A Cosmologia Grega


A civilização grega

Embora muitas civilizações antigas tenham realizado importantes progressos cientificos, nada se compara ao que foi conseguido pelos gregos antigos.

Foram eles que começaram a desenvolver o método científico de investigação. Na Grécia antiga os pesquisadores começaram a se preocupar em ser céticos quanto às explicações imediatas dos fenômenos que ocorriam à sua volta. A ciência passou a ter uma forte conotação experimental e o cientista passou a ser um investigador.

O fato dos gregos antigos terem desenvolvido esta forma de pensamento objetivo não surgiu do nada. Vários fatores culturais específicos presentes na sua civilização permitiram que o método científico pudesse se instalar entre os filósofos da Grécia antiga. Podemos destacar alguns destes fatores:
  • o primeiro deles foi a possibilidade da discussão franca dos mais variados assuntos. Isto ocorria nas assembléias onde, pela primeira vez, o debate racional permitia que uns tentassem persuadir outros de que seus argumentos eram os mais corretos. O debate é um ponto fundamental para o desenvolvimento científico.

  • outro ponto importante foi a economia marítima desenvolvida pelos gregos. Isto impedia o isolamento e o provincianismo do seu povo. Eles recebiam, o tempo todo, muitas influências de outras culturas.

  • o terceiro fator foi a existência de um mundo bastante amplo que usava a língua grega. Isto permitia que os viajantes e, principalmente, os eruditos pudessem perambular adquirindo mais experiência e mais conhecimento.

  • a existência de uma classe mercantil independente, que podia contratar os seus próprios professores, foi também um fator bastante importante para a sociedade grega. Isto tirava o conhecimento das mãos exclusivas dos nobres ou daqueles associados à nobreza.

  • outro ponto importante foi o fato dos gregos possuirem uma religião literária que, embora tivessem a presença de sacerdotes, não era dominada por eles. Isto fez com que a liberdade de expressão fosse maior, e não houvesse tanto medo em expressar suas opiniões.
Se você reune todos estes fatores durante mil anos, como ocorreu na Grécia, terá, provavelmente, o resultado científico que foi obtido pelos gregos antigos. No entanto, segundo alguns historiadores, a reunião de todos esses fatores numa grande civilização é totalmente fortuita e não acontece duas vezes.

O desenvolvimento da matemática grega foi um fato da maior importância para o desenvolvimento da ciência naquela região. No entanto, os primeiros passos dados pela ciência grega, bastante rudimentares e frequentemente sem qualquer apoio de experiências ou observações, tinha muitos erros, alguns deles bastante sérios. Por exemplo, os antigos gregos acreditavam que quando voce atira uma pedra na direção horizontal, o seu movimento horizontal atua sobre ela de forma a mantê-la mais tempo levantada. Deste modo, os gregos antigos acreditavam que se você deixa cair uma pedra, da mesma altura e no mesmo instante em que você lança horizontalmente uma outra pedra, esta última leva mais tempo para retornar ao chão.

Os gregos antigos também desenvolveram uma verdadeira paixão pela geometria. Eles acreditavam que o círculo era a forma "perfeita", apesar das manchas que podiam observar na Lua e das manchas solares que, ocasionalmente, podiam ser vistas a olho nú no crepúsculo.

Esta quase adoração pela perfeição do círculo levou os gregos antigos a postularem que, uma vez que os céus também são "perfeitos", as órbitas planetárias tinham de ser circulares.

Os antigos gregos foram os primeiros a construir um modelo cosmológico capaz de interpretar os movimentos aparentes da Lua, do Sol, dos planetas e das estrelas no céu.

Como veremos abaixo, no século 4 antes de Cristo os gregos desenvolveram a idéia de que as estrelas eram fixas sobre uma esfera celeste que girava em torno de uma Terra esférica a cada 24 horas. Para eles os planetas, o Sol, a Lua, se moviam em um éter que permeava o meio entre a Terra e as estrelas.

Para a maioria dos astrônomos gregos parecia haver uma esmagadora evidência de que a Terra era estacionária e que os céus é que se moviam. Isso era aceito até mesmo pelo maior astrônomo entre eles, Hiparcus. Como seus predecessores Hiparcus acreditava que devia ser possível analisar o movimento das esferas. Como achasse os dados disponíveis inadequados, devotou sua vida não à Cosmologia mas à tarefa primária de um astrônomo daquela época - a observação de estrelas individuais.


A mitologia grega e sua cosmologia primitiva

Sabemos que os povos antigos em algum momento notaram que o Sol, a Lua e as estrelas seguem certos rítmos de acordo com as estações do ano. Isso os levou a dar um grande salto na maneira de encarar o mundo a sua volta. Estes povos postularam que algum tipo de consciência deveria estar controlando os movimentos dos corpos celestes e ditando as variações de clima que ocorriam ao longo do ano e que eram fundamentais para a sobrevivência das sociedades pastorais e agrárias daquela época. Mas quem, ou o que, poderia estar ocasionando estas variações tão importantes? Certamente nada que existisse sobre a Terra, fosse humano ou animal, teria este poder. Deste modo o homem criou os deuses.

A mitologia grega é vastíssima. Inúmeros deuses e semi-deuses dividiam poderes e, curiosamente, possuiam também vários dos chamados "defeitos" humanos tais como, ciúme, cobiça, ódio, etc. Um desses deuses, Atlas, era representado carregando o mundo em suas costas.

Com esses deuses os gregos montaram a sua concepção mais primitiva do universo.

Os primeiros registros de como os gregos interpretavam o universo estão nos poemas épicos escritos por Homero e por Hesiodo. Homero escreveu dois famosos poemas épicos, a Odisséia e a Ilíada, nos quais descrevia as guerras da época e os perigos de retornar para casa após tão longas ausências.

Na Odisséia Homero dizia que o firmamento tinha a forma de uma bacia sólida emborcada que englobava toda a terra, e com um "aither" (éter) brilhante e flamejante situado acima do "aer" (ar), onde estão as nuvens. Homero mencionava os movimentos do Sol e da Lua. Ele também citava várias estrelas pelos seus nomes.

Para Homero o lugar de todo o mal, Tartaros, está localizado no "lado de baixo" da Terra. Esta localização teve um profundo impacto sobre o conceito grego de firmamento: Hades não era iluminado pelo Sol e, por conseguinte, tanto o Sol como os outros corpos celestes deveriam se esconder somente até o nivel do Oceano. O Oceano é o rio que circunda a borda da Terra. É do Oceano que o Sol também se levanta para brilhar durante o dia. O que os gregos não explicavam é como o Sol retorna à margem oriental do Oceano todos os dias!

Para Hesiodo a noite era uma substância que jorrava para cima, vindo das profundezas da Terra, como se a noite fosse uma névoa escura que fluia no fim do dia.

Além das interpretações do universo feitas pelos gregos cultos haviam também aquelas que pertenciam à cultura popular. Um desses cultos era o de Orpheus que desenvolveu seus próprios deuses e uma variante sobre a criação do universo diferente daquelas de Homero e Hesiodo. Neste caso, um ovo primordial teria sido gerado pelos deuses antigos. A metade superior de sua casca quebrada se tornou a abóbada do céu.

Devemos lembrar que as cidades e tribos gregas estavam unidas somente pela linguagem e pela cultura comum e, mesmo assim, ambas tinham variantes regionais. Os vários cultos existentes nestas cidades e tribos certamente tinham versões diferentes sobre o universo. Os deuses responsáveis pelos movimentos dos corpos celestes também variavam ligeiramente entre as várias regiões. O mais importante é que o firmamento e os corpos celestes eram frequentemente citados por vários autores de peças teatrais e outros trabalhos populares. Isso fazia com que estes mitos de criação fossem conhecidos e mantidos nas mentes da maioria da população da época.

O universo dos gregos no século 6 a.C. Os primeiros filósofos naturais: os Jônicos


Os antigos jônicos foram os primeiros pensadores que afirmaram, sistematicamente, que são as leis e as forças da Natureza, e não os deuses, os responsáveis pela ordem e até pela existência do mundo.

O poeta romano Titus Lucretius Carus (cerca de 98-55 a.C.), autor de "De rerum natura" (Da Natureza das coisas), resumiu as idéias dos Jônicos da seguinte maneira:

"A Natureza livre e desembaraçada de seus senhores arrogantes é vista agindo espontaneamente por si mesma, sem a interferência dos deuses."


Sabemos hoje que a civilização humana começou há apenas 10 ou 12 mil anos. A experiência jônica tem 2500 anos. No entanto, a forma de pensar jônica foi quase inteiramente apagada, desaparecendo quase totalmente depois da época de Platão e Aristóteles.



Mostramos a seguir um resumo das idéias de alguns dos principais filósofos gregos Jônicos: Thales, Anaximander, Heraclitus e Anaxagoras.


Thales (de Miletus)

O pensamento e a especulação científica grega começou com uma escola de filosofia em Ionia no século VI a.C. O interesse dos gregos pela especulação científica foi visto pela primeira vez na cidade de Miletus, em Ionia. Entre os filósofos que lá viviam um se destacou: Thales de Miletus.

Thales de Miletus nasceu em 640 a.C. Ele foi o primeiro filósofo natural (assim os cientistas eram chamados naquela época) grego importante e, frequentemente, é considerado o pai da astronomia grega.

Suas contribuições foram numerosas em particular no desenvolvimento da navegação astronômica.

Thales adquiriu fama ao prever a ocorrência de um eclipse solar no ano 585 a.C. O historiador Herodotus, que viveu no século V a.C., nos conta que Thales previu o ano em que iria ocorrer um eclipse do Sol. Isto realmente aconteceu durante uma batalha entre os Lidios e os Persas.

Se Thales realmente fez isso, e muitos historiadores não acreditam nesta previsão, sem dúvida alguma é uma façanha maravilhosa tendo em vista a pobreza dos registros astronômicos da época. Alguns pesquisadores acreditam que Thales sabia da tendência que os eclipses tinham de se repetirem a cada 47 anos e sabia da ocorrência de um eclipse 47 anos antes da data que ele previu. Mesmo assim, isso é bastante notável para a época.

Nenhum dos trabalhos de Thales sobreviveu mas a sua reputação entre os gregos nos séculos que se seguiram ficou sendo aquela de um homem que sempre assumia uma abordagem racional ou "científica" em relação aos mistérios do mundo natural.

A descrição do universo feita por Thales sugeria que a Terra flutuava sobre a água.


Anaximander (de Miletus)

Depois de Thales a escola ionica foi liderada por Anaximander (610 - 547 a.C.), também de Miletus. Entretanto, o ensinamento de Anaximander era mais complexo e sutil do que o de Thales.

Curiosamente, a reputação de Thales de Miletus esteve fortemente apoiada pelas realizações de seu aluno Anaximander. A este é creditado ter sido o primeiro homem a tentar mapear o mundo e a oferecer uma audaciosa explicação da origem do universo.

Na teoria de Anaximander o cosmos resultou de uma luta entre os opostos de calor e frio. No vasto começo não limitado do tempo os dois começaram a se separar, resultando em uma bola de fogo circundada por neblina. A bola quente contraiu e endureceu formando uma esfera sólida no centro, que é a Terra.

No entanto, essa separação não foi perfeita. Alguns anéis mais externos de fogo aprisionaram camadas de névoa dentro deles. Esta névoa é a nossa atmosfera. Através de aberturas nela podemos observar pequenas partes do fogo circundante, na forma do Sol, Lua e as estrelas.

Deste modo, o Sol e as estrelas eram fogos aprisionados em massas globulares pelo ar mais frio. O que nós vemos realmente no céu é o "bocal" ou "respiradouro" do Sol que está voltado na nossa direção.

Anaximander mantinha que a origem de tudo era uma massa primária, indefinida e eterna, a partir da qual os opostos primários de calor e frio, aridez e umidade se separaram.

A idéia da existência de uma matéria primária é digna de reflexão. Que força de abstração científica temos que ter para visualizar um único princípio metamórfico como base de todas as coisas!

Anaximander também dizia que a Terra estava necessariamente em repouso por causa da sua homoiotes, palavra grega que significa uniformidade, e portanto não precisava repousar sobre coisa alguma.


Heraclitus (de Ephesus)

Heraclitus viveu no período entre 540 e 480 a.C.

Para ele a criação ocorria através do equilíbrio de diferentes substâncias e todas as coisas eram produzidas através de um processo de condensação criado pelo fogo. O fogo era o princípio constitutivo de todas as coisas e a partir dele tudo se explica por transformações: tudo nasce do fogo e tudo também termina nele. Segundo ele, a parte mais espessa do fogo, ao se contrair, fez nascer a terra e quando esta se dilatou, em virtude do fogo, nasceu a água. Da evaporação da água teve origem o ar.

A noite era formada por emanações escuras liberadas pela Terra e o dia era criado pelas emanações acendidas pelo Sol.

Heraclitus acreditava que Sol, a Lua e as estrelas são fogos aprisionados em bacias que lançam pontas para fora delas ocasionando os eclipses e as fases da Lua.

Ele também achava que a Lua se deslocava através do ar menos puro que está próximo à Terra e, por esse motivo, ela é menos brilhante. O Sol tinha cerca de 30 centímetros de largura e era a mais próxima de todas as estrelas sendo, portanto, a mais brilhante e a mais quente entre elas. Para ele um novo Sol aparecia a cada dia.

Heraclitus parecia acreditar que o Universo se comporta de uma maneira periódica.


Anaximenes (de Miletus)

Anaximenes viveu por volta do ano 525 a.C. Ele refinou a idéia de que a Terra era plana e sugeriu que todas as coisas seriam produzidas através de um processo de "condensação" e "rarefação" gradual.

Para Anaximenes a terra se condensa a partir do ar e o fogo é "exalado" pela terra.

Segundo ele a Terra e os corpos celestes são planos e flutuam no ar infinito como se fossem folhas de uma árvore.

Anaximenes também afirmava que os corpos celestes não se põem abaixo da Terra, como se dizia na mitologia. Ao invés disso eles fazem uma curva em um determinado ângulo como podemos ver pelo fato das estrelas se moverem realizando circulosna parte norte do céu.

Esses corpos celestes desaparecem das nossas vistas por serem ocultados pelas partes "mais altas" da Terra que estão na direção norte.







Anaxagoras (de Clazomenae)

Anaxagoras viveu no período entre 500 e 428 a.C.

Ele sugeriu que nous, palavra grega que significa a mente, controlava o universo.

Ele também acreditava que os cometas eram formados por planetas que colidiam.

Além disso, Anaxagoras acreditava que o Sol era uma bola de fogo, de ferro derretido, maior que o Peloponeso.

Segundo ele, a Terra era plana, sólida e estava suspensa no ar. Para ele a Lua estava mais perto da Terra do que o Sol.

Anaxagoras também tinha opinião sobre os eclipses. Para ele, os eclipses da Lua eram causados pela sombra da Terra e de outros corpos e os eclipses do Sol eram causados pela Lua.

Segundo Anaxagoras existiam corpos invisíveis atrás das estrelas.

Anaxagoras também acreditava que os meteoros que eles viam cairem do céu eram formados pelos mesmo materiais que encontramos na Terra. Para ele os corpos celestes originalmente faziam parte da Terra mas foram lançados no espaço devido à rapida rotação do nosso planeta. À medida que a rotação desses outros corpos diminuia eles eram puxados de volta pela Terra e caiam sobre ela na forma de meteoros.

O universo de Pitágoras (de Samos)

Pitagoras viveu no período entre ~580 (ou ~590) e 500 antes de Cristo e é geralmente considerado um dos maiores professores gregos desta época mais remota. Pitagoras foi um importante contemporâneo de Thales de Miletus.

Ele fundou uma escola que misturava filosofia natural e misticismo e que atraiu muitos seguidores. Vários estudiosos preferem dizer que Pitágoras formou um culto e não uma escola. Porque um culto? Os seguidores de Pitágoras viviam em um rígido regime, que incluia o vegetarianismo, o voto de silêncio durante os cinco primeiros anos de permanência no grupo, e total anonimato em relação a feitos pessoais. Devido a estas restrições é difícil saber o que foi feito por Pitágoras e o que foi pelos seus seguidores.

A escola de Pitágoras fez vários desenvolvimentos na matemática. Foram eles que, pela primeira vez, reconheceram a existência de números irracionais. No entanto, havia também um pouco de misticismo nos seus estudos. Para os pitagóricos o ponto estava associado ao número 1, uma linha com o número 2, uma superfície com o 3 e um sólido com o 4. Sua soma dava 10, número então considerado sagrado e onipotente.

Pitágoras é mais conhecido pelo seu teorema: o Teorema de Pitágoras


"Em um triângulo retângulo o comprimento da hipotenusa elevado ao quadrado é igual à soma dos comprimentos de cada cateto elevado ao quadrado."


O teorema de Pitágoras já era conhecido pelos antigos Babilônios, mas parece que Pitágoras foi o primeiro a demonstrá-lo.

Os desenvolvimentos feitos na astronomia pelos membros da escola de Pitágoras estavam baseados nos estudos de Anaximander. Parece que o conceito de "movimento circular perfeito" veio de Anaximander.

A escola de Pitágoras estava interessada na relação entre a música e a matemática. Seus membros acreditavam que os planetas estavam associados a esferas cristalinas, uma para cada planeta, as quais produziam a "Música das Esferas". Estas esferas estavam centradas na Terra, e ela mesma estava em movimento. Nós não notamos a "música das esferas" por que ela sempre esteve à nossa volta e, portanto, não sabemos como seria não sentir o seu som.

É provável que Pitágoras tenha sido o primeiro a supor que a Terra é uma esfera. Alguns também atribuem a Pitágoras ter reconhecido que a "estrela matutina" e a "estrela vespertina" são, ambas, o planeta Vênus.

Embora somente oito corpos celestes fossem conhecidos naquela época, Pitágoras acreditava que deveriam haver dez - os cinco planetas conhecidos, o Sol, a Lua, a Terra, e uma chamada "contra Terra" designada pelo termo grego antikhthon.


Os Pitagóricos no século 5 a.C.

Surpreendentemente para a época, os seguidores de Pitágoras, no século 5 a.C., foram os primeiros a produzir uma teoria astronômica na qual uma Terra esférica girava em torno de seu próprio eixo assim como se movia em uma órbita. Essa teoria surgiu em parte da necessidade de localizar o grande fogo que eles acreditavam alimentar o universo. Os Pitagóricos acreditavam que nem a Terra nem o Sol, mas sim um "fogo central", estava no centro do universo. Este fogo é que fornecia a energia para que os outros corpos celestes pudessem se movimentar. Em torno deste "fogo central" moviam-se os planetas conhecidos, a Terra, a contra-Terra, a Lua e o Sol, cada um deles associado à sua própria esfera de cristal. A Terra estava protegida deste "fogo central" pela "contra-terra". Acredita-se que a "contra-terra" foi "inventada" para explicar os eclipses mas também para fazer com que o número de objetos que circundavam o fogo central fosse 10, o número mágico dos pitagóricos.



Os Pitagóricos colocaram esse fogo no centro escondido das coisas, com a Terra girando em torno dele mais próxima do que qualquer um dos outros corpos visíveis no céu. A razão pela qual nunca vemos ou somos torrados por esse fogo é pelo fato de que vivemos sobre somente metade da esfera da Terra e essa nossa metade está sempre virada na direção contrária ao fogo.

Isso torna necessário que a Terra gire em torno do seu eixo à medida que percorre sua órbita, uma revolução completa por órbita exatamente como a Lua percorre sua órbita em torno da Terra mostrando sempre a mesma face. Para os Pitagóricos esta rotação da Terra em torno do seu eixo explica (corretamente) o modelo de dia e noite.

Os Pitagóricos estavam muito a frente do seu tempo ao proporem a única verdade de sua teoria - o fato de que a Terra é esférica e gira. Futuramente Copérnico desenvolveria esta idéia não deixando de reconhecer que os Pitagóricos foram os seus criadores.

Para os Pitagóricos a sequência dos corpos celestes, se nos movermos nos afastando da Terra, será dada pela Lua a seguir, então o Sol, os planetas e finalmente as estrelas. Essas últimas, ao contrário dos outros objetos celestes, permanecem fixadas sobre uma esfera mais externa.

Estas "esferas celestiais", surgidas no século 5 a.C. e conservadas como relíquias por Ptolomeu, introduziram os círculos concêntricos que dominariam a descrição do Universo pelos próximos 2000 anos. Elas também dariam início a uma procura infrutífera que exercitaria muitas mentes brilhantes da época: que modelo mecânico pode explicar o movimento errático dos planetas?




O universo de Platão

A restauração da democracia em Atenas levou às primeiras cosmologias especulativas tanto dos filósofos gregos mais antigos como dos clássicos.

Platão (427 a.C. - 347 a.C.) estabeleceu que o tempo teve um início e que ele surgiu junto com o universo em um instante de criação.

Para Platão o universo foi criado por um "artesão" usando como seu modelo o mundo das formas.

Platão foi o primeiro filósofo que formou uma escola, a primeira universidade. Como ela estava no terreno que tinha uma vez pertencido a um lendário grego chamado Academus, o nome dessa escola passou a ser "Academia".

Platão acreditava que os corpos celestiais exibiam formas geométricas perfeitas. Baseado nisso ele procurou associar os elementos essenciais de sua concepção do universo com os sólidos regulares considerados perfeitos.

Existem cinco, e somente cinco, sólidos regulares possíveis. Cada um desses sólidos tem faces equivalentes com todas as linhas e ângulos iguais. Todos os seus lados são iguais, seus ângulos são os mesmos e todas suas faces são idênticas. Em cada vértice de tais sólidos vemos o encontro do mesmo número de superfícies. A esses sólidos, perfeitamente regulares, damos o nome de "sólidos Platônicos". Existem somente cinco sólidos platônicos: o tetraedro, o hexaedro, o octaedro, o dodecaedro e o icosaedro. Para Platão, quatro destes cinco sólidos regulares representavam os quatro elementos, ar, fogo, água e terra. Um deles representava o universo como um todo.

Estes sólidos e suas regularidades foram descobertos pelos Pitagóricos e foram originalmente chamados de "sólidos Pitagóricos". Mais tarde o filósofo grego Platão os descreveu em detalhes no seu livro "Timaeus" e os associou à concepção Platônica do mundo. Por esse motivo hoje estes sólidos são conhecidos sob o nome de "sólidos Platônicos".

São os seguintes os "sólidos platônicos":

tetraedro
 o tetraedro possue quatro lados que são triângulos equiláteros. Ele tem o menor volume para sua superfície e representa a propriedade de secura, falta de chuva.
O tetraedro corresponde ao fogo.
hexaedro
 O hexaedro possue seis lados que são quadrados. Como o hexaedro (ou cubo) pode permanecer firmemente sobre sua base, corresponde à Terra estável.
octaedro
 O octaedro possue oito lados que são triângulos equiláteros. Quando seguro por dois vértices opostos, o octaedro pode girar livremente. O octaedro corresponde ao ar.
dodecaedro
 O dodecaedro possue 12 lados que são pentágonos equiláteros. O zodíaco é formado por 12 signos, que correspondem às doze faces do dodecaedro. Por esse motivo o dodecaedro corresponde ao universo.
icosaedro
 O icosaedro possui 20 lados que são triângulos equiláteros. Ele tem o maior volume para a sua área superficial. O icosaedro representa a propriedade de umidade, umedecimento e, por conseguinte, corresponde à água.


Foi na época de Platão, século 4 a.C., que surgiu o modelo que descrevia o universo por meio de esferas. Este modelo tornou-se popular e consistia de uma Terra esférica no centro, circundada por uma esfera externa formada por estrelas. Entre estas duas esferas os planetas se moviam de um modo não determinado.

Platão propôs, então, aos seus discípulos a seguinte questão: o que são os movimentos uniformes e ordenados descritos pelos planetas no céu?

A resposta a esta pergunta viria a ser elaborada por Eudoxus (de Cnidus), antigo aluno de Platão.

Eudoxus nasceu entre 408 e 390 a.C. em Cnidus, nas costas do Mar Negro, e morreu aos 53 anos. Ele foi um gênio da matemática, talvez o maior de todos os antigos matemáticos sendo superado apenas por Archimedes muitos anos depois.

Eudoxus foi o inventor de um método de análise conhecido atualmente como "método da exaustão". Ele também foi o descobridor do tratamento de quantidades incomensuráveis que está apresentado no quinto livro do grande geômetra grego Euclides.

Aos 23 anos Eudoxus frequentou a academia de Platão em Atenas com o objetivo de estudar filosofia e retórica. Anos mais tarde ele foi para o Egito aprender astronomia em Helopolis. No ano 365 a.C. Eudoxus retornou a Atenas com seus alunos e tornou-se colega de Platão. A astronomia grega alcançou um novo patamar científico, muito mais sofisticado, a partir dos trabalhos de Eudoxus.

Foi Eudoxus de Cnidus, no século 4 a.C., quem forneceu a primeira importante resposta à pergunta de Platão citada acima. Ele foi o primeiro a propor que o movimento dos corpos celestes podia ser descrito por meio de uma série de esferas transparentes nos céus, que transportavam os corpos celestiais a diferentes velocidades em grupos encadeados, com centros que variavam ligeiramente.

Seu raciocínio era brilhante para a época:
  • uma vez que não podemos medir as distâncias às estrelas é bastante razoável supor que elas estão à mesma distância de nós. Deste modo podemos considerar que elas estão situadas sobre uma grande esfera em cujo centro a Terra esférica permanecia em repouso.

  • em torno deste centro existiam 27 esferas concêntricas em rotação.

  • como não notamos nenhuma variação da distância entre a Terra e a Lua é natural supor que ela está se movendo sobre uma esfera.

  • o mesmo ocorria para todos os outros corpos celestes conhecidos. Deste modo, as estrelas, o Sol, a Lua, Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno estavam fixos a esferas sobre as quais eles se moviam.

  • cada planeta exigia 4 esferas: uma para o seu movimento diurno junto com as estrelas fixas, uma para variações na longitude, uma para variações na latitude e uma para levar em conta o movimento retrógrado. No entanto, o Sol e a Lua pediam apenas três uma vez que eles nunca mostravam movimento retrógrado.

  • as esferas intermediárias, onde estavam os planetas, giravam com velocidades diferentes em torno de eixos inclinados diferentes.

  • para Eudoxus a esfera das estrelas fixas era a mais externa de todas e girava diariamente com velocidade constante.
A grande conquista de Eudoxus foi propor um engenhoso conjunto de esferas que se relacionavam de tal forma que alguns importantes aspectos do movimento planetário eram reproduzidos por este conjunto.

Ao analisar a proposta de movimento dos corpos celestes sobre esferas os astrônomos modernos mostram que Eudoxus tinha condições de supor uma distância constante para o Sol e para as estrelas mas não para a Lua ou para os planetas. A distância ao Sol só foi corretamente deduzida em 1673 por Cassini. Nem mesmo Copérnico ou Kepler conheciam seus valores corretos. Medir diferenças entre as distância às estrelas também estava fora do seu alcance pois a primeira distância a uma estrela só foi medida em 1838. Era razoável supor que o Sol e as estrelas estivessem a uma distância constante da Terra. No entanto, o diâmetro da Lua varia e isto pode ser facilmente observado. A razão entre o maior e o menor diâmetros aparentes é de 1,14 para 1, o que é perfeitamente detectável. Os discos dos planetas, que poderiam mostrar uma variação de distância à Terra, são difíceis de serem observados. No entanto Marte mostra uma variação de brilho muito intensa quando está mais próximo ou mais afastado da Terra. Marte chega a ser 25 vezes mais brilhante quando está mais próximo do nosso planeta. Esta observação levaria à conclusão de que a distância aos planetas é variável.

Por que Eudoxus fez esta suposição? Ninguém sabe e talvez jamais consiga saber. Todos os escritos de Eudoxus foram destruidos e o que conhecemos sobre ele provém de relatos feitos por outros filósofos ou historiadores da época.

O mais importante é que Eudoxus foi o primeiro a propor um modelo deste tipo, com esferas concêntricas, e que foi adotado por muitos filósofos do seu tempo.

Para fazer com que essas "esferas celestiais" agissem mais de acordo com o que pode ser observado no céu arranjos ainda mais complexos do que o proposto por Eudoxus foram necessários. Seu modelo foi melhorado por Callippus que logo viu a necessidade de serem introduzidas mais esferas. Mais tarde, no século 4 a.C., Aristóteles acreditou que tinha resolvido o problema de certos movimentos anômalos introduzindo algumas "esferas retrógradas". O modelo de Aristóteles exigia não menos do que 55 esferas transparentes.

No entanto, todas essas adições feitas ao modelo de Eudoxus não conseguiam explicar por que os astros variavam suas luminosidades, um fenômeno facilmente observável.


Democritus (de Abdera) e o átomo: por volta de 420 a.C.

Por volta do ano 500 a.C. Leucippus enunciou sua teoria atomistica do mundo.

No final do século 5 a.C. Democritus (460 a.C. - 370 ou 360 a.C.) estabeleceu uma interessante teoria da física elementar. Noções similares a estas haviam sido sugeridas por outros pensadores gregos mas nunca haviam sido tão inteiramente elaboradas.

Democritus estabeleceu que toda a matéria é composta por substâncias infinitamente pequenas, eternas, indivisíveis, indestrutíveis, que se reunem em diferentes combinações para formar os objetos que percebemos. A palavra grega para "indivisível" é "atomo". Esta teoria fez nascer o conceito de átomo.

Democritus descreve um começo extraordinário para o universo. Ele explica que originalmente todos os átomos estavam rodopiando de uma maneira caótica, até que colisões os reuniram de modo que pudessem formar estruturas maiores, incluindo eventualmente o mundo e tudo que está nele.

A teoria de Democritus não foi bem aceita e encontrou poucos seguidores ao longo dos séculos seguintes. No entanto, olhada hoje, ela fornece uma inacreditável rápida descrição das primeiras fases que se seguiram àquilo que hoje chamamos de Big Bang.


O universo de Aristóteles

Aristóteles, que foi estudante de Platão, viveu no período entre 384 e 322 antes de Cristo.

Aproximadamente no ano 335 a.C. Aristóteles fundou a sua própria escola de Filosofia Natural, o "Liceu", em Atenas.

Ao contrário de Platão, Aristóteles prestava muita atenção aos resultados das observações e das experiências de outros filósofos.

A filosofia de Aristóteles envolvia o estudo qualitativo de todos os fenômentos naturais. Para ele isto devia ser feito sem o auxílio da matemática uma vez que ela era considerada "perfeita" demais para ter aplicação a uma esfera terrestre imperfeita.

Aristóteles acabou sendo o mais famoso e mais influente dos filósofos iniciais gregos. Sua Filosofia Natural foi incorporada nos escritos de Tomás de Aquino e se tornou o fundamento da doutrina Católica e da instrução universitária na época medieval.

O trabalho cosmológico de Aristóteles chamava-se "Sobre os Céus". Este é o mais influente livro deste tipo em toda a história da humanidade tendo sido aceito por mais de 18 séculos, desde a sua criação por volta de 350a.C. até os trabalhos de Copernicus no início dos anos 1500.

No seu texto "Sobre os Céus", Aristóteles discute a natureza geral do cosmos e certas propriedades de corpos individuais.

Segundo Aristóteles a Terra, assim como todos os corpos, era composta de 4 elementos:

terra   água   fogo   ar


Cada um destes elementos procurava o seu lugar natural no Universo. Deste modo:

  • corpos feitos de terra caem na Terra

  • a chuva cai do céu, se deslocando através dos arroios, para os córregos, para os rios e finalmente para o mar

Na cosmologia Aristotélica, a Terra "imperfeita" estava situada no centro do Universo. Lembre-se que nesta época o Universo era apenas o Sistema Solar.

Aristóteles adotou o sistema de esferas concêntricas proposto por Pitágoras para descrever os planetas, mas deduziu que a Terra devia estar imóvel. A Terra não gira em torno de qualquer outra coisa nem gira em torno do seu eixo.

A Terra é circundada por 10 esferas concêntricas feitas de uma substância perfeitamente transparente conhecida como "quintessência" ou "éter". Essas esferas é que "seguram" os planetas. As estrelas são fixas e não se movem. O "Reinado dos Céus" está localizado além da décima esfera.

Curiosamente, Aristóteles afirmava que o universo não surgiu em um ponto mas sim que ele tinha existido, inalterado, por toda a eternidade. Isso tinha que ser assim porque ele era "perfeito". Deste modo Aristóteles estabelecia um cenário de "estado estacionário" para o universo. Mais ainda, como ele acreditava que a esfera era a mais perfeita de todas as formas geométricas, o universo tinha um centro, que era a Terra, e sua parte "material" tinha uma borda que era "gradual", começando na esfera lunar e terminando na esfera das estrelas fixas. Depois da esfera das estrelas o universo continuava para dentro do domínio espiritual onde as coisas materias não podiam estar.

Aristóteles acreditava, assim como Pitágoras, que a Terra, o Sol, a Lua e os planetas deviam ser esferas. Entretanto, Aristóteles diferia de Pitágoras por basear a sua suposição de uma Terra esférica em fenômenos capazes de serem observados.

  • Aristóteles propôs 4 provas observacionais de que a Terra era uma esfera:

    • os navios desaparecem lentamente no horizonte

    • durante os eclipses lunares a sombra lançada sobre a Lua pela Terra parece circular

    • estrelas diferentes são visíveis em latitudes mais ao norte e mais ao sul. Ele notou que, à medida que uma pessoa viaja para o norte, as estrelas polares se colocam cada vez mais alto no céu e outras estrelas vão se tornando visíveis ao longo do horizonte. Isto só poderia acontecer se a Terra fosse esférica.

    • elefantes são encontrados tanto na Índia, que estava na sua direção leste, como no Marrocos, na sua direção oeste. Sua idéia era que ambos as regiões estão a uma distância razoável na superfície de uma esfera de tamanho moderado.
    Embora Aristóteles considerasse a possibilidade, ele rejeitou a idéia de uma Terra em órbita por causa da ausência de paralaxe detectável. A paralaxe só foi provada pela primeira vez em 1838 por Bessel.

    A proposição fundamental da filosofia de Aristóteles era: "não há efeito sem causa". Para ele força = resistência X velocidade, compreensível naquela época e que explicava porque uma carroça podia ser puxada por um boi. Como conclusão dessa idéia "não existe vácuo!" A razão é que, no vácuo, mesmo uma pequeníssima força produziria velocidade infinita na ausência de resistência.

    Aristóteles também rejeitava a descrição da matéria por meio de átomos ou seja, a visão atomística de Democritus.


    O universo dos Estóicos

    Zeno de Citium (333 a.C.-264 a.C. ou 334 a.C.-262 a.C.) nasceu em Citium, ilha de Chipre. Zeno, também chamado de "O Fenício", chegou a Atenas ainda jovem, em 313 a.C., e ai viveu pelo resto de sua vida, embora sem jamais ter se tornado cidadão ateniense. Ele estudou nas várias escolas filosóficas de Atenas e teve várias profissões. Aos 42 anos de idade, por volta do ano 308 a.C., ele fundou em Atenas a chamada escola Estóica de filosofia. Seus adeptos foram chamados de estóicos.

    Zeno ensinava a seus discípulos em vários lugares públicos, em particular na chamada "Stoa Poikile", um lugar público localizado na "Agora" ou mercado de Atenas.

    As "Stoas" eram comuns nas cidades e santuários gregos. Elas eram construções abertas na frente com uma fachada de colunas. A "Stoa" fornecia um lugar aberto mas protegido, uma espécie de varanda, onde magistrados, vendedores e outros cidadãos gregos podiam exercer livremente suas profissões. Além disso as "Stoas" frequentemente eram utilizadas como galerias de arte, para funções religiosas e como espaço público. No século V antes de Cristo a "Agora" ateniense tinha 4 ou 5 "stoas".











    A "Stoa Poikile" ou "Varanda Pintada" recebeu este nome por causa das pinturas fixadas em suas paredes, que mostravam as grandes vitórias militares dos atenienses, como por exemplo, a batalha de Maratona. Além das pinturas também estavam expostos nas suas paredes troféus de batalha tais como escudos espartanos capturados pelos atenienses em Pylos nos anos 425-424 a.C. Tendo em vista que esses pátios tinham o nome de "stoa", os seguidores de Zeno, que se reuniam neles, receberam o nome de "estóicos".

    Nenhum dos trabalhos de Zeno sobreviveu até os dias de hoje. No entanto acredita-se que ele ensinava que podemos alcançar melhor a tranquilidade por intermédio da indiferença ao prazer e à dor.

    O estoicismo é uma doutrina filosófica que propõe viver de acordo com a lei racional da natureza e aconselha a indiferença (apathea) em relação a tudo que é externo ao ser. O homem sábio obedece a lei natural reconhecendo-se como uma peça na grande ordem e propósito do universo.

    Os estóicos acreditavam no destino. Para eles tudo estava predestinado. A mente é governada pelo universo. O universo era uma entidade orgânica viva.

    Para os estóicos o cosmos estrelado é finito. Para além do cosmos finito se estende o "vazio".

    Os estóicos também acreditavam que o cosmos pulsava lentamente em tamanho e que ele periodicamente passa por eventos catastróficos. Este era o chamado "ciclo eterno de eventos" dos estóicos.

    Os estóicos mantinham que "Logos" era o "princípio ativo" ou estimulador de toda a realidade. O Logos era concebido como um conduto para o poder divino que, em essência, ordena e dirige o universo. A razão e a alma humanas eram ambas consideradas subordinadas ao Logos e, por por conseguinte imortal tendo em vista a reciclagem contínua do universo.

    A visão cosmológica dos estóicos teve grande influência por cerca de 2000 anos. Ela também serviu de fundamento para o universo vitoriano do século 19.


    A Escola de Alexandria

    No ano 336 a.C. Alexandre o Grande (imagem ao lado), com apenas 20 anos, tornou-se rei do pequeno estado grego da Macedônia. Ele viria a se tornar um dos maiores líderes militares do mundo antigo.

    No ano 331 a.C., as tropas de Alexandre o Grande invadiram a região que hoje é conhecida como Egito. Após conquistá-la Alexandre fundou uma cidade cujo nome o homenageava, Alexandria.

    Ao contrário de outros conquistadores de sua época, Alexandre o Grande era um homem culto. Ele havia sido educado por Aristóteles e isto foi decisivo na maneira como foram tratadas as culturas dos povos submetidos ao seu domínio.

    O desenvolvimento da região de Alexandria foi muito grande. O comércio era intenso e, com o acúmulo de riquezas, a cidade prosperou tanto economicamente como culturalmente.

    Foi em Alexandria que o mundo antigo viu a construção de enormes museus e bibliotecas. A intensidade da vida cultural nesta região fez com que a cidade de Alexandria se tornasse a capital da erudição de todo o mundo antigo.

    Certamente isto atraiu a atenção dos estudiosos da época que viram em Alexandria uma boa oportunidade para desenvolverem seus trabalhos. Nos séculos que se seguiram a maioria dos grandes estudiosos da região Mediterrânea deslocou-se para lá a fim de realizar seus trabalhos filosóficos-científicos.

    Os pensadores gregos também participaram desta emigração. Foi em Alexandria que muitos pesquisadores gregos desenvolveram seus trabalhos mais importantes.

    Um dado importante é que estes trabalhos, em geral, ficavam armazenados na grande biblioteca que havia sido construída em Alexandria. Entretanto tudo isto foi perdido quando um incêndio de enormes proporções destruiu a cidade no século 4 da nossa era. Todo o acervo da biblioteca foi destruido. Trabalhos que representavam a vida inteira de vários filósofos desapareceram. Esta foi uma das maiores tragédias já ocorrida na ciência, principalmente para aqueles que se interessam pela história do pensamento.

    Os grandes filósofos da Escola de Alexandria foram Aristarcos, Erastotenes, Hiparcus e Ptolomeus.


    Aristarcos (de Samos) (século 3 a.C.)

    Aristarcos viveu no período entre ~310 e 230 antes de Cristo. Ele foi uma voz solitária na ilha grega de Samos e é o primeiro astrônomo famoso do conjunto de filósofos naturais que formaram a Escola de Alexandria.

    Geralmente dá-se a Aristarcos o crédito de ter sido o primeiro a propôr várias idéias importantes para a astronomia.

    Tudo indica que Aristarcos foi o primeiro astrônomo a realmente acreditar em um modelo heliocêntrico (o Sol no centro) para o universo. Isto nos é contado por Arquimedes no seu livro "Psammites" onde ele descreve a teoria de Aristarcos, ou seja, que o Sol e as estrelas estão em repouso e que a Terra gira em um movimento circular com o Sol ocupando o centro do círculo.

    Baseado no sistema heliocêntrico, ele supos que o movimento diário das estrelas era devido à rotação da Terra.

    Além disso, Aristarcos criou métodos bastante engenhosos para estimar as distâncias e os tamanhos relativos do Sol, da Lua e da Terra. Embora estas estimativas não tenham a precisão a que estamos acostumados hoje, elas representaram um importante avanço para a astronomia por terem produzido conhecimentos sobre o Sistema Solar que hoje sabemos serem verdadeiros. Por exemplo, as medições de Aristarcos mostraram que o Sol é muito maior do que a Terra, que a Lua é muito menor que o nosso planeta e que o Sol está muito mais afastado de nós do que a Lua.

    Aristarcos concluiu que o Sistema Solar deveria ser heliocêntrico, a partir de suas estimativas geométricas dos tamanhos e distâncias relativas entre a Terra, a Lua e o Sol.

    Os métodos geométricos de Aristarcos eram bastante corretos. Os erros introduzidos são devidos ao fato de que as observações do instante exato do primeiro e terceiro quarto da Lua e da duração do eclipse lunar, necessários para os seus cálculos, estavam muito além da capacidade instrumental de sua época.

    Por volta do ano 270 a.C. Aristarcus estava atarefado tentando calcular o tamanho do Sol e da Lua assim como a distância desses corpos à Terra. Aristarcos calculou que o Sol está, aproximadamente, 20 vezes mais afastado de nós do que a Lua. Além disso, ele calculou que o Sol é cerca de 20 vezes maior do que a Lua e 10 vezes maior do que a Terra.

    Por ter deduzido que o Sol era muitissimo maior do que a Lua, ele concluiu que a Terra deveria, por conseguinte, girar em torno do Sol.

    Aristarcus acreditava que a Terra estava em órbita em torno do Sol, muito ao contrário do que é evidente para qualquer um ver. Houve uma tentativa, que levou a nada, de fazer Aristarcus ser processado por irreverência. Sua idéia se junta a várias outras noções meio malucas que estimulam a história do pensamento humano. Até mesmo Copernicus a menciona em um antigo rascunho de seu importante livro, como alguém que teve a idéia correta primeiro mas, após refletir, Copernicus tirou o nome de Aristarcus das versões posteriores do texto.

    Todas estas descobertas de Aristarcos estão no livro de astronomia escrito por ele, "Peri megethon kai apostematon heliou kai selenes" (Sobre os tamanhos e distâncias do Sol e da Lua). Ele é o mais antigo tratado completo sobre um assunto astronômico que chegou até nós vindo da Grécia antiga.

    Infelizmente quase todo o trabalho de Aristarcos foi destruido no grande incêndio de Alexandria que arrasou a fabulosa biblioteca que existia nesta cidade, destruindo todos os registros da ciência e cultura gregas que estavam arquivados nela. Um dos poucos trabalhos de Aristarcus que sobreviveu é aquele sobre as medições dos tamanhos do Sol e da Lua, assim como de suas distâncias à Terra.

    Em reconhecimento às realizações de Aristarcos, uma cratera na lua possui o seu nome.

    Eratóstenes (de Cirene)

    O matemático e geógrafo Eratóstenes viveu no período entre 276 e 197 (ou 192 ou 194 ou 195) antes de Cristo.

    Entre as várias realizações científicas de Eratóstenes destaca-se o desenvolvimento de um mapa do mundo, um método para encontrar números primos, chamado "A peneira de Eratóstenes", e a estimativa do tamanho da circunferência da Terra.

    Na época de Eratóstenes, o tamanho da Terra ainda era um problema central.


    O tamanho e a forma da Terra

    Para nós, após termos acumulado milhares de anos de ciência e informações, pode parecer estranho que tanto tempo tenha passado sem que os filósofos naturais gregos, tão sábios na sua época, tivessem conseguido determinar o tamanho e a forma da Terra. O erro está em olhar criticamente para o passado do alto de tanto conhecimento. Transporte-se para a época em que eles viveram e tente, somente com a geometria, resolver este problema.

    Conhecer o tamanho e a forma do nosso planeta era vital para o desenvolvimento da astronomia. O primeiro vestígio de que a Terra não era plana veio dos navegadores. Em terra firme, as irregularidades da superfície mascaram a curvatura da Terra. No entanto, em alto-mar, quando este está bem calmo, esta curvatura é perfeitamente notada ao vermos que um navio que se afasta misteriosamente desaparece abaixo do nível do mar no horizonte distante. Mas isto poderia nos levar a imaginar que a Terra tem a forma de um cilindro. No entanto, este fenômeno ocorre em todas as direções, o que nos faz supor que a Terra é redonda.

    Este argumento aparece por escrito, pela primeira vez, nos textos de Strabo, cerca de 10 a.C., embora ele diga que isto já era conhecido por Homero. Mesmo assim os antigos ainda podiam argumentar que somente uma parte pequena da Terra havia sido explorada e, portanto, somente esta parte seria esférica. As partes remotas poderiam ter outra forma.

    Hoje, ninguém mais pode ter dúvidas sobre a forma da Terra. Ela não é perfeitamente esférica uma vez que o diâmetro de um pólo ao outro é 42 quilômetros menor do que o diâmetro no equador. No entanto, está errado dizer que a Terra tem a forma de uma tangerina. O diâmetro da Terra no equador é de cerca de 6500 quilômetros e a diferença de 42 quilômetros não significa muita coisa a não ser que a Terra é muito menos achatada do que qualquer tangerina ou parente dela.

    As medições mais recentes, bastante precisas e delicadas feitas principalmente por satélites artificiais, mostram que o nosso planeta tem uma forma que se assemelha, muito ligeiramente, a uma pêra. Mas, cuidado ao afirmar isto. A Terra não tem a forma de uma pêra! Se quiser ser técnico, diga que a Terra tem a forma de um esferóide oblatado.

    É importante lembrar que o conhecimento de que a Terra era redonda não foi perdido nos séculos seguintes. Assim, nem Vasco da Gama, nem Cristóvão Colombo, nem Pedro Álvares Cabral, nem qualquer outros dos grandes navegadores ou qualquer dos seus contemporâneos com cultura tinham medo de cair da borda da Terra durante suas viagens para o oeste na tentativa de achar um caminho marítimo para as Indias.


    Hiparcos

    Hiparcos viveu no período entre 190 e 120 antes de Cristo.

    Somente um dos vários trabalhos feitos por Hiparcos sobreviveu: seus comentários sobre Aratus e Eudoxus onde ele apresenta alguns dados numéricos interessantes sobre astronomia.

    Parece que Hiparcos compilou um catálogo de estrelas. O historiador Plinio nos diz em sua "História Natural", escrita no primeiro século depois de Cristo, que, por ter visto uma "estrela nova", Hiparcos começou a "enumerar as estrelas para a posteridade". Esta "estrela nova" que Hiparcos viu provavelmente foi um cometa que apareceu em 134 a.C. e retornou em 124 a.C. A passagem deste cometa também foi registrada pelos astrônomos chineses.

    Mais informações sobre os trabalhos de Hiparcos somente foram obtidas a partir do "Almagesto" escrito por Ptolomeu aproximadamente no ano 160 de nossa era.

    Uma das idéias brilhantes de Hiparcos lhe ocorreu ao observar que o Sol se move irregularmente ao longo da eclíptica. Ele notou que o deslocamento do Sol nos céus é gradualmente mais rápido e mais lento ao longo do ano e que ele alcança sua maior velocidade sempre na mesma época do ano. Para explicar isto Hiparcos considerou que o centro da órbita circular do Sol em torno da Terra não estava no nosso planeta e sim em um ponto diferente. Isto significa que Hiparcos foi, provavelmente, o primeiro cientista a considerar uma órbita excêntrica em um sistema orbital.

    Hiparcos também foi o primeiro a determinar a distância entre a Terra e a Lua ao comparar as observações de um eclipse solar que ocorreu em Cirene e em Alexandria.

    Claudius Ptolomeus

    Ptolomeu viveu e trabalhou em Alexandria, no Egito, no século 2, tendo sido matemático, geógrafo, e astrônomo. Não se sabe muito bem as datas de nascimento e morte de Ptolomeu. Pode ser que ele tenha vivido no período entre ~ 85 e 165, ou de ~ 100 a 170 depois de Cristo. Tem-se uma idéia da época em que ele viveu a partir das observações que ele diz ter realizado no período entre 127 e 141 depois de Cristo.

    Vários trabalhos importantes foram desenvolvidos por Ptolomeu. Um deles foi o texto "Geografia" que permaneceu como o principal trabalho neste campo até a época de Colombo.

    Ptolomeu realizou várias experiências em óptica e notou que a luz estelar é refratada na atmosfera da Terra.

    Ptolomeu é um dos grandes sintetizadores da história. Em vários importantes campos, tais como cosmologia, astronomia e geografia, Ptolomeu reuniu, de forma enciclopédica em vários livros, um relato da sabedoria reconhecida de seu tempo.

    A enorme influência de Ptolomeu provém do fato dos trabalhos de seus predecessores terem sido destruidos em Alexandria enquanto que os seus sobreviveram. As realizações deles são conhecidas somente através do discurso de Ptolomeu e, de modo interessante, quando Ptolomeu discorda com os outros filósofos usualmente é ele que está errado. Assim como na astronomia ele erroneamente ajusta o grau de precessão de Hiparcus, também na geografia ele rejeita os cálculos muito precisos de Eratostenes sobre a circunferência da Terra e prefere usar uma estimativa que é cerca de 30% menor do que o valor dado por Eratostenes.

    Esta impressionante imagem de Ptolomeu é uma escultura em madeira que está na catedral de Ulm, na Alemanha.


    O Almagesto

    O mais importante trabalho astronômico de Ptolomeu é conhecido como "Almagesto". Este grande compêndio de astronomia é uma valiosa história das observações e idéias dos antigos astrônomos.

    O título original da obra de Ptolomeu era "Mathematike syntaxeos biblia ιγ" (Compêndio matemático em 13 volumes).

    O livro de Ptolomeu se tornou conhecido como Ho megiste astronomas, termo grego que quer dizer "o maior de todos os astrônomos", ou simplesmente Megiste.

    Os árabes traduziram este texto e o chamaram de Al Megiste (O Megiste). Alcançando o norte da Europa através da civilização árabe na Espanha, esse livro adquiriu seu título final, por volta do ano 150, de Almagesto de Ptolomeu. A palavra "Almagesto" é uma corrupção árabe de "Megiste syntaxeos" (O maior compêndio) como também era conhecida a obra de Ptolomeu. O "Al" é a palavra árabe que corresponde a "O".

    O trabalho astronômico de Ptolomeu, o "Almagesto", é um conjunto de 13 livros cuja tradução moderna chega a 500 páginas. Este trabalho incluia elementos de astronomia esférica, teorias solar, lunar e planetária, além de falar de eclipses e das estrelas fixas. O primeiro desses livros prova que a Terra é o centro imóvel do Universo. Os últimos cinco descrevem o movimento do Sol, Lua e cinco planetas cada um associado a sua própria esfera de cristal. Adicionando ajustes para refletir o comportamento errático visto no céu, Ptolomeu completou com exito um sistema capaz de satisfazer a indagação científica nos séculos não científicos da Idade Média.

    O Almagesto permaneceu por aproximadamente 1500 anos como o texto definitivo sobre astronomia. A imagem abaixo mostra uma página do livro VI, capítulo 7, de uma tradução latina do Almagesto feita por volta de 1451 por George Trebizond. O desenho aqui mostrado é parte do cálculo da duração de eclipses solares e lunares. Como era costume na época, esta tradução do Almagesto, um manuscrito bastante elaborado onde as figuras são apresentadas em várias cores, foi dedicado pelo filho de George Trebizond, Andreas, ao Papa Sixtus IV.




    A cosmologia de Ptolomeu

    Ptolomeu desenvolveu o mais sofisticado modelo matemático até então conhecido para descrever os movimentos dos planetas no Sistema Solar.

    As idéias de Aristóteles tinham um problema observacional: o movimento retrógrado dos planetas. O modelo desenvolvido por Ptolomeu era muito complexo uma vez que ele pretendia descrever detalhes dos movimentos planetários. Como o seu trabalho estava baseado no modelo geocêntrico (a Terra no centro) e no princípio do movimento circular perfeito foi necessário usar ciclos (epiciclos) em órbitas circulares fora do centro (excêntricas), o que o fez introduzir o conceito de "deferente".

    Mais tarde Ptolomeu introduziu um refinamento em sua teoria. Ele passou a fazer uso do "ecêntrico" que para cada planeta era o centro de seu movimento e não a Terra. Ele também introduziu o "equante" para cada planeta mover-se uniformemente.

    A imagem abaixo pertence ao Almagesto de Ptolomeu e nos revela a estrutura que acabamos de descrever acima. Ela é parte do Livro X, capítulo 7, de uma translação feita do árabe para o latin em 1175 por Gerard de Cremona na Espanha. A imagem do texto ilustra o modelo cinemático de Ptolomeu para descrever o movimento dos planetas superiores ou seja, Marte, Júpiter e Saturno. De acordo com este modelo geocêntrico, a Terra está em repouso no ponto designado pela letra (e) e os planetas se movem uniformemente em relação a um ponto (r). Este último ponto está separado do centro das esferas planetárias que é o ponto (d). Esta estrutura engenhosa é capaz de prever trajetórias dos planetas no céu que se aproximam bastante daquelas resultantes das órbitas elípticas nas quais os planetas realmente se movem.



    Certamente não é fácil ver os pontos citados acima na figura do Almagesto. Vamos então explicar melhor como Ptolomeu descrevia o seu universo.

    Segundo Ptolomeu a Terra era esférica, estacionária e muito pequena em relação à esfera celeste. Para ele as estrelas eram pontos fixos de luz dentro da esfera celeste.

    A noite e o dia resultavam da rotação do sistema celeste inteiro em torno da Terra, que permanecia fixa e sem rotação.

    Na descrição porposta por Ptolomeu os planetas se deslocavam sobre pequenas trajetórias circulares, chamadas epiciclos. Os centros destes epiciclos se moviam em torno da Terra em outras trajetórias circulares que eram chamadas de deferentes.



    O primeiro ponto importante a notar nesta figura é que a Terra não é o centro do deferente. Para justificar a variação da velocidade dos planetas durante o seu movimento "para a frente" Ptolomeu tirou a Terra do centro do círculo orbital criando, deste modo, um círculo excêntrico. Como consequência disto o planeta pareceria se deslocar mais rapidamente quando estava mais próximo da Terra.

    O centro do epiciclo se desloca no sentido contrário aos ponteiros de um relógio sobre o deferente. O planeta também se move no sentido anti-horário sobre o seu epiciclo.

    O epiciclo e a excêntrica não eram completamente adequados para reproduzir corretamente a variação no tamanho dos movimentos retrógrados. Por esta razão Ptolomeu introduziu o equante. O equante é um lugar geométrico de movimento angular uniforme que está dentro do deferente e se situa a uma distância igual e oposta à posição da Terra. A velocidade do epiciclo é uniforme em relação ao equante. Isto faz com que o epiciclo, observado da Terra, pareça se mover mais rapidamente no perigeu, quando ele está mais próximo da Terra e mais afastado do equante. Podemos dizer que a introdução do equante para descrever os movimentos planetários foi uma das maiores descobertas de Ptolomeu.

    A combinação dos movimentos planetários ao longo dos epiciclos e deferentes produz o passeio observado dos planetas entre as estrelas, incluindo o movimento retrógrado.

    A animação abaixo mostra o movimento combinado do planeta sobre o epiciclo e do centro do epiciclo sobre o deferente. O movimento sobre o deferente na figura é feito de modo crescente, da direção do ponto 1 ao ponto 14. O deslocamento do planeta no seu epiciclo faz com que ele descreva uma figura geométrica, chamada ciclóide, sobre o deferente. Vê-se claramente que quando o planeta se desloca nas regiões entre os pontos 3-4-5 ou 10-11-12 ele parece se movimentar no sentido contrário para um observador colocado na Terra. A isto damos o nome de movimento retrógrado do planeta.



    O sistema proposto por Ptolomeu para descrever os movimentos planetários funcionava muito bem para os planetas superiores conhecidos na época ou seja, Marte, Júpiter e Saturno, e também para Vênus. No entanto, ele não conseguia se adequar às observações de Mercúrio o que fez com que Ptolomeu apresentasse um modelo bastante complicado para explicar a órbita deste planeta. Esta é uma das razões pela qual o modelo de Ptolomeu estava errado mas, infelizmente, ele foi adotado por cerca de 1400 anos.

    A tabela abaixo mostra como Ptolomeu via a ordenação dos planetas e o Sol no Sistema Solar.

A ordenação dos planetas e do Sol segundo Platão e Ptolomeu
segundo Platão segundo Ptolomeu a ordenação atual
Lua Terra Sol
Sol Lua Mercúrio
Vênus Mercúrio Vênus
Mercúrio Vênus Terra
Marte Sol Marte
Júpiter Marte Júpiter
Saturno Júpiter Saturno
  Saturno Urano
    Netuno
    Plutão


Em termos práticos o sistema de Ptolomeu se mostrou adequado para propósitos diários. Na verdade sua própria complexidade o tornou atraente para a minoria de homens letrados. Os detalhes podiam ser duros de aprender mas uma vez compreendidos eles tinham condições de revelar as futuras posições dos planetas. O próprio Ptolomeu preparou cartas do comportamento da Lua, mais precisas do que qualquer uma disponível anteriormente, as quais permaneceram em uso diário até a Renascença.

Mas no fim das contas a complexidade apresentada pelo modelo de Ptolomeu não era convincente. A alternativa proposta por Copernicus seria mais simples. Além disso os satélites orbitando em torno de Júpiter, revelados pelo telescópio de Galileu, iriam despedaçar uma das esferas de cristal de Ptolomeu.


Ptolomeu: uma fraude científica?

O pesquisador R. R. Newton é um feroz critico do "Almagesto" de Ptolomeu. Ele escreveu vários artigos de pesquisa e um livro chamado "The Crime of Claudius Ptolemy" (O crime de Claudius Ptolomeus) nos quais afirma que todas as observações que Ptolomeu diz ter realizado no Almagesto e muitas atribuidas por ele a outros astrônomos foram ou inventadas ou modificadas com o objetivo de reproduzir os resultados que Ptolomeu queria obter.

Os argumentos apresentados por R. R. Newton são muito fortes e ele aponta evidências difíceis de serem rebatidas.

Não descreveremos estes argumentos aqui por serem bastante técnicos.

A Escola Eleática

A Escola Eleática de filósofos foi a terceira das antigas escolas filosóficas gregas. Ela foi fundada pelo poeta e pensador religioso Xenophanes (nascido por volta de 570 a.C.). Seu principal ensinamento era que o universo é singular, eterno e inalteravel. Segundo Xenophanes "O todo é um".

A Escola Eleática se opunha à doutrina Jônica de desenvolvimento.

Os eleáticos viam a natureza como uma unidade imutável, universal, considerando a criação, a variedade, a mudança e o movimento como ilusões dos sentidos

O maior dos filósofos eleáticos foi Parmenides (nascido por volta de 539 a.C.). Acredita-se que ele foi quem introduziu o argumento lógico na filosofia.

Parmenides tinha como hábito acompanhar cada uma de suas afirmações com algum tipo de argumento lógico de porque o fato narrado deve ocorrer daquela maneira.

As crenças de Parmenides na unidade absoluta e constância da realidade são bastante radicais e abstratas, mesmo para os padrões modernos.

Um dos estudantes de Parmenides foi Zeno (de Elea) (~ 490 - ~425 a.C.). Ele é lembrado por ter usado uma série de argumentos nos quais defende a filosofia eleática pondo a prova, por meios lógicos, que a mudança (movimento) e a pluralidade são impossíveis.

Nenhum dos escritos de Zeno sobreviveu e só sabemos sobre suas idéias a partir dos textos de Platão, Aristóteles, Simplicus e Proclus, que não são simpáticos ao que ele defendia. A principal fonte do nosso conhecimento sobre as idéias de Zeno está no diálogo "Parmenides" escrito por Platão.

Zeno escreveu um livro que continha 40 paradoxos que dizem respeito ao continuum. Quatro destes paradoxos tiveram uma profunda influência no desenvolvimento da matemática: a "dicotomia", "Aquiles e a tartaruga", "a flecha" e o "stadium".

O mais conhecido desses paradoxos é aquele intitulado "Aquiles e a Tartaruga" no qual ele levanta a questão de que "o mais lento nunca será superado pelo mais rápido pois aquele que está indo no encalço do outro deve primeiro alcançar o ponto a partir do qual aquele que está fugindo partiu, de modo que o mais lento deve sempre estar alguma distância a frente do mais rápido".