BIOGRAFIA DE ISAAC NEWTON
Sir Isaac Newton - físico, matemático e astrônomo inglês - nasceu em 25 de dezembro de 1642 na cidade de Woolsthorpe, Lincolnshire. Estudou no Trinity College de Cambridge, onde recebeu em 1665 o título de bacharel.
A partir de 1665 a peste que assolava a Inglaterra obrigou-o a recolher-se, por aproximadamente dois anos, a sua aldeia natal. Esse longo período de recolhimento forçado de Newton (1665-1667) ficou conhecido como “os anos admiráveis” - é quando o cientista imagina seus mais importantes princípios com respeito ao movimento dos astros, procurando, ao mesmo tempo, esquematizar as importantes conclusões a que haviam chegado muitos físicos anteriores, tais como: Robert Boyle, Robert Hooke e Edmund Halley. A lei da gravitação, a decomposição da luz solar no espectro, os anéis coloridos das lâminas delgadas, foram, muitos anos depois, os frutos dessa ociosidade involuntária. As consequências dessas descobertas, estender-se-ão por todo o campo científico; elas abrem a porta à ciência moderna. Ao firmar o princípio da gravitação universal, Newton elimina a dependência da ação divina e influencia profundamente o pensamento filosófico do século XVIII. É o fundador da mecânica clássica.
Naqueles “anos admiráveis”, Newton, na fazenda de sua mãe, fez uma das observações mais famosas: viu uma maçã caindo ao chão. Esse fenômeno levou-o a pensar que haveria uma força puxando a fruta para a terra e que essa mesma força poderia, também, estar puxando a Lua, impedindo-a de escapar de sua órbita. Levando em consideração os estudos de Galileu e Kepler, como também os seus estudos sobre o assunto, Newton formulou o seguinte princípio: “A velocidade da queda de um corpo é proporcional à força da gravidade e inversamente proporcional ao quadrado da distância até o centro da Terra”. Assim, esta foi a primeira vez que se cogitava que uma mesma lei física, isto é, a atração dos corpos, pudesse se aplicar tanto a objetos terrestres quanto a corpos celestes (até então, segundo o raciocínio de Aristóteles, achava-se que esses dois mundos - Terra e céu - tivessem naturezas diferentes, sendo cada um regido por um conjunto específico de leis). “Se enxerguei além dos outros é porque estava no ombro de gigantes” - Isaac Newton.
Quando Newton retornou à Cambridge (1667), redigiu o princípio que trata da atração dos corpos, porém, ele estava mais interessado na mecânica celeste, pois, apresentou a Isaac Barrow (mestre de Newton, que renunciou à cátedra de matemática em 1669 com o objetivo de que a vaga fosse ocupada por Newton), cinco memórias sobre o cálculo infinitesimal, chamando-as de “método matemático dos fluxos”.
Em 1667 e 1668, descobre a aceleração circular uniforme, a que dá o nome de “centrípeta”. Em consequência, raciocina que o princípio determinante da gravitação terrestre é o mesmo que governa a rotação da Lua ao redor da Terra – só que, para comprovar essa teoria seria preciso conhecer a extensão exata do raio terrestre e, por isso, ele acaba abandonando por cerca de vinte anos seus trabalhos nesse terreno.
Em 1669, dedica-se especialmente à Ótica e formula sua teoria das cores, sobre o prisma e o espectro, construindo o primeiro telescópio de reflexão. As experiências de Newton com a luz possibilitaram descobertas surpreendentes (a mais conhecida delas foi conseguida quando deixou um pequeno feixe de luz do Sol penetrar numa sala escura e atravessar um prisma de vidro, verificando que o feixe se abria ao sair do prisma, revelando ser constituído de luzes de diferentes cores, dispostas na mesma ordem em que aparecem no arco-íris e, para que essas cores não fossem acrescentadas pelo próprio vidro, Newton fez o feixe colorido passar por um segundo prisma, tendo como resultado, as cores voltando a se juntar, provando que sua reunião formava outro feixe de luz branca, igual ao inicial). Logo, o fenômeno da refração luminosa ocorria, de fato, sempre que a luz atravessava prismas ou lentes (de modo menos pronunciado), o que limitava a eficiência dos telescópios. Newton projetou então um telescópio refletor, no qual a concentração da luz, em vez de ser feita com uma lente, era obtida pela reflexão num espelho parabólico. Este modelo de telescópio foi apresentado à academia em 1671 cujo princípio é utilizado até hoje na maioria dos telescópios. Neste mesmo ano também, Newton assume a vaga de professor catedrático de matemática da Universidade de Cambridge a qual foi deixada quando ele era discípulo de Isaac Barrow.
Em 1672, Newton é eleito para a Royal Society e apresenta um relatório sobre a teoria das cores, demonstrando que as cores primitivas ou fundamentais - amarelo, azul e vermelho - possuem caráter especial e não são passíveis de decomposição, sendo este trabalho apresentado á Academia Real de Ciências e em seguida foi lançado um opúsculo com o título " Nova teoria da luz e da cor ".
Em 1675 foi apresentado à Royal Society um trabalho de fundamental importância no campo da ótica que trata das propriedades da luz, bem como, uma explicação da produção das cores por lâminas delgadas. A memória contém ainda o resultado da medição dos anéis coloridos, que ficaram conhecidos como “Anéis de Newton”. Em seguida, ele formula a teoria corpuscular da luz a qual foi substituída pela teoria ondulatória, de Huygens. Em 1905, Einstein, ao descobrir o efeito fotoelétrico admite haver pontos de concordância entre as teorias de Newton e de Huygens: a energia elétrica estaria concentrada em corpúsculos ou fótons ; certos fenômenos, porém, somente podem ser explicados pelas ondas luminosas.
Pelo fato da insistência de Edmond Halley - um grande astrônomo daquela época que descobriu o cometa que leva o seu nome -, em 1684, Newton, retornando à Cambridge em 1686, se dedica a escrever sua principal obra sobre o título “Philosophia e naturalis principia mathematica” (Princípios matemáticos da filosofia natural), na qual, baseado na lei de gravitação, explica a mecânica de Galileu. O trabalho foi dividido em três partes e trata inicialmente da mecânica racional. Formula definições e axiomas, expõe a lei da inércia, introduz a noção de massa - excluindo a possibilidade de reduzir-se a mecânica à cinemática pura - nova noção de força, mais o princípio de igualdade entre ação e reação, além das regras da aceleração central no vácuo, completam a primeira parte, intitulada “De Motu corpurum” (Do Movimento dos corpos), terminada e apresentada à Academia Real em 28 de abril de 1686. A segunda é uma extensão da primeira, em que Newton trata do movimento dos corpos num meio resistente, delineando a hidrodinâmica, terminada em 20 de junho de 1687. Finalmente, a terceira parte apresenta a mecânica do sistema universal. Não apenas os movimentos dos planetas, mas também dos cometas e das marés, sendo examinados à luz de princípios matemáticos, ou seja, esta parte oferece um tratamento matemático ao problema da organização dos sistemas do mundo, precedida de considerações filosóficas a respeito das regras do raciocínio, dos fenômenos e das proposições. Por esta razão, foi intitulada “De Sistemate mundi” (Do Sistema do mundo) - a qual foi terminada em 1687. O trabalho obteve grande repercussão internacional, mesmo conseguindo uma tiragem reduzida de apenas trezentos exemplares.
Newton tinha um vasto conhecimento matemático e um poder de raciocínio que impressionava não só o seu ex-professor Isaac Barrow, mas também, toda a comunidade científica. Contudo, infelizmente, ele colocava a matemática numa posição secundária, instrumental, a merecer-lhe a atenção na medida em que se revelasse fecunda para a solução de problemas levantados pela mecânica celeste. Neste sentido, somente pesquisa novos métodos na medida em que os já conhecidos se revelam insuficientes. Porém, mesmo assim, é profunda a revolução que introduz no campo da matemática (basta lembrar que antes dele não se tinha conhecimento do cálculo diferencial). É, ainda, com Newton que assume forma precisa o cálculo diferencial, embora não se possa deixar de referir a valiosa colaboração de Fermat e René Descartes.
Newton retira o caráter de mero pressentimento às relações entre o cálculo diferencial e o integral, fazendo surgir o cálculo infinitesimal com base nos estudos feitos pelo francês Pierre de Fermat. Em sua obra, o cálculo infinitesimal surge sob duas formas, uma das quais, o método dos fluxos, decorrente da outra - o método das primeiras e últimas razões. Em torno da prioridade da descoberta do cálculo infinitesimal levantar-se-ia, mais tarde, acirrada polêmica entre Newton e Leibniz, ou, mais precisamente, entre os adeptos de um e outro.
Está historicamente provado ter havido coincidência de conclusões, alcançadas simultânea e independentemente, pelos dois cientistas. Se, cronologicamente, Newton pode ter chegado, à aquele resultado em primeiro lugar, também é certo que Leibniz se mostra mais feliz no capítulo das anotações, criando símbolos que, por comodidade de emprego, ainda hoje são utilizados.
Apesar de que Newton não tenha criado o método dos desenvolvimentos em série, deve-se observar que lhe deu uma nova visão no campo da matemática, fazendo com que fosse descoberta a fórmula de desenvolvimento do binômio. Newton consegue, ainda, através do método de interpolação, resolver por aproximação certos problemas relativos a curvas complexas, aplicando resultados conhecidos e relativos a curvas mais simples.
Os trabalhos de Newton, na álgebra, beneficiaram a teoria das equações, com a criação de procedimentos para cálculo de raízes e formulação de regras para determinação do número de raízes de certa espécie. Referindo-se às raízes imaginárias, que denominava “impossíveis”, sua visão instrumental da matemática, levou-o a afirmar: “É de conveniência que as equações revelem raízes impossíveis, pois, se assim não fosse, nos problemas, certos casos impossíveis pareceriam possíveis”.
Newton foi membro do Parlamento no período de 1687 a 1690, mantendo a cadeira até a dissolução do mesmo. Embora prosseguisse estudando, não produziu nem publicou nenhuma obra importante. Durante esse período, em que era membro do Parlamento, representou a universidade de Cambridge nos anos de 1689 e 1690. Com a dissolução do Parlamento, regressou a Cambridge e retomou seus estudos matemáticos.
Em 1696, Newton muda-se para Londres pelo fato de ter uma depressão nervosa, levando-o a afastar-se durante algum tempo do trabalho científico, contudo, assumiu a inspetoria da Casa da Moeda. Neste ano, porém, Jean Bernoulli escreveu uma carta aberta aos matemáticos de todo o mundo, instigando-os a resolver dois importantes problemas de matemática. Em janeiro de 1697, Newton recebeu duas cópias dessa carta e, no mesmo dia, conseguiu resolvê-los, fazendo a devida comunicação à academia.
Em 1701, é eleito deputado, pelo segundo mandato, voltando também ao magistério e apresentando nesse ano à Royal Society, seu único trabalho sobre química: uma memória à qual acrescentará pouco depois suas observações sobre as temperaturas de ebulição e de fusão, assim como um enunciado da lei de resfriamento por condução.
Em 1703, foi eleito presidente da Royal Society, cargo para o qual foi reeleito anualmente, enquanto viveu. Também foi de grande importância para a ciência a obra publicada em 1704 sobre o título “Opticks, or A Treatise on the reflections, refractions and colours of light” (Óptica, ou Um Tratado sobre a reflexão, refração e cores da luz). Redigida anos antes, na primeira edição inglesa, Newton acrescenta importantes complementos, como, sob o nome de “teoria dos acessos de fácil transmissão”, uma prefiguração da noção de comprimento de onda. Na edição de língua latina, apresenta um apêndice que constitui verdadeiro tratado de cálculo integral. Além disso, na segunda edição de “Opticks”, em 1717, em inglês, inclui 31 Questions (Questões), abordando especialmente o problema da matéria e da luz.
Em 1705, iniciou-se a célebre disputa entre seus admiradores (Samuel Clarke) e os de Leibniz a respeito da autoria do cálculo diferencial. Ficou provado que as pesquisas de Leibniz foram posteriores à de Newton.
Foi publicado, em 1707, mais uma obra sobre o título “Arithmetica Universalis sive De compositione et resolutione arithmetica” (Aritmética Universal ou Sobre a composição e resolução aritméticas), em que Newton exprime em fórmulas matemáticas a lei gravitacional e suas aplicações, estabelecendo os fundamentos do cálculo infinitesimal.
Em 1708 foi elaborada a segunda edição de “Principia”, que somente apareceu em 1713, sendo feita a terceira edição em 1726.
Newton ficou com os cabelos grisalhos quando tinha trinta anos, mantendo-se mentalmente em boas condições durante toda sua vida, orgulhando-se de enxergar e ouvir bem e ainda possuir todos os dentes, segundo sua avaliação quando tinha oitenta anos. Tentando avaliar sua carreira, ele disse: “Tenho a impressão de ter sido uma criança brincando à beira-mar, divertindo-me em descobrir uma pedrinha mais lisa ou uma concha mais bonita que as outras, enquanto o imenso oceano da verdade, continua misterioso diante de meus olhos”.
Nos últimos anos de verdadeira glória que viveu, Newton, na Inglaterra, ocupou-se exclusivamente a complexos estudos teológicos. Faleceu no dia 20 de março de 1727 em Kensington, Middlesex e foi sepultado na abadia de Westminster, onde lhe foi erguido o maior dos monumentos ali existentes.
ALBERT EINSTEIN
(1879 – 1905)
Físico alemão de origem judaica, foi um dos maiores cientistas de todos os tempos. É conhecido especialmente por sua teoria da relatividade, que expôs pela primeira vez em 1905, quando tinha apenas 26 anos de idade. Suas contribuições à ciência foram muitas.
Relatividade: A teoria da relatividade de Einstein revolucionou o pensamento científico, com suas concepções novas sobre o tempo, o espaço, a massa, o movimento e a gravitação. Concebia a matéria e a energia como equivalentes e não distintas. Ao afirmar isso, assentou a base para o controle da liberação da energia contida no átomo.
Assim, Einstein foi um dos criadores da idade atômica. Sua famosa equação E = mc², onde c é a velocidade da luz, tornou-se a pedra fundamental do desenvolvimento da energia atômica. Ao elaborar sua teoria, baseou-se num pensamento filosófico profundo e num raciocínio matemático complexo.
Albert, filho de Hermann Einstein e Paulina Koch Einstein, nasceu em 14 de março de 1879, na cidade de Ulm, Württemberg, Alemanha. Quando tinha cinco anos de idade, seu pai mostrou-lhe uma bússola de bolso. O menino ficou profundamente impressionado com o comportamento misterioso da agulha magnética que se mantinha voltada para a mesma direção por mais que se fizesse girar a bússola. Mais tarde, segundo contam, explicou que sentira que "por trás das coisas, algo forçosamente deveria estar escondido".
Depois de concluir seu curso nas escolas públicas de Munique (Alemanha) e Aarau (Suíça), Einstein estudou matemática e física no Instituto Politécnico Suíço na cidade de Zurique. Em 1900, terminou o seu curso, indo trabalhar como perito no Departamento de Patentes de Berna, cargo em que permaneceu de 1902 até 1909. O trabalho nessa repartição lhe deixava muito tempo livre, tempo que empregava em experimentação científica. Em 1905, adquiriu a cidadania suíça.
Durante este ano, Einstein apresentou três de suas maiores contribuições ao conhecimento científico. O ano de 1905 marcou época na história da ciência física, pois foi então que ele escreveu três trabalhos, publicados num periódico científico alemão, intitulado Annalen der Physik (Anais de Física), cada um dos quais veio a converter-se na base de um novo ramo da física.
Em um desses trabalhos, Einstein sugeriu que a luz poderia ser concebida como uma corrente formada de partículas ínfimas, às quais deu o nome de quanta. Essa idéia passou a constituir uma parte importante da teoria quântica. Antes de Einstein, cientistas já tinham descoberto que um feixe luminoso brilhante, incidindo sobre um metal, levava-o a emitir elétrons, que poderiam transformar-se numa corrente elétrica. Mas os cientistas não podiam explicar o fenômeno, a que tinham dado o nome de efeito fotelétrico. Einstein, entretanto, explicou esse efeito, baseando-se na sua teoria quântica. Mostrou que, quando os quanta de energia luminosa atingem átomos de um metal, forçam-no a desprender elétrons.
A obra de Einstein ajudou a comprovar a teoria quântica. Ao mesmo tempo, deu ao efeito fotoelétrico uma explicação impossível de conceber, enquanto os cientistas continuassem a afirmar que a luz se propagava exclusivamente através de ondas. A célula fotoelétrica ou olho eletrônico que é uma decorrência do trabalho de Einstein tornou possíveis o cinema sonoro, a televisão e muitos outros inventos. Por seu trabalho sobre os quanta, Einstein recebeu o prêmio Nobel de física de 1921.
Num segundo trabalho, intitulado A Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento, Einstein apresentou a teoria da relatividade restrita. Em virtude dessa teoria, que mostra a relatividade do tempo - idéia jamais concebida antes - o nome de Einstein passou a ser amplamente conhecido. Em 1944, uma cópia do famoso manuscrito de Einstein sobre a eletrodinâmica serviu de base para um investimento de seis milhões e 500 mil dólares em bônus de guerra, num leilão realizado na cidade de Kansas, E.U.A. O trabalho foi mais tarde enviado para a Biblioteca do Congresso em Washington. Em outro estudo, publicado em 1905, Einstein demonstrou a equivalência entre massa e energia, expressa em sua famosa equação E = mc².
O terceiro importante trabalho de Einstein, em 1905, dizia respeito ao movimento browniano, um movimento em ziguezague de partículas microscópicas suspensas num líquido ou gás. Esse movimento confirmava a teoria atômica da matéria.
Einstein apresentou esses trabalhos antes de assumir posto acadêmico. Mas, em 1909, foi nomeado professor de física teórica da Universidade de Zurique, na Suíça. Em 1911 e 1912, ocupou posto equivalente na Universidade Alemã de Praga, no antigo Império Austro-Húngaro. Função semelhante passou a desempenhar, em 1912, no Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, Suíça.
Em 1913, Einstein era eleito membro da Academia Prussiana de Ciências, sediada em Berlim. Um ano depois, ao aceitar o posto de professor de física na Universidade de Berlim, readquiriu a cidadania alemã. No mesmo ano, foi nomeado diretor do Instituto de Física Kaiser Guilherme, também na capital alemã, postos que ocupou até 1933.
Em 1915, Einstein anunciava ter desenvolvido a teoria da relatividade generalizada, baseada na sua teoria sobre a relatividade restrita. Em sua teoria generalizada, tentou expressar todas as leis da física através de equações covariantes, ou seja, equações que têm a mesma forma matemática, qualquer que seja o sistema de referência a que são aplicadas. A teoria geral, anunciada em 1915, veio a público em 1916.
A Teoria Unitária do Campo. Einstein não se sentiu inteiramente satisfeito com a teoria da relatividade generalizada, pois ela não incluía o eletromagnetismo. Ao aproximar-se o fim da década de 1920, tentou incorporar numa só teoria tanto os fenômenos eletromagnéticos como os gravitacionais, teoria denominada teoria unitária do campo. Mas não conseguiu dar forma a uma teoria unitária do campo, embora tenha despendido 25 anos de sua vida tentando elaborá-la. Sentindo aproximar-se o fim de sua vida, Einstein assinalou a conveniência de deixar claro que tal teoria não existia. Preocupava-o a idéia de que, não tendo desenvolvido uma teoria nem mostrado a impossibilidade de sua existência, talvez ninguém jamais o fizesse.
Einstein casou-se duas vezes. Separou-se da primeira mulher logo após sua chegada a Berlim. Durante a Primeira Guerra Mundial, desposou sua prima-irmã, Elsa, que veio a morrer em Princeton em 1936, depois de compartilhar com ele, fielmente, sua vida. De seu primeiro casamento, teve dois filhos; com o segundo, ganhou duas enteadas.
Einstein era, por natureza, profundamente religioso. Entretanto, jamais se ligou a qualquer religião ortodoxa. Embora achando a crença num deus pessoal um conceito demasiadamente específico para ser aplicável ao Ser em ação neste mundo, Einstein jamais admitiu um universo caracterizado pelo acaso e pelo caos. No universo, pensava ele, deveriam reinar a lei e a ordem absolutas. Certa vez afirmou: "Deus pode ser muito sofisticado, mas não é malicioso."
Einstein foi eleito pela revista Time a maior personalidade do século XX.
GALILEU GALILEI
Nasceu em 15 de fevereiro de 1564. Na cidade de Pisa, Itália
Galileu foi um físico, matemático, astrônomo e filósofo italiano que teve um papel ímpar na revolução científica. Sua obra mais citada e uma das mais revolucionárias para a época na qual viveu é a proposição da teoria Heliocêntrica, que descreve um modelo de universo onde o Sol é o centro imóvel, e não a Terra como se acreditava na época.
Também foi responsável pelo desenvolvimento dos primeiros estudos consistentes do movimento uniformemente acelerado e do movimento do pêndulo. Enunciou a lei dos corpos e o princípio da inércia e o conceito de referencial inercial, idéias precursoras da mecânica newtoniana.
Galileu construiu um telescópio refrator significativamente melhorado em relação aos já existentes na época, tornando possível a observação das manchas solares (o que lhe custou a visão), das crateras na Lua, das fases de Vênus, das luas de Júpiter, dos anéis de Saturno e inúmeras estrelas da Via Láctea.
Famoso por desenvolver os próprios equipamentos de pesquisa, é atribuído a Galileu a criação de instrumentos como a balança hidrostática, um tipo de compasso geométrico que permitia medir ângulos e áreas, o termômetro de Galileu e o precursor do relógio de pêndulo.
Em 1614 estuda métodos para determinar o peso do ar, descobrindo que pesa pouco, mas não zero como se pensava até então.
Em 1616, a Inquisição (Tribunal do Santo Ofício) pronunciou-se sobre a Teoria Heliocêntrica declarando que a afirmação de que o Sol é o centro imóvel do Universo era herética e que a de que a Terra se move estava "teologicamente" errada. Ele foi convocado a Roma para expor os seus novos argumentos. Teve assim a oportunidade de defender as suas idéias perante o Tribunal do Santo Ofício, que decidiu não haver provas suficientes para concluir que a Terra se movia e que por isso estimulou Galileu a abandonar a defesa da teoria heliocêntrica. Tendo Galileu persistido em ir além com suas idéias foi então proibido de divulgá-las ou ensiná-las.
A condenação de Galileu foi uma tentativa de salvar o geocentrismo, chave da escolástica, a grande síntese entre a filosofia de Aristóteles (século IV a.C.) e a doutrina cristã que dominou o pensamento europeu durante a Baixa Idade Média (séculos XI a XIV). Seu processo permaneceu arquivado por longos 350 anos. Somente em 1983 o papa João Paulo II admitiu os erros da Igreja e o absolveu.
Morreu em 8 de janeiro de 1642. Na cidade de Florença, Itália.
