A História da Ciência para Quem Tem Pressa

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NICOLA CHALTON & MEREDITH MacARDLE

NICOLA CHALTON & MEREDITH MacARDLE

NICOLA CHALTON escreveu e editou não ficção, entre as quais uma série de livros sobre a história da ciência e da filosofia. É proprietária de uma pequena editora em North Yorkshire, a qual administra em parceria com a sócia.

2.500 ANOS DE DESCOBERTAS — OS FEITOS DOS GRANDES CIENTISTAS, DESDE OS TEMPOS ANTIGOS ATÉ A ERA MODERNA.

**** ESTRELANDO: Aryabatha, antigo matemático e astrônomo heliocentrista hindu que registrou em versos conceitos de trigonometria. Abraão Zacuto, rabino do século XV que previu um eclipse lunar do qual Cristóvão Colombo tirou proveito no Novo Mundo para salvar a própria vida. Werner Heisenberg, físico teórico brilhante que por pouco não obteve o título de doutor por não saber explicar o funcionamento de uma simples bateria.

MEREDITH MacARDLE é escritora e editora residente em Londres.

Alexander Fleming, cientista que descobriu, por acaso, a penicilina.

978-85-5889-047-2

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A HISTÓRIA DA CIÊNCIA PARA QUEM TEM PRESSA

diversas obras de teor histórico e de

DE GALILEU A STEPHEN HAWKING EM 200 PÁGINAS!

Desde os tempos antigos, homens e mulheres de brilhante intelecto tentam entender o universo observando muito além da capacidade de ver ou mesmo tocar — de minúsculos átomos às mais distantes estrelas. A História da Ciência para Quem Tem Pressa é um guia essencial para o leitor que deseja conhecer os resultados de milhares de anos de atividades e esforços na área da ciência. É uma obra que resume, em ordem cronológica, as principais descobertas dos mais fecundos pensadores, entre os quais podemos citar Aristóteles, Arquimedes, Lavoisier, Fibonacci, Darwin, Da Vinci, Curie, Turing, Edison, Euclides, Newton, Einstein, Pasteur, Kepler, Copérnico e Hipócrates. O livro destaca também, em sintéticas biografias, a vida e os trabalhos dos cientistas que mais influenciaram nosso planeta. Nele, o leitor saberá, entre muitas outras coisas superinteressantes, que Ptolomeu teve que corrigir certo aspecto de suas convicções para se harmonizar com suas teorias; que Freud usava cocaína em suas sessões de atendimento psicoterápico para “expandir” a própria mente; e que Tim Berners-Lee, o inventor da WWW, foi proibido de usar os computadores da sua universidade depois que descobriram que ele estava hackeando o sistema. Também com o objetivo de demonstrar que a curiosidade humana não tem limites, esta obra apresenta os experimentos que ousaram contestar “verdades” consagradas e cujas teorias mudaram a nossa forma de ver o mundo. Para sempre.

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Para Felix, que deseja ser cientista um dia. *** Copyright © 2015 by Basement Press título original The Great Scientists in Bite-Sized Chunks capa Sérgio Campante revisão técnica Carlos Nehab diagramação Kátia Regina Silva | Babilonia Cultura Editorial

Impresso no Brasil Printed in Brazil 2017 cip-brasil. catalogação na publicação sindicato nacional dos editores de livros, rj DC426h Chalton, Nicola A história da ciência para quem tem pressa / Nicola Chalton, Meredith MacArdle; tradução Milton Chaves. – 1. ed. – Rio de Janeiro: Valentina, 2017. 200p. il. ; 21 cm. Tradução de: The great scientists in bite-sized chunks ISBN 978-85-5889-047-2 1. Ciências – História. 2. Ciências – Aspectos sociais. 3. Invenções – História. I. MacArdle, Meredith. II. Chaves, Milton. III. Título. 17-42042

cdd: 509 cdu: 50(091)

Todos os livros da Editora Valentina estão em conformidade com o novo Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa.

Todos os direitos desta edição reservados à Editora Valentina Rua Santa Clara 50/1107 – Copacabana Rio de Janeiro – 22041-012 Tel/Fax: (21) 3208-8777 www.editoravalentina.com.br

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SUMÁRIO

Introdução   9 CAPÍTULO UM  Astronomia e Cosmologia: Uma Visão Científica do Universo  11 Os Primeiros Mapas Estelares: Gan De   12   A Visão Geocêntrica do Cosmo: Aristóteles   13   A Precessão dos Equinócios: Hiparco   16   Um Cosmo Matemático: Ptolomeu   18   Registros Astronômicos no Mundo Árabe: al-Battani   20   Navegação com Base na Estrela Polar: Shen Kuo   21   Tabelas Astronômicas Árabes e Astrolábios: Azarquiel  23   Astronavegação e a Era da Exploração: Abraão Zacuto  24   Resolvendo o Problema da Longitude: John Harrison  26   Nasce a Moderna Astronomia: Nicolau Copérnico  28   Defendendo o Heliocentrismo: Johannes Kepler   30   O Telescópio que Revolucionou a Astronomia: Galileu Galilei   33   Os Anéis de Saturno: Christiaan Huygens e Giovanni Cassini   35   O Cimento do Universo: Isaac Newton e Albert Einstein   36   O Big Bang e a Origem do Universo: Georges Lemaître e Edwin Hubble  37   Supernovas, Estrelas de Nêutrons e Matéria Escura: Fritz Zwicky   40   As Anãs Brancas e os Buracos Negros: Chandra  42   Pulsares, Quasares e Homenzinhos Verdes: Susan Jocelyn Bell  43  Singularidades: Stephen Hawking  45 CAPÍTULO DOIS  Matemática: A Ciência dos Números  47 Os Elementos de Geometria: Euclides   47   A Matemática das Máquinas: Arquimedes  48   O Valor de Pi em Sete Lugares Diferentes: Zhang Heng e Tsu Ch’ung Chih   50   Tabelas de Senos: Aryabhata   52  O Ponto Decimal Chega à Europa: Fibonacci   53   Coordenadas Cartesianas: René Descartes  55   A Teoria dos Números: Pierre de Fermat   57  Geometria Projetiva e Teoria das Probabilidades: Blaise Pascal   58  Números Binários: Gottfried Wilhelm von Leibniz   60   Cálculo: Sir Isaac Newton   61

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Teorema Fundamental da Álgebra: Carl Friedrich Gauss   63  O Problema dos Três Corpos e a Teoria do Caos: Henri Poincaré   65  Inteligência Artificial: Alan Turing   66   Solucionando o Último Teorema de Fermat: Andrew Wiles   67   WWW — A Rede Mundial de Computadores: Tim Berners-Lee  69 CAPÍTULO TRÊS  Física: Do que as Coisas São Feitas  71 As Primeiras Teorias dos Elementos e das Partículas: Tales e Aristóteles  72   A Mecânica Newtoniana: Sir Isaac Newton   72   Os Relâmpagos sob Controle: Benjamin Franklin   74   Pernas de Rãs e a Pilha Elétrica: Alessandro Volta   75   Átomos, Moléculas e Elétrons: Amedeo Avogadro e J. J. Thomson   76  Magnetismo: Carl Friedrich Gauss   78   Indução Eletromagnética: Michael Faraday   79   Radiação Eletromagnética: James Clerk Maxwell   80   Ondas de Rádio: Heinrich Hertz   81  Raios X: Wilhelm Röntgen  82  A Teoria dos Quanta: Max Planck   83   Radioatividade: Marie Curie   84  O Ano Relativamente Milagroso: Albert Einstein   86   Micro-ondas e a Fisiologia Vegetal: Jagadis Chandra Bose   87   Nasce a Física Nuclear: Ernest Rutherford e Niels Bohr   89   Estatística de Bose-Einstein: Satyendra Nath Bose  91   Mecânica Matricial e o Princípio da Incerteza: Werner Heisenberg  92   A Mecânica Ondulatória e o Gato de Schrödinger: Erwin Schrödinger  94   A Bomba Atômica: Leo Szilard e Enrico Fermi   95   O Modelo Padrão e o Bóson de Higgs: Peter Higgs   96 CAPÍTULO QUATRO  Química: A Descoberta de Elementos e Compostos  98 Os Antigos Elementos, a Ciência em seus Primórdios e os Alquimistas: Hipátia  99   O Nascimento da Química como Ciência: Robert Boyle  100   A Revolução da Química: Antoine-Laurent Lavoisier  101  Eletroquímica: Humphry Davy  103   A Teoria Atômica: John Dalton   104   Isomerismo e Química Orgânica: Justus von Liebig   106   A Lei da Substituição: Jean-Baptiste Dumas  107   O Bico de Bunsen: Robert Wilhelm Bunsen   108   A Tabela Periódica: Dmitri Mendeleev   110   Mecânica Estatística e Termodinâmica: Josiah Willard Gibbs   111   Bioquímica e a Síntese de Compostos: Emil Fischer   112   Os Gases Nobres: William Ramsay   113

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Energia Livre e Ligações Covalentes: Gilbert N. Lewis   114  Ligações Químicas e Estruturas Proteicas: Linus Pauling   115  Química Orgânica Sintética: Elias James Corey   117   Femtoquímica: Ahmed H. Zewail   118 CAPÍTULO CINCO  Biologia: As Características da Vida na Terra  120 A Classificação dos Seres Vivos: Aristóteles   121   A Natureza Vista pelo Microscópio: Antonie van Leeuwenhoek   122  Uma Classificação Biológica Universal: Carolus Linnaeus   124   As Unidades Básicas da Vida: Mathias Schleiden, Theodor Schwann e Oscar Hertwig   127  Causando uma Revolução: Charles Darwin   129  Investigando Bactérias: Ferdinand Cohn   132   O Pai da Genética: Gregor Mendel   133 Genética Revolucionária: Thomas Hunt Morgan e Barbara McClintock  137  Desvendando os Mistérios do DNA: Francis Crick e James Watson   138   Genética Perigosa: Paul Berg   141  Propriedades Catalíticas do RNA: Sidney Altman   142   Em Defesa do Meio Ambiente: Rachel Carson   143 CAPÍTULO SEIS  O Ser Humano e a Medicina   146 Os Primeiros Registros de Práticas Medicinais: Egito Antigo   147   A Medicina como uma Ciência Racional na Grécia Antiga: Alcméon e Hipócrates  148   Dissecações e Anatomia nos Tempos Romanos: Galeno  150   A Era de Ouro da Medicina no Mundo Árabe: Rasis  152   Manual de Medicina do Oriente Médio: Avicena   153 Herbanários: Ibn al-Baitar, Garcia de Orta e os Mosteiros   155 Pioneirismo no Uso de Vacinas: Edward Jenner   157   Doença das Células: Rudolf Virchow   159   Os Perigos dos Micróbios: Robert Koch e Louis Pasteur   160   Tratando do Cérebro na Era Moderna  162   O Primeiro Antibiótico do Mundo: Alexander Fleming  166   Doenças Moleculares: Linus Pauling   168  A Primeira Vacina contra a Poliomielite: Jonas Salk   169   Terapia para a Mente: Sigmund Freud   171   Medicina Reprodutiva: Gregory Goodwin Pincus  173

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CAPÍTULO SETE  Geologia e Meteorologia  175 A Visão que os Antigos Tinham da Terra: Aristóteles e Teofrasto  176   Formações Geológicas na China: Shen Kuo   177   Mineração e Minerais: Agricola   177   Conflitos entre Religião e Ciência: Nicolaus Steno   179   Fundador da Geologia Moderna: James Hutton  180   A Ciência da Meteorologia: John Dalton   182 Investigando a Era Paleozoica: Roderick Impey Murchison  184  Amonites: Lewis Hunton  187   A Classificação dos Minérios: James Dwight Dana   188   Como se Formam as Paisagens Naturais: William Morris Davis   190   A Pioneira no Campo da Geologia: Florence Bascom   191  Deriva Continental: Alfred Wegener  193   Novas Tecnologias e Mudanças Climáticas   195

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INTRODUÇÃO Atualmente, a palavra ciência tem dois significados: a investigação do mundo que nos rodeia, e como essa investigação é realizada — o método científico. Vários ramos da ciência estudam, literalmente, tudo que existe no universo: desde a sua origem até as mais diminutas partículas; desde o corpo humano até as rochas e minerais; desde o poder dos relâmpagos até as forças invisíveis, tais como os raios X, a radioatividade e a gravidade. Embora nossos primitivos ancestrais provavelmente se sentissem inclinados a olhar para o céu e se perguntassem como surgiu o mundo, ou coletassem suas primeiras plantas medicinais na natureza, o método científico em si é relativamente novo. Muitos dos antigos estudiosos apenas propunham hipóteses pessoais para explicar a realidade íntima das coisas, dos seres e dos fenômenos do mundo, e não pensavam na necessidade de testar suas teorias por meio de experimentos realizados com critério e racionalidade, de modo que pudessem ser reproduzidos indefinidamente e, assim, obtivessem os mesmos resultados comprobatórios das teses aventadas. Hoje em dia, para o cientista, seria impensável não apresentar provas cabais de uma nova teoria. Em algumas áreas da ciência, como a astronomia, nem sempre é possível realizar experiências, mas sim previsões, embora seja possível também fazer observações, objetivando-se verificar ou rejeitar uma hipótese. Entre os primeiros defensores do método científico com bases empíricas, temos os antigos filósofos-cientistas gregos: o árabe especialista em óptica Ibn Al-Haitham, o médico da Idade Média Roger Bacon e o astrônomo italiano Galileu Galilei. Mas a grande mudança nas atitudes científicas ocorreu no século XVII, com o método de investigação desenvolvido por uma das mentes científicas mais brilhantes de todos os tempos: Isaac Newton. Ele propôs “regras ou princípios de raciocínio” que envolviam proposições e experimentos, fazendo com que, pouco depois, todos os estudiosos da natureza começassem a usar seu método.

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Na maioria dos ramos da ciência existe o consenso de que uma hipótese comprovada pode ser aceita como “verdade” científica, mas somente enquanto não se propõe uma nova teoria que possa refutá-la e oferecer um novo paradigma de compreensão de determinado aspecto da realidade. Desse modo, a ciência evolui e se expande à medida que novos conceitos substituem os antigos. A exceção é a matemática, pois, quando se prova a veracidade de um teorema, ele é verdadeiro para sempre. Nunca mais pode ser refutado. Aliás, a matemática, embora disciplina científica num sentido mais amplo, qual seja, o de envolver conhecimentos criteriosa e sistematicamente formulados, difere bastante das demais ciências naturais, que se ocupam com o estudo do universo físico. Enquanto os estudiosos das ciências naturais se empenham na coleta de provas para criar e aperfeiçoar descrições da realidade ou modelos explicativos de aspectos do universo físico, os matemáticos se dedicam a fornecer a linguagem com a qual os seguidores das ciências naturais ambicionam descrever e analisar o universo. Nesse sentido, a matemática tem uma estreita relação com as ciências. A ciência, por sua vez, está intimamente ligada à tecnologia, pois muitas descobertas e avanços científicos levam a transformações tecnológicas: a invenção da lâmpada incandescente, atribuída a Thomas Edison, contou com a contribuição de séculos de estudos da eletricidade; a exploração espacial, entre muitos outros benefícios, nos deu calendários e avançada tecnologia de fabricação de cerâmicas, tais como as usadas em espaçonaves. Da mais variada tecnologia na área da medicina a computadores e smartphones, sem os quais já não mais vivemos, a ciência causou profundas transformações em nosso dia a dia, em todos os sentidos. Logicamente, a ciência não existiria sem pessoas apaixonadas pelo desejo de descobrir o modo pelo qual o mundo funciona. Por isso mesmo, este livro apresenta um resumo dos feitos de grandes cientistas que moldaram, ao longo da história, nossa compreensão do universo.

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