A06 - Tópicos de História do Vácuo - parte 1

DISCIPLINA
História e Filosofia da Ciência
Tópicos de história do vácuo –
Parte 1
Autores
Juliana Mesquita Hidalgo Ferreira
André Ferrer P. Martins
aula
06

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Apresentação
A
possibilidade de existência e a existência real do vazio foram questões debatidas
pela humanidade desde a Antiguidade. Esse debate relaciona-se a outro igualmente
importante na história da Física: o conceito de éter e a sua existência. Vários tipos de éter
existiram ao longo da história, ligados ao desenvolvimento de diferentes áreas da Física, e foram
ora aceitos, ora descartados. Enquanto popularmente se concebe que o éter foi descartado da
Física, existem trabalhos que interpretam o “vácuo quântico” da atualidade como um novo tipo
de “éter”. A questão, sem dúvida, é polêmica. Pode-se dizer, no entanto, que as discussões
em torno dessa temática geraram bons frutos ao longo da história da Física e estiveram
relacionadas a vários aspectos do desenvolvimento das ciências físicas. Tiveram consequências
significativas, influenciando a formação e o desenvolvimento de muitos conceitos. Nas aulas
subsequentes abordaremos em detalhes alguns aspectos dessas discussões, relacionando-as
ao desenvolvimento de ideias importantes na Física.
Objetivos
1
2
3
4
Apresentar aspectos das discussões em
torno do vazio e do éter da Antiguidade até
o século XVII.
Descrever a teoria do “horror ao vácuo”.
Mostrar como se deu o questionamento à
interpretação de que a natureza evitava o
vazio, tendo em vista a proposta de que o ar
tinha peso e exercia pressão.
Reconhecer contribuições teóricas
e experimentais que antecederam o
experimento de Torricelli.
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência
1

O éter e o vazio na Antiguidade
Perguntas
Para mais informações
sobre as discussões a
respeito do vácuo na
Antiguidade, pode-se
consultar Solaz-Portolès;
L’ Eliana (1997);
especificamente sobre
o pensamento atomista
sugerimos Figueira (2007).
Já na Antiguidade, algumas discussões em torno do tema “vácuo” eram particularmente
caras aos pensadores: podem existir espaços vazios na natureza Existem espaços vazios
na natureza ou será que uma matéria contínua preenche todos os espaços no Universo
Muitos pensadores procuravam responder a essas perguntas.
No século VI a.C., os eleatas Zenão e Parmênides buscavam aquilo que podia ser captado
pela razão, o que, para eles, era necessariamente imutável. Mudanças e transitoriedade eram
irreais e ilusórios. Por isso, como mencionamos na primeira aula de história da Mecânica, os
eleatas negavam o movimento. Negavam também o vácuo. Argumentavam que “aquilo que
não é” não podia ser pensado, nem podia existir. Como o vazio era nada, este não podia existir.
Os eleatas relacionavam o vácuo ao movimento. Concebiam que o vácuo seria uma
condição necessária para o movimento, mas negavam tanto o vácuo como o movimento em si.
Para os eleatas, o Universo, portanto, era cheio e imóvel. O real deveria ser único, compacto.
Como se pode notar, a discussão da possibilidade de existência do vácuo pelos eleatas
perpassava outras questões importantes para a história da Física, como a possibilidade de
conhecimento e, particularmente, o movimento. Eles não foram os únicos a relacionar vácuo
e movimento.
Na contramão das ideias dos eleatas, atomistas como Leucipo, Epicuro e Demócrito
concebiam o Universo formado por átomos e espaços vazios. Os átomos, pequenas partículas
indivisíveis, impenetráveis, de diferentes formas e tamanhos se moviam e se agrupavam no
vazio, dando origem a todos os fenômenos percebidos pelos sentidos.
2
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

Demócrito, particularmente, concebeu um modelo de Universo no qual os átomos se
moviam em grande velocidade pelo vazio, chocando-se entre si e transferindo energia. Os
átomos mais leves se moviam com maior rapidez, e formavam a água, o ar e o fogo. Os
mais pesados se moviam mais lentamente e tendiam a se agrupar no centro, formando os
corpos terrestres.
Os atomistas concordavam com os eleatas ao interpretarem o vácuo como condição
fundamental para o movimento, mas, ao contrário dos eleatas, aceitavam a existência de
ambos. Epicuro (século IV a III a. C.), por exemplo, afirmava que se não existisse o vazio, os
corpos não teriam onde estar ou por onde se mover, e era observado que eles se moviam.
A posição defendida pelos atomistas a respeito do vácuo não foi a mais comum na
Antiguidade, e não seria também durante a Idade Média. Houve, no entanto, quem a adotasse
até muito tempo depois. Entre os séculos I e II, por exemplo, Sextus Empiricus lembraria as
ideias de Epicuro, referindo-se ao movimento como confirmação da existência do vácuo.
A análise de Aristóteles sobre o vácuo
Como vimos na primeira aula de história da Mecânica (Aula 3 - Tópicos de História da
Mecânica – Parte 1), no século IV a.C., Aristóteles sugeriu que o mundo sublunar era formado
por quatro elementos (terra, fogo, ar e água), enquanto que o supralunar estava totalmente
preenchido por uma quintessência, o éter.
Ao contrário do que pensavam os atomistas, para o filósofo, a matéria não era formada
por átomos, mas sim era contínua. O Universo era pleno, totalmente preenchido por matéria
infinitamente divisível, nunca se podendo chegar à sua menor parte, de modo que os átomos
não existiam.
Aristóteles realizou a primeira discussão sistemática sobre o “vazio”. No Livro IV da obra
Física, examinou o conceito de espaço, concebendo-o como “envoltório ou recipiente de um corpo”.
Seguindo essa interpretação, a própria concepção de um espaço vazio se tornava impossível.
Aristóteles examinou as ideias dos atomistas e propôs que os fenômenos citados por
eles podiam ser explicados sem a hipótese do vácuo. Para ele, a inexistência do vácuo não
impedia o movimento. Os corpos podiam trocar mutuamente de lugar, como um peixe trocava
de lugar com a água para se movimentar.
Vazio
Para informações
detalhadas sobre
as discussões entre
Aristóteles e os atomistas
a respeito do vácuo,
pode-se consultar
MARTINS, 1989.
Aristóteles também analisou a interpretação dos atomistas de que a contração (e a
dilatação) indicaria a existência do vácuo, pois um corpo comprimido se contraía nos vazios
existentes nele. Contrariamente, o pensador afirmou que algo podia se comprimir expulsando
para fora o que tinha dentro, tal como uma esponja ao ser espremida.
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência 3

Pode-se dizer, no entanto, que algumas respostas de Aristóteles na Física eram de certo
modo fracas, tendo em vista fenômenos observados no cotidiano. Uma bexiga sujeita a
variações de temperatura, por exemplo, podia sim aumentar e diminuir de tamanho sem que
aparentemente nada entrasse ou saísse dela.
Sobre a dilatação, para se contrapor aos atomistas, Aristóteles acrescentou que as coisas
podiam aumentar sem a entrada de algo, mas sim por uma mudança qualitativa, tal como a água
ao se transformar em ar. Essa resposta inicial apresentada na Física foi completada no primeiro
capítulo da obra Sobre geração e corrupção. Aristóteles explicou uma alteração qualitativa na
água, poderia implicar em mudanças nas propriedades da matéria, como o volume.
O filósofo chegou até mesmo a admitir a penetrabilidade dos corpos para não ter que aceitar
a hipótese do vácuo. Na Física, afirmou que os corpos podiam crescer sem adição de um corpo
e que podiam sim existir dois corpos no mesmo lugar. Buscava, assim, vencer o argumento
atomista de que o crescimento implicava na existência de vácuo: como dois corpos não podiam
ocupar o mesmo local ao mesmo tempo, o alimento (corpóreo) deveria ocupar um lugar vazio.
Outro fenômeno apontado pelos atomistas como evidência da existência de vácuo era
o fato de que corpos de mesmo volume podiam ter pesos diferentes. Como supunham todos
os átomos igualmente “cheios”, a diferença entre os corpos estaria na quantidade de espaços
vazios no interior deles. Na obra Sobre os céus, Aristóteles questionaria o ponto de vista dos
atomistas, apontando que aquela explicação não dava conta da “leveza absoluta”, isto é, da
tendência de certos corpos (como o fogo) a subirem (movimentos naturais).
A controvérsia entre Aristóteles e atomistas abrangeu, também, aspectos relacionados à
natureza da luz. Essa questão importante na história da Física esteve em disputa desde a Antiguidade.
Os atomistas defendiam a existência de pequenos vazios intersticiais frequentes,
regulares, próximos e alinhados em fila nos corpos transparentes para permitir a passagem
de luz e do som pela matéria. Segundo esse ponto de vista, era possível ver através da água
de um aquário, justamente porque espaços vazios dentro do aquário permitiam a propagação
da luz, sendo essa de natureza corpuscular.
Mas, de acordo com as concepções de Aristóteles sobre a luz e o som, esses não eram
argumentos válidos para sustentar a existência do vácuo. Para ele, a luz e o som não eram
corpos materiais e, portanto, não precisavam de espaços vazios para atravessar os corpos.
Além de refletir sobre o conceito de espaço e examinar uma a uma as ideias dos atomistas,
Aristóteles apontou novos argumentos para sustentar a necessidade de um Universo totalmente
cheio de matéria. Como vimos na primeira aula de história da Mecânica, os argumentos
apresentados por Aristóteles na obra Física estavam interligados à sua teoria dos movimentos:
todo movimento precisava de uma causa, e no vácuo não havia essa causa; no vácuo não podia
haver movimento (COHEN; DRABKIN, 1958, p. 204-206). Além disso, para ele, a existência do
vácuo tornaria incompreensíveis alguns aspectos do movimento e levaria a absurdos:
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Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

• se no vácuo não havia resistência, as coisas se moveriam em todas as direções;
• como a velocidade de um corpo era inversamente proporcional à resistência ao seu
movimento, no vácuo, essa velocidade seria infinita.
Como se pode notar, na polêmica entre Aristóteles e os atomistas a respeito da existência
do vácuo, vários fenômenos como movimento, dilatação, compressão, propagação do som e
da luz estavam envolvidos e ganhavam explicações diferentes de acordo com os pressupostos
adotados pelos autores. Havia em torno dessas discussões o desenvolvimento de conceitos
importantes na história da Física.
Atividade 1
[...] a suposição de existência do vazio, de ser o não-ser, como diziam os Eleatas,
formava a base do Atomismo, e o Estagirita [nome pelo qual Aristóteles costuma ser
conhecido] deve sem dúvida ter fi cado muito ansioso para depreciar esse sistema [...]
(DIJKSTERHUIS, 1961, p. 39).
Vimos que, de fato, Aristóteles questionou os argumentos apresentados pelos atomistas
para defender a existência do vácuo.
1
Que argumentos eram esses
2
Que contra-argumentos foram elaborados por Aristóteles
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência
5

As discussões após Aristóteles e
ao longo do Medievo
Vácuo
Para detalhes sobre as
discussões a respeito do
vácuo no medievo, podese
consultar MARTINS,
1989; sobre Epicuro e
Demócrito, sugerimos
FIGUEIRA, 2007.
Os argumentos de Aristóteles foram bastante influentes, mas, nos períodos subsequentes
a esse filósofo, algumas pessoas mantiveram-se a favor do vácuo.
No século I d. C., Lucrécio, pensador romano, lembrou as ideias de Epicuro. Na obra
Sobre a natureza das coisas, indicou um modo de produzir vazio momentâneo: quando placas
de mármore em contato eram bruscamente afastadas, o ar não penetrava instantaneamente
entre elas.
Lucrécio afirmou que mesmo o que era aparentemente sólido e cheio apresentava vazios.
Para apoiar essa ideia, citou exemplos do cotidiano como o fato de o suor passar pela pele, o
frio e o calor atravessarem os metais, a voz atravessar paredes etc.
Como algo novo, Lucrécio discutiu o início do movimento do peixe. Segundo Aristóteles,
o peixe trocava de lugar com a água, e, por isso, para haver movimento, não era necessário
vácuo. Analisando a situação, Lucrécio concluiu que mesmo que a troca mútua de lugar fosse
válida, o movimento não podia começar.
Pode-se dizer que o argumento de Lucrécio era fraco, do ponto de vista da época, visto
que se aceitava que a matéria era compressível. Era válido contra-argumentar, portanto, que
o peixe podia comprimir a água para iniciar o movimento.
Em relação aos comentários de Lucrécio pode-se dizer, ainda, que, em geral, ele
apresentou os argumentos atomistas já conhecidos a favor do vácuo, e não comentou o que
Aristóteles havia dito contra esses argumentos.
Também no século I d. C. Heron de Alexandria criticou quem defendia a inexistência do
vácuo. Na obra Pneumatica, Heron, que combinou o atomismo com algumas concepções
aristotélicas, adotou a teoria do vazio descontínuo. Argumentou que não existia um vácuo
contínuo na natureza, mas sim pequenas porções desse na matéria. Considerava que as
partículas de ar estavam em contato umas com as outras, mas não se encaixavam plenamente
em todos os pontos. Havia espaços vazios entre elas, tal como na areia da praia.
O pensador considerava difícil explicar fenômenos como a compressão e a rarefação do ar
e a propagação da luz e do calor sem aceitar a existência do vácuo. Defendendo a materialidade
da luz (ao contrário de Aristóteles), afi rmou que recipientes cheios de água transbordariam
se a luz os atravessasse e pequenas porções de vácuo não existissem entre as partículas de
água. Assim, a existência de espaços vazios era evidenciada pelo fato de que era possível ver
através de um aquário cheio de água sem que esse transbordasse.
Para Heron, era possível separar ainda mais as partículas aplicando uma força, mas se
essa cessava, as partículas se aproximavam rapidamente até estabelecerem contato. Indicavam
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Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

a resistência da natureza à formação de vácuos contínuos, fenômenos do cotidiano como
puxar o ar de um recipiente e deixá-lo, com isso, preso à boca. Nesse caso, a pele tendia a
ocupar o lugar do ar sugado (em COHEN; DRABKIN, 1958, p. 326-330 podem ser encontrados
exemplos de experimentos discutidos por Heron com base na hipótese de que a natureza
evitava o vácuo contínuo).
Na Idade Média, o estudo das ideias de Aristóteles sobre matéria, vácuo e movimento levou
à continuidade das discussões. Como vimos nessa disciplina, no século VI d. C., Philoponos
defendeu que para um corpo estar em movimento não era necessário seu contato constante
com uma causa externa. Uma força motriz podia ser transmitida ao corpo em questão, e essa
por si própria se extinguia aos poucos mesmo no vácuo. Colocava-se em xeque, portanto, o
argumento de que o movimento no vácuo seria infinito (algo inconcebível num Universo finito).
As ideias de Philoponos foram adotadas pelo pensador árabe Avempace no século XII.
Ele acrescentaria outro argumento ao já apresentado por Philoponos na tentativa de derrubar
a alegação aristotélica. Para Avempace, a velocidade de um corpo no vácuo seria fi nita (ao
contrário do que previa Aristóteles), visto que esse corpo precisaria de um tempo finito para
atravessar certo espaço finito correspondente.
Apesar desses questionamentos, a impossibilidade de existência do vácuo foi de longe a
concepção mais aceita a esse respeito no medievo. Ainda entre os séculos X e XI, o pensador
árabe Avicena recorreu a argumentos já comuns e evidências empíricas para defendê-la na obra
O livro de Ciência. O funcionamento de um sifão, por exemplo, indicaria a atuação da natureza
no sentido de evitar a produção de vácuo. Para isso, a água que descia por uma extremidade
atraía a água da outra extremidade.
Adotando as concepções aristotélicas, escolásticos do século XIII, como Alberto Magno
e Tomás de Aquino, defenderam um Universo pleno, no qual o vazio era impossível.
Já no século XIV, William de Ockham seguiu de perto as ideias de Philoponos e sugeriu
que a ação do ímã sobre o ferro mostrava a possibilidade do movimento sem contato. Nesse
sentido, o movimento no vácuo seria possível.
Mas e quanto à existência efetiva do vácuo Teria o século XIV, então, caminhado no
sentido de sua aceitação A resposta a essa pergunta é: não!
Nesse século, o pensador Jean Buridan negou a possibilidade de haver vácuo, e recorreu
a evidências empíricas para defender sua posição (uma seleta de trechos produzidos por
Buridan a respeito desse tema pode ser encontrada em GRANT, 1974). Explicou que quando
o vinho de um recipiente era sugado por meio de um canudo, o ar atraía o vinho para cima,
porque era necessário que algum corpo sempre viesse logo depois do ar sugado, para evitar
a formação de vácuo.
Algumas experiências sugeridas por Jean Buridan eram imaginárias (esse tipo de
experimento teve papel fundamental ao longo da história da Física, como no caso de Galileu
e Einstein, por exemplo!). Partindo do pressuposto de que o vácuo não podia existir, Buridan
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência 7

inferia qual resultado necessariamente ocorreria num experimento hipotético. Sugeriu que
se todos os furos de um fole fossem fechados perfeitamente de modo que o ar não pudesse
entrar, seria impossível separar as superfícies do fole, mesmo que dez cavalos puxassem de
um lado do fole e dez o fi zessem do outro. Esse argumento foi repetido no século XIV por
quem negava o vácuo, e rejeitado pelos poucos que aceitavam sua existência.
Um ponto interessante a ser notado é que Jean Buridan não era um seguidor de
Aristóteles. Como vimos em aulas anteriores dessa disciplina, Buridan chegou a se opor a ele
em alguns aspectos, como na explicação para o movimento. No entanto, os dois convergiam
na argumentação a respeito do vácuo. A posição aristotélica teve, de fato, marcante primazia
no medievo.
Atividade 2
Se nós retirarmos o ar do sifão através da extremidade externa, a água irá imediatamente
seguir por causa da impossibilidade de um vácuo contínuo no sifão [...] (COHEN;
DRABKIN,1958, p. 244).
O trecho acima foi escrito por Heron de Alexandria na obra Pneumatica para descrever o
funcionamento de um sifão tal qual o apresentado na figura abaixo.
1
Qual a posição desse autor em relação à existência de vácuo na natureza
2
Que concepção acerca do comportamento da natureza em relação a essa questão
está expressa nas palavras de Heron
3
Como geralmente se pensou sobre o assunto na Idade Média
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Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

As discussões sobre
o vácuo no Renascimento
Ainda no século XIV, outras experiências imaginárias contra o vácuo foram concebidas (ver
PORTELLA, 2006; SOLAZ-PORTOLÈS; L’ ELIANA, 1997; MARTINS, 1989). O pensador
Marsilius de Inghen sugeriu que se colocasse na água ou algo semelhante e intensamente
frio um corpo internamente côncavo, fechado e cheio de ar. Se o ar contido no recipiente se
condensasse, a água resultante ocuparia um espaço menor do que antes, o que levaria à
consequente formação de vácuo no interior do recipiente. Mas, justamente para evitar o vácuo,
Marsilius acreditava que era impossível a condensação do ar naquela situação a menos que o
recipiente se quebrasse ou que existisse nele uma abertura através da qual algo pudesse entrar.
O Renascimento conceberia uma nova versão desse experimento: e se o recipiente fosse
resfriado até a água congelar Na época, acreditava-se que a água ao congelar se contraía, o
que poderia implicar no surgimento de um espaço vazio no recipiente.
Em resposta àquela pergunta, alguns respondiam que haveria a formação de vácuo no recipiente.
Todavia, os que negavam essa possibilidade eram a maioria. Esses explicavam o que ocorreria de
três maneiras diferentes. Alguns diziam que o espaço supostamente livre estaria na verdade cheio
de “vapores sutis”. Alguns diziam que, para evitar o vácuo, o recipiente se quebraria, se a água se
congelasse. Outros diziam que a água nem se congelaria para evitar a formação de vácuo.
Como se pode notar, uma narrativa dessas posições favoráveis e contrárias ao vácuo
implica numa descrição de como se compreendia diversos fenômenos na época como a
condensação do ar, o congelamento da água etc. A estreita relação entre movimento e espaços
vazios também continuava a ser evocada.
No século XIV, Nicholas de Autrecourt abordou essa questão. Defendeu que para que um corpo
se movesse era necessário que o ar a sua frente se condensasse, o que era possível por causa da
existência de espaços vazios no ar. A fermentação do vinho também foi discutida pelo autor como
evidência a favor dessa interpretação. Segundo ele, o aumento de volume do vinho novo devido à
fermentação ocorria porque as partículas se separavam e ficavam mais distantes umas das outras.
Mas, se por um lado Autrecourt afi rmou que existia vácuo no interior dos corpos, por
outro, ele negou a existência de vácuos extensos na natureza e citou o funcionamento da
clepsidra em defesa dessa posição. A clepsidra era um vaso com aberturas superior e inferior.
Segundo a interpretação aceita por Autrecourt, se a clepsidra estava cheia de água e um dedo
tampava a sua abertura superior, a água não saía para evitar a formação do vácuo extenso.
Quando o dedo era removido e o ar podia entrar, a água descia normalmente.
No Renascimento, novos comentários sobre a clepsidra surgiram. Algumas pessoas a
usaram como argumento a favor da existência do vácuo extenso: se os furos inferiores eram
grandes, a água saía, formando vácuo.
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência 9

As discussões sobre o vácuo
na Revolução Científica
No século XVI, a oposição a vários aspectos da Física aristotélica foi realizada em boa
parte com base em antigos argumentos (PORTELLA, 2006; SOLAZ-PORTOLÈS; L’
ELIANA, 1997; MARTINS, 1989). O pensador Giambatistta Benedetti se opôs à
negação do vácuo e do movimento neste em função da impossibilidade da velocidade infinita,
supostamente decorrente da falta de resistência. Retomando antigas críticas a Aristóteles,
Benedetti defendeu que na queda de um corpo a velocidade era proporcional ao peso deste
diminuído da resistência do meio, de modo que mesmo na ausência de resistência a velocidade
não era infinita.
Também nessa época, contribuições no sentido de diferentes visões de mundo foram
dadas por autores como Giordano Bruno, num contexto de valorização e estudo dos textos
atomistas. Bruno retomou o argumento de que o vazio era condição necessária para o
movimento. Defendeu que o universo era infinito. O espaço era um imenso vazio infinito que
recebia a matéria.
À exceção de alguns defensores do vácuo, tal como Bruno, pode-se dizer, no entanto,
que, até o século XVII, a atitude de negação do vácuo foi emblemática. Mesmo personagens
marcantes da chamada Revolução Científica, como Francis Bacon e René Descartes, que eram
contrários à tradição escolástico-aristotélica no que dizia respeito a aspectos metodológicos
da ciência, ainda assim seguiram negando o vácuo.
Na obra Novum organum, Francis Bacon rejeitou os argumentos dos atomistas Leucipo
e Demócrito. Citou explicações tradicionais para o funcionamento de seringas, ventosas e
clepsidras para defender a concepção de que a natureza tinha “horror ao vácuo”.
René Descartes, por sua vez, pode ser considerado um dos grandes representantes do
século XVII na oposição ao vácuo. Na segunda parte da obra Princípios da Filosofia, Descartes
explicou a rarefação e a condensação. Um corpo aumentava ou diminuía de tamanho quando
uma matéria sutil invisível entrava ou saía de seus poros, tal como ocorria com uma esponja
na água.
A partir da inexistência do vácuo e da conservação da quantidade de movimento,
Descartes havia elaborado sua teoria dos turbilhões no plenum para explicar a formação do
mundo. O sistema cartesiano de universo rivalizava com o aristotélico. Admitia, por exemplo,
que a matéria celeste e a terrestre eram da mesma natureza. Nesse contexto, é bem provável
que Descartes não tenha usado o termo “éter” em referência à matéria sutil e invisível que saia
dos poros dos corpos, para não ter suas ideias confundidas com as de Aristóteles.
Um ponto importante a ser notado é que René Descartes considerava a razão suficiente
para negar a possibilidade de um espaço sem substância. Descartes identificava matéria com
10
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

espaço. Para ele, se existia extensão num espaço, existia nesse espaço uma substância, visto
que a extensão era a propriedade que caracterizava os corpos. Dessa defi nição, concluía-se
que não havia espaço vazio. Não podia haver espaço sem substância.
Como se pode notar a partir dos exemplos discutidos nessa aula, tanto nas especulações
de autores que assumiam a atitude de negar o vácuo quanto nas de autores que o aceitavam
se desenvolviam também outros conceitos importantes na história da Física, como espaço e
movimento.
Ao longo do século XVII, as discussões sobre a possibilidade e real existência do vácuo
se direcionaram ainda para outros caminhos: a polêmica em torno da possibilidade de o ar ter
peso e produzir pressão.
De modo geral, pode-se dizer que, até mais ou menos a década de 1940, os historiadores
da ciência costumavam simplificar as transformações ocorridas no século XVII a respeito das
questões que envolveram o ar. Estudos mais aprofundados revelariam um panorama muito
mais complexo, com um número muito maior de personagens envolvidos do que a princípio
se supunha.
Diversos fatores teriam contribuído para a elaboração do barômetro, por exemplo. Um
desses fatores foi conclusão de que o ar tinha peso, produzia pressão, e isso explicava efeitos
físicos antes atribuídos ao “horror ao vácuo”. Além disso, na época, concluiu-se que em alguns
fenômenos um espaço vazio era produzido. Investigações sobre a natureza e a causa desse
vazio foram realizadas.
Veremos a seguir alguns aspectos dessas interpretações e novos estudos realizados no
século XVII. Como veremos, as discussões sobre o vácuo perpassaram o desenvolvimento
histórico de áreas importantes da Física, como a Hidrostática.
Uma nova interpretação para os fenômenos de
“horror ao vácuo”
A conclusão de que o ar tinha peso e produzia pressão só viria no século XVII. Na
Antiguidade, Aristóteles, na obra Sobre os céus, afirmou que o ar tinha peso, o que, segundo
ele, era evidenciado pelo fato de que uma bexiga cheia pesava mais do que quando vazia. No
século I d. C., no entanto, Simplício afi rmaria que a experiência da bexiga não dava certo.
Segundo Simplício, Aristóteles teria se enganado ao soprar a bexiga, introduzindo umidade
em seu interior, além do ar, o que teria provocado o aumento do peso.
A discussão sobre se o ar tinha ou não peso prolongou-se na Idade Média, mas
aparentemente não houve tentativas de repetir a experiência da bexiga nem de usá-la para
determinar o peso (ou a densidade) do ar.
No século XVI, Gerolamo Cardano realizaria uma tentativa de medir a densidade do ar pela
sua resistência ao movimento. Cardano partiu da concepção de que se dois móveis de mesmo
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência 11

tamanho e forma caíam com igual velocidade em dois meios diferentes, os pesos desses
dois móveis eram proporcionais aos quadrados das densidades dos meios. Partindo desse
pressuposto, chegou ao resultado de que a densidade da água equivalia a 50 vezes a do ar.
No início do século XVII, algumas pessoas já pensavam a respeito do peso do ar e da
pressão atmosférica. Suas discussões sobre a existência do vácuo se relacionavam diretamente
a essas concepções.
Em 1614, o estudioso Isaac Beeckman se propôs a discutir o porquê de os corpos se
moverem de forma a evitarem o vazio na natureza, conforme era comum se aceitar. Beeckman
chegou à conclusão de que o ar pressionava as coisas, que eram comprimidas de acordo com
a altura da coluna de ar acima delas. Algumas coisas permaneciam não perturbadas. Não
se moviam porque eram igualmente comprimidas por todos os lados pelo ar, assim como
mergulhadores eram comprimidos pela água. Fazendo uma analogia entre os comportamentos
do ar e da água, ele concluiu que as coisas se precipitavam para um espaço vazio com grande
força, por causa da imensa altura da coluna de ar acima delas. Em 1629, Beeckman diria
explicitamente que o ar era pesado, e essa gravidade era a causa do então chamado “horror
ao vazio”.
Na época em que o autor apresentou essas ideias, bombas de água já existiam e eram
explicadas pelo horror ao vácuo. Beeckman negou essa explicação e sugeriu outra: as bombas
sugavam o ar dos canos, reduzindo aí a pressão; a atmosfera pressionava a água fora do cano
e esta era forçada a subir.
É importante notar que Beeckman não chegou a essas ideias a partir de algum fato novo,
mas sim pensou que o que se conhecia sobre líquidos podia ser estendido também para o
ar. Utilizou então como base a Hidrostática, que se desenvolvia desde Arquimedes, e havia
recebido grandes contribuições de Simon Stevin, professor de Beeckman.
Mas as ideias propostas por Beeckman a respeito do ar não foram aceitas de modo
unânime naquele momento. Galileu Galilei, por exemplo, na época não pensava em pressão
do ar, e negava que o ar e água pressionassem os corpos em seu interior.
Personagens importantes para a divulgação da Ciência na época, como o religioso
Marin Mersenne, opunham-se ao tipo de interpretação sugerida por Beeckman. Mersenne se
correspondia com pensadores como Jean Rey, René Descartes, Blaise Pascal e Evangelista
Torricelli, que participariam ativamente da polêmica travada na época.
As discussões fervilhavam entre os intelectuais da época. Conhecia-se, então,
principalmente através da circulação de informações por meio de indivíduos como Mersenne,
a interpretação de que o ar tinha peso e produzia pressão, o que poderia explicar efeitos físicos
atribuídos ao “horror ao vácuo”.
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Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

Atividade 3
Faça um resumo das principais contribuições que vimos até aqui a respeito do vácuo na
Revolução Científica.
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência
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Outras discussões fundamentais
para a concepção do barômetro
Solução para
o problema
Ver PORTELLA, 2006;
SOLAZ-PORTOLÈS; L’
ELIANA, 1997; MARTINS,
1989; pode-se consultar
também a seção de
experimentos históricos
sobre o vácuo no site
do Instituto e Museu de
História da Ciência de
Florença, na Itália: .
Ainda na década de 1630, o pesquisador Giovanni Baliani realizou uma contribuição
importante no que diz respeito à história do vácuo. Baliani projetou um sifão para levar
água a uma colina de 21 metros de altura. O não funcionamento do mecanismo fez com
que ele escrevesse a Galileu Galilei em busca de uma solução para o problema.
A resposta de Galileu foi que a “força do vácuo” era suficiente para elevar uma coluna de
água com uma bomba até no máximo pouco mais de dez metros de altura. Além desse limite, a
coluna de água se desintegrava, pois a água não era capaz de suportar tal esforço. Para Galileu,
a coluna de água puxada num tubo se comportava como uma corda ao ser erguida: se fosse
muito comprida, ela se rompia.
Galileu compreendia de maneira peculiar o efeito de se puxar a água em um sifão ou
em uma bomba de aspiração. Considerava que a altura máxima atingida por um líquido era
inversamente proporcional ao seu peso específi co. Esse valor permitia determinar o que ele
denominava a “resistência ou peso do vácuo”.
Após receber a resposta de Galileu, Giovanni Baliani pensou um pouco mais sobre aquele
episódio e escreveu novamente ao seu interlocutor. Viu no episódio do sifão inoperante uma
possibilidade de produzir vácuo. Para isso era preciso empurrar o ar, vencendo a sua pressão.
O ar tinha um peso sensível, e com força proporcional a esse peso era possível superá-lo e
assim fazer vácuo.
Baliani não conseguiu convencer Galileu, que adotava um tipo de visão atomista da matéria
segundo a qual havia pequenos espaços vazios entre as partículas, mas o vazio contínuo na
natureza era negado.
Na obra Discursos sobre duas novas ciências, em 1638, Galileu falou sobre a aversão
da natureza ao espaço vazio extenso, e retomou o argumento da dificuldade de separar duas
placas de mármore. Comentou também, nesse sentido, um episódio semelhante ao descrito
por Baliani, sem fazer referência a concepções como peso e pressão do ar. Aparentemente,
era como se para Galileu essas questões não estivessem relacionadas ao episódio (o trecho
ao qual fazemos referência pode ser encontrado em MAGIE, 1969, p. 69-70).
Também no mesmo livro, mas em outra passagem, Galileu propôs um método para medir
a densidade do ar, usando uma seringa, e chegou à conclusão de que a água era 400 vezes
mais densa que o ar. Deve-se notar que alguns pesquisadores da época, como Jean Rey e
Giovanni Baliani, haviam assumido que o ar era pesado, embora ainda não houvesse na época
medidas do peso ou da densidade do ar.
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Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

As contribuições da discussão entre Galileu e Baliani, bem como das medidas realizadas
por Galileu seriam signifi cativas para a idealização do experimento da coluna de água, por
Raffael Magiotti, e a sua realização por Gasparo Berti, no início da década de 1640.
Nesse experimento (ver Figura 1), um longo tubo de chumbo com uma torneira fechada
na parte inferior era acoplado através dessa extremidade a um tonel com água. A parte superior
do tubo, por sua vez, era conectada a um balão de vidro através do qual se enchia o tubo com
água. Em seguida, fechava-se o balão de vidro, e abria-se a torneira da parte inferior do tubo.
Marcas registradas no tonel e no tubo permitiam notar que parte da água permanecia no
tubo, enquanto outra parte fluía do tubo para o tonel. Quando a torneira inferior era fechada
e o balão de vidro superior aberto, o ar entrava produzindo um grande ruído, preenchendo o
espaço antes abandonado pela água. Nessa situação, notava-se que a água que permanecia
no tubo estava a 18 cúbitos acima do nível da água no tonel (um cúbito equivalia a pouco mais
de meio metro), correspondendo ao limite de sustentação da coluna de água segundo Galileu.
Figura 1 – Experimento da coluna de água
Fonte: . Acesso em: 24 nov. 2009.
Havia, no entanto, uma dúvida. A água que enchia o balão de vidro cuja parte superior
estava fechada havia descido pelo tubo de chumbo. O que havia, então, ficado na parte superior
do aparato Estava ela vazia ou não, naquela situação
Engenhosas modificações no aparato foram realizadas para tentar resolver essa situação.
Um pequeno recipiente com água foi acoplado lateralmente ao tubo através de uma mangueira
Aula 06 História e Filosofi a da Ciência 15
Torneira

(ver Figura 1). Partindo daquela situação inicial, na qual o líquido havia descido pelo tubo
de chumbo e o balão de vidro estava com a parte superior fechada, o recipiente lateral foi
usado para novamente introduzir água no tubo até que o balão de vidro fosse preenchido.
A possibilidade de realizar essa tarefa indicava, segundo os idealizadores do experimento, a
existência de vácuo no balão de vidro e na parte do tubo na situação inicial.
O argumento, no entanto, não venceria as objeções daqueles que alegavam que quando
a água descia pelo tubo, um fluido sutil atravessava as paredes do balão de vidro e preenchia
o lugar abandonado pela água. Esse fluido sutil saía pelos mesmos poros quando o balão era
novamente preenchido com água através do recipiente lateral.
Outras tentativas foram realizadas pelos pesquisadores a fi m de argumentar que o balão
de vidro localizado na parte superior do tubo de chumbo ficava, de fato, vazio, quando a água
escoava desse recipiente para o tubo. Nesse caso, foram realizadas discussões que envolviam
interpretações fundamentais relacionadas à propagação do som, desenvolvidas na história da
Física daquele período.
Um sino com badalo de ferro foi colocado dentro do balão de vidro (ver Figura 1) e o
procedimento inicial de abrir a torneira inferior do tubo foi realizado. A água saiu do recipiente
de vidro superior, deixando-o aparentemente vazio. Parte da água desceu pelo tubo e o volume
de água no tonel subiu. Em seguida, o badalo do sino foi atraído por um ímã e depois solto,
batendo no sino. A expectativa era de que se houvesse vácuo, o som não seria ouvido. Já se
pressupunha, na época, que o som só se propagava na matéria por vibrações. Embora o sino
tenha sido ouvido, contrariando a expectativa inicial, os observadores concluíram que nada
havia no recipiente de vidro. As discussões, no entanto, prosseguiram e a indefinição também.
De modo geral pode-se dizer que em muitos aspectos o experimento de Berti antecipava
o de Evangelista Torricelli. Sabe-se que Torricelli teve notícia desse experimento. Em carta para
Mersenne, em 1648, Magiotti comentou que havia escrito para Torricelli sugerindo o uso de
água do mar. Tentava-se, assim, diminuir o tamanho do tubo utilizado no experimento de Berti,
o qual, a partir do solo, chegava ao segundo andar de uma residência.
Atividade 4
Sagredo: [...]. Vi uma vez uma cisterna na qual tinha sido instalada uma bomba [...]. O
braço da bomba puxava seu êmbolo e a válvula para a parte superior, de tal maneira que
a água se elevava por atração [...]. Essa bomba trabalhava perfeitamente, enquanto a
água da cisterna se mantivesse acima de determinado nível; mas, abaixo daquele nível,
a bomba deixava de trabalhar. Quando primeiro observei esse fenômeno, pensei que a
bomba estivesse estragada, mas o homem que chamei para repará-la me disse que o
defeito não estava na bomba, mas na água que tinha caído muito para baixo para que
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Aula 06 História e Filosofi a da Ciência

pudesse ser elevada em toda aquela altura. Acrescentou que não é possível, seja para
uma bomba, seja para qualquer outra máquina que trabalhe pelo principio da atração,
elevar a água um fio de cabelo a mais do que dezoito cúbitos [cerca de 10 metros]; seja
a bomba grande ou pequena, este é o limite extremo de elevação.
Salviati: [...] essa elevação fixa de dezoito cúbitos é verdadeira para qualquer quantidade
de água, seja a bomba grande ou pequena [...]. Podemos então dizer que ao pesar a água
contida no tubo de dezoito cúbitos de comprimento, qualquer que seja o seu diâmetro,
iremos obter o valor da resistência ao vácuo [...] (MAGIE, 1959, p. 69-70).
Temos acima um trecho no qual Salviati, ao comentar o episódio descrito por Sagredo,
atua como porta-voz de ideias de Galileu Galilei a respeito do vácuo.
1
A partir do que vimos nessa aula, explique que ideias eram essas.
2
De que modo elas se manifestam no trecho reproduzido acima
Resumo
Da Antiguidade até Descartes foi quase unânime a posição contrária à
possibilidade de haver vácuo. Uma mudança significativa teria ocorrido a partir
do século XVII, com a crescente aceitação de que o ar tinha peso e exercia
pressão, o que explicaria muitos fenômenos anteriormente explicados pelo
“horror ao vácuo”. As contribuições de autores como Beeckman, Baliani, Galileu
e Berti foram importantes para a realização do experimento geralmente atribuído
a Torricelli, o qual veremos na aula seguinte.
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Autoavaliação
A partir do que você aprendeu nessa aula, discuta o seguinte trecho extraído da
internet:
No caso do horror ao vácuo, aliás, mesmo um homem como Galileu é incapaz de
se subtrair ao infl uxo da tradição, que, além do mais, parecia estar confi rmada pela
experiência (como no caso do funcionamento de bombas e outras máquinas hidráulicas);
mas é, sem dúvida, o argumento metafísico que era decisivo: já que o “nada” não podia
existir, igualmente impossível seria um espaço no qual não houvesse “nada” (PIEPER,
1960, extraído da Internet).
Referências
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DIJKSTERHUIS, E. J. The mechanization of the world picture. Trad. de C. Dikshoorn. Oxford:
Clarendon Press, 1961.
FIGUEIRA, M. O atomismo antigo e o legado de Parmênides. Anais de filosofia clássica, v. 1,
n. 2, p. 59-69, 2007. Disponível em: . Acesso em: 24 nov. 2009.
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1974.
INSTITUTO E MUSEO DI STORIA DELLA SCIENZA. Horror Vacui Disponível em: . Acesso em: 26 nov. 2009.
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MARTINS, R. de A. Tratados físicos de Pascal: tradução e notas. Cadernos de História e
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______. O vácuo e a pressão atmosférica, da antiguidade a Pascal. Cadernos de História
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______. Em busca do nada: considerações sobre os argumentos a favor e contra o vácuo.
Trans/Form/Ação, n. 16, p. 7-27, 1993. Disponível em: . Acesso em: 24 nov. 2009.
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MARTINS, R. de A. Do éter ao vácuo e de volta ao éter. Scientific American História (6): 92-
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PIEPER, Josef. A tese de Pascal: teologia e física: uma introdução ao préface pour le traité
du vide. Trad. L. Jean Lauand. 1960. Disponível em: . Acesso em: 24 nov. 2009.
PORTELA. S. I. C. O uso de casos históricos no Ensino de Física: um exemplo em torno da
temática do horror da natureza ao vácuo. 2006. Dissertação (Mestrado Profissionalizante em
Ensino de Ciências) – Universidade de Brasília, 2006. Disponível em: . Acesso em: 24 nov. 2009.
SOLAZ-PORTOLÈS, J. J.; L’ ELIANA, B. M. P. de. El espacio vacío y sus implicaciones en la
historia de la ciencia. Caderno Catarinense de Ensino de Física, v. 14, n. 2, p. 194-208, 1997.
Anotações
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