Newton: Gênio difícil
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Atualizado em 31 out 2016, 18h22 - Publicado em 31 jan 1988, 22h00
José Tadeu Arantes
O ano de 1666 foi fatídico para os ingleses. Em Londres, recém-saída da peste que matou 75 mil de seus 460 mil habitantes, um incêndio, iniciado numa padaria, se propagou durante quatro dias, consumindo mais de treze mil casas. Mas, na história da ciência, 1666 ficou conhecido como Annus Mirabilis — ano maravilhoso. E isso se deveu ao gênio de uma só pessoa: Isaac Newton. Com a Universidade de Cambridge fechada devido aos temores de contágio, Newton, então com apenas 24 anos, se refugiou no campo, na casa da mãe no lugarejo de Woolsthorpe, onde nascera.
No ambiente pacato da aldeia, ao passar em revista os conhecimentos que havia adquirido na renomada universidade, realizou a maior proeza intelectual já alcançada por um cientista em qualquer época — algo que só teria paralelo no século XX, com as teorias de Albert Einstein. Pois, em seu refúgio campestre, o jovem Newton não só inventou o cálculo infinitesimal, de aplicação quase ilimitada nos mais diferentes ramos da ciência, como também lançou os fundamentos da ótica moderna, com um estudo sobre a luz e as cores e, principalmente, esboçou sua maior contribuição ao conhecimento humano — a Teoria da Gravitação Universal. Muito tempo depois, ele mesmo explicaria a descoberta da gravitação com uma anedota que ficou famosa.
Estava sentado uma noite ao ar livre, quando viu uma maçã cair. No mesmo instante, a Lua se levantava no firmamento. Uma pergunta atravessou sua mente como um relâmpago: a força que faz a maçã cair não seria a mesma que mantém a Lua em órbita ao redor da Terra? A questão possuía um alcance incrível: durante séculos, sob o domínio das idéias de Aristóteles (384-322 a.C.), acreditava-se que a Física terrestre e a Física celeste nada tinham em comum.
Mergulhou então em profundos raciocínios: se a força de atração da Terra atuava sobre a Lua, o que mantinha os planetas em órbita deveria ser uma força do mesmo tipo, exercida pelo Sol. E essa força seria tanto mais fraca quanto mais distante o planeta estivesse do Sol. Partindo das leis sobre o movimento planetário, estabelecidas décadas antes pelo astrônomo e matemático alemão Johanes Kepler , Newton calculou que a força de atração varia de acordo com o inverso do quadrado da distância.
Estava apenas a um passo da Lei da Gravitação Universal. A maçã, que os ingleses tanto apreciam para fazer tortas, havia permitido a Newton mudar a concepção do Universo, mas, ao contrário da lenda, não tinha caído sobre sua cabeça.
O que havia na cabeça de Newton além da formidável intuição, era uma senhora neurose, resultado de uma infância que parecia conspiração do destino. Para começar, nasceu (no dia de Natal de 1642) prematuro, minúsculo e fraco. Ninguém acreditava que pudesse sobreviver ao primeiro dia: viveu 84 anos. Além disso, órfão de pai: o sitiante Isaac Newton, de quem herdou o nome, morrera três meses antes. Quando não havia ainda completado 3 anos, a mãe, Hannah, se casou de novo, com o pastor protestante Barnabas Smith. Este a levou para morar numa cidadezinha próxima de Woolsthorpe e exigiu que Isaac fosse deixado com a avó.
Newton odiaria esse padrasto a vida inteira. Certa vez, ameaçou queimá-lo. E certamente projetou o ódio em todos os rivais. Brutal complexo de inferioridade e aguda sensação de insegurança o acompanhariam até o fim. Foi aluno medíocre, até que uma violenta briga com um colega ativou nele algum secreto talento que o transformou no primeiro da classe. Tímido e isolado, possuía, porém, excepcional habilidade para inventar e construir brinquedos mecânicos, como relógios e moinhos de vento. Se dependesse da mãe, que enviuvara de novo, Isaac trocaria os livros pela administração da propriedade que ela herdara do marido pastor. Mas o diretor da escola insistiu com Hannah para que deixasse o moço estudar.
Assim, em junho de 1661, com 19 anos, entrou no Trinity College, da Universidade de Cambridge. Como estudante, primeiro, e logo como professor, continuava a ser uma figura excêntrica. Cabelos emaranhados, meias caindo nos calcanhares, era o tipo do gênio amalucado — distraído a ponto de se sentar à mesa do refeitório e esquecer de comer. Puritano, abstêmio, solitário, sua vida se passava entre as salas da universidade. A idade não o modificaria muito: é quase certo que tenha morrido virgem.
Mas a timidez no relacionamento humano era compensada por uma incrível vontade de saber. Para sorte de Newton, a grande revolução científica do século XVII já estava bastante adiantada quando chegou a Cambridge. Ele afirmaria mais tarde: se havia enxergado longe, era porque pudera se apoiar nos ombros de gigantes. Esses gigantes da revolução científica eram Johannes Kepler (1571-1630), o físico italiano (1564-1642) e o filósofo e matemático francês René Descartes (1596-1650).
De Kepler, Newton herdou uma decisiva revisão do sistema concebido pelo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), o primeiro a formular, ainda como hipótese matemática, a teoria do movimento dos planetas ao redor do Sol — que estaria no centro do Universo. De Galileu , recebeu uma nova formulação da ciência da Mecânica, baseada no princípio da inércia. De Descartes, a concepção mecanicista do mundo — a visão da natureza como uma grande máquina, que funcionaria para sempre com base apenas no movimento de suas partes. Descartes deu ainda a Newton outro legado formidável: a Geometria Analítica, novo ramo da Matemática que permitia resolver problemas, até então insolúveis, pelos métodos algébricos.
Com base em Kepler, Galileu e Descartes, o jovem Newton pôde fazer uma crítica da ciência grega que ainda era ensinada na universidade e anotou em latim num de seus cadernos: “Amicus Plato, amicus Aristoteles, magis amica veritas” (Platão é amigo, Aristóteles é amigo, mas amiga maior é a verdade). Três outras influências marcaram a formação de seu pensamento: o filósofo francês Pierre Gassendi, o químico inglês Robert Boyle e o filósofo também inglês Henry More. Gassendi havia ressuscitado a idéia grega de que a matéria se compunha de átomos — e isso seria um ingrediente decisivo na receita newtoniana da natureza. Boyle forneceu-lhe a base para sua considerável obra em Química. More, finalmente, abriu-lhe a porta para o mundo do hermetismo, da tradição mágica e da alquimia. O fundador da ciência racional moderna era, também, um amante do oculto.
Quando a Universidade de Cambridge foi fechada, devido à peste, Newton já havia recebido o grau de bacharel. Reaberta dois anos depois, ele ganhou a condição de fellow, que lhe permitia continuar os estudos à custa da universidade. Mais dois anos, e o catedrático de Matemática Isaac Barrow, que estava abandonando o magistério, indicou-o para sucedê-lo. Newton escolheu como tema inicial do curso seus estudos sobre a luz e as cores. De 1670 a 1672, suas palestras forneceriam material para o livro I de Ótica. O centro de sua contribuição era uma nova teoria das cores.
Baseado nela, concluiu que a distorção cromática produzida pelas lentes convencionais era inevitável; para eliminar essa perturbação das observações astronômicas, construiu o primeiro telescópio por reflexão. Esse foi seu passaporte para o fechado clube dos grandes cientistas da época — a Royal Society, a mais prestigiosa entidade científica da Inglaterra e da Europa. Em 1671, Newton foi eleito membro. Era o início da consagração. Mas havia uma pedra no meio do caminho. Seu nome: Robert Hooke, um dos mais brilhantes cientistas ingleses e líder da Royal Society.
Ao contrário de Newton, Hooke acreditava que a luz era uma onda que se propagava no éter — substância sutilíssima que preencheria todo o Universo. A ciência atual acabaria dando razão aos dois: embora a hipótese do éter universal tenha sido derrubada, sabe-se hoje que a luz realmente se comporta ora como se fosse formada por partículas ora como onda (SUPERINTERESSANTE n.º 3). Mas, na segunda metade do século XVII, as diferenças científicas entre Hooke e Newton transformaram-se em interminável desavença pessoal.
A culpa, sem dúvida, foi do suscetível Newton: o contraponto do complexo de inferioridade era uma certeza intelectual que não admitia a menor contestação. Quase um ano depois da crítica de Hooke, ele continuava tão abalado que mergulhou em virtual isolamento. Quando, finalmente, em 1675, resolveu publicar o livro II de Ótica, jesuítas ingleses de Liège, na Bélgica, acusaram-no de erro nas experiências. A polêmica durou até 1678, quando Newton chegou ao completo esgotamento nervoso. Nos seis anos seguintes, ele fugiria a qualquer tipo de contato intelectual.
Nesse período, entregou-se ao hermetismo. Sua biblioteca particular continha mais de cem tratados sobre alquimia, muitos copiados a mão por ele. Seu forno de alquimista para experiências com metais permaneceu aceso meses a fio. Sob a influência da chamada “arte de transmutação dos metais”, também sua concepção da natureza se transmudou. Antes, a idéia de que a matéria pode exercer ação a distância, como nos fenômenos eletrostáticos e gravitacionais, lhe era inaceitável: devia haver mecanismos invisíveis operando no éter.
Agora, questões enigmáticas, como o fato de certas substâncias químicas reagirem entre si e outras não, o levaram a imaginar um princípio secreto regendo as simpatias e as antipatias entre as substâncias. Parece incrível, mas a Teoria da Gravitação Universal, coluna mestra da Física moderna, é descendente direta da filosofia hermética. Para Newton, estas eram correções inevitáveis no pensamento mecanicista, única forma de dar à natureza um tratamento matemático exato: as atrações à distância eram rigorosamente quantitativos.
Em agosto de 1684, uma visita do astrônomo Edmond Halley tirou Newton da concha em que se fechara. Halley, cujo nome seria dado a um cometa, era uma espécie de fiel escudeiro de Newton. Soubera que este havia resolvido o problema da explicação física dos movimentos planetários: foi cobrar a demonstração. Newton prometeu atender. Da promessa resultou, quase três anos depois, a obra fundamental da ciência moderna: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios matemáticos da Filosofia natural).
Com a primeira edição de quatrocentos exemplares, financiada pelo próprio Halley, os Principia, como a obra ficou conhecida, projetaram imediatamente o nome de Newton. Os jovens cientistas fizeram dele o seu modelo. Newton, de seu lado, sentia-se bem nessa companhia — particularmente, na companhia de Fatio de Duillier, matemático suíço residente em Londres. Depois da relação com a mãe, a amizade com Fatio foi sua mais profunda experiência afetiva. Sob a influência da fama e do amigo, começou a abandonar a solidão.
Protestante fervoroso, participou da resistência da Universidade de Cambridge à tentativa do rei James II de torná-la católica. Depois da revolução incruenta de 1688, que derrubou James do poder, foi eleito representante da Universidade na conferência de Londres, que estabeleceu o acordo entre os revolucionários vitoriosos. Isto lhe deu oportunidade de travar relações com os notáveis do país — entre eles, o filósofo John Locke. A vida intensa da capital o atraiu. Tanto que fez gestões junto ao político Charles Montague, futuro Lord Halifax, para arranjar emprego ali. Em 1696, Montague conseguiu-lhe a nomeação para a diretoria da Casa da Moeda.
Mudou-se finalmente para Londres. Fatio havia voltado para a Suíça, apesar dos protestos de Newton, que se oferecera até para sustentá-lo na Inglaterra. Londres era o encerramento de sua atividade científica criadora. Suas preocupações intelectuais se voltavam para outra direção. Tentou provar que as passagens bíblicas sobre a Santíssima Trindade eram corrupções tardias do texto original. Dedicou um livro à interpretação das profecias de Daniel e do Apocalipse de São João. Mergulhou num estudo exaustivo e infecundo sobre a cronologia das antigas civilizações.
Como diretor e, depois, presidente da Casa da Moeda, recebia um polpudo salário anual de 2 mil libras, o que o transformou rapidamente num homem rico. Poderia contentar-se em ser um marajá da administração inglesa. Mas não sossegou: voltou sua raiva contra os falsificadores de dinheiro, levando vários à forca. Em 1703, foi eleito presidente da Royal Society, que dirigiria como ditador até o final da vida. Seus últimos anos foram dedicados a uma nova briga — desta vez, com um adversário à altura: o filósofo e matemático alemão Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716). Motivo: a prioridade na invenção do cálculo infinitesimal.
Na verdade, Newton foi o inventor, e Leibniz o primeiro a publicar a invenção. Mas a polêmica era boa demais para ser deixada de lado com argumentos razoáveis. Newton redigiu pessoalmente a maior parte dos artigos em sua defesa assinados por seus partidários. Como presidente da Royal Society, nomeou um comitê “imparcial” para investigar o caso, enquanto secretamente escrevia o relatório oficial com as conclusões desse mesmo comitê. Nem a morte de Leibniz o acalmou: qualquer artigo, sobre qualquer assunto, continuava a ser uma boa oportunidade para espinafrar o filósofo alemão. Somente sua própria morte, em 20 de março de 1727, pôs fim à pendenga. E pensar que dessa mente conturbada nasceu a mais prodigiosa obra científica já produzida por um homem em todos os tempos.
Para saber mais:
Einstein, o homem que mudou o mundo
(SUPER número 11, ano 1)
O novo mundo de Galileu
(SUPER número 5, ano 3)
Assim na Terra como no céu.
Como qualquer história inglesa que se preze, também esta envolveu uma aposta. Cenário: uma taberna londrina, próxima à Royal Society. Época: 1684. Animada pelo álcool, uma discussão se instala entre três celebridades: o astrônomo Edmond Halley; o então presidente da Royal Society, Robert Hooke; e o ilustre arquiteto Christopher Wren. O assunto, como convém a intelectuais desse porte, é o movimento dos planetas ao redor do Sol.
Halley diz que se pode calcular a força que mantém os planetas em órbita. Ela variaria com o inverso do quadrado da distância que os separa do Sol. Hooke argumenta que, se isso for verdade, será preciso demonstrar, a partir daí, todas as leis sobre o movimento planetário, descobertas por Kepler — algo que ele próprio está certo de poder fazer. Wren propõe então: quem resolver o problema receberá um prêmio simbólico de 40 shillings. A disputa estimula Halley a viajar a Cambridge, à procura do solitário Isaac Newton. Qual não é sua surpresa quando Newton lhe diz que, realmente, já havia considerado a possibilidade de que a força de atração variasse segundo o inverso do quadrado da distância.
A partir dessa hipótese, acrescenta, era possível deduzir matematicamente as órbitas dos planetas, estabelecidas por Kepler. E mais: tinha certeza disso porque fizera pessoalmente os cálculos, uns vinte anos antes, durante a peste de Londres; mas depois se desinteressara do assunto. A insistência de Halley o convenceu a retomar o estudo. Durante três anos, Newton trabalhou nas idéias esboçadas naquele “ano maravilhoso” de sua juventude. Quando finalmente publica suas conclusões, em 1687, está criada uma nova Física, simples e coerente. Sua base são as três leis sobre o movimento dos corpos, apresentadas no livro I dos Principia.
Em linguagem atual, elas podem ser assim redigidas: 1) A menos que atue uma força externa, qualquer corpo tende a manter-se indefinidamente em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (princípio da inércia); 2) caso uma força externa atue a aceleração que o corpo recebe é proporcional à intensidade da força (princípio fundamental da dinâmica); 3) toda vez que um corpo recebe de outro uma força, ele também exerce sobre este uma força de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário (princípio da ação e reação).
A partir dessas três leis, Newton calculou a força centrípeta (de fora para dentro) necessária para fazer um corpo transformar seu movimento retilíneo e uniforme em movimento circular. Depois chegou à sua famosa Lei da Gravitação Universal: cada partícula de matéria do Universo atrai qualquer outra com uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Não se sabe se Newton recebeu os 40 shillings de Wren, mas seus Principia se tornaram o paradigma da Física clássica.
Quando a sonda espacial norte-americana Voyager abandona o sistema solar e, sem nenhuma propulsão, continua a se deslocar no espaço, é o princípio da inércia que está sendo mais uma vez confirmado. Quando, milhões de vezes todos os dias, os motoristas aceleram seus carros, a relação entre a força produzida pelo motor e a aceleração do veículo é governada pelo princípio fundamental da dinâmica. Quando um nadador, ao atravessar uma piscina, empurra com os braços e pernas a água para trás e recebe da água a força equivalente que o impulsiona, é o princípio da ação e reação que está em jogo. Depois de Einstein e da Mecânica Quântica, a Física de Newton já não explica o Universo. Mas explica uma infinidade de fenômenos comuns do mundo cotidiano.
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