Uma breve história da Ciência Moderna
Uma das principais bases da ciência medieval foi a doutrina aristotélica segundo a qual todos os fenômenos físicos poderiam ser descritos em termos dos conceitos metafísicos de potência . Segundo essa doutrina, os corpos transparentes, por exemplo, têm uma potência em transmitir a luz, mas não são transparentes até que a luz os atinja e acione a transparência.
Graças a sua adoção pela escolástica medieval, a doutrina aristotélica permanece no mundo ocidental como o pano de fundo da physis por quase dois milênios. Mesmo na crise da passagem do século XIII para o XIV, ela não perde o seu status devido à ação de Tomás de Aquino. Nesse período, as idéias de Aristóteles estavam sendo contestadas. Foi quando Jean Buridan e Nicole Oresme formularam a teoria do impetus como contraposição à idéia aristotélica de que o ar é responsável pela manutenção do movimento. Possivelmente a crise se instaurou devido à contradição fundamental da obra aristotélica com as escrituras: Percebeu-se nitidamente que a doutrina aristotélica postulava a eternidade da Terra e do Universo. Mas se a Terra fosse eterna como poderia ser criada por Deus? A solução do dilema veio de Tomás de Aquino: Deus, que tudo pode, teria criado o Universo eterno.
O advento da Ciência Moderna acontece como uma contraposição às concepções tomistas. Uma das primeiras iniciativas nesse sentido parte do frade franciscano inglês William de Ockham que, na primeira metade do século XIV, defende a introdução de uma dinâmica racional. Nessa mesma linha, se desenvolveriam posteriormente os trabalhos de (principalmente) Descartes, Francis Bacon, Galileu e dos astrônomos participantes da chamada Revolução Copernicana, que alteraram a concepção de mundo do sistema geocêntrico para o heliocêntrico.
Galileu Galilei (1564-1642) foi um dos introdutores do moderno método científico, segundo o qual uma afirmação é verdadeira se e apenas se for coerente com observações experimentais. Dedicou-se especialmente para provar que a Terra se move e que não o percebemos pois toda a atmosfera e objetos que se encontram em sua superfície se movem também com a mesma velocidade, da mesma forma que o ar e os objetos no porão de um navio. Os problemas de Galileu com a Inquisição foram desencadeados não simplesmente pelas suas idéias, mas pela sua publicação (obra intitulada Diálogos sobre os dois maiores sistemas do mundo, em 1632) em italiano (que podia ser entendido pelo povo) e não em latim, como era tradição na época. Já o inglês Francis Bacon (1561-1626) pode ser reconhecido como o pai das idéias sobre o propósito da ciência em sua articulação com a política e a sociedade. Bacon se tornou um personagem influente no governo inglês no reinado de Elizabeth I. Nessa época, Inglaterra e Espanha eram arqui-rivais na conquista das rotas comerciais marítimas. Os dois países resguardavam religiões diferentes (a Inglaterra era anglicana e a Espanha rigidamente católica), bem como estabeleceram diferentes políticas econômicas, sendo que a Espanha gastava excessivamente com guerras e conquistas de novas terras. Em 1588, a poderosa frota espanhola foi praticamente aniquilada em um ataque à costa inglesa. A partir de então (e até a Segunda Guerra Mundial) a Inglaterra se firmaria como a nação mais poderosa do mundo – com um breve intervalo em que foi suplantada pela França na era napoleônica (período este com importantes implicações científicas). Possivelmente, o período de quase quatrocentos anos em que a Inglaterra foi a grande potência mundial não teria sido tão grande sem o estabelecimento de uma política econômica e científica em que Francis Bacon foi um dos principais mentores. Esse pensador estabeleceu convincentemente os preceitos do investimento na ciência e tecnologia por parte dos governos. A coroa inglesa passou a injetar recursos nas universidades, na formação de sociedades científicas, em centros de formação profissional e custear gastos com o desenvolvimento de novas tecnologias. Configurava-se a Primeira Revolução Industrial: Instalada a indústria manufatureira, a Inglaterra tomava, por exemplo, folhas de chá em suas colônias e, em suas indústrias, as colocava em caixinhas decoradas, vendendo estas a um preço exorbitante a outros países (até para a própria India). Ao promover a articulação entre a ciência e a política, Bacon determina características fundamentais para a Ciência Moderna, como a ruptura com a escolástica, com o divórcio entre conhecimento e observação, cultuando o pragmatismo e o indutivismo, que podem ser delineadas nas próprias palavras do pensador:
Passar além de Aristósteles usando a luz de Aristósteles é pensar que uma luz tomada por empréstimo pode aumentar a luz original de onde ela é tomada.
Um homem é apenas aquilo que ele sabe.
Aprendamos as leis da natureza e seremos os senhores dela, tal como agora somos, por ignorância, seus servos.Temos que colocar a natureza na câmara de tortura e obrigá-la a testemunhar até contra ela mesma, a fim que possamos controlá-la para atingir nossos objetivos. Temos que reunir elementos de toda parte numa “história natural” do mundo, construída pela pesquisa conjunta dos cientistas da Europa. Temos que ter indução.
Acaso é o nome de uma coisa que não existe.
A ciência, que é a organização do conhecimento, deve ser, por seu turno, organizada. E essa organização deve ser internacional; que atravesse livremente as fronteiras, e então poderá fazer a Europa intelectualmente una.Contudo, as bases filosóficas da Ciência Moderna foram estabelecida pelo pensador francês René Descartes (1596-xxxx), o fundador da epistemologia racionalista (Cogito, ergo sum), a qual, da mesma forma que os pensadores citados acima, rejeita as explicações aristotélicas em termos de causas finais. A pergunta da Ciência Moderna é como? e não por que? Descartes constrói sua filosofia sobre três idéias fundamentais: i) o racionalismo, segundo o qual todos os fenômenos podem ser entendidos racionalmente em termos de causa e efeito; ii) o determinismo, que postula que sendo racional a explicação dos fenômenos, esses seriam previsíveis; e iii) o mecanicismo, em que tudo pode ser entendido separando-se em partes e entendendo cada parte individualmente, como um relógio de corda. Grosseiramente falando, Descartes estabeleceu as bases da Ciência Moderna dentro dos preceitos do Racionalismo Científico, que é liberal, competitivo e individualista, e que perduraria até os dias de hoje na educação e na sociedade e, na ciência, até a (re)descoberta do irracionalismo dos fenômenos naturais por meio da teoria da seleção natural de Darwin, da teoria das moléculas dos gases de Boltzmann e da Mecânica Quântica. Da mesma forma que Bacon, ao escrever o seu Novum Organum, Descartes sonhava em estabelecer as bases para uma nova ciência e uma nova sociedade. De certa forma, ele realizou o seu sonho: Até os dias de hoje a sociedade global se molda nos preceitos cartesianos, sendo a educação sua principal difusora.
No que diz respeito à física, a contribuição de Descartes foi significativa. A mais popular se resume à lei de Snell-Descartes, que descreve o fenômeno de refração (niseni = nrsenr). Contudo, sua contribuição mais fundamental talvez tenha sido a sedimentação de uma explicação mecânica para todos os fenômenos (incluindo os fenômenos ópticos, térmicos, elétricos e magnéticos), através da (re)introdução de um meio que permeia todo o Universo: o éter.O éter é uma concepção da antiguidade clássica resgatada por Descartes, que o via como uma substância que, embora imperceptível, é capaz de transmitir forças e exercer uma ação sobre os corpos nele imersos. O grande desafio de Descartes era explicar a ação entre corpos distantes (como a Terra e o Sol), ou mesmo a maré, através de processos perfeitamente compreensíveis, tais como a pressão e o impacto. Assim, evitar-se-ia a adoção da idéia da ação à distância, que seria, para o pensador racionalista, metafísica demais (ou mágica) – idéia essa que seria aceita pela ciência apenas na segunda metade do século XIX. A explicação do como a Terra e o Sol se atraem em termos do éter é relativamente simples: Os corpos celestes estão sujeitos à pressão devido ao impacto das partículas do éter contra a suas superfícies. Na direção da linha imaginária que une a Terra ao Sol, o número de impactos é menor, pois um corpo projetaria uma espécie de sombra sobre o outro (Posteriormente, Laplace demonstraria que, desse efeito, resultaria uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos). O papel do éter como a base de todos os fenômenos físicos se deveria ao fato de que suas partículas constituintes estariam em movimento. Assim, o Sol, por exemplo, seria o centro de um imenso vórtice, que se estenderia por todo o sistema solar e faria com que os planetas girassem ao seu redor. O Sol emitiria luz porque esta seria essencialmente constituída por partículas de éter que sairiam do Sol devido à força centrífuga gerada pelo vértice. Para explicar a existência das cores, Descartes postulou que elas se devem às diferentes maneiras que as partículas do éter se movem: as que rotacionam mais rapidamente estão associadas ao vermelho enquanto as que rotacionam mais lentamente, ao azul. A descrição mecânica do Universo feita por Descartes, de certa forma, estava baseada em diversos postulados sem corroboração experimental direta, o que contrariava a postura empirista adotada por muitos, dentre os quais Galileu e Bacon. Descartes explicitamente defendia a superioridade das construções mentais em relação ao trabalho empírico, uma atitude semelhante à de Platão. Tal atitude encontrou oposição de alguns pensadores e talvez tenha levado à contraposição que é comumente feita por filósofos contemporâneos entre o Racionalismo e o Empirismo. Nesse âmbito, um dos opositores a Descartes foi o próprio Huyghens, que escreveu: “Descartes, que parece ter inveja da fama de Galileu, tinha a ambição de ser considerado como o autor de uma nova filosofia, a ser ensinada nas academias em substituição ao aristotelianismo. Ele colocou suas conjecturas como verdades, mesmo sem que elas tivessem sido provadas. Ele ousou ter apresentado seu sistema físico de forma que apenas os princípios mecânicos fossem admissíveis. Isso de fato poderia ter sido louvável, mas ele foi além, e clamou ter revelado a verdade precisa, impedindo enormemente a descoberta do conhecimento genuíno” (Whittaker, 1973, p.7). A despeito das críticas, tanto a filosofia quanto a teoria do éter, com algumas modificações, seria utilizada pelos pensadores subsequentes, tais como Robert Hooke e Isaac Newton (1642-1727). Hooke talvez tenha sido o primeiro a postular que a luz se deveria a vibrações de pequena amplitude no éter.
Já Newton acreditava que a luz é constituída de partículas cujo comportamento é influenciado pela sua interação com o éter, rejeitando assim a hipótese de Hooke. As concepções de Newton a respeito da luz e do éter podem ser assim resumidas:
Todo o espaço é permeado por um meio elástico, o éter, que é capaz de propagar vibrações, da mesma maneira que o ar propaga o som, mas com uma velocidade muito maior. Esse éter preenche os poros de todos os corpos materiais, e é a causa de sua coesão. Sua densidade varia de um corpo para outro, sendo maior no espaço interplanetário. Não é necessariamente uma substância simples uniforme, o éter contém muitos “espíritos etéreos”, adaptados para produzir os fenômenos elétricos, magnéticos e gravitacionais. As vibrações do éter não podem, dessa maneira, constituir a luz, a qual pode ser uma multitude de pequeno corpúsculos de diferentes tamanhos. Desta forma, como a densidade do éter varia de um ponto a outro, as partículas de luz podem ser desviadas de sua trajetória retilínea, explicando-se assim os fenômenos de reflexão, refração e difração, esta última sendo um caso especial de refração. Já o calor também é uma manifestação do éter, ocorrendo em situações em que suas partículas constituintes se moveriam de maneira turbulenta (Whittaker, 1973, pp.19-20).
As divergências entre Newton e Hooke, no entanto, não se restrigiam à explicação sobre a natureza da luz. Quando Newton começou a produzir artigos científicos e enviá-los à revista da Royal Society, Hooke era o secretário desta entidade. Ele tinha o péssimo hábito de receber os artigos de Newton, lê-los e depois devolvê-los dizendo que ele “já havia pensado naquilo”, se apropriando indevidamente das idéias do pai da física moderna. Disso resultou que Newton desistiu de publicar os seus estudos, de forma que os Principia, que reúne as suas três famosas leis, somente foi publicado muitos anos após sua concepção, que ocorreu no famoso ano de 1666, quando Newton se refugiou da peste nas terras de sua família no interior da Inglaterra, ocasião em que tinha tempo suficiente para ficar dias pensando sobre a gravidade e o movimento dos corpos.
Boa parte das idéias de Newton provavelmente se deveram ao seu caráter introspectivo. Tinha caráter sonhador e pouca habilidade prática. Por ter se mostrado um péssimo administrador das terras da família, foi mandado a estudar teologia no Trinity College na Universidade de Cambridge, uma das várias instituições que herdara a estrutura de ensino criada pela igreja na Idade Média. Lá, Newton se mostrou um aluno medíocre, mas seu gênio fora reconhecido o que posteriormente lhe permitiu se tornar um docente igualmente medíocre. Newton não se interessava muito em lecionar, faltava muitas aulas. As poucas que ministrava eram incompreensíveis pois transmitia desleixadamente aquilo que o ocupava no momento. Na maior parte do tempo, ele passava no interior do seu fétido quarto, escrevendo, fazendo cálculos e experimentos alquímicos, esquecendo-se de comer, dormir e, provavelmente, tomar banho.
Antes de se tornar famoso, um dos maiores problemas enfrentados pela ciência era saber que tipo de força seria coerente com a órbita conhecida dos planetas. Sabia-se que, se as órbitas fossem circulares, a força gravitacional deveria ser inversamente proporcional ao quadrado da distância entre o Sol e os planetas. Contudo, os cientistas da época já estavam convencidos de que as órbitas dos planetas eram elípticas. A matemática de então não estava desenvolvida suficientemente para mostrar que tipo de dependência deveria ter a força gravitacional para ser compatível com a elipticidade das órbitas.
O astrônomo Edmund Halley, tendo ouvido falar da habilidade de Newton com a matemática, levou a este o problema. Newton diz que a força deveria ser inversamente proporcional ao quadrado da distância e que já havia feito o cálculo alguns anos antes. Depois de alguns dias, Newton entrega a Halley os cálculos e este pede que Newton os transforme num artigo científico. Newton o faz depois de algum tempo. Halley pega o artigo, leva-o a Hooke, obriga este a assinar um documento dando autenticidade da idéia a Newton, sendo algum tempo depois publicado, em 1687. Era o início da fama de Newton.
Tal fama o fez ser eleito para a Câmara dos Comuns (1689), para a presidência da Royal Society (1703) e também para a administração da Casa da Moeda (1696), quando perseguiu e mandou enforcar falsificadores. Devido a sua baixa capacidade de lidar com críticas, sua passagem pela Royal Society foi marcada de polêmicas e intensas lutas contra “inimigos científicos”, sendo a mais famosa aquela contra Leibnitz sobre a autoria do cálculo. Embora saiba-se hoje em dia que ambos chegaram ao cálculo independentemente, na época, Newton constituiu uma comissão na Royal Society para julgar a autoria do cálculo. A comissão era constituída por pessoas de confiança de Newton e o veredito final foi redigido por ele mesmo, reconhecendo, é claro, Newton como o verdadeiro autor e Leibnitz como um plagiador.
Curiosamente, contudo, o cálculo nos dias de hoje é ensinado no estilo de Leibnitz, mais formal e baseado no limite, e não no de Newton, baseado nos “fluxões”, o qual é mais fenomenológico. Isso se deveu à rivalidade entre a ciência inglesa e a da Europa continental, que perdurou durante a idade moderna. Na época em que Newton era um estudante em Cambridge, Aristóteles já havia sido substituído pelos tratados de Descartes como a base do ensino científico. O livro básico de filosofia natural era o tratado de Rohault, baseado diretamente em Descartes. A partir de 1718, os livros texto começaram a incorporar os trabalhos de Newton. Contudo, a Europa Continental manteve Descartes como a base da formação científica, incorporando o cálculo leibnitziano. Devido ao enorme desenvolvimento da ciência, sobretudo da matemática, francesa no século seguinte (especialmente na era napoleônica) foi o estilo de cálculo de Leibnitz que chegou aos dias de hoje.
Referências:
Brennan, R. (1998) – Gigantes da Física – Jorge Zahar Editor, Rio de Janeiro.
Durant, W. (2000) – História da Filosofia – Nova Cultural, São Paulo.
Whittaker, E. (1973) – A History of the Theories of the Aether and Electricity – Humanities Press – New York.
