Renascimento, revolução científica e desenvolvimento do método científico

GALILEU GALILEI

O renascimento foi a época do redescobrimento do conhecimento na Europa.[38] Vários acontecimentos revolucionaram a forma de pensar da sociedade europeia. Em 1543, Nicolau Copérnico publica De revolutionibus orbium coelestium, apresentando um modelo matemático completo de um sistema heliocêntrico.[39] Galileu Galilei é considerado o fundador da ciência moderna. Segundo Galileu, o cientista não tem o papel de explicar porque os fenômenos acontecem na Natureza, apenas pode descrevê-los.[40] Em uma de suas obras, Galileu não afirmou que estava explicando a queda livre, apenas estava descrevendo-o. Galileu também foi o primeiro a conceber o conceito de inércia na Europa e foi o fundador da física como conhecemos hoje ao empregar a matemática na descrição de fenômenos naturais, que eram endossados pela experimentação. A sua contribuição para o desenvolvimento do telescópio contribuiu para a gradual consolidação do heliocentrismo, com a descoberta dos satélites galileanos.[40]
Os métodos científicos de Galileu já eram uma derivação da nova forma de filosofia que vinha sendo desenvolvida por Francis Bacon e René Descartes, formulando as bases do método científico, que vinha sendo ensaiado desde a "era dourada" da filosofia natural Islâmica. Segundo Bacon, a ciência é experimental, qualitativa e indutiva. Rejeita assunções a priori e se houver uma quantidade suficiente de observações, estas seriam usadas para se induzir ou generalizar os princípios fundamentais envolvidos.[41]
René Descartes propôs uma lógica diferente: em vez de se iniciar as observações com fatos "crus", Descartes acreditava que os princípios básicos que regem a Natureza podiam ser obtidos por uma combinação da pura razão com lógica matemática. Sua abordagem era analítica; os problemas deveriam ser "partidos" e rearranjados logicamente. Os fenômenos podem ser reduzidos e analisados aos seus componentes fundamentais. Se os componentes fundamentais fossem entendidos, o fenômeno também seria.[41] A congruência entre os pensamentos de Bacon e de Descartes, mesmo que entrassem em conflito em certas discussões, dominou as investigações científicas nos três séculos seguintes.[42]
A filosofia cartesiana, ou cartesianismo, rejeita toda e qualquer autoridade na obtenção do conhecimento. Os princípios básicos que regem a Natureza podiam ser obtidos por uma combinação da pura razão com lógica matemática. Em outras palavras, a busca pela verdade está baseada apenas na razão. Desse paradigma os dogmas religiosos, os preconceitos sociais, as censuras políticas e os aspectos fornecidos pelos sentidos são excluídos. A matemática passou a ser o modelo e a linguagem de todo conhecimento relacionado à ciência. Várias correntes de pensamento surgiram da filosofia cartesiana, como o racionalismo e o empirismo, e destas surgiriam o determinismo, o reducionismo e o mecanicismo.[43]
[editar]Desenvolvimento da mecânica, termodinâmica e eletromagnetismo
Ver também: História do eletromagnetismo e História da termodinâmica

Isaac Newton

Rudolf Clausius

James Clerk Maxwell
Após Galileu, Isaac Newton foi um dos cientistas mais importantes para o desenvolvimento da mecânica clássica.[44] Suas três leis serviram de base para toda a mecânica até o início do século XX.[45] Sua mecânica tornou-se modelo para a construção de teorias científicas futuras.[46] Em seu livro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, considerado a publicação mais influente de toda a história,[47] descreveu a universalidade de suas leis[48] e concluiu a primeira grande unificação da História da física, já iniciada por Galileu, ao unir Céus e Terra sob as mesmas leis físicas, a gravitação universal.[49]
A invenção da máquina a vapor, aprimorada por Thomas Newcomen e James Watt, levou a um grande interesse científico no estudo do calor.[50] O francês Sadi Carnot, já no século XIX, formulou as bases para o entendimento de máquinas térmicas.[51] Joseph Black começou a quantificar o calor através da medida da capacidade térmica das substâncias.[52] James Prescott Joule estabeleceu uma equivalência numérica entre trabalho e calor e mostrou que o calor produzido por uma corrente elétrica I em um condutor de resistência R era dado por I²R, conhecido atualmente como Lei de Joule.[53] Os trabalhos de Joule estabeleceram o princípio da conservação da energia,[53] que se tornou a base para a primeira lei da termodinâmica, formulada por Rudolf Clausius e William Thomson (Lord Kelvin).[54] Clausius também formulou o conceito de entropia, que é a base para a segunda lei da termodinâmica.[55] Assim como a mecânica Newtoniana se apoia em três leis fundamentais, as quatro leis da termodinâmica apoiam todo o conhecimento nesta área.
As forças magnética e elétrica já eram conhecidas desde a antiguidade.[56] Entretanto, o estudo científico da eletricidade e do magnetismo foi iniciado no século XVII por William Gilbert, em seu livro De Magnete.[57] Otto von Guericke produziu o primeiro gerador eletrostático.[58] Pieter van Musschenbroek construiu a primeira garrafa de Leiden, que acumula cargas elétricas.[58] Alessandro Volta construiu a primeira pilha voltaica, que podia fornecer uma corrente elétrica contínua.[58]
Benjamin Franklin foi um dos primeiros a propor que os relâmpagos eram uma forma de eletricidade. Também propôs que as cargas elétricas eram dividias em dois tipos, negativa e positiva, com cargas elétricas idênticas se repelindo e cargas contrárias se atraindo.[58] Hans Christian Ørsted argumentou que a corrente elétrica gera magnetismo em torno do fio condutor.[58] André-Marie Ampère forneceu os primeiros apoios matemáticos para o magnetismo em função da corrente elétrica.[58] Michael Faraday postulou que o inverso também era válido, sendo que a variação do campo magnético induz a geração de corrente elétrica. Faraday elaborou um modelo qualitativo de como as forças elétrica e magnética agem.[58] Também elaborou os conceitos de campos magnético e elétrico.[58] James Clerk Maxwell unificou as teorias elétricas e magnéticas de Ampère, Faraday e de Gauss, resultando no nascimento da teoria eletromagnética, resumindo matematicamente o trabalho experimental de seus antecessores em quatro equações, conhecidas como as Equações de Maxwell.[59] Maxwell propôs a existência de ondas eletromagnéticas, e sugeriu que a própria luz seria um exemplo de onda eletromagnética.[59] A existência de tais ondas foi comprovada por Heinrich Hertz, em 1888, e a constatação da luz como onda eletromagnética completou outra grande unificação da física, fundindo a eletricidade, o magnetismo e a óptica dentro da teoria eletromagnética.[60]