A ciência pela história, episódio 24 – “Ciência pura” e Arquimedes

Por Gildo Magalhães, professor sênior do Instituto de Estudos Avançados (IEA) da USP

 24/04/2026 - Publicado há 7 meses     Atualizado: 27/04/2026 às 16:21
A atividade científica tem impulsionado o desenvolvimento social, econômico e cultural da humanidade. Seus resultados se manifestam em todos os campos, desde saúde, energia, comunicações, até a cultura e as ciências humanas.

A ciência pode ser pura?

Esta é uma questão recorrente na historiografia da ciência, já aparecendo de forma inequívoca na Antiguidade, como se pode verificar em um episódio da ciência grega, envolvendo o famoso cientista Arquimedes, mencionado de passagem em outro texto e que aqui será mais aprofundado.

A época áurea da Grécia Antiga não foi um período que surgiu de forma repentina e isolada. Representou, ao contrário, um elo na continuidade de grandes desenvolvimentos científicos e técnicos. Conhecimentos já milenares que começaram a se formar em tempos remotos viajaram através de caminhos transcontinentais, como aquele que se tornaria a futura Rota da Seda, e chegaram do Oriente Próximo, da Índia e possivelmente da China, contribuindo imensamente para a cultura grega.

As difusões e convergências de civilizações nessa longa duração podem até mesmo ter incluído outros centros de conhecimentos científicos que ainda não conhecemos. A astronomia de posição praticada desde a pré-história trouxe contribuições inestimáveis, acumulando conhecimentos de matemática, mais tarde consolidados por meio da invenção da escrita e de arquivos da produção escrita. Avanços na arquitetura e engenharia desses tempos primitivos se uniram com outros na mineração e metalurgia, aos quais se juntaram a história natural (principalmente a biologia), a medicina, a geografia, embora não houvesse nominalmente essas categorias.

A par dessa construção coletiva e lenta, pode ser acrescida a inovação representada na Grécia pela escrita verdadeiramente alfabética, separando consoantes de vogais. Isto enriqueceu rapidamente o registro literário, com o desenvolvimento de obras de história, filosofia, poesia e teatro. O florescimento de uma arte grega avançada em escultura, pintura e artesania em geral corroboram uma intensa atmosfera intelectual. O inverso também é verdade: numa era de marasmo intelectual, a sociedade estagna em seu crescimento ético, enquanto o conhecimento perde em criatividade.

A expansão do mundo grego que ocorreu concomitantemente com seu desenvolvimento intelectual se deu numa sociedade afluente, graças às suas práticas comerciais. Havia uma elite pensadora cuja riqueza proporcionava tempo livre para meditar e discutir coletivamente, ao passo que o trabalho mais braçal era feito por escravos e trabalhadores de um nível social menor. Essa conjuntura social e econômica explica o que alguns designam como um “milagre grego” que, se não for levado em conta o contexto histórico aqui apenas esboçado, de fato se torna difícil de entender.

As pesquisas históricas sobre ciência e técnica falam a favor de uma continuidade de longa duração e um esforço coletivo de inventividade, mas naturalmente isto não impede o surgimento de indivíduos excepcionais que conseguem utilizar seus talentos para aproveitar e inovar o corpo coletivo de conhecimentos acumulados. Este é o caso de Arquimedes (287-212 a.C.), natural de Siracusa, antiga colônia da Magna Grécia implantada em 733 a.C. na ilha de Sicília. Herdeiro de uma tradição de pensamento representada pela Academia platônica e pelo Liceu aristotélico, enriquecida pela disseminação cultural resultante das conquistas de Alexandre Magno, Arquimedes viveu no início da expansão romana, que veio posteriormente a terminar o ciclo de predomínio político e econômico grego.

Um avanço fundamental devido a Arquimedes foi o conceito de centro de gravidade, que é um ponto de um corpo pelo qual, suspenso, se move até chegar em uma situação de equilíbrio, nela permanecendo. Para determinar o centro de gravidade de uma figura plana, basta pendurá-la sucessivamente por dois pontos em um fio e, para cada ponto, traçar a linha na perpendicular com relação ao solo e que passa pelo ponto cruzando a figura – o centro de gravidade está no encontro das duas linhas. Esse conceito permite usar a balança de braços iguais (instrumento que existia muito antes de Arquimedes para medir o peso de um objeto em relação a um peso conhecido) não só para comparar figuras planas, mas também áreas e volumes desconhecidos.

Mesmo corpos irregulares podem ser assim comparados usando a técnica dita “de exaustão”, desenvolvido pelo matemático Eudoxo de Cnido (390-340 a. C.), um colaborador de Platão. Com essa técnica, uma figura qualquer é dividida em outras conhecidas (como triângulos) cada vez menores, somando-se depois essas figuras para se aproximar da área da figura desconhecida. Arquimedes calculou com o uso desse recurso a área da parábola e de outras figuras, estendendo o método também para sólidos.

Uma consequência importante do esquema lógico de equilíbrio da balança com objetos diferentes em cada um dos braços é a possibilidade de realizar experiências (mentais ou práticas) e testar hipóteses. Para Arquimedes havia uma ligação entre matemática e física e ele descreveu como usou o método experimental para obter resultados matemáticos. Com isso demonstrou muitos resultados importantes, como a famosa relação entre os volumes da esfera e cone inscritos em um cilindro.

Arquimedes foi um escritor bastante prolífico, tendo chegado até nós uma parte importante de seu trabalho, no original grego ou em tradução posterior para o árabe. Uma obra notável pelas suas implicações epistemológicas é o Contador de Areia (Arenarium, em latim), em que Arquimedes mostra ser possível calcular o número de grãos de areia que encheriam uma esfera do tamanho do planeta Terra, ou maior ainda, do tamanho do universo então conhecido (que ia até as estrelas ditas “fixas”), partindo do sistema planetário heliocêntrico proposto por Aristarco de Samos (310-230 a.C.).

Ao contrário da opinião que era corrente, de que esse número seria impossível de calcular ou que seria até um número infinito, ele formulou as ideias necessárias para os cálculos, criando uma unidade auxiliar enorme, equivalente a uma miríade (10 mil) de miríades – ou seja, 10 mil vezes 10 mil, igual a 100 milhões. São várias as hipóteses feitas por ele, incluindo o diâmetro da órbita terrestre em torno do Sol e o tamanho médio de um grão de areia. Resulta naturalmente um número fantasticamente grande, mas o que Arquimedes quis mostrar é que a mente humana consegue enfrentar desafios tidos como impossíveis.

Outra obra importante sua, Sobre os Corpos Flutuantes, é um verdadeiro tratado de engenharia naval, pois estuda as condições em que a posição do centro de gravidade de embarcações com carga deve se situar para um navio não adernar, uma informação fundamental na época em que o meio de transporte mais importante era o marítimo. Ele emprega o chamado “princípio de Arquimedes” da flutuabilidade, pelo qual qualquer corpo total ou parcialmente imerso em um fluido experimenta uma força para cima (empuxo) igual, mas em sentido oposto ao peso do fluido deslocado. Este princípio permite entender porque os barcos flutuam e calcular a parte da embarcação que fica acima da linha d’água. Até a época moderna esse trabalho poderia ser utilizado por engenheiros e ainda hoje é legível para quem tem conhecimentos de geometria.

Arquimedes tem sido considerado um protótipo do cientista e era brilhante tanto teoricamente quanto na prática, pois esteve envolvido em muitas novas invenções ou no aperfeiçoamento de invenções existentes, e que foram construídas por ele. Essa capacidade foi utilizada para a defesa da cidade de Siracusa durante a Segunda Guerra Púnica, entre Cartago e Roma na disputa pelo domínio do Mediterrâneo.

Siracusa, a maior, mais fértil e rica cidade do Mediterrâneo, tinha sido aliada de Cartago na Primeira Guerra Púnica, mas depois assinou um tratado de paz com Roma, rompido por nova adesão a Cartago que, em campanha comandada por Aníbal, invadiu a Itália. Em consequência, Siracusa foi assediada pelo general romano Marco Cláudio Marcelo (268-208 a.C.) por dois anos, a partir de 214 a.C. A cidade pôde contar nessa campanha com o auxílio de Arquimedes e suas invenções. Uma destas era uma enorme garra, manejada por uma série de alavancas e um grande guindaste, de forma que o conjunto era capaz de suspender uma nave romana no porto pela proa e sacudi-la vigorosamente, com o que vários inimigos caíam no mar – uma operação que gerava espanto e terror na tripulação romana.

Outra invenção sua teria sido o uso de “espelhos ardentes”, provavelmente um conjunto de escudos metálicos brilhantes funcionando aproximadamente como um grande espelho parabólico e que de cima das muralhas focalizava a luz solar em pontos inflamáveis, como as velas das galeras romanas.

Existem controvérsias sobre essas armas, mas o fato é que, ao invés de ser a presa frágil imaginada pelos romanos, graças a Arquimedes Siracusa se revelou uma cidadela inexpugnável. Com o tempo, conseguindo subornar soldados a serviço de Siracusa, Marcelo conseguiu se infiltrar dentro das muralhas de defesa e venceu a guarnição contrária, garantindo então o controle da Sicília como província romana.

O historiador Plutarco (50-120 d.C.) escreveu em Vidas Paralelas a biografia de Marcelo, dedicando boa parte dela a Arquimedes durante a batalha. Segundo esse autor, quando os romanos conseguiram entrar na cidade, um soldado teria prendido Arquimedes, que não obedeceu a ordem para que seguisse o vencedor, pois o sábio estaria ocupado resolvendo um problema matemático.

Diante da recusa, o soldado o teria matado, contrariando as ordens do general Marcelo, que admirava o cientista e queria poupá-lo. Esse desprendimento de Arquimedes é elogiado por Plutarco, para reforçar que, até diante da morte, o cientista preferiu não abandonar seu trabalho mental.

Há pelo menos duas outras versões antigas sobre a morte de Arquimedes e que aparecem nos escritores romanos Tito Lívio (59 a.C.-19 d.C.) e Valério Máximo (primeira metade do século 1 d.C.).

Numa delas, um soldado romano precipitou-se com ódio para assassinar sem mais o sábio e se vingar das mortes dos companheiros devidas ao uso de suas invenções. Noutra, sem o mesmo glamour, Arquimedes reconheceu a derrota e estava levando para Marcelo uma caixa com seus instrumentos astronômicos e geométricos, inclusive um tipo de planetário que poderia ser como o mecanismo descoberto em Anticítera. Soldados romanos o encontraram e, achando que ele carregava ouro, mataram-no para se apossar da riqueza.

No relato de Plutarco, Arquimedes é um cientista “puro”, no sentido de não se importar com aplicações práticas de suas invenções, o mais importante seria o trabalho teórico mental e não a ciência aplicada. É como se o verdadeiro cientista não devesse “sujar as mãos” com coisas práticas, consideradas ignóbeis para um sábio.

A chave para entender essa leitura de Arquimedes é que Plutarco era um platônico, que estudara na Academia de Atenas, fundada quatro séculos antes por Platão. Em sua época, a Academia decaíra bastante e era atacada pelos céticos e outros, apesar de os círculos platônicos serem tolerados e terem influído nos primórdios de formação de comunidades cristãs. No entanto, deve-se distinguir entre o que Platão escrevera e como Plutarco interpretava o platonismo: para Plutarco, o pensamento platônico era tão somente arraigado ao reino das ideias, e nesta interpretação o historiador desejava ressaltar a superioridade da mente sobre as preocupações terrenas. A sua visão do platonismo estava ligada com sua defesa da Academia e das supostas motivações de Arquimedes.

Terminando esse episódio, voltemos à pergunta inicial. Por ciência “pura” pode-se entender ser ela uma atividade neutra, no sentido de que seu objetivo é a busca contínua da verdade. Trata-se de um ideal que é, porém, sujeito ao contexto histórico e ideológico que conforma as teorias e mesmo as experimentações feitas. Devido a estar num contexto dado, ainda que não sendo manifestamente consciente para o cientista, a ciência não é um conhecimento fora da realidade, não podendo ser isenta ou “pura”.

Num outro sentido, que tem parentesco com o anterior, a pergunta se dirige à formulação bastante usual que separa ciência “pura” de “aplicada. Julgamos que essa distinção é artificial, pois os avanços de ambas estão sempre interligados. Conhecimentos adquiridos teoricamente costumam ser utilizados, às vezes de forma inesperada e bem mais tarde. De modo análogo, a ciência não pode ter uma visão estritamente utilitarista, a prática acaba influenciando a teoria. O ser humano não é dividido, está sempre unindo pensamento com ação, mesmo que preconceitos tentem distorcer essa realidade.

Não existe, em conclusão, ciência pura. Um corolário disso que infelizmente continua na ordem do dia é quando o cientista aplica seus conhecimentos para contribuir com esforços de guerra. A ciência potencialmente apresenta um ideal edificante, de promover o desenvolvimento humano, mas pode estar a serviço da destruição, tornando-se uma ciência da guerra. A capacidade de usar a ciência para destruir vidas, bens materiais e tesouros culturais é enorme.

Arquimedes não deveria então ter usado suas invenções na defesa de sua cidade? Seria ingênuo acreditar nisso, pois qualquer invenção pode ter uso bélico. Por exemplo, o laser que vem sendo usado para fazer operações na medicina atual pode ter seu princípio usado como arma terrível, já entrevista em propostas do tipo “escudo espacial” (Guerra nas Estrelas).

Os dilemas morais que surgem dessa contradição ganharam evidência contemporânea com o uso do gás mostarda na Primeira Guerra Mundial, com a bomba atômica jogada no Japão na Segunda Guerra e o napalm lançado na Guerra do Vietnã pelos EUA, mas estiveram presentes desde antigamente. Estamos vivendo esse drama intensamente, nestes dias do século 21, em que a hegemonia política a serviço de interesses econômicos oligárquicos ameaça constantemente o planeta usando a ciência para dominar.

Tentamos racionalizar a questão quando consideramos que há “guerras justas”, contra a opressão e tirania, como nas guerras de libertação das colônias europeias. Todavia, nosso humanismo se rebela até mesmo contra essa interpretação e estado de coisas, com a esperança de recompor os ganhos da ciência para termos uma vida melhor e realizar mais plenamente nosso potencial.

Recordando o poeta inglês John Donne (1572-1631) ao ouvir o toque de finados, nenhum homem é uma ilha, e cada vida conta, pois somos todos parte de um mesmo continente – “por isso não pergunte por quem os sinos dobram, eles dobram por ti”.

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