu séu nú liðin 5791 ár frá sköpun veraldar. Ýmsir náttúruspekingar telji þó sennilegt að jörðin sé til muna eldri. (Hér má skjóta inn, að talan 5791 er komin frá Longomontanusi. Aldur heimsins samkvæmt útreikningum hans var birtur árlega í dönskum almanökum og þegar íslenska almanakið kom til sögunnar, 1837, var hermt eftir þessu. Siðurinn var aflagður í Danaveldi árið 1911.)

Magnús bendir á og hefur eftir Albrecht von Haller og fleirum, að forðast megi þetta misræmi sé gert ráð fyrir að Móses, í sinni fyrstu bók, hafi miðað upphafið við sköpun Adams og Evu. Guð gæti því hafa skapað jörðina og aðra himinhnetti miklu fyrr og steingervingarnir séu leifar lifandi vera, sem lifðu fyrir langa löngu en fórust í „algjörri eyðileggingu og umturnunum“. Það hafi aftur leitt til þess að jörðin hafi „verið eyði og tóm og hulin myrku hafi“ þegar kom að sköpun Adams. Að öðru leyti fylgir Magnús í meginatriðum kenningum neptúnista um þróunarsöguna, nema kannski undir lok seinni hluta pistilsins, þar sem hann rétt nefnir ýmsar hugmyndir um sköpun jarðar og innri gerð hnattarins.

Ekki leið nema rúmur áratugur þar til næsta íslenska ritsmíðin birtist um þetta áhugaverða efni. Það var hin merka grein Jónasar Hallgrímssonar, Um eðli og uppruna jarðarinnar.

Rafkrafturinn

Eins og flestir aðrir upplýsingarmenn hafði Magnús Stephensen verulegan áhuga á rafmagni og öllu sem því tengdist. Kennari hans, Kratzenstein, var vel þekktur í Evrópu fyrir rannsóknir sínar á þessu sviði og fjallaði ávallt ítarlega um rafmagn í kennslunni. Í bókum hans, Nollets, Musschenbroeks og fleiri, sem Magnús las á námsárunum í Höfn og síðar, var lögð mikil áhersla á þetta merka fyrirbæri, enda var það eitt helsta viðfangsefni eðlisfræðinga allt frá seinni hluta átjándu aldar og fram á tuttugustu öld (sjá nánar hér).

Í greininni Um meteora frá 1783 varð Magnús fyrstur Íslendinga til að skrifa um rafmagn á móðurmálinu. Þar segir á bls. 163:

Náttúruspekingar hafa smíðað sér orðið electricitas, af því gríska electron eða latneska electrum, rafur; vegna þess þeir aðgættu fyrst á rafinum þennan kraft, er ýmsir hlutir hafa. Með sama rétti voga ég því að smíða nýtt orð yfir electricitatem, og nefna rafkraft, og tillagsorð (adjectivum) þar af rafkraftaður (electricus).

Og á bls. 170 segir:

Rafkrafturinn (electricitas) er sú náttúra, sem ýmsir hlutir fá, til að draga að sér létta hluti, hrinda þeim burt aftur, og gefa frá sér eld og blossa; það skeður einkum, ef rafkraftaðir hlutir núast fast; en rafkraftaðir eru allir hlutir brennisteins-, kvoðu- eða harpis- og gler-tegundar, svo sem bik, lakk, gler, brennisteinn, rafur, harpis, alskonar hár, silki o. s. fl. Af þessu koma eldneistar þeir, er sjást í myrkrinu, ef maður strýkur hvolpa eða ketti ótt og títt öfugt, eða upp á móti hárfarinu, og annar kemur þá að, og snertir við þeim.

Rafkraftur Magnúsar er það sem í dag er kallað stöðurafmagn og við segjum að hlutur sé rafhlaðinn frekar en rafkraftaður. Til gamans má einnig minna á, að í Eðlisfræði Fischers, sem er full af nýyrðum, er talað um rafurmagn og rafurmagnaða hluti í þessu sambandi.

Það er athyglisvert, að Magnús Stephensen skrifaði aldrei sérstaka fræðslugrein um rafmagn fyrir íslenska lesendur. Í staðinn má finna ýmsa mola um þetta áhugamál á víð og dreif í verkum hans. Sem dæmi má nefna, að í ritgerðinni Um meteora er fjallað um rafmagn í tengslum við norðurljós (bls. 163), hrævarelda og leiftur (bls. 169-70), þrumur og eldingar (bls. 171-74) og einnig eldingavarann, uppfinningu Benjamíns Franklin frá 1749 (bls. 174-78).

Urðarmáni eða hnattelding. „Prófessor Richmann í Pétursborg [sem var samstarfsmaður Kratzensteins þar] dó af þesskonar eldhnetti þann 6. ágúst 1753, er hann vildi vita hvort loftið væri rafkraftað í skrugguveðrum.“ Úr greininni Um meteora, bls. 174.

Eldingavarinn sló fljótt í gegn og var notaður í ýmsum útgáfum. Eitt dæmi er hin handhæga skrugguskýla, sem var mjög í tísku í Evrópu á námsárum Magnúsar í Kaupmnnahöfn (sjá mynd hér fyrir neðan).

„Úti má hver sá óhætt vera, sem ber yfir sér regnskýlu (parapluye) af silki, ef upp af henni stendur annaðhvort engin stöng, eða hún sé vel hvesst að ofan, og þar líka málmslegin; eftst frá regnskýlunni, eða stönginni, ef hún er á, skal ganga lítil hlekkjafesti af látúni eða járni, sem sé svo löng, að hún dragst með jörðu, er maður ber yfir sér regnskýluna; eldingin hleypur þá efst á stöngina, og eftir festinni í jörð niður, án þess að granda hið minsta. Silkið er af náttúru sinni rafkraftað (idio-electricum) og því getur eldingin ekki í því kveikt. Með þessu móti getur regnskýlan undir eins verið skrugguskýla (para-foudres).“ Úr greininni Um meteora, bls. 175. Myndin er frá miðri 19. öld.

Langur tími leið frá útkomu greinarinnar Um meteora og þar til Magnús fjallaði næst um rafmagn í verkum sínum, eða um fjörutíu ár. Sennilega stafaði það fyrst og fremst af tímaskorti, en einnig hefur hann skort góðar heimildir og þurft að styðjast við misnákvæmar frásagnir í erlendum blöðum. Ekki skorti þó tíðindin, því á þessum árum vann Luigi Galvani að rannsóknum sínum á dýrarafmagni og Alessandro Volta fann í kjölfarið upp rafhlöðuna, hinn svokallaða voltastólpa. Hann gerði það mögulegt í fyrsta sinn að framkalla stöðugan rafstraum. Árið 1820 uppgötvaði H. C. Ørsted svo seguláhrif slíks straums. Það verður að teljast merkasta tilraunaniðurstaða í eðlisfræði, sem nokkurn tímann hefur sést á Norðurlöndum.

Árið 1823 segir Magnús í Klausturpóstinum (bls. 14):

Margar og yfrið markverðar eru vorrar aldar lærdómsmanna uppgötvanir um eðli og verkanir þeirra tveggja miklu náttúrukrafta, sem vér nefnum segulsteins- og rafkraft (Magnetismus og Electricitas). [...] Væri ég annars fær um það, mætti ég samt rita stóra bók til að gjöra þau efni skiljanleg lítt- eður ólærðum lesurum mínum.

Og 1825 heldur hann áfram (bls. 74):

Eins og flest að náttúruvísindum lútandi, hvar um engin uppfræðing býðst í voru landi, eða virðist gefin verða skiljanleg án stórra konstar verkfæra og afmálana, er flestum landa minna, nema útlærðum við háskóla erlendis, að mestu ókunnug og óskiljanleg sú merkilega uppgötvun nýrrar rafkraftategundar, sem nú nefnist galvanismus, eftir uppfinnara hennar Galvani á Vallandi, sem deyði 1798, en uppgötvaði og auglýsti þessa rafkraftar tegund 1791, og nefndi hana þá dýralegan rafkraft. Skömmu seinna umbætti og viðjók stórum lærimeistari í náttúruvísindum við Pavíu háskóla á Vallandi að nafni Volta, hins vitringsins nýu uppgötvun, sem þó ber enn Galvans nafn. [...] Hér að gjöra öldungis ófróðum eðli þessa Galvans kraftar [rafstraums] skiljanlegt, leyfir ekki rúm míns Klausturpósts, máski ekki heldur mín litla þekking þess, án verkfæra og opinbers, verklegs prófs.

Mynd úr bæklingi Galvanis frá 1791 um rannsóknir hans á dýrarafmagni. Froskalappir koma þar mjög við sögu.

Volta sýnir Napóleon stólpa sinn árið 1801. Í Klausturpóstinum segir um voltastólpann árið 1825 (bls.75): „Galvans rafkraftur [rafstraumur] vekst og leiðist auðsjáanlegast, sé stólpi hlaðinn upp einn eða fleiri af þunnum sléttum, jafnstórum töflum af ólíkum málmum, einkum sinks eður prinsmálmi [látúni] og silfri gjörðum, eða kopar eða blýi, þá hitt skortir og málmar þessir æ lagðir í sömu röð, en töflurnar aðskildar jafnan með viðlíka stórum úr klæði eða samlímdum pappa öllum vel vættum í söltu vatni eða súrblöndu, áður en samhlaðnar verði; gefur stólpi sá, ef snertur er með votum höndum af söltu vatni eða súrblöndu efst og neðst við ólíkra málma töflur, eldneista, hristir og stingur í mann, og haldi hann á málmstöngum og snerti með þeim í einu upp og niður enda stólpans, hvar ólíkar málmtöflur eru fyrir, hristast handleggir hans upp að öxlum við flogin og verða ekki stöðvaðir. Haldi maður málmteini að öðrum enda stólpans og hinum við höfuð sér, en snerti hinn með votri hendi, bregður glampa fyrir augun, en súrum smekki á tungu manns.“

Eins og margir samtímamenn, virðist Magnús hafa haft áhuga á áhrifum rafmagns á mannslíkanann, einkum til heilsubóar. Í því sambandi má nefna að fyrrum kennari hans, Kratzenstein, var einn helsti sérfræðingur Evrópu á því sviði á sínum tíma.

Tilraunir til endurlífga menn með raflosti eftir drukknun, köfnun eða hengingu virðist einnig hafa vakið áhuga Magnúsar.

Mynd af hinni alræmdu tilraun Andrews Ure árið 1818. Um hana segir Magnús m.a. í Klausturpóstinum 1825 (bls. 76-77): „Sá náttúrufróði maður Ure í Skotlandi [reyndi] margvíslega Galvans rafkraft sterkan af 270 taflna pörum við mann hengdan fyrir 1 klukkustundu og fékk allur sá dauði þar við megnar rykkingar; annað hnéð varð með afli kreppt, en réttist við Galvans kraftar slögin með þvílíku afli, að sá sem hélt því krepptu fór því nær flatur; andarderáttur hófst á ný, en þungur; brjóst og kviður gengu út og inn; andlitið grettist sundur og saman; kroppurinn tók að fara á brölt, svo fjöldi nálægra varð skelkaður og ruddist út; yfir einn leið, aðrir urðu ærir, en sumir skellihlóu. Hendinni varð með afli harðkrepptri haldið, en við Galvans kraftar slagið réttist hún upp. Hjartans og lífæðar sláttinn vantaði, en allt virðist sanna, að rafkraftur örvar lífs merki öll og ræður fyrir verkunum vöðva kerfsins.“ Aðgerðir af þessu tagi munu hafa verið ein helsta ástæða þess að Mary Shelley samdi söguna um Frankenstein, sem kom út 1818. Var fyrirmyndin að honum kannski Kratzenstein?

Einhverra hluta vegna fer Magnús Stephensen ekki mörgum orðum um hina merku uppgötvun Ørsteds árið 1820 á seguláhrifum rafstraums. Eftir því sem ég best fæ séð, er hún aðeins nefnd á einum stað í Klausturpóstinum, en þar segir á síðu 15 til 16, árið 1823:

Vor nafnfrægi náttúruspekingur, prófessor og riddari Ørsted í Kaupmannahöfn uppfann og sannaði með öldungis óyggjandi röksemdum, Electro-Magnetismum, eður sameðli raf- og segulsteins-kraftanna. [...] Fyrir þessa merkilegu lærdóms uppgötvun, móður til margra seinni mikilvægra, sæmdi Parísarstaðar konunglegur vísindaháskóli Hr. Ørsted dýrðlegum heiðursskenki, eður 2¼ punds þungum minnispeningi úr fínasta gulli [...] er hann nú þangað farinn til að meðtaka hann í hátíðlegri samkomu, en fer þaðan til Lundúnaborgar, hvar mælt er að konunglegt Vísindafélag ætli honum annan, máske enn stærri til verðlauna.

Myndin sýnir endurgerða uppstillingu fyrir tilraun Ørsteds. Stoðirnar sitt hvoru megin halda uppi koparvírnum, sem fær straum frá rafhlöðunni (voltastólpanum) neðst á myndinni. Áttavitinn undir vírnum mælir seguláhrif straumsins. Sjá nánar hér.

Seguláhrifum rafstraums var fyrst lýst á íslensku í Eðlisfræði Fischers árið 1852 (bls. 402-405). Í þessu sambandi má einnig minna á, að náttúrufræði (les eðlisfræði og efnafræði) var ekki kennd formlega hér á landi fyrr en Lærði skólinn tók til starfa í Reykjavík haustið 1846. Fyrsta bókin, sem Björn Gunnlaugsson notaði í þeirri kennslu var Naturlærens mechaniske Deel eftir Ørsted (sjá einnig þessa grein frá 2001).

Vðbót (11. janúar 2018): Fyrir tilviljun rakst ég nýlega á umfjöllun um uppgötvun Ørsteds í Íslenskum sagnablöðum 1820-21 (bls. 36-38).

Birt í Átjánda öldin, Eðlisfræði, Efnafræði, Nítjánda öldin

Aflfræði í verkum Stefáns Björnssonar

Posted on: 18/10/2017 by Einar H. Guðmundsson

Í félagaskrá Hins (konunglega) íslenska lærdómslistafélags segir um Stefán Björnsson (1721-98) að hann sé „Matheseos et Antiqvitt patriæ Studiosus“ (lærður í stærðfræði og fornfræðum föðurlandsins). Hann sá um fyrstu fræðilegu útgáfuna á Rímbeglu 1780 og sama ár kom út bók hans, Ferhyrningafræði. Hvatinn að seinna verkinu var sennilega margra ára starf hans sem reiknimeistari (Kalkulator) við þríhyrningamælingar og kortagerð Hins konunglega danska vísindafélags. Á efri árum var hann um tíma styrkþegi sjóðs Árna Magnússonar og vann einnig fyrir hinn merka fræðimann P. F. Suhm, sem kostaði útgáfu Rímbeglu og eins latneska þýðingu Stefáns á Hervarar sögu og Heiðreks.

Þótt Stefán hafi dvalist mestan hluta starfsævinnar í Danmörku, voru tengsl hans við Ísland og Íslendinga alla tíð mjög sterk. Því er rétt að líta á hann og verk hans sem hluta af íslenskri vísindasögu, á svipaðan hátt og við gerum með samtímamann okkar, stærðfræðinginn Sigurð Helgason, og fleiri. Nánar má lesa um Stefán, ævi hans og störf, hér og hér (bls. 8-27). Í þessari færslu verður hins vegar fjallað um aflfræðina í verkum hans, að loknum stuttum inngangi um stærðfræðilegar lærdómslistir á átjándu öld.

Stærðfræðilegar lærdómslistir

Á upplýsingartímanum (og fyrr) voru hugtökin stærðfræði (mathematica) og stærðfræðingur (mathematicus) notuð í mun víðari merkingu en í dag. Á íslensku hefur því skapast sú hefð að tala um stærðfræðilegar lærdómslistir, þegar stærðfræði þess tíma er til umræðu. Því væri nær að kalla Stefán stærðfræðilegan lærdóms(lista)mann en stærðfræðing.

Allt fram á síðasta fjórðung átjándu aldar var hinn frægi Christian Wolff mesti áhrifavaldur þýsk-dönsku upplýsingarinnar. Hann hafði til dæmis umtalsverð áhrif á Stefán, eins og svo marga aðra íslenska og danska upplýsingarmenn.

Christian Wolff (1679 -1754)

Á þessum tíma var hið mikla verk Wollfs um frumatriði stærðfræðilegra lærdómslista mikið notað í háskólum Norður-Evrópu, þar á meðal í Danmörku. Það varð einnig fyrirmynd margra kennslubóka fram eftir átjándu öldinni. Verkið kom í mörgum bindum og í mörgum útgáfum, fyrst á þýsku undir heitinu Die Anfangs-Gründe aller mathematischen Wissenschaften og síðan á latínu sem Elementa Matheseos Universae. Einnig kom út einfaldara yfirlit á þýsku, oftast kallað Auszug, sem stundum var notað til kennslu. Þar eru eftirfarandi greinar settar undir hatt stærðfræðilegra lærdómslista:

Flestar undirgreinarnar í þessari upptalningu falla undir blandaða stærðfræði (mathesis mixta), hugtak sem talsvert var notað á sautjándu og átjándu öld. Í dag eru margar þeirra sjálfstæðar fræðigreinar eða hluti af eðlisfræði (áður náttúruspeki), fræðigrein sem varð ekki til í nútímaskilningi fyrr en vel var liðið á nítjándu öldina. Seint á átjándu öld var hins vegar farið að tala um hagnýtta stærðfræði (mathesis applicata) í stað blandaðrar (sjá í þessu sambandi frábært erindi Björns Gunnlaugssonar um nytsemi mælifræðinnar (bls. 54-66)). Hagnýtt eða heimfærð stærðfræði tók svo smám saman verulegum breytingum, einkum þó á tuttugustu öld.

Stefán Björnsson og aflfræðin

Sú náttúruspeki, sem Stefán lærði á sínum tíma, var fyrst og fremst byggð á hugmyndafræði Wolffs. Af tilvísunum í verkum hans má þó ráða, að hann hefur til viðbótar kynnt sér ýmis þekkt fræðirit síns tíma, til dæmis verk Newtons og náttúruspeki-kennslubók Willems 's Gravesande, fyrsta lærisveins Newtons á meginlandi Evrópu. Þá þekkti Stefán til sumra verka Eulers (a.m.k. Introductio in analysin infinitorum frá 1748) og hafði blaðað í vökvaaflfræði Daníels Bernoulli.

Helsta viðfangsefni flestra stærðfræðilegra lærdómsmanna á átjándu öld var aflfræði og má fyrst og fremst rekja þann áhuga til hins stórbrotna rits Newtons, Stærðfræðilögmál náttúruspekinnar. Þrátt fyrir að vera stundum forn í skapi, var Stefán einnig barn síns tíma og hreifst því eðlilega með, þegar nýlegar hugmyndir bárust til Kaupmannahafnar. Hér verður nú sagt frá verkum hans á sviði aflfræðinnar.

Dispútatía um þyngdarlögmál og halastjörnur

Stefán Björnson lauk prófi (baccalaureus philosophiae) frá heimspekideild Hafnarháskóla árið 1757, þá 36 ára (náttúruvísindadeild var ekki sett á laggirnar við skólann fyrr en 1850). Á árunum 1757 til 1760 dispúteraði hann fjórum sinnum og eru fyrirlestrarnir til á prenti. Þótt allir séu þeir áhugaverðir, verður aðeins einn þeirra, frá 1758, til umræðu hér.

Forsíðan á dispútatíu Stefáns frá 1758. Tengill á verkið allt er hér.

Á íslensku er titill dispútatíunnar Um verkan halastjarna sem ganga niður í reikistjörnukerfi vort. Framsetningin er í anda náttúruspeki frekar en stærðfræði, en greinilega kemur fram, að Stefán hefur verið vel að sér í aflfræði Newtons og vitnar meðal annars í verk hans. Fjallað er ítarlega um þyngdarlögmálið og því lýst, hvernig halastjörnur hreyfast vegna þyngdarhrifa frá sólinni. Jafnframt ræðir Stefán áhrif halastjarna á hreyfingu sólar og reikistjarna og einnig um sjávarföll af þeirra völdum. Öll umfjöllunin er byggð á náttúruspeki og heimsmynd Newtons.

Stefán Björnsson var fyrsti Íslendingurinn sem kynnti sér verk Newtons til nokkurrar hlítar. Ekki er ljóst hvort hann hefur orðið fyrir áhrifum frá hinum merka stærðfræðilega lærdómsmanni, Jens Kraft við akademíuna í Sórey, sem fyrstur Dana lagði sig eftir verkum Newtons. Aflfræði Newtons var hins vegar ekki kennd opinberlega við Hafnarháskóla fyrr en löngu síðar, þegar Thomas Bugge kom til starfa við skólann árið 1777. Því fer ekki á milli mála, að með dispútatíum sínum var Stefán í hópi þeirra, sem fyrstir ræddu náttúruspeki Newtons opinberlega við Háskólann.

Aflfræði fyrir íslenska bændur

Sama ár og Stefán Börnsson varð sextugur kom út eftir hann fyrsta greinin af átta um aflfræði á íslensku. Greinarnar voru ætlaðar íslenskri alþýðu, einkum þó bændum, og birtust þær allar í Riti þess (konunglega) íslenska lærdómslistafélags á árunum 1781 til 1789. Stefán valdi að taka fyrir svokallaðar einfaldar vélar (machinis simplicibus) sem hann kaus að kalla grunnmaskínur á íslensku. Í vissum skilningi má segja, að hér sé um að ræða fyrstu íslensku kennslubókina í eðlisfræði.

Í formála að ritinu, þar sem fyrsta greinin birtist, segir ritstjórnin meðal annars (bls. iv-vi):

Um þær einföldustu grunnmaskínur, og sérílagi um vegstöngina hefur Stephán Biörnsson þarmeð byrjað á, að færa sinn ásetning í verk, (nefnilega:) að útlista smámsaman þá parta af hinni gjöranlegu mælingarfræði, sem eina mestu nytsemi veita í hvers manns daglegum athöfnum, en menn hafa þó eigi neitt haft prentað um hingað til á íslenska tungu. Þessu má þá vænta að framhaldið verði með tíðinni. Að nokkrum máske mun erfitt veita kunna, að skilja hitt og þetta til fulls í riti þessu, það má helst umkenna náttúrulegu efnisins ásigkomulagi; þó ætla menn, að slíkt muni eigi verða neinum til hindrunar, sem skilur nokkuð í matematískum reikningshætti, og veit sér til leiðarvísis að viðneyta þeirra útreikninga, auk fígúranna, sem leturgjörðin sjálf í sér hefur.

Forsíðan að fyrstu grein Stefáns um grunnmaskínur frá 1781.

Sjálfur kemst Stefán svo að orði í inngangi greinarinnar:

En þó að ólærðir menn hafi af náttúrunni nokkura þekking af þessum hræringar verkfærum, þá er hún eigi að síður mjög ófullkomin, og kann hún eigi altíð að færast í nyt; því menn kunna eigi að lagfæra þau, né gjöra nokkurn útreikning, og í einu orði að segja: hafa mjög ógreinilegt skyn á þeim. Virðist því bæði nauðsynlegt og nytsamlegt, að gefa bændum skírari ávísun um þessar fyrsu og einföldustu grunnmaskínur, svo að þeir hvarvetna kunni því betur að nýta þeirra brúkun. […]

En verða kann, að bæði leikum og lærðum á Íslandi þyki hún [þ.e. greinin] eigi allauðskilin, hverju ég að sönnu eigi neita; en það veldur, að til að skilja hana fullkomnlega, útheimtast nokkrar grunnstæður úr geometria og þær fyrstu og einföldustu reglur úr algebra (eða stafareikningi) og trigonometria (eða þríhyrnings-reikningi), hvar um ég eða einhver annar kannski nokkuð skrifa mun framvegis. Því mundi best, að menn fyrst kynni sér þessar geómetrísku, algebraísku og trígónómetrísku grunn-reglur, og lesi síðan með athygli þessa hugvekju um vegstöngina og hinar, sem smámsaman fylgja munu um þær aðrar fyrstu og einföldu grunnmaskínur, verður þá allt vel skilið.

Í þessari fyrstu grein Stefáns um aflfræði eru lögð drög að jafnvægis-kunnáttunni (Statica; sem hann kallar einnig jafnvigtar-kunnáttu) og hræringar-kunnáttunni (Mechanica). Einnig er fjallað um vegstöngina (það er vogarstöngina) og notkun hennar. Í seinni greinum er svo rætt um hallanda (skáborð eða brekku), hjól, trissur, fleyga, skrúfur, skálavogir og reiðslur. Fyrir þá, sem áhuga hafa, má hér nálgast greinarnar sjálfar, ásamt tilheyrandi myndum:

(1) Um þær einföldustu grunnmaskínur, og fyrst um vegstöngina (1781): Texti. Myndir.

(2) Um jafnvigtina á hallandanum (Plano inclinato) (1784): Fyrri hluti. Myndir. Seinni hluti.

(3) Um jafnvigtina á vinduhjólinu (Rota v. axi in peritrochio); Um Jafnvigtina á dráttarhjólinu (Trochlea, Tridsen); Um Fleyginn (Cuneum, Kilen). (1785): Fyrri hluti. Myndir. Seinni hluti.

(4) Um Jafnvigtina á skrúfunni (Cochlea) (1987): Texti. Myndir.

(5) Um skálavigt, sem ogsvo kallast metaskálar, og met á þá gömlu íslensku. (1788): Texti. Myndir.

(6) Um reiðslur og pundara. (1789): Texti. Myndir.

Ef menn vilja kafa enn dýpra, má til samanburðar kanna umfjöllun um einfaldar vélar í tveimur bókum, sem Stefán Björnsson þekkti vel. Sú fyrri er annað bindið af verki Christians Wolff, Elementa Matheseos Universae (hér útgáfa frá 1746), sjá bls. 204-226. Hin síðari er fyrsta bindið af hinni vinsælu kennslubók Willems 's Gravesande, Physices elementa mathematica, experimentis confirmata: sive Introductio ad philosophiam Newtonianam (hér útgáfa frá 1725), sjá bls. 36-57.

Hvort er mikilvægara, skriðþungi eða hreyfiorka?

Með Stærðfræðilögmálum náttúruspekinnar frá 1687 hafði Newton lagt stærðfræðilegan grunn að þeirri fræðigrein, sem við nú köllum sígilda aflfræði og kennum í framhaldsskólum og háskólum. Það tók náttúruspekinga og aðra heimspekinga átjándu aldar hins vegar talsverðan tíma að melta aðferðafræði meistarans og leggja drög að þeirri hugmyndafræðilegu túlkun á aflfræðinni, sem nú er talin sjálfsögð. Langt fram eftir öldinni var því deilt um notkun orða og hugtaka og merkingu þeirra, nokkuð sem við eigum erfitt með að skilja í dag.

Frægasta deilan snerist um það, hvernig best væri að lýsa „magninu“, „aflinu“ eða „kraftinum“ sem fólgin væri í hreyfingu hluta. Newton og fylgismenn hans fylgdu í fótspor Descartes og völdu það hugtak, sem við í dag köllum skriðþunga. Heimspekingurinn Leibniz og hans menn voru því ekki sammála. Þeir töldu að hugtak, sem Leibniz kallaði „vis viva“ (lífskraft eða lífsafl) væri mun eðlilegra í þessu sambandi, en samkvæmt nútímaskilningi er það ekkert annað en tvöföld hreyfiorka. Um þetta efni var þrasað áratugum saman, eða þangað til það rann upp fyrir mönnum, að þrátt fyrir ólíka merkingu væru bæði hugtökin gagnleg.

G. W. Leibniz (1646-1716) I. Newton (1642-1727)

Árið 1793 hlaut Stefán Björnsson gullverðlaun Kaupmannahafnarháskóla í stærðfræði (þ.e. stærðfræðilegum lærdómslistum) fyrir ritgerð um áðurnefnda deilu þeirra Newtons og Leibniz. Ritgerðin mun löngu týnd, en verkefnið var þannig orðað:

Explicare virum mensuram Neutonianam & Leibnitzianam, & de celebri hac controversia verram dicere sententiam [Útskýrið kraftmælingu þeirra Newtons og Leibniz og fellið sannan dóm um hina víðfrægu þrætu].

Umsögn dómnefndar hljóðaði svo:

Den förste [Afhandling] með Devise: Honos alit artes [Virðing elur listir], har meget omstændeligen giennemgaaet Spörgsmaalet og grundigen besvaret samme, saa at denne Afhandling bör have Præmien; vi maatte allene anmærke, at om den skulle trykkest, da maatte nogle faa tilbageblevne Skriverfeil rettes, og det latinske Sprog paa nogle Steder forbedres. Priisafhandlingens Forfatter er Hr. Steffen Biörnsen, som i forrige Aar erholdt Accessit [hlaut viðurkenningu]: en Veteraner, som denne Kampplads vel egentligen ikke er bestemt for.

Síðasta setningin vísar til þess, að á þessum tíma var Stefán orðinn rúmlega sjötugur , en verðlaunasamkeppnin var fyrst og fremst hugsuð fyrir unga stúdenta við Háskólann. Það verður þó ekki frá Stefáni tekið, að hann var fyrsti Íslendingurinn, sem hlaut þessi verðlaun (hinir eru Björn Gunnlaugsson 1818 og 1819, Ólafur Dan Daníelsson 1901 og Sigurður Helgason 1951).

Ritgerðir um ölduhreyfingu

Fyrstu þekktu tilraunina til að útskýra eiginleika bylgna er að finna hjá Newton í Stærðfræðilögmálum náttúruspekinnar (8. kafli í bók 2). Lærisveinar hans, þar á meðal 's Gravesande, fjölluðu um þessar vangaveltur í kennslubókum á fyrstu áratugum átjándu aldar, án þess þó að bæta neinu við. Daníel Bernoulli nálgaðist viðfangsefnið frá örlítið öðru sjónarhorni í bók sinni um vökvaaflfræði, Hydrodynamica, árið 1738 (kaflar 6 og 7), en það var ekki fyrr en Euler hafði lagt hönd á plóg í kringum 1760, sem Laplace (1776) og Lagrange (á níunda áratugnum) leiddu fyrstir út línulegu bylgjujöfnuna fyrir litlar sveiflur. Eftir það fengu fleiri áhuga á efninu og enn í dag er það talið verðugt viðfangsefni fræðimanna.

Í byrjun árs, 1768, efndi Vísindafélagið danska í fyrsta sinn til verðlaunasamkeppni, þar sem lærdómsmönnum var boðið að svara spurningum um ákveðin verkefni í stærðfræðilegum lærdómslistum. Ef besta ritgerðin var talin nógu góð, hlaut hún verðlaunapening félagsins úr gulli. Árið 1791 fjallaði verkefnið um það „hvernig stærð og hraði hafaldnanna og breyting á ölduhæð þeirra er háð víðáttu og dýpi hafsins“. Ein ritgerð barst frá frönskum stjörnufræðingi, en hún þótti ekki nógu góð. Því var verkefnið lagt fyrir aftur árið 1793 og þá var Stefán Björnsson eini þátttakandinn. Hann hlaut verðlaunin ekki heldur. Árið 1794 var reynt í þriðja sinn. Nú bárust þrjár ritgerðir til félagsins, þar á meðal ein frá Stefáni, en hún var í raun aðeins endurbætt útgáfa fyrri ritgerðarinnar. Í þetta sinn gekk gullpeningurinn út og hann hlaut franski aðalsmaðurinn og lærdómsmaðurinn François de la Coudraye, sem um þær mundir var landflótta í Kaupmannahöfn.

Ritgerðir Stefáns eru varðveittar á bókasafni Vísindafélagsins í Kaupmannahöfn. Þær eru báðar handskrifaðar á latínu og innbundnar. Sú fyrri, frá 1793, er í 54 köflum og myndskreytt. Hin, frá 1795, er í 84 köflum og einnig fallega myndskreytt. Efnislega eru ritgerðirnar eins, en sú síðari er heldur ítarlegri og betur uppsett. Ég hef haft tækifæri til að renna augunum yfir þær báðar og mér sýnist að Stefán styðjist fyrst og fremst við hinar gömlu hugmyndir þeirra Newtons og Bernoulli, sem áður var minnst á. Til dæmis kemur á óvart að Euler er fjarverandi. Fátt nýtt virðist því koma fram í ritgerðunum, enda var Stefán kominn á áttræðisaldur, þegar hann samdi þær. Hins vegar er ástæða til að benda sérstaklega á, að hann var eini Norðurlandabúinn sem reyndi við verkefnið, sem á þessum tíma taldist til óleystra grundvallarvandamála í aflfræði vökva.

Forsíðan á handskrifaðri ritgerð Stefáns, sem hann sendi Hinu konunglega danska vísindafélagi sumarið 1795. Á íslensku hljóðar titillinn svo: Ritgerð, þar sem útskýrt er og sýnt, hvernig ölduhæð og öldubreidd veltur á víddum vatna, sem vindur hrærir.

Myndirnar í handriti Stefáns frá 1795.

Birt í Átjánda öldin, Eðlisfræði, Stærðfræði

Í tilefni af sextíu ára afmæli NORDITA

Posted on: 10/10/2017 by Einar H. Guðmundsson

Í þessum mánuði eru liðin sextíu ár frá því Nordisk Institut for Teoretisk Atomfysik (NORDITA, nú oftast ritað Nordita) hóf starfsemi sína í Kaupmannahöfn. Íslendingar voru með strax frá upphafi, eins og nánar verður sagt frá hér á eftir. Eftir glæsilega fimmtíu ára dvöl í Kaupmannahöfn var stofnunin flutt til Stokkhólms, af ástæðum sem vikið verður að síðar. Þar starfar hún enn af fullum krafti. Í þessari færslu verður fyrst og fremst rætt um Kaupmannahafnarárin og íslensku aðildina, þótt minnst verði á Stokkhólmsárin rétt í lokin.

Aðdragandinn að stofnun Nordita og starfsemin í Kaupmannahöfn

Niels Bohr, fyrsti stjórnarformaður Nordita, fyrir framan Eðlisfræðistofnun Háskólans (UITF) á Blegdamsvej. Hún er nú við hann kennd og kölluð Niels Bohr Institutet (NBI). Myndin er tekin 1957, árið sem Nordita hóf starfsemi í húsakynnum UITF. Árið 1964 flutti Nordita svo inn í húsið, sem er lengst til vinstri á myndinni og var þar til 2006. Það hýsti áður Stærðfræðistofnun Kaupmannahafnarháskóla. Konan á myndinni er óþekkt.

Norditahúsið í Kaupmannahöfn (sjá kort), skömmu áður en stofnunin var flutt til Stokkhólms árið 2007.

Saga Nordita í Kaupmannahöfn hefur ekki enn verið skráð í heild sinni. Hér má þó finna nýlegt og stutt yfirlit. Þeim, sem vilja kynna sér atburðarásina í meiri smáatriðum, má til dæmis benda á ítarlega umfjöllun um aðdragandann, hér og hér. Jafnframt eru ýmsir áhugaverðir þættir úr 50 ára sögu stofnunarinnar í Kaupmannahöfn til umræðu í þessum greinum frá 1962, 1968, 1983, 1996 og 2008.

Skömmu eftir flutninginn til Stokkhólms árið 2007, mynduðu nokkrir velunnarar Nordita lítinn óformlegan hóp til að sjá til þess, að haldið yrði utan um sögu stofnunarinnar í Kaupmannahöfn. Þótt hægt hafi gengið, er þetta nú orðið að sérstöku verkefni innan skjalasafns Niels Bohr stofnunarinnar. Söguverkefninu stýrir Helle Kiilerich, en henni til aðstoðar eru Christopher Pethick (jafnan kallaður Chris), Ben Mottelson og undirritaður.

Eins og nafnið gefur til kynna hafa rannsóknarverkefni við Nordita frá upphafi verið á sviði kennilegrar eðlisfræði. Á íslensku var stofnunin í fyrstu kölluð Atómvísindastofnun Norðurlanda, en í byrjun tíunda áratugarins var nafninu breytt í Norrænu stofnunina í kennilegri eðlisfræði. Það gerðist samhliða breytingu á danska nafninu í Nordisk Institut for Teoretisk Fysik (skammstöfuninni (vörumerkinu) Nordita var þó ekki breytt).

Svona vinna kennilegir eðlisfræðingar, þegar þeir sitja ekki bognir yfir útreikningum eða fyrir framan tölvuskjá. Myndin er tekin á ráðstefnu hjá Nordita snemma á níunda áratugnum. Ég ber ekki kennsl á manninn lengst til vinstri, en næstur í röðinni er Matts Roos, þá kemur Cecillia Jarlskog og loks Finn Ravndal. Þessi þrjú hafa öll haft sterk tengsl við Nordita í gegnum tíðina.

Það væri óðs manns æði að reyna að lýsa þeim aragrúa verkefna sem unnið var að hjá Nordita í Kaupmannahöfn, lýsa starfseminni þar í heild, eða telja upp alla þá vísindamenn sem komu við sögu (sjá þó hið ágæta yfirlit efir Ben Mottelson og Chris Pethick, sem nær fram til ársins 1996). Í þessari færslu mun ég því láta nægja að segja stuttlega frá persónulegri reynslu minni af Nordita og starfinu þar.

Ad astra

Kynni mín af Nordita hófust fyrir alvöru haustið 1975, þegar ég tók þátt í tveggja vikna norrænum skóla í stjarneðlisfræði, Astrophysics Novemberfest, sem prófessorarnir Chris Pethick og Bengt Strömgren stóðu að í Kaupmannahöfn. Þetta var aðeins hin fyrsta af ótalmörgum ráðstefnum, skólum og vinnubúðum, sem ég átti eftir að sækja á vegum Nordita næstu þrjá áratugina eða svo.

Þessar tvær vikur í nóvember 1975 höfðu vægast sagt afgerandi áhrif á líf mitt. Af samræðum við norrænu skólafélagana og alþjóðlegt kennaraliðið gerði ég mér í fyrsta sinn grein fyrir því, hversu stóran skerf Norðurlöndin höfðu lagt til stjarnvísinda í gegnum aldirnar. Jafnframt varð mér ljóst, hversu mikið starf var enn óunnið, ekki síst á Íslandi. Það var þá, sem ég ákvað að leggja fyrir mig stjarneðlisfræði og setti mér það markmið að stuðla að uppbyggingu stjarnvísinda á Íslandi.

Með góðum stuðningi þeirra Magnúsar Magnússonar prófessors við Háskóla Íslands og Leonards Parker, leiðbeinanda mínum í meistaranámi, komst ég að sem styrkþegi (d. stipendiat; e. fellow) í stjarneðlisfræði við Nordita haustið 1978. Það var gæfa mín, að yngsti prófessorinn á staðnum, Chris Pethick, bauð mér strax að vinna með sér og hið sama gerði þáverandi aðstoðarprófessor í stjarneðlisfræði, Richard Epstein. Ég var einnig svo heppinn, að áður en ég fór að vinna fyrir alvöru með þeim Chris og Richard, tókst mér að ljúka við verkefni um áhrif fiseinda á gerð nýfæddra nifteindastjarna í samvinnu við J. Robert Buchler, einn af gestum Nordita, og fá niðurstöðurnar gefnar út.

Magnús Magnússon og Chris Pethick í Kaupmannahöfn vorið eða sumarið 1981. Chris hefur skrifað greinar með fleiri íslenskum eðlisfræðingum en nokkur annar af prófessorum Nordita. Þessir meðhöfundar hans eru: Egill Egilsson, Einar H. Guðmundsson, Jakob Yngvason, Vésteinn Þórsson og Örnólfur E. Rögnvaldsson.

Vinstra megin má sjá Richard Epstein og Chris Pethick, helstu samstarfsmenn mína við Nordita á árunum í kringum 1980. Þeir sitja sitt hvoru megin við Bette, eiginkonu Richards, sem heldur á kornungu barni þeirra hjóna (Rebekah). Myndin til hægri er frá sumrinu 1982. Hún sýnir einn af gestum Nordita sitja sveittan yfir útreikningum á varmafræðilegum eiginleikum nifteindastjarna. Framar má sjá Höllu Kristínu Einarsdóttur, verðandi kvikmyndagerðarkonu, sinna öðrum áhugaverðum verkefnum.

Til gamans sýni ég hér mynd af fólkinu frá Nordita og NBI sem tók á móti mér, þegar ég byrjaði sem styrkþegi á Blegdamsvej 17, haustið 1978:

Myndina má stækka með því að smella hér. Hún sýnir meirihluta starfsmanna og gesta Nordita og NBI haustið 1978. Fólk tengt Nordita: Sitjandi í fremstu röð frá vinstri eru Alan Luther (prófessor) nr. 4, Bengt Strömgren (prófessor og fyrrverandi forstöðumaður) nr. 5, Aage Winther (síðar stjórnarformaður) nr. 7, Ben Mottelson (prófessor og síðar forstöðumaður) nr. 9, Aage Bohr (forstöðumaður og fyrrum stjórnarformaður) nr. 11, Elsebeth Vinther (ritari) nr. 12 og Nils Robert Nilsson (skrifstofustjóri) nr. 17. Standandi í 2. röð eru Inger Söndergaad (ritari) nr. 1, Grete Möller Nielsen (ritari) nr. 2, Einar H. Guðmundsson (styrkþegi og síðar fulltrúi Íslands í stjórn) nr. 6, J.R. Buchler (gestur) nr. 7, Richard Epstein (aðstoðarprófessor) nr. 8, Chris Pethick (prófessor og síðar forstöðumaður) nr. 9, Petter Minnhagen (styrkþegi og síðar stjórnarformaður og forstöðumaður) nr. 13, Bengt Friman (styrkþegi) nr. 14, Helle Kiilerich (ritari og síðar skrifstofustjóri) nr. 15 og Hanne Bergen (ritari) nr. 16. Í 3. röð er Vivian Clifford (ritari) lengst til hægri. Í 4. röð er Björn S. Nilsson (kerfisstjóri) nr. 15 frá vinstri. Í næst öftustu röðinni er Jon Leinaas (styrkþegi) nr. 14 og í þeirri öftustu Jörgen Randrup (styrkþegi) nr. 8 og Poul Hoyer (styrkþegi og síðar forstöðumaður) nr. 16. Þeir, sem ekki hafa verið nafngreindir, tengjast flestir NBI með einum eða öðrum hætti, þar á meðal nokkrir fyrrverandi styrkþegar Nordita, t.d. Jens Bang nr. 4 frá hægri í 3. röð, Jörgen Kalckar nr. 3 frá vinstri í 4. röð og Niels Brene nr. 4 frá hægri í öftustu röð. Knútur Árnason, íslenskur nemi við NBI, stendur lengst til hægri í 4. röð. Nokkrir starfsmenn Nordita voru fjarverandi myndatökuna svo sem Gerry Brown (prófessor), Jim Hamilton (prófessor og síðar forstöðumaður), Paolo Di Vecchia (aðstoðarprófessor og síðar prófessor), Jussi Timonen (styrkþegi) og Claas Fransson (styrkþegi).

Á næstu þremur árum vann ég að viðamiklu rannsóknarverkefni með þeim Chris og Richard um varmafræðilega eiginleika ósegulmagnaðra nifteindastjarna. Því lauk með nokkrum útgefnum greinum og doktorsritgerð, sem ég varði við Háskólann í Kaupmannahöfn haustið 1981.

Að þeim Chris og Richard frátöldum, voru það tveir af vísindamönnum Nordita sem höfðu hvað mest áhrif á viðhorf mín til vísinda og vísindarannsókna. Það voru þeir Gerry Brown og Ben Mottelson, báðir merkir eðlisfræðingar. Einnig eru ýmsir langtímagestir stofnunarinnar mér ógleymanlegir, svo sem Hans Bethe, Gordon Baym, David Schramm, Roger Blandford, Thomas Gold, Katsuhiko Sato, Leon Mestel, Charles Alcock, Jesse Greenstein, Alan Lightman og Martin Rees. Þá er skrifstofustjóri Nordita, Nils Robert Nilsson, mér mjög minnisstæður. Ég hef stundum sagt að styrkþegaárin þrjú á Nordita hafi verið bestu ár ævi minnar.

Eftir heimkomuna til Íslands haustið 1981 tóku við ýmis kennslustörf, en árið 1982 varð ég sérfræðingur við Raunvísindastofnun Háskólans. Samvinna við Norditamenn, einkum Chris, hélt þó áfram af fullum krafti næstu árin og tengdist aðallega rannsóknum á efni í gríðarlega sterku segulsviði, eins og því sem finna má í nifteindastjörnum. Eftir nokkur ár bættist Jakob Yngvason prófessor í rannsóknarhópinn og síðan smám saman stúdentarnir Örnólfur E. Rögnvaldsson, Aðalbjörn Þórólfsson, Kristinn Johnsen og Óskar Halldórsson Hólm. Þessu fylgdu tíðar heimsóknir til Nordita og eins heimsótti Chris okkur nokkrum sinnum.

Jakob Yngvason heldur fyrirlestur.

Jafnhliða þessum rannsóknum var ég að vinna að verkefnum í heimsfræði, meðal annars í samvinnu við fyrrverandi nemendur mína, Gunnlaug Björnsson og Örnólf E. Rögnvaldsson. Eins og ég, höfðu þeir báðir sterkar tengingar við Nordita, einkum þó Gunnlaugur.

Haustið 1996 fór ég einu sinni sem oftar í rannsóknarleyfi til Nordita og vorið 1997 starfaði ég þar sem gistiprófessor. Í október 1996 var orðið ljóst að Íslendingar myndu innan tíðar gerast þáttakendur í samstarfinu um Norræna stjörnusjónaukann (NOT) á La Palma, þótt enn ætti eftir að ganga frá mörgum formsatriðum. Ég hafði fljótlega samband við einn af styrkþegum Nordita á staðnum, Jens Hjorth, sem síðar átti eftir að hafa mikil áhrif á þróun stjarnvísinda í Danmörku. Ég óskaði eftir aðstoð hans við að finna verðugt viðfangsefni til stjarnmælinga með NOT og hjálp við að semja ásættanlega umsókn til úthlutunarnefndar sjónaukans. Jens brást drengilega við og aðstoð hans reyndist ómetanleg. Þannig varð fyrsta íslenska umsóknin um rannsóknir (á þyngdarlinsum) með sjónaukanum til undir verndarvæng Nordita á Blegdamsvej. Hún var samþykkt og fyrstu íslensku mælingarnar með NOT urðu að veruleika í október 1997. Þess má einnig geta, að einn af þáverandi prófessorum Nordita, Bernard Pagel, var dyggur stuðningsmaður okkar Íslendinga í öllu því sem sneri að NOT-aðildinni.

Jens Hjorth á styrkþegaárum hans á Nordita.

Í lok febrúar 1997 bárust fréttir af því, að fundist hefðu glæður eftir gammablossa. Þrátt fyrir, eða kannski einmitt vegna þess að hann var enn styrkþegi Nordita og án fastrar stöðu, tók Jens þá ákvörðun að hella sér út í rannsóknir á glæðum gammablossa. Eftir að hafa rætt við hann um mögulega þátttöku íslenskra stjarnvísindamanna í slíku verkefni, gekk ég á fund helsta gammablossasérfræðings Dana á þeim tíma, Holgers Pedersen. Ásamt Jens drógum við tveir upp áætlun um það, hvernig best væri að tryggja þátttöku Íslendinga á þessum nýja og spennandi vettvangi. Sú áætlun gekk eftir, eins og lesa má um hér. Frá og með þessum tíma hefur Jens Hjorth verið einn helsti samstarfsmaður íslenskra stjarnvísindamanna.

Þau atriði, sem ég hef rætt hér, sýna vel hversu mikinn stuðning stjarneðlisfræði á Íslandi hefur haft af aðild Íslands að Nordita og kynnum af einstaklingum sem þar hafa starfað til lengri eða skemmri tíma. Mönnum eins og Chris Pethick og Jens Hjorth. Óvíst er, hver staða greinarinnar væri á Íslandi í dag, ef Nordita hefði ekki komið þar við sögu.

Frá síðustu árum Nordita í Kaupmannahöfn

Eitt af því sem vísindamenn gleyma stundum að nefna, þegar minnst er á gamla tíma, er sá stuðningur sem þeir hafa notið í starfi sínu hjá riturum og öðru skrifstofufólki. Skrifstofa Nordita á Blegdamsvej var svo sannarlega hjartað í daglegum rekstri stofnunarinnar og án ritaranna hefði verið erfitt að lifa. Ég hef orðið var við það í gegnum tíðina, að bæði starfsmenn og gestir, sem og makar þeirra, minnast skrifstofufólksins á Nordita með hlýju og þakklæti, jafnvel áratugum eftir dvölina þar.

Oft var glatt á hjalla á kaffistofunni á Blegdamsvej. Hér má sjá fjóra af riturum Nordita örfáum árum áður en starfsemin var lögð niður í Kaupmannahöfn. Frá vinstri eru Ellen Pedersen, Anna-Maria Rey, Helle Kiilerich skrifstofustjóri og Hanne Bergen.

Fundur í stjórn Nordita skömmu fyrir flutninginn til Stokkhólms. Þarna standa m.a. fulltrúi Íslands, Lárus Thorlacius (5. frá vinstri) og varamaður hans, Gunnlaugur Björnsson (lengst til hægri).

Ástæða þess að starfsemi Nordita lagðist af í Kaupmannahöfn var sú, að árið 2003 ákvað Norræna ráðherranefndin, sem frá upphafi hafði séð um fjármögnun Nordita, að gera örlagaríka breytingu. Fjárframlög ráðsins til allra norrænna stofnana yrðu helminguð í áföngum næstu fjögur árin. Norrænir háskólar og aðrir skyldu taka við keflinu og fjármagna það, sem uppá vantaði, til þess að stofnanirnar gætu haldið áfram því sem næst óbreyttri starfsemi. Eftir miklar umræður, meðal annars í öllum rannsóknarráðum Norðurlandanna, var endanlega ákveðið árið 2006, að Nordita yrði flutt til AlbaNova-svæðisins í Stokkhólmi og sett þar undir verndarvæng Konunglega Tækniháskólans (KTH) og Stokkhólmsháskóla (SU). Þessi ákvörðun mæltist illa fyrir meðal margra norrænna eðlisfræðinga, ekki síst í Danmörku, og varð meðal annars tilefni umræðu í fjölmiðlum (sjá t.d. hér). En ekki varð aftur snúið.

Íslenska aðildin að Nordita

Hinn 5. febrúar 1959 birtist eftirfarandi frétt á baksíðu Alþýðublaðsins:

Þetta mun vera fyrsta fréttin sem birtist opinberlega hér á landi um aðild Íslands að Nordita Á vef alþingis má svo finna ræður þeirra Benediks Gröndal og Gylfa Þ. Gíslasonar af þessu tilefni.

Þótt formleg samþykkt alþingis hafi fyrst legið fyrir í ársbyrjun 1959, höfðu Íslendingar átt fulla aðkomu að málinu, að minnsta kosti frá 1956. Í grein um tilurð Nordita segir Thorsten Gustafson meðal annars, að á undirbúningsfundi í Kaupmannahöfn í janúar 1956 hafi fulltrúi Íslands, Þorbjörn Sigurgeirsson, tekið fram að sameiginleg stofnun og skipulögð samvinna á þessu sviði væri Íslendingum ákaflega mikilvæg (bls. 12). Einnig getur Gustafson þess, að fjárlaganefnd Norðurlandaráðs, þar sem Emil Jónsson var fulltrúi Íslands, hafi lagt blessun sína yfir tillöguna um stofnun Nordita, sem ráðið samþykkti svo í febrúar 1957 (bl. 14).

Þegar Nordita tók til starfa í október 1957 varð Þorbjörn Sigurgeirsson fyrsti fulltrúi Íslands í stjórn stofnunarinnar.

Þorbjörn Sigurgeirsson árið 1973.

Til fróðleiks er hér listi yfir alla fulltrúa Íslands í stjórn Nordita á árunum 1957 til 2006:

Þorbjörn Sigurgeirsson (1957-72), Magnús Magnússon (1972-89; formaður stjórnar 1984-89), Sigfús J. Johnsen (varamaður 1984-89), Einar H. Guðmundsson (1990-92), Jakob Yngvason (1990-95), Þórður Jónsson (1993-98), Viðar Guðmundsson (1996-97 og 1999 -2001; varamaður 1998; formaður stjórnar 1999-2000), Lárus Thorlacius (2002-06; varamaður 1999-2001), Gunnlaugur Björnsson (varamaður 2002-06).

Fyrstu árin eftir stofnun Nordita virðist lítið sem ekkert hafa verið fjallað opinberlega um stofnunina hér á landi. Öðru hverju birtust þó í fjölmiðlum auglýsingar, svipaðar þeirri sem hér er sýnd:

Margir ungir íslenskir eðlisfræðingar nýttu sér tækifærið og á Kaupmannahafnarárum Nordita voru þar samtals ekki færri en 13 íslenskir styrkþegar (d. stipendiater; e. fellows). Hér er ekki rúm til að fjalla um feril þeirra allra og því verð ég að láta nægja þennan lista með nöfnum þeirra og árunum sem þeir voru í Kaupmannahöfn:

Magnús Magnússon (1958-60), Þorvaldur Búason (1965-67), Þorsteinn Vilhjálmsson (1967-69), Egill Egilsson (1973-75), Einar H. Guðmundsson (1978-81), Þórður Jónsson (1982-83 og 86-87), Gunnlaugur Björnsson (1986-89), Guðmundur I. Þorbergsson (1987-89), Ragnheiður Guðmundsdóttir (1988-89), Vésteinn Þórsson (1992-95), Kristinn Johnsen (1999-2000), Örnólfur E. Rögnvaldsson (1999 til vors 2001), Kristján R. Kristjánsson (2005 til ársloka 2006; fluttist með Nordita til Stokkhólms og var þar til jan. 2008).

Til viðbótar má nefna, að margir Íslendingar sátu í fagnefndum Nordita á þessu tímabili. Ýmsir íslenskir eðlisfræðingar hafa einnig dvalið sem gestir við stofnunina í lengri eða skemmri tíma og unnið að rannsóknum, eða sótt ráðstefnur og skóla. Með atbeina stofnunarinnar hafa jafnframt margir íslenskir eðlisfræðingar tekið þátt í norrænum samstarfsverkefnum á ýmsum sérsviðum eðlisfræðinnar.

Gestir og ráðstefnur á Íslandi

Haustið 1972 kom Christian Möller prófessor og fyrrum forstöðumaður Nordita í heimsókn til Íslands og hélt hér þrjá fyrirlestra á vegum stofnunarinnar:

Eftir því sem ég best veit, var þetta fyrsta heimsókn erlends fræðimanns til Íslands á vegum Nordita. Síðan þá hefur stofnuninn greitt götu margra annarra erlendra eðlisfræðinga sem hingað hafa komið, ýmist til að halda fyrirlestra eða stunda rannsóknir. Þar hefur bæði verið um að ræða starfsmenn Nordita og aðra erlenda gesti.

Einna mesta athygli vakti heimssókn prófessors Igors Novikov vorið 1994. Hann hélt hér fjölsóttan fyrirlestur um tímaferðalög og viðtal við hann birtist í Morgunblaðinu.

Igor Novikov í Reykjavík vorið 1994.

Nordita hefur einnig styrkt ýmsar ráðstefnur og vinnufundi hér á landi í gegnum tíðina. Í því sambandi má til dæmis nefna alþjóðlega ráðstefnu á Laugarvatni sumarið 1997, sem fjallaði um gasflæði umhverfis svarthol. Þar héldu um stjórnvölinn þeir Gunnlaugur Björnsson og Marek Abramowicz, fyrrum aðstoðarprófessor við Nordita.

Tveir af gestunum á Laugarvatnsráðstefnunni 1997, þeir Mitchel Begelman frá Boulder (til vinstri) og Andrew Fabian frá Cambridge (í miðjunni) sjást hér við Gullfoss í fylgd Gunnlaugs Björnssonar (lengst til hægri).

Önnur alþjóðleg ráðstefna, styrkt að hluta til af Nordita, var haldin á Akureyri haustið 1999. Hún fjallaði um strengjafræði og skammtarúmfræði og skipuleggjendur voru þeir Lárus Thorlacius, Þórður Jónsson og Paolo Di Vecchia frá Nordita.

Þórður Jónsson ræðir við bandaríska eðlisfræðinginn Leonard Susskind á Akureyri haustið 1999.

Örfá orð um Nordita í Stokkhólmi

Íslendingar héldu áfram fullri þátttöku í Nordita eftir flutninginn til Stokkhólms árið 2007. Fjölmargar breytingar voru gerðar á stofnuninni á hinum nýja stað. Ein var sú, að í stað styrkþega (stipendiater eða fellows) var nú farið að tala um nýdoktora (postdocs). Eins og áður sagði fluttist nýdoktorinn, Kristján R. Kristjánsson, með stofnuninni til Stokkhólms og var þar til 2008.

Norditahúsið í Stokkhólmi (sjá kort).

Íslendingurinn Þórður Jónsson var stjórnarformaður frá 2007 til 2013 og Lárus Thorlacius forstöðumaður á árunum 2008 til 2014. Fulltrúi Íslands í stjórninni 2007 til 2010 var Einar H. Guðmundsson. Varamaður hans, Gunnlaugur Björnsson, tók svo við 2010 og sat til 2016, þegar Valentia Giangreco M. Puletti tók við keflinu (hún hafði áður verið nýdoktor við stofnunina 2009-11). Varamaður Gunnlaugs var Ivan Shelykh, en varamaður Valentínu er Sigurður Örn Stefánsson (nýdoktor við Nordita 2010-12). Að lokum skal þess getið, að stjarneðlisfræðingurinn Guðlaugur Jóhannesson er nú norrænn aðstoðarprófessor við Nordita.

Lárus Thorlacius, forstöðumaður Nordita í Stokkhólmi, heldur ræðu við stjórnarkvöldverð vorið 2014. Að baki vínglassins sést Gunnlaugur Björnsson, stjórnarfulltrúi Íslands, hlusta af athygli.

Stjórn Nordita í Stokkhólmi árið 2017. Valentina G. M. Puletti er fjórða frá vinstri og Sigurður Örn Stefánsson stendur lengst til hægri.

Frekari upplýsingar um hið nýja Nordita í Stokkhólmi er að finna á heimasíðu stofnunarinnar og í ágætis kynningarbæklingum frá árunum 2012 og 2015.

Birt í Eðlisfræði, Stjörnufræði, Tuttugasta öldin

Fyrsta prentaða ritgerðin um stjörnufræði eftir íslenskan höfund

Posted on: 02/10/2017 by Einar H. Guðmundsson

Um fastastjörnur og föruhnetti. Forsíðan á dispútatíu Gísla Þorlákssonar frá 1651. Tengill hér

Höfundur þessa verks var Hafnarstúdentinn Gísli Þorláksson (1631-1684), sem síðar varð eftirmaður föðurs síns, Þorláks Súlasonar, í biskupsembætti á Hólum. Ritgerðin er svokölluð dispútatía, stúdentafyrirlestur sem haldinn var við Háskólann í Kaupmannahöfn í ársbyrjun 1651.

Gísli Þorláksson Hólabiskup ásamt eiginkonu sinni Ragnheiði Jónsdóttur (til vinstri). Tvær fyrri eiginkonur hans, Gróa Þorleifsdóttir og Ingibjörg Benediktsdóttir eru einnig með á þessu málverki frá 1684.

Gísli Þorláksson í Kaupmannahöfn 1649-1652

Að loknu námi í Hólaskóla sigldi Gísli til Kaupmannahafnar haustið 1649. Með skipinu var einnig kennari hans frá Hólum, Runólfur Jónsson (1619-1654), sem var vel að sér í stærðfræðilegum lærdómslistum og hélt um skeið einskonar skóla í náttúruspeki (physica) fyrir háskólastúdenta í Kaupmannahöfn.

Gísli var skráður nemandi við Hafnarháskóla í desember 1649. Einkakennari hans (praeceptor privatus) var Jörgen From (1605-1651), prófessor í stjörnufræði. Þar sem engin mynd mun vera til af From birti ég í staðinn mynd af forsíðu kennslubókar hans í reiknislist, sem annar nemandi hans, Gísli Einarsson (1621-1688), fyrsti konungsskipaði kennarinn í stærðfræði og stjörnufræði á Íslandi, hefur líklega notað við kennslu í Skálholti (sjá meira hér).

Kennslubók Jörgens Froms í reikningslist frá 1649. Hér er tengill á bókina.

Aðalnámsgrein Gísla Þorlákssonar við Háskólann var guðfræði, en hann virðist einnig hafa haft áhuga á stjörnufræði og náttúruspeki. Sennilega var þar um að ræða áhrif frá þeim Runólfi og From. Árið 1650 sótti Gísli, ásamt vini sínum Willum Worm (1633-1704), skóla í náttúruspeki hjá Jens Jensen Bircherod (1623-1686). Það bendir væntanlega til þess að Runólfur hafi ekki haldið sinn skóla það árið.

Jens Jensen Bircherod, prófessor við Hafnarháskóla frá 1661.

Við skólalok dispúteruðu ýmsir nemendur Bircherods, þar á meðal þeir Worm og Gísli. Eins og áður hefur komið fram hélt Gísli sinn fyrirlestur, De stellis fixis et errantibus, í byrjun árs 1651 og gaf hann út á prenti. Hér verður að lokum fjallað um nokkur valin atriði í þessari ágætu ritgerð, en mun ítarlegri umfjöllun höfundar þessarar færslu má finna í grein frá 2006 (bls. 11-14; þar er einnig sagt frá Runólfi Jónssyni (bls. 10-11).

De stellis fixis et errantibus

Dispútatía Gísla er elsta prentaða verkið um stjörnufræði og náttúruspeki eftir íslenskan höfund. Það eitt gefur verkinu mikilvægt menningarsögulegt gildi. Að auki veitir það fróðlegar upplýsingar um háskólanámsefnið í stjörnufræði og náttúruspeki í Kaupmannahöfn um miðja sautjándu öld.

Samkvæmt venju þessa tímabils var titill dispútatíunnar æði langur. Íslensk þýðing gæti hljóðað svo:

Áttundi fyrirlestur Náttúruspekiskólans um fastastjörnur og föruhnetti, sem höfundur og verjandi, Íslendingurinn Gísli Þorláksson, með hjálp Guðs hins þrisvar besta og mesta og samþykki hins virðulega Háskólaráðs, lagði fram hyggnum heimspekingum til friðsamlegrar umræðu undir forsæti Jens Jensens Bircherod, 29. janúar árið 1651 frá kl. eitt eftir hádegi í neðri fyrirlestrarsalnum. — Kaupmannahöfn í prentsmiðju Melchiors Martzan, háskólaprentara.

Ritgerðin er níu síður í fjórðungsbroti, skipt í 32 smákafla eða staðhæfingar (thesis). Í köflum 2 til 24 er rætt all ítarlega um stjörnufræði og heimsmyndina og virðist framsetningin taka talsvert mið af bók Caspars Bartholin (1585-1629), Systema physicum. Áherslur eru þó víða aðrar og sennilegt er, að Gísli hafi einnig haft til hliðsjónar höfuðrit Longomontanusar (1562-1647), Astronomia Danica, þótt hvergi fari hann í tæknileg smáatriði.

Umfjöllun Gísla um stjörnufræði í þessum hluta ritgerðarinnar er óvenju skýr og hnitmiðuð og að mestu laus við stjörnuspeki. Hið sama er ekki hægt að segja um síðustu átta kaflana (25-32), sem fjalla um föruhnettina sjö og mátt þeirra. Frásögnin þar er fyrst og fremst af stjörnuspekilegum toga með sterku ívafi frá stjörnutengdri læknislist samtímans. Í þessum hluta styðst Gísli mjög við ritið Ars magna lucis et umbræ (Um hina miklu list ljóss og skugga) eftir fjölfræðinginn Athanasius Kircher (1602-1680) og virðist umfjöllunin að mestu tekin beint úr bók hans.

Í fyrstu köflunum er það hin viðtekna heimsmynd í Danmörku á þessum tíma, jarðmiðjukenning Tychos Brahe (1546-1601), sem liggur til grundvallar umræðunni.

Hugmynd Brahes um byggingu heimsins, sem birt var á prenti 1588: Jörðin er í miðju heimsins. Um hana snúast tunglið, sólin og fastastjörnuhvelið. Föruhnettirnir Merkúríus, Venus, Mars, Júpíter og Satúrnus snúast hins vegar um sólina og fylgja henni á braut hennar um jörðina.

Í fimmta kafla minnist Gísli þó á Principia philosophiae, bók Descartes (1596-1650) frá 1644 og ræðir stuttlega um hvirflakenningu hans. Sú umfjöllun er sérlega athyglisverð í ljósi þess að þetta mun hafa verið í fyrsta skipti, sem hvirflar Descartes voru ræddir á prenti í Danaveldi.

Á þessum tíma voru flestir, ef ekki allir, lærdómsmenn í Danaveldi komnir á þá skoðun að jörðin snerist um möndul sinn, eins og Kóperníkus (1473-1543) hafði haldið fram. (Hins vegar töldu þeir, gagnstætt honum, að það væri sólin sem gengi í kringum jörðina en ekki öfugt.) Gísli tekur skemmtilega á þessu í ritgerðinni og sýnir fram á, að ef fastastjörnuhvelið snýst eina umferð á sólarhring um grafkyrra jörð, hlýtur hraði fastastjarnanna að vera um 23,4 milljónir km á sekúndu. Þetta finnst Gísla afar ólíklegt og segir: „En það virðist ekki samræmast náttúrunni, að nokkur hlutur geti á andartaki farið [slíka vegalengd], því það er næstum óendanlegt í endanlegu.“

Gísli gerir röð föruhnattanna séð frá jörðinni að umtalsefni og getur þess, að ýmsir hafi orðið til að stinga upp á annarri röð en þeirri, sem fólgin er í hinni hefðbundnu jarðmiðjukenningu fornaldar. Enginn hafi þó „snúið kerfi Ptólemaíosar (100-170) eins rækilega við og hinn nafntogaði Kóperníkus [sem] fylgdi í öllu þeirri röð sem Aristarkos frá Samos (310-230 f.Kr.) hélt fram 400 árum fyrir daga Ptólemaíosar og setti sólina hreyfingarlausa í miðju heimsins“ með reikistjörnurnar í þessari röð: Merkúríus, Venus, jörðin með tungli sínu, Mars, Júpíter og Satúrnus. „Með þessari kenningu gerði Kóperníkus snilldarlega grein fyrir fyrirbærum himinsins. Það olli því, að á sinni samtíð og næstu mannsöldrum fékk hann, og á sér enn, fjölmarga og málsmetandi fylgismenn.“

Sólmiðjukenning Kóperníkusar

Gísli lýsir jafnframt jarðmiðjukerfi Tychos Brahe og tekur sérstaklega fram að hann hafi haft „miðpunktana fyrir hreyfingar himintungla tvo, sólina fyrir reikistjörnur, en jörðina fyrir sól, tungl og fastastjörnur.“ Hann getur um þá gagnrýni talsmanna sólmiðjukenningarinnar að hvorki Ptólemaíos né Brahe „hafi stutt það traustum rökum að jörðin sé í miðju alheimsins. En óbilgirni þeirra dylst engum, því sjálfir hafa þeir enn ekki sýnt óyggjandi fram á, að velja eigi sólinni stað í miðju heimsins. Hvers vegna heimta þeir svo af öðrum það sem þeir geta ekki sjálfir afrekað.“ Þá getur Gísli um þá fullyrðingu sólmiðjumanna að það sé í misræmi við náttúruna, að heimurinn hafi tvær miðjur eins og í kenningu Brahes. Þar telur hann þá „vega sig með eigin sverði“ vegna þess að heimur sólmiðjukenningarinnar hafi að minnsta kosti tvær miðjur: Reikistjörnurnar gangi um sólina og tunglið um jörðina. Og hvað með fylgihnetti Júpíters sem virðast ganga um hann?

Lengra hættir Gísli sér ekki í umræðunni um heimskerfin. Þó má segja að hann lýsi óbeinum stuðningi við jarðmiðjukenningu Brahes. Til dæmis telur hann niðurstöður stjörnumeistarans fyrir fjarlægðir í himingeimnum styðjast við nákvæmustu athuganirnar.

Dispútatía Gísla Þorlákssonar er vandað yfirlit yfir þá stjörnufræði, sem virðist hafa verið kennd byrjendum við Hafnarháskóla á miðri sautjándu öld. Að auki er þar að finna stutta kynningu á hinni þá nýju hvirflakenningu Descartes. Heimsmynd Gísla er að verulegu leyti byggð á hugmyndum Tychos Brahe og lærisveina hans í Danmörku og ljóst er af framsetningunni, að sólmiðjukenningin hefur ekki enn náð að festa rætur þar í landi. Tónninn í garð Kóperníkusar er þó mun mildari en í mörgum eldri verkum danskra höfunda um svipað efni, til dæmis í Systema physicum eftir Caspar Bartholin.

Birt í Eðlisfræði, Sautjánda öldin, Stjörnufræði

Brot úr sögu raunvísinda á Íslandi