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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A HISTÓRIA DA CIÊNCIA PARA QUEM TEM PRESSA
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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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a história da Ciência para quem tem pressa
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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