Ciência natural
Alguns estudiosos traçam as origens da ciência natural desde as sociedades humanas pré-literadas, onde a compreensão do mundo natural era necessária para a sobrevivência. As pessoas observaram e construíram conhecimentos sobre o comportamento dos animais e a utilidade das plantas como alimento e medicina, que foram transmitidos de geração em geração. Estes entendimentos primitivos deram lugar a uma investigação mais formalizada por volta de 3500 a 3000 a.C. nas culturas mesopotâmicas egípcias antigas, que produziram as primeiras provas escritas conhecidas da filosofia natural, a precursora da ciência natural. Enquanto os escritos mostram um interesse pela astronomia, matemática e outros aspectos do mundo físico, o objectivo final da investigação sobre o funcionamento da natureza era em todos os casos religioso ou mitológico, e não científico.
Uma tradição de investigação científica também surgiu na China Antiga, onde alquimistas e filósofos taoístas fizeram experiências com elixires para prolongar a vida e curar doenças. Concentraram-se no yin e yang, ou elementos contrastantes na natureza; o yin estava associado à feminilidade e à frieza, enquanto que o yang estava associado à masculinidade e ao calor. As cinco fases – fogo, terra, metal, madeira e água – descreveram um ciclo de transformações na natureza. A água transformava-se em madeira, que se transformava em fogo quando ardia. As cinzas deixadas pelo fogo eram terra. Usando estes princípios, filósofos e médicos chineses exploraram a anatomia humana, caracterizando os órgãos como predominantemente yin ou yang e compreenderam a relação entre o pulso, o coração e o fluxo de sangue no corpo séculos antes de ser aceite no Ocidente.
A mínima evidência sobrevive de como as culturas Antigas indianas em torno do rio Indo entendiam a natureza, mas algumas das suas perspectivas podem reflectir-se nos Vedas, um conjunto de textos sagrados hindus. Revelam uma concepção do universo como sempre em expansão e constantemente a ser reciclado e reformado. Os cirurgiões da tradição Ayurvédica viam a saúde e a doença como uma combinação de três humores: vento, bílis e catarro. Uma vida saudável era o resultado de um equilíbrio entre estes humores. No pensamento ayurvédico, o corpo consistia em cinco elementos: terra, água, fogo, vento e espaço vazio. Os cirurgiões ayurvédicos realizaram cirurgias complexas e desenvolveram uma compreensão detalhada da anatomia humana.
Filósofos pré-Socráticos na cultura Grega Antiga aproximaram a filosofia natural de uma investigação directa sobre causa e efeito na natureza entre 600 e 400 a.C., embora um elemento de magia e mitologia tenha permanecido. Fenómenos naturais tais como terramotos e eclipses eram cada vez mais explicados no contexto da própria natureza, em vez de serem atribuídos a deuses irados. Thales de Miletus, um filósofo primitivo que viveu entre 625 e 546 a.C., explicou os terramotos teorizando que o mundo flutuava sobre a água e que a água era o elemento fundamental na natureza. No século V a.C., Leucippus foi um expoente inicial do atomismo, a ideia de que o mundo é constituído por partículas fundamentais indivisíveis. Pitágoras aplicou inovações gregas em matemática à astronomia, e sugeriu que a terra era esférica.
Filosofia natural aristotélica (400 BC-1100 AD)Edit
O pensamento socrático e platónico de Aristóteles centrou-se na ética, na moral e na arte e não tentou uma investigação do mundo físico; Platão criticou os pensadores pré-socráticos como materialistas e anti-religiosos. Aristóteles, porém, um estudante de Platão que viveu de 384 a 322 a.C., prestou mais atenção ao mundo natural na sua filosofia. Na sua História dos Animais, descreveu o funcionamento interior de 110 espécies, incluindo a arraia, o peixe-gato e a abelha. Investigou embriões de pintos, quebrando ovos abertos e observando-os em várias fases de desenvolvimento. Os trabalhos de Aristóteles foram influentes ao longo do século XVI, e ele é considerado o pai da biologia pelo seu trabalho pioneiro nessa ciência. Ele também apresentou filosofias sobre física, natureza e astronomia usando raciocínio indutivo nas suas obras Física e Meteorologia.
Enquanto Aristóteles considerava a filosofia natural mais seriamente do que os seus antecessores, abordou-a como um ramo teórico da ciência. Ainda assim, inspirado pela sua obra, os antigos filósofos romanos do início do século I d.C., incluindo Lucrécio, Séneca e Plínio, o Ancião, escreveram tratados que tratavam das regras do mundo natural em diferentes graus de profundidade. Muitos dos antigos neoplatonistas romanos dos séculos III a VI também adaptaram os ensinamentos de Aristóteles sobre o mundo físico a uma filosofia que enfatizava o espiritualismo. Os primeiros filósofos medievais, incluindo Macrobius, Calcidius e Martianus Capella, também examinaram o mundo físico, em grande parte de uma perspectiva cosmológica e cosmográfica, apresentando teorias sobre a disposição dos corpos celestes e dos céus, as quais foram postas como sendo compostas por éter.
Os trabalhos de Aristóteles sobre filosofia natural continuaram a ser traduzidos e estudados no meio da ascensão do Império Bizantino e do Califado Abássida.
No Império Bizantino, John Philoponus, um comentador aristotélico alexandrino e teólogo cristão, foi o primeiro a questionar o ensino da física por Aristóteles. Ao contrário de Aristóteles que baseou a sua física em argumentos verbais, Philoponus baseou-se antes na observação, e defendeu a observação em vez de recorrer a argumentos verbais. Ele introduziu a teoria do ímpeto. A crítica de John Philoponus aos princípios aristotélicos da física serviu de inspiração para Galileu Galilei durante a Revolução Científica.
Um renascimento da matemática e da ciência teve lugar durante o tempo do Califado Abássida a partir do século IX, quando estudiosos muçulmanos expandiram a filosofia natural grega e indiana. As palavras álcool, álgebra e zénite têm todas raízes árabes.
Filosofia natural medieval (1100-1600)Editar
As obras de Aristóteles e outra filosofia natural grega só chegaram ao Ocidente por volta de meados do século XII, quando as obras foram traduzidas do grego e do árabe para o latim. O desenvolvimento da civilização europeia mais tarde, na Idade Média, trouxe consigo novos avanços na filosofia natural. As invenções europeias como a ferradura, o colarinho de cavalo e a rotação de culturas permitiram um rápido crescimento populacional, acabando por dar lugar à urbanização e à fundação de escolas ligadas a mosteiros e catedrais na França e Inglaterra dos tempos modernos. Com a ajuda das escolas, desenvolveu-se uma abordagem à teologia cristã que procurava responder a questões sobre a natureza e outros assuntos usando a lógica. Esta abordagem, contudo, foi vista por alguns detractores como heresia. No século XII, estudiosos e filósofos da Europa Ocidental entraram em contacto com um corpo de conhecimentos de que anteriormente ignoravam: um grande corpus de obras em grego e árabe que foram preservados por estudiosos islâmicos. Através da tradução para o latim, a Europa Ocidental foi introduzida a Aristóteles e à sua filosofia natural. Estas obras foram ensinadas em novas universidades em Paris e Oxford no início do século XIII, embora a prática tenha sido reprovada pela igreja católica. Um decreto de 1210 do Sínodo de Paris ordenou que “não se realizassem em Paris conferências públicas ou privadas utilizando os livros de Aristóteles sobre filosofia natural ou os comentários, e proibimos tudo isto sob pena de excomunhão”
No final da Idade Média, o filósofo espanhol Dominicus Gundissalinus traduziu para o latim um tratado do antigo estudioso persa Al-Farabi chamado On the Sciences, chamando ao estudo da mecânica da natureza scientia naturalis, ou ciência natural. Gundissalinus também propôs a sua própria classificação das ciências naturais no seu trabalho 1150 Sobre a Divisão da Filosofia. Esta foi a primeira classificação detalhada das ciências baseada na filosofia grega e árabe a chegar à Europa Ocidental. Gundissalinus definiu as ciências naturais como “a ciência que considera apenas as coisas sem abstracção e com movimento”, em oposição à matemática e às ciências que se baseiam na matemática. Seguindo Al-Farabi, ele separou então as ciências em oito partes, incluindo física, cosmologia, meteorologia, ciência mineral e ciência vegetal e animal.
Os filósofos posteriores fizeram as suas próprias classificações das ciências naturais. Robert Kilwardby escreveu Sobre a Ordem das Ciências no século XIII que classificava a medicina como uma ciência mecânica, juntamente com a agricultura, a caça e o teatro, definindo a ciência natural como a ciência que lida com os corpos em movimento. Roger Bacon, um frade e filósofo inglês, escreveu que a ciência natural tratava de “um princípio de movimento e descanso, como nas partes dos elementos do fogo, ar, terra e água, e em todas as coisas inanimadas feitas a partir deles”. Estas ciências também cobriam plantas, animais e corpos celestiais. Mais tarde no século XIII, um padre e teólogo católico Thomas Aquinas definiu as ciências naturais como tratando de “seres móveis” e “coisas que dependem de um assunto não só para a sua existência mas também para a sua definição”. Havia um amplo consenso entre os estudiosos na época medieval de que a ciência natural tratava de corpos em movimento, embora houvesse divisão sobre a inclusão de campos que incluíam medicina, música e perspectiva. Os filósofos ponderavam questões como a existência de um vácuo, se o movimento poderia produzir calor, as cores do arco-íris, o movimento da terra, se existem substâncias químicas elementares e onde na atmosfera se forma a chuva.
Nos séculos até ao fim da Idade Média, a ciência natural era frequentemente misturada com filosofias sobre magia e o ocultismo. A filosofia natural apareceu numa vasta gama de formas, desde tratados a enciclopédias a comentários sobre Aristóteles. A interacção entre filosofia natural e cristianismo foi complexa durante este período; alguns teólogos primitivos, incluindo Taciano e Eusébio, consideravam a filosofia natural um afloramento da ciência grega pagã e desconfiavam dela. Embora alguns filósofos cristãos posteriores, incluindo Aquino, tenham vindo a ver a ciência natural como um meio de interpretação das escrituras, esta suspeita persistiu até aos séculos XII e XIII. A condenação de 1277, que proibiu o estabelecimento da filosofia a um nível igual ao da teologia e do debate das construções religiosas num contexto científico, mostrou a persistência com que os líderes católicos resistiram ao desenvolvimento da filosofia natural, mesmo numa perspectiva teológica. Aquinas e Albertus Magnus, outro teólogo católico da época, procuraram distanciar a teologia da ciência nas suas obras. “Não vejo o que a interpretação de Aristóteles tem a ver com o ensino da fé”, escreveu ele em 1271.
Newton e a revolução científica (1600-1800)Edit
Nos séculos XVI e XVII, a filosofia natural passou por uma evolução para além dos comentários sobre Aristóteles, uma vez que a filosofia grega mais antiga foi descoberta e traduzida. A invenção da imprensa gráfica no século XV, a invenção do microscópio e do telescópio, e a Reforma Protestante alteraram fundamentalmente o contexto social em que a investigação científica evoluiu no Ocidente. A descoberta de Cristóvão Colombo de um novo mundo mudou as percepções sobre a composição física do mundo, enquanto as observações de Copérnico, Tyco Brahe e Galileu trouxeram uma imagem mais precisa do sistema solar como heliocêntrico e provaram que muitas das teorias de Aristóteles sobre os corpos celestiais eram falsas. Vários filósofos do século XVII, incluindo Thomas Hobbes, John Locke e Francis Bacon, fizeram uma ruptura com o passado ao rejeitarem Aristóteles e os seus seguidores medievais, chamando a sua abordagem à filosofia natural de superficial.
Os títulos da obra de Galileu Two New Sciences e Johannes Kepler’s New Astronomy sublinharam a atmosfera de mudança que se instalou no século XVII quando Aristóteles foi despedido a favor de novos métodos de investigação sobre o mundo natural. Bacon foi fundamental para popularizar esta mudança; ele defendeu que as pessoas deveriam usar as artes e as ciências para ganharem domínio sobre a natureza. Para o conseguir, escreveu que “a vida humana deve ser dotada de novas descobertas e poderes”. Definiu a filosofia natural como “o conhecimento das causas e dos movimentos secretos das coisas; e o alargamento dos limites do Império Humano, para o efeito de todas as coisas possíveis”. Bacon propôs que a investigação científica fosse apoiada pelo Estado e alimentada pela investigação colaborativa de cientistas, uma visão sem precedentes no seu alcance, ambição e forma na altura. Os filósofos naturais passaram a ver a natureza cada vez mais como um mecanismo que podia ser desmontado e compreendido, muito semelhante a um relógio complexo. Filósofos naturais como Isaac Newton, Evangelista Torricelli e Francesco Redi realizaram experiências centradas no fluxo de água, medindo a pressão atmosférica usando um barómetro e refutando a geração espontânea. Sociedades científicas e revistas científicas surgiram e foram amplamente difundidas através da imprensa gráfica, tocando a revolução científica. Newton em 1687 publicou os seus The Mathematical Principles of Natural Philosophy, ou Principia Mathematica, que estabeleceram as bases para leis físicas que permaneceram actuais até ao século XIX.
p>alguns estudiosos modernos, incluindo Andrew Cunningham, Perry Williams e Floris Cohen, argumentam que a filosofia natural não é propriamente chamada ciência, e que a investigação científica genuína só começou com a revolução científica. De acordo com Cohen, “a emancipação da ciência a partir de uma entidade global chamada ‘filosofia natural’ é uma característica que define a Revolução Científica”. Outros historiadores da ciência, incluindo Edward Grant, afirmam que a revolução científica que floresceu nos séculos XVII, XVIII e XIX ocorreu quando princípios aprendidos nas ciências exactas da óptica, mecânica e astronomia começaram a ser aplicados às questões levantadas pela filosofia natural. Grant argumenta que Newton tentou expor as bases matemáticas da natureza – as regras imutáveis a que obedeceu – e, ao fazê-lo, juntou pela primeira vez a filosofia natural e a matemática, produzindo um trabalho inicial da física moderna.
A revolução científica, que começou a tomar forma no século XVII, representou uma ruptura brusca com os modos de investigação aristotélicos. Um dos seus principais avanços foi a utilização do método científico para investigar a natureza. Foram recolhidos dados e efectuadas medições repetíveis em experiências. Os cientistas formaram então hipóteses para explicar os resultados destas experiências. A hipótese foi então testada utilizando o princípio da falsificabilidade para provar ou refutar a sua exactidão. As ciências naturais continuaram a ser chamadas filosofia natural, mas a adopção do método científico levou a ciência para além do domínio da conjectura filosófica e introduziu uma forma mais estruturada de examinar a natureza.
Newton, um matemático e físico inglês, foi a figura seminal da revolução científica. Baseando-se nos avanços feitos em astronomia por Copérnico, Brahe, e Kepler, Newton derivou a lei universal da gravitação e as leis do movimento. Estas leis aplicavam-se tanto na terra como no espaço exterior, unindo duas esferas do mundo físico anteriormente pensadas para funcionar independentemente uma da outra, de acordo com regras físicas separadas. Newton, por exemplo, mostrou que as marés eram causadas pela atracção gravitacional da lua. Outro dos avanços de Newton foi fazer da matemática uma poderosa ferramenta explicativa dos fenómenos naturais. Embora os filósofos naturais tivessem há muito usado a matemática como meio de medição e análise, os seus princípios não foram usados como meio de compreensão da causa e efeito na natureza até Newton.
No século XVIII e XIX, cientistas incluindo Charles-Augustin de Coulomb, Alessandro Volta, e Michael Faraday construíram sobre a mecânica newtoniana explorando o electromagnetismo, ou a interacção de forças com cargas positivas e negativas sobre partículas carregadas electricamente. Faraday propôs que forças na natureza operassem em “campos” que preenchessem o espaço. A ideia de campos contrastava com a construção Newtoniana de gravitação como simplesmente “acção à distância”, ou a atracção de objectos sem nada no espaço entre eles para intervir. James Clerk Maxwell, no século XIX, unificou estas descobertas numa teoria coerente da electrodinâmica. Utilizando equações matemáticas e experimentação, Maxwell descobriu que o espaço estava cheio de partículas carregadas que podiam actuar sobre si próprias e umas sobre as outras e que eram um meio de transmissão de ondas carregadas.
Avanços significativos na química também tiveram lugar durante a revolução científica. Antoine Lavoisier, um químico francês, refutou a teoria do clogistão, que afirmava que as coisas queimavam ao libertarem “phlogiston” no ar. Joseph Priestley tinha descoberto o oxigénio no século XVIII, mas Lavoisier descobriu que a combustão era o resultado da oxidação. Também construiu uma tabela de 33 elementos e inventou a moderna nomenclatura química. A ciência biológica formal permaneceu na sua infância no século XVIII, quando o foco recaiu sobre a classificação e categorização da vida natural. Este crescimento na história natural foi liderado por Carl Linnaeus, cuja taxonomia do mundo natural de 1735 ainda está em uso. Linnaeus nos anos 1750 introduziu nomes científicos para todas as suas espécies.
desenvolvimentos do século XIX (1800-1900)Edit
Até ao século XIX, o estudo da ciência tinha chegado ao domínio dos profissionais e das instituições. Ao fazê-lo, adquiriu gradualmente o nome mais moderno da ciência natural. O termo cientista foi cunhado por William Whewell numa revisão de 1834 de Mary Somerville’s On the Connexion of the Sciences. Mas a palavra não entrou em uso geral até quase ao final do mesmo século.
Ciência natural moderna (1900-presente)Edit
Segundo um famoso livro de texto de 1923, Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances, do químico americano Gilbert N. Lewis e o químico americano Merle Randall, as ciências naturais contêm três grandes ramos:
p> Para além das ciências lógicas e matemáticas, existem três grandes ramos das ciências naturais que se destacam pela variedade de deduções de grande alcance extraídas de um pequeno número de postulados primários – são a mecânica, a electrodinâmica e a termodinâmica.
Hoje em dia, as ciências naturais dividem-se mais frequentemente em ciências da vida, tais como botânica e zoologia; e ciências físicas, que incluem física, química, astronomia, e ciências da Terra.