CIÊNCIA, EDUCAÇÃO E INSTITUIÇÕES
Álvaro Machado: um paladino do ensino experimental da física Álvaro Machado: a paladin of experimental teaching of physics M. João Carvalhal Museu de Ciência da Universidade do Porto / núcleo FCUP mjoaocarvalhal@gmail.com Marisa Monteiro Museu de Ciência da Universidade do Porto / núcleo FCUP mmonteiro@reit.up.pt
Resumo A criação, em 1911, da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto trouxe um novo paradigma ao ensino universitário da Física: até então com um cariz marcadamente teórico e especulativo, adquire um carácter experimental. Por isso, torna-se necessário apetrechar devidamente os laboratórios para o ensino. Álvaro Rodrigues Machado (1879-1946), professor da Universidade do Porto desde 1911, teve um papel importante neste apetrechamento. Usufruindo da possibilidade de atribuição de pensões para visitas de estudo ao estrangeiro, quer a professores do ensino liceal quer a professores da universidade, percorre a Europa visitando escolas de referência e grandes fabricantes de instrumentos científicos, assim como outras instituições. Na sequência destas viagens, começam a ser construídos localmente numerosos instrumentos, nas oficinas do Laboratório de Física ou em oficinas e pequenas fábricas da cidade, fazendo hoje parte do acervo do Museu de Ciência. Em alguns destes, é possível reconhecer a influência de professores que contactou nas diferentes instituições. E se alguns destes instrumentos, na generalidade destinados às aulas práticas, eram rudimentares, outros ombreavam em qualidade com os importados de casas construtoras estrangeiras. Palavras-chave: ensino, experimental, Física, instrumentos, Machado, Museu. Abstrat The creation, in 1911, of the Faculty of Science of the University of Porto, has brought a new paradigm to university teaching in Physics: hitherto of a deeply theoretical and speculative nature, it takes on an experimental basis. Therefore, it became necessary to equip teaching laboratories properly. Álvaro Rodrigues Machado (1879-1946), lecturer at the University of Porto since 1911, had an important contribution in this equipping. Enjoying the opportunities then given to high school and university teachers to go abroad for improvement, he travelled around Europe, visiting highly regarded schools and renowned scientific instrument manufacturers, as well as other institutions. Following these tours, quite a number of instruments started being made locally, either in the workshop of the Physics Laboratory or in the town’s workshops and small factories, being now part of the collection of the Museum of Science. In some of them, it is possible to recognize the 206
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influence of teachers whom he met in different institutions. While a few of these instruments, mainly intended for practical classes, might be considered rudimentary, others stood up to the quality of those purchased abroad. Keywords: educational, experimental, Physics, instruments, Machado, Museum.
Introdução Na Academia Politécnica, antecessora da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, o ensino da Física era feito em duas cadeiras, a «Physica Geral» e a «Physica Matemática», que integravam o elenco de cadeiras dos preparatórios para engenharia e Escolas do Exército e Naval. Seria um ensino demasiado elementar se comparado com o corpo de conhecimentos científicos resultante das grandes transformações que ocorreram na viragem do século XX. Também não se conhece qualquer atividade científica dos professores de Física da Academia do Porto neste período. A partir de 1905, o então Gabinete de Física passa já a dispor de algum dinheiro para a instalação no novo edifício da Academia, o que parece sugerir a intenção de adotar o ensino experimental nas cadeiras de Física. Francisco Paula Azeredo, um dos dois lentes da cadeira e responsável pelo Gabinete de Física, utilizou a diminuta dotação orçamental para apetrechar o Gabinete de Física com mobiliário e algum equipamento destinado a pequenas demonstrações nas aulas; são desta época algumas aquisições, a casas construtoras estrangeiras, de aparelhos para demonstração em sala de aula. Em Março de 1911, com a transformação da Academia Politécnica do Porto em Faculdade de Ciências, passa a poder formar-se no Porto bacharéis e doutores em «sciencias physicochimicas». O ensino da Física, até então com carácter marcadamente teórico e especulativo, passa a integrar trabalhos práticos e estágios em laboratório, o que exigia laboratórios equipados e apetrechados para o ensino experimental (Araújo, 2000). É neste contexto, que o Professor Álvaro Rodrigues Machado é nomeado assistente de física da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (Fig. 1).
Fig. 1. O Professor Álvaro Machado, com alunos da cadeira de Calor, durante uma aula prática (MCUP/Núcleo FCUP)
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Formação científica Nascido em S. Tiago de Lordelo, Guimarães, a 24 de Novembro de 1879, Álvaro Machado fez os estudos liceais em Braga, no Colégio do Espirito Santo e no Liceu de Braga. Frequentou a Universidade de Coimbra, onde se formou em Filosofia Natural, em 1901, com 18 valores, e em Medicina, em 1906, com 16 valores. Simultaneamente com o curso de Medicina, frequentou o «Curso de Magistério Secundário de matemática, sciencias físico-químicas, histórico-naturais e desenho», que conclui em 1907, a aula de Química Industrial, na Escola Industrial Brotero, que conclui, em 1904, com 18 valores, e a Faculdade de Direito (Machado, 1927). Carreira académica Depois de uma breve passagem pelo Liceu Central de Braga, foi nomeado professor efetivo do Liceu D. Manuel II/ Rodrigues de Freitas, em Outubro de 1908, lugar que acumularia durante vários anos com o ensino universitário. Neste liceu deixou marcas indeléveis no seu laboratório. O seu empenho, em colaboração com o professor de química, no apetrechamento dos laboratórios, valeu-lhes um louvor público em 1913 (Machado, 1937 a)). Participou em comissões para elaboração de programas do ensino secundário, a que procurou imprimir “uma orientação experimental e indutiva”, introdução de trabalhos práticos nos últimos anos do ensino secundário (Machado, 1934). Logo após a criação da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, é nomeado 2º assistente provisório de física. Progride rapidamente na carreira universitária, vindo a ser nomeado professor catedrático em 1927. Em 1928, foi-lhe conferido o grau de doutor em Ciências Físico-Químicas pelo Conselho Escolar da FCUP. Ao longo da sua carreira como professor universitário, regeu cadeiras de Física (Física preparatória para as faculdades de medicina, Física Geral e Acústica, Óptica e Calor), foi diretor interino do Laboratório de Física e diretor do Observatório da Serra do Pilar. Mentores O interesse de Álvaro Machado pelo ensino experimental e pelos trabalhos práticos individuais decorre, nas suas palavras, dos seus professores: o padre Kempf e o professor António Santos Viegas. O padre José Kempf foi o seu professor de física no Colégio Espiritano de Braga; teria sido um cultor do ensino experimental da física, construindo alguns dos aparelhos que utilizava nas suas aulas, como revela Álvaro Machado: “[quando saiu de Portugal, foi] arredado dos seus livros e dos aparelhos de física […] em parte fabricados pelas suas mãos” (Machado, 1929). O Professor António Santos Viegas, da Universidade de Coimbra, é reconhecido como um dos principais investigadores do ensino da física experimental na segunda metade do século XIX (FC.UC, 2014), tendo feito a sua aprendizagem experimental com o astrónomo italiano, Sechi, e com Bourbouse, experimentador da Sorbonne (Viegas, 1867). Conheceu também o professor Charles Lepierre, de quem foi aluno na Escola Industrial Brotero, e que lhe orientou um dos trabalhos realizados na Faculdade de Medicina. O Professor Álvaro Machado tem quatro trabalhos publicados enquanto estudante da Faculdade de Medicina (Machado, 1927). 208
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Primeiros instrumentos criados por Álvaro Machado Ao longo da sua carreira foi criando diversos instrumentos e aparelhos, copiando ou adaptando outros fornecidos pelos fabricantes europeus (Fig. 2). O primeiro foi idealizado ainda enquanto estudante de Medicina: trata-se de um aparelho para determinar as projeções ortogonais do cérebro, que designou por ortocefalómetro, construído e utilizado para um trabalho de Antropologia (Machado, 1904).
a) Ortocefalómetro
b) Esquadro de paralelas
c) Picnómetro modificado
No acervo do Museu de Ciência da Universidade do Porto, encontrámos outros instrumentos: o esquadro de paralelas, para dividir segmentos de reta em partes iguais ou para tracejar superfícies (Machado, 1919); o picnómetro modificado para determinar a densidade de sólidos que se alteram em contacto com o ar ou com a água (Machado, 1924); o aparelho segundo Bergonié para mostrar as oscilações da cabeça. Missões de estudo ao estrangeiro A reforma do ensino secundário, de 1918, previa a concessão de bolsas de estudo ao estrangeiro para professores do ensino liceal, «como meio de aperfeiçoamento dos métodos de ensino». Em 1919, foi-lhe concedida, pelo Ministério da Instrução, uma destas bolsas: como objetivo, a visita a escolas secundárias de vanguarda. Quando concorreu à bolsa, propunhase visitar Inglaterra e outros países da Europa Ocidental (que não especificava, pois na altura do concurso, a Grande Guerra ainda não tinha terminado) para perceber o modo como aí se organizava o ensino da física. Pretendia aproveitar a oportunidade para colher elementos sobre outros graus de ensino, nomeadamente sobre o ensino superior de ciências físicas que lhe interessavam como assistente de física, visitando também escolas superiores e laboratórios de ensino e de investigação. A primeira parte da viagem decorre durante as férias da Páscoa, e à sua custa (por razões burocráticas, a verba não foi disponibilizada), visitando apenas escolas de Espanha. Nesta visita conhece o Professor Julio Palacios, da Universidade de Madrid, com quem viria a colaborar ao longo de anos.
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A segunda parte da viagem realiza-se já em Setembro e Outubro de 1919, visitando agora escolas da França, Suíça, Bélgica e Inglaterra. Continua a procurar informações nos laboratórios de ensino e de investigação. Visita igualmente os Institutos de Pesos e Medidas de Sèvres e de Berna e alguns construtores europeus de instrumentos científicos. Tem oportunidade de contactar com cientistas europeus de vanguarda: na Sorbonne conheceu Professor Charles Maurin, que veio posteriormente a Portugal, em 1932, para uma série de conferências; em Londres, encontrase com W. H. Bragg, prémio Nobel de 1915; em Cambridge, no Instituto Cavendish, assiste a uma aula teórica de C. T. R. Wilson (Nobel de 1927) e participa numa sessão de trabalhos práticos com G. F. C. Searle, autor de diversos aparelhos construídos pela W. G. Pye & Co. No relatório que publica destas viagens, descreve minuciosamente os laboratórios de ensino e de investigação das diferentes escolas, os aparelhos de que dispõem, as oficinas anexas a esses laboratórios com preparadores habilitados e onde se construíam, adaptavam ou reparavam instrumentos científicos. Constata a inexistência, no Porto, de aparelhos suficientes para intensificar o trabalho experimental dos alunos e o imperativo de apetrechar as oficinas, dotando-as de mecânicos hábeis e industriados; reconhece também a necessidade de criar e desenvolver laboratórios de investigação como os que encontrou em Espanha, França, Suíça, Inglaterra, etc., “para que as universidades se tornem criadoras e irradiadoras de sciências” (Machado, 1920). Em 1929, o Professor Álvaro Machado faz uma comunicação na Sociedade Portuguesa de Química e Física, em que se propõe fazer, como professor e como Diretor Interino do Observatório Meteorológico da Serra do Pilar, anexo à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, um novo périplo por escolas e observatórios europeus; a existência de uma verba para as instalações de actinometria e eletricidade atmosférica justificavam a visita a diversos observatórios, entre os quais o de Uppsala, considerado de vanguarda. O Conselho de Faculdade de Ciências levou esta proposta à Junta de Educação Nacional, que lhe concedeu uma bolsa. Embora o destino principal desta viagem fosse a Suécia, dedicou parte do tempo a pequenas paragens em diversas cidades europeias; visitou, entre outros, o Institut du radium, o Institut de Physique du Globe e o Institut d’Optique, em Paris, e o Bureau Fédéral des Poids et Mesures, de Berna. No seguimento desta viagem, percebe a inferioridade dos laboratórios da Universidade do Porto, em grande parte devido à insuficiência de aparelhos e instrumentos científicos modernos. Propõe também a introdução de uma cadeira de Física Moderna, que então já se lecionava nas principais universidades europeias (Machado, 1929). Interessa-se também pela criação de um serviço metrológico, ligado à Universidade, com funções semelhantes às do de Berna, cujos serviços poderiam ser simultaneamente científicos, teóricos e fiscais. No final da década de 30, o Professor Álvaro Machado é diretor do Observatório da Serra do Pilar e diretor interino do Laboratório de Física (e o único professor catedrático a reger as disciplinas de Física). Os laboratórios de ensino estão já razoavelmente equipados, tornando-se necessário começar a equipar os laboratórios de investigação. Dado o avanço da física, sente a necessidade de criar instalações de espetroscopia e de raios X, destinados a investigações em curso pelos então 210
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assistentes, Carlos Braga e José Sarmento. Com uma bolsa do Instituto de Alta Cultura, faz um estágio de dois meses para recolher elementos de técnicas de espectroscopia, em laboratórios especializados. Retorna à Sorbonne e ao Institut d’Optique de Paris (Machado, 1943). Em 1941, publica Evolução do estudo da física experimental na Escola Superior do Porto, onde faz uma descrição detalhada das instalações de Física e dos aparelhos aí existentes. Destes, uma parte apreciável foi construída localmente, na oficina do laboratório ou em oficinas e artífices da região; alguns estiveram expostos na Faculdade de Ciências, em 1942, durante o Congresso Luso-Espanhol para o Progresso das Ciências; podem identificar-se em fotografias da época e fazem hoje parte do acervo do Museu de Ciência (Machado, 1941). Mas se uns são muito simples, outros são verdadeiramente notáveis, claramente influenciados pelo que foi vendo pelas escolas e instituições europeias (Fig. 3).
Fig. 3. Dois dos aparelhos científicos construídos sob direção de Álvaro Machado: à esquerda, sala de Termometria e aparelho de Chappuis, para determinar o ponto 100 nos termómetros de mercúrio, semelhante ao existente no Bureau Fédéral des Poids et Mesures, de Berna; à direita, sala de Termodinâmica e um aparelho de Junker, para medição do calor de combustão de gases e vapores (MCUP/Núcleo da FCUP).
Numa pequena saleta, Álvaro Machado dispôs diversos aparelhos dedicados ao enchimento e aferição de barómetros; destinava-se a trabalhos para o Laboratório de Física, e para outros serviços, públicos ou privados que o solicitassem. A disposição dos aparelhos foi feita de acordo com o que viu no Bureau International des Poids et Mesures, de Sèvres, e com as indicações que recebeu do seu diretor, C. Guillaume (Machado, 1937 b)). Em novembro de 1946 chega um convite do Institute for Research in Biography, de Nova Iorque, comunicando-lhe que tinha sido escolhido para ser incluído na publicação Who’s important in Education de 1947. O Professor Álvaro Machado não chegou a responder a este convite. Faleceu a 21 de Novembro depois de uma curta doença. Não se conhece qualquer trabalho científico original da sua autoria. A sua atividade gerava frequentes conflitos (com colegas, funcionários ou alunos) como se depreende das atas. Mas o trabalho que deixou mostra, nas palavras do Professor José Araújo Moreira, “um trabalhador incansável, extremamente preocupado com o ensino experimental da Física, […] pela defesa dos interesses do grupo de Física e das pessoas a ele ligadas” (Araújo, 2000). No seu obituário, o Professor José Sarmento recorda-o como uma pessoa com “qualidades excecionais de trabalho 211
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e tenacidade, elevando o nível do ensino prático no laboratório que dirigia a um alto grau de eficiência […] pugnando sempre pelo apetrechamento do seu laboratório” (Sarmento, 1947).
Referências Araújo, J. M., 2000. A Física na Faculdade de Ciências do Porto. In Faculdade de Ciências da Universidade do Porto : Os primeiros 75 anos : 1911-1986. Porto, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Pp. 45-112. FC.UC, 2014. A influência de Santos Viegas. http://www.uc.pt/org/historia_ciencia_na_uc/Textos/ facfilonatural/inflsantosviegas (acedido em 30/5/2014). Machado, A.R., 1904. Projecções Orthogonaes do Craneo : Novo processo da sua determinação. Coimbra, Imprensa da Universidade. Machado, A.R., 1919. Instrumento simples e portátil para dividir um segmento rectilíneo em partes iguais: sua construção, uso e aplicação prática. Revista de Chimica Pura e Applicada,II série, IV, 194-201. Machado, A.R., 1920. Organização do Estudo da Física : Relatório de uma missão oficial em Espanha, França, Suíça, Bélgica e Inglaterra. Porto, edição de autor. Machado, A.R., 1924. Modificação do método do picnómetro para determinar a densidade dos sólidos. Coimbra, Imprensa da Universidade. Machado, A.R., 1927. Curriculum Vitae. Porto, edição de autor. Machado, A.R., 1929. Valorização dos laboratórios das faculdades de ciências e de aplicação da Universidade do Pôrto. Porto, Laboratório de Física da Faculdade de Sciências. Machado, A.R., 1934. Novos programas, taxativos, e coordenados para o ensino secundário. Aveiro, Gráfica Aveirense, Lda. Machado, A.R., 1937 a). Instalações de Física do Liceu Rodrigues de Freitas. Lisboa, Imprensa Nacional. Machado, A.R., 1937 b). Disposições dos aparelhos para montagem e aferição de barómetros comuns. Porto, Enciclopédia Portuguesa, Lda. Machado, A.R., 1941. Evolução do estudo da física experimental na Escola Superior do Porto. Porto, Edição de autor. Machado, A.R., 1943. Notas sobre os serviços do grupo de Física da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Relatório policopiado. Sarmento, J., 1947. Gazeta de Física, 1, 33. Viegas, A.S., 1867. Viagem scientifica do dr. António dos Santos Viegas. Diário de Lisboa, 229, 2966-2974.
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