O Observatório Pombalino

O OBSERVATÓRIO POMBALINO

por A. S. Alves


Director do Observatório Astronómico da Universidade de Coimbra. Professor de Matemática na Faculdade de Ciências e Tecnologia


MENSVRA TEMPORIS, MENSVRA MOTVVM CÆLI ET EORVM QVAE DVM ACTV MANENT


O Observatório Astronómico da Universidade de Coimbra é uma criação dos Estatutos Pombalinos que em 1772 refundaram completamente a Universidade portuguesa. Sendo o primeiro observatório criado em Portugal com a missão de fazer sistematicamente observações astronómicas, comparado com o de Paris (1667) e o de Greenwich (1675) podemos considerar que chega um tanto tardiamente. Todavia, ganha-se uma melhor perspectiva do assunto recordando que o Observatório Astronómico de Madrid foi fundado em 1790. Mesmo a França vem a criar o Bureau des Longitudes em 1795, o que mostra que a fundação deste tipo de institutos científicos continuava ainda na ordem do dia.

A partir do século XV as navegações dos Portugueses rasgam os estreitos horizontes geográficos em que vivia a Europa e iniciam um período de desenvolvimento do comércio mundial que nunca mais se extinguiu. Este comércio provocou o desenvolvimento da navegação nos oceanos suscitando a criação de métodos cada vez mais aperfeiçoados de posicionamento geográfico. O problema da determinação da longitude pôs-se com plena acuidade no século XV, a partir do momento em que a navegação portuguesa deixou de ser costeira, permanecendo sem solução definitiva até meados do século XVIII. Constituiu pois um problema tecnológico que resistiu 300 anos ao labor dos melhores cientistas naturais europeus.

O comércio ultramarino enriqueceu os povos da Europa levando ao desenvolvimento incessante das artes mecânicas, ao aperfeiçoamento das actividades bancária e seguradora, à sofisticação das artes militares e navais. Estes aspectos constituem um conjunto de factores que interagem mutuamente e cujo desenvolvimento desigual cria distinções económicas e políticas entre as nações.

Desde o século XVI que o problema da longitude se identificara com o problema do movimento da Lua, questão que já vinha desde a Antiguidade. A complexidade do movimento da Lua é incompatível com os modelos geométricos simples usados para descrever, com maior ou menor sucesso, os movimentos do Sol, das estrelas ou dos planetas principais conhecidos. Em 1687 Newton publica Philosophiae naturalis principia mathematica elança os fundamentos da solução deste problema provocando, ao mesmo tempo, uma revolução completa na forma da organização do conhecimento do universo. Essencialmente, em vez de procurar a regularidade do movimento que permitiria formular uma lei geométrica semelhante, por exemplo, às leis de Kepler, Newton vai ao âmago da explicação do movimento que é visto como resultado de forças atractivas entre os corpos celestes, combinadas com as velocidades que estes possuem. Para além dos efeitos práticos que é possível retirar deste modelo nasce uma nova ideia de harmonia cósmica em que tudo gira em torno da perfeição de um só princípio. Pela primeira vez a Humanidade está intelectualmente por dentro do universo e não como espectadora, como fora até aí.

Esta nova ciência, moldada segundo a racionalidade da Geometria Euclidiana legada pelos Gregos, abre à razão um caminho que parece não ter fim. Os descobrimentos e o comércio trazem tantas novidades, originam tais especulações intelectuais, que o mundo medieval fica irremediavelmente ultrapassado. Newton explica definitivamente os mistérios do universo; Rousseau inspirado nos relatos sobre os povos primitivos da América busca a essência do homem que se esconde sob a ténue camada de civilização. Inevitavelmente estas novidades chegam a Portugal pois que seria impossível que uma potência marítima com territórios espalhados pelo mundo se isolasse totalmente. Em todo o caso, a questão principal para as elites que dirigem o Reino não está na elegância ou no conteúdo ideológico das novas ideias ou das controvérsias que elas suscitam, mas na consciência de que a ausência de instrução se traduz em derrotas no mar e em terra, nos navios perdidos pela má navegação, nos maus negócios contra mercadores mais sabedores e astutos.

O dinamismo das novas classes comerciais, a riqueza feita no Ultramar e todas as novidades que irrompem poderosamente a partir da segunda metade do século XVII não podem deixar de marcar o pensamento teológico e filosófico. Só para dar um exemplo quase anedótico, conta a pequena história que Napoleão terá perguntado a Laplace qual o lugar de Deus no seu Système du Monde, ao que o grande matemático terá respondido: "Sire, je n'avais pas besoin de cette hypothèse-là ". Isto é, o universo explicado e calculado por Newton e seus sucessores parecia justificar-se a si-próprio na harmonia e regularidade dos seus movimentos. Na verdade, Newton pusera o Céu dentro da racionalidade humana e isso seria o suficiente para abalar muitas convicções até aí hegemónicas.

Se o Homem desde sempre olhara o Céu não era somente, nem principalmente, pela magia de uma abóbada estrelada mas mais prosaicamente para se orientar nas suas viagens ou para regular a marcha dos dias e das horas. Porém, agora estava a desaparecer o mistério daqueles movimentos erráticos da Lua e dos planetas que, apesar de tudo, traziam e trazem um halo de maravilhoso à vida humana.

Nas preocupações da Reforma Pombalina desvendam-se estes múltiplos aspectos, a saber, a necessidade do progresso técnico e a reforma de mentalidades como a concebiam os filósofos do Iluminismo. Por isso a Reforma não se limitou a criar algumas escolas técnicas superiores, a Reforma começou precisamente pela primeira das faculdades de Coimbra, a Faculdade de Teologia. Deste zelo reformador nasce a Faculdade de Matemática entidade a quem compete a tutela do Observatório. Usando um paradigma do nosso tempo diremos que a Faculdade de Matemática foi pensada como uma faculdade de Ciências e Tecnologia, repartindo-se entre as preocupações técnicas e utilitárias e as preocupações do desenvolvimento do conhecimento sem uso prático imediato. Dizem os Estatutos Pombalinos:

"Nisto principalmente se tem observado, e conhecido o interesse geral, que resulta do estudo profundo das ciência exactas: porque elas não somente caminham ao seu objecto por uma estrada de luzes, desde os primeiros axiomas, até aos teoremas mais sublimes, e recônditos; mas também iluminam superiormente os entendimentos no estudo de quaisquer outras disciplinas: mostrando-lhe praticado o exemplo mais perfeito de tratar uma matéria com ordem, precisão, solidez, e encadeamento fechado, e unido de umas verdades com outras: inspirando-lhe o gosto, e discernimento necessário para distinguir o sólido, do frívolo; o real, do aparente; a demonstração, do paralogismo: e participando-lhe uma exactidão, conforme ao espírito geométrico;qualidade rara, e preciosa, sem a qual não podem conservar-se, nem fazer progresso algum os conhecimentos naturais do Homem em qualquer objecto que seja".

Enunciadas estas virtudes primitivas ou fundamentais da Matemática, os Estatutos acrescentam que esta "contém em si mesma um sistema grande de doutrinas da maior importância". De facto:

"Por elas se regulam as épocas, e medidas dos tempos; as situações geográficas dos lugares; as demarcações, e medições dos terrenos; as manobras, e derrotas da pilotagem; as operações tácticas da campanha, e da marinha; as construções da arquitectura naval, civil, e militar; as máquinas, fábricas, artifícios, e aparelhos, que ajudam a fraqueza do homem a executar, o que de outra sorte seria impossível às suas forças". [Estatutos, livro III, págs. 141-143]

Supor que é preciso levar o conhecimento mais além das necessidades correntes é hoje uma ideia comum, reforçada sobretudo pelos exemplos no campo da Física do século XX. Porém, inscrevê-lo com tanta firmeza no documento refundador da Universidade, em Portugal e no século XVIII, é um facto notável. Sendo assim, quais seriam os problemas práticos que o país necessitava, nessa época, de ver resolvidos? Pelas preocupações expressas nesse tempo e por aquelas de que os Estatutos dão fé, podemos enunciar uma lista incompleta:

  1. O conhecimento do território do Portugal europeu, base imprescindível para o ordenamento administrativo, para o traçado das vias de comunicação, para a organização da defesa.

  2. A demarcação das fronteiras do Brasil, especialmente naquilo que tinha a ver com a aplicação do Tratado de Tordesilhas.

  3. A navegação, sobretudo a determinação da longitude.

  4. A hidráulica, isto é, o aproveitamento dos rios para a navegação, a organização dos portos.

  5. As técnicas de engenharia militar impostas pela invenção do canhão que tornou militarmente obsoletos os castelos medievais.

  6. A arte das minas e a metalurgia.

  7. As artes mecânicas, como a tecelagem e a vidraria ou a construção de aparelhos de precisão como relógios.

  8. A exploração das novas plantas e dos novos minérios de que vinham notícias das novas terras descobertas.


Um ponto importante reside no facto de a Astronomia ser instrumental à resolução dos quatro primeiros problemas, na medida em que esta ciência fornece as coordenadas espácio-temporais que dão rigor e eficiência à organização da vida económica e social, à navegação e à arte da guerra. Para além disso, dentro das matérias consideradas, era a Astronomia aquela que melhor justificava o ensino universitário por ser aquela que mais recorria a capacidades de raciocínio abstracto. A descoberta da lei da atracção universal e da relação linear entre a aceleração de um corpo e a resultante das forças que o actuam, esta conhecida por 2º princípio da Dinâmica, dominaram de forma quase total o desenvolvimento da Matemática no século XVIII, de tal modo que neste período dos matemáticos mais notáveis apenas dois (Leibniz e Monge) não foram também astrónomos. A tradução matemática desta descoberta de Newton consiste no Cálculo Infinitesimal inventado no século XVII, matéria cujo interesse prático, pela via do problema das longitudes, estava na ordem do dia no século XVIII mas cuja formulação segundo o modelo lógico da Geometria de Euclides só foi possível quase dois séculos após a sua invenção.

É neste contexto que a Faculdade de Matemática é dotada com um Observatório Astronómico descrito nos Estatutos (pág. 213 do livro III) como um estabelecimento da Faculdade de Matemática. Nesta matéria, como em todas que à Faculdade de Matemática dizem respeito, os Estatutos são muito claros:

"As vantagens que resultam de se cultivar eficazmente a Astronomia, com todas as mais partes da Matemática,de que ela depende, são de tão grande ponderação, e de consequências tão importantes ao adiantamento geral dos conhecimentos humanos; e à perfeição particular da Geografia, e da Navegação;que tem merecido em toda a parte a atenção dos Soberanos, fazendo edificar observatórios magníficos, destinados ao progresso da Astronomia, como ciência necessária para se conseguir o conhecimento do Globo terrestre; e se terem nas mãos as chaves do Universo.

"Atendendo ao referido: mando, que na Universidade se estabeleça um Observatório; assim para que os estudantes possam nele tomar as lições de Astronomia Prática; como também para que os professores trabalhem com assiduidade em fazer todas as observações, que são necessárias para se fixarem as Longitudes Geográficas; e rectificarem os elementos fundamentais da mesma Astronomia".

A minúcia com que o assunto é tratado leva a que, alguns parágrafos adiante, se enunciem os instrumentos a adquirir de imediato:

"E será logo provido de uma colecção de bons instrumentos: procurando-se um Mural, feito por algum dos melhores artífices de Europa; e um bom sortimento de quadrantes; de sextantes de diferentes grandezas; de micrómetros; de instrumentos de passagens; de máquinas paralácticas; de telescópios; de níveis; de pêndulos; e de tudo o mais necessário a um Observatório, em que se há-de trabalhar eficaz, e constantemente no exercício das observações, e progresso da Astronomia."

Um projecto tão claro deparou com dificuldades financeiras no tocante sobretudo à construção do edifício. Começou este a erguer-se sobre as ruínas do castelo medieval adjuntas ao espaço universitário da Alta de Coimbra, porém logo os trabalhos pararam. Deste modo o Observatório veio a mudar de local até de fixar (em 1799) num edifício situado ao fundo o Pátio das Escolas, edifício que veio a ser demolido em 1952. As diferentes localizações do Observatório Astronómico constituem uma pequena história em si-mesma mas, para o contexto desta exposição, interessa mais a evolução do estatuto do próprio Observatório no contexto da Universidade e do País.

Sendo inicialmente um estabelecimento auxiliar da Faculdade de Matemática destinado a proporcionar meios materiais para as observações, o Observatório evolui para se tornar em 1795 num estabelecimento autónomo. Em 1799, por Carta do Regente Príncipe D. João e futuro D. João VI, estabelece-se uma estrutura organizativa que deverá durar até 1911, dando ao Observatório missões que vão muito além da função prática que havia sido definida nos Estatutos. Diz a carta régia:

"Havendo tomado na minha Real consideração o estabelecimento do Observatório dessa Universidade, e atendendo a que ele não somente deve servir para as demonstrações práticas de Astronomia mas também para se trabalhar assiduamente nas observações mais apuradas, e exactas que possam contribuir para verificar, e rectificar as tábuas astronómicas, e para orientar e promover os conhecimentos de Geografia, e da Navegação, cooperando com os trabalhos dos observatórios mais creditados da Europa."

Este Regulamento do Observatório Astronómico além de lhe dar uma estrutura administrativa que o coloca sob a direcção conjunta do Rei e da Universidade e de cimentar a participação da Universidade nos seus trabalhos nomeando como primeiro e segundo astrónomos os lentes de Astronomia, estabelece um programa de observações e de trabalhos astronómicos. Entre estes está a publicação das Efemérides Astronómicas relativas ao meridiano de Coimbra, publicação que se inicia em 1803 com os elementos calculados para o ano de 1804. Estes elementos têm um valor prático essencial para a navegação e para os trabalhos geodésicos. No frontispício da primeira publicação das Efemérides o Observatório é designado por Observatório Real da Universidade de Coimbra, designação que se mantém até 1911. Esta designação vinca a sua autonomia em relação à Universidade dando-lhe o carácter de estabelecimento científico autónomo muito semelhante aos actualmente chamados "laboratórios do Estado". O Regulamento de 1799 procura resolver uma questão que continua muito actual a qual consiste em criar e manter laboratórios autónomos em relação ao estilo próprio das universidades, mas que não estejam tão afastados destas que acabem por estiolar sob a forma de órgãos burocráticos.

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Da obra descrita acima é inseparável o nome do Doutor José Monteiro da Rocha. Nascido em 1734, em Canavezes, no Norte de Portugal, entrou para a Companhia de Jesus e seguiu para o Brasil vivendo e estudando no Colégio da Baía. Aqui seguramente estudou Astronomia e Matemática com mestres da Ordem o que se comprova, entre outros, por um manuscrito recentemente editado em livro, o Sistema Físico-Matemático dos Cometas. Expulsa a Ordem em 1759 tornou-se padre secular e, após algum tempo na Baía como professor privado, regressou a Portugal vindo para Coimbra estudar Cânones. Tendo ido para Lisboa onde o seu saber se torna reconhecido, acaba por ser um dos inspiradores da Reforma Pombalina da Universidade atribuindo-se-lhe a redacção dos capítulos respeitantes às Faculdades de Matemática e de Filosofia Natural. Feito doutor e lente de Phoronomia (ou Física-Matemática) em 1772 é um dos quatro primeiros lentes da nova Faculdade de Matemática acabando por ser o mentor do Observatório que ele reorganiza desde estabelecimento anexo à Faculdade até ao Real Observatório. Irá ser depois Director perpétuo do Observatório desde 1800. A sua obra funde-se largamente com os primeiros anos do Observatório cuja direcção efectiva deixa em 1804 para se tornar mestre do futuro Imperador do Brasil, D. Pedro, e do seu irmão D. Miguel. Contudo prossegue os seus estudos e publicações astronómicos quase até à sua morte em 1819.

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Criado o Observatório pelos Estatutos, naturalmente a primeira preocupação é encontrar um abrigo, um edifício que lhe permita funcionar. Porém, mais do que o edifício valem as operações que lhe dão a existência real, a começar pelo cálculo da posição geográfica do Observatório. Monteiro da Rocha procedeu às observações necessárias com o quadrante mural Throughton que se inclui nesta exposição. Este instrumento é um aperfeiçoamento do enorme quadrante com 3 metros de raio que fora inventado no século XVII e que necessitava de ser ancorado num muro em pedra orientado segundo o meridiano do lugar.

Para compreendermos o sentido do labor de um observatório temos que compreender que os astrónomos, os pilotos e os geógrafos olham o Céu para saberem onde estão e que horas são. Este objectivo prático determina as actividades a montante e a jusante das observações, o que se reflecte também nas peças presentes nesta exposição.

Começaremos por salientar que os três elementos fundamentais do posicionamento - latitude, longitude e hora - muito raramente são obtidos por medição directa, ou seja, por simples leitura num instrumento de medição. Por exemplo, para a determinação da latitude pelo uso do astrolábio, este dá-nos a distância zenital do Sol; a seguir é necessário proceder à leitura da declinação numa tábua de declinações e finalmente efectuar os cálculos apropriados. Estamos a falar de operações simples que já nada têm a ver com as necessidades do século XVIII. Para processos mais exactos é necessário dispor de efemérides, tabelas anuais que dão as coordenadas, dia a dia, dos astros mais relevantes para a navegação e o posicionamento. O cálculo e publicação das efemérides foi um trabalho central em alguns observatórios, como o de Coimbra que as publicou quase ininterruptamente desde 1804 até 2000.

As observações dos astros são a actividade mais conhecida e que se identifica frequentemente com a função de um observatório. Sem dúvida são uma parte importante e determinam o observatório como entidade física e do rigor das observações depende tudo o resto. A construção de instrumentos rigorosos foi em todos os tempos um desafio à mecânica de precisão. Para cada observação e cada situação foi inventado um instrumento. É o caso da luneta paraláctica e do equatorial que permitem acompanhar o movimento de uma estrela através de uma única rotação. É o caso dos instrumentos de passagens meridianas que permitem com todo o rigor determinar o instante da passagem de um astro pelo meridiano do lugar.

A determinação da hora foi, como já se disse, uma das razões que levaram a olhar para os céus e comparar as diferentes posições dos astros. Os diferentes tipos de relógios de Sol podem ser considerados também instrumentos de observação, pese a sua simplicidade. A partir do século XVII começaram a fabricar-se os relógios mecânicos cuja função é conservar e medir o tempo. Quando os mecanismos de relojoaria adquiriram uma regularidade comparável à do movimento de rotação da Terra os relógios tornaram-se também instrumentos astronómicos. Na época, o seu valor económico mais importante foi o seu papel na determinação das longitudes. Mais tarde, os caminhos-de-ferro não poderiam ter o desenvolvimento que tiveram sem a existência de relógios exactos. Contudo, dado que nenhum relógio mecânico tem a regularidade dos movimentos da Terra, o acerto respectivo esteve, até meados do século XX, dependente das observações astronómicas exactas.

A transformação das observações em coordenadas geográficas exige leituras nas efemérides astronómicas e cálculos guiados por uma tabela de longitudes. A primeira originada em Portugal foi organizada e calculada por Monteiro da Rocha em 1799 segundo um método inovador. Apresentava-se numa folha com as dimensões 60cm x 80cm. Depois disso, seguindo o mesmo método, Francisco de Paula Travassos, discípulo de Monteiro e lente da Academia dos Guardas Marinhas, publicou uma nova tabela mais completa e em forma de livro.

A informação recolhida em resultado das actividades astronómicas descritas acaba por ser registada em papel. Não nos referimos aqui tanto aos cadernos de observações, manuscritos ou impressos, mas aos mapas do Céu e aos mapas da Terra. Os mapas celestes organizam as estrelas em constelações segundo a sua proximidade tal como esta é vista da Terra. As constelações são como regiões celestes necessárias ao reconhecimento visual de uma dada estrela, ou seja, como províncias do Céu. Encontrar uma estrela pode ser necessário para o cálculo de uma coordenada geográfica. Os mapas terrestres são representações da Terra obtidos a partir das coordenadas e da altitude de pontos importantes do terreno.

Foram estas as missões da Astronomia de posição, foi o cumprimento destas missões que determinou a evolução do Observatório durante o século XIX e até meados do século XX.



Bibliografia

[1] Estatutos da Universidade de Coimbra (1772), edição fac-simile, Universidade de Coimbra, 1972.

[2] Dirk J. Struik - História Concisa das Matemáticas, Gradiva, Lisboa, 1997.

[3] Carta Régia do Príncipe Regente D. João, "Reverendo Bispo de Coimbra Conde Arganil, Reformador Reitor da Universidade...", assinada em 4 de Dezembro de 1799 e enviada ao Reitor em 20 de Janeiro de 1800.

[4] Ephemerides Astronomicas, Vol. 1, Universidade de Coimbra, 1803.

[5] Carlos Ziller Camenietzki & Fábio Mendonça Pedrosa (editores) - Sistema Físico-Matemático dos Cometas por J. Monteiro da Rocha, Museu de Astronomia, Rio de Janeiro, 2000

[6] Francisco de Castro Freire -MemoriaHistorica da Faculdade de Mathematica, Imprensa da Universidade de Coimbra, 1872.


     
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