O Espaço Através do Tempo. Isaac Newton X Gottfried Wilhelm Leibniz

Transcrição

1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE FÍSICA GRAVITAÇÃO O Espaço Através do Tempo Isaac Newton X Gottfried Wilhelm Leibniz KAROLINE PENTEADO LUIZ AUGUSTO MARCOS BUENO MARLLON NASCIMENTO TIAGO KODAMA VINICIUS PADILHA São Paulo 2014

2 Introdução O trabalho seguinte trata sobre a concepção do espaço físico através dos séculos, enfatizando a controvérsia que houve entre o cientista inglês Isaac Newton e o filósofo e matemático alemão Gottfried Wilhelm Leibniz. O espaço físico que está em voga é aquele no qual se vive, ou seja, estamos tratando sobre área da Física que tem como objetivo perceber o meio ao redor dos seres humanos, tentando defini-lo. No entanto, percebemos que a definição abrangente sobre este conceito foi se modificando durante o passar do tempo. Os dois nomes mencionados acima tiveram grande importância na construção deste termo e contribuíram para chegarmos ao espaço considerado nos dias atuais. Destacamos que esta discussão não foi cravada oficialmente; deu-se através de correspondências entre Leibniz e o Reverendo Samuel Clarke (amigo e correspondente de Isaac Newton) e ficou conhecida como A Controvérsia Leibniz/Clarke. A primeira carta data do século XVII, 1715, mandada por Leibniz e endereçada à Princesa de Gales; o filósofo fez à senhora de sua intermediária no início da disputa. A seguir podemos ler sobre as respectivas ideias e ideais, lembrando que a imparcialidade foi priorizada durante a execução deste trabalho. A Ideia de Espaço Prévia a Eles Apesar do destaque aos dois cientistas do século XVII, temos as construções anteriores à este século, as quais são tão importantes para a consolidação de ideias posteriores do conceito físico de espaço. No início do pensamento científico e também começo da Física, na Antiguidade, Grécia Antiga (séculos V IV a.c.), temos Aristóteles, um filósofo muito importante na elaboração da primeira ideia de espaço registrada. O desenvolvimento deste conceito deu-se através da observação empírica da natureza e dos acontecimentos nela assistidos. Desta maneira, o espaço foi definido como perfeitamente esférico e centrado na Terra (geocêntrico), finito e limitado pela esfera das estrelas fixas e completamente composto por matéria, o éter, já que havia

3 o horror ao vácuo, ou seja, alegava-se que a natureza não poderia ser vazia, ser nada, deste modo o vácuo foi negado por algum tempo. Esta forma de conhecimentos perdurou por muitos séculos, mas por volta do século V XV, no final do período da Idade Média, a ideia de espaço foi um pouco modificada pelos pensadores contemporâneos à época. Durante este intervalo de tempo, as ideias gregas foram de certa forma, congeladas, pois houve uma grande perda dos escritos gregos com o incêndio da biblioteca de Alexandria em 389. Além deste fato, começou um conflito entre as interpretações da filosofia grega e da Bíblia. Nesta disputa, os cristãos obtiveram sucesso e a cultura grega foi censurada, fazendo com que a vida humana fosse completamente fundamentada no Livro Sagrado. Assim sendo, o espaço durante o período medieval continuava sendo finito e composto por éter. Entretanto, a ideia de vácuo foi negada com argumentos diferentes daqueles usados por Aristóteles. Desta vez, o vazio foi tomado como imoral, pois, o nada absoluto implicaria na ausência de Deus, um ato dado como herege, já que religião era à base da existência e vida humana, naquela época. Já na Idade Moderna, por volta do século XVI XVII, temos uma grande modificação na concepção do meio, as ideias anteriores foram desconstruídas e reformuladas. Nomes como Johannes Kepler e Galileu Galilei, precedidos por Giordano Bruno, fizeram com que a ideias de vácuo e infinito fossem desenvolvidas aos poucos e vagarosamente aceitas. Houve a desmistificação do éter, afirmando um universo vazio e infinito. Destacando que, apesar da mudança drástica na ideia, a mesma não foi completamente desvinculada da religião e tampouco aceita rapidamente. Esse período marcou o início do desenvolvimento da Física Clássica.

4 O Espaço de Newton Isaac Newton começa a definir espaço, tempo e movimento no seu livro Princípios Matemáticos de Filosofia Natural. Aqui, pode-se definir seu espaço como Absoluto. Quando se diz isso, estão aqui incluídas as ideias de que, para que exista espaço, não é necessária a existência de corpos, muito menos a relação entre eles. O espaço seria totalmente imutável, eterno e infinito. Tais ideias derivam da visão de mundo religiosa de Newton, que expandiu suas percepções de Deus para a definição de espaço. Além disso, ele acreditava que o movimento e o tempo também seriam absolutos, de tal forma que, se um objeto se move, em determinado tempo, todos com os quais ele mantêm relação se movem também, mantendo assim a imutabilidade, previsibilidade, relação matemática e física de todo o espaço, de todo o seu sistema espacial. Dessa forma, compreende-se que, como tudo é perfeito imutável e mantêm relações iguais e uniforme, todos objetos que existem nesse meio também são iguais, para assim manter as mesmas relações. Newton demonstrou o seu espaço (e a relação com espaço relativo) usando uma experiência conhecida como Experiência do Balde, que se baseava em suspender um balde por um longo fio e girar esse recipiente várias vezes em torno de seu eixo vertical. Feito isso, preenchia-se o balde com água e deixando o mesmo em repouso. Então se soltava o bande e ele giraria em movimento acelerado em torno de seu eixo, no sentido contrário do qual foi girado inicialmente, sob ação do fio que se desenrola. A água, a princípio, permanece plana, mas com o tempo, conforme o movimento é comunicado pelo meio à água, ela começa a girar e se afastar do centro, avançando à borda do balde, até que, em um certo momento, após o balde parar de girar, a água passa a desacelerar e retorna ao estado inicial, repouso. Nesse experimento, segundo Newton, existem os dois movimentos envolvidos, o relativo e o absoluto. No inicio, quando o balde começa a se mover e a água está parada, o movimento relativo do balde era máximo e nulo quando ele para e o movimento absoluto da água pode ser medido pelo ímpeto de se afastar do eixo de rotação do balde. Ou seja, no início, o movimento absoluto é nulo e o relativo é máximo, mas com o tempo, o relativo vai diminuindo e o absoluto aumentando, até que, ao final, o absoluto é máximo. Portanto, se o movimento da água não está relacionado com o movimento relativo do balde, ela só pode estar relacionada ao espaço, que como conclui Newton, deve ser absoluto.

5 O Espaço de Leibniz Em contraponto às ideias de Newton, Leibniz não tinha no espaço e no tempo objetos assim tão absolutos. Não é só por que o universo é algo infinito, completamente matemático e verdadeiro (assim como Deus) para Newton, que se deveria ter esse mesmo pensamento para com o Espaço. Leibniz se baseia em dois princípios já pensados por ele anteriormente, um dos quais foi inclusive trabalhado juntamente com Thomas Hobbes, para desconstruir e invalidar a ideia de Espaço criada por Newton. Estes princípios são: Razão Suficiente e Identidade dos Indiscerníveis. O Princípio da Razão Suficiente se baseia em que não pode ser lógico algo existir simplesmente por existir, sem razão ou motivo. Esse argumento invalidaria a teoria de Espaço absoluto, pois nela, para Newton, o espaço existiria mesmo com a ausência de matéria, já que Deus seria eterno e infinito, não dependendo de matéria ou essências eternas para existir. São palavras dele em cartas para o Padre Samuel Clarke, filósofo newtoniano durante 1715: O princípio da razão suficiente estabelece que deve sempre haver uma razão para que algo aconteça, ou seja, há sempre uma causa embora suficiente não é necessária, ou seja, não é obrigatória pela lógica. Isto quer dizer que uma sequência de fatos que observamos no mundo real tem sempre uma causa suficiente, mas não necessária. Além disso, o Princípio da Identidade dos Indiscerníveis parte do pressuposto que não existe nada exatamente igual. Pois x só é igual a y se x e y possuírem exatamente todas as características idênticas. Porém, se eles forem exatamente análogos, eles não seriam x e y, seriam ou x=x ou y=y, ambos os objetos coincidiriam. Isso vai de encontro com a teoria de espaço newtoniana, já que para ele este todos os corpos estariam em equilíbrio espacial, igualitariamente distribuídos com distâncias constantes e infinitamente distribuídos. Para Leibniz, isso nunca poderia ocorrer, por cada corpo no espaço ter sua característica distinta. Em resposta a

6 Clarke, Leibniz expõe essa preocupação: ( ) O espaço é algo absolutamente uniforme; e, sem as coisas postas nele, um ponto do espaço não difere absolutamente nada de um outro ponto. Ora, disso se segue (suposto que o espaço seja alguma coisa em si mesmo fora da ordem dos corpos entre si) ser impossível que haja uma razão por que Deus, conservando as mesmas situações dos corpos entre si, os tenha colocado assim e não de outro modo, e por tudo que não se fez ao contrário (por exemplo), trocando-se o Oriente e o Ocidente. Mas, se o espaço não é mais que essa ordem ou relação, e não é, sem os corpos, senão a possibilidade de aí os pôr, esses dois estados, um tal como é, e o outro suposto ao contrário, não difeririam entre si. A diferença deles não se encontra, pois, senão em nossa suposição quimérica da realidade do espaço em si mesmo. Mas, na verdade, um seria justamente a mesma coisa que o outro, como são absolutamente indiscerníveis; e, por conseguinte, não se poderá perguntar a razão de se preferir um ao outro. Com essas duas ideias, Leibniz refuta totalmente a validade do espaço pensado por Newton. Portanto, se o espaço seguisse realmente princípios matemáticos, para Leibniz, ele não poderia ser como Newton propôs. Semelhanças entre o Espaço de Newton e o Espaço de Leibniz As semelhanças entre as definições de espaço por Newton e Leibniz estão na relação da coexistência com o objeto. Eles mostram em suas definições que o objeto traz a definição de espaço, apesar de não concordarem plenamente o que é objeto são semelhantes em dizer que o espaço coexiste com as relações dos objetos ali presentes Considere-se o espaço vazio entre nós e uma estrela. Não há nada que mantenha com respeito a nós a relação espacial de estar a meio caminho entre nós e a estrela. Todavia, poderia haver algo que tivesse essa relação espacial com

7 respeito a nós e à estrela. Podemos assim conceber os lugares desocupados como relações espaciais que algo poderia ter com os objectos do mundo, mas que de facto nada tem. O espaço é, afirma Leibniz, a colecção das relações espaciais entre as coisas "quanto à possibilidade" O paragrafo acima mostra a definição de objeto para Leibniz enquanto para Newton o objeto e materializado por algo. Diferença entre o Espaço de Newton e o Espaço de Leibniz As ideias de Newton e Leibniz sobre espaço e tempo possuem algumas características particulares, e por isso se diferenciam. Para Newton, o espaço era absoluto onde os acontecimentos físicos não influenciavam. Esse espaço absoluto existia independentemente da presença ou não dos corpos, ou seja, retirando-se o corpo o espaço permaneceria intacto. Já para Leibniz o espaço é algo relativo, e depende da ordenação das coisas que existem. Para ele o espaço é o conjunto das posições que os objetos podem estar em relação a outro, logo, se não houver objeto não há espaço. O Espaço Contemporâneo - Einstein e a Teoria da Relatividade Já no começo do século XX, com o desenvolvimento da teoria da relatividade Einstein mostra que tempo e espaço estão intrinsecamente ligados, e todo o estudo de movimentos depende do movimento relativo entre os referenciais adotados. Algo curioso principalmente no que se refere ao certo ou errado da contradição entre Newton e Leibniz, é o fato de que ambos estavam certos em alguns aspectos e errados em outros, de forma que, dispondo do aparato tecnológico atual e dos conhecimentos científicos contemporâneos, dizer que eles erraram seria algo, no mínimo, ingênuo, posto que ambos representaram grandes avanços no cenário tecno-científico. A ideia de Leibniz que tem maior destaque entre as também apresentadas por Einstein é a inexistência de um espaço absuluto e de um tempo absoluto, pois se

8 ambos são relacionados à ordem das coisas eles estão intrinsecamente ligados. Isso é apresentado com o novo conceito de espaço-tempo, que agora é quadridimensional e apresenta o além das três variáveis espaciais a variável tempo. Já a principal ideia em que Einstein concorda com as propostas de Newton é a existência do vácuo. Com a nova concepção de espaço-tempo, algumas coisas até então impensáveis passam a ser realidade, como o problema da simultaneidade apresentado por Einstein, em que dois eventos (A e B) que acontecem simultaneamente em um referencial (1) não são percebidos como simultâneos por outros dois objetos (2 e 3) com movimento relativo entre si. E a relação é estabelecida pela variável γ (gama) que relaciona a velocidade do movimento com a velocidade da luz. Tratando-se de finalidades práticas estes avanços possibilitaram um grande desenvolvimento da área de telecomunicações, o desenvolvimento de satélites de localização, e a sincronização de relógios (logo também de eventos) a longas distâncias. Considerações Finais O intuito deste trabalho foi informar ao leitor as duas visões distintas sobre um mesmo conceito numa época contemporânea. Não podemos alegar certo ou errado sobre nenhuma visão, são apenas perspectivas diferentes. Digamos, apenas, que o contexto histórico, crença pessoal, influenciou incisivamente na visão dos dois cientistas. Todavia, é de suma importância que conheçamos as diversas formas e consolidações do pensamento humano. Podemos concluir que, o meio no qual vivemos é completamente vulnerável de interpretações que vão se modificando juntamente com o desenvolvimento da tecnologia e da ciência, através do tempo. O que temos definido como espaço-tempo no século XXI pode ser completamente ultrapassado daqui dois séculos, por exemplo. Por conseguinte, atentamos que o conhecimento não é absoluto.

9 Referências Bibliográficas GRAVITAÇÃO, Notas de Aula João Zanetic %C3%8DTICA.pdf