Os Cientistas - Isaac Newton

Sir Isaac Newton (Woolsthorpe, 4 de janeiro de 1643 — Londres, 31 de março de 1727) foi um cientista inglês, mais reconhecido como Físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista, filósofo natural e teólogo. Sua obra, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, é considerada uma das mais influentes em História da ciência. Publicada em 1687, esta obra descreve a lei da gravitação universal e as três leis de Newton, que fundamentaram a Mecânica Clássica.

Ao demonstrar a consistência que havia entre o sistema por si idealizado e as leis de Kepler do movimento dos planetas, foi o primeiro a demonstrar que o movimento de objetos, tanto na Terra como em outros corpos celestes, são governados pelo mesmo conjunto de leis naturais. O poder unificador e profético de suas leis era centrado na revolução científica, no avanço do heliocentrismo e na difundida noção de que a investigação racional pode revelar o funcionamento mais intrínseco da natureza.

Em uma pesquisa promovida pela renomada instituição Royal Society, Newton foi considerado o cientista que causou maior impacto na história da ciência. De personalidade sóbria, fechada e solitária, para ele, a função da ciência era descobrir leis universais e enunciá-las de forma precisa e racional.

Primeiros anos

Newton nasceu em Woolsthorpe, poucas semanas depois da morte do seu pai, provavelmente em dezembro de 1642. Sua mãe, Hannah Ayscough Newton, passou, então, a administrar a propriedade rural da família. A situação financeira era estável, e a fazenda garantia um bom rendimento. Ainda bebê, foi levado para Woolsthorpe, onde foi criado por seus avós, já que sua mãe havia casado-se novamente com um pastor, de nome Barnabas Smith. Tudo leva a crer que o jovem Isaac Newton teve uma infância muito triste e bastante solitária, pois laços afetivos entre ele e seus tios, primos, irmãos e até mesmo os avós não são encontrados como algo verdadeiro. Um ser de personalidade fechada, introspectiva e de temperamento difícil: assim era Newton, que, embora vivesse em uma época em que a tradição dizia que os homens cuidariam dos negócios de toda a família, nunca demonstrou habilidade ou interesse para esses tipos de trabalho. Por outro lado, pensa-se que ele passava horas e horas sozinho, observando as coisas e construindo objetos. Parece que o único romance de que se tem notícia na vida de Newton tenha ocorrido com uma certa senhorita Storer, embora isso não seja comprovado.

Newton e os primeiros passos na escola

Especula-se que Newton estudou latim, grego e a Bóblia. Alguns sites destacam a idéia de que era um aluno bem mediano, até que uma cena de sua vida mudou isso: uma briga com um colega de escola fez com que Newton decidisse ser o melhor aluno de classe e de todo o prédio escolar.

Universidade e resumo das suas realizações

Newton estudou no Trinity College de Cambridge, tendo-se graduado em 1665. Um dos principais precursores do Iluminismo, seu trabalho científico sofreu forte influência de seu professor e orientador Barrow (desde 1663), e de Schooten, Viète, John Wallis, Descartes, dos trabalhos de Fermat sobre retas tangentes a curvas; de Cavalieri, das concepções de Galileu Galilei e Johannes Kepler.

Em 1663, formulou o teorema hoje conhecido como Binômio de Newton. Fez suas primeiras hipóteses sobre gravitação universal e escreveu sobre séries infinitas e o que chamou de teoria das fluxões (1665), o embrião do Cálculo Diferencial e Integral. Por causa dapeste negra, o Trinity College foi fechado em 1666 e o cientista foi para casa de sua mãe em Woolsthorpe. Foi neste ano de retiro que construiu quatro de suas principais descobertas: o Teorema Binomial, o cálculo, a Lei da Gravitação Universal e a natureza das cores. Construiu o primeiro telescópio de reflexão em 1668, e foi quem primeiro observou o espectro visível que se pode obter pela decomposição da luz solar ao incidir sobre uma das faces de um prisma triangular transparente (ou outro meio de refração ou de difração), atravessando-o e projetando-se sobre um meio ou um anteparo branco, fenômeno este conhecido como Dispersão Luminosa. Optou, então, pela teoria corpuscular de propagação da luz, enunciando-a em (1675) e contrariando a teoria ondulatória de Huygens.

Tornou-se professor de matemática em Cambridge (1669) e entrou para a Royal Society (1672). Sua principal obra foi a publicação Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios matemáticos da filosofia natural - 1687), em três volumes, na qual enunciou a lei da gravitação (Vol. 3), generalizando e ampliando as constatações de Kepler, e resumiu suas descobertas, principalmente o cálculo. Essa obra tratou essencialmente sobre física, astronomia e mecânica (leis dos movimentos, movimentos de corpos em meios resistentes, vibrações isotérmicas, velocidade do som, densidade do ar, queda dos corpos na atmosfera, pressão atmosférica, etc).

De 1687 a 1690 foi membro do Parlamento Britânico, em representação da Universidade de Cambridge. Em 1696 foi nomeado Warden of the Mint e em 1701 Master of the Mint, dois cargos burocráticos da casa da moeda britânica. Foi eleito sócio estrangeiro da Académie des Sciences em 1699 e tornou-se presidente da Royal Society em 1703. Publicou, em Cambridge, Arithmetica universalis (1707), uma espécie de livro-texto sobre identidades matemáticas, análise e geometria, possivelmente escrito muitos anos antes (talvez em 1673).

Ótica

Réplica do telescópio newtoniano

Entre 1670 e 1672 trabalhou intensamente em problemas relacionados com a ótica e a natureza da luz. Newton demonstrou, de forma clara e precisa, que a luz branca é formada por uma banda de cores (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta) que podiam separar-se por meio de um prisma. Como resultado de muito estudo, concluiu que qualquer telescópio "refrator" sofreria de uma aberração hoje denominada "aberração cromática", que consiste na dispersão da luz em diferentes cores ao atravessar uma lente. Para evitar esse problema, Newton construiu um "telescópio refletor" (conhecido como telescópio newtoniano). Isaac Newton acreditava que existiam outros tipos de forças entre partículas, conforme diz na obra Principia. Essas partículas, capazes de agir à distância, agiam de maneira análoga à força gravitacional entre os corpos celestes. Em 1704, Isaac Newton escreveu a sua obra mais importante sobre a óptica, chamada Opticks, na qual expõe suas teorias anteriores e a natureza corpuscular da luz, assim como um estudo detalhado sobre fenômenos como refração, reflexão e dispersão da luz.

Lei da gravitação universal

Com uma lei formulada de maneira simples, Newton explicou os fenômenos físicos mais importantes do universo. A lei da gravitação universal, descoberta por Isaac Newton, tem a seguinte expressão matemática:

onde:

F - é a força, medida em N;

G - é Constante gravitacional universal, uma constante que determina a intensidade da força, G = 6,67.10 ^{− 11}Nm² / Kg²; m ₁ e m₂ são as massas dos corpos que se atraem entre si, medida em Kg; e

R - é a distância entre os dois corpos, medida em m;

sendo o vetor unitário que indica a direção do movimento. A Constante gravitacional universal foi medida anos mais tarde por Henry Cavendish. A descoberta da lei da gravitação universal se deu em 1685 como resultado de uma série de estudos e trabalhos iniciados muito antes. Em 1679, Robert Hooke comunicou-se, por meio de cartas com Newton e os assuntos eram sempre científicos.

A queda da maçã e a dúvida de Newton

A história mais popular é a da maçã de Newton. Se por um lado essa história seja mito, o fato é que dela surgiu uma grande oportunidade para se investigar mais sobre a Gravitação Universal. Essa história envolve muito humor e reflexão. Muitas charges sugerem que a maçã bateu realmente na cabeça de Newton, quando este se encontrava num jardim, sentado embaixo de uma macieira, e que seu impacto fez com que, de algum modo, ele ficasse ciente da força da gravidade, como se perguntasse: "por que em vez da maçã flutuar, ela caiu?". A pergunta não era se a gravidade existia, mas se se estenderia tão longe da Terra que poderia também ser a força que prende a Lua à sua órbita. Newton mostrou que se a força diminuísse com o quadrado inverso da distância, poderia então calcular corretamente o período orbital da Lua. Ele supôs ainda que a mesma força seria responsável pelo movimento orbital de outros corpos, criando assim o conceito de “gravitação universal”. O escritor contemporâneo William Stukeley e o poeta Voltaire foram duas personalidades que citaram a tal maçã de Newton em alguns de seus textos.

As três Leis de Newton (Dinâmica)

A primeira lei e a segunda lei de Newton, escritas em latim, na edição original, de 1687.

Isaac Newton publicou estas leis em 1687, no seu trabalho de três volumes intitulado Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. As leis explicavam vários comportamentos relativos ao movimento de objetos físicos e foi um extenso trabalho no qual ele dedicou-se. A forma original na qual as leis foram escritas é a seguinte:

• Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

(Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele.)

• Lex II: Mutationem motis proportionalem esse vi motrici impressae, etfieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

(A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é imprimida.)

• Lex III: Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem: sine corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi. (A toda ação há sempre oposta uma reação igual, ou, as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes opostas.)

Visão religiosa

Sepultura do Newton na abadia de Westminster.

O formulador da Lei da gravitação universal teve uma aproximação com um clérigo, o seu próprio padrasto Barnabas Smith, que possuía bacharelado em Oxford. Newton possuía uma extensa biblioteca de teologia e filosofia a seu dispor, incluíam desde estudos de línguas até todos os tipos de literatura clássica e bíblica, isto deve ter vitalizado seu espírito para inspiradoras abstrações. Adquirido uma grande fama como cientista, Newton foi influenciado pela política e acabou não se ordenando clérigo, entretanto permaneceu fiel à sua crença no Universo, embora tenha comportado-se como um bom cristão anglicano e atendendo serviços na capela do Trinity Colege e, mais tarde, em Londres. Iniciou uma série de correspondências com o filósofo John Locke. Entre suas obras teológicas, destacam-se An Historical Account of Two Notable Corruption of Scriptures, Chronology of Ancient Kingdoms Atended e Observations upon the Prophecies. Algumas das coisas que ele acreditava, era o tempo, sempre igual para todos os instantes e os seis mil anos de existência que a Bíblia dá à Terra. E considerava que a Mecânica celeste era governada pela gravitação universal e, principalmente, por Deus que, segundo uma frase do próprio cientista em questão: "A maravilhosa disposição e harmonia do universo só pode ter tido origem segundo o plano de um Ser que tudo sabe e tudo pode. Isto fica sendo a minha última e mais elevada descoberta."

Pontos de vista do fim do mundo

Em um manuscrito que ele escreveu em 1704 no qual ele descreve sua tentativa de extrair informações científicas a partir da Bíblia, ele estima que o mundo não iria terminar antes de 2060.

Em Escatologia Sir Isaac Newton investiga uma parte da teologia e da filosofia preocupado com o que se acredita ser o último acontecimentos na história do mundo, ou o derradeiro destino da humanidade, vulgarmente designado o fim do mundo.

Contudo Newton escreveu muitas obras que passaria a ser classificada como estudos ocultos. Estas obras exploraram oocultismo, a cronologia, alquimia, e escritos Bíblicos propondo-lhes interpretações especialmente do Apocalipse.

Os últimos anos de vida

Estátua em sua homenagem no Trinity College.

Newton foi respeitado como nenhum outro cientista e sua obra marcou efetivamente uma revolução científica.

Seus estudos foram como chaves que abriram portas e mais portas para diversas áreas que hoje possuímos acesso com mais facilidade do que séculos atrás.

Newton, em seus últimos dias, passou por diversos problemas renais que culminaram com sua morte. No lado mais pessoal, muitos biógrafos afirmam que ele havia morrido virgem.

Na noite de 20 de março de 1727 (Calendário juliano) faleceu. Fora enterrado junto a outros célebres homens da Inglaterra na Abadia de Westminster.

Seu epitáfio foi escrito pelo poeta Alexander Pope:

"Nature and nature's laws lay hid in night; God said 'Let Newton be' and all was light" (A natureza e as leis da natureza estavam imersas em trevas; Deus disse "Haja Newton" e tudo se iluminou).

A causa provável de sua morte foram complicações relacionadas ao cálculo renal que o afligiu em seus últimos anos de vida.

O apocalipse segundo Newton

Newton provavelmente fazia muitas anotações e possuía muitos manuscritos. Em 2007, a Biblioteca Nacional de Israel divulgou três manuscritos atribuídos a Isaac Newton nos quais ele calcula a data aproximada do apocalipse:

Nestes manuscritos estão as duas passagens abaixo:

"(…)Em um dos manuscritos, datado do começo do século XVIII, Newton, por meio dos textos bíblicos do Livro de Daniel, chega à conclusão de que o mundo deve acabar por volta do ano de 2060. 'Ele pode acabar além desta data, mas não há razão para acabar antes'

(…)

Em outro documento, o cientista interpreta as profecias bíblicas que contam sobre o retorno dos judeus à Terra Prometida antes do final do mundo. Segundo ele, se verá 'a ruína das nações más, o fim do choro e de todos os problemas, e o retorno dos judeus ao seu próspero reino.

(…)"

Obras publicadas

• Method of Fluxions (1671)
• Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687)
  
• Opticks (1704)
• Arithmetica Universalis (1707)

Também escreveu sobre os ramos da química, da alquimia, da cronologia e da teologia. Também sobre escoamento em canais, velocidade de ondas superficiais e o deslocamento do som no ar.

Fonte: Wikipédia - a enciclopédia