Uma história da física grega antiga

Nos tempos antigos, o estudo sistemático de leis naturais fundamentais não era uma grande preocupação. A preocupação era permanecer viva. A ciência, como existia na época, consistia principalmente em agricultura e, eventualmente, engenharia para melhorar o dia a dia das sociedades em crescimento. A navegação de um navio, por exemplo, utiliza aerodinâmica, o mesmo princípio que mantém um avião no ar. Os antigos foram capazes de descobrir como construir e operar navios à vela sem regras precisas para esse princípio.

Olhando para os céus e a terra

Os antigos são conhecidos talvez pelos melhores astronomia, que continua a nos influenciar fortemente hoje. Eles observavam regularmente os céus, que se acreditava serem um reino divino, com a Terra em seu centro. Certamente era óbvio para todos que o sol, a lua e as estrelas se moviam pelo céu em um padrão regular, e não está claro se algum pensador documentado do mundo antigo pensou em questionar esse geocêntrico ponto de vista. Independentemente disso, os humanos começaram a identificar constelações nos céus e usaram esses signos do zodíaco para definir calendários e estações do ano.

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A matemática se desenvolveu primeiro no Oriente Médio, embora as origens precisas variem dependendo de com quem o historiador fala. É quase certo que a origem da matemática foi a simples manutenção de registros no comércio e no governo.

O Egito fez progressos profundos no desenvolvimento da geometria básica, devido à necessidade de definir claramente o território agrícola após as inundações anuais do Nilo. A geometria também encontrou rapidamente aplicações em astronomia.

Filosofia Natural na Grécia Antiga

Enquanto o Civilização grega surgiu, no entanto, finalmente houve estabilidade suficiente - apesar do fato de ainda haver guerras frequentes - para que surge uma aristocracia intelectual, uma intelligentsia, capaz de se dedicar ao estudo sistemático desses assuntos. Euclides e Pitágoras são apenas alguns dos nomes que ressoam através dos tempos no desenvolvimento da matemática desse período.

Nas ciências físicas, também houve desenvolvimentos. Leucipo (século V aEC) recusou-se a aceitar as antigas explicações sobrenaturais da natureza e proclamou categoricamente que todo evento tinha uma causa natural. Seu aluno Demócrito continuou com esse conceito. Os dois eram proponentes de um conceito de que toda a matéria é composta de minúsculas partículas que eram tão pequenas que não podiam ser quebradas. Essas partículas foram chamadas átomos, de uma palavra grega para "indivisível". Seria dois milênios antes que as visões atomísticas ganhassem suporte e ainda mais antes que houvesse evidências para apoiar a especulação.

A filosofia natural de Aristóteles

Enquanto seu mentor Platão (e dele Sócrates) estava muito mais preocupado com a filosofia moral, a filosofia de Aristóteles (384 - 322 AEC) tinha fundamentos mais seculares. Ele promoveu o conceito de que a observação de fenômenos físicos poderia levar à descoberta de leis naturais que governam esses fenômenos, embora diferentemente de Leucipo e Demócrito, Aristóteles acreditava que essas leis naturais eram, em última análise, divinas em natureza.

A filosofia dele era natural, uma ciência observacional baseada na razão, mas sem experimentação. Ele foi justamente criticado por uma falta de rigor (se não descuido total) em suas observações. Por um exemplo flagrante, ele afirma que os homens têm mais dentes que as mulheres, o que certamente não é verdade.

Ainda assim, foi um passo na direção certa.

Os movimentos dos objetos

Um dos interesses de Aristóteles era o movimento de objetos:

  • Por que uma pedra cai enquanto a fumaça sobe?
  • Por que a água flui para baixo enquanto as chamas dançam no ar?
  • Por que os planetas se movem pelo céu?

Ele explicou isso dizendo que toda a matéria é composta de cinco elementos:

  • Fogo
  • Terra
  • Ar
  • Água
  • Éter (substância divina dos céus)

Os quatro elementos deste mundo trocam e se relacionam, enquanto Aether era um tipo completamente diferente de substância. Esses elementos mundanos tinham reinos naturais. Por exemplo, existimos onde o reino da Terra (o solo sob nossos pés) encontra o reino do ar (o ar à nossa volta e o mais alto que podemos ver).

O estado natural dos objetos, para Aristóteles, estava em repouso, em um local que estava em equilíbrio com os elementos dos quais eles eram compostos. O movimento dos objetos, portanto, foi uma tentativa do objeto de atingir seu estado natural. Uma pedra cai porque o reino da Terra caiu. A água flui para baixo porque seu reino natural está abaixo do reino da Terra. A fumaça sobe porque é composta de Ar e Fogo, portanto, tenta alcançar o alto reino do Fogo, e é também por isso que as chamas se estendem para cima.

Aristóteles não tentou descrever matematicamente a realidade que ele observou. Embora tenha formalizado a lógica, ele considerava fundamentalmente a matemática e o mundo natural. A matemática, em sua opinião, preocupava-se com objetos imutáveis ​​que careciam de realidade, enquanto sua filosofia natural se concentrava em mudar objetos com uma realidade própria.

Filosofia mais natural

Além deste trabalho sobre o ímpeto, ou movimento, dos objetos, Aristóteles fez extensos estudos em outras áreas:

  • criou um sistema de classificação, dividindo animais com características semelhantes em "gêneros".
  • estudou, em seu trabalho Meteorologia, a natureza não apenas dos padrões climáticos, mas também da geologia e da história natural.
  • formalizou o sistema matemático chamado Logic.
  • extenso trabalho filosófico sobre a natureza da relação do homem com o divino, bem como considerações éticas

O trabalho de Aristóteles foi redescoberto por estudiosos da Idade Média e ele foi proclamado o maior pensador do mundo antigo. Seus pontos de vista se tornaram o fundamento filosófico da Igreja Católica (nos casos em que não contradizer a Bíblia) e, nos séculos seguintes, as observações que não estavam em conformidade com Aristóteles foram denunciadas como herege. É uma das maiores ironias que tal proponente da ciência observacional seria usado para inibir esse trabalho no futuro.

Arquimedes de Siracusa

Arquimedes (287 - 212 AEC) é mais conhecido pela história clássica de como ele descobriu os princípios de densidade e flutuabilidade enquanto tomava banho, imediatamente fazendo-o correr pelas ruas de Siracusa, nu, gritando "Eureka!" (que traduz aproximadamente para "eu encontrei isto!"). Além disso, ele é conhecido por muitos outros feitos significativos:

  • delineou os princípios matemáticos da alavanca, uma das máquinas mais antigas
  • criou sistemas de polias elaborados, supostamente tendo sido capaz de mover um navio em tamanho real puxando uma única corda
  • definiu o conceito do centro de gravidade
  • criou o campo da estática, usando a geometria grega para encontrar estados de equilíbrio para objetos que seriam pesados ​​para os físicos modernos
  • A reputação de ter construído muitas invenções, incluindo um "parafuso de água" para irrigação e máquinas de guerra que ajudaram Siracusa contra Roma na Primeira Guerra Púnica. Alguns atribuem a ele a invenção do odômetro durante esse período, embora isso não tenha sido comprovado.

Talvez a maior conquista de Arquimedes, no entanto, tenha sido conciliar o grande erro de Aristóteles de separar matemática e natureza. Como o primeiro físico matemático, ele mostrou que a matemática detalhada pode ser aplicada com criatividade e imaginação para resultados teóricos e práticos.

Hiparco

Hiparco (190-120 AEC) nasceu na Turquia, embora fosse grego. Ele é considerado por muitos o maior astrônomo observacional da Grécia antiga. Com as tabelas trigonométricas que ele desenvolveu, ele aplicou a geometria rigorosamente ao estudo da astronomia e foi capaz de prever eclipses solares. Ele também estudou o movimento do sol e da lua, calculando com maior precisão do que qualquer outro antes sua distância, tamanho e paralaxe. Para auxiliá-lo nesse trabalho, ele aprimorou muitas das ferramentas usadas nas observações a olho nu da época. A matemática usada indica que Hiparco pode ter estudado matemática da Babilônia e foi responsável por trazer parte desse conhecimento para a Grécia.

Dizem que Hiparco escreveu catorze livros, mas o único trabalho direto que resta foi um comentário sobre um poema astronômico popular. Histórias contam que Hiparco calculou a circunferência da Terra, mas isso está em alguma disputa.

Ptolomeu

O último grande astrônomo do mundo antigo foi Claudius Ptolemaeus (conhecido como Ptolomeu à posteridade). No segundo século EC, ele escreveu um resumo da astronomia antiga (emprestado pesadamente de Hiparco - esta é a nossa principal fonte de conhecimento de Hiparco), que veio a ser conhecida em todo Arábia como Almagest (o melhor). Ele delineou formalmente o modelo geocêntrico do universo, descrevendo uma série de círculos e esferas concêntricos sobre os quais outros planetas se moviam. As combinações tinham que ser extremamente complicadas para explicar os movimentos observados, mas seu trabalho foi adequado o suficiente para que, durante catorze séculos, fosse visto como uma declaração abrangente sobre movimento.

Com a queda de Roma, no entanto, a estabilidade que suporta essa inovação desapareceu no mundo europeu. Muito do conhecimento obtido pelo mundo antigo foi perdido durante a Idade das Trevas. Por exemplo, dos 150 trabalhos aristotélicos de renome, apenas 30 existem hoje, e alguns deles são pouco mais do que notas de aula. Naquela época, a descoberta do conhecimento residiria no Oriente: na China e no Oriente Médio.

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