Biografias

Pierre-Simon de Laplace

2008-02-12T14:34:00.000-08:00

Em sua trajetória ascendente, preparou o caminho para a Lua.

Nas grandes potências européias do século XVIII, no período anterior à Revolução Francesa, a sociedade estava estratificada em classes muito pouco permeáveis. Quem nascesse agricultor, teria pouca esperança de ascender à burguesia, permanecendo agricultor por toda a vida.

A permanência do indivíduo na classe social em que nascia era a regra, quebrada às vezes por mérito de excepcionais feitos militares.

Em certa medida, porém, o clero servia de ponte entre essas classes sociais tão rígidas. A ele afluíam pessoas originárias de todas as camadas da população. Embora houvesse certo favorecimento para os nobres, que tinham acesso mais fácil aos altos postos da hierarquia eclesiástica, a simples condição de convivência e de colaboração abria algumas oportunidades também para os menos favorecidos. Foi por intermédio do clero que o futuro Marquês Pierre-Simon de Laplace pôde superar sua condição de simples filho de agricultores.

Ao certo, ninguém conhece sua origem social. Boa parte dos documentos relativos à descrição de seus primeiros anos foi destruída pelo incêndio do castelo de seu bisneto, em 1925. O que se salvou acabou destruído nos bombardeios da cidade de Caen, durante a II Guerra Mundial. Outro fator que contribui para o mistério é a preocupação que Laplace demonstrava em ocultar o quanto possível sua origem humilde.

Pelas informações fragmentárias ainda disponíveis, supõe-se que Laplace tenha pertencido a uma família pobre e ignorante. Mas, inteligente e ativo, mereceu as atenções de um tio, monge beneditino, que o iniciou no campo da matemática. A aproximação com o tio havia sido determinada por um interesse anterior, a teologia, assunto sobre o qual era capaz de manter discussões de nível elevado. Segundo parece, o conhecimento das ciências exalas acabaria por dissolver essa inclinação juvenil de Laplace: anos mais tarde o ateísmo e o ceticismo filosófico passaram a caracterizá-lo.

Nem sempre concordantes, alguns dados da biografia de Laplace indicam que ele nasceu na cidadezinha de Beaumont-en-Auge, na região agrícola normanda, perto de Caen. Sempre orientado pelo tio e interessado em promover sua elevação social, sua primeira tentativa foi a carreira das armas. Seus primeiros estudos escolares, de nível básico, transcorreram em colégio militar.

Problemas e soluções

Mas, aos onze anos, o interesse pela ciência nele já predominava fortemente. Algum tempo depois de se transferir para Caen, onde iniciou estudos superiores em 1760, destacava-se por sua capacidade no campo da matemática. Um artigo seu, sobre métodos de cálculo, foi publicado em um jornal especializado, dirigido pelo matemático Lagrange.

Mas esse reconhecimento de sua precocidade ainda não era a solução para satisfazer seu sonho de colaborar com Jean Le Rond d'Alembert, na época o mais famoso matemático do mundo. Com esse objetivo, Laplace muniu-se de cartas de recomendação e partiu para Paris. Tinha dezoito anos.

Acontece que D'Alembert não tinha tempo para atender ao enxame de pessoas que o procurava todos os dias. Nem ao menos concordou em receber o jovem.

Mas Laplace era perseverante. Escreveu uma carta ao cientista e nela expôs, de modo original, os princípios gerais da mecânica. Foi um expediente eficaz. Fortemente impressionado, D'Alembert quis conhecê-lo, maravilhou-se com o volume promissor de conhecimentos que demonstrava possuir e com tão sério interesse matemático. Por sua influência, Laplace logo depois conseguiria o cargo de examinador na Escola de Artilharia de Paris e, simultaneamente, o de professor na Escola Normal. Começava, então, a sua ascensão acelerada.

O oportunista

Os empregos davam a Laplace renda suficiente para se despreocupar em relação a problemas trivais e se ocupar de problemas abstratos de alto nível. Possibilitavam também seu ingresso em ambientes privilegiados. Conheceu Lavoisier e com ele colaborou em pesquisas relativas ao calor específico das substâncias. Paris, centro cultural do mundo de então, abria-lhe seus horizontes intelectuais.

Raramente Laplace desperdiçou uma oportunidade de fazer novas relações, obter cargos públicos e honrarias. Parecia motivado por uma imensa ambição de êxito e aprovação, provável consequência de sua origem humilde.

Tornou-se membro e, mais tarde, presidente do Bureau des Longitudes, colaborou na introdução do sistema decimal na França e propôs um novo calendário. Tão íntima era sua relação com os setores governamentais que os historiadores acham inexplicável ter ele, durante a Revolução, escapado à guilhotina, destino do qual nem Lavoisier se livrou. Uma suposição é a de que seus trabalhos no campo da balística e outras atividades militares poderiam ser úteis ao exército.

Resolvido o problema da sobrevivência, Laplace logo proclamou-se republicano convicto. Sempre no curso da corrente, professou-se também súdito leal do governo de Napoleão, a partir do momento em que este se tornou primeiro cônsul. Napoleão, que se lembrava de Laplace como professor na escola militar de Paris, concedeu-lhe vários cargos e honrarias. Em 1799, nomeou-o ministro do Interior. Mas, duas semanas depois, cedeu a reivindicações do irmão, Luciano Bonaparte: destituiu Laplace e deu a pasta ao irmão. Para salvar o prestígio do antigo professor, nomeou-o senador e pouco mais tarde, em 1803, chanceler do Senado.

Embora conviesse a Napoleão aproveitar em seu governo homens de reputação como Laplace, o imperador era bastante objetivo para saber que o espírito acadêmico nem sempre se adapta às exigências burocráticas. Assim, apesar de respeitá-lo como cientista, Napoleão julgava Laplace administrador medíocre: "Ele traz para os negócios de Estado o espírito dos infinitamente pequenos", disse certa vez, com ambigüidade. Se estava referindo-se à personalidade do cientista ou à sua ocupação com os métodos de cálculo infinitesimal, ninguém sabe.

Laplace nunca esqueceu nem perdoou o sarcasmo. Em 1814, foi um dos que firmaram o decreto de exílio de Napoleão e dos que se opuseram (por omissão) à restauração do Império Napoleônico, quando Bonaparte fugiu da ilha de Elba.

Na restauração da dinastia dos Bourbon, Laplace estava entre os primeiros a saudar o monarca. Em retribuição, Luís XVIII lhe deu a condição de cavaleiro e marquês. Biógrafos preocupados com o julgamento ético do tema, consideram que tanto oportunismo político depõe contra o caráter de Laplace e ofusca seus méritos de cientista.

Talvez. Mas postos de parte os obscuros motivos de seu comportamento político, Laplace foi sempre um homem afável e estimado. Em sua casa de campo, em Arcueil, recebia cientistas que o admiravam como colega e como homem. Arago, Biot, Gay-Lussac e Von Humboldt foram alguns dos astros que gravitavam em torno desse sol da astronomia.

Além dos "filhos adotivos espirituais", como chamava seus pupilos da ciência, Laplace teve um casal de filhos do casamento com Charlotte de Courty de Romanges, mulher da aristocracia. Emil, o rapaz, viria a ser mais tarde general do Exército Francês.

Nomeado membro da Academia Francesa em 1816, Laplace viveu mais onze tranquilos anos. Morreu em Arcueil, a 6 de março de 1827.

Fachada do prédio da Academia francesa, que em 1816 acolheu Laplace como membro.

Contribuição científica

A contribuição monumental de Laplace às ciências matemáticas, especialmente à astronomia, não é suficientemente avaliada hoje.

Galileu havia iniciado a libertação da ciência, lançando as bases da dinâmica; Kepler havia introduzido a noção ainda pouco definida de que o movimento dos corpos celestes varia em função dos valores das forças que atuam sobre eles; Newton, mais tarde, revolucionava a mecânica, introduzindo o conceito de gravitação, ao mesmo tempo que desenvolvia técnicas de cálculo capazes de avaliar o movimento dos corpos sujeitos às forças gravitacionais; mas todas essas descobertas encadeadas eram ainda insuficientes para que os astrónomos pudessem fazer previsões exatas. Ninguém sabia calcular ao certo, por exemplo, em que ponto da abóbada celeste se encontraria a Lua no prazo de um ano.

Esse trabalho, complementar ao de Galileu, Kepler e Newton, mas igualmente fundamental, foi realizado por Laplace. Ao aprofundar o conhecimento das leis universais, Laplace estabeleceu regras que permitiriam, anos depois, a investigação do movimento dos elétrons, sujeitos aos mesmos princípios matemáticos. Numa época em que os elétrons nem sequer haviam sido descobertos, Laplace já tinha soluções para alguns dos problemas relacionados com a eletrônica.

Quando publicou seu Tratado de Mecânica Celeste (cinco volumes, 1825), houve quem dissesse que "na astronomia matemática, tudo já foi feito, e nada mais há para descobrir".

A obra era um compêndio de todo o conhecimento astronómico da época. Além disso, incluía a solução descoberta pelo próprio Laplace para problemas até então insolúveis. Agora, era possível calcular com precisão os movimentos lunares, sujeitos a grande número de influências perturbadoras.

Do estudo morfológico dos astros, Laplace concluiu que sua forma elipsóide resultava da rotação. A partir das descobertas relativas ao efeito da intumescência equatorial sobre o valor da força de gravidade, pôde predizer os movimentos de satélites de Júpiter e Saturno. Sobre esses dois planetas, descobriu ainda que suas distâncias médias em relação ao Sol são invariáveis. Finalmente, elaborou sua famosa teoria sobre a origem do sistema solar, enquadrada na filosofia kantiana. Embora superada pelos conhecimentos de hoje, a teoria ainda é adotada por muitos, em seus pontos essenciais.

Para a astronáutica e a eletrônica, entre outras ciências de hoje, as maiores contribuições de Laplace residem no campo da matemática pura. Seus estudos sobre equações diferenciais permitem saber, por exemplo, a que forças estará sujeito um elétron livre quando se encontra entre dois elétrodos (como ocorre nas válvulas termoiônicas e no dispositivo acelerador de um tubo de televisão).

Laplace desenvolveu a teoria das equações diferenciais para estudar o potencial do campo gravitacional. É um instrumento inestimável no cálculo do movimento dos satélites artificiais e das sondas espaciais enviadas a outros planetas. Outras aplicações incluem o estudo da eletrostática, constituindo-se, ademais, no fundamento de todas as aplicações práticas desse ramo da física. Também de importância posterior foi a obra publicada por Laplace a respeito do cálculo de probabilidades, uma das origens da teoria dos jogos e outras sofisticadas técnicas matemáticas de aplicação industrial e científica na vida moderna.

Resumo da vida de Laplace

Grande astrônomo, matemático e físico francês, nasceu em Beaumont-en-Auge (Normândia) e morreu em Paris. Com vinte anos, graças a d'Alembert, foi nomeado professor de matemáticas da Escola Real Militar de Paris.

Seus trabalhos referem-se sobretudo à mecânica e ao cálculo das probabilidades.

Astronomia

· Em 1796 publicou a Exposition du système du monde, que contém sua célebre hipótese cosmogônica;

· Na Mécanique Cê leste (1789-1825), Laplace reuniu todos os trabalhos, inclusive os de Newton, Halley, Clairaut, d'Alembert e Euler, sobre as consequências do princípio da gravitação universal.

Matemática

· Publicou em 1812, a Théorie analytique des probabilités, que contém seus notáveis trabalhos sobre o cálculo das probabilidades.

Física

· Ele fez, com Lavoisier, as primeiras medidas relativas aos calores específicos e às reações químicas (1780);

· Laplace é também o autor de uma Teoria Geral da Capilaridade;

· Finalmente, formulou as duas leis elementares do eletromagnetismo.

Em matemáticas e em física, a equação bem conhecida e chamada "de Laplace", para uma função U(x,y,z) escreve-se DU = 0. Do mesmo modo, o operador diferencial:

Ñ = ¶² / ¶x² + ¶² / ¶y² + ¶² / ¶z²

é uma fórmula conhecida sob o nome de operador "laplaciano".

Referências

[1] Ciêncie Ilustrada, Laplace, Editora Abrial S/A, pp. 1577-1578, 1971.

[2] KONGUETSOF, Leonidas Cálculo diferencial e Integral, Pierre-Simon de laplace - Biografias, pag. XIII, Editora McGraw-Hill do brasil, 1974, 1976 reimpressão.

Michael Faraday

2008-02-12T14:20:00.000-08:00

Para ele, não saber matemática foi até uma vantagem.

Os últimos dez anos do século XVIII marcaram o início de um dos períodos mais brilhantes em toda a história das ciências. O italiano Alessandro Volta, partindo das concepções de Galvani sobre a "eletricidade animal", construiu a primeira pilha. Seguiram-se a descoberta da eletrólise; os primeiros estudos acerca do eletromagnetismo; o estabelecimento de laços entre atração magnética e matéria, abrindo caminho para a indústria elétrica moderna.

Menos de cem anos depois, em 1873, Maxwell publicaria o Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo, até hoje considerado obra fundamental para os que estudam a eletricidade.

Um dos principais predecessores de Maxwell, e responsável pelas pesquisas que serviram de ponto de partida para a sistematização das teorias sobre o eletromagnetismo, não era cientista "clássico". Tendo trabalhado até os 21 anos numa oficina de encadernação, o amor à ciência levou-o a superar as deficiências de sua formação cultural de autodidata. Sua carência de conhecimentos matemáticos obrigou-o a uma extrema clareza na descrição dos fenômenos que estudava, levando-o a criar novos termos científicos — eletrólise, cátodo, ânodo, íons, etc. Seu nome: Michael Faraday.

Uma encadernação proveitosa

Filho de operário, Michael Faraday nasceu a 22 de setembro de 1791 em Newington, Inglaterra. Seus primeiros e últimos estudos regulares foram os da escola elementar. Aos treze anos, tornou-se entregador de uma oficina de encadernação; depois de um ano de serviço passou a aprendiz, permanecendo no emprego durante mais sete anos. Em seguida, foi trabalhar para um emigrado francês. Nenhuma dessas atividades podia satisfazê-lo. Assim, isolava-se, entregando-se por completo à sua paixão, a leitura de livros científicos.

Em 1813, a Royal Society, a maior academia científica inglesa, realizou um ciclo de quatro conferências com Sir Humphry Davy, grande estudioso dos problemas ligados aos fenômenos elétricos. Faraday assistiu a todas as conferências e percebeu que ninguém se dera ao trabalho de anotar o que havia sido dito. Resolveu então transportar suas anotações para um grande manuscrito e encaderná-lo (encadernação era sua arte); depois, já concluído o trabalho, mostrou-o a Davy. O cientista ficou bastante lisonjeado: não era todos os dias que encontrava admiradores tão fervorosos como aquele rapaz. Além disso, Faraday demonstrava excepcional talento, daria um assistente de primeira ordem. Davy aceitou-o como assistente pessoal, levando-o em uma viagem pela Europa.

Ser quase criado de Davy era, sem dúvida, penoso, mas proporcionava a oportunidade de longas horas de estudo, pois Faraday podia discutir com o patrão, eliminar dúvidas.

De volta a Londres, em 1815, o jovem assistente foi colocado à testa de um laboratório. Em dois anos de peregrinação conhecera vários laboratórios, assistira a muitas experiências, e agora sabia perfeitamente o que fazer. Trabalhando bastante, em pouco tempo fez importantes pesquisas em química e física, publicando os resultados em livros editados, respectivamente, em 1817 e 1821.

Os trabalhos de Faraday foram devidamente apreciados pelos membros da Royal Society, que viam nele boa promessa. Esse fato, porém, perturbava Davy, que sentia enorme ciúme do assistente, por ele lançado no mundo científico.

O ex-encadernador foi julgado em condições de se tornar membro da Royal Society. Para que a assembléia da Academia o aceitasse por unanimidade, só faltava um voto, o de Sir Humphry Davy, que tentou por todos os meios impedir que seu assistente e servidor ascendesse à mais alta posição do mundo científico inglês. Finalmente, vencida a oposição, Faraday foi aceito e em 1825, eleito diretor do laboratório da Royal Society. Nesse mesmo ano, descobriu o benzeno.

Tudo sem matemática

Os anos de trabalho como assistente deram a Faraday a possibilidade de tornar-se um experimentador de primeira ordem. Era essa, para ele, a única maneira de fazer ciência, pois não tinha conhecimentos que lhe permitissem traduzir em termos matemáticos os fenômenos que descobria. Como se interessava por eletromagnetismo, ciência que jamais dispensa os métodos matemáticos, isso poderia vir a ser grave obstáculo. Mas, ao contrário, foi uma vantagem: Faraday era obrigado a captar a essência dos fenômenos para poder transmití-la em palavras. Tinha que tornar acessível o resultado das descobertas com a linguagem comum, enquanto outros o faziam com fórmulas matemáticas claras, mas incompreensíveis para os leigos. Não podia, inclusive, colocar problemas para si mesmo em termos matemáticos.

Assim, Faraday foi obrigado, por toda a sua vida, a procurar para cada fenômeno a explicação mais simples, o que foi extremamente útil para a realização de estudos cada vez mais complexos. Além disso, seu estilo de redação científica tornou-se bastante acessível: os mesmos termos com os quais tinha estabelecido conceitos podiam servir-lhe para divulgá-los aos outros.

Faraday tornou-se, por isso, um conferencista solicitadíssimo. Sua exposição era clara, não apenas para seus colegas de pesquisa, a pessoas de formação científica, mas também para ouvidos leigos. Nas noites de sexta-feira realizava conferências na Royal Society, sempre ouvido por um público bastante numeroso.

O eletromagnetismo

Antes de Faraday, alguns físicos tinham experimentado a liquefação de gases, por meio de resfriamento e compressão. Contudo, a experiência não obtivera sucesso total: alguns gases pareciam ser incondensáveis. Faraday pensava de modo diferente: convencera-se de que era preciso apenas criar condições propícias à liquefação, isto é, temperatura suficientemente baixa, pressão suficientemente elevada, ou ambas as condições. Assim fazendo, conseguiu liquefazer o gás carbônico, o protóxido de nitrogênio, o cloro e vários outros gases.

Essas experiências baseavam-se em atividades às quais Faraday se dedicara para ajudar Davy em seus estudos, pois o campo de pesquisa que realmente o fascinava era outro, o dos fenômenos elétricos. Certa vez experimentou aproximar imãs de fios percorridos por correntes elétricas. Observou, então, que estes estavam sujeitos a uma força que se exercia entre os imãs e os condutores. Oersted, no século XVIII, já havia percebido o fenômeno, mas isso nada rouba, em originalidade, à descoberta de Faraday.

Antes dele, diversos experimentadores tinham feito uma corrente elétrica atravessar uma solução de um sal em água, conseguindo decompô-la em hidrogênio e oxigênio; outros conseguiram o depósito, junto a um dos elétrodos imersos no líquido, de um pouco da substância dissolvida. Faraday não se contentou em provar que a passagem da corrente elétrica provoca a deposição ou a liberação de certa quantidade de substância: quis encontrar uma lei que permitisse prever a quantidade de substância liberada ou depositada, em função da corrente que havia efetivamente passado através da solução. Em sua homenagem, a unidade da quantidade de eletricidade necessária para efetuar o depósito de certa quantidade de substância (o equivalente-grama) chama-se, atualmente, "faraday".

Por outro lado, embora resistisse à idéia do átomo, lançou a base das teorias atómicas da eletricidade e da matéria: "Os átomos são de alguma maneira dotados de potências elétricas, ou são associados a estas potências, às quais devem suas qualidades mais marcantes, especialmente suas afinidades mútuas".

Também é de sua autoria a experiência que evidencia a indução eletromagnética: “colocando-se frente a frente duas espiras de fio condutor de eletricidade e lançando-se uma corrente numa delas, a outra será também percorrida, por um instante, pela corrente elétrica, em sentido oposto ao da primeira espira”.

Baseado nesse fenômeno — a chamada indução eletromagnética — Faraday pôde construir os primeiros geradores de energia elétrica. A lei que descreve quantitativamente o fenômeno foi expressa por Faraday em termos de "linhas de indução", e mais tarde precisada e reformulada por Neumann, sendo hoje designada como "Lei de Faraday-Neumann".

Faraday usou estes primeiros modelos de bobina em suas pesquisas sobre os fenômenos elétricos.

A íntima conexão dos fenômenos elétricos e magnéticos levou Faraday a investigar as propriedades e as características geométricas das forças que se exercem entre correntes e imãs. Foram esses estudos que forneceram, algum tempo depois, a James Clerk Maxwell a possibilidade de construir a teoria do eletromagnetismo.

Enfim, as experiências de Faraday se refinaram a ponto de permitir que ele executasse uma extraordinária prova: mostrou que uma substância como o vidro, sob a ação de um campo magnético, torna-se apta a variar a natureza da luz polarizada que a atravessa, fazendo girar o plano de polarização. "Está, portanto, provado que as forças magnéticas e a luz têm relações mútuas." Mas "as forças magnéticas não atuam sobre o raio luminoso diretamente e sem intervenção de matéria". Essa descoberta foi uma das origens da teoria eletromagnética da luz.

A publicação das magníficas "Pesquisas Experimentais em Eletricidade" iniciou-se em 1831. Nelas Faraday submete à Royal Society o resultado de seus trabalhos. Destacam-se, no plano de uma obra publicada até 1855:

– o conceito de corrente induzida;

– a realização do primeiro gerador de corrente contínua;

– o estudo do movimento de circuitos em campos de indução magnética;

– as pesquisas sobre eletrólise (às quais consagra cinco séries de "Pesquisas").

De 1833 a 1834 adota o conceito do qual jamais se separará — o das "partículas contíguas", que transmitem pouco a pouco as ações que parecem efetuar-se à distância. Estuda também o diamagnetismo, percebendo que todos os corpos apresentam propriedades magnéticas.

Faraday casara-se com uma jovem, Sarah Bernard, pertencente à seita sande-maniana, na qual se pregava a austeridade, a abstenção da vida mundana, da bebida e do fumo. Ele mesmo praticava o culto, tendo sido inclusive nomeado "ancião" em 1840, com a missão de guia da comunidade religiosa. Essas normas de conduta, severas até o exagero, permitiram-lhe resistir ao pesadíssimo regime de trabalho a que se sujeitou, para conseguir realizar seus estudos. O esforço que despendeu nos primeiros anos de sua vida de pesquisador foi de tal modo sobre-humano, que, pouco depois de sua eleição para a Royal Society, precisou tirar férias para tratamento de saúde na Suíça, pois, ainda bem jovem, já sofria de reumatismo, vertigens e amnésia. O repouso o fez melhorar dos dois primeiros achaques, mas a amnésia afligiu-o até o fim de seus dias.

A última experiência

Em seus últimos vinte anos precisou abandonar em grande parte o trabalho científico. Dedicou-se então quase que exclusivamente a algumas consultas para a Companhia Elétrica Telegráfica e para o governo. Se tivesse colocado sua obra a serviço da incipiente indústria das aplicações da eletricidade, teria podido enriquecer. Mas o dinheiro jamais o atraiu. Morreu pobre, como sempre viveu.

A derradeira experiência de Faraday data de 1862, cinco anos antes de sua morte. Tentou verificar a atuação de um campo magnético sobre as propriedades — cor e polarização — da luz emitida por uma fonte. Seus aparelhos não eram, contudo, bastante poderosos para que conseguisse observar tais fenômenos, descobertos somente após 35 anos de progressos técnicos.

Bibliografia

[1] Ciência Ilustrada. Michael Faraday, Editora Abril S/A, 1971.

Luigi Galvani

2008-02-12T14:13:00.000-08:00

De uma teoria simplista e mal fundada nasceu a explicação para os fenômenos elétricos.

Século XVIII. Surgem as primeiras in-tuições dos fenómenos elétricos e magnéticos. Franklin especifica a noção de carga elétrica. Cavendish define a capacidade de um condutor e seu grau de eletrifi-cação, que mais tarde será chamado potencial. Coulomb formula a lei do inverso do quadrado das distâncias para as inte-rações de cargas elétricas, e inicia o estudo experimental e teórico da distribuição da eletricidade na superfície de um condutor. Toda essa série de pesquisas é o início de um dos períodos mais fecundos da história da ciência, período esse que culminará com a invenção da pilha por Alessandro Volta.

E é rejeitando a teoria simplista de Gal-vani — defensor da "eletricidade animal" — que Volta estabelece a relação entre fenómenos elétricos e químicos.

Da anatomia à eletricidade

Nascido em Bolonha, a 9 de setembro de 1737, Luigi Galvani permaneceu nessa cidade durante toda sua vida, afastando-se de lá uma única vez.

Orientado pelo pai, o médico Domeni-co Galvani, Luigi ingressou na Universidade de Bolonha, onde, com apenas 22 anos de idade, completou o curso de medicina. Três anos mais tarde, em 1762, ele ocupou a cátedra de anatomia nessa universidade.

Hábil cirurgião, Galvani realizou importantes estudos de anatomia comparada sobre os aparelhos urinário e genital, e os órgãos do olfato e da audição. Datam dês-se período, que se estendeu de 1762 a 1783, algumas publicações sobre o assunto: De Ossibus These (1762), De Renibus atque Uretribus Volatilium (1767) e De Volatilium Aure (1783).

Em 1786, Galvani descobriu acidentalmente que uma rã dissecada sofria violentas convulsões quando o nervo de sua coxa era tocado por um escalpelo. Essa descoberta casual levou-o à condução de diversas experiências, delas tirando conclusões totalmente erradas. Coube a Volta rebater as teorias simplistas de Galvani, lançando as bases da moderna eletricidade. O quadro retrata o momento em que Galvani mostra a seus familiares o fenómeno que havia observado.

Em 1797, com a implantação da República Cisalpina, Galvani viu-se obrigado a abandonar a cátedra de anatomia: seus princípios religiosos impediam-no de prestar juramento aos novos governantes. Aos tempos afortunados, seguiu-se um longo período de privações e miséria, que se estendeu até 1798, ano em que ele morreu. Pouco antes, havia sido reconhecido seu direito de receber uma pequena pensão de aposentadoria.

O galvanismo

Em 1786, Galvani observou acidentalmente o que mais tarde chamaria de "eletricidade animal". As primeiras anotações sobre essa descoberta foram publicadas somente em 1791. Em sua memória De Viribus Electricitatis in Motu Musculari, ele descreve sua observação casual nos seguintes termos: "Tendo dissecado e preparado uma rã, coloquei-a sobre uma mesa onde se achava, a alguma distância, uma máquina eletrostática. Aconteceu, por acaso, que um de meus assistentes tocou a ponta de seu escalpelo no nervo interno da coxa da rã; imediatamente os músculos dos membros foram agitados por violentas convulsões". Galvani acreditou ter realizado importante descoberta. Pensava, erroneamente, ter encontrado um detector extremamente sensível para as correntes ou descargas elétricas, cujo estudo ainda engatinhava; em seguida, admitiu a hipótese de que esse "detector" poderia revelar-se uma nova fonte de eletricidade. Na época eram conhecidos somente o atrito e a "influência" (indução) eletrostática.

Desde logo, Galvani começou a variar as condições de suas experiências. Em um dia tempestuoso, foi levado a acreditar que a eletricidade atmosférica era capaz de produzir os mesmos efeitos que sua máquina eletrostática. Em condições atmosféricas normais, porém, Galvani nada observou. Esse fato mostra o caráter simplista e puramente casual das deduções de Galvani, pois nem a máquina eletrostática nem as condições atmosféricas influíam no resultado de suas experiências. Para Galvani, todavia, isso significava certamente um reforço para suas convicções.

Certo dia, tendo fixado um fio de cobre na medula espinhal de uma rã, Galvani fechou o circuito suspendendo o fio em uma rede de ferro; imediatamente as convulsões se manifestaram. Desta vez, a experiência poderia ter levado a conclusões certas: havia um circuito formado por três condutores - um, eletrolítico, e dois metálicos. Mas Galvani, perseguido pela ideia de que a rã poderia ser um detector de eletricidade, atribuiu as convulsões observadas às variações do estado elétrico da atmosfera.

E, mais uma vez, Galvani alterou as condições de sua experiência. Desta vez, ele descreve: "Levei o animal para um quarto fechado e coloquei-o sobre uma placa de ferro; quando toquei a placa com o fio de cobre, fixado na medula da rã, vi as mesmas contrações espasmódicas de antes. Tentei outros metais, com resultado mais ou menos violentos. Com os não condutores, todavia, nada se produziu. Isso era bastante surpreendente e conduziu-me a suspeitar de que a eletricidade era inerente ao próprio animal, suspeita que foi confirmada pela observação de que uma espécie de circuito nervoso sutil (semelhante ao circuito elétrico da garrafa de Leide) fecha-se dos nervos aos músculos quando as contrações se produzem"

Em outra experiência, Galvani usou um arco metálico, constituído por uma haste de cobre e outra de zinco.

Embora possuísse todos os dados necessários para elaborar a teoria eletrolítica, Galvani defendeu durante toda a vida a falsa teoria da eletricidade animal. Sustentou também a comparação de seu "aparelho" (a rã) com a garrafa de Leide; o nervo era a armadura interna e o músculo a armadura externa.

Uma tentativa de conciliação

A descoberta de Galvani entusiasmou os cientistas da época, principalmente Alessandro Volta. Este repetiu, em 1792, as experiências de Galvani, tendo aceito inicialmente a hipótese da eletricidade animal.

Em 1793, todavia, ele rejeitou radicalmente tal teoria, provando que os músculos da rã não se contraem se a placa e o fio forem constituídos de um mesmo metal. Iniciou-se então uma polémica calorosa entre Galvani e Volta. Galvani chegou a demonstrar que as convulsões podiam ser obtidas mesmo sem a intervenção de qualquer arco metálico. Volta, no entanto, considerou esse fenómeno como uma simples decorrência de um estímulo mecânico e rebateu a hipótese do médico de Bolonha, expondo o princípio dos três condutores — um eletrolítico e dois metálicos. Eram esses os únicos elementos necessários para originar o fluido elétrico (como era chamada na época a corrente elétrica).

De 1795 a 1797, Galvani trocou intensa correspondência com Lazzaro Spallan-zani. Em suas cartas, ele manifestava forte desejo de pôr fim à polémica com Volta, conciliando as duas teorias. Visando a esse objetivo, distinguiu dois tipos de contrações, umas obtidas sem a ajuda do arco metálico, outras que exigiam sua presença. As primeiras, ele atribuía à eletricidade inerente ao próprio organismo animal; as segundas, ao que chamava, embora não soubesse definir, de eletricidade extrínseca. Defendeu ainda que os músculos se contraíam somente quando o "fluido" não corria da maneira regular.

Essa tentativa de conciliação foi totalmente infrutífera, como era natural.

Em uma carta a um de seus amigos, escrita no ano de 1796, Volta expressou claramente suas ideias a respeito de condutores e eletricidade: "O contato de condutores diferentes, sobretudo metálicos, que denominarei condutores secos ou de primeira classe, com condutores úmidos, ou de segunda classe, desperta o fluido elétrico e imprime-lhe certa impulsão ou incitação...". No mesmo ano, Fabbro-ni, um químico de Florença, observou que, quando duas lâminas de metais diferentes são postas em contato no interior de um líquido — água, por exemplo —, uma delas fica oxidada. Intuiu então que deve existir certa relação entre os dois fenômenos — o elétrico e o químico.

Em 1800, Volta reafirmou essa relação, construindo a primeira pilha elétrica, hoje chamada pilha galvânica ou voltaica.

No último período de sua existência, Galvani, já fraco de saúde e profundamente abalado pela morte de sua mulher, empreendeu uma longa viagem ao Adriático. Seu objetivo era estudar o comportamento dos torpedos — uma espécie de peixe-elétrico. Deduziu, de suas observações, que era de natureza elétrica o choque provocado pelo peixe e que ele era particularmente intenso nos músculos do animal. Com essas observações, Galvani acreditou, mais uma vez erradamente, ter achado a confirmação do que durante toda a vida defendera — o fluido elétrico de origem animal.

Galvani morreu pouco depois dessa viagem, no dia 4 de dezembro de 1798.

Referência

[1] Ciência Ilustrada. Editora Abril S/A, 1971, pág. 2485.

Joseph Louis Lagrange

2008-02-12T13:18:00.000-08:00

Uma leitura acidental transformou o futuro advogado em génio matemático.

Quando Newton e Leibniz publicaram seus estudos sobre o cálculo infinitesimal, abriu-se para a ciência toda uma série de perspectivas. Tornava-se possível, finalmente, enfrentar questões de geometria, de matemática e de mecânica celeste, que os métodos tradicionais de cálculo não tinham condições de resolver. O infinitamente pequeno permitiria aos sábios desvendar largos horizontes inexplorados.

Um exíguo grupo de precursores delineara o caminho que levaria ao novo cálculo; dois gigantes o haviam construído; pesquisadores de estatura semelhante o aplicariam e estenderiam a todos os ramos da ciência. O século XVIII matemático inicia-se com Newton e Leibniz, culmina com as obras de Euler, d'Alembert e os primeiros trabalhos de Lagrange, terminando com a Revolução Francesa e a publicação dos grandes trabalhos da Escola de Paris, devidos a Laplace, Lagrange, Monge, Legendre e Lacroix.

Entre os arquitetos do pensamento matemático no século das luzes destaca-se a figura de Joseph Louis Lagrange. Sua obra estende-se da álgebra à análise infinitesimal, da geometria à mecânica e à astronomia. É, ao lado de Laplace, o maior estudioso dessas ciências em sua época; pode-se mesmo dizer que foi o precursor do novo ramo da matemática, inaugurado, alguns anos mais tarde, por Kari Friedrich Gauss.

Das vantagens da pobreza

Joseph Louis nasceu em Turim, a 25 de janeiro de 1736. Francesa de origem, a família Lagrange tinha-se naturalizado italiana havia duas gerações. O bisavô de Joseph havia sido homem de confiança de Carlos Emanuel II e desposara uma parente do Papa Inocêncio III. Para seu avô foi criado o cargo de Tesoureiro da Intendência das Fábricas e Fortificações, o mesmo lugar foi ocupado por seu pai até 1800, quando a entidade foi abolida.

Lagrange nasceu pobre. Seu pai, dono de notável património, arruinou-se quase completamente, na tentativa de aumentá-lo por meio de arriscadas especulações. Anos mais tarde, Joseph Louis consideraria esse fato como um benefício: um herdeiro rico muito provavelmente não se teria interessado pela matemática.

Num colégio em Turim o menino recebeu as bases de uma educação clássica: seria advogado, atendendo ao desejo paterno. Mas a leitura, por puro acaso, de uma obra matemática, mudou toda sua vida: era um trabalho de um amigo de Newton, Halley, e dizia respeito ao cálculo integral e diferencial. A facilidade com que conseguia apreender aqueles conceitos convenceu-o de sua vocação para as ciências exatas. Desde aquele momento começou a negligenciar o estudo do direito. Para ele, ler e entender imediatamente tudo quanto se relacionava à matemática não era suficiente: sentia-se capaz de criticar e melhorar as pesquisas de outros estudiosos, de experiência muitas vezes superior à sua.

Inicialmente atraído pela geometria, lançou-se depois ao estudo da análise, assimilando sozinho o conteúdo das obras mais importantes de Newton, Leibniz, Bernoulii e Euler. Tinha, então, apenas dezessete anos. Um ano mais tarde, demonstrou que a leitura desses mestres não havia sido superficial: a 25 de julho de 1754 Lagrange escreveu seu primeiro tratado científico, que, como era costume na época, apareceu sob a forma de carta enviada a um personagem eminente, no caso o Conde Fagnano, geômetra italiano.

Nessa obra o jovem expunha suas conclusões sobre o estudo das derivadas dos polinómios, anunciando descobertas que julgava novas. Tal, porém, não acontecia, pois Leibniz já havia chegado aos mesmos resultados.

Embora desiludido, Lagrange continuou a pesquisar. Assim, algum tempo mais tarde enviou a Euler um método de resolver problemas isoperimétricos, nos quais despontava o cálculo das variações.

Muito jovem, Joseph Louis Lagrange tornou-se professor de matemática na Escola Real de Artilharia de Turim (foto). Aí daria aulas até 1766, quando se transferiu para Berlim.

A notoriedade que conquistara (desta vez os trabalhos eram absolutamente originais) produziu os seus frutos: no final da adolescência Lagrange tornou-se professor de matemática na Escola Real de Artilharia de Turim. Ocupava um cargo equivalente ao de professor universitário, com a idade em que a maioria dos jovens mal inicia os estudos superiores.

Lagrange era o mais jovem, entre alunos e professores, na Escola Real de Artilharia. Entre seus discípulos estava representada a elite da sociedade piemontesa e sarda. Assim, não foi difícil fundar, junto com nomes ilustres e igualmente dedicados aos estudos, uma sociedade científica que constituiria o núcleo da Academia de Ciências de Turim.

O maior matemático da época

Os primeiros trabalhos começaram a ser publicados em 1759, no Miscelânea Taiirinensia, e o jovem professor, escondido sob pseudónimos diversos, contribuía com as melhores pesquisas. Dedicou-se a estudos sobre a propagação do som, a vibração das cordas e o movimento dos fluidos. Em seu próprio nome publicou um trabalho sobre máximos e mínimos, em que anunciava a publicação de uma obra englobando os conhecimentos de mecânica da época, ordenados e aumentados pelas suas próprias contribuições.

A ideia desse trabalho, que já se prenunciava colossal, viera-lhe aos dezenove anos. Só foi terminada aos 52 anos, em 1788, quando publicou sua monumental Mécaniqitc analytique.

Por volta de 1761 Lagrange era considerado o maior matemático da época. Em 1764 recebeu o prémio oferecido pela Academia de Ciências de Paris, para o melhor ensaio sobre a Lua. O sucesso da iniciativa encorajou a Academia a propor novo prémio em 1766, desta vez es-;olhendo como tema estudos teóricos sobre o sistema de Júpiter — e novamente Lagrange foi vencedor. Receberia a mes-Tia" distinção em 1772, 1774 e 1778.

A figura do jovem pesquisador atraía l admiração de todos os matemáticos da ;poca, muitos dos quais, como Euler e Bernoulli, mantinham correspondência com ele. Essas amizades se revelariam bastante úteis, em pouco tempo: Euler era então matemático da corte de Berlim e pensava em abandonar o cargo. Assim, apoiou a candidatura de Lagrange para seu sucessor; também Bernoulii mostrou-se favorável. Lagrange recebeu ainda o apoio de d'Alembert, matemático francês de renome, a quem conhecera pessoalmente em 1766, quando viajara para a França acompanhando o séquito do embaixador Caraccioli.

O apoio de tantos vultos ilustres não foi realmente necessário: Frederico II da Prússia já havia declarado que "o maior rei da Europa" deveria ter o "maior matemático da Europa" em sua corte. Assim, Lagrange viajou para Berlim em fins de 1766. Permaneceria nessa cidade durante vinte anos.

O habitante de Vênus

Em Turim, Lagrange conseguia trabalhar longe dos olhos do público. Na capital da Prússia, ao contrário, tornou-se mundialmente conhecido, por causa dos cargos que ocupou e devido ao grande número de pensadores com os quais entrou em contato; adquiriu logo as simpatias de Frederico II (agnóstico como ele) e conquistou a benevolência dos colegas locais. Pouco depois de sua chegada casou-se com uma prima, Vitorina Conti, recém-chegada da Itália, e embora declarasse que se tratava de casamento de conveniência, foi bastante feliz. A esposa faleceu em 1783. No mesmo ano morreu d'Alembert, e essas duas perdas consecutivas fizeram-no refugiar-se no trabalho, na "sua" mecânica. A vida retirada que adotou tornou-se proverbial, a ponto de o próprio Frederico chamá-lo "habitante de Vénus".

Lagrange entregou vários trabalhos (sobre álgebra, mecânica e astronomia) às publicações da Academia de Berlim; dedicava-se à feitura de sua monumental obra sobre mecânica analítica, cujo manuscrito foi entregue a um oficial francês para que este o levasse a Paris. Lá, um amigo, o Abade Marie, conseguiu publicá-lo, depois de se comprometer com o editor a adquirir todo o encalhe.

A morte de Frederico II, o Grande, levou ao trono Frederico Guilherme, nacionalista fanático. A convite de Mirabeau, em nome do soberano francês, Lagrange mudou-se para Paris. Recebeu 6 000 francos de honorários, um apartamento no Louvre e o título de membro pensionado da Academia. Recebia ainda um pequeno estipêndio de Berlim, desde que cuidasse das publicações da Academia local.

Mas o cansaço originado da preparação da Mécanique fazia-se sentir, e um grave esgotamento fê-lo perder o entusiasmo pela matemática, que lhe parecia inferior à física e à química. A Revolução Francesa tirou-o de sua apatia, sem, entretanto, convencê-lo da justeza de seus ideais. No entanto, a descrença não o levou a abandonar a França. Recebeu, inclusive, a homenagem de uma lei especial, que permitia a sua permanência em solo francês, embora fosse estrangeiro.

Foi-lhe confiado então um cargo na Escola Politécnica. Durante esse período sua maior contribuição diz respeito a trabalhos na comissão de pesos e medidas:

Lagrange .influiu muito na adoção do sistema de medidas decimais. Além disso fazia conferências tão brilhantes e Originais como seus escritos.

Em 1792, com quase sessenta anos, casou-se novamente, desta vez com a filha de um astrónomo seu amigo. Havia quase quarenta anos de diferença entre os noivos. Apesar disso (ou por causa disso), a esposa conseguiu tirá-lo de sua melancolia, enquanto ele, em compensação, lhe satisfazia os pequenos desejos, como, por exemplo, a paixão pela dança.

Lagrange permaneceu na França nos dias tormentosos da Revolução, do Dire-tório, do Consulado e do Império. Napoleão era particular admirador de sua obra e tornou-o conde, senador e alto oficial da Legião de Honra.

Uma doença levou-o ao túmulo, a 10 de abril de 1813. Sempre tivera medo da morte (era hipocondríaco desde muito jovem), mas soube enfrentá-la com muita serenidade.

Sua obra científica mais importante foi no campo dos estudos matemáticos e na coordenação da mecânica racional, descobrindo o modo de prever o movimento dos corpos a partir do potencial no qual estão mergulhados e da energia que possuem. Essa constituiu a maior contribuição dada à mecânica depois dos trabalhos de Newton. Na mecânica celeste seu nome ficará para sempre ligado ao problema dos três corpos, isto é, o estudo do movimento de três corpos celestes ligados por mútua atração gravitacional. Esse problema, tal como se apresenta, não tem solução. Foi somente em 1813 que, simplificando-o, conseguiu-se solucioná-lo. Lagrange contribuiu, para sua resolução, com soluções parciais, que permitiram posteriormente descobertas astronômicas de grande interesse.

Jean Baptiste Fourier

2008-02-12T10:43:00.000-08:00

Da solução de um problema termodinâmico nasceu um método de cálculo matemático.

Além de uma conquista militar, a campanha do Egito "marcaria o início de um grande feito". Por isso, quando deixou a França em 1798, Napoleão levou consigo um grupo de cientistas e de estudiosos — a chamada Legião da Cultura — que iria estudar "o Oriente fascinante", além de difundir a língua e a civilização francesas naquelas terras então distantes.

Pertenciam a essa "caravana" alguns nomes conhecidos, além de outros que mais tarde se tornariam famosos. Eles passaram a fazer parte do recém-fundado Instituto de Egiptologia.

Entretanto, com o fracasso militar da expedição e a retirada das tropas francesas. a maior parte dos estudiosos deixou imediatamente o Egito. Jean Baptiste Fourier, que fora nomeado governador do Baixo Egito, não os acompanhou, aí permanecendo ainda durante três anos, para poder desempenhar seus numerosos encargos políticos, administrativos e, principalmente, científicos.

Uma rápida ascensão

Jean Baptiste Fourier nasceu em Auxerre, a 21 de março de 1768, tendo ficado órfão aos oito anos de idade. Por intercessão do bispo de sua cidade, o menino entrou na Escola Militar de Auxerre. Contudo, a carreira militar apresentava para ele um obstáculo praticamente insuperável: o filho de um alfaiate jamais poderia tornar-se oficial do exército francês.

O jovem foi então aconselhado a optar pela alternativa da carreira eclesiástica — outra profissão que garantia uma posição social alta. Entretanto, percebendo que se tratava de um jovem promissor — pois Fourier já havia revelado seu talento matemático —, seus mestres resolveram nomeá-lo, em 1784, professor de matemática na própria escola militar.

Enquanto professor, Fourier dedicou-se a uma pesquisa no campo da matemática: a teoria das equações algébricas e sua resolução numérica. Este primeiro trabalho foi aceito pela Academia de Ciências de Paris, à qual foi apresentado em 1789. Fourier tinha então 21 anos de idade.

A partir dessa época tornou-se conhecido, e em 1795 foi convidado a ensinar na recém-fundada Escola Normal de Paris. Pouco depois, em virtude do grande sucesso alcançado como professor,
Fourier foi convidado a ocupar a cadeira de análise da Escola Politécnica de Paris. Ao regressar à França, de volta do Egito, Fourier elaborou um documentário sobre sua experiência naquela região, que se tornou bastante famoso.

Prefeito e pesquisador

No início de 1802, pouco depois de sua volta do Egito, Fourier foi nomeado prefeito da província de Isère, cuja capital era Grenoble. Nessa região politicamente agitada do sudeste francês, Fourier demonstrou ser um administrador excepcional.

Mas, apesar de seus encargos políticos, não abandonou os estudos de matemática. Conseguiu, assim, conciliar as duas tarefas, e em 1804 publicou um resumo de suas pesquisas sobre equações numéricas, a Análise das Equações Determinadas. Estudou também o problema da condução do calor, elaborando uma teoria que foi apresentada à Academia Francesa em 1807 e premiada em 1812.

O trabalho, porém, foi publicado somente em 1822, com o título de Teoria Analítica do Calor. Considerado como uma das mais importantes obras do século XIX, marcou época não por sua contribuição à física, mas à matemática. De fato, nela Fourier desenvolveu a teoria das séries — que são conhecidas atualmen.te pelo nome de séries de Fourier. Ele chegou à conclusão de que toda função de uma variável real pode ser descrita como uma série infinita, formada unicamente por senos e co-senos de múltiplos inteiros da variável. Demonstrou ainda que o coeficiente de cada um desses termos pode ser univocamente determinado, qualquer que seja a função considerada.

A possibilidade de expressar uma função como uma somatória de funções senoidais simples — que são fáceis de integrar e derivar, por exemplo — transforma as séries de Fourier num valioso instrumento matemático para muitos tipos de cálculo.

Em uma analogia acústica, o desenvolvimento de uma função ou uma série de Fourier equivale, a decompor um som em seus diversos harmônicos.

O trabalho de Fourier recebeu muitas críticas, uma vez que sua análise apresentava um ponto fraco: ele não havia conseguido provar de modo suficientemente geral que a série correspondente a uma dada função realmente' convergia para essa função.

Essa lacuna, que se devia à falta de aprofundamento sobre o conceito de integral, foi preenchida somente cerca de cem anos depois, por Lebesgue (1875-1941). Graças ao trabalho realizado por esse matemático francês, a teoria das séries de Fourier ganhou sua fundamentação completa.

A intuição antes de tudo

Fourier estudou também o problema da propagação do calor entre dois ambientes submetidos a temperaturas diversas, separados por um muro de determinada espessura. A questão é hoje conhecida pelo nome de problema do muro de Fourier.

Fourier descobriu que a quantidade de calor transmitida por unidade de tempo de um ambiente a outro é diretamente proporcional à área do muro e à diferença de temperatura entre suas faces, e inversamente proporcional à espessura do muro.

Ele verificou ainda que, para muros de materiais diferentes, com as mesmas dimensões e sujeitos às mesmas diferenças de temperatura, a transmissão do calor se dá em ritmos diversos. E esse fluxo varia em função da condutibilidade térmica do material que constitui o muro. Na época, as críticas ao seu trabalho foram muitas. Fourier, porém, que atribuía à intuição o papel mais importante na pesquisa científica, não se deixou vencer pelo argumento de que, pela falta de uma demonstração formal da validade de sua hipótese, ela deveria ser rejeitada em bloco.

Atualmente os métodos de Fourier são aplicados em astronomia, geofísica, eletrônica, acústica, em alguns ramos da engenharia, e em todos os problemas que envolvem o estudo das vibrações.

Cem dias de fidelidade

Após a abdicação de Napoleão, em 1814, Fourier esteve na iminência de perder seu cargo de prefeito em Grenoble. Mas, prometendo lealdade aos Bourbon — que ocuparam o governo francês após o exílio de Napoleão na ilha de Elba —, conseguiu manter o posto.

No dia 1º de março de 1815, quando Napoleão fugiu de Elba e desembarcou em solo francês "para livrar o povo da monarquia", Fourier, fiel ao seu ex-chefe, juntou-se às suas forças. Seguiu-o nos chamados Cem Dias, mas com o malogro da tentativa e o exílio de Napoleão para a ilha de Santa Helena, Fourier foi perseguido politicamente, perdendo o emprego em Grenoble.

Graças à influência de alguns amigos, conseguiu ser nomeado diretor do Instituto de Estatística do Sena. Em 1817, apesar da oposição feita pelos Bourbon, Fourier foi nomeado membro da Académie des Sciences, da qual se tornou secretário perpétuo em 1822, juntamente com Cuvier.

A eleição de Fourier como membro da Academia Francesa de Ciências em 27 de maio de 1816 foi

comunicada ao ministro francês do Interior por uma carta escrita por Delambre.

O triste declínio

A partir dessa época, a produção científica de Fourier começou a declinar. Passou a defender de modo obsessivo o ponto de vista de que o clima do Saara era ideal para a saúde. Vivia, por isso, em ambientes demasiadamente aquecidos, cobrindo-se com uma quantidade excessiva de malhas e cobertores, enfaixando-se como uma múmia para ficar ainda mais quente.

Morreu em Paris, no dia 16 de maio de 1830, vítima de um ataque cardíaco.

Suas obras foram recolhidas em dois volumes, um dos quais contém a teoria do calor e a outra uma coleção de escritos sobre vários assuntos. O nome de Fourier figura, juntamente com os de Gauss, Rumford, Ampère, Gay-Lussac, Dalton, Davy, Lamarck e Cuvier, no grupo de cientistas que preparou o terreno para o avanço das ciências e da técnica no século XIX.

FOURIER e seu muro

Fourier desenvolveu o método das séries, que levam seu nome, quando estudava problemas de termodinâmica. Nesse campo, foi responsável por importantes pesquisas, entre as quais a transmissão do calor através de uma parede que separa dois meios submetidos a temperaturas diferentes. Esse é o famoso problema do muro de Fourier. Ele determinou que a temperatura, no interior do muro, varia uniformemente à medida que se caminha da face mais quente para a mais fria.

Referência

[1] Ciência Ilustrada, Jean Baptiste FOURIER, Editora Abrial S/A, pp. 2317-2318, 1971.

James Watt

2008-02-12T10:40:00.001-08:00

Um técnico tímido e inseguro lançou as bases da Revolução Industrial.

O sonho de Leonardo da Vinci era dispor dos recursos técnicos capazes de movimentar as máquinas criadas pelo seu génio. Sua imaginação projetava automóveis, aviões, máquinas para trabalhar metais, para mover a água, para transportar e mover corpos pesados. Nenhuma de suas ideias, porém, era utilizável, pois a todas elas faltava um motor. Os carros armados de Leonardo eram puxados por cavalos, a máquina voadora tinha por motor o homem.

Muitos séculos ainda deviam passar antes que fosse criado um mecanismo simples e manejável, mas sobretudo leve, destinado a substituir com vantagem os músculos dos animais, a força hidráulica ou os moinhos de vento.

Há milhares de anos o homem aprendeu a utilizar a força oferecida pela natureza numa queda-d'água, motor primitivo e natural. Por volta de 1700 tornou-se conhecido um princípio físico que poderia servir na construção de um motor:

Um inglês, Thomas Newcomen, construíra um aparelho que utilizava o vapor de água produzido numa caldeira, aquecida com carvão, para fazer girar uma bomba. A máquina tinha um movimento alternativo simples e constituiu, durante mais de meio século, o meio mais eficaz para bombear água.

A invenção de Newcomen, divulgada em 1712, foi de grande valia para a luta contra os alagamentos nas profundas minas de carvão. Muitas vezes os trabalhos eram paralisados durante meses, até ser bombeada a água de regatos subterrâneos. Para isso, utilizavam-se mecanismos movidos por cavalos, que faziam girar engrenagens coligadas aos eixos das bombas. A solução encontrada por Newcomen era primitiva e o trabalho bastante árduo, mas a próspera indústria extrativa do carvão estava disposta a pagar qualquer preço, para que as minas fossem secadas e drenadas.

Esse era o ambiente em que um jovem inventor conseguiu penetrar, propondo a solução certa: um motor eficiente que abriu um novo caminho, o da Revolução Industrial.

Bússolas, o brinquedo

James Watt nasceu a 19 de janeiro de 1736, em Greenock, Escócia. Era o sexto de oito irmãos, cinco dos quais morreram na infância. Não era absolutamente uma criança-prodígio: muito indolente, gostava de dormir até tarde; tinha saúde fraca e esses fatos (aliados ao carinho um tanto excessivo da mãe) deram origem a um sentimento de timidez e desconfiança em relação à vida. O menino era, além disso, atormentado por terríveis dores de cabeça, que se prolongaram até a idade adulta. Desse modo, muitos eram os dias em que James ficava preso à cama, fechado no quarto.

Para distraí-lo o pai dava-lhe, como brinquedo, diversos instrumentos de navegação, dos quais era hábil e renomado consertador. O garoto teve, portanto, bússolas e sextantes como primeiros brinquedos, e em pouco tempo sabia montá-los e desmontá-los quase de olhos fechados. Essas brincadeiras assumiriam, mais tarde, importância fundamental.

Seus primeiros mestres foram o pai e a mãe. Como não conseguiu frequentar a escola primária, aprendeu com eles a ler e a escrever, além de rudimentos de aritmética. Mais tarde, por volta dos treze anos de idade, mostrou grande interesse pela matemática e pela arte da navegação. Assim, não fossem as deficiências da saúde e as dores de cabeça (entremeadas por momentos de excepcional lucidez) seria um adolescente tímido, mas perfeitamente integrado na sociedade marítima e mercantil em que vivia.

O aprendiz

Aos dezesseis anos James Watt partiu de casa em busca de trabalho; dirigiu-se para Glasgow, onde foi empregado como aprendiz numa fábrica. Não era aquele, porém, o caminho que traçara (queria ser construtor de instrumentos de medida) e, ao fim de três anos, decidiu tentar a sorte em Londres.

Logo de início, teve que se defrontar com a estrutura das corporações, que exigiam uma aprendizagem de sete anos e costumavam recrutar seus aprendizes nas famílias de seus próprios membros. Mas, finalmente, conseguiu empregar-se, com um contrato de um ano. Foi um período difícil: era obrigado a trabalhar dez horas por dia, gastando apenas 10 xelins por semana com a alimentação, para diminuir as despesas do pai. Além disso o clima de Londres, úmido e frio, causou-lhe reumatismo, obrigando-o a abandonar a cidade. De volta a Glasgow, desta vez seguro de sua notável habilidade, decidiu trabalhar por conta própria e abriu uma loja de instrumentos.

No entanto, num ambiente conservador e tradicionalista, como era a sociedade inglesa na metade do século XVIII, não era fácil conseguir fregueses entre gente desconfiada como os técnicos e navegadores; em pouco tempo seus negócios começaram a decair. Isso não representou mal irreparável, porque James conseguira granjear amigos influentes, capazes de apreciar o seu talento. Assim, em 1757 foi admitido, na qualidade de fabricante de instrumentos de medida, na Universidade de Glasgow.

Trabalhos noturnos

O trabalho na universidade tornou possível seu primeiro encontro com o motor a vapor: certo dia recebeu a tarefa de consertar um modelo do motor de New-comen (que constituía, no máximo, uma segunda alternativa para a força dos cavalos). Com seu espírito analítico, adquirido nos dias em que brincava de desmontar bússolas e sextantes, conseguiu descobrir os pontos fracos da máquina.

Não era essa, entretanto, a primeira vez que o jovem técnico se interessava pelas características do motor. Dois anos antes ele discutira com seus amigos algumas ideias que achava pudessem servir para melhorá-lo. Tinha tentado, além disso, realizar algumas experiências que, todavia, não deram resultados satisfatórios.

Agora, finalmente, dispunha de um motor e das peças para reconstruí-lo. Era uma ocasião verdadeiramente única, e Watt conseguiu descobrir que, para melhorar seu funcionamento, era necessário elevar a temperatura do vapor, resfriando-o depois bruscamente durante a expansão. Acrescentou então o condensador de vapor e outros artifícios destinados a melhorar o rendimento do engenho.

Depois de todas essas modificações o resultado era muito semelhante ao do motor ainda hoje em uso, com condensador, caixa de distribuição e sistema biela-ma-nivela, para obter o movimento rotativo a partir do alternado.

Watt fazia todas as experiências à noite; durante o dia precisava trabalhar pára manter a família, pois seu pai estava reduzido à pobreza, arruinado por empreendimentos infelizes.

A força dos cavalos

Sua única distração era passar o domingo no campo, em companhia de um tio materno e de sua prima, Margaret Miller, com auem se casou em 1764. A mulher deu-lhe quatro filhos e revelou-se companheira admirável, moderando, com seu temperamento alegre, a melancolia e a insegurança do marido, durante os anos em que procuraram o sucesso.

As primeiras experiências de Watt, destinadas a mostrar os méritos do "seu" motor, não foram vitoriosas: os recursos eram escassos e, como a maioria dos inventores, ele não conseguia ordenar os seus negócios. Por quatro anos trabalhou como engenheiro civil e elaborou um pro-jeto para um canal entre Forth e Clyde. A Câmara dos Comuns, entretanto, não aprovou o trabalho. Em 1769 fez um segundo projeto, desta vez para o canal destinado a transportar carvão para Glasgow.

Finalmente encontrou um financiador, na pessoa de J. Roebuck, para a aplicação em larga escala de sua descoberta, mas a sociedade fundada para esse fim faliu em pouco tempo.

A combinação com Matthew Boulton, engenheiro de Birmingham, foi, ao contrário, muito mais afortunada. Este conseguiu em 1769 a patente para o motor de Watt e, em 1775, a prorrogação da posse por mais 25 anos. Boulton tornou-se ao mesmo tempo sócio no empreendimento que começava a traçar o caminho do sucesso.

A prova decisiva veio quando uma mina alagada, em Peacewater, foi inteiramente drenada em dezessete dias, enquanto os métodos tradicionais exigiam meses de esforço. Watt propôs também que seu motor fosse utilizado para operar os elevadores subterrâneos; o motor tinha numerosas aplicações, todas elas muito bem pagas pela indústria do carvão. Como o novo aparelho substituía os cavalos, para dar ao comprador, acostumado aos métodos tradicionais, uma ideia de sua capacidade, a potência era expressa pelo número de cavalos que podia substituir. Nasceu desse modo a expressão "horse power", que em inglês significa potência de cavalos.

Os lunáticos

Os aperfeiçoamentos no modelo inicial sucederam-se, exigindo novas patentes, em 1781, 1782 e 1784. Outra invenção foi o controlador centrífugo, graças ao qual a velocidade dos motores rotativos foi automaticamente controlada. Esse trabalho é atualmente considerado como uma das primeiras aplicações da realimentação ("feedback"), um elemento essencial para a automação.

Sua primeira patente referia-se a um motor a vapor rápido, poderoso e eficiente; no entanto, era ainda apenas uma bomba a vapor. As invenções seguintes adaptaram-no para funcionar com todo tipo de máquina. Apesar do sucesso comercial, Watt, prudente em considerar as invenções alheias, era muito crítico em relação às suas. Possuía notável carga de simpatia, o que lhe granjeou muitas amizades entre personalidades como Hers-chel, Shelley e Cavendish. A Royal So-ciety de Londres e a Royal Society de Edimburgo elegeram-no "Fellow" (membro) e a Academia de Ciências da França acolheu-o entre seus membros estrangeiros. Dotado de memória prodigiosa e grande narrador, com sua voz profunda, de marcado sotaque escocês, era a alma das reuniões da Sociedade Lunar, assim chamada porque os "lunáticos" preferiam reunir-se nas noites de lua cheia, para melhor achar o caminho de volta. "Lunática" era também Anne MacGregor, que se tornou sua segunda esposa (nas palavras do próprio Watt: "Considero este o mais judicioso de meus atos") e que lhe deu dois filhos.

Em 1800, quando expirou sua primeira patente, Watt passou aos filhos a direção de seus negócios, para ocupar-se exclusivamente com novas invenções: aperfeiçoamentos do motor, um pantógrafo para escultores, um copiador de cartas.

Seus últimos anos foram completamente devotados à pesquisa, em sua propriedade de campo em Heathfield Hall, perto de Birmingham, onde morreu a 19 de agosto de 1819.

0 motor construído por James Watt baseou-se na bomba de água, inventada por Thomas Newcomen. Nela introduziu modificações substanciais, disso resultando uma máquina bastante semelhante, em suas partes essenciais, ao motor que atualmente ainda se utiliza.

Heinrich Hertz

2008-02-12T10:36:00.000-08:00

Inspirado em Maxwell, abriu caminho aos modernos meios de comunicação.

Sentado confortavelmente em sua sala o homem moderno vê, e ouve, mais uma transmissão direta da Lua. Em todas as partes do mundo essa transmissão está sendo vista e ouvida. Simultaneamente, outras transmissões são feitas, mensagens transmitidas: um industrial de Tóquio conversa com seu agente em São Paulo; Londres comunica-se com Buenos Aires; o Oriente e o Ocidente unem-se através do ar; o norte e o sul conversam como se estivessem lado a lado.

Esse anulamento das distâncias, a possibilidade de contato imediato entre dois pontos quaisquer da Terra, não importa a distância que os separe, deve-se às ondas eletromagnéticas. Quem revelou praticamente sua existência, possibilitando seu emprego, foi um jovem cientista alemão, Heinrich Hertz.

Uma troca feliz

Heinrich Rudolf Hertz nasceu em Hamburgo, em 22 de fevereiro de 1857, filho de renomado advogado. O jovem Hertz não foi nenhum menino prodígio; era um jovem como muitos outros, um pouco mais sério, talvez. Durante seus estudos preliminares, em um colégio da cidade natal, seu maior interesse se voltava para as oficinas da escola, onde passava a maior parte do tempo livre. Ali trabalhava no torno, construindo e montando os mais diferentes mecanismos, sobretudo instrumentos ópticos. Esse gosto característico pela construção se manteve durante toda sua vida, mesmo quando se dedicou à intensa pesquisa física: sempre construiu os instrumentos e aparelhos de que necessitava para seu trabalho.

Foi o interesse pelas construções mecânicas que, ao término do colégio, o orientou para uma faculdade de engenharia. Freqüentou-a por dois anos, mas o desejo de realizar pesquisa pura se tornou mais forte que sua inclinação para a engenharia. Passou, então, em 1878, aos estudos de física, na Universidade de Berlim.

Sua seriedade e empenho nos estudos logo foram notados por von Helmholtz, que era seu professor. E quando este propôs aos seus alunos, em 1880, um trabalho versando sobre uma questão de eletrodinâmica, de escolha individual, Hertz apresentou uma pesquisa original, intitulada "Sobre a Energia Cinética da Eletricidade", que foi merecidamente a vencedora.

Ainda nesse ano de 1880, também ano de sua diplomação, Hertz tornou-se assistente de von Helmholtz e, durante os três anos que passou no instituto berii-nense, ocupou-se com pesquisas experimentais sobre a elasticidade dos gases e sobre as descargas elétricas através destes. Em 1883, obteve a docência na Universidade de Kiel, onde começou a estudar a eletrodinâmica de Maxwell. Este havia previsto teoricamente a existência das ondas eletromagnéticas, mas o fato ainda não havia recebido confirmação experimental.

Uma centelha incendeia o mundo

Os estudos de eletrodinâmica o fascinavam, e ele imaginava como poderia reproduzir praticamente os fenómenos tão claros na teoria. Uma de suas descobertas fundamentais foi realizada diante dos estudantes, durante uma aula demonstrativa, no outono de 1886. Nessa ocasião, Hertz encontrava-se em Karisruhe, onde era professor da Escola Politécnica desde o ano anterior.

Durante uma aula, na qual se utilizava, para demonstração, de duas bobinas ligadas a faiscadores, notou que, enquanto numa das bobinas deflagrava uma faísca, na segunda era deflagrada outra. Esta, porém, era muito pequena, pouco luminosa, e seu ruído era coberto pelo da primeira, muito mais forte. Foi desse modo que Hertz, quase por acaso, descobriu o importante fenómeno das centelhas secundárias.

O jovem cientista compreendeu que aquelas faíscas elétricas eram consequência de fenómenos eletrodinâmicos que se processavam nas proximidades de circuitos oscilantes com capacitância e auto-indução mínimas. Para comprovar suas ideias, repetiu, seguidamente, as experiências. Logo percebeu que tinha diante de si um campo novo: o da criação das ondas eletromagnéticas e sua propagação a distância.

Inicialmente, conduziu experiências com um circuito constituído por uma garrafa de Leyden como condensador, uma bobina como indutância e um faiscador. Constatou, então, que a cada faísca que se produzia aparecia uma correspondente muito intensa em uma outra bobina, colocada em frente da primeira. O valor da capacitância era pequeno (a garrafa de Leyden possui pequena capacitância e forte resistência às altas tensões), mas o efeito era notável.

As características das ondas

Hertz não abandonou esse campo de pesquisas. Com espírito metódico, continuou suas experiências por cinco anos, utilizando instrumentos sempre mais complexos. O aparelho típico que usava era um oscilador linear (ou dipolo), formado por duas grandes esferas metálicas ligadas por um condutor retilíneo interrompido por um faiscador — constituído por duas esferas metálicas menores. Os dois braços deste oscilador eram ligados aos pólos de uma bobina de Ruhmkorff; quando a bobina gerava uma tensão alta, ocorria uma descarga entre os dois braços do oscilador. Tal descarga era oscilante, e Hertz verificou que as oscilações possuíam uma frequência que dependia, unicamente, das características geométricas do oscilador. Era por isso que as faíscas irradiavam no espaço ondas eletromagnéticas de frequência bem determinada.

Com isso, Hertz demonstrou na prática a existência das ondas eletromagnéticas previstas por Maxwell. Começou, então, a estudar as propriedades dessas ondas. Aos 32 anos descobriu, por meio de experiências extremamente engenho^ sãs, que elas se comportam de maneira inteiramente semelhante às ondas luminosas — fato também previsto na teoria de Maxwell, mas que ainda esperava por uma demonstração experimental.

Voltou sua atenção à propagação das ondas eletromagnéiicas. Concluiu, assim, que sua velocidade é a mesma da luz, e que sua propagação no vácuo é retilínea. O comprimento de onda, porém, é maior do que o das ondas luminosas.

Daí, passou a uma série de experiências ópticas. Entre estas, as primeiras foram sobre reflexão em superfícies metálicas, como ocorre também com as ondas luminosas. Entretanto, Hertz verificou que, no caso das ondas eletromagnéticas, a reflexão especular ocorre também quando as superfícies são opticamente ásperas. Isso porque as ondas eletromagnéticas possuem comprimento muitíssimo maior que o da luz.

Outra célebre experiência foi a realizada com o prisma de piche, com o qual demonstrou a refração das ondas eletromagnéticas. Atravessando um prisma de piche, as ondas mudam de direção, como ocorre no caso das ondas luminosas 'ao atravessarem um prisma de vidro. O cientista provou, finalmente, que as ondas oscilam em um plano que contém a direção de propagação. Para demonstrar este fato, era necessário provar, primeiramente, a possibilidade de polarizar ondas eletromagnéticas. Para isso, Hertz idealizou e construiu um dispositivo dotado de uma grade de fios metálicos, que, quando atingido por ondas eletromagnéticas, as polarizava.

Embora ciente da desconfiança com que o mundo científico acolhia as hipóteses de Maxwell, Hertz apresentou os resultados irrefutáveis de seus trabalhos ao Congresso da Sociedade Alemã para o Progresso da Ciência, em 1888.

Eles punham abaixo os velhos conceitos de ação a distância, assim como as tentativas dos mecanicistas em reduzir a eletrodinâmica a uma dinâmica do tipo newtoniano, explicada por movimentos de corpos invisíveis num meio hipotético, o éter.

Os expressivos resultados de suas experiências, revelando e estudando as características das ondas eletromagnéticas, fizeram com que elas fossem batizadas com o nome de ondas hertzianas.

Fim prematuro

Realizado o ciclo de experiências e concluído um capítulo de suas pesquisas, os interesses de Hertz voltaram-se para uma visão mais ampla da física e para problemas universais.

Um de seus trabalhos foi tentar explicar toda a mecânica por meio do que chamou o "princípio da trajetória retilínea".

Apesar de Hertz não ter tido sucesso nessa empresa, uma versão atualizada de seu princípio encontrou posteriormente aplicação na teoria einsteiniana da gravitação.

Ainda que cumulado de honrarias, Hertz continuou levando uma vida afastada do convívio social, dedicando-se somente à ciência. Baixo, delicado, de fronte espaçosa e barba ruiva, refletia no aspecto e na expressão bondade e grande modéstia. A seriedade e maturidade que possuía, acima do que seria de se esperar de sua idade, fizeram com que alguém o definisse como um "velho nato".

Nos primeiros meses de 1893, Hertz adoeceu e foi operado de um tumor na orelha. Passou uma temporada convalescendo em Santa Margherita Ligure (Itália), depois do que, parecendo restabelecido, regressou ao laboratório. Em dezembro desse ano, porém, seus assistentes notaram que ele voltava a parecer doente. Foi obrigado outra vez a interromper toda atividade.

Em 1º de janeiro de 1894, antes de completar 37 anos, Hertz morria, deixando uma obra imorredoura, que permitiu um progresso nunca antes imaginado no campo das comunicações a grande distância.

Poucos meses após sua morte, vieram a público os três volumes de "Os Princípios da Mecânica", a última obra que Hertz enviara a seu editor de Leipzig. Sentindo que lhe restava pouco tempo de vida, confiara a tarefa de cuidar da publicação ao seu melhor assistente, P. Lenard.

Um dos instrumentos idealizados por Hertz é um espelho giratório, destinado a estudar a composição do espectro de emissão de uma descarga elétrica. Atualmente, este instrumento, como também muitos outros idealizados e construídos pelo cientista, encontra-se no Deutsches Museum de Munique.

Charles Coulomb

2008-02-12T10:13:00.000-08:00

A quantificação de "torrentes fluídas" ampliou o quadro newtoniano.

Século XVII. Homens como Galileu, Pascal, Descartes, Huygens e, sobretudo, Newton encarregam-se da difícil tarefa de enterrar os dogmas da doutrina escolástica e desenvolver os métodos de investigação e raciocínio sobre os quais se assentaria a ciência moderna.

Essa revolução científica — que se desenrolou até os inícios do século seguinte — atingiu principalmente os campos da mecânica e da ótica. Foi nesses ramos da física que surgiram obras de importância máxima, desde logo tomadas como modelos de análise experimental e indução teórica.

Entretanto, os progressos nos domínios da eletricidade e do magnetismo manter-se-iam ainda muito lentos durante algumas dezenas de anos. É somente no final do século XVIII que a introdução de medidas quantitativas consegue encaixar a eletricidade e o magnetismo no quadro da "ciência newtoniana".

Diversas foram as razões apontadas para esse atraso, em relação à mecânica e também à ótica. Entre elas, a dificuldade de se realizarem experiências eletrostáticas e a complexidade das interações entre imãs. Um outro motivo foi a persistência das imagens herdadas dos antigos, imagens essas puramente qualitativas e, em geral, falsas.

Na mudança radical operada na abordagem da eletricidade e do magnetismo, desempenharam um papel decisivo Franklin, Cavendish e, principalmente, Coulomb. O primeiro definira a carga elétrica — ou quantidade de eletricidade —, mas não foi capaz de medí-la. É com Cavendish que se inicia o salto do qualitativo para o quantitativo. Cabe a Coulomb completar esse salto.

Sobre Coulomb, Maxwell comenta: "É notável que nenhuma das experiências de Coulomb coincida com uma experiência de Cavendish. O método de Coulomb pertence-lhe inteiramente..."

Entretanto, da mesma forma que Cavendish, Coulomb domina plenamente os métodos positivos que alguns sucessores de Newton tiveram tanta dificuldade em aplicar. É, ao mesmo tempo, hábil experimentador e profundo teórico. Suas memórias obedecem, quase sempre, a uma ordem invariável:

preliminares teóricas, fundadas em conhecimentos anteriores;
planos de trabalho;
descrição dos aparelhos;
relato das experiências;
resultados numéricos;
consequências teóricas;
novas experiências inspiradas pelos dados obtidos, e assim por diante;
chega depois às conclusões finais, e
refere-se às possíveis aplicações práticas.

Um engenheiro de fortificações

Charles Augustin de Coulomb nasceu a 14 de junho de 1736, em Angoulême. Seu pai — Henri Coulomb — ocupava então o cargo de inspetor dos domínios do rei. Alguns anos mais tarde abandonou essa função e retirou-se para sua cidade natal — Montpellier. Sua mulher ficou em Paris e, com ela, o pequeno Charles, que ali frequentou o Colégio das Quatro Nações e o Colégio Real.

Em 1758, também Charles Augustin deixou Paris para ir juntar-se ao pai.
Para testar a elasticidade dos fios metálicos ou fazer medições elétricas. Coulomb recorreu à balança de torsão, que ele imaginou e construiu.

Deste conseguiu autorização para alistar-se na Arma de Engenharia.

Sua carreira militar encerrou-se com a nomeação para subtenente da Êcole de Métiers, em 1760; no ano seguinte, terminou o curso de engenharia. Viajou, algum tempo depois, para a Martinica, como diretor dos trabalhos de fortificação daquela ilha. Sua permanência nas Antilhas foi, porém, bastante curta: não conseguiu adaptar-se ao clima tropical, e retornou à França gravemente doente.

Já recuperado. Coulomb assumiu a direção das obras de fortificação que estavam sendo realizadas em Rochefort, na ilha de Aix e em Cherbourg, ocupando-se também de pesquisas científicas.

Desses estudos nasceram, em 1773, as bases da teoria da resistência dos materiais e, seis anos mais tarde, alguns trabalhos sobre o atrito. Neste último campo, Coulomb foi particularmente influenciado por Guillaume Amontons, que, em 1699, enunciara a lei da proporcionalidade do atrito à pressão dos corpos em contato. Baseou-se também nos trabalhos de Camus e Desaguliers, que haviam mostrado que o atrito estático é superior ao atrito dinâmico.

Comparando as teorias de seus predecessores, selecionando e estendendo as informações que se conciliavam com seu raciocínio, Coulomb formula, nos seguintes termos, a lei do atrito: "Para puxar um fardo pesado sobre um plano horizontal, é necessário despender uma força proporcional a seu peso, aumentada de uma pequena constante que é função da 'coerência' das suas superfícies".

A coerência newtoniana

A incursão de Coulomb no campo do atrito pode ser interpretada mais como satisfação de uma exigência da Academia de Ciências — que então pedia experiências novas, aplicáveis às polias e cabrestantes utilizados na marinha — que como contribuição puramente científica.

Essa interpretação falha, porém, se aplica à motivação que atraiu Coulomb para o magnetismo. Foi em 1777 que ele publicou a memória "Pesquisas sobre a Melhor Maneira de Fabricar Agulhas Imantadas". Nela estabelece, com base nas experiências realizadas anteriormente pelo holandês Musschenbroek e, principalmente, em suas próprias, dois princípios fundamentais: “o campo magnético terrestre é uniforme em um dado lugar; sua ação sobre um imã reduz-se a um binário proporcional ao seno do ângulo que o imã determina com sua orientação de equiíbrio”.

Tais princípios refletem claramente a preocupação de Coulomb em expor, em termos newtonianos, a teoria das ações magnéticas. É ainda nessa memória de 1777 que ele escreve: "A direção de uma agulha imantada não pode depender de uma 'torrente fluída'... A experiência prova que não são de modo algum os 'turbilhões' que produzem os diferentes fenômenos de imantação e que, para explicá-los, cumpre recorrer a forças atrativas e repulsivas da mesma natureza daquelas de que somos forçados a nos servir para explicar o peso dos corpos e a física celeste".

Partindo desses princípios, Coulomb formula a equação dos movimentos de uma agulha imantada no campo terrestre; integra-a para as pequenas oscilações e mostra que se pode deduzir, a partir de seu período, o momento da força de imantação; afirma ainda ser possível comparar entre si os momentos magnéticos de diversos imãs.

Empreende então uma série de medidas das oscilações de imãs suspensos por finos fios. Para isso, Coulomb constrói uma balança que se tornaria célebre: a balança de torção.

Ao interesse pelo magnetismo rapidamente se associam as pesquisas no campo elétrico. Foi em 1785 que Coulomb apresentou à Academia Real de Ciências três memórias: as duas primeiras tratavam da lei que rege as forças de atração e repulsão entre duas cargas elétricas e magnéticas. Essa lei, conhecida atualmente como Lei de Coulomb, é expressa matematicamente como:

F = Ko.q₁.q₂/r²

Onde: K_o, é uma constante de proporcionalidada e q₁ e q₂ representam cargas elétricas puntiformes, situadas à distância r uma da outra.

A primeira dessas memórias continha ainda a descrição da balança de torção usada na comprovação experimental da lei, limitada, porém, ao caso da repulsão elétrica; na segunda memória, a verificação estendia-se ao caso da atração.

A terceira memória da série de 1785 ocupava-se da dispersão elétrica. A descrição do mecanismo desse fenômeno — que, segundo Coulomb, era inevitável, dada a extrema dificuldade em encontrar corpos isolantes na natureza, agravada pela ação do próprio ar — foi mantida e aceita até que surgiu a teoria da ionização, já no século XIX.

A formulação de Coulomb a respeito dessa dispersão continha uma lei — "a perda de eletricidade por parte de um corpo é proporcional à sua densidade elétrica" — nascida do seguinte raciocínio: uma molécula de ar, ao entrar em contato com um corpo eletrizado, carrega-se com carga de igual sinal, sendo portanto repelida; ao afastar-se, leva consigo a carga que roubou do corpo; esse processo repete-se em seqüência e, enquanto ocorre, o corpo perde sua carga inicial.

Um precursor

Abandonado o problema da dispersão, Coulomb pisa no terreno da distribuição da eletricidade em um condutor. Suas experiências a respeito, bem como as fundamentações teóricas, são comunicadas à Academia na memória de 1786. Nela, Coulomb defende que a distribuição da eletricidade na superfície de um condutor independe de sua natureza química, sendo regulada unicamente pela lei da atração e da repulsão.

As duas memórias seguintes — de 1787 e 1788 — apresentam uma solução aproximada de diversos problemas de distribuição da eletricidade em condutores e, ainda, a variação da densidade elétrica de dois condutores em contato.

Com estas duas memórias — que, juntamente com as anteriores, constituem o primeiro alicerce sólido da eletrostática experimental e matemática —, Coulomb alcança a estatura que o transformará em influenciador direto de físico-matemáticos como Poisson e Lord Kelvin.

Em seus últimos trabalhos (1789-1801), Coulomb retoma o estudo do magnetismo. Consegue então definir, embora vagamente, os conceitos de imantação ou polarização magnética.

Intui também, e com bastante precisão, aquilo que, no final do século XIX, foi chamado de ponto de Curie — temperatura acima da qual as substâncias perdem as propriedades ferromagnéticas.

Coulomb morreu em Paris, a 23 de agosto de 1806, e seu nome foi dado a uma unidade elétrica.

Referência

[1] Ciência Ilustrada. Charles Coulomb, Editora Abril S/A, 1971, pp. 3281-3282.

Benjamin Franklin

2008-02-12T10:03:00.000-08:00

O cientista diplomata empina um papagaio e mostra ao mundo a natureza dos raios.

"Para o nosso jantar, teremos um peru, morto por um choque elétrico e assado num espeto movido a eletricidade, sobre um fogo ateado por centelha elétrica. E beberemos à saúde de todos os eletricistas da Inglaterra, Holanda, França e Alemanha, em copos eletrizados, sob uma salva de tiros disparados pela bateria de carga elétrica."

Nenhum dos amigos de Benjamin Franklin, ao receber o curioso convite para um "piquenique elétrico", duvidou de que as proezas ali prometidas se concretizariam. Nem eles, nem o restante da tradicionalmente incrédula população de Filadélfia: os habitantes da cidade já estavam habituados com as incríveis experiências desse homem que, em 1752, provara ser capaz de "domar o raio".

Enquanto cientistas de todo o mundo discutiam, em acirradas polémicas, se os raios seriam ou não um fenómeno elétrico, Franklin saíra em meio a uma tempestade e conseguira atrair um raio à chave presa ao papagaio que empinava. Muitos já suspeitavam de que o raio fosse, efetivamente, um fenómeno elétrico; mas Franklin, captando cargas presentes em nuvens baixas, o demonstrara experimentalmente. Era o seu sistema de trabalho: provar a teoria na prática.

Provar a teoria na prática: a mesma norma de conduta, fosse qual fosse a ati-vidade em que estivesse empenhado; na ciência, ou na política. Pois esse eclético homem da América colonial acreditou na possibilidade de libertação das colónias americanas do jugo europeu, e se entregou a fundo a essa tarefa. Em 1754, está propondo um plano de união das colónias; em 1757, é deputado na Inglaterra, para defender junto à metrópole os interesses dos colonos; entre 1763 e 1765, em missão diplomática, consegue com que se revogue o ato-que proibia às colónias o direito de se autogovernarem; em 1775, está ao lado de Washington, organizando a defesa do país; em 1776, com Jefferson e John Adams, está redigindo a histórica Declaração de Independência dos Estados Unidos.

A aventura do jovem tipógrafo

Boston, 1706. A cidade é um daqueles pequenos núcleos de civilização que pontilham a América do Norte, essa imensa colónia europeia. A 17 de janeiro, Josias Franklin, ex-tintureiro, e agora fabricante de velas, está vendo nascer seu décimo quinto filho, um menino que será balizado com o nome de Benjamin.

Os primeiros anos do garoto são tranquilos: aprender a ler, a escrever, a fazer cálculos elementares; e, nas horas vagas, brincar com os colegas da vizinhança, nas empoeiradas ruelas do lugarejo. Mas a vida despreocupada só dura até os doze anos; numa família pobre, essa já é uma boa idade para começar a trabalhar.

Esta gravura, executada em 1876, mostra a famosa experiência de Benjamin Franklin: captando cargas presentes em nuvens baixas, constata que o raio é, efetivamente,

Benjamin vai aprender o ofício de tipógrafo na oficina de um irmão mais velho, James. O que lhe traz dupla vantagem: pode praticar bastante ë tornar-se um hábil profissional; e tem como adquirir cultura, lendo todos os originais que lhe caem nas mãos. Desde pequeno, manifestara gosto pela leitura. Agora, devora as obras que seu irmão imprime. E ainda economiza uns poucos níqueis, para comprar outros livros, que lê, sofregamente, durante as refeições ou à noite, à luz de velas.

Cedo, revela-se também um razoável redator: seus primeiros textos — geralmente bem-humoradas sátiras aos costumes locais — começam a aparecer num jornalzinho editado pelo irmão, o que lhe rende algum dinheiro. O bastante para tentar uma aventura.

Aos dezessete anos, Benjamin está decidido a desprender-se da tutela do pai e do irmão; quer abandonar a monotonia de Boston, trocá-la por horizontes mais amplos. Escondido da família, embarca, em outubro de 1723, para Nova York. Não encontrando trabalho nessa cidade, segue para Filadélfia, onde consegue fazer prosperar uma tipografia que, até então, ia muito mal. O sucesso financeiro é considerável; permite-lhe, depois de algum tempo, embarcar para Londres, com a finalidade de aperfeiçoar-se na arte tipográfica.

Um estranho almanaque

Benjamin Franklin tem 21 anos, quando volta da Inglaterra. Cheio de ideias, põe-se rapidamente a executá-las: para ganhar dinheiro, instala uma tipografia própria; para dedicar-se a atividades culturais, reúne amigos — na maioria, operários e artesãos como ele próprio — e funda um círculo, denominado Junto. Mais ainda, une-se a um sócio e funda a Pennsylvania Gawtte (jornal até hoje existente, com o nome de The Saturday Evening Post).

Mas o grande sucesso será, sem dúvida, o estranho periódico lançado pouco tempo depois por Franklin: o Almanaque do Pobre Ricardo, uma espécie de calendário que contém, além de ilustrações simples e dados astronómicos, conselhos úteis, coleções de provérbios, jogos e divertimentos. O humorismo leve e a moral livre dessa publicação agradam o povo; milhares de cópias são vendidas.

Com o Almanaque, Franklin persegue obietivos semelhantes ao do círculo Junto: pretende tornar-se um educador popular, difundindo uma moral leiga, não baseada na metafísica ou na teologia, mas no trabalho, na economia, na honestidade. E sobretudo no fato de que, a seu ver, o bem e o útil são conceitos indissolúveis.

Bombeiros e tempestades

Franklin é incansável. De uma biblioteca para o Junto, passa para a ideia de uma que fosse aberta a todos os cidadãos: será a primeira biblioteca pública de Filadélfia, e de toda a América. Depois, preocupado com as necessidades de seu povo, que, desarmado, vive em contato com territórios em guerras contínuas, organiza uma brigada de voluntários, primeiro núcleo do exército dos Estados Unidos. Funda em seguida uma milícia de bombeiros; sugere projetos para limpar, calçar e iluminar as ruas da cidade.

Ao lado de toda essa atividade, encontra tempo de criar uma escola, que dará origem à primeira universidade dos Estados Unidos, a Universidade da Pensilvânia. É justamente nesse fértil período, junto ao colégio de estudos superiores, que Benjamin Franklin começa a interessar-se por problemas científicos, sobretudo pêlos fenómenos naturais.

Cotejando grande quantidade de dados que acumulara desde os tempos do Junto, formula uma interessante teoria sobre a origem e direção das tempestades; em seguida, faz observações sobre causas e estrutura dos ciclones; estuda, além disso, a natureza das correntes marítimas; investiga o fenómeno da condução do calor; pesquisa sobre óptica, da qual faz uma aplicação destinada a permanecer no tempo — as lentes bifocais.

Contudo, suas mais importantes pesquisas desenvolvem-se em torno da ele-tricidade; sobretudo, a respeito da ele-trostática, que nesse tempo é mal conhecida. Em particular, discutia-se ainda sobre a natureza desse fenómeno, usualmente dividido em eletricidade vítrea — se produzida por atrito com o vidro — e resinosa — se produzida no atrito contra resinas.

Um conceito avançado

Durante uma viagem 'a Boston, Franklin tem ocasião de assistir a experiências de um certo Dr. Siencer. Entusiasmado, pede livros sobre o assunto ao colega inglês Collinson, que lhe remete também um tubo eletrostático. Com esse aparelho Franklin inicia uma série de apaixo-nantes pesquisas. Isso o leva a formular uma teoria simples, baseada no conceito fundamental de que existiria uma substância elétrica — ou fluido elétrico, como se dizia — contido nos corpos em quantidades definidas. Em determinadas condições, essa substância pode variar; se aumenta, o corpo fica elètricamente carregado, caso em que a carga se chama positiva; se diminui, a carga é negativa. Hipótese, portanto, análoga à moderna.

É verdade que a teoria sobre a existência de um fluido único não era totalmente exata; mas o raciocínio e a própria terminologia de Franklin eram bem mais avançados que os de seus contemporâneos. Muito além destes, Franklin já admitia que o "fluido elétrico" fosse inerente à matéria, numa época em que todos acreditavam que ele fosse gerado apenas no momento do atrito. Em sua correspondência com Priestiey, de quem era amigo, há indícios de que ele chegou a intuir a chamada "lei de Gauss", considerada fundamental em eletrostática.

O cientista discute a paz

Cada vez mais envolvido em política, exercendo numerosos cargos públicos, nem por isso Franklin abandona a ciência. Descobrindo em 1750 o fenómeno de condução da eletricidade, chega, dois anos depois, à ideia do pára-raios, que constrói. A partir daí, desenvolve sua capacidade de inventor, encontrando aplicações práticas para toda a teoria — sobretudo a respeito de eletricidade — que acumulara durante tanto tempo.

Mas, progressivamente, a atividade do homem empenhado na luta de independência absorve o tempo do cientista. Com a emancipação dos Estados Unidos, surge o Franklin-diplomata, que vai à Europa discutir importantes tratados.

De volta, após bem sucedidas negociações de paz com a Inglaterra, é saudado entusiasticamente pelo povo da jovem nação independente. Entre 1785 e 1788, homenageiam-no com a presidência do Supremo Tribunal da Pensilvânia; nesse meio tempo, desempenha ainda o cargo de delegado à Convenção Constitucional.

Benjamin Franklin morreu a 17 de abril de 1790, em Filadélfia.

Referência

[1] Ciência Ilustrada, Editora Abril S/A, São Paulo, Brasil, pp. 2757-2758, 1971.

André Marie Ampère

2008-02-12T09:53:00.000-08:00

Deixou Napoleão esperando, enquanto lançava as bases do eletromagnetismo.

As entidades científicas das nações europeias tinham uma preocupação constante: eleger como membros honorários ou mesmo presidentes, igualmente honorários, seus respectivos reis e imperadores. A Academia Francesa de Ciências não escapou à regra, e foi assim que Napoleão Bonaparte passou a fazer parte da grande instituição. Por uma série de motivos, entre os quais a pouca disposição do imperador em assistir a longos debates científicos, sua assiduidade às sessões da Academia não poderia ser das maiores. Na verdade, consta que ele só compareceu ali uma vez, para agradecer a honra da eleição.

Nesse dia, um dos académicos expunha a seus confrades algumas conclusões a que chegara em suas experiências. Julgando inoportuna a presença de um estranho no recinto da assembleia, solicitou sua expulsão sumária. O "intruso", porém, não se sentiu ofendido diante da distração do cientista, e convidou-o para almoçar em sua companhia. O académico agradeceu a Napoleão a honra inusitada e prometeu que estaria nas Tulherias no dia seguinte, à hora aprazada. Ao imperador, porém, estava reservada uma segunda surpresa: o cientista, fazendo jus à sua fama de distraído, deixou-o esperando em vão, a mesa posta.

O autor da desfeita, imperdoável para o comum dos mortais, foi André Marie Ampère, que, graças a seus estudos sobre o eletromagnetismo, abriu uma nova trilha para o conhecimento da eletricidade.

Os primeiros estudos

Ampère nasceu em 1775, em Pole-mieux-Le-Mont-d'Or, uma herdade próxima a Lyon. Seu pai, abastado comerciante nessa cidade, tinha em mira proporcionar-lhe uma educação tão completa quanto possível, inclusive uma sólida formação religiosa. Como não queria que o filho adquirisse, ao lado dos ensinamentos religiosos, uma carga adicional de preconceitos, resolveu supervisionar ele próprio essa educação, confiando na ajuda de uma vasta biblioteca, que Ampère, aos onze anos, já havia lido inteiramente.

Depois da biblioteca paterna, o jovem passou a estudar matemática, começando pelas obras de Euler e Bernoulii, tarefa difícil para o principiante, pois requer um conhecimento prévio sobre ramos bastante complexos da matemática. Além disso, Bernoulii escrevera suas obras em latim, língua que Ampère desconhecia. No decurso de poucas semanas aprendeu esse idioma com o pai e, no mesmo período de tempo, adquiriu rudimentos de análise infinitesimal com o bibliotecário do colégio de Lyon. Assim, a exemplo de Pascal, aos doze anos já podia escrever um tratado sobre as seções cónicas.

Todavia, o campo de interesses de Ampère não se limitava à matemática: lia Virgílio no original e começou a estudar botânica, atividade que nunca abandonou. Aos dezoito anos de idade leu a recém-editada Mecânica Analítica, de Lagrange, refazendo, sem qualquer orientação, todos os cálculos constantes do texto.

Três musas

Segundo seu filho Jean-Jacques, Ampère sofreu três importantes influências, que lhe nortearam constantemente a vida intelectual. A primeira foi o carte-sianismo, que regeu sua atividade científica e pensamento filosófico. A segunda foi a religião, que sempre conseguiu conciliar com a Ciência. Finalmente, a terceira foi o advento da Revolução Francesa em 1789, quando ele tinha catorze anos.

Seu pai, guilhotinado quatro anos depois, na época do Terror, foi uma vítima da Revolução que, apesar disso, continuou alimentando os sentimentos liberais de Ampère.

Um mau professor

Em 1799, casou-se, e em 1803 publicou sua primeira obra matemática: Ensaio sobre a Teoria Matemática do Jogo. Graças a ela, foi-lhe conferida a cátedra de matemática em Lyon. No ano seguinte, foi nomeado instrutor de análise matemática na Politécnica de Paris; em 1806 tornou-se inspetor consultivo do Liceu de Artes e Ofícios, e, em 1808, inspetor-geral da Universidade, cargo que ocupou até a morte; em 1809, passou de simples instrutor a professor de análise matemática e mecânica na Politécnica, e em 1814 foi eleito para a Academia de Ciências, na seção de matemática. O ano de 1820 veio encontrá-lo como professor de filosofia na Faculdade de Letras de Paris. O último cargo que exerceu foi o de professor de física geral e experimental do Colégio de França.

Apesar de ter lecionado por tantos anos, não se distinguiu nessa atividade, e tudo indica que sua vocação não era o magistério.

Ampère teve uma vida amorosa conturbada, pois sua primeira mulher, por quem nutria uma grande paixão e que lhe deu um filho, morreu poucos anos após o casamento. Casou-se novamente e teve uma filha, porém o segundo matrimónio o empolgou bem menos do que o primeiro, como se pode deduzir de suas próprias palavras: "É preciso escolher entre a amizade e o amor; será a amizade para sempre".

A eletrodinâmica

A 18 de setembro de 1820, Ampère apresentou à Academia suas primeiras observações sobre a ação magnética das correntes elétricas. O interesse pelo assunto lhe fora despertado na sessão anterior da Academia, quando Oersted divulgou seus primeiros trabalhos referentes ao magnetismo. Em poucas semanas, Ampère demonstrou que as correntes elétricas se atraem ou se repelem mutuamente, descrevendo também as leis que regem o fenómeno. Essa descoberta eliminou da Ciência a ideia dos "fluidos magnéticos", entidades obscuras e misteriosas, que eram responsabilizadas pelas propriedades magnéticas da matéria.

Até 1827, continuou fazendo à Academia comunicações referentes às suas "observações eletrodinâmicas", como ele as chamava. Sua leitura revela que cada um dos resultados de seus cálculos era cuidadosamente verificado mediante uma experiência direta, sem deixar margem a dúvidas ou dar uma ideia obscura dos fenómenos descritos. Desenvolveu um método de trabalho baseado no uso de aparelhamentos muito simples, e seus raciocínios eram fundamentados numa lógica muito rígida, onde se percebe muito do racionalismo cartesiano que admirava.

AS OBRAS

Ampère deixou uma vasta quantidade de trabalhos escritos, sendo os. principais:

1820 — A ação exercida sobre uma corrente elétrica por uma outra corrente, pelo globo terrestre ou um imã.

1823 — Sobre a expressão matemática da atração e da repulsão elétricas.

1827 — Teoria matemática dos fenómenos eletrodinâmicos, deduzida unicamente da experiência.

1834 — Ensaio sobre a filosofia das ciências, ou exposição analítica de uma classificação natural de todos os conhecimentos humanos.

Para explicar o fato de que um imã eu atrai ou repele um fio no qual passa uma corrente elétrica, Ampère introduziu a hipótese de que nos imãs o magnetismo era devido à existência de correntes elétricas em sua superfície, em torno de seu eixo.' Alguns meses mais tarde, por influência de Fresnel, corrigiu essa concepção, situando essas correntes não na superfície dos imãs, mas ao redor de suas moléculas. São as correntes moleculares, que constituiriam a explicação unanimemente aceita para os fenómenos magnéticos, até o advento da mecânica quântica.

No ano de 1827, escreveu a Teoria matemática dos fenómenos eletrodinâmicos, deduzida unicamente da experiência, obra em que conclui suas pesquisas sobre a eletricidade e o magnetismo. Constitui a síntese de suas comunicações à Academia, feitas de junho de 1822 a novembro de 1825. Nesse trabalho, Ampère explica os fenómenos estudados por meio da hipótese de uma interação newtoniana entre elementos de corrente. Essa interação existia em função da distância e dos ângulos que os elementos vetoriais da corrente formavam entre si e com o raio vetor que os separava. Porém, tal hipótese não podia ser verificada na prática, como ele preferiria, pois, se é fácil medir a força exercida por uma corrente elétrica sobre uma parte móvel de um circuito elétrico (suficientemente pequena para poder ser considerada como um elemento de corrente), é impossível isolar simultaneamente dois desses elementos e separar sua interação das que se devem às outras partes do sistema.

Na mesma obra, Ampère enunciou quatro importantes princípios relativos ao eletromagnetismo, extraídos de suas experiências. Em suas próprias palavras:

1) as ações de uma corrente ficam invertidas quando se inverte o sentido da corrente;

2) há igualdade nas ações exercidas sobre um condutor móvel por dois outros, fixos, situados a igual distância do primeiro;

3) a ação de um circuito fechado, ou de um conjunto de circuitos fechados sobre um elemento infinitésimo de uma corrente elétrica, é perpendicular a esse elemento;

4) com intensidades constantes, as inte-rações de dois elementos de corrente não mudam quando suas dimensões lineares e suas distâncias são modificadas em uma mesma proporção.

Quase a indução

Em 1821, portanto no início de suas observações sobre o magnetismo, Ampère procurou determinar se seria possível produzir uma corrente elétrica pela influência de outra. Em 1822, ele e Au-guste de La Rive fizeram experiências visando a esse resultado. Um circuito fechado de cobre era suspenso por um fio no interior e no plano de uma bobina circular, na qual se podia fazer passar uma corrente elétrica. O conjunto todo ficava sujeito à ação do campo magnético de um imã. Estabelecendo uma corrente na bobina e interrompendo-a logo após, verificaram que o circuito fechado era atraído ou repelido pelo imã. Infelizmente, nenhum dos dois analisou o fenómeno, pois estavam à procura de correntes permanentes, e assim a descoberta das correntes induzidas ficou adiada por alguns anos, até 1831, por intermédio de Michael Faraday. Aliás, este último também passou anos à procura de correntes induzidas permanentes, negligenciando os fatos observados da mesma maneira que Ampère e de La Rive.

A atividade científica de Ampère não se limitou somente ao magnetismo, pois publicou obras referentes à mecânica, à análise matemática, à geometria dos poliedros, à refração, à óptica teórica e à zoologia.

Em sua última obra, pouco antes de morrer em 1836, Ampère empreendeu uma classificação analítica de todo o conhecimento humano. Figurou também entre os partidários da recém-enunciada teoria atómica da matéria. Em homenagem a Ampère, que Maxwell apelidou "o Newton da Eletricidade", a unidade de intensidade da corrente elétrica leva seu nome.

A imponente fachada da Sorbonne, famosa instituição de ensino francesa, em cuja Faculdade de Letras André Marie Ampère ensinou filosofia, a partir do ano de 1820.

Alessandro Volta

2008-02-12T09:36:00.000-08:00

De um "rosário" de discos metálicos nasceu a corrente elétrica.

Em fins do século XVIII, um novo ramo da física fascinava os pesquisadores: a eletricidade. Era estranho que dois corpos pudessem atrair um ao outro só porque tinham sido friccionados, gerando aquele "fluido misterioso" chamado eletricidade (de elektron, nome grego do âmbar, o material mais sensível ao fenómeno).

Para a sociedade de então, eram experiências que roçavam a magia; mas os físicos desconfiavam que o estudo de tais fenómenos, que pareciam ser governados por leis bem determinadas, abriria caminho a novos conhecimentos, vastos e interessantes. Já vislumbravam relações entre os fenómenos elétricos e a química, porquanto a eletricidade parecia favorecer determinadas reações ou dissocia-ções de compostos, entre eles a água.

As experiências, contudo, apresentavam grandes dificuldades, principalmente porque só se sabia produzir eletricidade friccionando dois corpos entre si. Com essa operação, de fato, se obtém a separação de cargas elétricas superficiais, ou seja, um dos corpos passa a ter elétrons em excesso e no outro há falta deles. A diferença de eletrização resultante (negativa no primeiro e positiva no segundo) é demonstrada pela atração que se verifica entre os dois corpos.

Na época, ainda não se havia conseguido produzir a eletricidade de modo constante, com corrente fluindo continuamente através de um condutor. Existiam máquinas eletrostáticas rudimentares que serviam apenas para um número limitado de experiências. Ademais, para medir a quantidade de eletricidade com que se faziam as experiências, usavam-se procedimentos pouco sensíveis, capazes de medir cargas elétricas apenas quando estas tossem grandes. As quantidades pequenas de carga fugiam à capacidade de medida da época.

Contribuição decisiva

Foi Alessandro Volta, físico italiano, quem aprofundou os estudos dos fenómenos elétricos e conseguiu gerar eletricidade por meio de reações químicas. Construiu um estranho aparelho com moedas de cobre, discos de zinco e coxins de feltro banhados com uma solução ácida, que servia para produzir com continuidade um movimento de cargas elétricas através de um condutor. Esse aparelho — chamado pilha porque as moedas de cobre, os coxins de feltro e os discos de zinco eram empilhados uns sobre os outros — descortinava novos horizontes à pesquisa dos fenómenos elétricos, permitindo a realização de novas experiências.

Após este passo, pouco tempo bastou para que as relações entre as correntes elétricas e os campos magnéticos fossem descobertas. Para isso foi também de grande auxílio outra invenção de Volta: um dispositivo que permitia medir quantidades minúsculas de eletricidade estática.

A contribuição de Volta para o progresso da Ciência foi realmente notável, especialmente considerando ter sido um autodidata. Não se dedicou somente à eletrologia, mas se interessou profundamente na solução de diversos problemas industriais.

Mudo, mas atento

Alessandro Volta nasceu em Como, uma pequena cidade próxima de Milão, na Itália, em 18 de fevereiro de 1745. Era o sexto dos sete filhos do Conde Fi-lippo Volta e da Condessa Maria Madalena, que o enviaram para passar a infância numa localidade próxima, Bruna-te, entre pessoas de pouca cultura.

Com a pilha, Volta tornou-se definitivamente famoso: foi senador e depois conde do reino da Itália. Sua pilha é chamada "rosário", porque os discos de cobre e de zinco têm um furo no centro e foram enfiados numa haste isolante. O cobre e o zinco estavam separados por feltro.

Parece ter sido esta a razão pela qual, segundo seus biógrafos, teve um desenvolvimento-muito lento, tanto que só teria começado a falar com sete anos, para grande preocupação de seus pais. Mas nos anos de silêncio, sua mente não perdeu tempo. Bem cedo o jovem Alessandro revelou uma indomável vocação para os estudos das ciências naturais, a ponto de utilizar qualquer papel que lhe viesse às mãos para fazer um registro de suas observações — levadas a efeito, às vezes, em lugares perigosos (aos doze anos pensou ter descoberto um filão de ouro num rio e, para segui-lo, quase se afogou).

Os primeiros passos

Com a morte do Conde Filippo Volta, a família fica em situação económica difícil, e o jovem Alessandro vai viver com um tio. Já era tempo de pensar no futuro: o tio quer fazê-lo estudar Direito; um professor aconselha a carreira eclesiástica. Porém, a escolha definitiva é feita pelo próprio Alessandro, que se decide pela física.

Com apenas dezesseis anos abandona o Colégio dos Jesuítas, em Como, e prossegue seus estudos sozinho, com a assistência do Cónego Gattoni, um amigo que lhe ensina os primeiros rudimentos da física e põe à sua disposição os aparelhos necessários às experiências. Com dezoito anos, Volta marca sua primeira presença: escreve uma carta ao físico G. A. Noilet, na qual exprime sua convicção de que os fenómenos elétricos podiam ser atribuídos a forças de atração de tipo semelhante àquelas gravitacionais, já descritas por Newton. Com ela demonstrava já estar amadurecido para tratar de questões bem mais profundas.

Um professor sem títulos

O estudo é uma atividade fascinante, mas nem sempre proporciona meios adequados de subsistência. Volta precisava encontrar uma atividade remunerativa para poder continuar suas pesquisas. Mesmo sem possuir títulos escolares adequados, suas experiências e estudos o haviam feito famoso em toda a Europa. E, ainda, estudando sozinho, havia aprendido latim, francês, alemão e inglês, sem deixar de lado uma boa cultura básica em física e matemática. Considerou adequada a seus interesses a carreira didáti-ca e recorreu, então, a Cario di Firmian, 3u. governador da Lombardia austríaca, para obter um emprego. Conseguiu inicialmente a nomeação para docente substituto, depois a de regente e, finalmente a de professor de física experimental nas escolas de Como — sem mesmo precisar defender tese — recebendo um salário igual ao de um professor veterano.

Em 1775, Volta inventa o eletróforo (aparelho com seu nome, atualmente), que promove a eletrização de condutores e possibilita obter altas tensões aproveitando o princípio de funcionamento do condensador, ou seja, o fenómeno de indução eletrostática. Para garantir a prioridade, comunicou a invenção a Pries-tiey. Na época era uma necessidade tornar conhecidos os resultados dos próprios estudos a alguém importante e famoso, pois ainda não existia o serviço de publicações, com que hoje conta um pesquisador. Uma carta a um cientista significava .assegurar a prioridade de uma descoberta e receber críticas e comentários úteis para levar avante pesquisas posteriores.

No ano seguinte, anuncia a invenção do eudiômetro (que ainda hoje é lembrado com seu nome). Neste aparelho provoca-se a reação entre compostos gasosos por meio de um centelha elétrica — invenção que prenunciava o advento do motor a explosão atual, no qual o oxigénio e o hidrogénio de Volta são substituídos, respectivamente, pelo ar e pêlos vapores de um combustível. Hoje, tal aparelho é encontrado nos laboratórios das escolas para demonstrar a lei com que se unem hidrogénio e oxigénio para formar a água. Mas naquela época servia para demonstrar a validade das leis das proporções definidas e para estudar as leis dos gases. De fato, Volta determinou a lei segundo a qual um gás se dilata quando é aquecido, participando, com Gay Lussac, das glórias da observação.

O êxito internacional

Em 1776, descobriu o metano, gás que havia visto emanar em fermentações subaquáticas dos pântanos. Tais estudos tornaram-no ainda mais famoso e abriram caminho, em 1779, para a Universidade de Pávia, onde foi ensinar. Em 1785, seis anos depois, os estudantes daquela universidade o elegeram reitor, de acordo com o costume da época.

Com sua mente extraordinariamente criativa. Volta sugere a Dolomieu a construção de uma pilha portátil, em uma carta de 1801.

Em seus primeiros anos de atividade em Pávia, Volta teve a oportunidade de realizar muitas viagens pela Europa, durante as quais ampliou seus conhecimentos e, ao mesmo tempo, tornou-se bastante conhecido.

Foi um homem dotado de elevado sentido prático, que o levou a se interessar sempre por problemas industriais. Sugeriu a fabricação industrial das vacinas, compreendeu e procurou difundir a importância do amianto para a indústria, promoveu a difusão da cultura controlada do bicho-da-sêda e tentou racionalizar o cultivo do lúpulo e da batata.

A pilha elétrica

A invenção da pilha — chamada então "órgão elétrico artificial", porque a eletricidade era gerada por um artifício e não pelo trabalho humano — data de 1800. Esta descoberta tornou-o definitivamente uma celebridade: em 1801 foi recebido por Napoleão, que desejava ver o aparelho. Recebeu posteriormente do imperador a nomeação de senador e depois conde do reino da Itália. Sua vida, então, transcorria tranquila. As raras polémicas, inevitáveis entre estudiosos, limitavam-se a divergências superficiais. Os acontecimentos políticos não o interessavam: ignorou os movimentos separatistas, aceitou a cidadania austríaca, embora considerasse como pátria somente a cidade de Como e as regiões adjacentes.

Em 1819, com 74 anos de idade e já sentindo que sua capacidade inventiva estava esgotada, retirou-se da vida ativa para morar em Cammago, onde morreu em 1827.