UM NOVO MUNDO VISTO ATRAVÉS DAS LENTES: A CONSTRUÇÃO DO CONHECIMENTO NA HOLANDA DO SÉCULO XVII E O ENSINO DOS INSTRUMENTOS ÓTICOS

## UM NOVO MUNDO VISTO ATRAVÉS DAS LENTES: A CONSTRUÇÃO DO CONHECIMENTO NA HOLANDA DO SÉCULO XVII E O ENSINO DOS INSTRUMENTOS ÓTICOS

## Marlon Alcântara , Marco Braga 1 2

1 Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática - CEFET-RJ, marlonfisica@oi.com.br

2 Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática - CEFET-RJ,

bragatek@cefet-rj.br

## Resumo

Um dos desafios da educação para o futuro é tornar a escola e o próprio conhecimento escolar, atrativo e dinâmico. Podemos ver que a própria estrutura escolar e até mesmo a divisão e não comunicação das disciplinas têm sido uma barreira a ser rompida, na construção de um modelo dinâmico de ensino. Essa divisão reflete um projeto cartesiano onde o todo, se construía através da soma das partes que, além de desmotivadora, tem levado os alunos a uma compreensão distorcida do mundo e da natureza da ciência (MCCOMAS, 2008). A ideia de complexidade tem entrado nas discussões educacionais (MORIN, 2005), apontado para a construção de um currículo não fragmentado, mas desenvolvido a partir de uma rede de conhecimentos. A História e Filosofia da Ciência, como área multidisciplinar, pode dar uma significativa colaboração a esta construção (MATTHEWS,1994). Este trabalho pretende descrever e demonstrar como um módulo para o ensino dos instrumentos óticos, com uma abordagem complexa, pode resultar em um ensino menos desconectado, e mais motivador. O século XVII, sobretudo a região que hoje conhecemos como Holanda, mostra relações bastante evidentes entre ciência, arte e filosofia. O módulo em si tem como base um texto relatando o panorama comercial, social e cultural da Holanda do século XVII,onde um grupo de holandeses se utilizou de múltiplos saberes para realizar trabalhos em áreas aparentemente distantes. Os personagens principais dessa rede de conhecimentos são o artista e incentivador da ciência Constantijn Huygens, o físico Christiaan Huygens, o microscopista Leeuwenhoek, o pintor Johannes Vermeer, o filósofo Baruch Spinoza e o filósofo francês, René Descartes. A exceção do primeiro, todos tiveram formação como polidores de lentes e entendiam os princípios da Ótica.Dentro deste cenário, mostraremos que, além de possível, é bastante motivadora e importante a construção de módulos complexos para a aplicação no ensino de ciências.

Palavras-chave : História da Ciência, Complexidade, Ensino de Física, Filosofia da Ciência, Instrumentos Óticos.

## Introdução

O desenvolvimento de novas estratégias para o ensino de Física remonta ao próprio estabelecimento da forma de conhecer, que mesmo sendo um assunto complicado deve ser posto em prática e fazer parte de todo processo de ensino.

Dentro dessa perspectiva podemos dizer que visão de mundo é a forma que interagimos e interpretamos os fenômenos naturais e sociais, estas interpretações servem tanto compreender quanto para transformar. As relações que envolvem essa construção são de certa forma complexas e dinâmicas. Sabemos também que estas relações são mediadas pela cultura, onde crenças, valores e até o continuísmo de pensamento, que conforta e nos coloca em um 'porto seguro', são as bases que

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30 de janeiro a 04 de fevereiro de 2011

modelam nosso olhar da realidade e todos os nossos atos, regendo a interação homem-universo (MATTHEWS, 2009).

- O pensamento complexo, nascido na teoria da informação nos anos 60 do século XX foi absorvido mais recentemente pelas ciências sociais. Nele, o todo é percebido como sendo mais que a soma das partes, apontando para a construção de uma visão do objeto de conhecimento que não seja fragmentada, mas desenvolvida a partir de uma rede de conhecimentos (MORIN, 2005).
- O foco deste trabalho está voltado para uma rede de conhecimentos. A partir da contextualização de um a fato científico (FLECK,1986) poderemos fazer da escola e da sala de aula, uma grande janela que mostrará ao aluno a estrutura complexa do mundo. Com isso, estaremos questionando a falta de conectividade entre os saberes que caracterizam o currículo disciplinar moderno.

Alargar as bases do conhecimento, fugir da verticalização e da especialização, é um papel fundamental para o entendimento de um dado fenômeno, seja ele social ou científico. Reduzir o conhecimento a um único ponto ou até a uma única disciplina pode ser um tanto perigoso, pois esta visão de conhecimento fragmentado pode na verdade criar panoramas não reais. Quando se tenta compreender um fato científico a partir de uma única disciplina tende a olhar para os fatos científicos a partir de um único ponto de vista.

A partir desse olhar complexo, procurou-se estudar a produção científica, tecnológica, artística e filosófica da Holanda do século XVII. E assim, pretende-se estruturar novos conhecimentos e metodologias para a educação em ciência e tecnologia.

No pano de fundo deste trabalho estão as dezessete províncias dos Países Baixos, que até a metade do século XVI pertenciam ao império espanhol e, que já vinham se destacando em meados do século XV como uma região próspera. O aumento dos impostos por parte da Espanha, as investidas militares contra parceiros mercantes das províncias e a imposição de um catolicismo conservador sobre uma maioria protestante, fizeram com que surgisse um sentimento de independência.

A difusão do calvinismo pela Holanda teve um significado importante, pois este pregava virtudes como a clareza, a modéstia e o trabalho duro. O dinheiro e a prosperidade não eram condenados, mas significavam benção. Estes princípios estavam em pleno acordo com os objetivos comerciais holandeses, que começaram a buscar além do lucro, seus direitos, liberdade e tolerância religiosa.

Em maio de 1568 tem início a revolta holandesa contra os espanhóis. Liderada por Guilherme I de Orange, esta batalha ficou mais conhecida como guerra dos 80 anos. Sendo assim as províncias reformistas se tornaram independentes em 1579. Esta acabou sendo a origem a Holanda moderna. Somente em 1648, a Espanha reconheceu a independência dos holandeses, fato que será de extrema importância para esse trabalho.

A partir da independência, a Holanda passou a ser um refúgio de liberdade do pensamento europeu. Nas sete províncias que se libertaram, apesar de calvinistas, procurou-se manter uma tolerância de pensamento bem diferente de áreas que estavam sob influencia da Inquisição espanhola. Além de Spinoza, que era holandês, grandes pensadores de diversos outros países produziram trabalhos originais, passando períodos na Holanda, como Descartes e Locke. Além desses, Leibniz, que morava nas proximidades, visitou a região por várias vezes.

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## Um panorama para uma abordagem complexa

O conhecimento produzido nessa região ao longo do século XVII foi vasto e altamente diversificado, não se caracterizando por uma única área do saber. O personagem principal dessa rede de conhecimentos foi Constantijn Huygens (15961687).

Constantijn foi secretário do príncipe de Orange e era um grande incentivador das ciências e das artes. Foi o precursor, motivador e até em alguns casos financiador de uma geração de artistas e cientistas. Seu papel na construção dessa rede de produção de conhecimentos é central. Além de incentivador dos trabalhos de Rembrandt, Constantijn mantinha estreito diálogo com Francis Bacon, que conheceu em uma de suas viagens a Inglaterra e a quem disse venerar com respeito. Era amigo de Cornelius Drebbel, inglês, inventor e construtor de instrumentos científicos. A admiração de Constantijn por Drebbel tem seu ponto alto quando o mesmo olha através de um microscópio e se espanta dizendo ter visto um novo mundo. Como não havia estudado pintura, Huygens procura um artista para representar o que vira no microscópio, pressupondo que a pintura se prestasse fundamentalmente a uma função descritiva. Este episódio acabará ficando bastante evidente nesse módulo apresentado aos alunos.

Após visitar a Inglaterra diversas vezes, Constantijn levou para a Holanda importantes informações sobre a prática observacional e experimental dos ingleses. Dentre eles, está a câmara escura, termo que vem do italiano e pode significar quarto escuro, como nos trabalhos de Della Porta. A câmara escura, ao ser aperfeiçoada com lentes de qualidade fabricadas na Holanda, fascinou não só Constantijn como toda a Europa nos séculos XVI e XVII. A lente tornou-se um instrumento fundamental tanto na ciência como na arte do século XVII.

A fabricação de lentes acabou se transformando numa atividade econômicas de grande importância na Holanda. Vários cientistas, filósofos, comerciantes e artistas da época trabalharam como polidores de lentes, como Christiaan Huygens, Anton van Leeuwenhoek, Johannes Vermeer e Baruch Spinoza.

Constantijn neste período era uma das maiores referências culturais da Holanda e mantinha um circulo de relações políticas o que lhe permitia intermediar o mecenato da ciência e da arte. Dentre estes contatos está René Descartes que passou grande parte da sua vida na Holanda e fez parte dos círculos de trocas de conhecimentos com Constantijn. Nesse período, Descartes publicou três pequenos tratados científicos: A Dióptrica, Os Meteoros e A Geometria . Considerado como prefácio dessas obras, O Discurso do Método será talvez o maior, e mais citado trabalho de Descartes. Constantijn era pai de Christiaan Huygens, físico e astrônomo, que teve a ótica e as observações do céu como uma das partes mais importantes de sua obra. Com um telescópio poderoso, pode identificar os anéis de saturno e descobrir Titã, o maior satélite natural desse planeta. Um dos contatos de Christiaan Huygens era Baruch Spinoza, com quem trocava vários conhecimentos sobre ótica, e com o qual também comercializava lentes, já que Spinoza se mostrava um exímio polidor de lentes, fazendo dessa sua habilidade sua principal fonte de renda. Outro contato de Constantijn foi Anton Van Leeuwenhoek, que financiado pelo primeiro na Royal Society, contribuiu muito para o melhoramento do microscópio, além de suas observações para a biologia celular. Com sua técnica

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inovadora no polimento de lentes forneceu diversas contribuições no campo da observação do mundo microscópico que só tiveram equivalentes quase 100 anos depois de sua morte.

Leeuwenhoek era amigo do pintor Johannes Vermeer. Ambos viveram em Delft, cidade próxima a Haia. A pintura era uma atividade bastante difundida na Holanda. As imagens proliferavam em toda parte, livros, mapas, tapeçarias, toalhas de mesa telhas, porcelanas. A pintura de Vermeer expressa de forma bem clara o ideal holandês de descrição da realidade tal qual era observada, contrariamente aos italianos que pintavam uma natureza muitas vezes idealizada (ALPERS, 1999). Essa visão, em princípio de base empirista, fez com que aparelhos óticos, como a câmara escura, fizessem parte do conjunto instrumentos tanto dos laboratórios como dos ateliês de pintura. A pintura holandesa de gênero, também chamada de pintura descritiva, é a janela cultural de onde podemos ver o retrato fiel da Holanda no século XVII. A câmara escura permitia que os pintores projetassem as imagens que desejavam pintar nas telas. Dessa forma, conseguiam 'retratar' as cenas que desejavam pintar com um grau de realismo nunca antes conseguido.

## Preparação para o módulo

O módulo apresentado aos alunos era constituído por um pequeno conjunto de atividades realizadas com a câmara escura, e por um texto que buscava apresentar um panorama complexo dos estudos sobre ótica. O módulo foi utilizado durante um curso clássico de ótica geométrica, onde constavam propagação retilínea da luz, reflexão, espelhos plano e esférico, refração, lentes esféricas e defeitos da visão. Durante estes estudos foi acrescido um debate sobre a natureza da luz, tema que não faz parte dos conteúdos tradicionais dos livros didáticos. O aluno teve contato, portanto, com a teoria construída desde Christiaan Huygens, modelo ondulatório e seu livro 'O tratado da luz' de 1690, passando pelo modelo corpuscular de Newton em seu livro, 'A óptica' de 1703. A seguir foi apresentada aos alunos a experiência de Tomas Young, 1804, onde a luz sofre interferência e difração, e para finalizar apresentamos as discussões do século XX, com Einstein e o princípio da complementaridade de Niels Bohr. Mesmo não tendo tantos conhecimentos sobre ótica e sobre ondulatória o que se via era uma grande curiosidade e uma ansiedade por parte dos alunos em definir o conceito.

Um dos maiores problemas desse desenho curricular, está nos livros didáticos que não tratam de todos esses temas em um único volume, colocando a questão do modelo ondulatório no volume 2 (segundo ano), e a discussão sobre a Física do século XX no terceiro volume. Apesar do módulo só abordar a ótica do século XVII, procurou-se desenvolver um curso que tratasse dos estudos da luz como um todo. Uma das soluções encontradas, foi a produção de material didático adicional, que consistia em um texto vinculado ao jornal do colégio com a apresentação desse conteúdo. Foram produzidos três textos com uma diferença de dois meses cada um. Apenas o primeiro falava da discussão entre arte e ciência, tratando sobre a possível utilização da câmara escura por parte dos pintores holandeses do século XVII, sobretudo Vermeer. Nesse texto foi sugerido aos alunos assistirem o filme 'Moça com Brinco de Pérola', com a intenção de inserir o aluno no ambiente cultural, político e econômico da Holanda.

- O segundo texto, discutia a dificuldade encontrada pelos cientistas em 'desvendar' a natureza da luz, e posteriormente aceitar seu caráter dual. Esse texto

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foi o ponto de partida para abrir a discussão sobre a natureza da luz, citada anteriormente. Já o terceiro texto, começa com uma fábula de La Fontaine, 'O morcego e as Aves' e dentro do panorama das pinturas Surrealistas, sobretudo as do pintor de Salvador dali, procurou-se fazer uma discussão sobre o princípio da complementaridade. Podemos perceber que o surrealismo e o princípio da complementaridade não faziam parte do projeto original, que era somente mostrar ao aluno as relações entre ciência, arte e filosofia, e o desenvolvimento dos instrumentos óticos na Holanda do século XVII, mas podemos dizer que esta discussão mostrou-se necessária, já que essa é a atual visão sobre a natureza da luz.

## O Módulo

Após o período de aproximação que ocorreu entre o aluno e os tópicos que relacionam a ciência, arte e filosofia, foi percebido que estes já estavam muito menos relutantes em aceitar as controvérsias, sobre esta teoria e as articulações entre áreas aparentemente distantes. Pode-se dizer que esta preparação foi de fundamental importância para que o aluno pudesse interagir com o conteúdo que lhe seria apresentado. A aplicação do módulo passou por duas aulas expositivas onde o primeiro caráter a ser colocado em discussão foi o posicionamento estratégico da Holanda no final do século XVI e início do século XVII, apesar de não ser intenção deste trabalho as relações entre catolicismo e calvinismo foram de extrema importância para mostrar para os alunos, porque a região de Haia se tornou uma região de livre pensamento, já que os interesses calvinistas estavam em pleno acordo com os objetivos Holandeses de prosperidade e tolerância religiosa, levando a um movimento de independência perante a Espanha. O próximo passo dessa apresentação aparece na figura 1, e coloca em debate as figuras mais importantes desta rede de conhecimentos, entre eles está: Francis Bacon, Cornelius Drebell, Constantijn Huygens, Christiaan Huygens, Leeuwenhoek, Johannes Vermeer, Baruch Spinoza e René Descartes.

Figura 01: Rede de Personalidades

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Dentro dessa imagem a figura central da rede de conhecimentos era Constantijn Huygens, figura um tanto desconhecida dos alunos, mas com certeza o grande fomentador cultural da Holanda no século XVII, após descrever a

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personalidade e a importância de Constantijn nesta rede, o foco estava em suas relações com os ingleses, Bacon e Drebbel, de onde o modelo empirista foi absorvido, e pode ser entendida a partir de sua fala, 'um novo mundo visto a partir das lentes', dita ao olhar pelo microscópio de Drebbel. Esse novo mundo foi levado para a Holanda através da câmara escura, e foi apresentada a sociedade, mostrando o grande poder das lentes.

Com os alunos conhecendo Constantijn, e as idéias empiristas conectadas ao modelo instrumentalista, foram apresentadas de maneira breve as idéias do racionalismo de Descartes e sua amizade com Constantijn, certificada com as várias cartas sobre assuntos diversos no âmbito das ciências. É também colocado que Descartes publica sua grande obra de referência no período que se encontra na Holanda.

Estando os alunos imersos nesse contexto, o foco do módulo passou a ser a câmara escura. Seu funcionamento é descrito então desde a câmara de orifício de Della Porta, até o advento das lentes, que culminaram nas nossas câmeras fotográficas tradicionais. Este momento foi visto como o mais significativo e recompensador do trabalho, pois o contato dos alunos com a câmara escura mostrou a importância da Física na interação entre idéias e artefatos. Ao ver a surpresa dos alunos ao verem o mundo invertido das lentes (figura 2), a discussão foi retomada. O professor pediu aos alunos para imaginarem como esse mesmo fato deve ter sido visto pelos homens e mulheres do século XVII, lembrando a eles que as pessoas do século XXI estão habituadas a verem pessoas 'dentro de caixas', como a TV.

Figura 02: Alunos participando do módulo

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Dentro desta reflexão, mostrou-se que esse mundo visto através das lentes mobilizou não somente cientistas, mas também alguns pintores como no caso de Vermeer. Foram colocadas imagens de quadros como a Vista de Delft (figura 3) e The Little Street (figura 4). O professor mostrou que o mundo holandês dos afazeres domésticos e da simplicidade do seu cotidiano, passava a ser representado nas telas, onde a câmara escura teve um papel inovador como técnica de pintura, diferenciando-a, da pintura italiana de mesma época.

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Figura 03: A vista de Delft

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Figura 04: The little street

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Com essa abordagem, a explicação de formação de imagens com câmara escura e até mesmo a formação da imagem pelo olho humano foram um tanto melhor absorvidas pelos alunos.

A segunda parte da apresentação procurou apresentar Anton Von Leeuwenhoek, que foi colocado nesta rede com um papel de destaque, já que foi ele o primeiro a observar células vegetais, protozoários, e bactérias. Seu vinculo com Constantijn era de recíproca admiração, tanto que Constantijn o financiou junto a Royal Society, onde até hoje se encontram algumas de suas lentes.

Por ultimo, mas nem por isso menos importante, procurou-se falar de Christiaan Huygens e seu telescópio. Procurou-se explicar a formação de imagens feitas a partir das lentes e mostrou-se que Christiaan trocava informações sobre ótica com seu amigo Spinoza, de quem também adquiriu muitas lentes, já que este se destacava como um grande polidor de lentes. Christiaan diferente de Leeuwenhoek observou não o mundo microscópico e sim o mundo macroscópico, que aparentemente se mostrava muito distante de nós. Através das lentes de Christiaan foram descobertos os anéis de Saturno e sua lua Titã. Além disso, algumas nebulosas também foram registradas em seus trabalhos. Após a descrição do telescópio de Christiaan foi mostrado o telescópio de Newton que trazia não as lentes, mas espelhos.

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## Resultados

Dentro do panorama de sala de aula o que podemos dizer é que dar um enredo consistente para os instrumentos óticos fez com que a aula se tornasse mais motivadora, tanto para os alunos quanto para o professor. Pensar que esse pano de fundo filosófico, artístico e cultural poderia complicar a matéria é um conceito totalmente equivocado. O que vimos foram alunos que aparentemente não se interessavam pelas aulas de Física, atuaram de forma diferenciada com relação ao módulo apresentado, fazendo perguntas e relacionando o assunto diretamente a conteúdos vistos nas aulas de História. Pode-se dizer também, que para alguns alunos esta aula despertou uma curiosidade muito grande, chegando alguns a procurar na rede de computadores 'internet' pinturas que poderiam ter sido produzidas com o auxilio de instrumentos ópticos, como os espelhos vistos nos quadros de Velásquez.

O aprendizado complexo não pode ser confundido com complicado. A confusão entre esses dois termos talvez tenha sido uma das grandes barreiras encontradas para a aceitação de uma aprendizagem complexa (MARIOTTI, 2007).

Contextualizar, dar uma base horizontal e uma ferramenta que motive e justifique aquele conhecimento, não é só um papel de abordagem, mas um papel de significado educacional que quando mal formulado pode gerar uma falsa verdade.

Sobre o modo como esse conhecimento pode ser mensurado, ainda está sendo estudada uma forma de avaliação para esse módulo que nesta fase foi feita somente na forma de pesquisa qualitativa.

## Conclusão

A evidente empolgação dos alunos em sala de aula e seu espanto ao ver que áreas aparentemente distantes estão de certa forma diretamente ligadas, já pode ser considerado um dos grandes pontos positivos desse trabalho no âmbito educacional. No âmbito da história e filosofia da ciência a presença de tantos pensadores em uma região tão pequena geograficamente, pode demonstrar que o conhecimento produzido não é só um produto linear, mas um produto dinâmico, complexo e não fragmentado.

A busca do conhecimento natural no século XVII pode ser mostrada diretamente aos alunos, pois a ciência experimental baconiana pode ser vista diretamente nas pinturas holandesas, pois o retrato da Holanda do século XVII foi pintado pelos próprios holandeses e durante sua jornada.

Traçar uma analogia entre o artista e o experimentador, entre o microscopista e o astrônomo, ou até mesmo entre microscopista e o pintor, no campo do conhecimento natural, nos obriga a lançar um novo olhar para a construção do conhecimento, e o advento das lentes na Holanda do século XVII. Essa mesma analogia deve chegar à sala de aula, aproximando o conhecimento não só do aluno, mas aproximando o conhecimento entre disciplinas.

Abordar de forma complexa o advento das lentes na Holanda seria a forma mais adequada, pois este caminho não é nada linear e podemos ver que cada fragmento pode falar por si e pode até conter episódios lineares, e pode ou não ter características do todo. Já a análise cartesiana desse episódio poderá distorcer a

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idéia dinâmica de um conhecimento que de certa forma não tem um começo e nem um fim, mas um corpo dotado de fatores que se comunicam, numa compreensão de mundo que se 'autoproduz' (MORIN, 1998).

## Referências

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