Ciencias

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Trecho do Livro: 100 Cientistas que Mudaram a História do Mundo
Livro 100 Cientistas
Autor: John Hudson Tiner
Editora: Prestígio
ISBN: 8500014938

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A ciência é um processo de aquisição de conhecimentos que envolvem o mundo físico. Antes que a ciência possa florescer, uma sociedade deve estar suficientemente bem constituída, proporcionando independência financeira a seus indivíduos para que eles possam observar, experimentar e pensar. Embora possam existir indivíduos de mentes brilhantes em nações muito pobres, a luta diária pela sobrevivência os impede de desenvolver suas idéias. Além da independência financeira, a ciência necessita de liberdade intelectual. Algumas culturas suprimiram novos conceitos por temer mudanças. Se era possível substituir o Sol pela Terra no centro do Universo, como teorizou Copérnico em meados do século XVI, então o que impediria um rei de ser substituído no trono?

A ciência também necessita que seus profissionais façam registros permanentes de suas conquistas. Cientistas somente recebem o crédito por seus progressos se esses forem revelados ao mundo inteiro. Só assim essas conquistas podem ser estudadas e acessadas por outros cientistas, que podem então determinar seu possível valor e benefícios. Na Idade Média (600 d.C. – 1400), cientistas europeus tentavam obcecadamente produzir ouro sintético. Seus métodos e descobertas eram mantidos em segredo. Esses indivíduos conseguiram desenvolvimentos notáveis, mas, por causa do sigilo, não ganharam reconhecimento por suas descobertas. Em 1662, foi criada a primeira instituição científica, a Sociedade Real de Londres, para garantir que novos conhecimentos fossem rapidamente informados à comunidade científica.

No decorrer da história, um avanço em um campo científico sempre causou uma enxurrada de atividades nos outros ramos da ciência. Por este motivo, grupos importantes de conquistas científicas foram atingidas em períodos históricos essenciais. Uma era de grande progresso ocorreu na Grécia Antiga (580 a.C. – 200 d.C.). Após a queda de Roma em 476 d.C., os cientistas árabes mantiveram vivas as realizações dos gregos, enquanto a Europa caía na escuridão da Idade Média. Durante a primeira revolução científica, de 1450 a 1650, os fundadores da ciência moderna introduziram a idéia da experimentação, ou observação controlada, para fazer descobertas sobre o mundo físico. Nos 250 anos seguintes, os cientistas conseguiram muitos avanços importantes, mas ao final do século XIX, a ciência parecia correr o risco da estagnação. Então, no espaço de apenas 10 anos – de 1895 a 1905 –, a descoberta dos raios X, da radioatividade e da teoria da relatividade abriu caminho para os grandes progressos tecnológicos dos próximos 100 anos.

Este livro contém as biografias de 100 cientistas que causaram um grande impacto na sociedade e no mundo. Entre os homens e mulheres deste livro estão médicos, naturalistas, matemáticos, físicos, químicos e indivíduos de diversas outras áreas de atuação. Seguindo uma apresentação por ordem cronológica, cada biografia contém uma breve história pessoal; porém, o foco principal são as contribuições científicas de cada um – avanços e descobertas muitas vezes conquistados à custa de grande sacrifício pessoal e por vezes anunciados a um mundo cético e descrente.

Embora as biografias apresentem fatos científicos precisos, os conceitos muitas vezes complexos que expressam são descritos em linguagem de fácil compreensão, o que os torna acessíveis ao leitor em geral. Nestas páginas, estão histórias de homens e mulheres que, com trabalho árduo, idéias brilhantes e auto-sacrifício, curaram doenças fatais, inventaram fantásticas ferramentas de comunicação e métodos de transporte, e desvendaram muitos dos mistérios do tempo e espaço que intrigaram, e até assustaram, as pessoas desde os primórdios da espécie humana.

PITÁGORAS (?580 a.C. – ?500 a.C.)

O conceito geométrico mais famoso foi desenvolvido há mais de dois mil anos por Pitágoras, estudioso da Grécia Antiga que acreditava em vestimentas simples, patrimônio modesto e autocrítica constante.

Pitágoras nasceu na ilha de Samos, no mar Egeu. Viajou por todo o Egito e visitou a Babilônia em busca de conhecimento. Por volta de 530 a.C., estabeleceu-se em Crotona, colônia grega no sul da Itália, e ganhou discípulos que vieram a ser conhecidos como os “pitagoreanos”.

Pitágoras acreditava que o mundo é matemático por natureza. Ele aplicou a matemática à música e descobriu que os sons dos instrumentos de corda correspondem, em múltiplos simples, ao comprimento de suas cordas. Se uma corda é esticada de forma que a parte vibrante seja reduzida à metade de seu comprimento original, o som emitido fica uma oitava mais agudo. Estas descobertas sobre a matemática da música, ou “harmonia”, continuam sendo importantes nos dias de hoje.

Pitágoras também enxergou uma ordem matemática na astronomia. Ele acreditava que os planetas giravam em torno do Sol em intervalos que correspondiam aos comprimentos harmônicos das cordas. Achava que o movimento dos planetas originava um som musical, a “harmonia das esferas celestiais“. O conceito de música planetária não sobreviveu, mas Pitágoras observou corretamente que a estrela da manhã e a estrela da noite são o mesmo objeto. Essa estrela ficou conhecida como “Afrodite” para os gregos e “Vênus” para os romanos.

Mas Pitágoras é mais conhecido por sua contribuição à geometria. Ele desenvolveu o teorema de Pitágoras: o quadrado do comprimento da hipotenusa de um triângulo retângulo é igual à soma dos quadrados dos comprimentos de seus outros dois lados (catetos). Os egípcios haviam empregado este fato anteriormente, mas Pitágoras entendeu a diferença entre o método empírico e a prova rigorosamente matemática.

Uma descoberta, no entanto, deixou Pitágoras e seus discípulos abatidos. Eles acreditavam que os números inteiros comuns (1, 2, 3, 4 etc.) e as frações formadas por eles (1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 3/4 etc.) eram suficientes para explicar toda a matemática e a natureza. Mas também descobriram que a diagonal de um quadrado não podia ser expressa como a razão de dois números. Não é possível encontrar dois números inteiros cujo quadrado de um seja exatamente duas vezes o quadrado do outro. Esta descoberta deixou os pitagoreanos transtornados, e eles a esconderam por muitos anos.

Com suas crenças místicas, os pitagoreanos eram considerados excêntricos e até radicais. Suas atividades políticas acabaram resultando no exílio de Pitágoras, que fugiu para Megapontum, cidade grega no sul da Itália, onde morreu. Nenhum de seus escritos chegou aos dias de hoje; embora seus discípulos tenham registrado as opiniões de Pitágoras, acrescentando, provavelmente, os próprios pontos de vista.

HIPÓCRATES (?460 a.C. – ?377 a.C.)

Conhecido como o pai da medicina moderna, Hipócrates foi a primeira pessoa a separar medicina de superstição. Nascido na ilha grega de Cós, filho de um médico, Hipócrates rejeitou a crença de seus contemporâneos de que as doenças eram causadas por deuses vingativos. Em vez disso, ele propôs que todas as doenças têm uma causa natural. “Encontre a causa”, disse, “e então você poderá curar a doença.” Ele afirmava que com a observação dos sintomas de uma doença e de sua gravidade, o médico podia dar um prognóstico ao paciente, comparando seu progresso com o curso característico da mesma doença. Hipócrates inaugurou uma escola de medicina baseada em idéias racionais como essas.

Outro conceito médico que Hipócrates reconheceu era que o método de cura usado em um paciente talvez não ajudasse outro. Ele afirmou que “o alimento de um homem é veneno para um outro”. Hipócrates também incentivou os médicos a usarem remédios simples, como alimentação saudável, bastante descanso e ambiente limpo. “A natureza muitas vezes traz a cura quando isso é impossível para os médicos.” Se os métodos simples haviam falhado e o paciente estivesse à morte, ele sugeria então que “doenças irremediáveis precisam de remédios desesperados”.

Hipócrates incentivava a atitude certa do médico para com os doentes, com afirmações como “a doença às vezes é mais forte quando a mente está perturbada” e “alguns pacientes recuperam a saúde ao ficarem satisfeitos com a bondade do médico”. Ele ensinou que os médicos devem estar a serviço de seus pacientes e seguir padrões rígidos de conduta. Em sua época, o médico era às vezes subornado para garantir que o paciente morresse. Um governante poderia ordenar a um médico que preparasse veneno para matar um inimigo. Hipócrates declarou que o dever do médico é para com seu paciente e endossou um juramento que até hoje é repetido por formandos de medicina. O juramento de Hipócrates contém diretrizes para uma conduta honrada e declara: “Aplicarei os regimes para o bem do doente segundo o meu poder e entendimento, nunca para causar dano ou mal a alguém. (…) Se eu cumprir este juramento com fidelidade, que me seja dado desfrutar felizmente da vida e da minha profissão, honrado para sempre entre os homens; se eu dele me afastar ou infringir, o contrário aconteça.”

Embora Hipócrates tenha contribuído muito para a arte da cura, pouco se sabe de sua vida pessoal. Os historiadores acreditam que ele tenha visitado o Egito, onde estudou medicina. Ensinou, então, em vários lugares, incluindo Atenas. Enfim, retornou para a ilha de Cós para dar início à sua própria escola de medicina. Uma estátua descoberta em Cós, que se acredita ser de Hipócrates, mostra um homem de baixa estatura com uma barba cacheada.

Os ditos de Hipócrates chegaram aos dias atuais porque seus alunos anotavam seus discursos e publicaram livros narrando-os. Mais de 50 livros levam o nome de Hipócrates e seus escritos são suficientes para justificar o título de pai da medicina.

ARISTÓTELES (384 a.C. – 322 a.C.)

O filósofo, cientista e educador grego Aristóteles nasceu na Macedônia, filho de um médico que atendia pessoalmente ao rei. Quando jovem, seu pai o mandou para Atenas para estudar na Academia de Platão. Platão pressentiu no rapaz de 17 anos de idade um grande desejo de aprender, e Aristóteles ficou na Academia por 20 anos, primeiro como aluno, depois como professor.

Quando Platão morreu, em 348 a.C., Aristóteles deixou Atenas e voltou para a Macedônia. Por sete anos, ele serviu ao rei Felipe da Macedônia como professor particular de seu filho, Alexandre. Ou seja, o maior pensador do mundo antigo tornou-se professor do indivíduo que viria a ser o maior líder militar da Antigüidade, Alexandre, o Grande. Aluno e professor formaram um grande laço de amizade. Em 336 a.C., com a morte do pai, Alexandre tornou-se rei da Macedônia aos 20 anos de idade. Em seguida, partiu para conquistar os grandes impérios do mundo.

Aristóteles voltou à Atenas e fundou sua própria escola, o Liceu, onde deu continuidade ao trabalho de sua vida. Fez observações cuidadosas, colecionou espécies, resumiu e classificou todo o conhecimento existente do mundo físico. Sua abordagem sistemática foi tão influente que mais tarde evoluiu para o método científico básico empregado no mundo ocidental.

As idéias de Aristóteles não se aplicavam somente ao mundo físico. Ele produziu tratados de lógica, considerados sua obra mais importante, bem como tratados de metafísica, física, ética e ciências naturais. Nesse último assunto, foi um dos primeiros cientistas a coletar e classificar sistematicamente espécimes biológicos. Na política, sugeriu que a forma ideal de governo era uma combinação de democracia e monarquia.

Em 323 a.C., Alexandre, o Grande, morreu na Babilônia, aos 33 anos de idade, em decorrência de uma febre. Com a morte de seu protetor, Aristóteles se viu em perigo devido a uma antiga rivalidade entre Atenas e sua terra natal, a Macedônia. Assim, deixou Atenas e foi viver em uma ilha no mar Egeu, onde morreu um ano depois.

Após a morte de Aristóteles, muitos de seus cadernos foram preservados em cavernas próximas à sua casa. Mais tarde, eles foram levados para a grande biblioteca de Alexandria, no Egito. Embora tenham sido usados e valorizados pelos eruditos islâmicos, estas obras foram perdidas ou esquecidas na Europa durante a Idade das Trevas. Depois, foram introduzidas novamente e têm exercido grande influência em todo o pensamento ocidental há muitos séculos.

EUCLIDES (?325 a.C. – 270 a.C.)

O matemático grego Euclides morava na cidade de Alexandria, no Egito e foi nesta grande cidade cultural que ele escreveu seu famoso livro sobre geometria. O livro didático Os Elementos tem sido usado continuamente por mais de dois mil anos. Júlio César, Isaac Newton, George Washington e Albert Einstein aprenderam geometria no livro de Euclides. Milhões de colegiais estudaram geometria plana elementar com base na primeira parte de sua apresentação.

Ele deu à ciência o entendimento de que não basta coletar fatos. Deve-se dar uma ordem lógica a eles, resumi-los e sistematizá-los de forma a construir princípios gerais. Euclides planejou cuidadosamente a organização de seu livro. Primeiro, juntou tudo o que se sabia sobre o assunto e revelou uma série de definições e verdades básicas, ou “axiomas”. Então, organizou o resto do livro de forma a prosseguir logicamente e forneceu as provas que faltavam. Euclides desenvolveu suas conclusões geométricas a partir de provas matemáticas fundamentadas nos axiomas básicos e “postulados”, ou suposições, que arrolara no início.

A quinta suposição de Euclides é o postulado das paralelas: a partir de um ponto fora de uma linha, apenas uma outra linha pode ser traçada paralelamente à que já existia. Do postulado paralelo vem a conclusão de que a soma dos três ângulos internos de qualquer triângulo deve ser 180º. O grande matemático Karl Gauss testou esta observação séculos depois. Gauss usou telescópios potentes e equipamentos de precisão para medir os ângulos de triângulos cujos lados tinham quilômetros de comprimento. Considerando a margem de erro experimental, os ângulos de cada triângulo somaram 180º, como previa a geometria de Euclides.

Ainda assim, o postulado das paralelas é meramente uma suposição. Alguns matemáticos, inclusive Gauss, o substituíram por suposições alternativas para ver o que acontecia. Os astrônomos acreditam que algumas dessas “geometrias não-euclidianas” possam ter aplicação no mundo real. Por exemplo, a matemática que rege as estrelas de nêutrons e os buracos negros talvez seja não-euclidiana.

Os Elementos é um estudo abrangente de geometria plana, proporção, propriedades dos números e geometria sólida. No livro, a realização mais conhecida de Euclides é a prova de que a quantidade de números primos é infinita.

A citação mais famosa de Euclides é uma afirmação que ele fez a Ptolomeu I, rei do Egito e da Líbia. Aparentemente, Ptolomeu estudava geometria com Euclides e achava as provas exatas um assunto complicado. Por isso, pediu que Euclides apresentasse a matéria de forma simplificada. Ele respondeu imediatamente: “Não existem estradas reais para se chegar à geometria.”

Quanto à vida pessoal de Euclides, não se conhece praticamente nada. Ele provavelmente estudou em Atenas antes de viajar para Alexandria. Escreveu Os Elementos em grego, e o livro chegou aos cientistas da Renascença em latim por meio de uma tradução do árabe.

ARQUIMEDES (?287 a.C. – ?212 a.C.)

Arquimedes talvez tenha sido o mais moderno entre os diversos cientistas da Antigüidade. Ele usou conceitos matemáticos para investigar o mundo físico de forma semelhante a Isaac Newton e outros cientistas do iluminismo. Depois de estudar em Alexandria, no Egito, Arquimedes voltou à sua terra natal, Siracusa, na ilha da Sicília, e trabalhou sob a proteção de Hieron II. Um de seus primeiros feitos foi o desenvolvimento de fórmulas para encontrar as áreas e volumes de esferas e cilindros. Para uma curva de forma irregular, ele representava a superfície como pequenos triângulos ou retângulos e somava suas áreas.

Arquimedes construía suas invenções com as próprias mãos, ao contrário dos outros filósofos gregos. É dele o crédito pela invenção do parafuso de Arquimedes, feito para elevar o nível d’água e que foi aplicado na irrigação de terras. Os experimentos que fez com a alavanca resultaram na enunciação de sua lei das máquinas simples: o peso multiplicado pela distância que ele percorre é igual ao esforço multiplicado pela distância durante a qual o esforço é aplicado. Arquimedes disse a Hieron II que, se existisse um lugar para colocar uma alavanca suficientemente comprida, ele poderia mover o mundo. Hieron o desafiou a arrastar sozinho uma barca inteira para fora da água. Arquimedes conectou à barca uma roldana composta que havia inventado e conseguiu puxá-la para terra firme.

Um problema mais difícil surgiu quando Hieron ordenou que ele descobrisse se sua coroa nova era feita de ouro puro. Arquimedes resolveu o problema encontrando uma maneira de testar a densidade da coroa (sua massa dividida por seu volume). Ele usou a lei do empuxo, que havia descoberto numa ocasião, dentro da banheira: um objeto submerso é trazido à tona verticalmente com uma força igual ao peso de água que ele desloca, o que, por sua vez, depende do volume de água deslocada. Arquimedes colocou a nova coroa em uma balança e uma massa igual em ouro puro no outro recipiente. Ele, então, submergiu a balança na água. Se os recipientes se equilibrassem após estarem submersos, a nova coroa teria a mesma densidade que a amostra de ouro, provando que era feita de ouro puro. Quando percebeu que havia encontrado a solução, gritou: “Eureka!” (Achei!).

Durante a Segunda Guerra Púnica, Siracusa se aliou a Cartago contra as forças do Império Romano. Com a ajuda de Arquimedes, o povo de Siracusa defendeu sua cidade. A ele é creditada a invenção da catapulta e de mecanismos incendiários que ajudaram os cidadãos a continuar se opondo ao exército romano na baía por três anos. A cidade finalmente caiu em 212 a.C., sendo invadida pelos romanos. Um dos soldados se deparou com um homem de 75 anos de idade desenhando figuras na areia. Quando o velho senhor o repreendeu por pisar em seus desenhos, ele o atravessou com sua espada, sem saber que estava matando um grande cientista.

ERASTÓSTENES (?276 a.C. – ?196 a.C.)

Erastóstenes foi criado em Cirene, cidade grega ao norte da África. Estudou em Alexandria, no Egito, e depois em Atenas, retornando a Alexandria em 255 a.C., onde se estabeleceu. Erastóstenes escreveu sobre matemática, astronomia, geografia, história e fez críticas literárias. Com tantos escritos importantes, seu nome era a escolha óbvia para a administração da biblioteca de Alexandria, cargo que aceitou em 240 a.C.

Naquela época, Ptolomeu III governava Alexandria e partes do Egito e ordenou que todos os navios e caravanas fossem revistados em busca de livros, mapas ou documentos interessantes para serem copiados. A biblioteca de Alexandria se tornou fonte dos vastos conhecimentos do mundo antigo.

Com as riquezas do mundo intelectual prontamente disponíveis, Erastóstenes compilou um mapa do mundo conhecido, que se estendia das ilhas Britânicas ao Sri Lanka e incluía todos os países que faziam fronteira com o mar Mediterrâneo. O mapa foi útil por 200 anos. Ele também percebeu que o calendário solar egípcio ficava atrasado em um dia a cada quatro anos com relação às estações e sugeriu que se acrescentasse um dia extra de quatro em quatro anos.

Erastóstenes é mais conhecido por ter calculado o tamanho da Terra, conclusão a que chegou usando um método engenhoso. Ele sabia que o Sol fica mais alto ao meio-dia de 22 de junho, o solstício de verão. Nessa hora especial, uma vara vertical projeta a menor sombra. Se o sol estiver diretamente acima, a vara não projeta sombra nenhuma. Isto acontece em Syene, cidade ao sul de Alexandria, onde se encontra hoje a represa de Aswan. Como Erastóstenes descobriu que o Sol estava diretamente acima de Syene naquela hora única? Ele sabia, através das informações contidas na biblioteca, que ao meio-dia de 22 de junho, a luz do sol brilhava diretamente até o fundo de um poço profundo em Syene e era refletida de volta para cima, em linha reta, mostrando, desta forma, que o sol estava diretamente acima. Usando geometria simples, Erastóstenes mostrou que existe um ângulo de 7,2º entre Alexandria e Syene, o que corresponde a 1/50 de um círculo. Viajava-se de Syene a Alexandria com freqüência e sabia-se que a distância media 5 mil estádios. Então, Erastóstenes calculou que a Terra tinha 50 x 5 mil estádios, ou cerca de 250 mil estádios. Esta medida é incrivelmente próxima à circunferência da Terra aceita modernamente, cerca de 39.490 quilômetros.

Erastóstenes mostrou que a Terra é um lugar muito maior do que os gregos imaginavam. Eles ficaram confusos, porque isso fazia o mundo conhecido parecer comparativamente muito pequeno, e rejeitaram o número de Erastóstenes a favor de um tamanho menor e impreciso.

Apesar de seu sucesso como estudioso e escritor, a parte final da vida de Erastóstenes foi trágica. Ele ficou cego e, aos 80 anos de idade, induziu sua própria morte parando de comer.

GALENO (?130 d.C. – ?200 d.C.)

O médico grego Galeno viveu na época em que o Império Romano dominava a Europa. Os romanos enfatizavam a saúde pública em sua abordagem da medicina. Eles construíram aquedutos para conduzir água limpa, instalaram esgotos e criaram banhos públicos para limpeza pessoal. Apesar do sucesso, esta abordagem tinha suas limitações. Ela não fornecia cura para doenças específicas e não levava em conta a anatomia. Galeno ajudou a corrigir as deficiências da medicina romana.

Após estudar medicina em Pérgamo, na Ásia Menor, e em Corinto, na Grécia, Galeno viajou para Alexandria, no Egito. Na grande biblioteca e museu existentes naquela cidade havia dois esqueletos completos. Galeno acreditava que “um médico precisa estudar o corpo, como um arquiteto precisa seguir uma planta.” Uma vez que a lei romana proibia a abertura de cadáveres humanos, Galeno dissecava porcos, bodes e macacos e descrevia o que encontrava detalhadamente. Aprendeu muito, mas nem tudo o que ele encontrou nos animais se aplicava ao corpo humano. Por exemplo, uma rede de vasos sanguíneos abaixo do cérebro é comum em animais, mas não é encontrada em seres humanos.

Galeno aprendeu mais sobre a anatomia humana quando voltou a Pérgamo em 157 d.C. para trabalhar como médico da escola de gladiadores. Ele tinha que curar os ferimentos dos lutadores e aprendeu anatomia humana em primeira mão.

Ao voltar a Roma em 162 d.C., demonstrou os benefícios do conhecimento que havia adquirido. Eudemo, um conhecido médico, sofria de uma leve paralisia na mão direita. Depois do fracasso dos médicos locais em ajudá-lo, Eudemo mandou buscar o novo médico da cidade. Galeno lhe perguntou sobre machucados recentes, e Eudemo relatou que tinha sido lançado de uma carruagem, machucando o pescoço. Galeno sabia que os nervos dos dedos se conectavam com a espinha dorsal. Em vez de tratar os dedos do paciente, Galeno tratou os nervos do pescoço. Eudemo se recuperou completamente e devido a esse sucesso, o imperador romano Marco Aurélio empregou Galeno como médico da corte.

Galeno escreveu um grande número de livros e tratados de medicina, dos quais mais de cem são conhecidos. Seus livros misturam fatos, opiniões e grandes erros. Ele mostrou que as artérias levavam sangue e não ar, mas deixou de fazer a importante descoberta de que o coração é uma bomba sanguínea.

Devido às suas convicções monoteístas (a crença em um só Deus), as autoridades religiosas medievais favoreceram seus ensinamentos. Sua crença de que a doença resultava de um desequilíbrio dos quatro fluidos vitais, ou humores, foi aceita por séculos. Acreditava-se que os médicos podiam restaurar a saúde de uma pessoa fazendo sangrias e equilibrando os quatro humores. Somente no século XVIII é que as autoridades médicas mostraram alguns dos erros fundamentais das teorias de Galeno.

HAKIM IBN-E-SINA (980 d.C. – 1037)

Ibn-e-Sina foi o mais talentoso médico do período entre a época do Império Romano e o surgimento da ciência moderna no século XVI. Conhecido também por seu nome latino, Avicena, sua influência se estendeu por todo o mundo islâmico e pela Europa ocidental da Idade Média.

Ibn-e-Sina nasceu no atual Usbequistão, que naquela época fazia parte da Pérsia. A casa de seu pai, um cobrador de impostos, era ponto de encontro de estudiosos e Ibn-e-Sina cresceu estudando a lei islâmica, literatura e medicina.

Com 17 anos de idade, curou o rei Mansur de Bukhara de uma doença, depois de outros médicos terem fracassado. Como pagamento, Ibn-e-Sina pediu permissão para usar a Biblioteca Real. Ele foi médico da corte até a queda do reinado, em 999 d.C., e depois viajou extensamente, trabalhando durante o dia como médico e se reunindo à noite com as mentes brilhantes da região para discussões filosóficas e científicas.

Ibn-e-Sina se estabeleceu em Hamadan, no Irã, principal rota comercial entre Teerã e Bagdá. Médico de diversos sultões, ele desfrutou de fama e bons rendimentos, e enquanto morou em Hamadan, escreveu extensamente. Sua obra mais longa é o Kitab al-Shifa (O Livro da Cura) – uma enciclopédia de medicina, ciência natural, lógica e filosofia. Ibn-e-Sina trouxe ceticismo ao estudo da alquimia, a crença de que era possível obter ouro a partir de metais básicos como o chumbo.

Com a morte do príncipe para quem trabalhava em Hamadan, em 1022, Ibn-e-Sina mudou-se para Ispahan, na região central do Irã, onde terminou o Al-Qanun Fil-Tibb (Cânone da Medicina). Neste livro, ele descreveu as maiores realizações dos médicos gregos e romanos, e listou sistematicamente 760 drogas e preparados médicos. Ibn-e-Sina reconheceu a natureza contagiosa da tuberculose e o papel da água na disseminação de doenças, foi o primeiro a descrever a meningite e ainda fez uma descrição detalhada das partes do olho.

Em Isfahan, foi médico de Ala ad-Daula. Enquanto acompanhava o príncipe em uma campanha militar para capturar Hamadan, Ibn-e-Sina caiu doente e morreu. O lugar onde está enterrado em Hamadan acabou se tornando um grande ponto de visitação.

Após sua morte, suas obras foram traduzidas para o latim e ficaram disponíveis aos pensadores europeus. Seus livros serviram como bibliografia básica nas escolas de medicina por quatro séculos. Nos 50 anos que se seguiram à invenção da prensa tipográfica, Cânone da Medicina foi impresso 15 vezes. Seu relato ainda é a base dos testes clínicos modernos de eficácia de drogas medicinais. Ibn-e-Sina demonstrou que o medicamento deve ser usado em um paciente que tenha apenas uma doença; que deve provar ser eficaz em todos ou quase todos os casos; e que testes feitos apenas em animais não provam sua eficácia nas pessoas.

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Trecho do Livro: Os 10 Mais Belos Experimentos Científicos | Robert Crease
Livro Os 10 Mais Belos Experimentos Cientificos
Autor: Robert P. Crease
Editora: Jorge Zahar
ISBN: 857110946X

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A medida do mundo: Eratóstenes mede a circunferência da Terra

No século III a.C. o sábio grego Eratóstenes (276-c.195 a.C.) fez a primeira medição conhecida do tamanho da Terra. Suas ferramentas eram simples: a sombra projetada pelo ponteiro de um relógio de Sol, mais um grupo de medidas e suposições. Mas essas medidas foram tão engenhosas que seriam citadas com autoridade por centenas de anos. É um cálculo tão simples e instrutivo que é refeito anualmente, quase 2.500 anos depois, por crianças de escolas em todo o mundo. E o princípio é tão gracioso que seu simples entendimento nos faz querer medir o comprimento de uma sombra.

O experimento de Eratóstenes combinou duas idéias de grande importância. A primeira foi imaginar o cosmo como um grupo de objetos (a Terra, o Sol, planetas e estrelas) no espaço tridimensional comum. Isso pode parecer óbvio para nós, mas não era uma crença comum naquela época; foi uma contribuição grega para a ciência insistir em que, sob a miríade de movimentos sempre em mutação do mundo e do céu noturno, havia uma ordem impessoal e imutável, uma arquitetura cósmica que poderia ser descoberta e explicada pela geometria. A segunda idéia foi aplicar práticas comuns de medição para entender o escopo e as dimensões da arquitetura cósmica. Ao combinar essas duas idéias, Eratóstenes chegou à audaciosa idéia de que as mesmas técnicas desenvolvidas para construir casas e pontes, abrir estradas e campos e prever alagamentos e monções poderiam fornecer informações sobre as dimensões da Terra e de outros corpos celestes.

Eratóstenes começou presumindo que a Terra era aproximadamente redonda. Porque, apesar da crença generalizada em nossos dias de que Colombo decidiu provar que a Terra não era plana, muitos dos gregos antigos que haviam refletido cuidadosamente sobre o cosmo já haviam concluído que ela não só deveria ser redonda, mas também que deveria ser relativamente pequena se comparada ao restante do Universo. Entre esses sábios estava Aristóteles, que, no livro “Sobre os céus”, escrito um século antes de Eratóstenes, propôs vários argumentos diferentes, alguns lógicos, outros empíricos, para explicar por que a Terra deveria ser esférica. Aristóteles assinalou por exemplo que, durante os eclipses, a sombra da Terra na Lua é curva – algo que poderia ocorrer apenas se a Terra fosse redonda. Ele também notou que viajantes observam diferentes estrelas quando vão para o norte ou para o sul (o que seria improvável se a Terra fosse plana), que certas estrelas visíveis no Egito e em Chipre não podem ser vistas em terras ao norte, e que certas outras, sempre visíveis no norte, surgem e se põem no sul, como se fossem vistas a distância, a partir da superfície de um objeto redondo. “Isso indica não apenas que a massa da Terra é esférica em sua forma”, escreveu Aristóteles, “mas também que, comparada às estrelas, não é grande em tamanho.”

Mas o versátil pensador também ofereceu argumentos mais criativos. Pelos contos de viajantes estrangeiros e expedições militares, ele sabia que os elefantes eram encontrados tanto a leste (África) quanto a oeste (Ásia). Portanto, disse ele, essas terras estariam provavelmente unidas – uma dedução esperta, porém incorreta. Outros sábios gregos sugeriram argumentos adicionais para a forma esférica da Terra, inclusive a diferença no tempo do nascer ao pôr-do-sol em diferentes países e o modo como os navios desaparecem gradualmente no horizonte, do casco para cima.

Mas nada disso respondia à questão básica: que tamanho tem essa Terra redonda? Seria possível descobrir isso sem que os pesquisadores tivessem de viajar por toda a circunferência?

Até Eratóstenes, conhecíamos apenas estimativas do tamanho da Terra. A mais antiga é de Aristóteles, que escreveu: “os matemáticos que tentam calcular o tamanho da circunferência terrestre chegam ao resultado de 400 mil estádios”. Mas ele não revelou suas fontes nem explicou seu raciocínio. Também é impossível converter esse resultado em números modernos. Um estádio se referia ao comprimento de uma pista de corrida grega, que variava de cidade para cidade. Usando a estimativa aproximada de um estádio, os pesquisadores de hoje calcularam o resultado de Aristóteles em pouco mais de 64.372 quilômetros (o número real é mais ou menos 40 mil quilômetros). Arquimedes, que construiu modelos do cosmo nos quais os corpos celestes giravam um ao redor do outro, chegou a uma estimativa ligeiramente menor que Aristóteles: 300 mil estádios, ou pouco mais de 48 mil quilômetros. Mas ele também não deu qualquer pista a respeito de suas fontes ou de seu raciocínio.

Entra Eratóstenes. Contemporâneo de Arquimedes, porém mais jovem, Eratóstenes nasceu na África do Norte e foi educado em Atenas. Era um polímata, um especialista em várias áreas, desde crítica literária e poesia até geografia e matemática. Mas não o consideravam capaz de chegar ao primeiro lugar em nenhuma delas, o que levou seus companheiros a lhe dar o apelido sarcástico de “Beta”, a segunda letra do alfabeto grego, uma piada indicando que ele era sempre o segundo melhor. Apesar das brincadeiras, sua inteligência era tão renomada que, em meados do século III a.C., o rei do Egito o convidou para ser professor de seu filho, e depois o indicou para dirigir a famosa biblioteca de Alexandria. Essa foi a primeira e maior biblioteca de seu tipo, e havia sido estabelecida pelos Ptolomeu, soberanos do Egito, como parte da elevação de Alexandria ao posto de capital cultural do mundo grego. Essa biblioteca se tornou um ponto de encontro para os sábios do mundo inteiro. Em Alexandria, os bibliotecários conseguiram reunir uma enorme coleção de manuscritos sobre uma ampla variedade de temas que qualquer um com as credenciais necessárias poderia utilizar. (A biblioteca de Alexandria também foi a primeira de que se tem notícia a organizar os manuscritos por autor e em ordem alfabética.)

Eratóstenes escreveu dois livros de geografia que foram de particular importância no mundo antigo. “Geográfica”, um conjunto de três volumes, foi o primeiro a mapear o mundo usando paralelos (linhas paralelas ao equador) e meridianos (linhas longitudinais, que passam por ambos os pólos e por um determinado local). O seu “Medidas do mundo” continha a primeira descrição conhecida de um método para medir o comprimento da Terra. Infelizmente, as duas obras se perderam, e temos de reconstituir seu pensamento por meio de comentários de outros autores da Antigüidade que conheciam seu trabalho. Felizmente, estes eram muitos.

Eratóstenes partiu do raciocínio de que se a Terra fosse um corpo pequeno e esférico em um vasto universo, então os outros corpos, como o Sol, deveriam estar muito distantes – tão distantes que seus raios estariam essencialmente em paralelo, não importa onde atingissem a Terra. Também sabia que, à medida que o Sol sobe no céu, as sombras se tornam progressivamente menores – e sabia, por meio de relatos de viajantes, que no solstício de verão, na cidade de Siena (hoje Assuã), o Sol paira diretamente sobre a cidade, e as sombras desaparecem ao redor de objetos verticais, até mesmo colunas, mastros e até nos gnômons, os indicadores verticais ou ponteiros de relógios de Sol, cuja única função é projetar sombras. As sombras desapareciam até de dentro do poço da cidade quando a luz o banhava de modo uniforme, “como uma tampa que se encaixa exatamente em um buraco”, de acordo com uma fonte antiga. (Exagero um pouco: elas não desapareciam por completo, apenas se projetavam diretamente abaixo dos objetos, em vez de se projetarem para o lado, como em geral acontece.)

Além disso, Eratóstenes sabia que Alexandria ficava ao norte de Siena e mais ou menos no mesmo meridiano. E, graças aos pesquisadores que o faraó enviava para viajar pelo rio Nilo e mapear as terras todo ano depois das enchentes periódicas, Eratóstenes sabia que as duas cidades estavam separadas por cerca de cinco mil estádios (o número foi arredondado, então não podemos usar essa informação para estabelecer o equivalente preciso de um estádio em unidades de medida moderna).

Em termos atuais, Siena estava no trópico de Câncer, uma linha imaginária que corta o globo terrestre passando pelo norte do México, sul do Egito, da Índia e da China (ela aparece na maioria dos mapas). Todos esses pontos no trópico possuem uma mesma característica incomum: o Sol se posiciona diretamente acima deles apenas uma vez por ano, no dia mais longo do ano – 21 de junho, o solstício de verão (para o hemisfério norte). Aqueles que vivem ao norte do trópico de Câncer nunca vêem o Sol diretamente acima de suas cabeças, e ele sempre projeta uma sombra. Aqueles que vivem no hemisfério norte, porém ao sul do trópico de Câncer, vêem o Sol diretamente acima de suas cabeças duas vezes por ano, uma antes do solstício e outra depois, e o dia exato varia segundo o lugar.

A razão para isso tem a ver com a posição da Terra, cujo eixo é inclinado em relação ao Sol. Mas isso não preocupava Eratóstenes. O que importava para ele era que o Sol, quando estava diretamente acima de Siena, não estaria diretamente acima nem ao norte nem ao sul – até em Alexandria –, e um gnômon projetaria uma sombra nesses locais. O comprimento da sombra dependeria da grandeza da curvatura terrestre; se a curvatura fosse grande, a sombra em um lugar como Alexandria seria maior do que se a curvatura da Terra fosse pequena.

Graças ao seu conhecimento de geometria, Eratóstenes sabia o suficiente para criar um experimento inteligente que lhe diria o tamanho exato da curvatura e, portanto, da circunferência terrestre.

Para apreciar a beleza deste experimento não precisamos saber nada sobre o modo específico pelo qual Eratóstenes o realizou. Sorte nossa, pois não temos sequer sua descrição do que fez. Sabemos apenas do experimento por breves descrições deixadas por seus contemporâneos e sucessores, muitos dos quais evidentemente não entendiam todos os seus detalhes. Não precisamos saber nada sobre o percurso de sua investigação – o que especificamente motivara seu interesse por esse problema, quais foram seus primeiros passos, os retrocessos, se houve algum, como chegou à conclusão final, e para que outras direções essa conclusão apontava. Azar o nosso, pois isso pode dar a impressão de que a idéia lhe chegou como um raio em um céu azul, do nada, mas não é um obstáculo à nossa capacidade de entender o experimento. Também não precisamos nos engajar em saltos de lógica especulativa, seguir um raciocínio matemático complexo ou empregar argutas adivinhações empíricas baseadas em coisas como a demografia de elefantes. A beleza desse experimento está no modo como permite descobrir uma dimensão de proporções cósmicas medindo o comprimento de uma simples sombra.

Durante o solstício, quando o Sol está diretamente acima de Siena (A), as sombras desapareciam – elas se projetavam diretamente na direção do centro da Terra (linha AB). Enquanto isso, as sombras em Alexandria (E) também se projetavam na mesma direção (CD) porque os raios de Sol são paralelos; mas, como a Terra é curva, eles caíam com um pequeno ângulo, que chamaremos de x. Um ângulo estreito ou uma sombra curta significaria que a curvatura da Terra era relativamente plana e que sua circunferência era grande. Um ângulo largo ou uma sombra longa significariam uma curvatura pronunciada e uma pequena circunferência. Existiria uma forma de descobrir a circunferência apenas pelo comprimento de uma sombra? A geometria proporcionou esse meio.

De acordo com Euclides, são iguais os ângulos interiores de uma linha em interseção com duas linhas paralelas. Portanto, o ângulo (x) projetado pelas sombras em Alexandria é igual ao ângulo (y) criado pelos dois raios cujo vértice está no centro da Terra e que passa por Alexandria e Siena (BC e BA). Isso significa que a razão entre o comprimento do arco de um gnômon (FE) e o círculo completo ao redor do gnômon é a mesma que a razão entre a distância entre Siena e Alexandria (AE) e a circunferência da Terra. Quem medisse essa fração, percebeu Eratóstenes, poderia calcular a circunferência terrestre.

Embora Eratóstenes possa ter feito essa medição de várias maneiras, os historiadores da ciência têm bastante certeza de que ele a realizou usando um contador de horas, a versão grega de um relógio de Sol, pois o arco da sombra desse objeto seria perfeitamente definido. Um contador de horas, ou skaphe, consistia em uma tigela de bronze equipada com um gnômon, cuja sombra deslizava lentamente sobre as linhas de horas marcadas na superfície da tigela. Mas Eratóstenes empregou esse equipamento de uma nova forma. Ele não estava interessado na posição da sombra sobre as linhas de horas para medir a passagem do tempo, e sim no ângulo da sombra projetada pelo gnômon ao meio-dia no solstício de verão. Ele mediria a fração daquele ângulo em relação ao círculo completo (a prática de medir o ângulo em graus obtidos pela divisão do círculo em 360 partes iguais só se tornaria comum mais de um século depois). Ou, no que termina sendo a mesma coisa, ele pode ter medido a razão do comprimento do arco projetado pelo gnômon na tigela para a circunferência completa da tigela.

Naquele dia, às 12 horas, Eratóstenes teve a certeza de que o ângulo da sombra era 1/50 de um círculo completo (nós diríamos que tinha 2,2 graus). A distância entre Alexandria e Siena era, portanto, um qüinquagésimo da distância através de todo o meridiano. Multiplicando cinco mil estádios por 50, ele chegou a 250 mil estádios como a circunferência da Terra; mais tarde, ajustou esse número para 252 mil estádios (ambas as medidas equivalem a pouco mais de 40 mil quilômetros). O motivo desse ajuste não é claro, mas provavelmente tem a ver com seu desejo de simplificar o cálculo de distâncias geográficas. Pois Eratóstenes tinha o hábito de dividir círculos em 60 partes, e uma circunferência de 252 mil estádios forma um número inteiro de 4.200 estádios para cada uma das 60 partes do círculo. Mas tanto faz usarmos 250 mil ou 252 mil estádios, e, seja qual for a medida empregada para converter estádios em unidades modernas de distância, sua estimativa estará sempre a poucos por cento do número aceito hoje, de 40 mil quilômetros.

A representação que Eratóstenes fazia do cosmo foi vital para o sucesso de seu experimento. Sem essa representação particular, a medida da sombra não daria a circunferência terrestre. Por exemplo, um antigo texto cartográfico chinês, o Huainanzi, ou “Livro do Mestre de Huaianan”, observa que gnômons da mesma altura, mas em diferentes distâncias (ao norte ou ao sul) um do outro, projetam sombras de comprimentos diferentes no mesmo momento. Partindo do princípio de que a Terra era plana, o autor atribuiu essa diferença ao fato de que o gnômon que projetava a sombra mais curva estava mais diretamente abaixo do Sol, e sugeria que essa diferença no comprimento das sombras podia ser usada para calcular a altura do céu!

As informações e medidas de Eratóstenes eram aproximações. Ele provavelmente sabia que Siena não estava precisamente no trópico de Câncer nem se situava exatamente ao sul de Alexandria. A distância entre as duas cidades não é exatamente de cinco mil estádios. E como o Sol não é um ponto de luz, mas um pequeno disco (de aproximadamente meio grau de largura), a luz de um lado do disco não atinge o gnômon no mesmo ângulo que a luz do outro lado, borrando ligeiramente a sombra.

Mas com a tecnologia que Eratóstenes tinha à sua disposição, o experimento foi bem-sucedido o bastante. Seu resultado de 252 mil estádios foi aceito, por centenas de anos, pelos gregos antigos como um valor confiável para a circunferência da Terra. No século I d.C. o autor romano Plínio aclamou Eratóstenes como uma “grande autoridade” a respeito da circunferência da Terra, reputou seu experimento como “audacioso”, seu raciocínio como “sutil” e seu resultado como “universalmente aceito”. Cerca de um século depois de Eratóstenes, outro sábio grego tentou usar a diferença entre o ângulo do qual a estrela brilhante Canopus era visível em Alexandria e o ângulo da mesma estrela vista em Rodes (onde, dizia-se, a estrela repousava exatamente no horizonte) para medir a circunferência da Terra, mas o resultado não foi muito confiável. Mesmo um milênio depois, os astrônomos árabes foram incapazes de aprimorar o seu trabalho, embora tenham usado métodos tais como medir o horizonte visto do topo de uma montanha de altura conhecida e calcular a distância de uma estrela em relação ao horizonte de dois lugares diferentes, simultaneamente. O cálculo de Eratóstenes não foi aprimorado até os tempos modernos, quando se tornaram possíveis medidas muito mais exatas das posições dos corpos celestes.

Esse experimento transformou a geografia e a astronomia. Primeiro, permitiu a qualquer geógrafo estabelecer a distância entre dois lugares quaisquer cuja latitude seja conhecida – entre Atenas e Cartago, por exemplo, ou entre Cartago e a foz do Nilo. Permitiu a Eratóstenes descobrir o tamanho e a posição do mundo habitado conhecido. E proporcionou aos sucessores um parâmetro para tentar determinar outras dimensões cósmicas como as distâncias da Lua, do Sol e das estrelas. Em resumo, o experimento de Eratóstenes transformou a visão que os seres humanos tinham da Terra, da posição da Terra no Universo (ou pelo menos no sistema solar), e do papel da humanidade nisso tudo.

O experimento de Eratóstenes, como todo tipo de procedimento é abstrato, no sentido de que não depende de nenhum modo específico de percepção e pode ser realizado de várias formas. Seus ingredientes são simples e familiares: uma sombra, um instrumento de medida, geometria de ginásio. Não precisamos estar em Alexandria para usar o skaphe; nem precisamos fazê-lo durante o solstício. Centenas de escolas de todo o mundo têm o experimento de Eratóstenes em sua grade curricular. Algumas usam as sombras projetadas por relógios de Sol improvisados, outras usam mastros ou torres. Freqüentemente essas réplicas são feitas em colaboração com outras escolas, via e-mail, usando uma página de geografia da Internet para determinar latitudes e longitudes e o MapQuest para determinar a distância. Réplicas do experimento de Eratóstenes não são como réplicas, digamos, da Batalha de Gettysburg feitas por entusiastas da Guerra Civil dos Estados Unidos, nas quais o objetivo é a precisão histórica ou pelo menos uma simulação interessante. Os estudantes não copiam ou simulam o experimento – eles o executam, como pela primeira vez, e o resultado fica bem visível diante de seus olhos, tão diretamente que não deixa margem a qualquer dúvida.

O experimento de Eratóstenes também ilustra com expressividade a natureza da própria experimentação. Como podem os cientistas saber algo como a circunferência da Terra sem medi-la fisicamente? Nós não somos incapazes, nem precisamos depender de métodos rudimentares como fitas métricas com dezenas de milhares de quilômetros de comprimento. Um procedimento preparado de forma inteligente, usando os objetos certos, pode induzir até mesmo coisas efêmeras e fluidas como as sombras a mostrar-nos as dimensões fixas e imutáveis do céu. O experimento mostra o modo como podemos estabelecer a forma a partir do caos, ou até mesmo de sombras, usando dispositivos de nossa própria criação.

A beleza do experimento de Eratóstenes vem de sua incrível amplitude. Alguns experimentos dão ordem ao caos pela forma como analisam, isolam e dissecam algo à nossa frente. Esse experimento dirige a nossa atenção para a direção oposta, medindo a grandeza em pequenas coisas. Ele expande a nossa percepção, oferecendo-nos novos modos de enfrentar uma pergunta aparentemente simples: “O que são as sombras, e como se formam?” Faz com que percebamos que a dimensão dessa sombra particular e efêmera está conectada com o fato de a Terra ser redonda, com o tamanho e a distância do Sol, com as posições constantemente mutáveis desses dois corpos, e com todas as outras sombras no planeta. A vasta distância que o Sol está de nós, a progressão cíclica do tempo e a forma arredondada da Terra adquirem uma presença quase palpável nesse experimento. Ele, então, afeta a qualidade da experiência que temos do mundo.

Experimentos nas ciências físicas tendem a ser vistos como impessoais, parecendo minimizar a importância da humanidade no Universo. Imagina-se que a ciência remova a humanidade de sua posição privilegiada – e muitos compensam essa perda imaginária ao se engajar em pensamentos mágicos, fantasiando que o Sol, os planetas e as estrelas têm uma ligação mística com seus destinos. Mas o experimento aparentemente abstrato de Eratóstenes nos humaniza de um modo mais genuíno ao dar-nos uma sensação mais realística de quem somos e de onde estamos. Enquanto quase tudo ao nosso redor celebra a grandeza, o imediatismo e a dominação, este experimento cria uma valorização do poder explicativo do pequeno, do temporal e da forma pela qual coisas de todas as dimensões estão intimamente conectadas.

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