Não são os seres humanos que evoluem isoladamente, é o conhecimento acumulado de toda a humanidade o que evolui conjuntamente, com a plenitude humana coletiva funcionando em prol de um propósito de avanço. Ainda que a humanidade tenha construído um hábito de narrar a história de seu conhecimento a partir da "Teoria dos Grandes Seres Humanos", não é possível associar todas as ideias importantes de uma determinada época a um determinado indivíduo que teve ideias brilhantes sozinho e de forma isolada. Há um processo de produção evoluindo coletivamente e proporcionando uma marcha humana adiante.
O único fator variável para cada um dos grandes inventores e pensadores manifestarem suas ideias brilhantes é o grau de conhecimento estocado pelo coletivo da humanidade a partir do qual cada um deles teve a possibilidade de inovar. A evolução é cumulativa e é fator conjunto, não sendo um resultado de atos heroicos isolados, só existindo em função da capacidade de realização e de intercâmbio de ideias.
Como definiu o romancista Milan Kundera: "são as questões sem resposta que definem as limitações das possibilidades humanas, descrevendo as fronteiras de existência da humanidade". A nossa evolução vem acontecendo ao longo de milênios porque temos algo dentro de nós que nos leva a constantemente explorar cada vez mais a fronteira do desconhecido. É como se fosse a nossa razão de ser, a razão humana de estarmos nesta vida: estar constantemente superando a nós mesmos. Enquanto a chama da curiosidade queimar dentro de nós, seguimos adiante.
Os pensamentos e registros escritos dos grandes autores, inventores e pensadores foram sempre intervenções brilhantes em debates que eram muito mais amplos, os quais sempre envolveram um amadurecimento coletivo das ideias e pensamentos acumulados, com múltiplas contribuições. Há e sempre houve uma cadeia, na qual cada um dos grandes personagens históricos reconhecidos teve precursores e sucessores capazes. Entretanto, como veremos, esta cadeia esteve longe de ter sido uma evolução linear, ela foi repleta de idas e vindas, oscilações em função das escolhas coletivas feitas a cada tempo.
O acúmulo de conhecimento é a força mais poderosas na evolução da humanidade, o que proporcionou os avanços em todos os campos da experiência humana, não apenas acelerando o progresso material, mas promovendo mudanças sociais e culturais que levaram a sociedade a se tornar mais complexa e interconectada. Tudo seguindo um caminho à medida que a humanidade acumula, compartilha e armazena conhecimento.
É um processo de evolução que só pode começar a ser entendido se voltamos no tempo para falar das origens de nossas crenças, porque é dentro delas que emanou o primeiro embrião de curiosidade que nos levou a buscar entender a tudo que nos cercava na Terra. Mitos de criação e modelos cosmológicos têm algo de fundamental em comum: ambos representam os esforços da humanidade para compreender e desvendar a existência do universo e de todo o mundo à sua volta. Tanto a ciência quanto a religião expressam a reverência e o fascínio humano pela natureza e por seus mistérios. O misticismo, se interpretado como a incorporação da irresistível atração humana pelo desconhecido, tem um papel fundamental no processo criativo de toda a ciência.
Na Pré-História, na esperança de que catástrofes naturais não destruíssem suas vidas, a cultura das sociedades humanas primitivas atribuía aspectos divinos à natureza. Rituais e oferendas buscavam conquistar a simpatia divina para garantir a sobrevivência do grupo e impedir as destruições não-compreendidas impostas pela natureza, tentando dar algum sentido a fenômenos não entendidos e ameaçadores.
Quando diferentes culturas tentaram formular uma explicação para as origens de tudo, elas tiveram que utilizar uma linguagem essencialmente metafórica, baseada em símbolos que tinham algum significado dentro de sua cultura geradora do mito. Isto explica por que alguns mitos de determinadas culturas podem parecer completamente sem sentido para outras culturas, porque sempre foram intrinsicamente relacionados à identidade cultural de cada povo.
Os mitos da criação podem ser separados entre os que supõem que o universo teve um início, a partir do qual tudo passou a existir, tendo o tempo uma idade finita, e aqueles que supunham que o universo existiu desde sempre, tendo idade infinita. Dividem-se também entre mitos de criação com um ser criador, aqueles que surgem sem intervenção de uma unidade divina, e aqueles que surgem através da tensão entre o caos e a ordem. Por sua vez, os mitos sem criação são divididos naqueles nos quais o universo sempre existiu e existirá para toda a eternidade, e naqueles cíclicos de criação e destruição subsequentes que se repetem para sempre. Os mitos com um início de tudo foram os mais comuns entre os observáveis nas culturas de nossos antepassados, em especial aqueles que invocavam um ser criador de tudo.
Os mitos com um criador e um início de tudo formaram a base de todas as religiões monoteístas, mas também aparecem no mito assírio e no mito do povo maia do Popol Vuh, que descreve uma pré-existência composta de calma, silêncio e imobilidade, até que os deuses Tepeu e Quetzalcoatl decidem criar o homem, mas precisam de várias tentativas após alguns fracassos, e precisam também da interferência de outros deuses até obterem uma tentativa de sucesso.
Já o mito da Assíria da criação do homem dizia que cinco deuses - Anu, o poder do céu e do ar; Enlil, o poder da terra; Shamash, o poder do sol e do fogo; Ea, o poder da água; e Anunnaki, o poder do tempo e do destino - reuniram-se sentados no céu para discutir a criação. Ou seja, eram os quatro elementos e o tempo se juntando e se combinando para dar forma ao mundo e à vida. Um mito repleto de valor simbólico expressivo!
Entre os mitos com um início, mas sem um criador, estão o Chandogya Upanisad, do Hinduismo, e o mito do povo maori, na Nova Zelândia. Entre os mitos de caos e ordem estão o Enuma Elis, dos babilônios, e o mito Taoista, com as raízes do Yin e Yang, nas quais o Yin representa a passividade, a escuridão e a fraqueza, e o Yang representa a atividade, o brilho e a força, e o encontro e a combinação dos dois geram a harmonia de tudo que está presente no mundo.
No Enuma Elis, a origem e a organização do universo e do mundo teriam se dado como resultado do trabalho de vários deuses. O texto tem cerca de mil linhas escritas em babilônico antigo sobre sete tábuas de argila, cada uma com cerca de 115 a 170 linhas, remontando à Idade do Bronze, nos tempos de Hamurabi. Associa a criação do mundo ao triunfo de Marduk sobre Tiamat, que o tornou o rei dos deuses. Mas a formação de tudo é moldada como resultado dos conflitos entre vários deuses. A narrativa teve claríssima influência sobre o posterior, e já citado, mito de criação da Assíria, assim como sobre a narrativa do livro do Gênesis, do Antigo Testamento. Todas se referem a uma imposição de ordem por um ser criador sobre um caos antes reinante. Ambas narrativas de criação - Enuma Elis e Gênesis - têm semelhanças no modo como descreviam a criação a partir do caos, embora fossem significativamente diferentes em termos de teologia e cosmovisão. Como os judeus passaram um longo período de exílio na Babilônia, é bastante possível que tenham sofrido influências culturais dos mitos da região mesopotâmica.
Na religião hindu, o tempo tem uma natureza circular, a criação é repetida eternamente, num ciclo de criar e destruir simbolizado pela dança rítmica do deus Xiva, que reflete a natureza cíclica do universo. O tempo seria efetivamente circular, sem começo nem fim. Entre os mitos sem criação, destaca-se o Jainismo, na Índia - um pensamento fundado por Maavira, um contemporâneo de Buda – no qual não há começo ou fim absoluto do universo, mas ciclos eternos de criação e destruição sustentados por princípios cósmicos imutáveis, com o universo sendo considerado impessoal, sendo a alma (jiva) eterna e não criada, com uma manifestação cíclica no mundo material, modificando-se através de diversas existências até que alcance a sua liberação.
A formulação da crença religiosa humana como um reflexo de busca de entendimento dos fenômenos naturais, como embrião para o conhecimento, está claramente registrada nas Tábuas (pedras) de Amizaduga, que foram esculpidas mais ou menos em 1.580 a.C., e cobriam o nascimento e o acaso (o movimento astronômico) do planeta Vênus pelo céu noturno por um período de mais de 20 anos. Acredita-se que este registro astronômico tenha sido compilado durante o reinado de Amizaduga, o quarto governante depois de Hamurabi, o rei babilônico que implementou um já citado código com severas regras sobre diversos aspectos da vida cotidiana para garantir a justiça e a ordem.
Já na Grécia Antiga, a ânsia por curiosidade de entendimento e conhecimento foi expressada pelas palavras de Heráclito de Éfaso, que por volta de 500 a.C. escreveu: "a verdadeira constituição das coisas gosta de ocultar-se". Havia que buscar entendê-la! É a curiosidade pela busca pela verdadeira constituição das coisas como parte umbilical da essência humana. E será justamente entre os gregos que tudo tomou uma nova dimensão diferenciada. A busca do entendimento de tudo passou gradativamente de existir à base de simbologias e mitos, e buscou ser efetivamente um estudo lógico e racional.
Os povoados gregos se espalhavam pela costa do Mar Mediterrâneo, desde o sul da Itália até o Mar Negro, na Ásia Menor, onde hoje está a Turquia. No Século VI a.C. o comércio entre estes Estados cresceu e a riqueza gerada levou a uma melhoria das condições de vida coletivas. O centro da civilização grega estava em Mileto, no sul da Iônia, na costa mediterrânea onde hoje está a Turquia. Em Mileto floresceu a primeira escola de filosofia pré-socrática, o embrião da ciência. Tales de Mileto, que viveu de 624 a 546 a.C., foi o fundador desta filosofia. Ele usou seus conhecimentos astronômicos e meteorológicos, e previu uma excelente safra de azeitonas. Ele então alugou todas as prensas de azeite de oliva da região, e quando a colheita chegou, fez fortuna com o uso de suas prensas para a produção de azeite.
Havia um movimento de profundas transformações ocorrendo de forma independente e isolada entre diferentes povos humanos, tendo o Século VI a.C. sido um ponto de transição na história humana: os filósofos de Mileto buscavam entender ao universo, Sidarta Gantama, o Buda, na Índia, refletia sobre o processo de evolução da alma, na China, Lao-Tseu construía a união mística do Tao, e Confúcio estabelecia princípios morais de vida e de liderança em sociedade. A coletividade humana vivia uma profunda transição.
Anaximandro, também de Mileto, levou as ideias de Tales a um outro nível de sofisticação, ao determinar que o universo seria eterno e infinito em extensão, estando a Terra no centro dele, e atribuindo ao planeta uma forma cilíndrica. Ele até especulou que a razão entre o diâmetro e o raio deste cilindro era de um terço. O planeta seria circundado por uma grande roda cósmica de fogo, sendo o sol um furo na superfície desta roda. A lua seria um furo numa segunda roda cósmica, e as estrelas seriam vários furos numa terceira roda cósmica. Este foi o primeiro esforço mais elaborado do qual se há registro de uma tentativa de construção de entendimento efetivamente científico da dinâmica do cosmos. Aos olhos do conhecimento atual, a sua teoria estava completamente errada, mas ainda assim é impressionante como era avançada perante o restante do nível de conhecimento humano existente em seu tempo.
Pitágoras, que teria nascido na Ilha de Samos, no Mar Egeu, perto de Mileto, em algum momento entre 585 e 565 a.C. (ninguém nunca descobriu exatamente quando) fundou em 530 a.C. a uma seita religiosa em Crotona, no sul da Itália, com a qual começou a forjar uma síntese entre filosofia e religião, e entre o racional e o místico. Ele absorveu conhecimento matemático dos babilônios, viajou pelo Egito e pela Ásia, e absorveu conhecimentos religiosos de diferentes regiões. A partir deste conhecimento acumulado, conseguiu uma das maiores façanhas do conhecimento humano, tendo a escola de Pitágoras começado a construir relações numéricas entre todos os aspectos da natureza e da vida.
Tudo possui forma, e formas podem ser descritas por números, o que os tornaria a essência do conhecimento. Esta escola de pensamento descobriu a relação entre intervalos musicais e proporções numéricas simples, tendo sido a primeira vez na história que a matemática estava sendo utilizada para descrever uma experiência sensorial, um meio de se entender a lógica da harmonia. Foi um passo gigantesco em direção ao desenvolvimento das ideias precursoras da ciência.
A cidade de Mileto acabou destruída pelo Império Persa em 494 a.C., mas após a Grécia derrotar aos persas em uma série de conflitos durante as primeiras décadas do Século V a.C., a civilização grega viveu um século e meio de esplendor. Foi sob a liderança de Péricles, que governou a partir de Atenas de 461 a 429 a.C., que aquela civilização evoluiu a níveis que a transformaram numa fonte de luz para o resto da história, representando um símbolo de que a coragem intelectual daqueles que acreditam na busca do conhecimento é um antídoto contra a cegueira causada pela repressão e pelo medo.
Em 450 a.C., Filolau de Crotona, um filósofo pitagórico, foi o primeiro a afirmar que a Terra não só se movia, como não era o centro do universo. Por esta afirmação, ele quase foi morto, sendo expulso de Crotona e encontrando refúgio em Coríntia, também na Grécia. Para ele, a Terra girava em torno de um fogo central, que estava no lado oposto ao lado habitável da Terra, de forma que nunca podia ser visto. O sol seria um redistribuidor do calor deste fogo central que dava a todos o vigor e a energia para o cosmos. No giro em torno deste suposto fogo central estavam a Terra, a Lua, o Sol, os cinco planetas conhecidos até então na época - Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno - e depois todas as estrelas juntas numa cristalina. Novamente, assim como refletido sobre as ideias de Anaximandro: aos olhos do conhecimento atual, a sua teoria estava errada, mas impressiona como era avançada em relação ao restante do conhecimento existente em seu tempo.
A partir de 450 a.C., primeiro com Leucipo e depois com o seu discípulo Demócrito, é introduzido o revolucionário conceito atômico. Eles afirmavam que toda a matéria seria formada por átomos. É impressionante que tenham deduzido teoricamente isto num tempo no qual não havia tecnologia para observar o universo microscópico! Até, e principalmente por isto, acabaram forjando um conceito errado sobre o átomo. Mas em linhas gerais, anteciparam em milênios o conceito atômico, com a descrição do mundo em termos de átomos que seriam indivisíveis.
O legado científico dos gregos não se resumiu apenas ao desenvolvimento do ambiente intelectual que viria a propiciar o nascimento da ciência como um sistema de conhecimentos desenvolvidos com o objetivo de organizar a realidade na qual está imersa a humanidade. Igualmente importante foi a clara ênfase dada ao papel do indivíduo no processo de criação científica. Foi Sócrates, que viveu de 470 a 399 a.C., quem afirmou que: "é inútil tentar entender o mundo antes de entendermos a nós mesmos". Ele provocou uma ruptura na história da filosofia grega, dando início à fase que ficou conhecida como "pós-socrática".
Platão, um discípulo de Sócrates, acreditava que a realidade sócio-política só poderia mudar se houvesse um novo código moral, baseado em verdades imutáveis. Em 380 a.C., ele fundou a sua academia, que sobreviveu até 529 d.C., podendo ser considerada uma precursora na história do que viria a ser séculos depois o modelo das universidades, que só viriam a surgir 1.200 anos após a fundação da Academia de Platão em Atenas.
Considerando que o círculo era a forma geométrica perfeita, e que o universo havia sido criado por uma inteligência superior, a qual naturalmente optaria por buscar à perfeição, Platão assumiu que os corpos celestes só poderiam ter formato esférico e ter um movimento circular e uniforme, girando sempre a uma mesma velocidade angular.
A evolução desta busca de compreensão cosmológica se deu com Aristóteles. Nascido em 384 a.C. em Estagira, na região da Macedônia (território que nos dias atuais é parte da Grécia), ele estudou na Academia de Platão, e se tornou o autor das ideias mais revolucionárias a respeito do movimento natural das coisas, introduzindo conceitos sobre o entendimento da dinâmica do universo e da natureza que perduraram dominantes até o Século XVII d.C..
Todo este conhecimento nascido na Grécia, no entanto, só veio a ser perpetuado por diferentes terras pelo poderio de guerra e militar de Alexandre. Devido à genialidade militar de seu pai, Filipe da Macedônia (o inventor da cavalaria como forma de ataque militar), Alexandre, o Grande, expandiu as fronteiras da Grécia até a Índia, tendo sido o responsável por disseminar a cultura grega pelo Oriente Médio e pela Ásia.
Após a morte de Alexandre, em 323 a.C., a unidade do Império Macedônio entrou em declínio. Entretanto, as sementes de conhecimento estavam plantadas na cidade de Alexandria, no Egito, onde foi fundado o primeiro centro de pesquisa dedicado à ciência, no Museu de Alexandria, o qual atrairia a Aristarco, Apolônio, Arquimedes e Hiparco nos séculos seguintes, sendo um novo e importante centro para a disseminação do conhecimento. Para os gregos, estudar a ordem percebida no universo representava uma ascensão espiritual, porque significava estar em contato direto com a manifestação da inteligência divina.
Lá, a capacidade de compreensão da natureza a partir de estudos científicos seguiu avançando. Heráclides do Ponto - também conhecido por Heráclides Pôntico - o qual viveu de 388 a 310 a.C., foi quem propôs pela primeira vez a rotação da Terra em torno de seu eixo para explicar a rotação diária dos céus, hipótese descartada pelos pensadores aristotélicos, e por isto abandonada por muito tempo. O contra-argumento dos pensadores aristotélicos era que se a Terra girasse, as pedras se moveriam no chão. Heráclides também propôs que Mercúrio e Vênus giravam em torno do Sol, e não da Terra, como se acreditava naqueles tempos.
No ano em que Heráclides morreu, nasceu Aristarco de Samos, que viveu de 310 a 230 a.C., tendo sido quem colocou pela primeira vez o sol como o centro de todas as órbitas no cosmos, criando o Modelo Heliocêntrico, que só viria a ser aceito, no entanto, após as descobertas de Copérnico no Século XVI d.C.. Unindo argumentos de geometria brilhantes e observações astronômicas (a olho nu), Aristarco deduziu que o sol era bem maior do que a Terra e a lua.
Em 140 a.C., Hiparco, que viveu de 190 a 120 a.C., e foi o inventor da trigonometria, sendo considerado o maior astrônomo da Antiguidade, inventou o astrolábio e descobriu o eixo de rotação da Terra, sendo quem comprovou definitivamente que o planeta girava lentamente em torno de seu eixo.
Foi da maturação dos esforços e estudos de Aristarco e Hiparco que resultou a obra máxima da astronomia grega, o modelo proposto por Ptolomeu no Século II d.C.. Fora algumas modificações propostas por astrônomos árabes, o Modelo Ptolomaico dominou o pensamento astronômico ocidental praticamente sem modificações até o final do Século XVI d.C..
Cláudio Ptolomeu, com seus trabalhos produzidos entre 127 e 141 d.C. em Alexandria, baseados nas ideias de Aristóteles e na astronomia de Hiparco, foi quem fechou a descrição completa de movimentos de todos os corpos celestes conhecidos até então, produzindo o estudo padrão de astronomia que ditou os conhecimentos do cosmos até o Século XVI.
O Modelo de Ptolomeu violava um dos dogmas platônicos, o de que os movimentos celestes ocorreriam em velocidade angular constante em torno da Terra. Mais preocupado em salvar os fenômenos observados do que em seguir os dogmas vigentes, Ptolomeu corrigiu, com extraordinário sucesso, o modelo matemático de explicação astronômica de seus antecessores, resolvendo diversas irregularidades presentes nos movimentos dos corpos celestes.
Os estudos científicos gregos acabaram abandonados - e quase ficaram esquecidos para sempre - com a ascensão da Igreja Católica e o declínio do Império Romano, fatos que redirecionaram as preocupações daqueles que tinham acesso ao conhecimento. Forjado por Agostinho de Hipona, o profundo dogmatismo teológico católico deixou a sabedoria grega do passado imersa durante séculos, com desprezo por quaisquer fenômenos naturais. Assim, de 300 a 1.000 d.C. acreditou-se novamente na Europa que a Terra seria plana. E isto só mudou por causa, novamente, de fatores ligados a uma expansão militar através da guerra. E ironicamente por causa de uma sequência de guerras e conquistas pautadas por dogmas religiosos.
Quando Maomé partiu de Meca com o exército muçulmano, iniciando as conquistas continuadas por seus generais sucessores que os levariam a dominar o norte da África e a Península Ibérica, tudo o que os árabes tinham aprendido dos conhecimentos gregos, os quais tinham chegado a eles graças às conquistas de Alexandre, eles levaram de volta para a Europa, que voltou a reencontrar os textos já esquecidos por ali de Aristóteles, Arquimedes e Ptolomeu, redescobertos pelos europeus por influência árabe a partir de 900 d.C.. Resgatados, tais conhecimentos dominaram o pensamento científico até que Copérnico introduzisse definitivamente o Modelo Heliocêntrico.
A teologia cristã passou então a abraçar as ideias aristotélicas graças aos pensamentos de Tomás de Aquino, que viveu de 1.225 a 1.274 d.C., e que foi o responsável pelo nascimento de uma cosmologia cristã, com muitos monges vindo a se tornar astrônomos e observadores dos céus noturnos.
Um caminho que levou ao salto seguinte do conhecimento científico da humanidade, o qual se deu através de Nicolau Copérnico, que nasceu em 19 de fevereiro de 1.473 em Torun, na Polônia. Em 1.496, ele entrou para a Universidade de Bolonha, na Itália, para estudar as leis eclesiásticas. Foi lá onde teve contato com os estudos de Aristarco. Em 1.497, ele fez a sua primeira observação astronômica, depois, em 1.500, acabou nomeado cônego da Catedral de Frauenburg. A partir de suas observações, tudo se redefiniria! Nas palavras do próprio Copérnico: "o sistema ptolomaico não só não tem um bom desempenho, como também não está de acordo com a razão".
Copérnico e sua obra, feita de 1.510 a 1.514, colocaram o sol no centro da órbita de todos os planetas, e a lua, apenas a lua, girando em torno da Terra, que por sua vez girava em torno de seu próprio eixo. Assim, ele destruiu o universo de Aristóteles! Fiel à regra de Platão, ele tentava "salvar os fenômenos". Seus estudos revolucionários foram publicados em Frauenburg em maio de 1.542, e a partir deles houve um avanço significativo, com subsequentes descobertas que firmaram as bases do que a humanidade veio efetivamente a chamar de ciência.
Johannes Kepler nasceu em 27 de dezembro de 1.571 em Weil, na Alemanha. Foi uma criança deprimida e doente. Buscando entender as causas físicas por trás da astrologia e das previsões, foi quem introduziu a física no estudo do cosmos, inaugurando uma nova era na astronomia. Foi ele quem obteve as primeiras leis matemáticas descrevendo o movimento dos planetas.
A contribuição subsequente mais relevante foi dada na cidade de Praga por Tycho Brahe, astrônomo que observou uma "estrela nova" no céu em 1.572 (o que na verdade era uma super-nova) e a partir destas observações acabou definitivamente com o Modelo de Aristóteles e suas esferas celestes. Mas, diferentemente de Copérnico, Tycho não acreditava no heliocentrismo. Ele criou um modelo próprio, geocêntrico, no qual o Sol girava em torno da Terra, e todos os demais planetas giravam em torno do Sol.
Kepler foi trabalhar com Tycho em Benatek, perto de Praga. O objetivo do trabalho deles era desvendar a órbita de Marte. Tycho faleceu em 1.601, e Kepler só veio a desvendar definitivamente os segredos daquela órbita em 1.609, desmontando o modelo geocêntrico de Tycho, e concluindo definitivamente que os planetas - incluindo a Terra - moviam-se todos em forma elíptica, e não circular, em torno do Sol, que era colocado de forma definitiva no centro daquilo que era conhecido então como sendo todo o cosmos.
Aquelas novas descobertas vinham provocando uma enorme polêmica dentro da fé religiosa na Europa. O Concílio de Trento deixou bem claro que a Igreja Católica não toleraria nenhuma interpretação da Bíblia que diferisse da interpretação oficial. Só que a evolução da ciência estava contradizendo alguns trechos dos Livros Sagrados, e isto gerou sérios problemas para muitos destes cientistas, que passaram a ser perseguidos, tendo alguns sido presos e condenados à morte. Em 1.600, a "Santa Inquisição" (tribunal anti-heresia da Igreja Católica) executou, queimado numa fogueira, ao filósofo Giordano Bruno, que havia, com as suas observações científicas, lançado dúvidas sobre a interpretação teológica da Igreja Católica.
Apesar de todo este esforço teológico, já não havia mais como impedir a ânsia coletiva de curiosidade e de exploração do desconhecido. A razão e a lógica da matemática começavam a dar forma a tudo, não só nos céus como na terra. Na década de 1.580, Galileu Galilei descobriu no movimento pendular que o tempo entre duas oscilações consecutivas era praticamente sempre o mesmo, independentemente do peso da pedra amarrada à corda que fazia o movimento de pêndulo, variando somente em função do tamanho da corda. Era um resultado supersimples, mas que também contradizia a ideia aristotélica. Pode-se dizer assim, por ter aplicado as leis científicas não só aos movimentos do cosmos como à natureza que existia no planeta Terra, que Galileu foi o primeiro cientista verdadeiramente moderno. Sua ênfase nas experiências, combinada a seus esforços para obter relações matemáticas que explicassem os resultados observados, tornou-se a marca registrada da ciência a partir de então. Seus estudos pioneiros da física do movimento viriam a ser fundamentais para as futuras formulações de Isaac Newton das leis de movimento e da gravitação.
A mais profunda de todas as transformações de até então no entendimento científico da humanidade do funcionamento das leis naturais se deu a partir de uma inovação na utilização das lentes ópticas. A primeira licença para a construção de um telescópio foi obtida por um oculista holandês chamado Johannes Lippershey em 2 de outubro de 1.608. Mas um mês antes, "tubos ópticos de magnificação" já tinham sido vistos a apresentados numa feira em Frankfurt.
Em 1.609, Galileu Galilei construiu o seu próprio telescópio. Os céus jamais seriam os mesmos após ele apontar seu telescópio para as estrelas! Ele descobriu 80 estrelas a mais do que as observáveis a olho nu no Cinturão de Orion, descobriu que a lua tinha montanhas, e que Júpiter tinha satélites girando em torno dele. A partir desta observação, deduziu que a lua seria um satélite da Terra. Suas observações endossaram o Modelo de Copérnico, indo ainda mais de encontro às referências na Escritura Sagrada (menções no Velho Testamento). Para isso, ele então afirmou que só haveria contradições se as escrituras estivessem sendo interpretadas equivocadamente, tendo sido a partir desta afirmação que começaram os seus problemas com a Igreja Católica (a partir de 21 de dezembro de 1.613).
Galileu Galilei subestimou a força de seus adversários! Em dezembro de 1.615, ele foi a Roma para tentar "limpar" o seu nome junto à Igreja Católica. Ele achava que poderia provar que seus argumentos eram irrefutáveis. Equivocou-se. Em 1.616, a Santa Inquisição advertiu Galileu, e durante 7 anos ele permaneceu em silêncio, não escrevendo sequer uma linha sobre os seus estudos. As condições políticas então mudaram e em 1.623 ele voltou a publicar um livro. Em 1.630 ele escreveu outro, lançado apenas em fevereiro de 1.632, livro que voltou a causar um novo conflito, este tendo sido o definitivo.
Em outubro de 1.632, com quase 70 anos de idade, Galileu foi convocado novamente a comparecer ao Tribunal da Santa Inquisição, ao qual se ajoelhou e pediu perdão por aqueles que a igreja indicava serem suas heresias. Dali em diante silenciaria seus estudos, até ter se silenciado em definitivo, pelas leis da natureza, tendo morrido em 1.642, mesmo ano no qual nasceu Isaac Newton.
Apesar da perseguição e da censura, o trabalho de Galileu Galilei foi determinante para provar o heliocentrismo do Sistema Solar, ainda que ele jamais tenha aceitado as órbitas planetárias elípticas propostas por Kepler.
A sua genialidade não tardou em ser superada. Das obras que são parte da história intelectual da humanidade, pouquíssimas deixaram uma marca tão profunda quanto a de Isaac Newton, que erigiu uma estrutura conceitual que dominou não só a física como a visão coletiva de mundo até o início do Século XX.
Newton nasceu numa família de analfabetos, tendo sido o primeiro de sua linhagem genealógica a ter aprendido a assinar o seu próprio nome. Seu pai morreu três meses antes de seu nascimento, e sua mãe o deixou para que fosse criado pela avó quando ele tinha apenas 3 anos. Pelos problemas emocionais traumáticos vividos na infância, e por sua obsessão compulsiva por desvendar o mundo à sua volta, viveu uma vida em reclusão, nunca tendo tido relacionamentos amorosos, e tendo morrido virgem, sem jamais ter tido uma relação sexual.
Em 1.664, na Universidade de Cambridge, onde estudava, Newton descobriu os trabalhos de René Descartes e Pierre Gassendi, e então decidiu dedicar sua vida à filosofia natural e aos conceitos mecanicistas. Ele tinha devoção pela física dos movimentos, pela alquimia, e pela teologia. Era um indivíduo multidimensional, que tentava entender a tudo no mundo ao seu redor. Entre o verão de 1.665 e o de 1.667, várias epidemias de peste bubônica tomaram a Europa, e durante tal período, a genialidade de Newton explodiu com uma intensidade quase sobre-humana.
Em ótica, Isaac Newton descobriu que a razão pela qual diferentes cores são refratadas a diferentes ângulos decorre de cada cor ter uma velocidade diferente ao atravessar um prisma. Ele então aprendeu como as diferentes cores se misturavam outra vez e formavam a luz branca, e assim revolucionou o entendimento das cores.
Em paralelo, Christian Huygens decifrou o movimento circular e identificou a força centrífuga, explicando a força sentida "para fora" durante um movimento circular acelerado. Newton levou estes estudos a uma outra dimensão de entendimento, tendo aperfeiçoado aos estudos de Huygens e adicionado o entendimento da força centrípeta a este movimento, aquela força que existe em direção ao centro do movimento circular. A mesma força centrípeta que faz com que um objeto entre em órbita no espaço sideral.
A partir do entendimento da força centrípeta e do movimento de órbita, Newton se questionou sobre as razões que levavam uma maçã a cair de uma árvore até o chão, aplicando esta reflexão sobre a lua. Nascia assim o embrião que lhe faria compreender a força da gravidade.
Em julho de 1.687 Isaac Newton publicou a sua obra magma: "Princípios matemáticos da filosofia natural". Com ela criou uma nova mecânica, provando que as mesmas leis físicas são aplicáveis ao movimento de objetos seja na Terra seja nos céus. Ele unia assim - permanentemente e para sempre - a física e a astronomia.
Ele começou o seu livro definindo o conceito de massa, ainda não definido por ninguém até então. Seguiu então embasando que movimento é a relação entre massa e velocidade: o movimento sempre existe em relação a algum ponto de referência. Depois definiu o que era a inércia. Do conjunto destas definições, construiu a definição de força, que, dependendo do peso, faz um objeto sair da inércia, sendo força aquilo que muda a quantidade de movimento. A partir do entendimento da magnitude de força, ele definiu o conceito de aceleração.
Com estas definições, ele formulou o entendimento de tempo e espaço absoluto, chegando às famosíssimas "Três Leis de Newton". A partir disto, definiu matematicamente todos os tipos de órbita possíveis, os movimentos em presença de fricção (concluindo que o espaço entre os planetas tinha que ser vazio para que eles tivessem as órbitas que tinham) e, por fim, amarrou os estudos de Galileu e de Kepler aos seus, apresentando ao mundo o entendimento do que era a gravidade, o cimento universal que governa todos os movimentos em escala cósmica.
No Século XVIII, o estudo da física se expandiu para além da mecânica, abrangendo também a busca pelo entendimento da física do calor (termodinâmica), e dos fenômenos elétricos e magnéticos, tendo sido aquelas descobertas científicas as que geraram uma série de inovações tecnológicas que levaram à eclosão da Revolução Industrial.
Em 1.755, o filósofo alemão Immanuel Kant teorizou que uma nuvem gasosa em rotação iria assumir a forma de um disco ao se contrair sob a ação de sua própria gravidade, o que era a explicação para a disposição dos planetas em torno do Sol no Sistema Solar. Com isso, avançou ainda mais o entendimento humano sobre a cosmologia e as leis do universo.
Em 1.789, o francês Antoine de Lavoisier publicou o material resultado de anos de experimentos no qual enfim foi explicado o processo de combustão, entendendo-se a natureza do fogo, que era uma combinação química entre o material combustível e o oxigênio. Ele comprovou que nada queimava em ausência de oxigênio, e que nada se criava no processo, tudo se alterava, com uma quantidade idêntica de matéria. Desta forma nascia assim uma nova ciência: a alquimia até então prevalecia como uma protociência, e veio a evoluir e se transformar no estudo da química.
A máquina a vapor havia sido criada pelo espírito empreendedor em 1.769, mas levou algumas décadas até a ciência entender e explicar a dinâmica de seu funcionamento. Foi o engenheiro francês Nicolas Carnot quem conseguiu explicar como a energia potencial era transformada em energia cinética, com o vapor gerado pelo calor exercendo uma força similar à que a água exerce num moinho. O seu trabalho foi publicado em 1.824, revolucionando a física da termodinâmica, que se refere à relação entre pressão, volume e temperatura.
A partir da revolução com a óptica e o domínio do uso das lentes, assim como se ampliou a capacidade de visão do cosmos, ampliou-se também a capacidade da visão microscópica, de forma que a ciência passou a ir se aprofundando cada vez mais na exploração da natureza não perceptível ao olho humano. Em 1.738, Daniel Bernoulli apresentou um modelo microscópico para descrever o comportamento dos gases. O aumento de pressão se dava pelo aumento de colisões de moléculas frente à redução de volume. Mas seus resultados foram ignorados por décadas, e não aceitos pela comunidade científica. Seriam os trabalhos de Ludwig Boltzmann e Jean Perrin que desvendariam a natureza física do calor em razão dos movimentos das moléculas. Diferentes descobertas, em diferentes frentes, complementavam cada vez mais o acúmulo de conhecimento científico humano.
Em 1.752, o norte-americano Benjamin Franklin comprovou através de um experimento com uma pipa, que os raios no céu e a eletricidade estavam associados, comprovando que a carga elétrica não pode ser criada ou destruída, só podendo ser simplesmente deslocada, como ocorre quando dois objetos são esfregados um no outro, o que ganha fluido elétrico fica positivamente carregado, e o que perde fica negativamente carregado.
Quase um século depois, em 1.831, Michael Faraday provou que a eletricidade e o magnetismo estavam unificados pelo movimento, fazendo surgir o conhecimento sobre o eletromagnetismo, tendo suas descobertas levado às criações do dínamo, dos transformadores, e do motor elétrico.
No final da década de 1.850, Gustav Kirchhoff propôs um método para se estudar as propriedades da radiação emitida por objetos aquecidos. A temperatura era o único parâmetro para determinar a quantidade de energia de cada frequência de radiação emitida.
Na década seguinte, nos anos 1.860, James Clerk Maxwell descobriu que campos eletromagnéticos se propagam à velocidade da luz. E a partir disto, ele descobriu que a luz nada mais é do que uma onda eletromagnética. Os campos elétricos que mudam no tempo são aqueles que geram os campos magnéticos, e a luz é criada por cargas em movimento, sendo assim uma forma de radiação eletromagnética.
As ondas eletromagnéticas invisíveis são aquelas que têm um comprimento de onda que não é perceptível ao olho humano. No caso das ondas infravermelhas, de rádio, e de micro-ondas, elas têm ondas maiores que as da luz, enquanto as ondas ultra-violeta, de raios-X e de raios gama são aquelas que têm ondas menores que as da luz.
Embora fosse uma onda, a luz apresentava comportamento como se fosse uma partícula, os resultados em laboratório eram irrefutáveis. Ninguém conseguia explicar o porquê. E novos experimentos produziam resultados mais misteriosos, ainda que tenham levado ao descobrimento dos raios-X, da radioatividade, dos elétrons, e dos núcleos atômicos. Os raios-X, uma radiação eletromagnética invisível de frequência muito alta que se difratavam, foram descobertos por Wilhelm Rontgen em 1.895. Em 1.896, foi a vez de Henri Becquerel, investigando raios-X, descobrir a radioatividade diferenciada do urânio e de outros minerais, com seus raios alfa, beta e gama. Na linha das mesmas investigações, em 1.897 foi a vez de Joseph John Thomson descobrir que os fenômenos estavam relacionados a partículas negativamente carregadas, os elétrons, provando que os átomos não eram indivisíveis. Levaria um pouco mais de tempo, até 1.911, para que Ernest Rutherford desvendasse a estrutura completa do átomo, com seu núcleo, e suas cargas positivas, os prótons.
A radioatividade é uma transmutação espontânea entre átomos pesados, e é ditada completamente pelo acaso. Não há uma linearidade, sendo impossível saber quando uma partícula será emitida por um núcleo radioativo, só se podendo determinar a probabilidade de ocorrência num intervalo de tempo. Assim, não havia como a "Física Clássica" pudesse explicar o modelo atômico, eram necessárias novas referências para a construção de uma nova base teórica.
Foi o físico alemão Max Planck, em 1.900, quem desvendou este mistério: os átomos não liberam radiação de forma contínua, mas em múltiplos agrupados de "pequenos pacotes", que ele chamou de quantum, associando a porções de radiação. Nascia a hipótese quântica, a qual nenhum modelo da física clássica explicava: o mundo microscópico, atômico, não funciona através de processos contínuos no espaço e no tempo.
Lentamente, como um processo complementar de análises por diferentes frentes, várias descobertas foram deixando claro que a "Física Clássica" consolidada por Isaac Newton era uma representação incompleta da realidade física. Estava faltando alguma coisa para dar sentido conjunto às descobertas científicas acumuladas nos séculos anteriores.
A brilhante mente científica que amarraria todas as pontas que estavam soltas numa nova percepção teórica foi a de Albert Einstein, que nasceu em 14 de março de 1.879 na cidade de Ulm, na Alemanha, sendo filho de uma família de judeus. Ainda jovem, em 1.905, ele conseguiu provar que a velocidade da luz tinha particularidades próprias, sendo a velocidade limite nos processos causais na natureza e a velocidade mais alta na qual uma informação pode viajar. E mais do que isto: a velocidade da luz é independente da velocidade de sua fonte, não variando nunca. Isto mudou o entendimento de tudo!
Einstein provou que a simultaneidade era relativa! Dois eventos não são simultâneos se observados por dois indivíduos se deslocando em velocidades diferentes. Assim, as leis da física seriam diferentes para observadores com movimentos relativos acelerados.
Ele comprovou a tudo isto de uma forma relativamente simples: provou que se um raio de eletricidade atinge duas extremidades de um trem simultaneamente, se este trem estiver se deslocando da esquerda para a direita, enquanto um observador parado fora do trem verá o raio atingindo as duas extremidades ao mesmo tempo, um observador dentro do trem em movimento verá o raio atingindo primeiro a extremidade na direção da qual o trem se move (neste exemplo, para a direita), e só pouco depois o verá atingindo a outra extremidade (neste exemplo, a esquerda).
A partir disto, Einstein afirmou que o tempo absoluto simplesmente não existe, ele é relativo. E no caso extremo: à velocidade da luz, o tempo é distorcido. Tentando dizer isto de uma forma simplificada, ainda que correndo o risco de não ser a mais precisa: como a luz viaja sempre à mesma velocidade, que á a razão entre a distância e o tempo, se a distância varia, a velocidade só se manterá a mesma se o tempo também variar.
Não é possível se observar isto, porque como a velocidade da luz é tão maior do que a velocidade ordinária do mundo que os sentidos humanos capturam, para um ser humano os efeitos relativísticos são completamente desprezíveis. Mas a precisão das máquinas humanas conseguiu medir tais diferenças.
Uma outra revolução na física, em paralelo, e com contribuições também de Einstein, iniciou-se quando foi investigado porque cada elemento químico tinha um espectro de luz próprio, porque existia o espectro de luz, e porque objetos emitiam luz de cores diferentes quando aquecidos a temperaturas diferentes. A "Física Clássica" explicava isto com elementos de termodinâmica e eletromagnetismo: quanto mais quente um objeto, mais rápido as cargas elétricas vibram, emitindo radiação em frequência cada vez mais alta. Mas esta resposta não atendia a todas as observações feitas em laboratório. Faltava algo mais para um entendimento completo. De modo análogo ao quantum de energia definido por Planck, Einstein sugeriu que a luz de uma frequência também ocorria em múltiplos de pequenos pacotes, cada um com energia proporcional à frequência, cada reagindo aos elétrons à sua maneira.
A "Física Clássica" de Isaac Newton descrevia perfeitamente apenas o mundo no qual os movimentos são bem mais lentos do que a velocidade da luz. Tanto em escalas muito maiores quanto em muitos menores, as leis da física funcionavam de forma diferente, e muito mais complexa frente à capacidade de percepção humana. As nascentes "Teoria da Relatividade" e "Física Quântica" nasciam tendo algo de absurdo, pois era algo que parecia contradizer ao bom-senso, através de fenômenos que estão muito além da realidade humana imediata, tendo percepções inacessíveis aos sentidos humanos. Mas através do avanço da capacidade tecnológica dos laboratórios e das inovações de máquinas neles utilizadas, tudo podia ser comprovado.
A luz emitida num campo gravitacional intenso tem sua cor desviada para o vermelho, por ser a cor que tem o maior comprimento de onda do espectro luminoso. Ao desvendar estas relações de comprimento referentes aos espectros de luz, foi possível se obter outras conclusões novas: em campos gravitacionais intensos, os átomos vibram mais lentamente, produzindo ondas de maior comprimento, o que implica em algo equivalente a uma diminuição no ritmo do relógio. Ou seja: os fluxos gravitacionais afetam o fluxo do tempo, quanto mais forte o campo gravitacional, mais lento é o fluxo do tempo.
Albert Einstein apresentou estas ideias pela primeira vez num artigo em 1.907, posteriormente ajustado com formas matemáticas mais corretas. Ele concluiu que nas grandes escalas do universo, a luz segue uma trajetória curva, porque o próprio espaço fica curvo pela força da gravidade que atua sobre sua maior dimensão. Em 1.915 ele apresentou a sua "Teoria da Relatividade Geral", reescrevendo os parâmetros sobre a gravidade. Ao invés do espaço e do tempo absoluto da física de Newton, indiferente à presença da matéria, o espaço e o tempo se viam como deformáveis pelos efeitos gravitacionais, tendo sua geometria alterada pela presença da matéria. Os efeitos da gravidade passaram a ser interpretados como movimentos num espaço-tempo curvo, com os raios luminosos podendo ser curvados pelos campos gravitacionais. Ele concluiu, assim, que os efeitos da gravidade deviam ser substituídos pelo entendimento de curvatura do espaço. O movimento acelerado causado por forças gravitacionais eram um simples movimento acontecendo em espaços curvos. A matéria afetava a geometria do espaço-tempo, e esta por sua vez ditava o movimento da matéria.
Já em 1.912, o astrônomo Vesto Slipher provou que a galáxia de Andrômeda, na época ainda entendida como sendo uma mera nebulosa, estava se aproximando do sol a uma velocidade extremamente alta. Em 1.917, ele mediu a velocidade de outras nebulosas e provou que a maioria delas estava se afastando do sol. Na época, o universo estático ainda era a hipótese mais aceitável pelos cientistas, que acreditavam que toda a massa do universo estava dentro da Via Láctea, incluindo todas as nebulosas, que ainda não eram compreendidas como sendo outras galáxias. As argumentações de Einstein começavam a ser comprovadas pelas observações.
Em 1.919, uma expedição à cidade de Sobral, no estado do Ceará, região nordeste do Brasil, mediu a posição de uma estrela durante um eclipse solar e confirmou de forma definitiva a teoria de Einstein de que a luz era desviada por campos gravitacionais na quantidade prevista pela Teoria da Relatividade Geral.
Numa série de publicações realizadas entre 1.798 e 1.825 como "Traité de mécanique céleste", o matemático francês Pierre-Simon Laplace já havia conjecturado que para estrelas pesadas o suficiente, a força gravitacional seria tão forte que nem mesmo a luz poderia escapar. Com o advento da Teoria da Relatividade Geral, esta ideia reapareceu com a possível existência, posteriormente confirmada, de buracos negros.
Foram tempos de saltos de conhecimento científico impressionantes frente aos dados pela humanidade em toda a sua trajetória passada até então. O conhecimento humano acumulado logo construiria a consciência do quanto os seres humanos eram pequenos frente ao tamanho de tudo que os cercava. Cada vez mais novas coisas descobertas só demonstravam o quanto ainda havia por ser descoberto. Cada novidade desvendada, trazia múltiplas perguntas a mais que não podiam ser respondidas.
Einstein acreditava num universo finito, mas de acordo com a sua própria teoria gravitacional, um universo finito implodiria em si mesmo. Ele então adicionou um termo à sua equação, que chamou de "pressão negativa", que ficou mais conhecida como "constante cosmológica", que ele não sabia explicar o que era, mas que matematicamente era o que estabilizava a seu modelo. Faltavam dados experimentais que confirmassem as suas suposições teóricas, e estes dados apareceram a partir das observações astronômicas feitas por Edwin Hubble na década de 1.920, as quais provaram a existência de inúmeras galáxias além da nossa, apresentando evidências de que o universo estava em expansão. Foi o meteorologista russo Aleksandr Friedmann, em 1.922, quem primeiro propôs que o universo seria dinâmico e não estático e finito. No fim de 1.924, as observações com telescópios superpoderosos feitas por Hubble enfim comprovaram que as nebulosas eram, na verdade, galáxias, assim como era a Via Láctea. Foi somente após as descobertas de Hubble que a humanidade passou a ter o conhecimento de que a Via Láctea era uma entre bilhões de galáxias, que a Terra não ocupava uma posição especial no Sistema Solar, que o sol não ocupava uma posição especial na Via Láctea, a qual, por sua vez, não ocupava uma posição especial no universo.
Hubble provava então que o universo estava em expansão, e a partir das observações dele, Einstein reconheceu isto como verdade, retirando a constante cosmológica de sua equação, afirmando a invenção desta constante ter sido o maior erro e a maior burrice cometidos em sua vida (décadas depois, já após a sua morte, a ciência provaria que ele não estava errado, e que a constante cosmológica não deveria ter sido retirada da equação).
Uma consequência imediata da "Lei de Hubble" é que se o universo está se expandindo, então ele foi menor no passado. Uma regressão contínua para o passado levaria então a um ponto no qual toda a matéria estaria concentrada num pequeno espaço.
Ao mesmo tempo, em 1.925 Weiner Heisenberg apresentou o seu modelo de mecânica matricial, e em 1.926 Erwin Schrodinger apresentou o seu modelo de mecânica ondulatória. A natureza do mundo quântico começava a ser desvendada, dando moldes à mecânica quântica, uma natureza na qual os processos eram substituídos por saltos quânticos, com a inclusão probabilística apresentada pelo "Modelo de Niels Bohr". As novas descobertas sobre o mundo atômico, em muito pouco tempo, mostraram o poder de destruição que representavam. Era assombrosa a quantidade de energia liberada quando núcleos radioativos pesados eram divididos em núcleos menores por um bombardeio de nêutrons. Estava aberto o caminho para a criação da bomba atômica. Com a evolução de seu conhecimento, pela primeira vez em toda a sua história a humanidade tinha o poder de se auto aniquilar por completo.
As reações de fissão que controlam a liberação de energia numa explosão nuclear são destrutivas no sentido de serem núcleos pesados divididos em núcleos menores. Já as reações nucleares que geram a energia nas estrelas são positivas e construtivas, no sentido de serem núcleos maiores fundidos a partir de núcleos menores. O núcleo do átomo é constituído por prótons e nêutrons, e cercado por elétrons orbitando à sua volta. Prótons e elétrons têm cargas elétricas contrárias que se atraem pelas forças eletromagnéticas. E o núcleo se mantém estável por causa da força nuclear forte, que é cem vezes mais forte que a repulsão elétrica entre os prótons, uma força que opera apenas dentro de distâncias nucleares, assim como a força nuclear fraca, descoberta como aquela que envolve processos de decaimento radioativo.
Esta foi uma síntese de como o conhecimento humano evoluiu ao longo dos tempos. Ainda que na maioria das vezes nós não conseguimos entender tudo isto nem tenhamos uma compreensão profunda de todos os aspectos científicos de como esta evolução sustenta todas as tecnologias que utilizamos, o fato é que nos beneficiamos de alguma forma da evolução deste conhecimento coletivo acumulado. Por isso, precisamos nos preparar para saber lidar e desfrutar o máximo possível em relação a como o entendimento de tudo pode nos ser favorável, assim como para nos posicionarmos para evitar os perigos que, como vimos, esta mesma evolução pode representar como uma ameaça à nossa própria sobrevivência.
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