Newton, Isaac

Poucos homens contribuíram tanto para o progresso da ciência como Newton, físico, astrônomo e matemático inglês. Suas descobertas no campo da astronomia, da física e da matemática foram de tal importância que se pode falar numa “revolução newtoniana”. Seus trabalhos sobre a composição da luz branca conduziram à moderna física óptica; a formulação das três leis do movimento levou à lei da gravitação universal; na matemática, ele lançou os fundamentos do cálculo infinitesimal.
Isaac Newton nasceu em 4 de janeiro de 1643, em Woolsthorpe, Lincolnshire. Estudou no Trinity College, de Cambridge, onde encontrou um ambiente de efervescência no campo científico, a partir das obras de Copérnico, Kepler e Descartes. Em seu caderno de notas de 1664, intitulado “Quaestiones quaedam philosophicae” (“Certas questões filosóficas”), o jovem Newton já revelava a nova concepção da natureza que seria a base da chamada revolução científica. Graduou-se em 1665 e, com o fechamento da universidade devido a uma epidemia de peste, recolheu-se a sua aldeia natal, onde reviu tudo quanto havia estudado e formulou a maior parte de suas teorias.

Principais descobertas.
Até 1667, durante o longo período de ociosidade forçada, Newton concebeu seus mais importantes princípios, entre eles a lei da gravitação, a decomposição da luz solar no espectro e os anéis coloridos das lâminas delgadas. Embora só tenham se tornado conhecidas anos depois, as descobertas dessa fase inauguraram uma nova era, a da ciência moderna, e suas profundas conseqüências se estenderam a todas as áreas do conhecimento humano. Ao formular, por exemplo, o princípio da gravitação universal, Newton eliminou a dependência da ação divina e influiu decisivamente em todo o pensamento filosófico do século XVIII, além de fundar a mecânica clássica.
Ao retornar a Cambridge, em 1667, não relatou imediatamente suas descobertas, mas apresentou a seu mestre Isaac Barrow cinco memórias sobre o cálculo infinitesimal, que chamou de método matemático dos fluxos, e tornou-se membro da congregação do Trinity College. Em 1669, Barrow renunciou à cátedra de matemática e indicou Newton para ocupar seu lugar.
A solução dos problemas da mecânica celeste continuou a constituir a preocupação maior do novo catedrático. Ao descobrir a aceleração circular uniforme, a que deu o nome de “centrípeta”, concluiu que o princípio determinante da gravitação terrestre era o mesmo que governava a rotação da Lua ao redor da Terra. Para comprovar essa teoria, porém, seria preciso conhecer o tamanho exato do raio terrestre e, assim, Newton abandonou por vinte anos o trabalho nesse terreno e passou a dedicar-se especialmente à óptica. Com base nas palestras feitas sobre o tema entre 1670 e 1672, redigiu um trabalho sobre as cores que contém a maior parte das idéias do primeiro volume de Opticks (Óptica), que seria publicado em 1704.
Convencido da pouca eficácia das lentes usadas nas lunetas astronômicas, Newton construiu o primeiro telescópio de reflexão, no qual empregou um espelho côncavo em lugar da objetiva. Em 1671, apresentou seu novo modelo à Royal Society. No ano seguinte, foi eleito membro da instituição. Apresentou uma memória sobre a teoria das cores e revelou suas experiências sobre a decomposição da luz branca no prisma. Em 1675, expôs outro trabalho fundamental de óptica, em que tratava das propriedades da luz, com uma explicação sobre a produção das cores por lâminas delgadas e o resultado da medição dos anéis coloridos, que passaram a ser conhecidos como “anéis de Newton”. Sua teoria corpuscular da luz foi mais tarde substituída pela teoria ondulatória, de Huygens. Séculos depois, porém, Einstein, ao descobrir o efeito fotoelétrico (1905), mostrou que havia pontos de concordância entre as duas teorias aparentemente contraditórias: a energia elétrica se concentraria em corpúsculos, ou fótons, enquanto outros fenômenos somente poderiam ser explicados pelas ondas luminosas.
Desde 1672 tornara-se conhecido, em Londres, o valor exato do raio terrestre, obtido um ano antes pelo astrônomo francês Jean Picard. Instado pelo astrônomo Edmond Halley, em 1684, para que divulgasse suas descobertas sobre gravitação, Newton dedicou-se, então, a escrever Philosophiae naturalis principia mathematica (1686-1687; Princípios matemáticos da filosofia natural), em que, com base na lei de gravitação, explica a mecânica de Galileu. Mais que o principal trabalho de Newton, essa é a obra fundamental de toda a ciência moderna.
Dividida em três partes, a obra trata inicialmente da mecânica racional. No primeiro tomo, intitulado De motu corporum (Do movimento dos corpos), apresentado à Royal Society em 1686, formula definições e axiomas, expõe a lei da inércia, introduz a noção de massa (excluindo a possibilidade de reduzir-se a mecânica à cinemática pura), formula uma nova noção de força, o princípio da igualdade entre ação e reação e as regras da aceleração no vácuo. O segundo tomo, terminado em 1687, é uma extensão do primeiro; trata do movimento dos corpos num meio resistente e delineia a hidrodinâmica. O terceiro, terminado no mesmo ano e intitulado De sistemate mundi (Do sistema do mundo), apresenta a mecânica do sistema universal. Os movimentos dos planetas, dos cometas e das marés são examinados à luz de princípios matemáticos. As exposições são precedidas de considerações filosóficas sobre as regras do raciocínio, dos fenômenos e das proposições. A obra teve imediata repercussão internacional, apesar da reduzida tiragem de 300 exemplares.

Contribuições à matemática.
Depois de viver alguns anos em Londres, onde exerceu um cargo público, Newton regressou a Cambridge para retomar seus estudos matemáticos. Colocava a matemática numa posição secundária, instrumental, que merecia sua atenção apenas enquanto se revelasse fecunda para a solução de problemas da mecânica celeste. Contudo, embora só pesquisasse novos métodos matemáticos na medida em que os já conhecidos se revelassem insuficientes, foi profunda a revolução que introduziu no campo dessa ciência.
Antes de Newton, não se tinha conhecimento do cálculo integral e foi a partir dele que o cálculo diferencial assumiu feição precisa, embora não se possa deixar de mencionar a valiosa contribuição de Fermat e Descartes. Newton estudou as relações entre o cálculo diferencial e o integral, e fez surgir o cálculo infinitesimal, que, em sua obra, assume duas formas, uma das quais (o método dos fluxos) decorre da outra (o método das primeiras e últimas razões).
A célebre polêmica entre os seguidores de Newton e os de Leibniz em torno da prioridade da descoberta do cálculo infinitesimal teve início em 1705. Está historicamente provado que houve coincidência de conclusões, alcançadas de forma independente pelos dois cientistas. Cronologicamente, Newton pode ter chegado em primeiro lugar ao resultado, mas também é certo que Leibniz foi mais bem-sucedido no capítulo das notações, no qual criou símbolos usados até hoje.
Ainda no campo da matemática, deve-se a Newton a descoberta da fórmula de desenvolvimento do binômio, notável avanço para essa ciência. Por meio do método de interpolação, Newton conseguiu ainda resolver por aproximação certos problemas relativos a curvas complexas, ao aplicar resultados conhecidos e atinentes a curvas mais simples. No campo da álgebra, seus trabalhos beneficiaram a teoria das equações, com a criação de procedimentos para cálculos de raízes e formulação de regras para determinação do número de raízes de certa espécie.

Outras contribuições às ciências.
Em 1696, devido a uma depressão nervosa, Newton afastou-se do trabalho científico e mudou-se definitivamente para Londres, onde, em 1701, assumiu novo cargo público. Apresentou à Royal Society seu único trabalho sobre química, ao qual pouco depois acrescentou observações sobre as temperaturas de ebulição e fusão, assim como um enunciado da lei de resfriamento por condução. Em 1703, foi eleito presidente da Royal Society, cargo para o qual se reelegeria sucessivamente.
Em 1705, foi feito cavaleiro (Sir) pela rainha Ana. A primeira edição inglesa de Opticks, or A Treatise on the Reflections, Refractions and Colours of Light (1704; Óptica, ou Um tratado sobre a reflexão, refração e cores da luz) traz importantes complementos, entre eles uma prefiguração da noção de comprimento de onda, sob o nome de “teoria dos acessos de fácil transmissão”. A edição em latim apresenta, como apêndice, um verdadeiro tratado de cálculo integral, o primeiro a tornar-se público. Além disso, a segunda edição de Opticks, em inglês, inclui 31 Questions, que abordam especialmente o problema da matéria e da luz. Em Arithmetica universalis sive De compositione et resolutione arithmetica (1707; Aritmética universal ou Sobre a composição e resolução aritméticas), Newton exprime em fórmulas matemáticas a lei da gravitação e suas aplicações, e estabelece os fundamentos do cálculo infinitesimal.
Sir Isaac Newton viveu seus últimos anos como verdadeira glória nacional da Inglaterra e passou a dedicar-se sobretudo a estudos filosóficos e históricos. Morreu em Londres em 31 de março de 1727.

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