Foi um matemático, físico, astrônomo, teólogo e autor
inglês (descrito em seus dias como um "filósofo natural") que é
amplamente reconhecido como um dos cientistas mais influentes de todos os
tempos e como uma figura-chave na Revolução Científica. Seu livro Philosophiæ
Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural),
publicado pela primeira vez em 1687, lançou as bases da mecânica clássica.
Newton também fez contribuições seminais à óptica e compartilha crédito com
Gottfried Wilhelm Leibniz pelo desenvolvimento do cálculo infinitesimal.
Em Principia, Newton formulou as leis do movimento e
da gravitação universal que criaram o ponto de vista científico dominante até
serem substituídas pela teoria da relatividade de Albert Einstein. Newton usou
sua descrição matemática da gravidade para provar as leis de movimento
planetário de Kepler, explicar as marés, as trajetórias dos cometas, a
precessão dos equinócios e outros fenômenos, erradicando a dúvida sobre a
heliocentricidade do Sistema Solar. Demonstrou que o movimento dos objetos na
Terra e nos corpos celestes poderia ser explicado pelos mesmos princípios. A
inferência de Newton de que a Terra é um esferoide oblato foi posteriormente
confirmada pelas medidas geodésicas de Maupertuis, La Condamine e outros,
convencendo a maioria dos cientistas europeus da superioridade da mecânica
newtoniana em relação aos sistemas anteriores.
Newton construiu o primeiro telescópio refletor
prático e desenvolveu uma teoria sofisticada da cor com base na observação de
que um prisma separa a luz branca nas cores do espectro visível. Seu trabalho
sobre a luz foi coletado em seu livro altamente influente Ótica, publicado em
1704. Também formulou uma lei empírica do resfriamento, fez o primeiro cálculo
teórico da velocidade do som e introduziu a noção de um fluido newtoniano. Além
de seu trabalho sobre cálculo, como matemático Newton contribuiu para o estudo
de séries de potências, generalizou o teorema binomial a expoentes não
inteiros, desenvolveu um método para aproximar as raízes de uma função e
classificou a maioria das curvas do plano cúbico.
Newton era membro do Trinity College e o segundo
professor de matemática lucasiano na Universidade de Cambridge. Foi um cristão
devoto, mas pouco ortodoxo, que rejeitava, em particular, a doutrina da
Trindade. Também se recusava a receber ordens sagradas na Igreja da Inglaterra,
o que era incomum para um membro da faculdade de Cambridge da época. Além de
seu trabalho nas ciências matemáticas, Newton dedicou grande parte de seu tempo
ao estudo da alquimia e da cronologia bíblica, mas a maior parte de seu trabalho
nessas áreas permaneceu inédita até muito tempo após sua morte. Politicamente e
pessoalmente vinculado ao partido Whig, Newton serviu dois breves mandatos como
membro do Parlamento da Universidade de Cambridge, em 1689–1690 e 1701–02. Foi
cavaleiro da rainha Ana em 1705 e passou as últimas três décadas de sua vida em
Londres, servindo como diretor (1696–1700) e mestre (1700–1727) da Casa da
Moeda Real, bem como presidente da Royal Society (1703–1727).
A teoria metodológica de Newton[2]
Fazendo questão de
não confundir especulações hipotéticas com as explicações científicas sólidas,
Newton explicitou que nenhuma hipótese ou explicação hipotética -- fosse ela ‘metafísica’
ou física, versasse sobre qualidades ocultas ou mecânicas -- tinha lugar
adequado na ‘filosofia experimental. Contudo, o peculiar uso que Newton fez dos
métodos indutivo e hipotéticodedutivo, numa ordem pré-determinada ao elaborar
sua Física, a introdução da análise matemática, de modelos e de aproximações no
estudo da natureza, seriam posteriormente reconhecidos e aclamados por muitos
filósofos e historiadores da ciência - e copiado por tantos outros cientistas.
Por sua vez, o historiador da ciência Cohen (2002, p.171), denominou essa
utilização dos métodos citados, somados a outros aspectos de cunho
epistemológicos que serão analisados ao longo deste capítulo, de “Estilo
Newtoniano”. E o próprio Cohen que nos esclarece o alcance deste método:
(...) Newton
conseguiu produzir um sistema matemático e princípios matemáticos que puderam
então ser aplicados à Filosofia Natural, isto é, ao sistema do mundo e a suas
regras e dados, tal como determinados pela experiência. Esse estilo permitiu que
Newton tratasse problemas das ciências exatas como se fossem exercícios de matemática
pura, e ligasse a experimentação e a observação à matemática de maneira
singular e fecunda. (COHEN apud COHEN & WESTFALL, 2002, p.171).
Uma das principais
características do “Estilo Newtoniano” seria, primeiramente, a matemática e depois,
uma série de experimentos e não o contrário.
Acreditamos[3] que um dos pontos mais relevantes na concepção do “Estilo Newtoniano” fora o modo pelo qual o raciocínio matemático de Newton teria sido adequado à análise de problemas físicos e à construção e alteração de modelos, constructos e sistemas imaginários e não a pura interpretação dos dados empíricos. Chegamos a esta conclusão intermediária, baseados na orientação histórica de Fernandes e na compreensão parcial do método utilizado por Newton, conforme descrito por Cohen. No entanto, argumentamos que, para Newton, do mesmo modo que para seu antecessor Galileu, alguns conceitos matemáticos fundamentais teriam suas origens na própria natureza, pois “Se a irreversível ordem do fenômeno era ser constituído racionalmente, ou inteligivelmente, então ele [o fenômeno natural] tinha que ser expresso matematicamente.” (FERNANDES, 1985, p.37). Um dos mais representativos antecessores de Newton, Galileu, no Diálogo sobre os Dois Máximos Sistemas do Mundo Ptolomaico e Copernicano, chegou a afirmar que Deus teria se utilizado da geometria para descrever a natureza.
Desta forma, o que
mais chamaria atenção no pensamento científico e no método newtoniano seria,
então, a estreita interação da matemática com a sua Filosofia Natural -
incluindo a Física e a metafísica. Segundo Smith (2002, p.148), Newton
acreditava que os postulados fundamentais descritos nos Princípios Matemáticos
de Filosofia Natural e os resultados finais da análise matemática baseada
nesses postulados poderiam ser compatíveis com o mundo real – mundo físico --
revelado pelos experimentos e pela observação crítica. Para Newton, a matemática
seria algo mais que um simples ferramental capaz de exprimir com clareza sua
visão de mundo.
É importante
destacar o fato de que a composição do “Estilo Newtoniano” não se limitava
somente ao uso dos métodos indutivo e hipotético-dedutivo numa ordem
pré-determinada, como alguns comentadores sugerem. O termo “Estilo Newtoniano”
abraçava um complexo de procedimentos que, orquestrados conjuntamente,
culminaram com a publicação das obras mais contundente de Newton: os Princípios
Matemáticos de Filosofia Natural e a Ótica. Os métodos indutivo
e hipotético-dedutivo seriam apenas algumas das características que comporiam o
estilo original de Newton na descrição de sua Física, porém, outros muitos
aspectos metodológicos diferentes apareceriam em sua ciência e a tornaria diferente
das outras.
Um deles dizia espeito
ao modo de se conceber, praticar e extrair conclusões de experimentos - o que
deu a Newton o status de um grande físico experimental. De
acordo com Cohen (2002, p.148), a Física Experimental, conforme concebida
contemporaneamente, só teve início a partir da segunda
metade do século
XVII, visto que, os ilustres antecessores de Newton -- Galileu e Descartes --
efetivamente não procederam do mesmo modo que este filósofo com relação à
maneira de responder as questões colocadas a eles pela natureza.
Em primeiro lugar,
historicamente falando, tudo indica que Galileu e Descartes realizaram somente “experimentos
imaginários”, mesmo sendo estes de grande valia para ciência. Contudo, estes
filósofos ainda estavam longe de serem identificados como físicos
experimentais. A título de ilustração, sobre a validade e importância dos “experimentos
imaginários”, Koyré afirmou: “As experiências imaginárias, que Mach chamará ‘experiências
de pensamento’ (...) e sobre as quais Popper acaba de nos chamar atenção,
desempenharam um papel muito importante na história do pensamento científico”
(KOYRÉ, 1991, p.209). Porém, a “experiência da física” como entendida
contemporaneamente, só começou a ser praticada a partir das publicações de
Newton, o que não diminui em nada a valorosa contribuição de Galileu e
Descartes. Em segundo lugar, na opinião de Smith (2002, p.159), a “ciência
exata” descrita nos Princípios Matemáticos de
Filosofia Natural não seria a mesma “ciência exata” de Galileu e
Descartes, pois Newton conseguiu mostrar como o mundo seria se este fosse
totalmente racional, mesmo não perdendo de vista a dimensão metafísica dos
problemas revelados pela natureza. Para Smith, Galileu e Descartes, cada um a
sua maneira, ainda continuavam, mesmo que discretamente, atrelados a aspectos
escolásticos, isto é, ambos continuavam valorizando a “forte” influência da
religiosidade e da escolástica na Filosofia Natural.
1672: Newton
apresenta a Nova teoria acerca da luz e das cores. Aqui Newton formulava a
teoria da natureza corpuscular da luz, segundo a qual os fenômenos luminosos encontravam
sua explicação na emissão de partículas de diferentes grandezas: as partículas menores
davam origem ao violeta e as maiores ao vermelho. A teoria corpuscular entrava
em competição com a teoria ondulatória de Huygens. Por isso Newton publicará
sua descoberta somente no 1705.
Em 1685 Newton
começou a trabalhar sobre aquela que é considerada a maior obra cientifica: Philosophiae
naturalis principia matemática. Neste texto YouTube apresenta uma
demonstração matemática da hipótese copernicana como foi proposta por Kepler
explicando todos os fenômenos dos movimentos celestes por meio da única
hipótese de uma gravitação em direção centro do Sol decrescente segundo o
inverso dos quadrados das distâncias em relação a ele.
Três regras metodológicas
Regra I: não
devemos admitir mais causas para as coisas naturais do que aquelas que são
tanto verdadeiras como suficientes para explicar suas aparências.
Regra II: por isso
tanto quanto possível aos mesmos efeitos devemos atribuir as mesmas causas. Esta
regra expressa outro postulado ontológico o da uniformidade da natureza. Ninguém
pode controlar a reflexão da luz sobre os planetas, mas com base no fato de que
a natureza se comporta uniformemente tanto na Terra como nos planetas, nos é
possível dizer como a luz se comporta também sobre os planetas.
Regra III: as
qualidades dos corpos que não admitem aumento nem diminui são de grau e que se
descobre pertencerem a todos os corpos no interior do âmbito dos nossos
experimentos, devem ser consideradas qualidades universais de todos os corpos.
A natureza é
simples e uniforme. São esses os 2 pilares metafísicos que sustenta a
metodologia de Newton. Uma vez fixados tais pressupostos Newton passa a
estabelecer algumas qualidades fundamentais dos corpos, como a extensão, a
dureza, a impenetrabilidade e o movimento. É por meio dos nossos sentidos que
conseguimos estabelecer essas qualidades.
A gravitação
universal
se é universalmente
evidente a partir dos experimentos e das observações astronômicas que todos os
corpos em torno da Terra gravida me em sua direção, proporcionalmente à
quantidade de matéria que cada um deles contém singularmente, que de modo
semelhante a Lua gravita na direção da Terra em proporção a quantidade da sua
matéria; que por outro lado o nosso mar gravita em direção à lua que todos os
planetas gravitam uns em direção aos outros e que de igual modo os cometas
gravida me direção ao sol, então em com consequência dessa regra devemos
admitir universalmente que todos os corpos são dotados de um princípio de
gravitação recíproca. Por isso, o argumento extraído dos fenômenos conclui com
maior força em favor da gravitação universal do que em favor de sua empenei
para habilidade, sobre a qual não temos nenhum experimento em nenhuma forma de
observação que possam ser efetuados sobre os corpos celestes. Newton não afirma
que a gravitação é essencial aos corpos mas entendi unicamente a sua força de
inércia. Esta é imutável. Mas a sua gravidade diminui em relação com o seu
afastamento da Terra a natureza portanto é simples e uniforme. A partir dos
sentidos das observações e dos experimentos podemos estabelecer algumas
propriedades dos corpos: extensão, dureza, mobilidade, força, inercia.
Essas qualidades
são estabelecidas precisamente a partir dos sentidos indutivamente através
daquele que é o único procedimento válido para alcançar e fundamentar as proposições
da ciência: o método indutivo.
Regra IV: na
filosofia experimental as proposições inferidas por indução geral dos fenômenos
devem ser consideradas como estritamente verdadeiras o co muito próximas da
verdade apesar das hipóteses contra áreas que possam ser imaginadas até quando
se verifiquem outros fenômenos pelos quais se torne mais exatas ou então sejam
submetidas à exceções.
Existência de Deus.
Segundo Newton esse
sistema extremamente maravilho eu sou do Sol, dos planetas e dos cometas só
pode ter se originado do projeto da potência de um ser inteligente e poderoso. EC
as estrelas fixas são centros de outros sistemas análogos, tudo isso dado que
foi formado pelo idêntico projeto, devi estar sujeito ao domínio do Uno
sobretudo visto que a luz das estrelas fixas é da mesma natureza que a luz do
Sol e que A luz passa de cada sistema a todos os outros sistemas. A ordem do
mundo mostra com toda a evidência a existência de um Deus so mamente
inteligente e poderoso.
As três leis
newtonianas do movimento
Primeira lei: lei
da inércia. Todo corpo perseverai em seu estado de quietude ou de
movimento retilíneo uniforme, a menos que seja forçado a mudar esse estado por
força sobre ele exercidas.
Segunda lei: já formulada por
Galileu: a mudança de movimento é proporcional à força matriz exercida e ocorre
na direção da linha reta segundo a qual a força foi exercida.
Terceira Lei: a toda ação se opõe
sempre uma igual a reação, ou seja, as ações recíprocas de 2 corpos são sempre
iguais e dirigidas em direção contrária.
A descoberta da lei da gravidade o grande feito de Newton. Sua ideia foi a de que existe uma força invisível que exerce controle sobre a matéria sem haver um contato físico direto. A palavra gravidade foi cunhada apartir da palavra latina gravitas, que significa “peso”. Com ela explicou com tanta precisão os movimentos das luas de Júpiter, de Saturno e da Terra, bem como os movimentos de todos os planetas ao redor do sol, que nos duzentos anos seguintes poucas melhorias significativas foram feitas em relação à sua obra. Essa força invisível está em ação entre as massas e é proporcional ao valor delas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Isso significa que, se duas massas são separadas, a força da gravidade entre elas diminui de tal forma que, quando a distância chega a 10 vezes, a força é de 100 vezes (quadrado de dez) menor do que a atração inicial. No caso do Sol, que está 400 vezes mais distante da Terra do que a Lua, a fator inversamente proporcional redutor da força gravitacional fica em cerca de 4002 (16.000) – mas essa enorme redução é compensada pela massa imensamente maior do Sol em comparação à da Lua (a proporção de massa Sol-Lua é 30.000.000:1). Assim, a Terra continua orbitando o Sol. Toda essa explicação faz parte do terceiro livro1 do Principia que termina por explicar os movimentos precisos da Lua e ensinar que as marés oceânicas se devem à atração gravitacional da Lua e do Sol sobre as águas. Além disso, calcula a atração do Sol sobre os cometas.
BIBLIOGRAFIA
ISAC NEWTON, Principia,
Livro I: Princípios Matemáticos de Filosofia Natural (Volume 1), Edusp, São
Paulo, 2023.
ISAC NEWTON,
Principia - Livros II e III: Princípios Matemáticos de Filosofia
Natural - O Sistema do Mundo, Edusp, São Paulo 2008.
ISAC NEWTON, Ótica, Edusp,
São Paulo 2002.
[1] Biografia
de Wikipedia
[2] Cfr. Reale – Antiseri, Historia
da filosofia vol 3, São Paulo, Paulos 2004, p. 232-244.
[3] Cfr.: «Descrição
do Método Utilizado por Newton na Elaboração de sua Física», in: https://www2.dbd.puc-rio.br/pergamum/tesesabertas/0410642_06_cap_02.pdf
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