História da Física

A história da física, ao mesmo tempo que incorpora elementos da matemática fina e astronomia praticada pelos babilônios, índios, egípcios e zoroastrianos, permaneceu largamente incorporada no reino sobrenatural dos deuses.

Não foi até a abordagem metodológica e teórica dos gregos antigos que a física em sua forma moderna apareceu, baseada em matemática e primeiros princípios em vez de superstição.

Escolher a história da física antiga pode ser difícil, principalmente porque é extremamente difícil separá-la de outros campos, como astronomia, matemática e alquimia. A ciência ainda tinha que se dividir em disciplinas reconhecíveis ou mesmo se separar completamente da teologia e da filosofia, de modo que havia uma certa sobreposição na história da física nesse estágio formativo.

A História da Física – A Criança da Matemática e da Filosofia

A civilização grega, por padrões históricos, era excepcionalmente estável, apesar das disputas entre as cidades-estado de Atenas, Esparta e Tebas, entre outras. Esta estabilidade e riqueza permitiram que as artes e a filosofia prosperassem, com poetas homéricos e talentosos dramaturgos compartilhando a esfera intelectual com alguns dos maiores filósofos que o mundo já conheceu.

Da matemática teórica, a astronomia precisa e a filosofia sofisticada surgiram na física antiga, uma tentativa de explicar o mundo e descobrir as leis que governavam o universo. Os gregos antigos acreditavam que o universo era harmonioso, perfeito e governado por leis e equações elegantes, conforme estabelecido por matemáticos como Pitágoras e Euclides.

A História da Física – Antes de Aristóteles: Atomismo e Leis Naturais

Thales foi o primeiro físico e suas teorias realmente deram a disciplina seu nome. Ele acreditava que o mundo, apesar de formado de muitos materiais, era realmente construído de um único elemento, a água, chamada Physis no grego antigo. A interação da água entre as fases de sólido, líquido e gás deu aos materiais propriedades diferentes. Esta foi a primeira explicação para tirar fenômenos naturais do domínio da providência divina e no domínio das leis e explicações naturais.

Anaximander, mais famoso por sua teoria proto-evolutiva, contestou as ideias de Thales e propôs que em vez de água, uma substância chamada ápeiron era o elemento constitutivo de toda a matéria. Com a ajuda da retrospectiva moderna, podemos dizer que este foi outro adivinho perspicaz de Anaximandro e muito parecido com a ideia de que o hidrogênio é o bloco de construção de toda a matéria no nosso universo.

Heráclito (cerca de 500 a.C) propôs que a única lei básica que governa o universo era o principal da mudança e que nada permanece no mesmo estado indefinidamente. Esta observação tornou-o um dos primeiros estudiosos da física antiga a abordar o papel do tempo no universo, um dos conceitos mais importantes, mesmo na história moderna da física.

Um dos primeiros físicos antigos renomados foi Leucippus (5º século aC), que se opôs categoricamente à ideia de intervenção divina direta no universo. Este filósofo, em vez disso, propôs que os fenômenos naturais tivessem uma causa natural. Leucippus e seu estudante, Democritus, desenvolveram a primeira teoria atômica, argumentando que a matéria não poderia ser dividida indefinidamente e que, eventualmente, você chegaria a peças individuais que não podiam ser cortadas.

Estes são chamados de átomos, de a-tom (não cortado). No entanto, este marco particular na história da física seria esquecido até quase dois milênios mais tarde. Essa teoria também levou os atomistas a propor que esses átomos fossem governados por leis rigorosas, em vez de providências divinas. Essa remoção do livre arbítrio e até mesmo a alma da física antiga era uma visão que fazia esses filósofos detestados por Platão.

A História da Física – Erros de Aristóteles

Curiosamente, enquanto Aristóteles é considerado o pai da ciência, e certamente contribuiu para a história da ciência com sua metodologia e empirismo, ele realmente impediu o progresso da física por muitos milênios. Ele cometeu o erro fatal de assumir que a teoria matemática e o mundo natural não se sobrepunham, um sinal de sua superação sobre o empirismo. Aristóteles tentou explicar ideias como o movimento e a gravidade com sua teoria dos elementos, uma adição à física antiga que também se espalhou pela alquimia e medicina.

Aristóteles acreditava firmemente que toda a matéria era composta de uma combinação de cinco elementos, terra, ar, fogo, água e éter invisível. Ele adiantou isso, sugerindo que o reino da Terra estava rodeado de ar, seguido pelo domínio do fogo e do éter. Cada elemento naturalmente tentou retornar ao seu próprio reino, então uma pedra caiu sobre a terra porque estava tentando retornar ao seu próprio elemento. As chamas se elevaram porque queriam voltar ao reino do fogo todo envolvente enquanto a fumaça, uma combinação de ar e fogo, também se elevava em direção ao céu. A água fluiu para baixo porque o reino da água estava abaixo do reino da terra.

Esta ideia, dos reinos existentes em círculos concêntricos bem definidos, com um éter que circunda todos, dominou durante séculos, moldando a ciência européia até a chegada de mentes como Galileu e Newton. Até então, a contribuição de Aristóteles para a física antiga continuou a desviar os estudiosos.

A História da Física – Eureka e as Estrelas

Arquimedes é mais conhecido por seu momento eureka, descobrindo os princípios da densidade e da flutuabilidade enquanto desfruta de um banho, mas suas contribuições para a história da física eram muito mais profundas. Sua física antiga estava intimamente ligada ao seu presente de invenção, pois ele usava princípios matemáticos e teóricos para criar dispositivos que ainda são comuns hoje.

Arquimedes calculou a matemática subjacente da alavanca e também desenvolveu sistemas elaborados de polias para mover objetos grandes com um mínimo de esforço. Enquanto ele não inventou esses dispositivos antigos, ele melhorou sobre eles e estabeleceu princípios que permitiram a construção de máquinas sofisticadas. Ele também desenvolveu os princípios de estados de equilíbrio e centros de gravidade, ideias que influenciariam os estudiosos islâmicos, Galileu e Newton.

Finalmente, seu parafuso de Arquimedes para mover líquidos sustenta a hidroengenharia moderna e suas máquinas de guerra ajudaram a conter os exércitos de Roma na primeira Guerra Púnica. Arquimedes separou os argumentos de Aristóteles e sua metafísica, ressaltando que era impossível separar a matemática e a natureza, e provou isso convertendo as teorias matemáticas em invenções práticas.

Hiparco (190 a 120 a.C)  empolgou a divisão entre a astronomia e a física antiga, usando técnicas geométricas sofisticadas para mapear o movimento das estrelas e dos planetas, mesmo prevendo os tempos em que os eclipses solares iriam acontecer. Para isso, ele adicionou cálculos da distância do sol e da lua da Terra, com base em suas melhorias aos instrumentos observacionais usados ​​naquela época.

A sofisticação de Hiparcofo provavelmente foi construída sobre a matemática detalhada e observações dos babilônios e ele escreveu muitos livros elucidando suas ideias. Infelizmente, todos, exceto alguns fragmentos dispersos, estão perdidos para os estragos do tempo.

A História da Física – Ptolomeu e a Ascensão do Oriente

O último, e um dos mais famosos dos físicos antigos, era Ptolomeu. Este físico e astrônomo foi uma das principais mentes durante o tempo do Império Romano. Ele escreveu muitos tratados e livros contendo o trabalho de mentes gregas anteriores, incluindo Hiparco, e também calculou alguns cálculos sofisticados para traçar o movimento dos céus.

Seu trabalho na física antiga se espalhou pelo mundo conhecido e foi o principal canal através do qual o conhecimento dos gregos passou para os grandes estudiosos islâmicos do período medieval.

Certamente, a contribuição dos antigos gregos orientou o curso da história da física, refinando a matemática que sustenta o universo e iniciando a separação da teologia e da ciência. O conhecimento sobre a física antiga logo seria esquecido na Europa à medida que o estudo da física passasse para as Casas Islâmicas da Sabedoria e as grandes mentes da China e da Índia.

Portal São Francisco