História da Física: da Antiguidade até a Física Moderna

Um modo cômodo de responder o que é Física seria começarmos a apresentação dos vários tópicos em que se divide esta ciência. Contudo, vamos iniciar com um pouco da história da Física. Vamos abordar desde a Antiguidade, com os primeiros filósofos que a estudaram, e iremos até as divisões atuais, inclusive falando sobre a Física Moderna.

A História da Física

A palavra “física” tem sua origem na palavra grega physis. Ela foi usada pelos primeiros filósofos gregos a partir do século VI a.C. Física, na sua tradução nos idiomas modernos, significa “natureza”. Interessante, não acha? Sendo assim, Física é natureza, ou melhor, é parte dela, como você irá entender a medida que ler esta aula.

No princípio, os filósofos observavam que tudo tinha movimento. Posteriormente, perceberam que todas as coisas ao seu redor sofriam transformações. Eles viam, por exemplo, que as vacas cresciam alimentando-se apenas de capim e água. Portanto, de algum modo o capim e a água se transformavam em carne e ossos.

Colocando-se semente na terra, depois de algum tempo, surgia uma árvore. De algum modo, a terra (e a água que caiu) se transformava em árvore. Assim, eles começaram a se interrogar:

• De que é constituída a natureza?
• Como as coisas se movimentam e se transformam?

Aí que se formou, então, a Física (como um ramo da filosofia), cuja pretensão era a de responder tais perguntas.

Naquela época, a Física se preocupava com tudo, incluindo os seres vivos: árvores, animais etc. Só mais tarde, a partir do século XVII, é que o estudo dos seres vivos se separou da Física, constituindo a Biologia.

Até aproximadamente 600 a.C., o conhecimento sobre a natureza se limitava a técnicas empíricas. Isso significa que ainda não havia ciência. A razão era o meio pelo qual os filósofos tentavam entender e absorver a totalidade do conhecimento. Após o século XVII, aos poucos, as ciências particulares começaram a se destacar da filosofia: a Física, a Biologia, a Sociologia, a Psicologia etc.

Aristóteles

Aristóteles (384-322 a.C) foi um dos primeiros e um dos mais importantes filósofos gregos a ter seus pensamentos registrados na história. Elaborou um sistema filosófico no qual abordou e pensou sobre praticamente todos os assuntos existentes, como a geometria, física, metafísica, botânica, zoologia, astronomia, medicina, psicologia, ética, drama, poesia, retórica, matemática e principalmente lógica.

Uma de suas teorias baseava-se que todas as coisas eram obtidas por misturas de quatro substâncias: ar, fogo, terra e água. Mais tarde essas substâncias foram denominadas de “quatro elementos”.

Ainda para ele, tudo que se encontrava abaixo da Lua era formado por essas substâncias. Entretanto, a Lua e tudo o que está acima dela, seriam formados por um quinto elemento, o éter.

Para Aristóteles, o éter era uma espécie de fluido cósmico, hipotético, extremamente sutil e rarefeito. Acreditava que ocupava os espaços, penetrava os corpos e era o veículo necessário para que as ondas eletromagnéticas se propagassem. Nos tempos atuais essa hipótese já está descartada, pois experimentos demonstraram que as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo.

Suas teorias foram aceitas por muitos séculos, só vindo a ser seriamente questionadas no início do Renascimento, século XIV.

Aristóteles também defendia a geocentricidade, teoria existente na qual se acreditava que a Terra era o centro do Universo. Esta encontrou seu fim graças ao astrônomo e matemático polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), que resgatou uma hipótese igualmente antiga, a hipótese heliocêntrica, criada pelo astrônomo grego Aristarco de Samos (310-230 a.C.).Na teoria de Samos, o Sol ficava fixo no universo e todos os outros astros, inclusive nosso planeta Terra, giravam ao seu redor. Poucos anos após a morte de Copérnico, Galileu Galilei nasceu (1564-1642).

Galileu Galilei

Galileu foi um matemático, físico, astrônomo e filósofo italiano. Fundamentou cientificamente a Teoria Heliocêntrica de Copérnico, inventou a luneta telescópica, enunciou as leis que regem o movimento pendular e idealizou um relógio de pêndulo.

Galileu causou uma renovação na história da ciência. Cabe aqui citar algo da vida desse pensador. Por aceitar e defender a teoria heliocêntrica de Copérnico, ele escreveu e publicou a obra “Diálogos” sobre os dois grandes sistemas do mundo em 1632, onde comparava os dois sistemas conhecidos, o geocentrismo e o heliocentrismo.

Essa obra foi condenada pela igreja católica, pois segundo ela, como o homem foi feito à imagem de Deus, ele haveria de viver no centro do universo e não em qualquer outro lugar. Em 1633, foi chamado à igreja, pela Santa Inquisição, onde foi julgado e condenado. Para não ser queimado vivo, Galileu teve que renegar seus pensamentos e negar suas descobertas.

Triste, não é mesmo? Porém, registra-se que ao sair de seu julgamento, resmungou: “Mas que se move se move!”Galileu Galilei morreu cego em sua casa na Itália, no dia 8 de janeiro de 1642. A igreja somente reconheceu seu erro em 1922.

O astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630), também acreditou ser verdadeiro o pensamento heliocentrista. Por isso, abandonou a ideia de órbitas circulares que trabalhava e construiu um modelo centrado no sol com os planetas Girando em órbitas elípticas ao redor desse, o que até hoje acreditamos e estudamos amparados por leis, as Leis de Kepler.

Isaac Newton

Exatamente no ano em que Galileu Galilei faleceu, nasceu outro grande físico: Isaac Newton (1642-1727). Este, amparado pelos trabalhos de Galileu e Kepler, publicou uma grande obra em 1687 que trazia, entre outras, a lei da Gravitação Universal e as três leis de Newton.

Ele é considerado um dos maiores cientistas da história da humanidade. Publicou ainda outros trabalhos sobre mecânica, astronomia, física, química, matemática e alquimia. Há também escritos seus até sobre teologia. Incrível não?Essa sua grande obra deu consistência a formação da primeira parte da Física, a Mecânica. A partir daí, durante os duzentos anos seguintes, foram tomando forma as outras partes dessa ciência:  a termologia (o estudo do calor), a eletricidade, a óptica (estudo da luz) e a ondulatória (estudo das ondas).

Física Quântica

E a Mecânica Quântica apareceu onde na história da Física? E A física moderna? Quando surgiu?

Acredite, elas surgiram devido aos alquimistas!

Desde o século IV d.C., já se registrava a existência de pessoas que procuravam desenvolver técnicas de transformação da matéria através dos quatros elementos: terra, agua, fogo e ar. No século V, surge a teoria de que tudo seria feito de um número infinito de partículas invisíveis e indivisíveis, daí o nome de átomo, que em grego significa, não divisível.

A partir do século XVII, 1300 anos depois, começaram a aumentar o número de cientistas preocupados com a estrutura da matéria. E, para não serem confundidos com alquimistas, foram chamados de químicos. Foi ressuscitada então a teoria atômica, passando por várias mudanças ao longo do tempo. Mas o modelo que aceitamos hoje só ficou definitivo com a descoberta do nêutron em 1932.

Entre o final do século XIX e o início do século XX, chegou-se a Mecânica Quântica. Ela é o ramo da física que estuda os objetos em escalas muito pequenas, e a física moderna é dominada pelos seus conceitos.

Durante o século passado, o mundo físico era explicado de acordo com os princípios da mecânica newtoniana. No entanto, no final do século, essa mecânica já não era suficiente para explicar alguns questionamentos que começaram a aparecer.

Muitas das equações da mecânica newtoniana, que descrevem como as coisas se movem em tamanhos e velocidades no nosso cotidiano, deixam de ser úteis na escala de átomos e elétrons, que agora pode ser explicada pelos princípios da mecânica quântica.

Videoaula sobre a história da Física

Para finalizar sua revisão de história da Física, veja esta videoaula do professor Cristiano Cunha:

Exercícios:

1 – (UFG GO/2012)

As ideias de Nicolau Copérnico (1473-1543) e de Albert Einstein (1879-1955) marcaram o pensamento científico de suas respectivas épocas, tornando-os alvo de censura no cenário político. Quais são essas ideias e por que elas motivaram conflitos?

a) Copérnico afirmou que a Terra gira em torno do Sol em órbitas elípticas e Einstein mudou os conceitos de espaço-tempo. As ideias de Copérnico eram contrárias aos ensinamentos aristotélicos e as de Einstein foram questionadas na Alemanha em razão de sua origem étnica.

b) Copérnico afirmou que a Terra gira em torno do Sol em órbitas elípticas e Einstein propôs a teoria da relatividade. As ideias de Copérnico eram contrárias aos ensinamentos aristotélicos e as de Einstein foram refutadas por seu apoio à construção da bomba atômica norte-americana.

c) Copérnico afirmou que a Terra gira em torno do Sol em um ano e em torno do seu eixo em um dia e Einstein propôs a teoria da relatividade. As ideias de Copérnico eram contrárias ao modelo geocêntrico, enquanto as de Einstein foram contestadas devido ao seu apoio à criação do Estado de Israel.

d) Copérnico propôs o modelo heliocêntrico e Einstein, a teoria da relatividade. As ideias de Copérnico contrariaram os dogmas da Igreja e as de Einstein foram refutadas por seu apoio à construção da bomba atômica norte-americana.

e) Copérnico propôs o modelo heliocêntrico e Einstein mudou os conceitos de espaço-tempo. As ideias de Copérnico contrariaram os dogmas da Igreja e as de Einstein foram questionadas na Alemanha em razão de sua origem étnica.

2 – (Unicamp SP/2015) 

A primeira lei de Kepler demonstrou que os planetas se movem em órbitas elípticas e não circulares. A segunda lei mostrou que os planetas não se movem a uma velocidade constante.

(Adaptado Marvin Perry, Civilização Ocidental: uma história concisa. São Paulo: Martins Fontes, 1999, p. 289.)

É correto afirmar que as leis de Kepler

a) confirmaram as teorias definidas por Copérnico e são exemplos do modelo científico que passou a vigorar a partir da Alta Idade Média.

b) confirmaram as teorias defendidas por Ptolomeu e permitiram a produção das cartas náuticas usadas no período do descobrimento da América.

c) são a base do modelo planetário geocêntrico e se tornaram as premissas cientificas que vigoram até hoje.

d) forneceram subsídios para demonstrar o modelo planetário heliocêntrico e criticar as posições defendidas pela Igreja naquela época.

3 – (IFPR/2020) 

Astronomia é das ciências mais antigas, que estuda corpos celestes como estrelas, planetas e demais astros no universo. Culturas antigas deixaram registrados seus conhecimentos sobre a sua forma de ver o universo. Muitos cientistas e astrônomos criaram modelos para explicar os movimentos de planetas, cometas etc. Em relação aos modelos elaborados ao longo da história, podemos afirmar que:

a) Ptolomeu (Claudio Ptolomeu) desenvolveu o modelo heliocêntrico.

b) Kepler (Johannes Kepler) desenvolveu o modelo de órbita circular.

c) Copérnico (Nicolau Copérnico) desenvolveu o modelo heliocêntrico.

d) Galileu (Galileu Galilei) desenvolveu o modelo geocêntrico.

GABARITO: 

1. E
2. D
3. C

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