F. C. Gonçalves
28 de fevereiro, 2022
A maçã é um dos pseudofrutos (frutos resultantes de uma só flor, como o caju e a pera) mais conhecidos do mundo. A sua relação com a cultura humana é fartamente documentada e conhecida por aí: esteve no paraíso de Adão e Eva; depois, no século XIX, apareceu para envenenar a Branca de Neve¹ e finalmente, surgiu para o seu estrelato pouco mais de cem anos depois, primeiro com os Beatles e a maçã verde de seu famoso selo Apple Songs, depois com Steve Jobs e a maçã mordida mais cara do mundo (aliás, essas duas maçãs estiveram envolvidas em um processo legal de alguns milhões de dólares pela propriedade do uso da… Maçã como marca comercial)
Talvez você não se lembre apenas das associações com a maçã por estes casos, mas por um que pode ter feito você pensar “por que todo cientista faz essas perguntas sem sentido?”. A famosa maçã de Newton é uma das lendas mais conhecidas sobre a ciência e, em especial, sobre a vida e a obra de Isaac Newton, cientista inglês que produziu trabalhos fundamentais para a ciência no século XVII. O enredo da história é mais ou menos conhecido: Newton descansava sob uma macieira depois do almoço, quando foi atingido em sua cabeça por uma maçã; ao invés de se enfurecer com o episódio, começou a se questionar por que a maçã caiu e então descobriu a gravidade (ênfase, muita ênfase no “descobriu”).
Histórias como as da maçã de Newton não são as únicas que existem em relação à concepção ou ao desenvolvimento do conhecimento científico como veremos a seguir. As anedotas — textos apresentam alguma particularidade, geralmente divertida, sobre um acontecimento ou personagem — são um recurso muito empregado em situações de discussão do conhecimento científico, dentro e fora da sala de aula. Em geral, elas revelam muito mais “causos” sem fundamento do que fatos e, ainda por cima, podem reproduzir estereótipos inadequados sobre o fazer científico e deturpar fatos históricos.
O caso da maçã de Newton é interessante por dois aspectos: primeiro por que é uma história mundialmente difundida ao longo de séculos, tornando-a parte do senso comum (e isso é uma questão importante quando se fala se aprendizagem em ciência: o senso comum precisa ser discutido, já que faz parte das bases conceituais dos estudantes e pode ser resistente à instrução formal mesmo em níveis mais avançados de ensino [1]). Segundo, porque as evidências históricas apontam justamente contra a existência desse acontecimento na vida de Newton.
De fato, Newton não descobriu a gravidade e nem foi o responsável por inventar o termo. A palavra tem suas origens ligadas ao latim “gravis”, que significa “pesado”, no sentido de que são corpos que caem ou que empurram para baixo. Galileu Galilei, em seu Diálogo sobre os dois principais sistemas de mundo, publicado em 1632 (portanto, mais de uma década antes de Isaac Newton nascer), já utilizava o termo “gravidade” como forma de descrever a queda de corpos pesados (embora a descrição não carregasse o significado em si). Portanto, a gravidade não é algo que tenha sido proposto por Newton.
Mas, e a história em si, é real? Tudo indica que não. Newton era turrão, arrumou briga com meio mundo e pouco divulgava suas ideias e pensamentos, embora tenha deixado anotações em seus diários e notas biográficas no fim de sua vida, além de relatos escritos por pessoas próximas. Um deles foi o de William Stukeley, um dos primeiros a realizar uma investigação arqueológica em Stonehenge (o famoso monumento que possivelmente era utilizado como calendário solar no período neolítico). Membro da Real Society, Stukeley transcreveu assim o seu diálogo com Newton:
A seguir ao almoço, como o tempo era cálido, fomos para o jardim beber chá à sombra de umas macieiras. Estávamos só ele e eu. Entre outras coisas, ele disse-me que fora numa situação idêntica que, em tempos, a noção de gravitação lhe tinha vindo à mente. Porque é que [uma] maçã cai sempre perpendicularmente ao chão, pensara para si próprio, [incitado] pela queda de uma maçã enquanto se encontrava sentado numa disposição contemplativa. Por que não se desloca lateralmente, ou para cima, mas constantemente em direção ao centro da Terra? É óbvio que a razão é que a maçã é atraída pela Terra. Deve existir uma força de atração na matéria (…)”
Manuscritos posteriores de outros colegas de Newton relatam uma história idêntica a transcrita por Stukeley, mesmo aqueles publicados alguns anos depois. Faz sentido, portanto, argumentar que a anedota da maçã não tenha, de fato, ocorrido como se conta. E isso inclui a fatídica batida da maçã que desencadeou uma tempestade de ideias em Newton: tudo indica que Newton estava em seu jardim, observando uma macieira e refletindo sobre suas ideias a respeito da queda de objetos que foram desenvolvidas por ele anos antes. Portanto, Newton já tinha uma explicação para o que era a gravidade muito antes de, como conta a lenda, ter sido atingido pela maçã. [2]
Se a lenda da maçã não é verdadeira, por que ela insiste em povoar o imaginário sobre a ciência? Alguns fatores podem ser determinantes: o desconhecimento sobre os fundamentos da lenda ou sobre a história da ciência ou de Isaac Newton; o seu uso como ponto de partida para discutir os conceitos relacionados à dinâmica dos corpos — em geral, quando se fala nas leis de Newton, se rememora a famosa lenda — ou uma forma de trazer ludicidade ao que é ensinado.
O grande problema aqui é que apresentar a lenda da maçã sem fundamento histórico pode aprofundar ainda mais visões distorcidas sobre o fazer científico. Pensar que o cientista está à espera de uma “situação de choque” que lhe trará uma descoberta brilhante ao mesmo tempo em esta descoberta acontece quando um objeto cotidiano o atinge na cabeça, no fim das contas, é reforçar que ser cientista é algo reservado somente aos gênios e que todo o trabalho de pesquisa científica se resume a momentos de epifania — que, presunçosamente, nunca ocorreu aos antepassados. Isso dá a impressão — a falsa impressão — de que o avanço científico é linear e completamente datável, como em uma linha do tempo que é preenchida por esses momentos de genialidade. Afinal, o avanço científico também se dá em rupturas conceituais que não seriam possíveis se todo conhecimento científico nascesse exclusivamente de ideias surgidas ao acaso. A queda dos paradigmas aristotélicos na física é um destes exemplos: se ainda considerássemos a física de Aristóteles, ainda consideraríamos que os corpos caem com velocidade proporcional a suas massas (e não submetidos a mesma aceleração, como Galileu demonstrara séculos mais tarde).
EUREKA!
A anedota da maçã de Newton não é a única a trazer pontos que precisam ser refletidos sobre a sua história e a sua consequência para o ensino de ciências. Outra muito conhecida aconteceu na Grécia Antiga e envolve reis, líquidos, densidade e a famosa “eureca”.
Arquimedes de Siracusa, como era conhecido, foi matemático, físico, engenheiro e astrônomo. Poucos detalhes sobre a sua vida são conhecidos, mas ao que tudo indica, ele fez contribuições notáveis: o desenvolvimento de uma máquina capaz de extrair água (e outras substâncias) e levá-la de um ponto mais baixo até um mais alto – máquina esta conhecida como “parafuso de Arquimedes” — é empregada até hoje em equipamentos de análise e de perfuração do solo. Arquimedes também contribuiu com a análise e o desenvolvimento de máquinas simples, como as alavancas, tendo inclusive dado origem a uma citação muito famosa atribuída a ele, que entre algumas traduções e sentidos, expressa o seguinte
“deem-me uma alavanca e um ponto de apoio e eu moverei o mundo”.
Atribuída a Arquimedes
Embora essas duas tenham sido contribuições importantes de Arquimedes, a mais famosa delas é aquela em que resolve um problema trazido pelo rei Hieron de Siracusa, que desconfiava que a sua coroa havia sido falsificada. Como não havia espectroscopia ou métodos de análise molecular, coube a Arquimedes pensar em como resolver o problema. E, conta a lenda, que em um de seus banhos numa banheira, o matemático grego percebeu que seu corpo deslocava um volume de água proporcional ao das partes submersas de seu corpo. Feliz com a sua descoberta, saiu correndo pelas ruas, completamente nu, gritando “eureca!”, “eureca!”, ou “descobri!”. [3]
A história da coroa de Arquimedes foi registrada por escrito por Vitruvius, um arquiteto romano do século I a.C., em sua obra De Architectura:
Entre o grande número de admiráveis descobertas realizadas por Arquimedes, é necessário assinalar-se a que vou contar e na qual manifestou uma sutileza quase que inacreditável. Quando Herão reinava em Siracusa, este príncipe, pelos seus êxitos logrados em seus empreendimentos, propôs-se a oferecer, em um certo templo, uma coroa de ouro aos deuses imortais. Combinou a confecção da obra com um artesão mediante uma boa soma em dinheiro e a entrega da quantidade de ouro em peso. O artesão entregou a coroa na data combinada com o rei, que a achou executada com perfeição, parecendo que contivesse todo ouro que lhe havia entregado. Suspeitava, porém, que o artesão retirara certa parte do ouro, substituindo por um peso equivalente de prata, o rei indignado, diante desse engodo e não tendo em mãos os meios para provar ao artesão sua fraude, encarregou a Arquimedes que se ocupasse da questão e com sua inteligência encontrassem esses meios. Certo dia nos banhos públicos, absorto nos seus pensamentos, deitando-se numa banheira cheia d’água até os bordos, observou ele que a água se elevava de nível ao penetrar na banheira. Subitamente, num desses momentos em que o cérebro trabalha com tanta rapidez que o tempo parece parar, ele se levantou da banheira, saiu do banho, e ainda nu saiu correndo para sua casa pelas ruas da cidade gritando: “Heureka! Heureka!”, isto é, “Achei!, Achei!”. Com base nessa observação, tomou, então, duas massas de igual peso que o da coroa; uma de ouro e a outra de prata. Mergulhou a massa de prata em um vaso com água e observou que o nível de água se elevara um certo grau. Logo após, mergulhou a massa de ouro e pode notar que o nível da água que se elevara não era igual à massa de prata e, sim, menor. Finalmente mergulhou a coroa, e esta deslocou mais água que a massa de ouro de mesmo peso, porém, menos que a massa de prata. Calculando, então, de acordo com estas experiências, em quanto a quantidade de água que a coroa desalojara era maior que aquela que deslocara a massa de ouro puro, soube quanto era a quantidade de prata que formava a liga, mostrando, assim, claramente, a fraude do artesão.
O que acontece é que o ocorrido parece ser inverossímil sob o ponto de vista físico. Galileu, em uma obra chamada La Billancetta, discorre que o método utilizado por Arquimedes seria pouco preciso. Ou de difícil percepção, já que para uma coroa de 20 cm de diâmetro imersa em um recipiente com área de uns 300 cm², o nível se alteraria, supondo que a coroa tivesse 1 kg e uma densidade de 15 g/cm³, pouco mais de dois milímetros. Se levarmos em conta a tensão superficial da água, este resultado seria ou imperceptível (já que a água poderia nem transbordar) ou derramaria mais água do que o valor realmente correspondente ao volume deslocado apenas pela coroa. [4]
Portanto, é improvável que Arquimedes tenha feito a experiência da coroa como a conhecemos. E da mesma forma que a anedota da maçã de Newton, a anedota de Arquimedes acaba apresentando um perfil muito diferente da realidade a respeito do cientista (claro, considerando a ideia de cientista como atualmente concebemos). Descobertas científicas não são regadas a gritos de eureca e, em geral, não acontecem sem serem antecedidas por trocas de conhecimentos, discussões, pequenas etapas relacionadas a uma pesquisa. Descobertas científicas acidentais existem, mas não são uma regra em ciência.
De todo modo, ao menos, a anedota de Arquimedes ao menos permite ser reproduzida. Basta ter duas amostras maciças de metais com densidades diferentes, um recipiente preenchido com água e reproduzir o que se atribuiu a Arquimedes. É uma boa forma de demonstrar a alunos e professores que como a reprodutibilidade é essencial dentro da ciência — inclusive para mostrar quando algo pretensamente verdadeiro é falho.
Discutir o conhecimento científico deveria ser uma oportunidade de se discutir contextos e histórias. Quando nos preocupamos excessivamente em apresentar conceitos apenas por suas definições, sem nos ater ao contexto no qual ele foi inicialmente pensado e discutido até ser consensual o suficiente para ser adotado por outros cientistas, ajudamos a sufocar o que, de fato, se trata o espírito científico: o resultado da busca humana por respostas, que por sua vez, surge em relações diversas entre cientistas, universidades e a sociedade. O mesmo acontece quando transmitimos o que ouvimos sem refletir um pouquinho, nem que seja para pensar na beleza que existe numa maçã caindo.
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Referências e para saber mais:
- [1] GERMANO, M. G.; KULESZA; W. A. Ciência e senso comum: entre rupturas e continuidades. Caderno Brasileiro de Ensino de Física. v. 27 n. 1 (2010). Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175-7941.2010v27n1p115
- [2]: MARTINS, R. A. A maçã de Newton: história, lendas e tolices. In: SILVA, C.C. Estudos de história e filosofia das ciências: subsídios para aplicação no ensino. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2006.
- [3] Arquimedes. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em: https://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20012/Severo/arquimedes.html
- [4]: MARTINS, R.A. Arquimedes e a coroa do rei: problemas históricos. Caderno Catarinense de Ensino de Física, v.17, n.2 p.115-121, ago.2000. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/6769/6238
- Sobre o conceito de densidade aplicado ao princípio de Arquimedes (e como relacioná-lo em sala de aula): https://lqes.iqm.unicamp.br/images/vivencia_lqes_meprotec_densidade_arquimedes.pdf
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