Sir Isaac Newton

Titulo da série: Personagens que mudaram o mundo Os grandes cientistas Titulo deste volume: ISAAC NEWTON Autor deste volume: Michael While Editor do obra original: Helen Exley Tradução: Matilde Leone Edição: Esnider Pizzo Copyright © Michael While, 1990 — Copyright © Exley Publications, 1991 Publicado pela primeira vez na Grã-Bretanha por Exley Publications Ltd, 16 Chalk Hill, Watford, 1991 Copyright © 1993 by Editora Globo S.A. para a língua portuguesa, em território brasileiro.

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Michael White II

ISAAC NEWTON digitalizado por

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O problema da gravidade Era uma tarde quente, no final do verão de 1666. Um homem jovem, segurando um livro sob o braço, perambulava pelo pomar da casa de sua mãe, em Woolsthorpe, Lincolnshire, na Inglaterra. Procurava um lugar para se concentrar nos estudos, e acomodou-se embaixo de uma árvore. Enquanto folheava as páginas do livro, alguma coisa se moveu entre os ramos, acima de sua cabeça. A maçã mais famosa da história estava prestes a cair e colocar em movimento uma cadeia de acontecimentos que transformariam definitivamente o mundo da ciência.

No momento seguinte, a maçã caiu e aterrissou na cabeça do jovem de 23 anos: Isaac Newton. Sem dúvida doeu, mas também fez o jovem cientista pensar.

O fato aconteceu justamente no dia em que Isaac Newton se perguntava qual seria o fenômeno que mantinha a Lua em sua órbita em volta da Terra e os planetas em suas trajetórias ao redor do Sol. E foi somente depois de se indagar sobre a razão pela qual a maçã havia caído, acertando sua cabeça, que ele realmente começou a ter a resposta para essas questões: a Teoria da Gravidade.

Página anterior: Uma vista da Terra, tomada por astronautas em órbita da Lua. Os cálculos necessários para completar com sucesso os cerca de 800 mil quilômetros da viagem de ida e volta à Lua são baseados na Lei da Gravidade, descoberta por Isaac Newton.

Abaixo: A maçã cai na cabeça de Newton, na visão bem-humorada do artista.

Já velho, o cientista revelaria que esse incidente dera-lhe inspiração para sua grande descoberta.

´´ "O ano milagroso"

O ano de 1666 seria um assombro. Logo no início, em apenas algumas semanas, o Grande Incêndio de Londres varrera os últimos vestígios da peste que havia dizimado milhares de vidas na cidade. Isaac Newton era um estudante da Universidade de Cambridge, mas tivera que ficar com a mãe no campo por mais de um ano, afastado de Cambridge, também devastada pela epidemia. No campo, Newton podia desfrutar de isolamento e relativa segurança. Em paz e 5

"Em minha opinião, os maiores gênios criativos são Galileu e Newton, os quais eu considero, de certa forma, como partes de uma unidade. E, nesta unidade, Newton é aquele que realizou o mais imponente feito no domínio da ciência.

Os dois foram os primeiros a criar um sistema da Mecânica, fundamentado em poucas leis e dando uma teoria geral dos movimentos, que representa, em sua totalidade, os acontecimentos de nosso mundo."

Albert Einstein

com tranqüilidade, ele pôde se concentrar nos problemas científicos em que estivera trabalhando durante seus anos de pós-graduação. Seu trabalho, agora, começava a dar frutos.

No ano anterior, conseguira incrível avanço no campo da Matemática e da Física. Em 1665, encontrara a resposta para um problema que vinha desafiando os matemáticos havia muito, com o teorema que mais tarde se tornaria conhecido como o binômio de Newton.

Tempos depois, Isaac Newton começaria a trabalhar naquilo que produziria o maior desenvolvimento na história da Matemática — o cálculo. Hoje, tanto o famoso binômio quanto o cálculo são usados em programas de computação, enquanto engenheiros espaciais os empregam para ajudar a resolver problemas matemáticos complexos, tais como aqueles destinados a garantir a chegada dos foguetes à Lua, a mais de 380 mil quilômetros de distância, e o retorno à Terra em segurança. Economistas valem-se desses elementos da Matemática para prognosticar o comportamento das moedas em todo o mundo e a situação econômica dos diferentes países.

Newton foi um gênio da Matemática. Com pouco mais de 20 anos de idade, ele assimilara o trabalho de cada matemático notável do mundo. Então, quando já havia esgotado todo o conhecimento comum, começou a desenvolver seus próprios teoremas e métodos para criar os fundamentos matemáticos de seu trabalho científico.

Menos de doze meses depois, ele se encontraria à beira de sua maior descoberta. Quando Isaac Newton se tornou mundialmente famoso, os escritores relembrariam seu curto período na região de Lincolnshire — no ano de 1666, quando a queda de uma maçã alterou os rumos da história — e o denominariam "o ano milagroso".

O mundo de Newton No século 17, a ciência ainda vivia sua tenra infância. No mundo em que Isaac Newton nasceu, havia várias pessoas instruídas que ainda acreditavam em magia e feitiçaria. Quase nada se sabia sobre os princípios fundamentais que regiam os elementos e os fenômenos da natureza. Para a maioria das pessoas, uma divindade onipotente controlava o universo e

muitos atribuíam os acontecimentos e fenômenos a forças místicas inexplicáveis. Não havia teorias próprias da Mecânica ou idéias capazes de explicar por que os corpos se moviam da forma como se moviam.

Cientistas sabiam pouco sobre a luz e como ela se manifestava; matérias como Química e Medicina baseavam-se mais na mágica que na ciência. Então, não se pode ver com surpresa o fato de ninguém entender como os planetas permaneciam em suas órbitas ou por que as maçãs caíam sempre em direção ao solo. Todavia, até o final de sua vida, Isaac Newton teria as respostas para todas essas questões e mudaria completamente o modo como as pessoas viam o mundo.

O jovem cientista de Lincolnshire se tornou tão famoso que, ainda em vida, o poeta britânico Alexander Pope cunhou a frase que se tornaria popular: "A Natureza e as Leis da Natureza descansam ocultas na noite. Deus então disse: 'Deixem Newton existir!' E tudo se fez luz."

Isaac Newton não deve ter compreendido naquela época, mas o trabalho começado por ele no "ano mi-

Isaac Newton nasceu em uma sociedade que ainda acreditava em feitiçaria. A maioria da população era analfabeta, bem poucas pessoas sabiam alguma coisa sobre ciência e explicavam até o mais simples fenômeno pela influência dos espíritos e demônios. Nesta gravura, uma velha, suspeita de ser feiticeira, está sendo presa.

Estima-se que mais de 1 milhão de pessoas foram torturadas e executadas por esse motivo durante os séculos 16 e 17.

Quando jogadores de bilhar competem em um torneio, eles usam a experiência de anos de prática na avaliação de forças e ângulos para acertar as bolas nas caçapas. No entanto, usando as leis da Mecânica de Newton para calcular cada tacada, seria possível programar um computador para ser um jogador de bilhar campeão do mundo.

lagroso" formaria as bases de toda a Matemática e da Física para os trezentos anos seguintes. Três séculos depois da aterrissagem daquela maçã em sua cabeça, os homens poderiam pousar na Lua e enviar máquinas a planetas distantes usando suas teorias e descobertas.

As ciências modernas são tão fundamentadas no trabalho desse homem notável que áreas inteiras da Física e da Matemática são chamadas "newtonianas".

O cientista versátil Talvez a maior das contribuições de Newton tenha sido as leis da Mecânica, capazes de explicar como as forças agem sobre os corpos em repouso ou em movimento. E, aplicando essas leis em qualquer sistema mecânico, é possível prever o efeito que uma força terá sobre qualquer objeto. Conhecidos o peso e a velocidade de duas bolas de bilhar, por exemplo, podese calcular, pelas leis de Newton, o efeito que uma bola terá sobre a outra quando o jogador, aplicando

determinada força, der a tacada. Essas leis são usadas, em conjunto, em todas as áreas da ciência — do desenho de carros e barcos à previsão do curso das naves espaciais enviadas à Lua; da fabricação de motores de avião à produção de patins aerodinâmicos.

Newton também desenvolveu a Teoria da Gravidade para explicar como os planetas viajam em volta do Sol. A mesma teoria explica por que não flutuamos, mas sim permanecemos firmemente presos à terra.

Newton dedicou-se ainda a muitas outras áreas da Física. Suas teorias sobre a luz ajudaram cientistas e engenheiros a projetar melhores telescópios e microscópios, óculos e câmeras. Suas descobertas no campo da Ótica levaram a invenções tais como a televisão e o laser. Armadas com essas teorias, gerações e gerações de físicos puderam desenvolver os conceitos de Newton em máquinas e aparelhos utilizados atualmente por todos nós.

A história de como ele chegou a fazer essas monumentais descobertas começou a poucos passos da

Isaac Newton é, provavelmente, mais conhecido pela Teoria da Gravidade, mas também fez grandes descobertas no estudo da luz. O trabalho de Newton desempenha um papel importante na tecnologia do século 20.

Aqui, um cirurgião usa raio laser durante uma cirurgia de olhos. O laser se torna cada vez mais um instrumento importante na Medicina e, se não fossem os estudos de Newton no campo da Ótica, ele poderia nunca ter sido descoberto.

famosa macieira, no jardim de sua mãe, em Lincolnshire. Lá, no coração da Inglaterra, nasceu Sir Isaac Newton. De origem tão simples, sua influência se expandiu para mudar o mundo.

Infância em Lincolnshire Isaac Newton nasceu logo depois da meia-noite do dia de Natal de 1642. Como bebê prematuro, o médico que acompanhou o parto não esperava que sobrevivesse. Seu pai, um fazendeiro razoavelmente próspero, morrera três meses antes, deixando para Hannah, mãe de Isaac, a tarefa de criar o menino da maneira que pudesse.

A família de Newton não era pobre — a casa na propriedade rural do pai era grande e confortável —, mas para a viúva não foi uma incumbência fácil educar o menino sozinha.

Nessa época, a Inglaterra vivia um estado de tremenda convulsão social. Em 1629, o rei Charles I havia dissolvido o Parlamento porque queria dirigir o país com seus próprios métodos, sem precisar se submeter à lei ou se importar com os desejos do povo.

Charles I reinou dessa forma durante onze anos, com a oposição crescendo ao longo do tempo. Através do país, um sentimento de revolta se desencadeava, motivado por vários fatores, entre eles a adoção de novas regras para a Igreja da Inglaterra e as medidas do rei exigindo dinheiro do povo de forma ilegal.

"Sir Isaac sempre foi um Em 1642, ano do nascimento de Isaac, a Guerra garoto sensato, calado e Civil começou para se decidir quem ficaria com o popensativo e era conhecido der no país — o rei ou o Parlamento. Seguiram-se por quase nunca brincar inúmeras batalhas sangrentas entre os parlamentariscom os meninos fora de tas e monarquistas, conduzidas pelo rei Charles I. casa, em suas tolas Isaac Newton estava exatamente com 6 anos de idadiversões; certamente, ele de quando a guerra acabou. Essa divisão do país afepreferia ficar em casa, taria a Inglaterra por toda sua vida e ele se tornaria mesmo entre as meninas, e freqüentemente fabricava um enérgico porta-voz dos protestantes. pequenas mesas, armários e Enquanto o jovem Isaac estava, provavelmente, outros utensílios para mim e alheio aos acontecimentos, o adormecido vilarejo onminhas amigas, para colocar de morava viveu duas batalhas a menos de 80 quilônossas bonecas e metros de sua casa. quinquilharias."

A maior parte de Lincolnshire estava nas mãos dos Miss Storer, amiga de infância de parlamentaristas, mas a família de Isaac apoiava o Isaac Newton rei. Por isso, estiveram muitas vezes em perigo, como

quando as tropas parlamentaristas marcharam na direção de sua casa. A única maneira de sobreviver seria guardar para si mesmos os pontos de vista sobre a Monarquia. Isaac poderia ter sido duramente afetado pela inquietação política — mas foi mais prejudicado pela decisão da mãe de se casar novamente, quando ele estava com apenas 3 anos de idade.

O padrasto odiado O padrasto era um clérigo rico, chamado Barnabas Smith, reitor eclesiástico de South Witham, um lugarejo a poucas milhas de distância de Woolsthorpe.

O pequeno Isaac começaria, então, a viver tempos dramáticos e, como ele mesmo recordaria para os amigos mais íntimos, muitos anos depois, ele sentia apenas ciúme e rancor em relação ao novo pai. Mas o pior ainda estava por vir. O padrasto ordenou a Hannah Newton que deixasse o menino vivendo com a avó em Woolsthorpe, quando ela se mudou para South Witham para cuidar do novo marido e de seu pequeno filho.

Isaac nunca se relacionou bem com a avó. Amigos e colegas raramente ouviram-no falar sobre ela, quando relembrava sua infância. Algumas pessoas diziam que o trauma vivido por ele com esse casamento deixou-o marcado para toda a vida e foi responsável pela melancolia em sua adolescência e pelos problemas emocionais de sua existência.

Ele abominou Barnabas Smith pelo resto de sua vida. Quando ficou mais velho, começou a escrever um diário no qual descarregava os sentimentos de repulsa pelo homem. Mesmo na velhice, quase 80 anos depois, Isaac diria aos amigos como, muitas vezes, sonhara matar o padrasto e resgatar a mãe do poder da "besta".

Fascinação por máquinas A infância de Isaac foi uma época solitária. Ele fez poucos amigos e, normalmente, se guardava para si mesmo. Inúmeras vezes trancou-se no quarto dos fundos da casa de sua mãe, onde passava o dia fazendo pipas, relógios de sol e pequenas invenções mecânicas.

A Inglaterra da infância de Newton era um país em conflito político. A Guerra Civil inglesa começou pouco antes de seu nascimento e continuou até ele completar 6 anos. Em janeiro de 1649, a guerra acabou e o rei Charles I foi executado.

Isaac Newton, com 12 anos.

Este retrato fornece uma apurada impressão do menino. Ele era um adolescente melancólico, com muita dificuldade para fazer amigos. Passava a maior parte do tempo sozinho, quando não estava na escola. O artista capturou fielmente o ar de reflexão e de maturidade do jovem Newton. Nessa época ele se divertia construindo brinquedos e maquetes.

Pouco tempo depois, Isaac se tornou conhecido na região pelos seus inventos. As pessoas do local e os parentes se espantavam com sua habilidade na construção de réplicas exatas de carroças e máquinas sobre rodas. Uma vez, quando estava com 13 anos de idade, criou a maquete de um moinho de vento que foi construído no povoado. A maquete funcionou perfeitamente e ele até conseguiu fazer as asas se movimentarem, colocando um camundongo no interior, sobre a roda do moinho. As pessoas brincavam, dizendo que ele poderia até moer o milho dentro da maquete.

Por essas histórias a respeito da habilidade precoce de Isaac com máquinas, fica fácil avaliar como ele se dedicou aos problemas de Física quando estudou na Universidade de Cambridge. Por toda a vida, Newton usou seu talento natural com as mãos para construir modelos e elaborar instrumentos científicos, principalmente quando fez seu primeiro telescópio refletor e pesquisou as lentes usadas em suas famosas experiências com a luz.

Período escolar Quando Isaac tinha 10 anos, o padrasto, Barnabas Smith, morreu. Sua mãe voltou para a casa de Woolsthorpe. Dois anos depois, Isaac entrou na escola de Grantham, perto de onde permanecera com seu tio, na cidade.

Como muitos outros notáveis cientistas, Isaac causou pouca impressão na escola. Era considerado de nível médio pelos professores e anti-social pelos companheiros de classe. Mais tarde, admitiu que negligenciava suas tarefas e passava grande parte do tempo criando modelos e realizando experiências.

Isaac não era benquisto pelos outros meninos da escola. Fisicamente frágil, sem resistência, não podia participar dos jogos e lutas pesados que compunham a rotina do período escolar. Menino estudioso e calado, nunca fez muitos amigos. Em vez de brincar depois das aulas, ele corria para casa e, no pequeno quarto, fazia seus modelos e móveis para as casas de bonecas das meninas. Em vez de se impressionarem com sua perícia, os outros meninos invejavam a criatividade e o talento científico de Newton.

Isto somente tornava as coisas piores. Mas, pouco

Acima: Woolsthorpe Manor, a casa onde Isaac Newton nasceu. À esquerda: cena de uma sala de aula de uma escola típica do século 17. Foi na escola que Newton, finalmente, conquistou o respeito de outros meninos e de seus professores, depois de vencer um valentão em uma briga no recreio.

Até Isaac Newton quis dizer ao mundo que esteve aqui!

Seus professores, provavelmente, ficaram furiosos quando o menino gravou seu nome no patamar da janela da Grantham School. Anos depois, porém, quando Isaac Newton tornou-se um cientista famoso, eles preservariam a inscrição como atração para as gerações futuras.

antes de completar de 14 anos ocorreu um fato importante que provocou grandes mudanças.

Isaac envolveu-se em uma briga com o valentão da escola. Ele era muito maior que Isaac e extremamente malvisto entre os outros meninos. Apesar de ser pequeno e completamente frágil, Isaac ganhou a luta pela astúcia, provocando em seu rival um sério sangramento nasal. Depois dessa vitória, Isaac se tornou muito estimado, o que o encorajou a se dedicar firmemente à escola e a vencer tanto física quanto intelectualmente. Funcionou tão bem que ele logo se tornaria um líder, ganhando o respeito dos professores e dos colegas de classe.

Primeiros dias em Cambridge Lavrador ou erudito?

Apesar do talento de Isaac, em 1659 Hannah Newton decidiu tirar seu filho da escola para trabalhar na fazenda da família. Se não fosse por dois extraordinários fatos, Isaac Newton poderia ter continuado como lavrador pelo resto de sua vida.

O primeiro foi que seu valoroso talento já era re"Nesse meio tempo, Mr. conhecido por duas pessoas importantes — seu tio Stokes, que Newton tinha e o diretor da escola de Grantham, Henry Stokes. em alta consideração, Durante seus últimos anos na Grantham, Isaac se solicitou a sua mãe, muitas vezes com veemência, que o tornara um aluno brilhante, e Henry Stokes o considerava o melhor estudante que ele já tivera. Era jovem voltasse aos estudos, o canal apropriado para fácil perceber o quanto Isaac se tornara intelectual; desenvolver suas tendências. estava sempre lendo livros escolares e arquitetando Ele disse a Hannah Newton soluções engenhosas para os problemas. Trabalhava que seria uma grande perda nas teorias dos primeiros cientistas, encontrando respara o mundo assim como postas para intrigantes enigmas matemáticos e cuuma vã tentativa enterrar riosidades científicas. Mas, apesar de seus méritos um gênio tão promissor em intelectuais, Isaac era absorto e negligente — o que trabalhos rústicos, provocaria o segundo fato: sua mãe se convenceu visivelmente opostos a seu temperamento; que a única de que o jovem rapaz era um lavrador absolutamente maneira pela qual ele sem futuro. poderia preservar ou Então, depois de muita persuasão e da insistênaumentar sua ventura seria cia dos dois influentes homens, em 1661, com 18 preparando-o para a anos de idade, Isaac ingressou na Universidade de universidade."

Cambridge.

W. Stukeley, primeiro biógrafo de Newton Hannah, a mãe de Isaac, não era pobre, mas não podia garantir todo o seu estudo universitário. Então, ele 14

ingressou como uma espécie de "servente" — condição em que certas universidades (como a de Cambridge) admitiam estudantes que não podiam pagálas em troca da limpeza dos quartos dos alunos pagantes, servindo à mesa e executando trabalhos para seus superiores. No entanto, Newton se esforçava para superar essas humilhações. O que interessava era garantir a universidade, pois este era o passo mais importante de sua vida. Nunca mais seria forçado a um trabalho que odiava, como a agricultura. Estaria cercado por outros alunos de seu nível — intelectuais e pensadores. E, em três curtos anos, poderia se graBiblioteca Wren, no Trinity duar e ser um cientista de verdade.

Ele chegou a Cambridge no dia 4 de junho. Era um belo dia ensolarado e Newton caminhou pela cidade, ao longo das margens do rio Cam, admirando o conjunto de prédios que se estendia ao longo do rio, com seus majestosos gramados se espalhando até a beira da água. Cambridge não era uma grande cidade. Para qualquer pessoa vinda de Londres, parecia uma singela e pitoresca cidadezinha, mas para Isaac foi um verdadeiro choque. Ele nunca estivera além do vilarejo de Lincolnshire, e Cambridge, com seus 6 mil habitantes, significava uma mudança drástica.

Preparou-se para começar os estudos imediatamente. No primeiro dia, comprou um cadeado para sua mesa, um vidro de tinta, um caderno e algumas velas que usaria para iluminar o quarto, já que ele costumava trabalhar noite adentro.

No entanto, o entusiasmo de Newton foi diminuindo à medida que percebia não haver se livrado realmente da desagradável vida pueril da escola, e que muitos alunos eram exatamente iguais aos meninos que pensava ter deixado em Woolsthorpe. Como rígido protestante, não perdia tempo bebendo ou jogando. Na universidade, Newton deparou com muitas coisas pela primeira vez, e imediatamente ganhou fama de jovem enfadonho e muito sério.

No entanto, ele logo se acomodou e encontrou um amigo no estudante protestante John Wickins, e os dois dividiam os aposentos no Trinity College, em Cambridge.

College, na época em que Newton foi aluno da Universidade de Cambridge.

Apesar de seu aspecto tranqüilo, Cambridge — com seus estudantes barulhentos, comerciantes e outros tipos urbanos — deve ter sido, de fato, um choque cultural para Newton. Ele raramente havia se aventurado além da área vizinha ao tranqüilo vilarejo onde nascera.

Depois de poucos meses na universidade, Isaac co- Página anterior: Quando meçou a relaxar um pouco e aderiu à vida de estu- Isaac Newton chegou a dante e à liberdade que ela proporcionava. Ele não Cambridge, desaprovava desertou de sua fé, mas, gradualmente, começou a com veemência a bebida e o mas, gradualmente, ele gostar de freqüentar a taverna com John e de um jo- jogo, mudava seus severos pontos go de cartas com seus amigos. de vista protestantes. Teria

Novas idéias Foi nessa época que Newton começou a formular, em seus aposentos em Cambridge, suas primeiras teorias sobre forças e movimentos, pelas quais ele se tornaria famoso. Lá, também, ele deu início ao desenvolvimento das idéias sobre a natureza da luz e como um pedaço de vidro especialmente moldado, chamado prisma, pode decompor a luz, do vermelho ao violeta, nas cores do arco-íris.

E foi nas pavimentadas ruas de Cambridge e sob as elevadas torres da cidade, que Isaac Newton começou a pensar em gravidade e a maquinar outras idéias pelas quais alcançaria o reconhecimento universal nos anos futuros.

Primeiramente, porém, teria de encontrar uma maneira de compreender minuciosamente esses difíceis conceitos. Para isso, Newton sabia que deveria usar matemáticas muito avançadas. Para resolver os mistérios do universo, precisaria aprender o máximo possível sobre o assunto. E, como o que existia era ainda insuficiente, Newton teria de inventar sua própria matemática — o cálculo. Naquele momento, porém, ele precisava continuar com seus deveres na faculdade e ser aprovado nos exames para permanecer em Cambridge. Essa era uma proeza digna de nota: concentrar a atenção nos cursos de Filosofia da universidade e trabalhar em suas próprias idéias no escasso tempo disponível. Somente dessa maneira poderia conquistar o respeito de seus professores. Mais tarde, estaria apto a mostrar ao mundo da ciência o caminho a seguir nos trezentos anos futuros.

sido em tavernas como a mostrada aqui que Isaac e seu companheiro de quarto, John Wickins, bebiam a ocasional cerveja e jogavam cartas com outros amigos da universidade.

"De acordo com minhas observações, apesar de Sir Isaac Newton ter um temperamento sério e tranqüilo, eu o vi rir muitas vezes... Ele usava vários provérbios, chegando à zombaria e à perspicácia.

Acompanhado, ele se comportava muito agradavelmente; cortês, afável, era fácil fazê-lo sorrir — e até rir... Ele podia ser uma companhia Uma feliz descoberta muito agradável e, algumas Numa tarde de domingo, no começo da primavera de 1664, vezes, até loquaz."

Isaac e John Wickins decidiram visitar uma feira que chegara a Cambridge. Entre os espetáculos secundários, barracas de novidades, trapaceiros e artistas, Newton

W. Stukeley, primeiro biógrafo de Newton

trar para dentro do quarto o brilho da luz solar. Então, ele recuou e observou o feixe de luz entrando no quarto escuro, através da pequena abertura. Em seguida, suspendendo o prisma até o feixe de luz, deixou o raio de luz entrar em um lado do prisma e observou as diferentes faixas emergindo dele e brilhando sobre a parede branca. A luz natural que havia peneirado no prisma estava dividida como um arcoíris e podia ser vista na parede. Variava do violeta, no alto, passando pelo anil, azul, verde, amarelo e laranja, até o vermelho, embaixo.

Newton estava fascinado. As pessoas haviam visto esse fenômeno muitas vezes antes, mas ninguém havia realmente investigado o que o causava. Muitos acreditavam que o efeito do arco-íris já estivesse contido no prisma e escapasse em função do brilho do sol sobre ele. Cientistas da época perceberam que o vidro estava alterando a luz dentro do prisma, mas não sabiam o porquê. Um prisma era pouco mais que uma novidade ou um brinquedo interessante, mas para Newton significava um grande achado, e ele queria conhecer todos os seus segredos.

Mais experiências Newton começou suas pesquisas sobre as propriedades da luz depois de deparar com um prisma em uma barraca de uma feira, em Cambridge. Na primeira experiência ele descobriu que, quando a luz branca passa através do prisma, ele a divide compondo um arco-íris.

Newton chamou o resultado dessa divisão da luz de espectro. A luz se ordena do violeta ao vermelho, de alto a baixo.

fez uma descoberta que teria enorme influência tanto em seu futuro como no futuro da ciência.

Ele estava passando pelas barracas e bancas espalhadas, com berloques e quinquilharias coloridas, em animada conversa com John, quando subitamente seus olhos foram atraídos por um estranho objeto, faiscando ao sol da tarde. Ficou tocado pela beleza e fascinado com a delicadeza da superfície do objeto. Imediatamente, Newton deu-se conta de que poderia pôr em prática alguma proveitosa experiência e comprou o objeto. Em seu quarto, no Trinity, naquela mesma tarde, começou a fazer as experiências com o prisma.

O efeito arco-íris Primeiro, ele correu as cortinas através de todas as janelas, deixando apenas uma aberta. Sobre essa janela sem cortina, colocou um pedaço de cartolina e fez uma diminuta abertura, para que ela pudesse fil-

Depois de ter produzido, em sua parede, o arco-íris que denominou espectro, Newton pôs-se a testar o que havia observado. A primeira coisa que fez foi bloquear todas as diferentes faixas saídas do prisma, com exceção de uma: a vermelha. Todas as outras eram separadas do espectro usando um pedaço de cartolina com um pequeno orifício que somente permitia a passagem do feixe vermelho. Então, ele recuou e olhou a faixa vermelha sozinha na parede, em dúvida sobre o que fazer em seguida. O que aconteceria — pensava — se agora fizesse a faixa vermelha passar através de outro prisma? Poderia ela se dividir em outro arco-íris, como ocorrera com a luz solar que entrava pela janela?

Newton comprou outro prisma e colocou-o na trajetória da faixa vermelha de luz para ver o que emergia do outro lado. Nada de arco-íris. Do lado oposto do prisma não saía nada mais do que a faixa vermelha com que ele o iluminara. Não houve efeito arco-íris, apenas a faixa vermelha isolada. Tudo o que ocorreu

"Eu mantenho o objeto constantemente à minha frente e espero até as primeiras luzes da aurora se abrirem lentamente, pouco a pouco, em uma total e límpida luz."

Isaac Newton

foi um pequeno desvio no caminho que a luz percorreu dentro do vidro.

Esse fato poderia ter apenas um significado: os raios do sol continham todas as diferentes matizes do espectro — violeta, indigo, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho — e mais nada. Era impossível continuar dividindo a luz mais e mais. Se a luz vermelha entrasse no prisma, somente luz vermelha sairia dele. Se se projetasse luz azul no prisma, somente luz azul sairia do outro lado.

O primeiro cientista moderno O espantoso era ninguém ter decifrado isso antes.

Além do mais, é difícil dizer por quê. O fato simples é que, por serem os prismas considerados brinquedos, os cientistas nunca se preocuparam em fazer experiências com eles. Aqueles que estudaram os prismas antes de Newton, no passado, não levaram as coisas longe o suficiente para descobrir algo realmente proveitoso e estavam satisfeitos em se encantar com o efeito arco-íris produzido pelo prisma. Isso requeria um gênio com a habilidade de Newton para galgar um degrau a mais: investigar por que o arco-íris emergiu quando a luz branca incidiu sobre o prisma e, então, ver se as diferentes nuanças poderiam ser separadas infinitamente, exatamente como acontecera com o primeiro feixe luminoso.

Newton registrava suas descobertas e conjeturava sobre o que significavam. Ele media a largura de cada faixa, alterava a distância entre o prisma e a parede e testava todas as possibilidades. Então, e somente então, ele poderia colocar todas as suas descobertas em linguagem matemática, que lhe permitisse formular teorias para explicar o que acontecia.

Isso era típico de Isaac Newton. Não satisfeito apenas em fazer observações, ele sempre traduzia o que via para a linguagem matemática e avançava com teorias gerais. Era o que o fazia tão diferente de outros cientistas de seu tempo. Cientistas modernos usam esse método de trabalho e, porque já o usava há trezentos anos, Isaac Newton é considerado o primeiro cientista moderno.

Newton passou muitos meses trabalhando com seus prismas, maquinando mais e mais experiências em seu quarto, em Cambridge. De vez em quando extenuava-se

Página anterior: Newton ficou fascinado com as propriedades do prisma e realizou incontáveis experiências em seus aposentos no Trinity College. Fechando as cortinas e deixando o quarto em semi-escuridão, os efeitos do prisma eram mais fáceis de observar.

Ainda quando estudante, ele chegou ao entendimento de como a luz se conduz a partir do seu ponto de origem.

"Eu nunca soube que ele tivesse alguma recreação ou passatempo, tampouco um passeio para tomar ar, caminhada, jogo de bola ou qualquer outro exercício que fosse, considerando perdidas todas as horas que não fossem gastas em seus estudos."

Dr. Humphrey Newton, assistente de Isaac Newton

estabelecido que a luz se originava dos diferentes matizes do espectro, ele quis ver se poderia recombinálos para conseguir a luz branca novamente.

Acoplou a cartolina à janela e, outra vez, permitiu que alguma luz passasse através do orifício. Essa luz passou através do prisma exatamente como na primeira experiência. Realmente, lá estava o espectro na parede. Desta vez, entretanto, ao invés de bloquear todas, menos a faixa vermelha, ele deixou todo o espectro produzido pelo primeiro prisma passar por um segundo prisma, colocado perto do primeiro. Então, com grande ansiedade, ele voltou-se para o lado oposto do segundo prisma para ver o que havia acontecido. Lá estava um solitário feixe de luz branca emergindo de sua base de vidro. Newton foi, provavelmente, a primeira pessoa na história a juntar todas as cores do arco-íris em um único feixe luminoso de luz branca. Ele havia desfeito um arco-íris!

O círculo giratório

Depois de produzir o espectro, Newton decidiu passá-lo através de um segundo prisma. Ele viu uma luz branca surgindo do outro lado e, acertadamente, concluiu que havia recombinado as faixas de luz separadas. A experiência demonstrou que a luz branca era composta de todas as partes do arco-íris.

Para provar, ele construiu um círculo com todas as partes do arco-íris (como o da esquerda) e girou-o rapidamente. Como se pode ver, à direita, esse movimento simula o efeito do segundo prisma e faz o círculo parecer branco.

com a sobrecarga de trabalho e, em mais de uma ocasião, John Wickins o encontrou esparramado sobre os papéis em sua mesa, caído no sono, depois de lutar com um problema particularmente difícil. Muitas vezes, esquecia as refeições, e seu gato engordava, comendo o prato intocado deixado para esfriar na borda de sua mesa.

Depois de concentrados esforços, ele concluiu que nós vemos os objetos porque toda luz que nos circunda é refletida ou devolvida, seja o que for que estivermos olhando, e essa luz chega aos sensores em nossos olhos. Então, ele foi além. Baseado em experimentos, Isaac Newton descobriu que a luz visível, a luz que nos possibilita ver o mundo, é feita de todas as diferentes nuanças do arco-íris. Quando elas são fundidas, nós vemos uma luz branca. Quando uma parte do espectro se extravia, a luz não mais aparenta ser branca — ela é colorida.

Muitos cientistas pararam neste ponto. Mas Isaac sempre mergulhava em um problema até sentir que não havia nada mais para aprender sobre ele. Tendo

Como se todas essas evidências não bastassem, Newton realizou outra experiência para ter certeza de que suas descobertas teriam crédito. Ele logo compreendeu que o espectro não é formado de quantidades iguais de cada feixe luminoso — em um arco-íris, há sempre mais azul que vermelho. Então, ele simulou o modo como a natureza combina um arco-íris.

Newton recortou um pequeno círculo de cartolina, com cerca de 10 centímetros de diâmetro e dividiu-o em sete setores de tamanhos diferentes. Os setores representavam as sete faixas visíveis do arcoíris com as quais ele coloriu cada um. Em seguida, acoplou o círculo de cartolina sobre um eixo e girou-o o mais rápido que pôde. Olhando fixamente, de certa distância, parecia branco. Ele havia surpreendido seus próprios olhos. Como o círculo rodava muito rapidamente, os diferentes feixes luminosos, em suas corretas proporções, pareciam fundir-se e, juntos, produzir a luz branca.

Newton estava extasiado. Mais e mais refeições eram desperdiçadas enquanto passava longas horas anotando detalhadamente suas descobertas para legar às futuras gerações os benefícios de suas experiências.

"Seu café da manhã consistia somente de pão com manteiga e chá, feito com pedaços de casca de laranja fervidos em água que ele adoçava com açúcar. Ele bebia vinho apenas no jantar e, na maioria das vezes, bebia somente água."

W. Stukeley, primeiro biógrafo de Newton

"Ele se esquecera de dormir e Wickins o encontrara na manhã seguinte satisfeito por ter descoberto alguma proposição e completamente indiferente à noite de sono perdida."

Richard Westfall, de sua biografia Nunca em Repouso

Uma visão mais clara Newton não publicou seu trabalho imediatamente e suas descobertas sobre a luz não foram conhecidas senão muitos anos depois. Mas, mesmo assim, outros cientistas foram rápidos em tirar vantagens delas.

No século 17, óculos eram objetos raros, usados somente pelos ricos e, mesmo assim, de qualidade sofrível. Poucas décadas depois de suas publicações, as pesquisas de Newton ajudariam a produzir importantes avanços no desenho de lentes e na produção de óculos.

O microscópio fora inventado mais de cinqüenta anos antes do nascimento de Newton, mas era um aparelho primitivo, produzindo imagens imprecisas e manchadas. Antes do século 18, a aplicação das descobertas de Newton o transformaria em um instrumento sofisticado, propiciando avanços em muitas áreas da Biologia e da Medicina.

Provavelmente, o resultado mais importante dos estudos de Newton sobre a luz, durante os meses em Cambridge, seria a criação, mais de cem anos depois, de uma completa e nova ciência — a Espectroscopia —, que é o estudo da luz emitida pelas chamas produzidas quando um material é queimado. As chamas do fogo aparentam ter uma infinidade de diferentes vermelhos, púrpuras e azuis saltando entre elas. A razão disso é que, quando diferentes materiais são queimados, produzem luz composta de diferentes quantidades de cada feixe luminoso do espectro. Fazendo com que passe através de um prisma, os cientistas podem dividir a luz em suas partes componentes, exatamente como Newton fez com a luz do sol. Dessa maneira, eles podem descobrir qual a substância química existente nos materiais que estão sendo queimados.

Fugindo da Grande Peste Newton havia concluído todas essas grandes descobertas antes de se formar. Em abril de 1664, depois de três anos de estudos, ele se tornaria um aluno da faculdade. Fora promovido da condição de serviçal e não teria mais que realizar as tarefas esperadas dele, um pobre não-graduado. Um ano depois, em 1665, seria Bacharel em Artes, título concedido auto-

maticamente depois de quatro anos de universidade.

Significava que ele poderia passar mais quatro anos vivendo no Trinity College, prosseguindo em qualquer área de conhecimento que desejasse estudar.

Newton imediatamente se empenhou em desenvolver suas idéias sobre o mecanismo da luz e, ao mesmo tempo, iniciou suas pesquisas no campo da gravidade e sobre a forma como os planetas se movem em suas trajetórias.

No entanto, suas primeiras experiências em Cambridge tiveram de ser interrompidas. No verão de 1665, uma grande calamidade estava prestes a se abater

A Grande Peste de 1665 foi um dos piores desastres naturais da história da Inglaterra. A terrível epidemia atingiu ricos e pobres, velhos e moços, deixando em seu caminho um rastro de horrível sofrimento e o mau cheiro dos corpos em decomposição.

O Grande Incêndio de Londres começou no dia 2 de setembro de 1666, um pouco antes de a peste desaparecer completamente.

Começou em uma padaria em Pudding Lane, no centro de Londres. De lá, o fogo se alastrou para tomar a cidade toda e ardeu por quatro dias até se extinguir, deixando mais de 13 mil casas em cinzas.

sobre o país. Ninguém poderia evitá-la e contra ela havia uma insignificante defesa — a Grande Peste estava chegando.

A peste começou em Londres, onde a população vivia em espaços exíguos e em condições anti-higiênicas. Devastou a cidade. Milhares de pessoas morriam com horríveis sintomas. As vítimas tinham uma febre terrível e seus corpos eram cobertos por imensas feridas supuradas antes de morrerem, lentamente, consumindo-se era dores. Os cadáveres eram coletados e transportados através da cidade em enormes carroças, e então queimados em valas comuns, longe das

principais áreas habitadas. Em alguns distritos, os mortos e agonizantes ultrapassavam o número de vivos. Então, durante os meses quentes de 1665, a peste começou a se espalhar além da capital.

Pessoas saíam de Londres carregando a terrível doença para outras cidades e infectavam suas populações. Por volta de junho de 1665, Cambridge se tornou muito perigosa para viver, e a universidade foi fechada. Junto com os outros estudantes, Newton deixou Cambridge. Voltou para Lincolnshire, onde pôde continuar seus estudos na casa da fazenda.

De volta para casa

René Descartes foi, provavelmente, o maior cientista e filósofo francês do século 17. Apesar de ter morrido quando Newton estava com apenas 7 anos de idade, sua obra sobreviveu à sua morte e representou as idéias da Nova Ciência, que deitaram os fundamentos para o trabalho monumental de Newton. Em particular, as descobertas de Descartes em geometria tiveram uma grande influência sobre Newton, enquanto esteve em Cambridge.

Durante o último ano passado no Trinity College, Newton havia trabalhado arduamente. Depois de obter sua graduação, tivera mais tempo livre para se dedicar aos interesses próprios. O primeiro obstáculo a transpor para desenvolver suas idéias era sua carência em matemática avançada.

Apesar de o estudo de matemática ser uma parte importante de seu curso, existiam bem poucos matemáticos no mundo que tivessem desenvolvido alguma coisa parecida com as técnicas de que ele necessitava. Mas havia alguns, e ele conseguiu acesso aos livros deles nas grandes bibliotecas de Cambridge.

Escolhendo entre as estantes, Newton descobriu trabalhos do famoso filósofo e matemático francês René Descartes e do filósofo britânico Henry More. Esses homens lideraram a "Nova Ciência", um audacioso e criativo movimento de pensadores espalhados pela Europa, que estavam tentando derrubar as fronteiras da ciência e da matemática moderna.

O jovem Newton, então com 23 anos de idade, ficaria surpreso se lhe dissessem que em poucos anos ele também seria um dos mais respeitados membros desse "clube" exclusivo.

Em Cambridge, no começo de 1665, Newton leu tudo o que conseguiu das obras desses pensadores e, quando não pôde encontrar o que necessitava para suas primeiras teorias sobre a luz e a mecânica, ele achou uma saída: criou sua própria matemática.

Foi nessa época, quando a epidemia fez de Cambridge um lugar muito arriscado para viver, que ele alcançou os primeiros poucos degraus do desenvolvimento de suas teorias. A paz e o isolamento de Lincolnshire serviram para nutrir seu dom criativo.

No final do verão, aconteceria o extraordinário salto à frente, quando a maçã caiu sobre sua cabeça, e Newton começou realmente a se envolver com a teoria da gravitação.

Gravidade Em Cambridge, ele estivera brincando com a idéia de que algumas forças da natureza agem a distância.

A idéia de um objeto ser afetado por outro sem estarem conectados por arames ou cordas era tão estranha que poucos cientistas a imaginaram antes. Mas aumentava a evidência de uma força que fazia isso — a força que mantém os planetas em suas trajetórias, por exemplo. Havia, definitivamente, uma atração estranha entre os objetos, invisível para o olho.

Newton se perguntava de que maneira podiam os planetas ficar orbitando em torno do Sol e a Lua em torno da Terra. Não havia cordões sustentando a Terra e a Lua juntas, então, como poderiam essas coisas acontecer, a não ser que alguma força desconhecida e invisível estivesse em ação?

Quando a maçã caiu da árvore, no jardim de sua mãe, e aterrissou na cabeça do jovem gênio, Isaac Newton soube que aquela maçã havia sido atraída para a terra pela mesma força invisível que segurava os planetas e a Lua em suas órbitas — a força da gravidade. A terra estava exercendo uma força de atração sobre a maçã e puxou-a para si, da mesma forma que o Sol a exerce sobre os planetas, e a Terra, sobre a Lua. Mas, se fosse esse o caso, por que os planetas não se espatifavam de encontro ao Sol nem a Lua se despedaçava de encontro à Terra, da mesma forma como havia acontecido com a maçã de encontro ao chão?

O balde de água Newton lutou com esses problemas durante dias. Então, justamente quando estava se preparando para retornar à universidade, a verdade o surpreendeu. Por alguma estranha razão, naquele exato momento ele recordava um jogo praticado na escola. Todas juntas, as memórias voltaram em profusão. Elas retornavam uma a uma para estacionar no meio de um pátio, onde ele segurava uma corda amarrada à alça de um balde d'água. A idéia era girar o balde pelo final da corda tão depressa quanto pudesse. Para ganhar, o jogador precisava rodopiar o balde em volta de sua cabeça sem derramar uma gota de água. Todos ficavam atônitos com o fato de a água sempre se manter no balde com o movimento giratório.

Este era justamente o "flash" de memória de que ele precisava. Subitamente, tudo fazia sentido. Tinha de

"Newton reconheceu sua própria capacidade porque compreendeu o significado de seus empreendimentos.

Ele não, se mediu meramente pelos padrões de Cambridge.

Ele se comparou aos mestres da ciência européia cujos livros lera."

Richard Westfall, em sua biografia Nunca em Repouso

"Depois do jantar, com a temperatura se tornando morna, nós fomos ao jardim e tomamos chá, sob as sombras de algumas macieiras, somente ele (Newton) e eu. Em meio a outras conversas, ele me disse que se encontrava na mesma situação de quando, anteriormente, a noção de gravidade se formara em sua mente, provocada pela queda de uma maçã, quando ele se sentara sob a macieira em estado contemplativa Por que aquela queda sempre perpendicular ao chão? — pensava ele consigo mesma" W. Stukeley, primeiro biógrafo de Newton

escapando das garras da gravidade. Foi justamente Acima, à esquerda: Um por isso que a maçã não flutuou sobre sua cabeça. desenho do século 19, Ela não estava girando em torno da Terra, como a satirizando a Teoria da Lua; então, ela não sofreu a ação da força centrífuga Gravidade, de Newton. e foi puxada para o chão por causa da gravidade. Acima: O ônibus espacial Edwards White, astronauta da Nasa, flutua livre da ação da gravidade, acima da Terra. No espaço, os corpos (incluindo seres humanos) sofrem uma atração gravitacional em direção à Terra próxima de zero.

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existir outra força, com o efeito de impulsionar os planetas, e que era igual à força de atração do Sol. Esta força de impulsão é a mesma que mantém a água no balde quando ele está girando. Newton chamou esta força de centrífuga e afirmou que ela só ocorria quando um objeto girava em torno de outro, rapidamente. O objeto em movimento estava constantemente

De volta a Cambridge Por volta de 1667, a peste havia acabado e Cambridge estava segura outra vez. A universidade foi reaberta e, em março, Newton retornou a seus aposentos no Trinity College.

Assim que se instalou, começou a trabalhar na teoria que havia elaborado pouco antes de deixar Lin-

Atlantis, lançado do Centro Espacial Kennedy. Apesar de a viagem de uma nave espacial necessitar de cálculos incrivelmente apurados, a teoria de Newton sobre a gravitação é usada, quase inalterada, para programá-la.

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"Newton foi o primeiro a ver claramente que uma explicação, se necessária ou possível, de qualquer modo chega à etapa final. Ele tomava os fatos conhecidos, formava uma teoria, que se adaptava a eles e poderia ser expressa em termos matemáticos, deduzia a conseqüência lógica e matemática da teoria, comparava novamente com os fatos pela observação e experiência, e via que a concordância estava completa."

W.C, Dampier

colnshire. Ele manuscrevera fórmulas matemáticas para ver se sua idéia poderia funcionar. Depois de semanas de esforço concentrado, havia completado os cálculos e constatou que estava certo. Havia uma força invisível em ação que mantinha os planetas em seus cursos.

Não satisfeito com esses avanços, ele queria saber mais sobre a força misteriosa. Percebeu que a força da gravidade se tornava mais fraca quanto mais longe um corpo estivesse do outro. Ele sabia, por exemplo, que os planetas mais distantes do Sol sentiam uma atração menor que aqueles mais próximos. Como se dava a mudança de intensidade?

Usando a matemática avançada que havia desenvolvido antes de deixar Cambridge, ele deduziu que se um planeta estivesse duas vezes mais longe do Sol do que outro, ele sofreria somente um quarto da força da gravidade. Se fosse três vezes mais distante, sofreria apenas um nono da força.

Conforme os números surgiam de sua caneta, ele instantaneamente compreendia o que aquilo significava. Se os números estivessem corretos, a força da gravidade obedecia a uma "lei do inverso do quadrado". Em outras palavras, se a distância entre objetos fosse dobrada, a força de atração entre eles seria um quarto do que era antes, já que 2 X 2 = 4.

Se a distância fosse triplicada, a força seria um nono, já que 3 X 3 = 9. Se a distância fosse quatro vezes superior, a força seria de um dezesseis avós da medida original, porque 4 X 4 = 16. A palavra "inverso" simplesmente significa que o 4, 9 ou 16 vêm abaixo da linha em uma fração (em outras palavras, eles se tornam o denominador de uma fração).

Bolsa de estudos Essa descoberta significou um grande avanço. Os cientistas, antes de Newton, haviam imaginado tal força invisível na natureza, mas ninguém se esforçara para descobrir como ela funcionava e, ainda menos, como mudava de intensidade em distâncias diferentes.

Graças a todas suas descobertas com a luz — antes da epidemia — e de sua nova matemática, seis meses depois do retorno à universidade de Cambridge, Newton, então com 25 anos de idade, foi promovido para a ilustre posição de pesquisador do Trinity College.

Foi uma subida meteórica, possível graças à sua Acima: Diagrama ilustrando crescente amizade com o professor de Matemática do a Teoria da Gravidade de Trinity — Isaac Barrow. Os dois Isaacs formavam um Newton. A força de atração estranho par. Barrow era extrovertido, enquanto New- entre os corpos depende da dos corpos e da ton era tímido e retraído. Entretanto, eles trabalha- massa distância entre eles. Isto é ram juntos e se tornaram amigos, além de colegas. representado pela equação Barrow compreendeu o potencial de Newton depois F = G m m /d, onde G de conhecer o esforço que ele havia feito durante os significa o poder de anos da peste, mas seria a publicação de um novo gravidade, m e m são as trabalho do matemático dinamarquês Nicolas Mer- massas dos corpos e d a cator que atrairia a atenção do resto do mundo cien- distância entre eles. tífico para o talento de Newton.

Em 1668, Mercator publicou um livro de matemática chamado Logarithmotechnia. Poucas semanas depois, Newton recebeu uma cópia do livro e, depois de algumas horas de leitura, ficou apavorado. Mercator escrevera sobre a matemática que ele, Isaac Newton, havia descoberto poucos anos antes da epidemia. Newton anotara suas invenções mas não publicara as conclusões. A única pessoa que sabia ter sido Newton o primeiro a fazer essas descobertas era o professor Barrow.

O que faria ele? Newton não poderia deixar outro matemático receber o crédito por todo o trabalho realizado por ele antes de deixar Cambridge, em 1665.

A maioria das pessoas divulgaria imediatamente que haviam feito a descoberta três anos antes.

Mas, em certos casos, Isaac Newton era um homem muito peculiar. Como muitos gênios, não abordava

as questões da mesma forma que a maior parte das Página anterior: Esta pessoas. Ele sempre demonstrava cautela e mesmo pintura é um apurado reserva em permitir que outras pessoas conhecessem retrato do jovem Newton, seu trabalho e esse tipo de atitude o acompanhou até cansado e abatido pelas de sua inexorável a velhice. Mas, não fosse pelo fato de sua vaidade pressões busca das leis secretas da o impedir de continuar calado, talvez ele nunca rece- natureza. besse o crédito por suas descobertas em Matemática.

Os planos de Newton Ele tinha um plano. Pediu ao professor Barrow para publicar seus manuscritos originais, anonimamente, e fazê-los circular entre seus colegas mais influentes, cm Londres e na Europa. Somente quando essa publicação fosse aceita como o trabalho original (anterior ao de Mercator), Barrow estaria autorizado a anunciar o nome do autor.

Foi o que aconteceu. Em dois dias, Newton tinha os manuscritos originais organizados e o professor Barrow os fez circular. Em seu primeiro trabalho publicado, Newton explanou suas idéias com maiores c mais precisos detalhes do que o matemático Mercator fizera cm seu livro, e, em poucas semanas, toda a comunidade científica havia aceito sua versão da história. Somente então foi revelado o nome do autor e Isaac Newton tornou-se renomado por seus avanços em Matemática.

Professor de Matemática Pouco tempo depois, seu amigo e grande defensor, Isaac Barrow, decidiu se aposentar como professor de Matemática do Trinity para prosseguir seus estudos particulares. Ele nomeou Newton seu sucessor.

Os diretores da universidade concordaram com a escolha e, com 26 anos de idade, Isaac Newton tornou-se "Em matemática, Sir Isaac o mais jovem professor de Matemática de todos os Newton podia algumas vezes tempos de Cambridge. ver quase por intuição, Era um posto importante. Agora, seu trabalho se- mesmo sem demonstração, ria tomado com seriedade e ele não necessitaria mais como foi o caso da famosa recorrer a métodos secretos para convencer as pes- proposição no seu Principia, de que todos os soas, como fizera no episódio de Mercator. paralelogramas circunscritos Mas, Newton não era um gênio em tudo. A função sobre o diâmetro conjugado de professor exigia pronunciamentos de discursos al- de uma elipse são iguais..."

William Whiston gumas vezes por ano, mas ele era um orador limitado. A assistência diminuía gradualmente e, numa

ocasião que se tornou famosa, ele fez um discurso para uma sala vazia, tendo apenas as paredes como ouvintes.

Por outro lado, o posto se ajustava perfeitamente a ele. Pagava um salário razoável e ele tinha apenas que dar poucas instruções e assistir a reuniões e cerimônias ocasionais. Um dos principais benefícios de ser professor do Trinity era a liberdade e o tempo para realizar suas próprias investigações.

O telescópio refrator de Galileu O primeiro telescópio fora inventado mais de 60 anos antes, em 1608. Apesar de não ter inventado o aparelho, o notável cientista italiano Galileu Galilei tornou-o popular.

Galileu sabia que a luz se movia em linhas retas e, também, que, quando a luz de um objeto distante chegava à superfície de uma lente, ela se tornava curva devido ao vidro da lente. Então, se um observador colocar um olho no outro lado da lente, a luz que chega até esse olho aparenta vir de um objeto muito maior.

Galileu chamou seu telescópio de "telescópio refrator". Consistia de duas lentes colocadas uma em cada extremidade de um tubo. A lente mais distante é chamada "lente objetiva" e a mais próxima ao olho, de "lente ocular". A lente objetiva focalizava a luz dentro do tubo e a lente ocular ampliava o objeto distante, inclinando a luz vinPágina seguinte, embaixo:da dele.

O telescópio refletor que Este tipo de telescópio funcionou muito bem e Newton desenhou na as década de 1670 era muito notícias sobre a invenção se espalharam por toda parte. Em poucos anos, os telescópios refratores superior ao primário já eram usados por astrônomos em toda a Eurotelescópio construído pa para estudar a Lua e os planetas do sistema por Galileu.

Acima e na página solar. seguinte, no alto: Galáxias a milhões de anos-luz da Terra. O desenvolvimento Um novo tipo de telescópio de telescópios sofisticados, baseado nos princípios de No começo da década de 1670, Newton construiu Newton, possibilitou aos um novo tipo de telescópio, ao mesmo tempo diastrônomos enxergar maisferente e mais potente. além, no espaço, como Consistia de um grande espelho na extremidanunca antes. de de um tubo fino. Era um tipo especial, curvo, 36

chamado espelho côncavo. Se você o olha de frente, a curva se afasta — quase como quando se observa o interior de uma caverna diminuta. Olhando-se por trás, ela cresce em sua direção.

Newton percebeu que, se a luz vinda de um objeto distante, como um planeta, atingisse esse espelho especial, ela seria rebatida para um ponto em frente dele. O espelho produzia o mesmo efeito que o da lente ocular, no telescópio refrator.

A lente fazia a luz parecer vir de um objeto muito mais distante. Se a luz fosse, então, refletida para dentro de um ampliador ao lado do tubo, o observador poderia ver uma imagem ampliada do planeta. Newton denominou seu invento de "telescópio refletor".

O surpreendente telescópio de Newton era revolucionário e mais potente que a maioria dos telescópios refratores — e ele o construiu com suas próprias mãos. Esmerilhou as lentes, formatou e poliu o espelho, construiu o tubo e até desenhou e fabricou os próprios instrumentos! As habilidades manuais aprendidas quando criança, criando maquetes e miniaturas, em Lincolnshire, tornaram-se muito úteis.

A Royal Society começou com reuniões esporádicas, mas logo que Newton se tornou seu presidente cresceu rapidamente, tornando-se uma instituição respeitada e prestigiada.

Aqui podemos ver uma reunião da Royal Society durante o período da presidência de Newton. Ele aparece no centro do desenho presidindo uma sessão.

A Sociedade Real O telescópio refletor de Isaac Newton fora uma sensação e, se ainda não estavam convencidos, outros cientistas da época compreenderam então que tinham um verdadeiro gênio em seu meio. No começo de 1672, Newton foi convidado para membro da distinta e seleta Royal Society (Sociedade Real).

A Royal Society consistia em um pequeno círculo de cientistas veteranos que haviam formado um grupo, em 1660, quando Newton estava com apenas 18 anos. Eles tinham o apoio do rei Charles II e, entre seus membros, estavam homens importantíssimos e

famosos como o químico Robert Boyle e o cientista c arquiteto Christopher Wren, que construiu a Catedral de São Paulo, em Londres. Um convite para juntar-se a essa categoria de cientistas era um grande privilégio, e Newton agarrou a chance.

Desentendimentos Em fevereiro, logo após passar a integrar a Royal Society, Isaac Newton, então com 30 anos, pronunciou sua primeira palestra. Envolvia a demonstração de uma de suas teorias para um auditório, na sociedade, acompanhada de uma pequena publicação. Newton escolheu falar sobre sua teoria da luz e do espectro. Foi nesse primeiro debate que ele se encontrou (e discutiu) com outro grande cientista da época, Robert Hooke, que se tornaria, mais tarde, secretário da Royal Society.

Os dois homens eram respeitados cientistas e importantes personalidades, mas abordavam a ciência de maneiras totalmente diferentes e nunca se haviam visto frente a frente. Cada um estava convencido de que seus métodos eram os acertados.

Newton sempre fora muito cuidadoso e meticuloso, perseguindo um problema até conseguir a resposta, aprendendo o máximo possível em suas pesquisas.

Hooke era um excelente cientista que trabalhava em várias diferentes questões ao mesmo tempo. Entretanto, ele não explorava cada uma com tanta profundidade, como fazia Newton.

Não era apenas essa a razão de seus desentendimentos. Havia, também, uma questão de rivalidade profissional.

Hooke considerava-se um especialista em luz. Discordava da teoria de Newton e defendia suas próprias idéias. Pela primeira vez em sua vida, Isaac Newton se confrontava com um igual no mundo científico.

Por muitos anos as rixas conturbaram a Royal Society e a comunidade científica em geral. E, desde aquele primeiro encontro, os dois homens nunca puderam ser amigos — tornaram-se inimigos.

Alquimia Em Cambridge, Newton levou adiante seus estudos, em segredo. A Royal Society tomava um pouco de seu tempo e as estradas barrentas e esburacadas torna-

Pagina seguinte: Um laboratório de alquimia. De tempos remotos até o século 18, a Química era envolta em mistério. Alquimistas eram pouco mais que feiticeiros em seus métodos.

Eles acreditavam que metais sem valor podiam ser transformados em ouro e que podiam misturar poções mágicas para se tornarem, e outras pessoas também, imortais. Até que, no século 18, químicos autênticos como John Dalton demonstraram que a alquimia se baseava em falsas idéias. Então, essas teorias antiquadas desapareceram para sempre.

"Precaução, prudência e reserva eram os elementos naturais do caráter de Newton. Alguma tendência à arrogância, como a propensão ao menosprezo pelo convívio social, era logo superada. Erguendo-se do mais baixo extrato da pequena nobreza fundiária (seu pai era incapaz de assinar o nome), Newton encontrou pouca compreensão familiar em relação a seus méritos intelectuais: é sempre menos fácil viver com um gênio que admirá-lo postumamente."

Rupert Haíl

vam as viagens em carruagens de rodas de madeira, desconfortáveis e cansativas. Ele somente faria a longa jornada quando precisasse, o que era raro.

Por causa de todas as discussões e disputas, ele decidiu deixar a Física e a Matemática por um tempo e passou a dedicar-se a pesquisas em outras áreas da ciência. Por muitos anos, o tema que mais ocupou seus pensamentos foi a Alquimia — a precursora da Química.

Alquimistas não eram cientistas. Assemelhavamse a mágicos ou curandeiros, pretendendo realizar o impossível — formulando poções para conseguir a imortalidade, "filtros de amor" e curas milagrosas.

Newton não gostaria de ser incluído entre eles. Os alquimistas eram descuidados e desorganizados com seu trabalho. Guardavam poucos registros de suas descobertas e não compreendiam realmente o que estavam fazendo. Newton era o oposto, e a única razão para envolver-se com tais coisas era a ânsia infinita de conhecimentos. Ele queria saber tudo e qualquer área de estudo o interessava.

Os segredos da alquimia eram impalpáveis. Ele pôde ver que vários amadores dedicados ao assunto, pelo mundo afora, ocupavam-se da alquimia de maneira terrivelmente desorganizada. Newton estava convencido de que poderia contribuir valiosamente com essa vasta e inexplorada área da ciência.

O cientista cauteloso O que fazia Newton tão diferente de qualquer outro que se dedicava à área da alquimia era sua incrível meticulosidade e cautela. Ele anotava todas as suas descobertas e apoiava os conceitos com experiências.

Várias pessoas consideram Isaac Newton o primeiro cientista de verdade por causa de seus cuidadosos métodos e porque, por ter usado a Matemática para descrever as coisas, pôde provar a partir da experiência.

Ele foi o primeiro a agir assim e muitos o consideram o fundador da ciência moderna como nós a conhecemos hoje.

Newton usou seus métodos na alquimia, mas, ao contrário de seu trabalho em Física e Matemática, ele não fez grandes avanços em Química. Dia após dia

ele permaneceria em seu laboratório no Trinity. Ele havia formado sua própria coleção de frascos, copos, tubos e condensadores e arquitetava experiência após experiência. Mas não teve muita sorte. Os segredos da Química sempre o enganaram e, depois de vários anos de pesquisa, ele conseguiu bem pouco.

Então, em uma tarde morna de junho de 1679, aconteceu algo para alterar o curso de sua vida e pôr fim a seus estudos de alquimia. Estava no laboratório, como de costume, combinando produtos químicos e misturando tubos de testes de soluções, quando bateram à porta. Era um mensageiro, a cavalo. Entregou a Newton um envelope contendo uma única folha de papel. Ele abriu e leu o conteúdo. Depois de passar os olhos rapidamente pelas primeiras palavras, tomou conhecimento da terrível verdade: Hannah Newton, sua mãe, estava morrendo.

De volta a Lincolnshire Durante os seis meses seguintes, Newton não pôde pensar em alquimia nem mesmo em suas queridas Física e Matemática. Todo o seu tempo foi subitamente ocupado com os assuntos da propriedade de sua mãe. Ele e seu jovem meio-irmão, Benjamin Smith, o filho de seu odiado padrasto, eram os únicos herdeiros.

Foram vários meses para organizar o inventário da casa e da fazenda. Benjamin era um jovem irresponsável, em quem não se poderia confiar para administrar a herança. Para tornar a situação pior, o jovem rapaz estava doente e acamado, e Newton teve de dar ordens à governanta e cuidar da administração geral da fazenda. Foi apenas no começo de 1680 que ele transferiu a propriedade para um administrador de confiança e retornou à cultura e a suas experiências no Trinity.

"Newton (...) era obcecado pelo ideal do rigor e dificilmente se convencia de que alguma coisa estivesse pronta para publicação."

Richard Westfall, em sua biografia Nunca em Repouso

Retorno à Mecânica Retornando a Cambridge, Newton tomou uma decisão. Colocaria de lado seus experimentos de alquimia, por enquanto. Havia feito mais do que o possível e precisava voltar-se para outros assuntos.

Em Londres, os debates com Robert Hooke estavam se tornando cada vez piores. Newton esforçavase para não perder a calma em público. Durante alguns anos, cartas furiosas continuavam sendo trocadas entre Hooke, em Londres, e Newton, em Cambridge. E tornavam-se cada vez mais iradas. Hooke não conseguia aceitar os enunciados de Newton e declarava continuamente que as coisas com as quais concordava ele — Hooke — havia inventado antes. Era o que acontecia com as leis do movimento, que Newton estava desenvolvendo.

Apesar de nunca competirem em público, as cartas entre Newton e Hooke eram mordazes. Em uma ocasião, quando Hooke alegou que havia descoberto primeiro as teorias de Newton, este escreveu para o secretário da Royal Society: "Hooke não tem feito nada e mesmo assim escreve como se conhecesse e tivesse sugerido tudo, menos o que precisa ser determinado pelo esforço dos cálculos e observações, esquivando-se dessa labuta

Uma das diferenças entre Newton e a maioria dos cientistas que o precederam era seu meticuloso método de trabalho. Ele entendia que a ciência, especialmente a Física, era matéria exata que devia ser abordada de modo estritamente disciplinado. Uma vez que o experimento fosse esquematizado, ele o repetia várias vezes a fim de eliminar os erros ou qualquer possibilidade de acaso — e então guardava registros impecáveis de suas descobertas.

As Leis da Mecânica de Newton em ação: Aqui pode-se ver as bolas de um brinquedo colidindo conforme o vaivém periódico. O movimento das bolas demonstra as leis que Newton incluiu no livro Principia — os princípios que governam o movimento das bolas são os mesmos que ditam o curso de um carro de corrida, de um avião supersônico ou de uma nave interplanetária.

Página seguinte: Principia foi descrito como o maior trabalho da história da ciência. Em um único volume, Newton estabeleceu os fundamentos do estudo da Mecânica para os trezentos anos seguintes.

Suas teorias, contidas no Principia, também conquistaram a imaginação popular. Foi um sucesso imediato dentro da comunidade cientifica, por toda a Europa, e, ainda em vida, Newton se tornaria amplamente aceito como o mais importante gênio científico da Inglaterra.

em razão de seus outros negócios; entretanto, ele deveria, de preferência, ter-se justificado por motivo de incompetência".

Os dois homens se encontravam muito raramente, a não ser nas reuniões da Royal Society e, mesmo assim, normalmente, havia um gélido silêncio entre eles.

Certa vez, Newton escreveu para seu amigo Edmund Halley dizendo que Hooke não era mais que um "simulador" e um "ganancioso".

Mas, algo de bom surgiu dessa questão. Newton ficou tão aborrecido com as constantes declarações de Hooke de que fora o primeiro a descobrir suas teorias do movimento que o orgulhoso homem se lançou de coração e alma em suas pesquisas.

Apesar de seu orgulho e de sua raiva, Newton ainda colocou obstáculos à publicação de seu trabalho. Seus amigos, constantemente, o repreendiam: "Se você está tão irritado com Hooke, por que não publica sua tese e não o desmascara de uma vez?"

Newton sempre se queixava de ainda não estar pronto para isso. Até que seu amigo mais íntimo decidiu intervir.

Um amigo persuasivo Em maio de 1684, o amigo da maior confiança de Isaac Newton, o cientista Edmund Halley, fez uma viagem especial de sua casa, em Londres, a Cambridge. Sua missão era persuadir Newton, de uma vez por todas, a publicar as conclusões de seu trabalho sobre a Mecânica — a ciência do movimento dos corpos —, que ele vinha desenvolvendo lentamente, desde a Grande Peste.

No início, Newton não se convenceu. Não se sentia preparado para publicar um trabalho inacabado.

Mas Halley tinha um par de curingas na manga.

Primeiro, ele sugeriu que Newton não publicasse simplesmente um pequeno livreto de idéias meio acabadas. Tinha uma sugestão muito maior. Ele, Edmund Halley, financiaria a publicação de um livro descrevendo todas as teorias que (como secretamente sabia) seu amigo havia formulado. E também convenceu Newton de que, a menos que agisse rapidamente, outros poderiam fazê-lo, repetindo-se o episódio de Mercator, ocorrido seis anos antes.

"O grande trabalho de Isaac Newton, Princípios Matemáticos, que ele escreveu em apenas oito meses, foi publicado em 1687. Ele incorpora todos os seus estudos sobre a Mecânica e é respeitado por muitos por ser o mais grandioso trabalho científico já publicado."

James Carvell, no livro Nomes Famosos da Engenharia

Depois de muito argumentar, Edmund Halley deixou Cambridge com a promessa de Newton de se dedicar inteiramente a escrever o relato total de suas maiores descobertas.

O auge do avanço científico Newton demorou dois anos para acabar seu livro, escrevendo dia e noite para completar o trabalho.

No dia 28 de abril de 1686, o livro finalmente estaria pronto: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural) geralmente citado como Principia (Princípios).

O livro foi enviado à Royal Society naquela mesma tarde e trechos dele foram lidos para os cientistas, apesar do autor haver decidido não comparecer.

Para a maior parte dos cientistas reunidos na Arundel House, a sede da Royal Society, o livro foi uma revelação. Descrevia os conceitos de Newton sobre a gravidade, a força centrífuga e como as duas se relacionam. Tanto quanto idéias mais antigas, o livro trazia novas propostas em profusão. Entretanto, o que o Principia continha de mais valioso eram os conceitos que se tornaram conhecidos como as Leis da Mecânica de Newton, ou Leis do Movimento.

Inércia Há três leis da Mecânica (veja na página 62) descritas no Principia, mas a primeira, que se ocupa do conceito da inércia, tem aplicação mais ampla.

Inércia é o termo dado para a tendência de todos os objetos de resistir à mudança ou ao movimento.

Para movimentar um objeto, tem-se que aplicar uma força sobre ele, para que supere sua inércia. 'Inércia" é a palavra usada para descrever o estado de uma pessoa preguiçosa — os preguiçosos têm que superar sua inércia para fazer alguma coisa.

Newton escreveu que por causa dessa inércia todos os objetos continuam em estado de repouso ou movendo-se em uma linha reta, a menos que sejam afetados por uma força exterior. É fácil constatar que essa afirmação é verdadeira.

Se uma bola perfeitamente lisa for rolada ao longo de uma superfície perfeitamente lisa, e não ventar ou

aparecer outra força em ação, a bola poderá, teoricamente, continuar rolando para sempre. Certamente, na vida real a bola tenderá a diminuir a velocidade e, eventualmente, parar — por causa de forças externas, como a fricção e as correntes de ar.

O predecessor imediato de Newton, no campo da Mecânica, foi o físico italiano Galileu. Ele havia estudado as propriedades da queda dos objetos, mas ninguém antes de Newton imaginara por que uma força tinha que ser aplicada a um objeto em repouso para colocá-lo em movimento.

Nova sabedoria Hoje, noções como força ou inércia são admitidas sem restrições. Elas parecem óbvias. Na época de Newton, a noção de forças e da aplicação de energia para superar a inércia dos objetos era idéia totalmente nova.

Mil anos antes de Newton, o filósofo grego Leucippus havia formulado a Teoria da Causalidade.

"Nada acontece sem uma causa, mas tudo com uma causa e por necessidade."

Isto parece uma declaração óbvia, mas terrivelmente vaga. Newton defendeu a idéia de que é preciso a ação de uma força para que um objeto vença a inércia ou mude sua trajetória. Ele provou essa tese usando a geometria e prognosticou o efeito causado pela aplicação de forças de várias intensidades sobre diferentes objetos. É onde a ciência "real" de Newton era tão diferente da filosofia dos gregos e dos pseudocientistas de antes da época de Galileu.

Newton estabeleceu leis que poderiam ser aplicadas para prever acontecimentos com extraordinária exatidão. A mecânica de Newton era metódica, baseada em sólidos e simples princípios fundamentais, leis irrefutáveis que podiam ser aplicadas nos mais complexos e elaborados problemas — tais como o envio de naves espaciais aos planetas ou alguma coisa relativamente simples como os movimentos de uma bola de bilhar sobre uma superfície plana.

Realmente revolucionário nas descobertas de Newton era o conceito de que um objeto se movimenta ou modifica o trajeto em função das forças externas

"75o absorto, tão sério em seus estudos que comia muito frugalmente; mais ainda, freqüentemente esquecia de comer; tanto que, entrando em seu quarto, eu encontrei seu prato intacta Quando lhe lembrei, ele respondeu: 'Esqueci!' — e então, indo para a mesa, comeu um bocado ou dois, em pé; por isso, eu não posso dizer que alguma vez o tenha visto sentado à mesa por vontade própria..."

Dr. Humphrey Newton, assistente de Isaac Newton

agindo sobre ele, e não, como as pessoas pensavam, graças ao resultado de uma variação interna do próprio objeto. Algumas vezes, entretanto, é a combustão de gases no motor de um avião que o faz se movimentar, mas é a força, ou impulso, que o motor exerce sobre o ar que o leva a vencer sua inércia e voar.

Um conceito prático Poucos anos depois da publicação do Principia, o conceito da inércia, ao lado das duas outras leis, já havia começado a transformar o mundo de outros cientistas e engenheiros. Eles adotaram as leis de Newton em projetos de máquinas e equipamentos científicos, relógios e invenções dotadas de rodas, qualquer coisa que envolvesse partes móveis.

As leis tornaram possível descobrir se uma máquina funcionaria corretamente mesmo antes de ser construída.

Desde essa época, o pensamento científico mudou fundamentalmente — nunca mais seria o mesmo.

Página anterior, no alto: A aplicação das teorias de Newton em nossos dias se estende às áreas de engenharia e ciências. Estas fotos mostram exemplos diários da engenharia moderna, que se vale das leis da Mecânica e da Dinâmica, reveladas por Newton no livro Principia.

O vasto conhecimento tecnológico necessário para desenhar e construir pontes suspensas e levantar arranhacéus é fundamentado nos princípios sedimentados há mais de três séculos por Newton. Sem a compreensão das leis da Mecânica, a máquina a vapor nunca teria ido parar sobre trilhos.

Isaac Newton assentou os fundamentos para toda uma nova era de invenções científicas, preparando o caminho para a grande Revolução Industrial. As leis da Mecânica de Newton tornariam possível ao engenheiro britânico Isambard Kingdom Brunel construir seus enormes navios a vapor e pontes suspensas no século 19. Sem essas leis de Newton, James Watt poderia não ter fabricado seu primeiro motor a vapor operacional, menos de 100 anos depois da publicação do Principia, e a estrada de ferro nunca teria sido construída.

Aplicações recentes Arquitetos e construtores também se beneficiaram com o Principia. As leis de Newton ajudaram a resolver os problemas da construção de estruturas modernas e sólidos arranha-céus como o Empire State Building, de Nova York.

As leis de Newton são, ainda, a base da moderna engenharia mecânica. São usadas pelas pessoas que trabalham em quase todas as áreas da ciência, de técnicos em poços de petróleo a engenheiros espaciais, projetistas de carro a construtores de satélites.

Quando foguetes viajam para a Lua, usam o princípio da inércia exatamente como descrito no Principia. O foguete é lançado na órbita da Terra usando motores potentes, mas no espaço não há fricção ou ar para diminuir a velocidade. Então, os engenheiros de controle da missão simplesmente acendem um diminuto dispositivo de controle ao lado da nave, chamado retrofoguete, e isto coloca a nave espacial a caminho da Lua. Como todos os objetos continuam se movimentando em linha reta até serem afetados por uma força exterior, o foguete simplesmente mantém a trajetória até alcançar a Lua. Depois da queima inicial, não é necessário mais impulso e, com certeza, nem mais combustível. De fato, é tão fácil se mover no espaço que a nave se despedaçaria de encontro à Lua se a velocidade não fosse controlada pela ignição de um "booster" (estágio do foguete que desacelera a nave pelo efeito da retropropulsão), no momento em que se aproximasse da superfície.

Principia, de Isaac Newton, realizou nada menos que a descrição das leis da Mecânica que agem no universo — as mesmas leis que descrevem como os

planetas se movem e as estrelas e galáxias permanec e m seus cursos. Tão importante é esse livro que "A 'Revolução Científica' foi considerado o topo da realização científica, a foi tão importante para o desenvolvimento da maior obra da história da ciência. humanidade que os Havia um homem, entretanto, que não pensava des- historiadores modernos sa forma — Robert Hooke. honram a expressão com Daquela tarde — 28 de abril de 1686 — em diante, iniciais em letras Robert Hooke passou a atacar Newton novamente, maiúsculas. O novo modo pelo conteúdo de Principia. Ele se queixava de que de ver o mundo que a Newton roubara suas idéias sobre a gravidade e que Revolução introduziu veio ele, Robert Hooke, havia elaborado a lei do quadra- gradualmente à tona, primeiro com a publicação do inverso da gravidade, que era o pilar central do da obra de Copérnico, em trabalho de Newton.

1543, e atingiria sua Cada rival tinha seus seguidores na Royal Society aceitação triunfal com o e em toda a comunidade científica da Europa. Mas, aparecimento, em 1687, do após meses de desentendimentos e violentos debates livro Principia, de Isaac por cartas, Isaac saiu vitorioso e as insinuações de Newton."

Da História do Descobrimento Hooke foram desacreditadas pela maior parte dos da Ciência, editado por Jack cientistas.

Meadows

Os anos negros Por muitos anos depois da publicação do Principia, fez se silêncio nas salas do Trinity, em Cambridge.

Newton se ocupava com renovado interesse pela alquimia e não havia novos trabalhos de grande importância. Por toda a Europa, Principia era, e ainda é, aclamado como a mais importante obra da ciência jamais escrita. Seu autor se tornou famoso não apenas entre os cientistas, mas para a população em geral, graças ao interesse de poetas, jornalistas e professores pela obra de Newton.

A maioria das pessoas podia não entender a matemática contida no livro, mas, através de versões simplificadas e informações verbais, as idéias básicas contidas no Principia se estenderam amplamente.

Entretanto, o autor, o grande cientista, não estava bem. Por muitos anos, ele havia se sobrecarregado, empurrando-se para os limites da resistência, e agora, aos 51 anos de idade, surgiam as conseqüências.

Ninguém realmente soube de que enfermidade padeceu Newton entre 1693 e 1696. Alguns disseram que ele tivera um esgotamento nervoso, outros, que estava apenas fisicamente exausto. Qualquer que tenha sido a causa, aqueles anos foram vistos por ele mesmo,

Sala de cunhagem da Casa da Moeda, na Torre de Londres. Newton fez mudanças radicais nos métodos de purificação dos metais usados na fabricação de moedas. Ele foi também responsável por processar os abomináveis "clippers" (cortadores), que roubavam minúsculos pedaços das bordas das moedas. Dizia-se que Newton sentia um perverso prazer em levar esses infratores a julgamento e, em muitos casos, a execução.

mais tarde, como o pior período de sua vida. Uma época que chamou de "anos negros". Uma época de pouca produção em Física, nenhum progresso real em alquimia e em que sofreu ataques de doenças, um depois do outro.

Seus amigos reuniam-se em torno dele. Halley escrevia com freqüência, como faziam outros colegas de Londres e da Royal Society. Todo esse apoio aos poucos o ajudou a livrar-se de seu humor negro e de seus males físicos. Mas o acontecimento que mudaria completamente sua vida ocorreu em 1696, quando recebeu convite para assumir a importante posição de diretor ("Warden") da Real Casa da Moeda.

Newton vivia na Universidade de Cambridge há 35 anos quando recebeu o convite do Ministério da Fazenda para dirigir a Real Casa da Moeda.

Newton aceitou a oferta imediatamente e, então, teve início uma nova fase na vida do grande homem.

Por uns tempos, ele abandonou completamente a pesquisa científica e se lançou em sua nova carreira, como um administrador de alta categoria na capital.

O posto na Real Casa da Moeda era uma recompensa por suas realizações científicas e devia significar apenas um título honorário de prestígio, mas Newton nunca pôde fazer qualquer coisa pela metade.

Dedicou-se ao novo trabalho com grande energia, excedendo em muito as expectativas de seus superiores no Ministério da Fazenda.

Acontece que o emprego chegou numa época oportuna. A Inglaterra estava trocando sua moeda, afetada pelos anos de Guerra Civil. Necessitava de sério aperfeiçoamento e modernização, e Newton surgiu para ser exatamente o homem que faria a mudança ocor-

Acima, uma das moedas cunhadas sob a administração de Newton. Esta traz efígie da rainha Anne.

rer sem problemas. Ele supervisionava a impressão de novas moedas e certificava-se da distribuição do dinheiro para os vários bancos, em todo o país.

A Royal Society passava por uma fase confusa em sua história e havia muitos debates entre os membros da direção no tocante ao rumo que ela deveria tomar. Newton freqüentava as reuniões apenas de vez em quando, em parte por causa de seus outros interesses e em parte porque continuavam seus desentendimentos com Robert Hooke. Mas, em 1703, seu rival — Hooke — morreu aos 68 anos de idade.

Sem muita cerimônia, os membros da Royal Society votaram para fazer de seu mais famoso e respeitado membro o novo líder. Então, em 1703, com 60 anos, Isaac Newton foi eleito presidente da Royal Society.

Newton se esforçou para resolver os problemas da sociedade e assumir suas responsabilidades com a mesma determinação e energia com as quais ele se encarregava de tudo. Por vários anos, a Royal Society fora presidida por líderes políticos que não estavam interessados em seus objetivos. As reuniões semanais não mais se referiam a assuntos de interesse científico, que haviam sido a razão de sua fundação, em 1660. Quando Newton assumiu o controle como presidente, a associação parecia debilitada, como nunca estivera. Tendo devotado sua vida aos propósitos da sociedade, Newton estava determinado a reviver o interesse por ela. Elaborou então o plano para recolocar a instituição nos trilhos outra vez. No "plano", ele sugeria que as reuniões semanais deveriam estabelecer assuntos sérios para os membros, e somente para aqueles com reputação científica reconhecida seria permitido realizar demonstrações nas reuniões.

Durante a fase de Newton na presidência, a freqüência às reuniões aumentou além do dobro e, a partir de então, a Royal Society foi se fortalecendo cada vez mais. Newton a dirigia de forma a transformar um pequeno grupo de colegas cientistas na sociedade respeitada e mundialmente famosa que hoje é.

Cortadores e ladrões Tornando-se Mestre da Real Casa da Moeda, Newton se estabeleceu como funcionário público. Vivia nesta grande casa, perto de Leicester Square, em Londres. Na meia-idade, era visto como um pilar das instituições e um político altamente respeitado.

Nomeado Cavaleiro, em 1705, dizia-se que exercia substancial influência na Corte, e a Família Real tinha grande respeito por ele.

Outra face do trabalho de Newton era perseguir e processar os falsificadores e um grupo de ladrões conhecidos como "cortadores". Eram os que cortavam pequenos pedaços de moedas, fundiam o metal e extraíam a prata.

Newton aplicou toda a sua astúcia, que usara com tanta eficácia para resolver problemas científicos, para capturar esses criminosos e entregá-los à justiça. Obteve tanto sucesso que três anos depois de sua nomeação era promovido a Mestre da Casa da Moeda, em 1699.

Administrando cientificamente De todas as responsabilidades de Newton na Casa da Moeda, a mais importante era a tarefa indispensável do teste de pureza das moedas. Todas as moedas deviam ter o mesmo peso, e cada uma conter exatamente a mesma quantidade de metal precioso. Não era fácil o trabalho de se certificar de que cada moeda fosse produzida de forma idêntica, mas o rigoroso treino científico de Newton mostrou seus benefícios mais uma vez.

Todos os dias ele visitava a oficina de impressão, ao lado de seus escritórios. Usando conchas especialmente desenhadas, os operários podiam extrair uma pequena amostra do metal fundido. A amostra retornava ao laboratório do administrador, onde ele submetia os metais a reações químicas, para ter certeza da pureza exigida.

Cargo elevado Durante anos Newton quase não deu atenção às pesquisas. Ele havia conservado seu cargo de professor na Universidade de Cambridge até se tornar Mestre da Real Casa da Moeda, mas não lecionou por muito tempo e conduziu bem poucas experiências, porque as exigências de sua nova carreira eram numerosas.

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Uma nova publicação '

Newton estava progredindo. Ele era um cientista internacionalmente renomado, mestre da Real Casa da Moeda e presidente da Royal Society. Sua obra en-

"Mesmo quando já era velho, os criados tinham que chamá-lo para o jantar meia hora antes de estar pronto. Ainda assim, um papel ou um livro encontrado no meio do caminho poderia fazê-lo deixar a comida esperando por horas. Newton tomava o mingau ou o leite com ovos preparados para a sua ceia, já frios, no café da manhã."

John Conduitt, amigo íntimo de Isaac Newton

Londres, na época de Newton. Esta gravura foi pintada por volta de 1690, pouco antes de Newton mudar-se de Cambridge.

Nela, as áreas da cidade destruídas pelo Grande Incêndio já haviam sido reconstruídas. Muitos dos novos prédios foram erguidos com pedra, em vez de repetir as construções de madeira consumidas pelas chamas. Ao longe, pode-se ver a Torre de Londres, onde Newton começou sua carreira na Casa da Moeda, em 1696.

contrava mais e mais leitores entusiasmados, ano após ano, e sua força ia crescendo aos olhos dos cientistas por todo o mundo.

Em 1704, poucos meses depois de tornar-se presidente da Royal Society, Newton foi persuadido a publicar o trabalho que começara quando era estudante de Cambridge — suas descobertas a respeito da luz. Essa divisão da Física é chamada Óptica e, quando estava pronto para publicar seus estudos, na primavera daquele ano, ele intitulou seu livro simplesmente Opticks (Óptica).

Foi outro sucesso retumbante, e dessa vez seu inimigo Robert Hooke não se encontrava por perto para estragar a aclamação. Uma vez mais, Isaac Newton estava triunfante e o mundo se lembrava novamente do gênio notável. O presidente da Royal Society era aclamado internacionalmente como o mais ilustre cientista que jamais vivera.

Os anos finais Isaac Newton continuou a reinar no mundo da ciência. Por mais 33 anos ainda, manteria seus cargos ilustres, na ciência e na administração pública.

Newton não mais publicou grandes obras, mas já havia " Afortunado Newton, feliz dado ao mundo dois dos mais importantes trabalhos da infância da ciência! Quem ciência em duas áreas da Física totalmente diferentes. tem tempo e tranqüilidade No ano seguinte à publicação do Opticks, Isaac pode, lendo este livro, viver os Newton foi nomeado Cavaleiro pela rainha Anne por maravilhosos acontecimentos seu importante desempenho na ciência e no serviço protagonizados pelo grande público. Ele foi o primeiro cientista a ser recompen- Newton em sua juventude.

A natureza para ele era um sado dessa maneira. livro aberto, cujas letras Enquanto isso, fizera novos inimigos. Havia ou- podia ler sem esforço." tros que não se conformavam com o modo como RoAlbert Einstein, bert Hooke fora derrotado. Em seus últimos tempos no prefácio da edição de 1931 do de vida, já um homem idoso, no final de seus 70 anos, livro Óptica Newton acabaria sendo envolvido em contendas públi-

"Ele se tornou para mim... um dos raríssimos supremos gênios que moldaram as categorias do intelecto humano."

Richard Westfall, em sua biografia Nunca em Repouso

"Eu não sei o que posso parecer para o mundo, mas para mim mesmo eu pareço ter sido somente um garoto brincando na praia e me divertindo de vez em quando, encontrando um cristal mais aveludado ou uma concha mais linda do que o usual, enquanto o grande oceano da verdade deposita todo o inexplorado diante de mim."

Isaac Newton

cas agora, com dois outros famosos cientistas da época. A pior dessas rixas se deu entre Newton e o cientista alemão, Gottfried Leibniz. Leibniz argumentava que ele, e não Newton, havia criado o ramo da Matemática conhecido por cálculo. Newton usara essa nova forma de matemática aproximadamente sessenta anos antes, quando começava a desenvolver suas noções de Mecânica e Óptica, mas seus estudos completos somente viriam à luz, prontos para serem usados, no mundialmente famoso Opticks.

Pobre Leibniz! Ele realmente não teve qualquer chance contra um homem tão impetuoso quanto Newton. O caráter vigoroso e combativo de Isaac Newton havia endurecido mais ainda com o passar dos anos. Não apenas isso; ele era, também, o mais notável cientista do mundo, presidente da mais bemsucedida e respeitada sociedade científica da Terra e um fidalgo.

Newton saiu vitorioso outra vez, convencendo seus colegas de que Leibniz havia visto o cálculo em suas publicações anteriores e copiado a idéia. Dessa maneira, obteve a concordância do mundo científico de que ele, e não Leibniz, fora o primeiro a formular o cálculo. Apesar de Leibniz ser lembrado por sua contribuição e invenção em vários outros ramos da Física nos quais trabalhou, ele morreu sem riqueza, sem o poder e as recompensas outorgadas a seu rival britânico.

A herança de Newton Sir Isaac Newton morreu no dia 20 de março de 1727, com 84 anos, depois de passar muitos anos doente e acamado. Ele foi enterrado entre reis e rainhas, duques e condes da Inglaterra, na Abadia de Westminster, em Londres, no dia 4 de abril.

Tão respeitado se tornara em vida, que foi velado durante uma semana no mosteiro, um sinal de respeito normalmente reservado aos monarcas. No funeral, o caixão de Newton foi carregado por dois duques, três condes e pelo Lord Chancellor. É difícil exagerar a contribuição de Isaac Newton para a ciência. Para muitos, ele foi o mais importante

cientista que já viveu. Era, certamente, um homem difícil e polêmico, que nunca pôde tolerar divergências. Ele lutou com todas as armas contra seus adversários e sempre venceu. Muitos não gostaram dele.

Com o avanço da idade, era visto como um homem cada vez mais excêntrico. Tornou-se obcecado em ter seu retrato pintado e insistia em um novo quadro a cada dois ou três anos — o que justifica o grande número de pinturas do idoso Newton que sobrevivem até os dias atuais.

Muitos nunca o perdoaram por seu tratamento aos companheiros cientistas, e reclamavam que Newton nunca deu aos outros o devido crédito por seus trabalhos.

Insinuavam que Newton se divertia enviando criminosos para a morte, quando esteve na Real Casa da Moeda, e que manipulava pessoas influentes para se promover. Todas essas acusações talvez possam até ter um fundo de verdade, mas devemos lembrar também que ele foi um homem generoso e muitas vezes socorria

Datas importantes 1642

Agosto: a Guerra Civil Inglesa começa e só acaba em 1649.

25 de dezembro: nasce Isaac Newton, em Woolsthorpe, na Inglaterra, filho de Hannah Newton. Seu pai havia morrido três meses antes.

1655 1661

Estes cinco selos, de várias partes do mundo, comemoram os trabalhos de Isaac Newton e a forma como transformaram nossa sociedade. As descobertas de Newton são lembradas internacionalmente, vinculando seu nome a inumeráveis eventos e objetos — de ruas e edifícios a telescópios e instituições acadêmicas.

famílias pobres, doou grandes quantias para a caridade e nunca deixou de enviar ajuda financeira a parentes distantes em tempos difíceis.

Newton nunca se casou e não tinha herdeiros. Suas propriedades foram ocupadas pelos descendentes de seu padrasto, Barnabas Smith. Mas Newton deixou muito mais para o mundo que uma simples propriedade. Ele criou um novo caminho para a ciência e uma forma totalmente nova de responder as questões, que todos nós admiramos.

Hoje, mais de 350 anos depois de seu nascimento, cientistas em todo o mundo e em todas as áreas de estudo ainda usam os princípios e as idéias deixadas por esse surpreendente homem. Que herança maior pôde alguém jamais deixar?

Com 12 anos de idade, Isaac Newton entra na escola de Grantham.

Junho: Isaac Newton, com 18 anos, ingressa na Universidade de Cambridge.

1664 Primavera: Isaac Newton, aos 21 anos, inicia suas experiências com a luz.

1665 Isaac Newton se torna Bacharel em Artes e começa a desenvolver sua própria matemática avançada.

A Grande Peste começa em Londres e se espalha para outras cidades.

Newton deixa Cambridge e retorna a Woolsthorpe.

1666 Isaac Newton faz grandes avanços na compreensão das Leis da Gravidade.

2 a 6 de setembro: Grande Incêndio de Londres.

1667 Março: Isaac Newton retorna à Universidade de Cambridge. Seis meses depois, é eleito pesquisador do Trinity College.

1669 Julho: a obra De Analysis, de Isaac Newton, começa a circular.

Outubro: Isaac Newton é nomeado professor de Matemática na Universidade de Cambridge, aos 26 anos de idade. É a pessoa mais jovem que já ocupou este posto.

1670-1 Isaac Newton desenvolve seu telescópio refletor.

1672 Isaac Newton é convidado a ingressar na Royal Society, um grupo de cientistas.

Fevereiro: Newton profere sua primeira palestra para a Royal Society.

1679 Junho: morre Hannah, a mãe de Isaac Newton.

1684 Isaac Newton começa a trabalhar em seu livro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural), normalmente conhecido como Principia (Princípios).

1686 28 de abril: textos do Principia são lidos na Royal Society. O livro é visto como uma revelação nos círculos científicos.

1693-96 Isaac Newton sofre de uma misteriosa doença.

1696 Março: recuperado da doença, Newton aceita o cargo de diretor da Real Casa da Moeda.

1699 Dezembro: com 47 anos, Isaac Newton é nomeado Mestre da Real Casa da Moeda.

1701 Newton é eleito Membro do Parlamento pela Universidade de Cambridge.

1703 30 de novembro: Isaac Newton é eleito presidente da Royal Society.

1704 É publicado o livro Opticks (Óptica), sobre suas descobertas com a luz.

1705 Isaac Newton é nomeado Cavaleiro pela rainha Anne. Ele é o primeiro cientista a receber a homenagem.

1727 20 de março: Sir Isaac Newton morre aos 84 anos de idade.

61

Leis do Movimento de Newton 1. Todo corpo continua em estado de repouso ou era movimento uniforme em linha reta, a menos que sofra a ação de uma força externa.

2.

Quando uma força age sobre um corpo, a mudança do movimento é proporcional à força motriz aplicada e se faz na direção em que a força age.

3.

Para toda ação há uma reação igual em sentido contrário.

Lei da Gravidade de Newton Todos os corpos no universo se atraem com uma força que é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.

Termos científicos Astronomia: Estudo científico dos corpos celestes, particularmente seus movimentos, posições, composição e distribuição.

Binômio: Em matemática, uma expressão que consiste de dois termos conectados por um sinal de mais e um de menos.

Ex.: a + b, x - y.

Biologia: A ciência da vida e dos organismos vivos, compreendendo o estudo de suas estruturas, função, crescimento, origem, ecologia, evolução e distribuição.

Cálculo: Ramo da Matemática que permite manipular quantidades em contínua variação. É usado por engenheiros e cientistas para resolver problemas envolvendo variação de velocidade e correntes flutuantes em circuitos elétricos. O cálculo nasceu com Arquimedes, mas foi desenvolvido por Isaac Newton.

Combustão: Reação química na qual uma substância é misturada, normalmente com oxigênio, e produz calor, luz e chama. Em um motor de carro — um motor de combustão interna —, o petróleo é misturado com ar para entrar em combustão e gerar potência.

Condensador: Em química, um aparelho para mudar uma substância de seu estado gasoso para líquido.

Espectro: O efeito arco-íris produzido quando um feixe de luz passa através de um prisma.

Espectroscopia: O estudo do espectro.

Força: Influência que é capaz de variar o estado de repouso de um corpo ou de seu movimento uniforme em linha reta. A força pode agir de fora ou de dentro.

Força centrífuga: A tendência que tem um corpo de, ao girar, movimentar-se para fora do centro de seus eixos de rotação.

Fórmula: Em matemática e física, uma proposição ou lei expressa por meio de símbolos. Em química, símbolos que representam a composição de uma substância. Ex.: H 2 0 é a fórmula química da água.

Fricção: Uma força que resiste ao movimento de uma superfície sobre outra com a qual está em contato.

Geometria: Ramo da Matemática que diz respeito às propriedades, medidas e relações das linhas, pontos, ângulos, superfícies e sólidos.

Gravidade: Força de atração exercida pela Terra, ou outro planeta ou satélite, sobre corpos em ou perto de sua superfície.

Laser (palavra formada pelas iniciais das palavras inglesas Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que significam Luz Amplificada por Emissão Estimulada de Radiação): Dispositivo que produz um estreito e altamente potente raio de luz direcional. A luz é muito brilhante e pode atingir grandes distâncias sem se dispersar.

Massa: a quantidade de matéria de um objeto.

Mecânica: Ramo da Física relativo ao estudo do movimento dos corpos e das forças que agem sobre eles. Óptica: Estudo científico da luz e da visão.

Prisma: Em óptica, um bloco triangular de vidro ou plástico, usado para dispersar a luz ou para mudar sua direção.

Teorema: Em matemática, uma regra usualmente expressa como uma fórmula. Ex.: teorema do binômio. Também uma proposição que foi ou pode ser provada por argumentação.

Teorema do binômio de Newton: Fórmula descoberta por Isaac Newton (binômio de Newton) para encontrar qualquer potência de uma expressão binomial sem usar multiplicação extensa.

Velocidade: A rapidez com que um objeto viaja em uma determinada direção.

Índice Alquimia 40-1 Barrow, professor Isaac 33 Binômio de Newton 6, 63 Cálculo 6, 17, 59, 63 Espectroscopia 24, 63 Força centrífuga 30, 63 Galileu 36, 47 Grande Incêndio de Londres 5 Grande Peste 5, 25-7, 45 Gravidade, Teoria da 5, 9, 17, 28-32 e lei do inverso do quadrado 32 Gravitação, lei 62 Guerra Civil Inglesa 10-1, 53 Hooke, Robert 39, 43, 51, 55, 56 Lei do inverso do quadrado 32 Leibniz, Gottfried 58 Luz experiências de Newton 17-23 logaritmo 33

Mecânica, leis da 8-9,46-8,62 Mercator, Nicolas 33 efeitos sobre a ciência 49-51 Newton, Hannah 10, 11, 14, 42 Newton, Isaac alquimia 39-42 "ano milagroso" 5-6, 7, 28-9 bacharel em Artes 58 Casa da Moeda 52-4 debate com Leibniz 58 desentendimento com Hooke 39, 42-4, 51, 55 desenvolvendo a nova Matemática 6, 17, 28, 32, 33-5 doença 51-2 estudante 14-7 experiência com a luz 17-23 fidalguia 57 infância 10-4 influência de seu trabalho na ciência 6, 7-10, 24, 47, 49-50 ' Leis do Movimento, ver Leis da Mecânica morte 58 morte da mãe 42 nascimento 10

Nicolas Mercator 33-5, 45 Nova Ciência 28 Opticks, publicação 57 presidente da Royal Society 55 professor de Matemática 35-6 relação com o padrasto 11 Royal Society 38-9 servente no Trinity College 32-3 telescópio refletor 36-8 Teoria da Gravidade 5, 9, 17, 28-32, 46 Opticks 57, 58 Principia 46, 49, 50, 51 Real Casa da Moeda 53, 54, 55, 59 Newton nomeado diretor 52 Newton nomeado Mestre 55 Royal Society 43, 44, 46, 52, 55 Newton, membro da 38-9 Newton, presidente da 55 Telescópio refletor de Newton 36-7 refrator de Galileu 36 Teorema do binômio 63