Poughts of Existence Pave the Way for Atoms

Os antigos filósofos gregos desempenharam um papel significativo na formação dos pensamentos iniciais sobre átomos e teorias atómicas primitivas. Vários dos antigos filósofos ponderaram e desenvolveram uma teoria da matéria, com um até mesmo imaginando a existência de um bloco de construção fundamental que compunha não só todas as coisas vivas e não vivas, mas também as sobrenaturais. Os seus pensamentos eram especulativos e filosóficos, mais do que científicos por natureza. E enquanto tentavam tocar na natureza da matéria e na sua composição, o seu verdadeiro objectivo era abordar algo de profunda preocupação para os antigos gregos: a natureza da permanência e da mudança. Infelizmente, essas “teorias” da matéria eram de curta duração. Embora tenha havido algum reavivamento durante a Idade Média e a Renascença, elas nunca ganharam nenhum impulso real até o século XVII.

Teorias Atómicas Iniciais

As primeiras teorias atómicas centraram-se num elemento primário responsável pela criação de toda a outra matéria. Heráclito disse que era fogo, Tales de Mileto (c. 624 a.C.-c. 546 a.C.) disse que era água, Anaximenes (c. 585 a.C.-c. 528 a.C.) pensou que era ar, e Empedocles finalmente os unificou, declarando que havia quatro elementos: ar, terra, fogo e água. Mais tarde, Aristóteles adotou os quatro elementos de Empédocles, e assim permaneceu até cerca do século XVII.

Empédocles

Nascido em Acragas, na atual Sicília, Empédocles (c. 492 a.C.-c. 432 a.C.) era um personagem interessante, que tem sido descrito como um filósofo, profeta, curandeiro, político democrático, místico, charlatão, fraude, e cientista. Sua principal contribuição às ciências físicas foi sua teoria dos quatro elementos.

Estes elementos fundamentais, que ele chamou de “raízes”, combinados em quantidades variáveis para formar toda a outra matéria: plantas, animais, humanos, rochas – tudo. E enquanto os elementos se misturavam para formar outras coisas, eles ainda mantinham suas próprias características individuais. Na verdade, Empedocles imaginava os quatro elementos como imutáveis, eternos e indestrutíveis. O Empedocles acreditava em duas forças metafísicas eternas: Amor e Strife. O Amor era responsável por reunir os elementos no processo de criação, enquanto a força oposta de Strife era responsável pela separação dos elementos, levando, em última análise, ao processo de decadência. A batalha cósmica entre Amor e Strife representou o ciclo natural de mudança no universo; o Amor construiu as coisas e Strife as fez recuar, e eles lutaram uns contra os outros, cada um tentando ganhar domínio sobre o outro.

Na teoria de Empédocles, vemos claramente o conceito de um universo em mudança semelhante ao descrito por Heráclito, embora onde Heráclito só acreditava em Strife, Empédocles suavizou a sua teoria com a adição do Amor como sua contraparte cósmica. Talvez menos claro é que Empédocles também abraçou um pouco a doutrina de Parmênides. Embora ele não acreditasse num universo imutável, como o dogma monista de Parmênides havia exigido, ele atribuiu a imutabilidade aos seus elementos fundamentais. Com certeza, esta foi uma tentativa deliberada de conciliar as doutrinas opostas de Heráclito e Parmênides, e ele não foi o único a fazê-lo. No entanto, ele abandonou a visão monística de Parmênides em favor de uma visão pluralista governada por seus quatro elementos (raízes), duas forças, e a conseqüente comissura delas. Um contemporâneo de Empedocles e companheiro do teórico atômico inicial foi Anaxágoras.

Anaxágoras

Anaxágoras (c. 500 a.C.-c. 428 a.C.) nasceu na cidade de Clazomenae em Ionia, localizada na Turquia atual. Foi o primeiro a trazer a filosofia para Atenas (muito provavelmente convencido a vir por Péricles (c. 495 a.C.-c. 429 a.C.) que se tornou seu aluno) e passou trinta anos lá, mas acabou por sair. Parece que os seus ensinamentos sobre a Terra, o Sol e a Lua podem tê-lo colocado em alguns problemas (aparentemente Galileu não foi o primeiro a sofrer este destino). Especificamente, ele estava em violação de uma lei que permitia o impeachment de qualquer um que não praticasse religião e ensinasse teorias sobre os corpos celestiais. Ele foi acusado de impiedade. Ao invés de ficar e enfrentar sua sentença, que era a execução, com a ajuda de Péricles ele deixou Atenas para Lampaco (na Ásia Menor), onde permaneceu pelo resto de sua vida.

Como Empedocles, Anaxágoras tentou atender ao desafio da exigência de Parmênides de um mundo imutável, ao mesmo tempo em que explicava a aparente mudança que experimentamos na vida cotidiana. Enquanto que o Empédocles escolheu o ar, a terra, o fogo e a água como os blocos fundamentais de construção de tudo o que existe, Anaxágoras, não vendo razão para tal discriminação, declarou que tudo contém um pouco de tudo o resto.

Para Anaxágoras, coisas como osso, pele e cabelo eram tão reais como os elementos fundamentais de Empédocles do ar, terra, fogo e água, e como tal não há razão para que alguém escolha uns a favor dos outros. Então ele decidiu não escolher, mas incluiu uma “porção de tudo em tudo”. Embora não se saiba ao certo, pode ser que ele tenha chegado à sua teoria da matéria a partir dos seus estudos bastante perspicazes sobre nutrição. Anaxágoras observou que os alimentos forneciam nutrição aos animais que, por sua vez, causavam certas coisas, como o crescimento do pêlo e a cicatrização da pele. Ele concluiu que o alimento deve então ter os constituintes do pêlo e da pele já presentes para poder transmitir estes efeitos.

Mais ainda, Anaxágoras considerou a matéria como infinitamente divisível. Assim, se se cortasse um pedaço de cabelo uma e outra vez, ele ainda conteria a essência do cabelo. Ele diz: “Pois do pequeno não há menor, mas sempre um menor (para o que não pode não ser). Mas também do grande há sempre um maior, e é igual em quantidade ao pequeno. Mas em relação a si mesmo, cada um é grande e pequeno”

No entanto, apesar disso, Anaxágoras considerava esses componentes da matéria, muitas vezes referidos como “sementes”, ou “coisas”, como eternos e indestrutíveis, embora mais soltos do que o previsto por Empedocles. Isto ainda levanta a questão de que se tudo contém tudo o resto (em proporções variáveis, no entanto), então o que é que faz algo do que é? A esta Anaxágoras responde: “cada coisa é e foi mais claramente as coisas que mais contém.” Em outras palavras, algo é o que é porque contém a maior parte dessas “coisas”. Mais precisamente, algo é o que parece ser macroscopicamente porque contém a maioria dessas “coisas” microscopicamente.

Então vemos tanto nas teorias de Empedocles como nas de Anaxágoras a tentativa de produzir teorias inteligíveis da matéria. Cada uma tentou combinar ideias que dariam conta do mundo em mudança que todos nós experimentamos, permitindo ao mesmo tempo que certos componentes permanecessem fundamentais, e como tal imutáveis. Com efeito, cada um tentava incluir simultaneamente, à sua maneira única, o dogma transmitido por Heráclito e Parménides.

Hoje em dia, as suas ideias podem parecer-nos estranhas e metafísicas, mas podemos encontrar a semelhança entre elas e a teoria atómica actual. Isto talvez seja melhor exemplificado na teoria apresentada por Demócrito, que é sem dúvida o mais importante teórico atômico grego antigo.

Democrito’ Atom

Democrito (c. 460 a.C.-c. 370 a.C.) era um nativo de Abdera na Trácia, localizado na Grécia atual. Ele viajou muito, talvez passando tempo no Egito e na Pérsia. Ele também passou algum tempo em Atenas: “Fui a Atenas e ninguém me conhecia.”

Indeed, parece que em Atenas Demócrito nunca se encaixou realmente na elite intelectual, e a sua filosofia foi ignorada durante algum tempo. No entanto, sua riqueza de conhecimento e exatidão de pensamento lhe dão um lugar muito merecido na história da filosofia. Pelos nossos padrões actuais, ele foi talvez o mais bem sucedido dos antigos filósofos gregos no que diz respeito à notável precisão das suas ideias. Por exemplo, ele considerava a Via Láctea como uma coleção de pequenas estrelas, e a Lua como sendo muito parecida com a Terra, pois ela continha montanhas e vales. Independentemente disso, nós o conhecemos principalmente por sua teoria atômica.

Democrito era um estudante de Leucippus (século V AC), que tinha uma teoria atômica própria. Na verdade, é difícil desembaraçar as teorias atômicas de Demócrito e Leucippus. Isto é principalmente porque sabemos muito pouco sobre Leucippus, e tem sido especulado que ele nunca existiu, embora isto pareça improvável desde que Aristóteles e Teófrasto (c. 371 AC-c. 287 AC) mencionaram explicitamente a sua teoria atômica. Parece mais provável que Leucippus tenha colocado no lugar alguns dos fundamentos, e que Demócrito os construiu, estendendo assim a teoria geral.

Democrito considera tudo no universo – incluindo a mente e alma humana, e até mesmo os deuses – como sendo feito de atomos, que é grego para indivisível e do qual obtemos a palavra átomo. De facto, Demócrito considerava estes átomos como indivisíveis (contrastando com Anaxágoras, que considerava as suas peças fundamentais como infinitamente divisíveis). Ele imaginava que os átomos ocorriam numa variedade de formas e tamanhos diferentes, responsáveis pelas propriedades encontradas nos objectos que eles compunham. Além disso, ele considerava os átomos como imutáveis, eternos e indestrutíveis, semelhantes à forma como Empedocles imaginava seus quatro elementos fundamentais.

Democratas viam os objetos materiais como existindo em um estado temporário, sendo criados ou destruídos à medida que os átomos se unem ou se desfazem sob a influência de forças naturais; tudo o que resta, então, são os átomos que constituem esses objetos materiais. Isto não é diferente da visão de Empedocles, onde ele imaginava os quatro elementos dando origem a objetos materiais sob a influência das forças Amor e Strife. Além disso, Demócrito também deu movimento aos seus átomos.

Democrito imaginou átomos como sempre em movimento, sofrendo colisão após colisão uns com os outros enquanto se moviam. Além disso, este movimento era uma propriedade fundamental e, como os próprios átomos, era eterno e indestrutível, embora mutável sob certas circunstâncias.

Para que os átomos estivessem em movimento, deveria haver um espaço para eles se moverem, e assim Demócrito inventou o vazio. De acordo com Demócrito, os átomos movem-se no vazio com um movimento aleatório constante (ele comparou o movimento dos átomos às partículas de pó que se vêem dançando ao redor da luz do sol quando não há brisa). Isto é muito parecido com a forma como os imaginamos fazer isso hoje, como descrito pela teoria cinética moderna.

Recorde que na filosofia de Parmênides, as coisas materiais têm existência porque somos capazes de pensar nelas. Ele também considera impossível pensar em nada, e por isso não pode existir. Assim, o vazio de Demócrito pode parecer estar em flagrante desrespeito a este inquilino, pois para todos os efeitos práticos parece não ser nada. No entanto, Demócrito via o vazio como algo: um lugar independente dos átomos para os átomos residirem e se movimentarem por aí. O verdadeiro problema é que Parmênides só podia imaginar objectos materiais como algo, enquanto Demócrito podia imaginar tanto um objecto material (o átomo) como o espaço em que vivia como sendo algo. Demócrito deixa claro o seu ponto de vista: “Nada existe excepto átomos e espaço vazio; tudo o resto é opinião”

Democrito fez concessões tanto a Parmênides como a Heráclito, tal como fizeram Empedocles e Anaxágoras, ao imaginar um universo composto por um número infinito de átomos imutáveis, eternos e indestrutíveis, sempre envolvidos em colisões aleatórias uns com os outros, e capazes de se juntarem para formar objectos materiais como os conhecemos.

Afora da sua notável semelhança com a teoria atómica moderna, a teoria atómica de Demócrito redime-se em si mesma pelo simples facto de oferecer uma “explicação mecânica” para a matéria: a matéria é feita de átomos que se movem no vazio e sofrem colisões (onde as colisões anteriores são determinadas pelas anteriores) que são governadas por certas leis físicas da natureza.

Ele não invoca nenhuma intervenção divina neste processo atômico, mas simplesmente sustenta que os átomos sempre estiveram e sempre estarão em movimento, e que as leis físicas descrevem este movimento. A beleza de tal construção é que ele se presta a uma descrição científica. Isto é, pode-se esperar desenvolver uma teoria matemática descrevendo as leis físicas e então proceder a experimentos para testar esta teoria.

Obviamente, nem a matemática necessária nem os procedimentos experimentais estavam disponíveis para Demócrito. Além disso, a teoria de Demócrito sofreu outro golpe – nomeadamente, Aristóteles, que atrofiou o desenvolvimento do trabalho de Demócrito. Em vários relatos ele menciona explicitamente a teoria atómica de Demócrito, apenas para a atacar. Ironicamente, é desta forma que aprendemos muito, talvez a maioria, do que sabemos da teoria atómica de Demócrito.

Porquê Aristóteles?

Aristóteles (c. 384 AC-c. 322 AC) nasceu em Stagira, Grécia. Seu pai foi o médico pessoal do Rei da Macedónia, posição que herdou. Aristóteles estudou com Platão (c. 427 a.C.-c. 347 a.C.) em Atenas a partir da idade de dezoito anos e lá permaneceu por quase vinte anos até a morte de Platão. Em 343 AC, Aristóteles tornou-se o tutor de Alexandre o Grande, que tinha então treze anos, e continuou até os dezesseis, quando o pai de Alexandre o fez regente em Pela.

Aristóteles forneceu o primeiro sistema abrangente de filosofia ocidental cobrindo tópicos em política, ética, lógica, metafísica e ciência. Dificilmente havia uma área sobre a qual ele não escrevia. Acreditando que todo o conhecimento humano não poderia se enquadrar em uma única categoria, Aristóteles foi o primeiro a dividi-lo em categorias. Aqui, estamos interessados na teoria da matéria e da forma de Aristóteles.

Justo como outros fizeram, Aristóteles procurou estar à altura do desafio de permanência de Parmênides enquanto mantinha espaço para a mudança no mundo, como Heráclito havia exigido; sua teoria da matéria e da forma é uma tentativa de reconciliação. Segundo Aristóteles, os objetos, como os conhecemos, compreendem duas partes: “matéria” e “forma”. A forma dá um arranjo particular à matéria, e é em virtude da forma que identificamos um objeto como uma “coisa”; conhecer uma coisa é ter conhecimento de sua forma.

Por exemplo, imagine que um escultor começa com um pedaço de barro e procede a moldá-lo na forma de um cachorro. Aqui o barro é a matéria, e a forma de um cão conferida ao barro pelo escultor é a forma. Agora, imagine o escultor começar de novo, transformando o pedaço de barro, que uma vez teve a forma de um cão, em outra coisa, talvez um gato desta vez. Claramente, a questão ainda é o barro, mas agora a forma mudou de um cão para um gato. No entanto, o escultor não cria a forma; ela sempre esteve lá. Em vez disso, o esforço do escultor apenas juntou a forma e a matéria. De acordo com Aristóteles, a mudança resulta de uma mudança na forma da matéria.

Mais ainda, Aristóteles descreve tal processo como sendo governado por quatro causas: material, formal, eficiente, e final. Estes são os axiomas que governam a forma como um objeto material vem a ser, e você pode pensar neles em termos destas questões: De que material é feito o objeto material? De que é o objeto? Como foi construído o objeto? Qual é a finalidade do objecto? O mais importante destes é o último, conhecido como a causa final. De facto, se houvesse um princípio central subjacente à filosofia de Aristóteles, seria a questão colocada pela causa final.

É a causa final que fornece um certo objectivo para a matéria à medida que se move através das suas várias formas. Na sua maioria, é a causa final que proporciona uma sensação de permanência ao longo de todo o processo. Assim, a doutrina de Aristóteles sobre a matéria e a forma tenta unificar as idéias aparentemente díspares de mudança e permanência. Relacionados à teoria da forma e da matéria de Aristóteles estão os conceitos de “potencialidade” e “atualidade”. Novamente, considere o escultor e o barro. Quando o barro era apenas um caroço na bancada de trabalho do escultor, ele tinha apenas a potencialidade de tomar a forma de um cão ou de um gato, entre outras coisas. Mas quando a argila adquiriu forma através dos esforços do escultor, aumentou a sua actualidade. Assim, quanto mais forma alguma coisa tem, maior é a sua actualidade. Aristóteles trabalhou estes princípios também na sua teologia, onde a sua versão de Deus é retratada como perfeição consistindo de forma pura e atualidade.

As obras de Aristóteles foram redescobertas após a queda do Império Romano pela civilização árabe que governava a região desde a Pérsia até Espanha. Entre este grupo de árabes estavam estudiosos muçulmanos e judeus, que traduziram as obras de Aristóteles (e praticamente todas as obras importantes da cultura grega, bem como da cultura persa e indiana) para o árabe. Estas obras traduzidas foram então adquiridas por cristãos medievais, que por volta de 1100 começaram a ganhar controlo sobre esta civilização árabe em regiões como Toledo, Espanha e Lisboa, Portugal.

Os estudiosos muçulmanos e judeus incluíram adendos às obras originais. Assim, eles não só traduziram as obras originais do grego para o árabe, como também completaram ideias deixadas inacabadas pelos antigos gregos, valorizando assim as obras originais. O momento não poderia ter sido melhor para os estudiosos cristãos, pois em meados do século XII já começavam a se perguntar sobre a relação entre Deus e, bem, todo o resto. Foi Aristóteles quem lhes forneceu a visão que procuravam – isto é, uma vez que tinham todas as suas obras traduzidas do árabe para o latim.

Existiram provavelmente várias razões pelas quais os estudiosos cristãos favoreceram Aristóteles em relação aos outros antigos filósofos gregos. Por um lado, ele forneceu um sistema muito completo de filosofia, tendo comentado quase tudo. Os seus escritos foram escritos de uma forma muito académica, sendo ainda muito fáceis de entender para um público em geral, tendo apenas o suficiente de senso comum misturado. O senso comum de Aristóteles, em parte, veio do fato de que ele era muito empírico – enquanto Demócrito era mais teórico no pensamento, Aristóteles era mais observacional; ele observava a natureza e acreditava que poderíamos adquirir informações úteis do mundo dessa forma. Finalmente, a visão de Deus de Aristóteles, embora não a de um Deus cristão, evidentemente forneceu um ponto de partida suficiente para ser integrado numa nova versão do cristianismo da época, graças principalmente a pessoas como São Tomás de Aquino (1225-1274).

Após a integração com sucesso no cristianismo (e com as primeiras universidades europeias ligadas à Igreja Cristã), Aristóteles tornou-se a autoridade em quase tudo, em particular na ciência, até cerca do século XVII. Assim, as obras de Demócrito realmente não tiveram chance de florescer por estas razões e algumas outras. No entanto, o século XVII logo mudaria tudo isso à medida que os cientistas procurassem compreender o mundo de uma forma mais sistemática (mecanicista, ou mecânica) com as novas ferramentas à sua disposição nas áreas da física e da matemática em rápida mudança.