Galileu contra Newton: revolucionários da ciência

«Se vi mais longe, foi porque me apoiei nos ombros de gigantes.» Esta célebre frase de Isaac Newton resume perfeitamente a relação entre ele e Galileu. Um abriu o caminho, o outro transformou-o em autoestrada. Juntos criaram o que hoje chamamos ciência moderna.

Galileu Galilei (1564–1642) e Isaac Newton (1642–1727) são os pais da revolução científica. Um apontou o seu telescópio para o céu e viu o que ninguém tinha visto antes. O outro observou uma maçã a cair e compreendeu por que razão os planetas orbitam em torno do Sol. Dois gestos simples, duas revoluções imensas.

Mas estes dois homens também eram radicalmente diferentes. Um era um italiano provocador, amante do espetáculo, que adorava debates e polémicas. O outro era um inglês solitário, paranoico, que ocultou as suas descobertas durante anos. Juntos contam-nos a história do nascimento da ciência e do que é preciso para mudar o mundo.

Duas vidas, duas épocas

Galileu: o ardente italiano

Galileu Galilei nasceu em 1564 em Pisa, no mesmo ano que Shakespeare. O seu pai, Vincenzo, era músico e matemático: uma combinação que influenciou profundamente o jovem Galileu. A música ensinou-lhe a harmonia matemática do mundo; as matemáticas deram-lhe a linguagem para a descrever.

Estudou primeiro medicina na Universidade de Pisa, por desejo do pai. Mas as aulas aborreciam-no. Um dia, durante um sermão na catedral, observou uma lâmpada a baloiçar. Independentemente da amplitude da oscilação, o tempo de ida e volta parecia constante. Acabava de descobrir o isocronismo do pêndulo. A medicina podia esperar.

Galileu tornou-se professor de matemáticas, primeiro em Pisa, depois em Pádua. Era um professor popular, um orador brilhante, um homem que amava a vida: o vinho, as mulheres, os debates acalorados. Nunca se casou, mas teve três filhos com a sua amante, Marina Gamba.

Em 1609 tudo mudou. Ouviu falar de um invento holandês: um tubo com lentes que aproximava os objetos distantes. Em poucas semanas construiu o seu próprio telescópio, muito superior ao original. E fez o que ninguém tinha pensado fazer: apontou-o para o céu.

O que viu abalou o mundo.

Newton: o inglês solitário

Isaac Newton nasceu em 1642, precisamente no ano em que morreu Galileu, como se a tocha tivesse passado de uma mão para a outra. Nasceu prematuro, tão pequeno que se dizia que caberia numa jarra. Ninguém acreditava que sobreviveria.

O seu pai tinha morrido três meses antes do seu nascimento. A sua mãe voltou a casar quando ele tinha três anos, deixando-o com a avó. Este abandono marcou Newton para toda a vida. Tornou-se desconfiado, amargurado, incapaz de relações normais. Aos 19 anos elaborou uma lista dos seus pecados, entre eles «ter ameaçado o meu pai e a minha mãe Smith de os queimar juntamente com a casa».

Em Cambridge era um estudante medíocre, até descobrir as matemáticas. Algo despertou então. Em poucos anos dominou tudo o que era conhecido e depois foi muito mais além. Durante a Grande Peste de 1665-1666, a universidade fechou e Newton regressou a casa. Estes dois anos foram os mais produtivos da história da ciência.

Sozinho, na propriedade familiar de Woolsthorpe, Newton inventou o cálculo infinitesimal, descobriu que a luz branca é composta por todas as cores e formulou as primeiras ideias sobre a gravitação. O «ano milagroso», como lhe chamam. Tinha 23 anos.

Mas Newton manteve as suas descobertas em segredo durante décadas. Foi preciso que Edmund Halley, o astrónomo do cometa, o convencesse a publicar em 1687 os Principia Mathematica. Este livro mudou o mundo, mas Newton quase nunca o teria escrito.

As suas descobertas: duas revoluções

Galileu: o olho que vê

O telescópio de Galileu não era muito potente: cerca de 20 aumentos. Mas o que revelava era estremecedor.

A Lua não era perfeita. Aristóteles ensinava que os corpos celestes eram esferas perfeitas. Galileu viu montanhas, crateras, vales. A Lua parecia-se com a Terra. Se a Lua não era perfeita, talvez os céus não fossem tão diferentes do mundo terrestre.

Júpiter tinha luas. Quatro pequenos pontos de luz que orbitavam em torno de Júpiter. Galileu chamou-lhes «estrelas mediceias» (em honra dos seus patronos). Foi a prova de que nem tudo girava em torno da Terra. Se Júpiter podia ter satélites, por que razão não o Sol?

Vénus tinha fases. Como a nossa Lua, Vénus passava por fases: cheia, crescente, minguante. Isto era impossível no sistema ptolemaico, onde Vénus orbitava em torno da Terra. Mas explicava-se perfeitamente se Vénus orbitasse em torno do Sol.

A Via Láctea era composta por estrelas. Aquela nuvem leitosa no céu não era uma bruma celestial, mas milhões de estrelas demasiado fracas para serem vistas a olho nu.

Estas observações não provavam que a Terra girava em torno do Sol. Mas tornavam cada vez mais difícil defender o antigo sistema. Galileu publicou as suas descobertas em Sidereus Nuncius (O mensageiro sideral) em 1610. O livro causou sensação em toda a Europa.

Newton: a mente que compreende

Onde Galileu observou, Newton compreendeu. Não se limitou a descrever o mundo: explicou-o.

A gravitação universal. A história da maçã é provavelmente verdadeira, ou pelo menos parcialmente. Newton compreendeu que a força que faz cair uma maçã é a mesma que mantém a Lua na sua órbita em torno da Terra, e a Terra na sua órbita em torno do Sol. Uma única lei, universal, matemática: F = G(m₁m₂)/r².

Esta equação é talvez a mais importante alguma vez escrita. Explica por que razão os planetas têm órbitas elípticas (como Kepler tinha descoberto), por que razão as marés sobem e descem, por que razão os cometas regressam. Permitiu prever a existência de Neptuno antes de este ser observado.

As três leis do movimento. Todo o corpo permanece no seu estado de repouso ou de movimento uniforme, a menos que uma força atue sobre ele. A aceleração é proporcional à força e inversamente proporcional à massa (F = ma). A toda a ação corresponde uma reação igual e oposta.

Estas três leis, aparentemente simples, são o fundamento de toda a mecânica clássica. Explicam como se movem os objetos, desde as bolas de ténis aos foguetões. Continuam válidas hoje, exceto a escalas atómicas ou perto da velocidade da luz.

A ótica. Newton decompôs a luz branca com um prisma nos seus componentes. Compreendeu que as cores não são «adicionadas» pelo prisma, mas «separadas». Inventou o telescópio de espelho para evitar as aberrações cromáticas das lentes.

O cálculo infinitesimal. Newton inventou um novo tipo de matemática para resolver os seus problemas físicos. O cálculo diferencial e integral — derivadas e integrais — são as ferramentas fundamentais da física e da engenharia modernas.

Os seus métodos: observar contra calcular

Galileu: o experimentador

Galileu é frequentemente chamado «o pai do método científico moderno». Isto não é totalmente exacto — outros antes dele já tinham realizado experiências —, mas sistematizou a abordagem experimental como ninguém antes.

O seu génio consistia em colocar perguntas simples e verificá-las. Os corpos pesados caem mais depressa que os leves? Aristóteles dizia que sim. Galileu fez rolar bolas de diferentes massas por planos inclinados e mediu. Não, caem à mesma velocidade (no vácuo).

Combinou a observação com as matemáticas. Não se limitava a descrever: media, calculava, previa. «A natureza está escrita em linguagem matemática», escreveu. Triângulos, círculos, figuras geométricas são as letras desta linguagem.

O seu telescópio era um instrumento científico, não um brinquedo. Calibrava-o cuidadosamente, anotava as suas observações com precisão, publicava os seus métodos para que outros pudessem verificá-los. Essa é a essência da ciência moderna: a reprodutibilidade.

Newton: o teórico

Newton era um teórico puro. Realizava experiências — o seu trabalho sobre a luz demonstra-o —, mas o seu génio residia na abstracção matemática. Via as leis ocultas por detrás dos fenómenos.

O seu método era dedutivo. Partia de princípios gerais (as três leis do movimento, a lei da gravitação) e deduzia consequências particulares. Por que razão as órbitas são elípticas? Porque é isso que a lei da gravitação prevê. Por que razão as marés? Pela mesma razão.

Os Principia Mathematica estão escritos em estilo euclidiano: definições, axiomas, teoremas, demonstrações. Newton queria que a física fosse tão rigorosa como a geometria. Conseguiu-o.

Mas Newton tinha um defeito: não partilhava. Guardava as suas descobertas para si, por vezes durante anos. Quando Leibniz publicou a sua própria versão do cálculo infinitesimal, Newton acusou-o de plágio e desencadeou uma disputa que envenenou as relações entre matemáticos ingleses e continentais durante um século.

Os seus conflitos: a Igreja e os rivais

Galileu: perante a Inquisição

O conflito de Galileu com a Igreja católica é um dos mais célebres da história da ciência. Mas é frequentemente mal interpretado.

A Igreja não era sistematicamente anticientífica. Os papas tinham fomentado a astronomia, os jesuítas realizavam observações. O problema não era realmente científico: era político e pessoal.

Galileu era provocador. O seu «Diálogo sobre os dois máximos sistemas do mundo» (1632) apresentava três personagens: um defensor copernicano (inteligente), um defensor ptolemaico (um tolo chamado Simplicio) e um moderador. O papa Urbano VIII, antigo amigo de Galileu, reconheceu-se em Simplicio. Nunca o perdoou.

O julgamento de 1633 condenou Galileu por «veemente suspeita de heresia». Teve de abjurar os seus «erros» e ficou sob prisão domiciliária pelo resto da vida. A lenda diz que murmurou «Eppur si muove» (E contudo move-se), mas provavelmente é uma invenção posterior.

Galileu não foi torturado nem encerrado num calabouço de interrogatório. Viveu confortavelmente na sua quinta perto de Florença, continuou as suas investigações sobre mecânica e publicou em 1638 a sua obra mais importante, os Discorsi. Mas a mensagem era clara: a ciência devia subordinar-se à teologia.

Newton: perante os seus próprios rivais

Newton não teve problemas com a Igreja: a Inglaterra anglicana era mais tolerante que a Itália católica. Os seus conflitos foram com os seus colegas.

A disputa com Leibniz sobre o cálculo infinitesimal durou décadas. Newton tinha inventado o cálculo antes (por volta de 1666), mas Leibniz publicou-o primeiro (1684). Quem tinha roubado a quem? Na realidade, provavelmente inventaram-no de forma independente, mas Newton não conseguia aceitá-lo.

Como presidente da Royal Society, Newton nomeou um comité para julgar a disputa. O comité (dirigido pelo próprio Newton) concluiu que Leibniz era um plagiador. Mas a notação de Leibniz era melhor: é a que ainda usamos hoje.

Robert Hooke foi outro inimigo. Hooke afirmava ter tido a ideia da gravitação antes de Newton. Isto era parcialmente verdade: Hooke tinha proposto uma força atractiva, inversamente proporcional ao quadrado da distância. Mas não tinha feito os cálculos. Newton sim. A disputa só se acalmou com a morte de Hooke em 1703.

Newton era rancoroso, paranoico, mesquinho. Mandou retirar o retrato de Hooke da Royal Society. Perseguiu os falsificadores de moeda com rancor pessoal quando foi director da Casa da Moeda real. Génio, sim. Pessoa agradável, certamente não.

O seu legado: os fundamentos da ciência

Galileu: o espírito científico

O legado de Galileu não é uma teoria em particular: a maioria das suas ideias ficou ultrapassada. É algo mais fundamental: o espírito científico.

Galileu demonstrou que se pode compreender o mundo mediante a observação e a razão, sem se submeter às autoridades. Aristóteles diz X? Verifiquemos. A Igreja diz Y? Olhemos. Esta atitude — a dúvida metódica, a primazia da experiência — é a essência da ciência moderna.

Também demonstrou que as matemáticas são a linguagem da natureza. Antes dele, as matemáticas eram uma ferramenta prática (para o comércio, a topografia) ou uma disciplina abstracta (a geometria euclidiana). Depois dele, as matemáticas tornam-se o meio para compreender o mundo físico.

O seu julgamento tornou-se um símbolo. Sempre que a ciência é censurada, sempre que o dogma se opõe à investigação livre, pensamos em Galileu. «Eppur si muove»: embora seja inventada, esta frase capta algo verdadeiro: a verdade acaba sempre por triunfar.

Newton: o sistema do mundo

O legado de Newton é mais concreto: um sistema completo para compreender o universo físico. A mecânica newtoniana dominou a física durante mais de dois séculos. Continua a ser a base da engenharia, da aviação, da exploração espacial.

As suas leis são extraordinariamente poderosas. Com três equações simples e a lei da gravitação, pode prever-se o movimento de qualquer objecto macroscópico: uma bola, um avião, um planeta, uma galáxia. É o que Newton chamava o «sistema do mundo».

Este sistema teve também um impacto filosófico imenso. Se o universo segue leis matemáticas, então é determinista: todo o efeito tem uma causa, todo o movimento pode prever-se. Esta visão «mecanicista» do mundo dominou o pensamento ocidental até ao século XX.

Einstein ultrapassou Newton: a teoria da relatividade e a mecânica quântica mostraram os limites da física clássica. Mas Newton não foi refutado: a sua física continua perfeitamente válida dentro do seu próprio âmbito de aplicação. É o destino das grandes teorias: não ser destruídas, mas integradas em teorias mais amplas.

O que nos ensinam

A ciência como revolução

Galileu e Newton lembram-nos que a ciência é revolucionária. Não se limita a acumular factos: abala visões do mundo. Antes de Galileu, a Terra era o centro do universo. Depois de Newton, era apenas um planeta entre outros, sujeito às mesmas leis que tudo o resto.

Esta revolução nunca termina. Cada geração de cientistas questiona as certezas da anterior. Einstein ultrapassou Newton, e alguém ultrapassará Einstein. Assim avança a ciência: não por acumulação, mas por revoluções sucessivas.

Génio e carácter

Estes dois homens mostram-nos também que o génio não garante um bom carácter. Galileu era arrogante, provocador, por vezes desonesto. Newton era paranoico, rancoroso, cruel. Os seus defeitos não diminuem as suas descobertas, mas lembram-nos que os cientistas são seres humanos, com as suas próprias fraquezas.

Talvez alguns defeitos até favoreçam o génio. A arrogância de Galileu permitiu-lhe desafiar as autoridades. A paranoia de Newton impulsionou-o a verificar e reverificar os seus cálculos. O génio não é uma virtude moral: é uma capacidade cognitiva que pode coexistir com qualquer tipo de carácter.

Conclusão: sobre os ombros de gigantes

Galileu abriu uma porta. Newton construiu um edifício. Juntos criaram a ciência moderna, esta empresa colectiva e acumulativa que nos deu a tecnologia, a medicina, a compreensão do universo.

«Se vi mais longe, foi porque me apoiei nos ombros de gigantes.» Newton falava de Galileu, mas também de Kepler, de Copérnico, de todos aqueles que tinham preparado o terreno. A ciência não é obra de indivíduos isolados: é uma conversa entre gerações.

Esta conversa continua. Estamos sobre os ombros de Newton, como ele esteve sobre os ombros de Galileu. Cada descoberta abre novas perguntas, cada resposta coloca novos enigmas. A revolução científica que iniciaram não terminou, nunca terminará.

E talvez este seja o seu maior legado: não respostas definitivas, mas um método para procurar. Uma maneira de olhar para o mundo com curiosidade, de colocar perguntas, de testar hipóteses, de corrigir erros. Este método — o método científico — é o seu verdadeiro presente à humanidade.

Galileu olhou para o céu com um telescópio. Newton observou uma maçã a cair. Dois olhares, duas revoluções. E o mundo já não foi o mesmo.