Isaac Newton (1642-1727) foi um matemático e físico inglês amplamente considerado como a mais importante figura da Revolução Científica por suas três leis do movimento e pela lei da gravidade universal. As leis de Newton tornaram-se uma pedra fundamental para a física, enquanto a descoberta de que a luz branca é composta pelas cores do arco-íris revolucionou o campo da ótica.
Início da Vida
Isaac Newton nasceu em 25 de dezembro de 1642. Sua família em Woolsthope, Lincolnshire, pertencia à classe dos proprietários rurais, mas estava claro que o destino do filho não seria o de um fazendeiro. O pai de Isaac morreu poucos meses antes dele nascer e seu padrasto, um ministro, faleceu quando o enteado tinha 14 anos. O segundo marido de sua mãe, Hannah Ayscough, insistiu que o menino fosse separado dela por vários anos. Alguns historiadores interpretam este período de abandono como a causa do caráter notoriamente irritadiço e a hipersensibilidade às críticas demonstradas por Newton mais tarde na vida.
O jovem Isaac demonstrava um prodigioso interesse em tudo o que era mecânico e fez vários modelos funcionais por sua própria conta, mas não ia particularmente bem na escola. Dado a travessuras, certa vez lançou ao céu noturno uma série de lanternas iluminadas por velas, o que alarmou os aldeões, imaginando que uma chuva de cometas estava próximo de atingi-los. Um tio de Isaac insistiu que ele fosse enviado para estudar direito no Trinity College, em Cambridge, em junho de 1661. Não era no direito, no entanto, e sim na matemática que o jovem estudante se destacava.
Ele complementava sua educação ortodoxa com lições particulares ministradas pelo matemático e teólogo Isaac Barrow (1630-1677). Barrow, mais tarde, recomendaria Newton para sua cadeira prestes a vagar no Trinity College. Formou-se em abril de 1665, mas qualquer esperança do lançamento rápido da carreira foi eliminada por uma epidemia da Peste Negra. Isaac teve de retornar para a cidade natal de Woolthorpe por cerca de um ano ou mais.
A Abordagem de Newton sobre o Conhecimento
Ele não desperdiçou o ano de reclusão forçada, iniciando uma série de investigações científicas, tantas que descreveu o período de 1665 a 1666 como seu “ano milagroso” (Burns, 217). Newton descobriu “o teorema binomial, o cálculo diferencial e integral e a refração da luz, e começou a trabalhar na teoria da gravidade universal” (ibid). Incríveis realizações. Newton estava determinado a utilizar todas as formas de metodologias e pensamento, da alquimia à filosofia mecânica, com o propósito de desvendar realidades científicas que pudessem ser expressas matematicamente. Com isso em mente, ele reuniu sem descanso os núcleos do conhecimento antigo e contemporâneo, experimentação e até doutrina numa seleção de alguns volumes particulares encadernados em couro, assim preservando suas descobertas para utilização posterior, quando suas teorias científicas se tornassem mais claras. Como ele próprio declarou certa vez, numa correspondência particular, “Se pude enxergar mais longe, foi por me erguer sobre os ombros de gigantes” (Wooton, 341).
Newton também era um cristão protestante (ainda que pouco ortodoxo em particular) e não via conflito entre os relatos bíblicos e suas iniciativas para explicar por que as coisas aconteciam de uma determinada maneira no mundo físico. De fato, as imperfeições do mundo físico que suas teorias comprovavam requeriam, afirmou ele, um Criador para ajustá-las de vez em quando. Alguns cristãos enxergaram nisso a negação da perfeição do Criador; outros entendiam tal posição como apoio à existência do Criador em primeiro lugar. Para Newton, o espaço era "um eminente efeito de Deus" e "ele parece ter ido tão longe a ponto de mais tarde identificar o espaço com a imensidão de Deus e, assim, o pronunciamento bíblico de que 'pois nele vivemos, nos movemos e existimos' (Atos dos Apóstolos 17:28) é adotado bem literalmente" (Henry, 89).
Como muitos pensadores de sua época, Newton estava convencido de que o grande conhecimento havia sido adquirido e então perdido ao longo dos séculos e, assim, a pesquisa cuidadosa de iniciativas intelectuais do passado proporcionaria a recaptura deste saber desaparecido. A crença num conhecimento perdido ou secreto – uma excentricidade peculiar para um cientista – pode também explicar por que Newton era tão reticente em publicar suas próprias descobertas. Ele parecia apreciar o segredo, exatamente como ditava a tradição dos grandes alquimistas da Idade Média. Felizmente para o progresso da humanidade, Newton eventualmente tornou públicas suas pesquisas inovadoras.
O Espectro da Luz de Newton
A respeitada Sociedade Real não se mostrou muito receptiva às suas novas ideias, particularmente no campo da ótica, e ele começou a pôr os pés na instituição ao projetar o telescópio refletor, em 1668. Este tipo de telescópio usava um espelho curvo, feito de uma liga de estanho e cobre, que melhorava a qualidade da imagem pela redução da distorção cromática, ou seja, quando as cores falham em convergir para um único ponto (um problema das lentes de vidro da época). O telescópio de Newton, com uma ampliação de 40 vezes, tinha o décimo do tamanho do telescópio refrator padrão com a mesma magnificação. Com a Sociedade Real fisgada, Newton acabou eleito para aquela erudita instituição em 1672; em seguida, apresentou sua pesquisa sobre ótica que tinha, de fato, tornado possível seu excelente telescópio.
Entre 1666 e 1668, ele conduziu experiências no campo da ótica, capturando um estreito raio de luz através de uma abertura e projetando-o então na parede de uma sala escura. A luz passava através de um prisma. Outros haviam feito este tipo de coisa antes mas, significativamente, Newton colocou seu prisma próximo à abertura e distante da parede, na qual se projetava então um bloco de cores do arco-íris: vermelha, laranja, amarela, verde, azul, índigo e violeta. Ainda mais crucial - naquilo que chamou seu experimentum crucis - o cientista dirigiu vários raios de luz colorida provenientes da luz branca através de um segundo prisma, e os raios resultantes mostravam as mesmas cores, ou seja, não podiam ser divididos novamente. Com isso, Newton foi capaz de elaborar uma nova teoria da luz, segundo a qual a luz branca é composta de um espectro de cores diferentes, cada uma das quais com ângulo diferente de refração, assim como um arco-íris que pode ser visto no céu após a chuva. No arco-íris, as gotas de água funcionam como prismas, isto é, a luz branca é refratada. Newton também descobriu que no pequeno espaço entre uma lente e uma lâmina de vidro formam-se anéis concêntricos coloridos, atualmente chamados anéis de Newton.
A noção de Newton da luz heterogênea, publicada em 1672 na revista informal da Sociedade Real, Philosophical Transactions, ia diretamente contra a teoria padrão da época que estabelecia exatamente o inverso do afirmado pelo cientista. Entre os maiores defensores da teoria padrão estava Robert Hooke (1635-1703), que descartou a teoria de Newton e mais tarde até o acusou de plágio (sem fundamento). O cientista, que tinha "um temperamento algo paranoico" (Burns, 73) e "socialmente disfuncional" (Jardine, 36), prontamente retirou-se da Sociedade Real e se recusou inclusive a aceitar a presidência da instituição até que Hooke tivesse partido desta terra. Em 1704, Newton finalmente publicou seu trabalho sobre ótica em detalhes, na obra Ótica. Levou algum tempo para sua teoria se tornar amplamente aceita, mas atualmente representa uma pedra angular neste campo do conhecimento.
A Lei da Gravidade de Newton
O astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) havia criado o mais preciso sistema de astronomia planetária até então, com os corpos celestes movendo-se em órbitas elípticas em torno do Sol e não segundo o modelo tradicional de círculos perfeitos, conforme proposto por pensadores desde Claudius Ptolemeu (c. 100 a c. 170) até Nicolau Copérnico (1473-1543). A descoberta de que os planetas aumentavam sua velocidade ao se aproximar do Sol foi essencial para Newton elaborar sua própria teoria a respeito. Sua lei da gravidade forneceria a causa das perspicazes observações de Kepler sobre o movimento elíptico planetário. Estimulado, tanto com palavras quanto com dinheiro, por seu bom amigo Edmond Halley (1656-1742), Newton finalmente apresentou sua teoria da gravidade na obra Princípios Matemáticos de Filosofia Natural (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), publicada em 1687.
Os efeitos da gravidade são conhecidos desde a Antiguidade. Os pensadores antigos formularam várias teorias sobre a razão pela qual os objetos caíam no chão, e a mais comum delas afirmava que isso ocorria porque a Terra era o centro do universo e, assim, uma força misteriosa atraia todos os objetos para este ponto central. Da mesma forma, pensadores como Galileu Galilei (1564-1642) refletiram sobre qual tipo de força era responsável para o Sol aparentemente atrair os planetas mais rapidamente para seu centro à medida que chegavam mais perto. Com frequência sugeria-se o magnetismo como a resposta, mas muitos pensadores não ficaram convencidos.
Uma maçã pode não ter realmente caído de um galho e atingido Newton na cabeça, mas parece ter sido a observação da fruta caindo que despertou sua reflexão sobre a força envolvida e como medi-la. Ele também notou muitas outras “atrações” e “repulsões” entre vários outros objetos e substâncias e, assim, começou a formular uma teoria que pudesse medir tais fenômenos e finalmente reunir (ou pelo menos reconciliar) dois elementos frequentemente opostos do pensamento humano: mecânica e matemática.
Na obra Principia, Newton propôs sua teoria da gravidade universal, mas, em primeiro lugar, ele apresentou um sistema de leis matemáticas que se tornaram conhecidas como “Leis do Movimento de Newton”, aqui resumidas por W. E. Burns:
Que existe uma força de atração entre os corpos que varia com o inverso do quadrado da distância entre eles - e as três leis do movimento de Newton - 1. um corpo em repouso ou em movimento numa linha reta tende a permanecer neste estado, 2. a alteração no movimento num corpo varia com a força aplicada, e 3. cada ação tem uma reação igual e oposta. (218)
Newton então apresentou sua teoria da gravidade:
Que entre quaisquer dois corpos no universo existe uma força diretamente proporcional ao produto das massas dos dois corpos e inversamente proporcional ao quadrado de sua distância. (Burns, 245)
A teoria da gravidade de Newton era universal porque se aplicava a tudo, desde a rotação e o movimento dos planetas às marés e àquela maçã apócrifa caindo da árvore. A lei da gravidade (na verdade chamada de “lei” por Newton somente no livro Ótica), aplicava-se igualmente a questões terrenas e celestes. Newton poderia agora fazer previsões acuradas dos efeitos da gravidade. Surgia uma nova ciência. Naturalmente, nem todos adotaram imediatamente as teorias de Newton. Os filósofos mecânicos e os cartesianos - seguidores de René Descartes (1596-1650) -, por exemplo, não aceitavam que um corpo físico podia afetar outro corpo sem que alguma coisa, um terceiro elemento, os tocasse. De maneira simples, a gravidade era bastante misteriosa, pois ninguém, nem mesmo Newton, sabia de onde vinha, por que existia e quem ou o quê assegurava sua continuidade. A contemplação deste fato e a inferência de que estas forças agiam sem nenhuma interferência da humanidade levou em alguns casos ao desencanto diante de um mundo novo e cruel, ao menos para aqueles que não acreditavam que algum tipo de deus estava por trás de tudo.
Reconhecimento: o Maior Cientista
Com o tempo, o trabalho de Newton sobre gravidade foi bem recebido, particularmente na Inglaterra, e ele acabou sendo nomeado membro do Trinity College em 1687. Dois anos depois, tornou-se o professor lucasiano de matemática na instituição. Um círculo de devotados admiradores internacionais formou-se em torno do cientista, incluindo o matemático suíço Nicolas Fatio de Duillier (1664-1753), que se tornou muito próximo de Newton. A partir de 1688, Newton começou a ter ambições políticas. O cientista esperava se mudar para Londres, mas sofreu um colapso nervoso em 1693, talvez devido ao fim de seu relacionamento com Fatio de Duillier, mas com certeza influenciado pela insônia crônica e possivelmente em consequência de envenenamento por mercúrio, um ingrediente fundamental de suas experiências com alquimia. Recuperado em 1696, foi nomeado diretor da casa da moeda na Torre de Londres, o que trazia tanto prestígio quanto um ótimo salário. Newton, adotando uma abordagem prestativa que não havia sido exigida anteriormente para o que era, com efeito, um cargo honorário, impressionou tanto seus empregadores que acabou sendo designado superintendente da cunhagem em 1699. Ele desempenhou o papel com dedicação admirável pelos 28 anos seguintes, para desgosto dos incontáveis falsificadores que identificou (e que invariavelmente acabavam enforcados).
Também em 1699, Newton passou a integrar a Academia Real de Ciências francesa, o primeiro estrangeiro a obter este posto. Em 1703, eleito presidente da Sociedade Real, usou sua posição para influenciar as iniciativas da instituição no sentido da experimentação prática (em vez de se limitar à leitura de trabalhos acadêmicos) por todo seu mandato, que terminou em 1727. Menos admirável foi a rixa persistente com o matemático alemão Gottfried Wilhelm Leibniz, que atrasou de forma significativa o avanço da matemática na Grã-Bretanha. Ele acusou Leibniz de plagiar sua obra sobre o cálculo (uma ferramenta matemática para calcular curvas e suas áreas). Na realidade, ambos tinham desenvolvido o cálculo de forma independente e, embora a maior parte dos historiadores reconheça o pioneirismo de Newton, a versão de Leibniz era superior. A Rainha Anne da Grã-Bretanha (r. 1702-1714) concedeu-lhe o título de cavalheiro em 1705, provavelmente mais pelos seus serviços à casa da moeda do que pela impressionante contribuição à ciência mas, ainda assim, foi um momento memorável para todos os cientistas do passado e do presente, já que ele se tornou o primeiro a ser homenageado desta forma.
Morte e Legado
Newton ficou famoso ainda em vida por suas descobertas, como se pode perceber pelas várias nomeações para instituições de prestígio na Inglaterra e em outros países. De maneira estranha para uma pessoa tão associada à ciência, ele passou seus anos finais estudando profecias bíblicas, uma área que acreditava ser tão válida como a experimentação científica. Sir Isaac Newton morreu de falência renal em 20 de março de 1727, aos 84 anos. Nunca se casou nem teve filhos. Recebeu um funeral de estado e foi sepultado na Abadia de Westminster. Alexander Pope elaborou um epitáfio memorável:
A Natureza e as Leis da Natureza descansam ocultas na noite: DEUS disse: Deixem Newton existir! E tudo se fez luz. (Wootton, 361)
Em uma das declarações que fazia frequentemente, e que nos deixa imaginando se estaria sendo genuinamente modesto, Newton comenta sobre sua carreira e descobertas nos seguintes termos:
Não sei o que posso parecer para o mundo mas, para mim, pareço ter sido um garoto brincando na praia e me divertindo de vez em quando ao descobrir um seixo mais liso ou uma concha mais bonita do que o habitual, enquanto o grande oceano de conhecimento estende-se, ainda desconhecido, diante de mim. (Gleick, 4)
Haveria muito mais descobertas importantes na ciência após Newton, mas nada tão revolucionário quando seu trabalho até o desenvolvimento, no século XX, da relatividade e da física quântica.
Desenvolveu-se um movimento bem definido, conhecido como Newtonianismo, que defendia a ideia de que o conhecimento científico deveria ser apresentado como uma série de leis matemáticas, as quais poderiam predizer tendências do movimento em relação a forças aceleradoras hipotéticas. Além disso, já que a pesquisa de Newton era tão complexa e inacessível para a maioria, vários escritores simplificaram o trabalho do cientista para que pudesse ser compreendido pelos razoavelmente bem-educados. O newtonianismo gradualmente disseminou-se através da Europa para se tornar a abordagem predominante nas universidades e entre os intelectuais. A abordagem de Newton ao conhecimento, disseminada para o público por pensadores como Voltaire (1694-1778), na obra Elementos da Filosofia de Newton (1738), representou uma contribuição importante ao movimento iluminista, no qual o aperfeiçoamento da condição humana tornava-se a meta final da filosofia e ciência, a despeito do cientista ter separado estas duas disciplinas para sempre. Mesmo o grande gênio moderno Albert Einstein (1879-1955), com sua nova teoria da relatividade, não conseguiu derrubar o newtonianismo, mas somente estendê-lo para novos e ousados horizontes. Como Einstein disse certa vez sobre Newton: "Ele se coloca diante de nós forte, seguro, e só" (Gleick, 9).
