As disputas entre as teorias

Uma obra de que se esperavam muitos esclarecimentos sobre a ótica no século XVII, era a obra de Christiaan Huygens, que publica um tratado (Tratado sobre a Luz) em 1690, onde utiliza as ideias de Descartes e Hooke, propondo explicações para alguns fenômenos como reflexão e refração mediante o tratamento da luz como pulsos propagando-se no éter.

Huygens já no início do texto afirma que a luz não pode ser considerada como corpúsculos em movimento:

“...quando se considera a extrema velocidade com que a luz se espalha por todos os lados e que, quando vem de diferentes lugares, mesmo totalmente opostos [os raios luminosos] se atravessam uns aos outros sem se

atrapalharem [...] isso não poderia ocorrer pelo transporte de uma matéria que venha dos objetos até nós como uma flecha ou uma bala atravessa o ar; pois certamente isso repugna bastante a essas duas propriedades da luz e principalmente à última.” (HUYGENS, 1986, p.12)

Nesse trecho fica claro que Huygens toma como um dos principais problemas da hipótese corpuscular o fato de os raios de luz se cruzarem sem interferirem um no movimento do outro. O autor segue, utilizando-se de uma analogia com o som para esclarecer a propagação da luz:

“Sabemos que, por meio do ar, que é um corpo invisível e impalpável, o som se propaga em toda a volta do lugar onde foi produzido, por um movimento que passa sucessivamente de uma parte do ar a outra. A propagação desse movimento se faz com igual velocidade para todos os lados e devem se formar como superfícies esféricas que crescem sempre e que chegam a atingir nossas orelhas. Ora, não há dúvida de que a luz também não venha do corpo luminoso até nós por algum movimento impresso à matéria que está entre dois – pois já vimos que isso não pode ocorrer pelo transporte de um corpo que passe de um até outro. Se a luz gasta tempo para essa passagem [...] seguir-se-á que esse movimento impresso à matéria é sucessivo e que, consequentemente, ele se espalha, assim como o som, por ondas esféricas. Eu as chamo ‘ondas’ por semelhança àquelas que vemos formarem-se na água quando aí se joga uma pedra [...] embora proveniente de uma outra causa...”(HUYGENS, 1986, p. 12).

Um dos problemas da teoria de Huygens consiste justamente em sua analogia com o som, na medida em que se a luz se propaga conforme o som que exige um meio para se propagar e, além disso, diante da perceptivelmente alta velocidade da luz, esse meio precisa de diversas características especiais para satisfazer as necessidades de suas suposições. Nesse sentido, Huygens faz algumas considerações sobre o éter como em relação a sua dureza onde afirma que “nada impede que imaginemos que as partículas de éter sejam de uma matéria tão próxima da dureza perfeita e de uma recuperação tão rápida quanto quisermos” (HUYGENS, 1986, p.18-9).

Embora com estas e outras dificuldades, a obra de Huygens consegue dar explicações a respeito da reflexão e da refração por meio de uma teoria ondulatória, embora ele não tratasse de ondas periódicas, mas sim de pulsos ou vibrações no éter. O que Huygens não fez foi dar explicações aos novos fenômenos observados no século XVII o que de certa forma não descredenciava sua teoria de se tornar paradigma.

Newton se mostrava insatisfeito com essas explicações e em 1704 publica o livro Ótica, dividido em três livros, onde Newton trata de reflexão, refração, difração (chamada por ele de inflexão) e cores da luz e ainda propunha 31 questões ao final do livro III, onde em muitas ataca diretamente a teoria ondulatória. Apesar de não descarta-la e sim de questionar a validade da mesma frente às evidências disponíveis na época.

Newton escreveu que a luz consistia em partes, como fica explícito logo na primeira página do livro I (Newton, 1996):

“Pois é evidente que a luz consiste em partes, tanto sucessivas como contemporâneas, por que no mesmo lugar podemos deter a que chega em dado momento; e ao mesmo tempo detê-la em qualquer outro lugar e deixa- la passar em qualquer outro. Pois a parte da luz que foi detida não pode ser a mesma que deixamos passar.”(NEWTON, 1996, p.39).

Além de suas convicções a respeito da natureza corpuscular da luz, no livro, Newton expõem suas experiências associadas a descrições matemáticas, o que de certa forma dá mais credibilidade do que as descrições puramente geométricas de Huygens. Além de expor suas ideias sobre a luz, Newton se ocupa em atacar a teoria ondulatória, como na questão 28 do livro III (Newton, 1996):

“Questão 28. Não são errôneas todas as hipóteses segundo as quais a luz consistiria em pressão ou movimento propagados através do meio fluido? [...] Pois pressão ou movimento não podem ser propagados em um fluido em linhas retas além de um obstáculo que intercepta parte do movimento, mas se curvarão e se espalharão em todas as direções no meio quiescente que está além do obstáculo.” (NEWTON, 1996, p.39).

Vê-se que Newton ataca diretamente a teoria ondulatória, justamente em sua base, que é a analogia com o som, utilizando o argumento da propagação retilínea que é um dos poucos consensos da época.

Argumentos como estes e o prestígio adquirido por Newton com a mecânica fazem com que a concepção corpuscular da luz prevaleça, constituindo-se assim, segundo Kuhn no primeiro da ótica. Que irá imperar durante o século XVIII, até o início do século XIX, quando começam a surgir problemas, que acabam configurando anomalias, como a falta de explicação para os novos processos para a polarização e os trabalhos de Young e Fresnel. Essas anomalias geram o que Kuhn chama de crise paradigmática, que irá culminar com a primeira mudança de paradigma na ótica.

Na proposta do trabalho para a sala de aula, além da perspectiva Kuhniana para a ótica, outros aspectos foram levados em consideração. Esses aspectos serão descritos no capítulo a seguir.