David Brewster

Sir David Brewster KH PRSE FRS FSA Scot FSSA MICE (11 de dezembro de 1781 – 10 de fevereiro de 1868) foi um cientista, inventor, autor e administrador acadêmico britânico. Na ciência, ele é lembrado principalmente por seu trabalho experimental em óptica física, principalmente preocupado com o estudo da polarização da luz e incluindo a descoberta do ângulo de Brewster. Ele estudou a birrefringência de cristais sob compressão e descobriu a fotoelasticidade, criando assim o campo da mineralogia óptica. Para este trabalho, William Whewell o apelidou de "pai da ótica experimental moderna" e "o Johannes Kepler da óptica."

Pioneiro na fotografia, Brewster inventou um estereoscópio aprimorado, que ele chamou de "estereoscópio lenticular" e que se tornou o primeiro dispositivo portátil de visualização 3D. Ele também inventou a câmera estereoscópica, dois tipos de polarímetros, a lente polizonal, o iluminador do farol e o caleidoscópio.

Brewster era um presbiteriano devoto e marchou de braços dados com seu irmão durante os eventos da Disrupção de 1843, que levou à formação da Igreja Livre da Escócia. Como historiador da ciência, Brewster concentrou-se na vida e obra de seu herói, Isaac Newton. Brewster publicou uma biografia detalhada de Newton em 1831 e mais tarde se tornou o primeiro historiador científico a examinar muitos dos artigos do Nachlass de Newton. Brewster também escreveu inúmeras obras de ciência popular e foi um dos fundadores da British Science Association, da qual foi eleito presidente em 1849. Ele se tornou a face pública do ensino superior na Escócia, atuando como diretor da Universidade de St Andrews. (1837–1859) e mais tarde da Universidade de Edimburgo (1859–1868). Brewster também editou a Edinburgh Encyclopædia de 18 volumes.

Vida

David Brewster nasceu em Canongate em Jedburgh, Roxburghshire, filho de Margaret Key (1753–1790) e James Brewster (c. 1735–1815), reitor da Jedburgh Grammar School e professor de grande reputação. David foi o terceiro de seis filhos, duas filhas e quatro filhos: James (1777–1847), ministro em Craig, Ferryden; Davi; George (1784–1855), ministro em Scoonie, Fife; e Patrick (1788–1859), ministro da igreja da abadia, Paisley.

Aos 12 anos, David Brewster matriculou-se na Universidade de Edimburgo com a intenção de se tornar um clérigo. Ele recebeu seu mestrado em 1800, foi licenciado como ministro da Igreja da Escócia e depois pregou em Edimburgo em várias ocasiões. A essa altura, Brewster já havia demonstrado uma forte inclinação para as ciências naturais e havia estabelecido uma estreita associação com James Veitch de Inchbonny. Veitch, que gozava de uma reputação local como homem da ciência e era particularmente habilidoso na fabricação de telescópios, foi caracterizado por Sir Walter Scott como um "filósofo, astrônomo e matemático autodidata".

Brewster está enterrado no terreno da Abadia de Melrose, em Roxburghshire.

Carreira

Trabalho em óptica

Embora Brewster tenha terminado devidamente seus estudos teológicos e tenha sido licenciado para pregar, seus outros interesses o distraíram dos deveres de sua profissão. Em 1799, seu colega Henry Brougham o convenceu a estudar a difração da luz. Os resultados de suas investigações eram comunicados de tempos em tempos em artigos para a Philosophical Transactions de Londres e outras revistas científicas. O fato de outros cientistas – notavelmente Étienne-Louis Malus e Augustin Fresnel – estarem realizando as mesmas investigações simultaneamente na França não invalida a afirmação de Brewster de descoberta independente, mesmo que em um ou dois casos a prioridade deva ser atribuída a outros.. Um colega de classe menos conhecido dele, Thomas Dick, também se tornou um escritor astronômico popular.

Os assuntos mais importantes de suas investigações podem ser enumerados nos cinco títulos a seguir:

1. As leis da polarização da luz pela reflexão e refração, e outras leis quantitativas dos fenômenos;
2. A descoberta da estrutura de polarização induzida pelo calor e pressão;
3. A descoberta de cristais com dois eixos de refração dupla, e muitas das leis de seus fenômenos, incluindo a conexão entre a estrutura óptica e as formas cristalinas;
4. As leis da reflexão metálica;
5. Experimentos na absorção da luz.

Nesta linha de investigação, a importância primordial pertence à descoberta de

1. a conexão entre o índice de refração e o ângulo de polarização;
2. cristais biaxiais, e
3. a produção de refração dupla por aquecimento irregular.

Estas descobertas foram prontamente reconhecidas. Já em 1807 o grau de LL.D. foi conferido a Brewster pelo Marischal College, Aberdeen; em 1815 foi eleito Fellow da Royal Society de Londres e recebeu a Medalha Copley; e em 1816 o Instituto Francês concedeu-lhe metade do prêmio de três mil francos pelas duas descobertas mais importantes da ciência física feitas na Europa durante os dois anos anteriores. Em 1821, tornou-se membro estrangeiro da Real Academia Sueca de Ciências e, em 1822, membro honorário estrangeiro da Academia Americana de Artes e Ciências.

Imagem interna de uma caixa de charutos do início dos anos 1900 com um retrato de Brewster.

Entre o público não científico, sua fama se espalhou mais eficazmente por sua invenção em cerca de 1815 do caleidoscópio, para o qual havia uma grande demanda no Reino Unido, França e Estados Unidos. Como reflexo dessa fama, o retrato de Brewster foi posteriormente impresso em algumas caixas de charutos. Brewster escolheu o renomado desenvolvedor de lentes acromáticas Philip Carpenter como o único fabricante do caleidoscópio em 1817. Embora Brewster tenha patenteado o caleidoscópio em 1817 (GB 4136), uma cópia do protótipo foi mostrada aos oculistas de Londres e copiada antes que a patente fosse concedida. Como consequência, o caleidoscópio passou a ser produzido em grande número, mas não rendeu benefícios financeiros diretos para Brewster. Provou ser um enorme sucesso com duzentos mil caleidoscópios vendidos em Londres e Paris em apenas três meses.

O estereoscópio Brewster, 1849.

Um instrumento de maior significado, o estereoscópio, que – embora de data muito posterior (1849) – junto com o caleidoscópio fez mais do que qualquer outra coisa para popularizar seu nome, não foi, como frequentemente se afirma, invenção de Brewster. Sir Charles Wheatstone descobriu seu princípio e o aplicou já em 1838 para a construção de um instrumento pesado, mas eficaz, no qual as imagens binoculares eram combinadas por meio de espelhos. Um rival obstinado de Wheatstone, Brewster não estava disposto a creditá-lo com a invenção, no entanto, e propôs que o verdadeiro autor do estereoscópio era o Sr. Elliot, um "Professor de Matemática" de Edimburgo, que, segundo Brewster, concebeu os princípios já em 1823 e construiu um protótipo sem lente e sem espelho em 1839, através do qual se podia ver transparências de paisagens desenhadas, uma vez que a fotografia ainda não havia sido inventada. A contribuição pessoal de Brewster foi a sugestão de usar prismas para unir as imagens diferentes; e, portanto, o estereoscópio lenticular pode ser considerado sua invenção.

Um resultado muito mais valioso e prático das pesquisas ópticas de Brewster foi a melhoria do sistema de farol britânico. Embora Fresnel, que também teve a satisfação de ser o primeiro a colocá-lo em operação, tenha aperfeiçoado o aparato dióptrico de forma independente, Brewster foi ativo no campo antes de Fresnel, descrevendo o aparato dióptrico em 1812. Brewster pressionou sua adoção por aqueles com autoridade em pelo menos já em 1820, dois anos antes de Fresnel sugerir isso, e foi finalmente introduzido nos faróis principalmente por meio dos esforços persistentes de Brewster.

Outros trabalhos

Tratado sobre novos instrumentos filosóficos para vários propósitos nas artes e ciências, 1813

Embora as próprias descobertas de Brewster tenham sido importantes, elas não foram seu único serviço à ciência. Ele começou a escrever em 1799 como colaborador regular da Edinburgh Magazine, da qual atuou como editor de 1802 a 1803 aos vinte anos. Em 1807, ele assumiu a redação da recém-projetada Edinburgh Encyclopædia, da qual a primeira parte apareceu em 1808 e a última somente em 1830. O trabalho foi mais forte no departamento científico, e muitos de seus os artigos mais valiosos eram da pena do editor. Posteriormente, ele foi um dos principais colaboradores da Encyclopædia Britannica (sétima e oitava edições), escrevendo, entre outros, artigos sobre eletricidade, hidrodinâmica, magnetismo, microscópio, óptica, estereoscópio e voltaica. eletricidade. Ele foi eleito membro da American Antiquarian Society em 1816.

Em 1819, Brewster empreendeu mais trabalhos editoriais estabelecendo, em conjunto com Robert Jameson (1774–1854), o Edinburgh Philosophical Journal, que ocupou o lugar do Edinburgh Magazine. Os primeiros dez volumes (1819–1824) foram publicados sob a direção conjunta de Brewster e Jameson, os quatro volumes restantes (1825–1826) sendo editados apenas por Jameson. Depois de se separar de Jameson, Brewster iniciou o Edinburgh Journal of Science em 1824, 16 volumes dos quais apareceram sob sua direção durante os anos de 1824–1832, com muitos artigos de sua própria autoria.

Ele contribuiu com cerca de trezentos artigos para as transações de várias sociedades eruditas, e poucos de seus contemporâneos escreveram tanto para as várias revistas. Somente na North British Review, apareceram setenta e cinco artigos seus. Uma lista de seus trabalhos separados maiores será encontrada abaixo. Menção especial, no entanto, deve ser feita ao mais importante de todos: sua biografia de Sir Isaac Newton. Em 1831 ele publicou a Life of Sir Isaac Newton, um pequeno relato popular da vida do filósofo, na Murray's Family Library, seguido por um Edição americana de 1832 na Harper's Family Library; mas foi somente em 1855 que ele conseguiu publicar as muito mais completas Memórias da Vida, Escritos e Descobertas de Sir Isaac Newton, uma obra que incorporou os resultados de mais de 20 anos de estudos. investigação de manuscritos originais e outras fontes disponíveis.

A posição de Brewster como editor o colocou em contato frequente com os cientistas mais eminentes, e ele foi naturalmente um dos primeiros a reconhecer o benefício que resultaria de uma comunicação regular entre aqueles no campo da ciência. Em uma resenha do livro Decline of Science in England de Charles Babbage na John Murray's Quarterly Review, ele sugeriu a criação de "uma associação de nossa nobreza, clero, pequena nobreza e filósofos'. Isso foi adotado por vários Declinários e encontrou rápida realização na Associação Britânica para o Avanço da Ciência. Sua primeira reunião foi realizada em York em 1831; e Brewster, junto com Babbage e Sir John Herschel, teve o papel principal na formação de sua constituição.

No mesmo ano em que a British Association realizou sua primeira reunião, Brewster recebeu a honra de cavaleiro e a condecoração da Royal Guelphic Order. Em 1838, foi nomeado diretor das faculdades unidas de St Salvator e St Leonard, da Universidade de St Andrews. Em 1849, atuou como presidente da Associação Britânica e foi eleito um dos oito associados estrangeiros do Instituto da França em sucessão a J. J. Berzelius; e dez anos depois, ele aceitou o cargo de diretor da Universidade de Edimburgo, funções que desempenhou até poucos meses após sua morte. Em 1855, o governo da França fez dele um Officier de la Légion d'honneur.

Ele era um amigo próximo de William Henry Fox Talbot, inventor do processo de calótipo, que enviou a Brewster os primeiros exemplos de seu trabalho. Foi Brewster quem sugeriu que Talbot patenteasse seu processo apenas na Inglaterra, iniciando o desenvolvimento da fotografia antiga na Escócia e eventualmente permitindo a formação da primeira sociedade fotográfica do mundo, o Edinburgh Calotype Club, em 1843. Brewster foi um membro proeminente do o clube até sua dissolução em meados da década de 1850; no entanto, seu interesse pela fotografia continuou e ele foi eleito o primeiro presidente da Photographic Society of Scotland quando foi fundada em 1856.

De temperamento tenso e nervoso, Brewster era um tanto irritável em questões controversas; mas ele foi repetidamente submetido a sérias provocações. Ele era um homem de caráter altamente honrado e fervorosamente religioso. Ao estimar seu lugar entre os descobridores científicos, a principal coisa a se ter em mente é que seu gênio não era caracteristicamente matemático. Seu método era empírico e as leis que ele estabeleceu eram geralmente o resultado de experimentos repetidos. Para a explicação final dos fenômenos com os quais ele lidou, ele não contribuiu em nada, e é digno de nota, embora ele não tenha mantido até o fim de sua vida a teoria corpuscular, ele nunca adotou explicitamente a teoria ondulatória da luz. Poucos contestariam o veredicto de James David Forbes, editor da oitava edição da Encyclopædia Britannica: “Sua glória científica é diferente da de Young e Fresnel; mas o descobridor da lei da polarização dos cristais biaxiais, da mineralogia ótica e da dupla refração por compressão, sempre ocupará um lugar de destaque na história intelectual da época”. Além das várias obras de Brewster já mencionadas, podem ser acrescentadas as seguintes: Notas e introdução à tradução de Carlyle de Elementos de geometria de Legendre (1824); Tratado de Óptica (1831); Cartas sobre Magia Natural, dirigidas a Sir Walter Scott (1832) Os Mártires da Ciência, ou as Vidas de Galileu, Tycho Brahe e Kepler (1841); Mais mundos do que um (1854).

No seu Tratado demonstrou que as cores vegetais estavam relacionadas com os espectros de absorção e descreveu pela primeira vez a fluorescência vermelha da clorofila.

História da Maçonaria Escocesa

Assim como seus muitos trabalhos científicos e biografias de cientistas notáveis, Brewster também escreveu A História da Maçonaria Livre, Extraída de Fontes Autênticas de Informação; com um relato da Grande Loja da Escócia, desde sua instituição em 1736 até os dias atuais, publicado em 1804, quando ele tinha apenas 23 anos. A obra foi encomendada por Alexander Lawrie, editor da Grande Loja da Escócia, a quem o trabalho tem sido, frequentemente, mal atribuído. Dado que o livro leva o nome de Lawrie e não de Brewster, isso é compreensível. O livro tornou-se uma das obras padrão sobre a maçonaria escocesa inicial, embora tenha sido amplamente substituído por obras posteriores. Não há evidências de que Brewster fosse um maçom na época em que escreveu o livro, nem de que ele se tornou um depois.

Oposição à evolução

As crenças cristãs de Brewster o levaram a responder contra a ideia da transmutação das espécies e a teoria da evolução. Sua opinião era que "a ciência e a religião devem ser uma, já que cada uma lida com a Verdade, que tem apenas um e o mesmo Autor". Em 1845 ele escreveu uma resenha altamente crítica da obra evolucionista Vestiges of the Natural History of Creation, na North British Review. que ele considerava um insulto à revelação cristã e um perigoso exemplo de materialismo.

Em 1862, ele respondeu ao Sobre a origem das espécies de Darwin e publicou o artigo Os fatos e fantasias do Sr. Darwin em Boas palavras . Ele afirmou que o livro de Darwin combinava “fatos interessantes e fantasias ociosas”; o que constituía uma "especulação perigosa e degradante". Ele aceitou as mudanças adaptativas, mas se opôs fortemente à afirmação de Darwin sobre a forma primordial, que considerou uma ideia ofensiva para "tanto o naturalista quanto o cristão"

Família

Calvert Jones, Lady Brewster (Jane Kirk Purnell), Sra. Jones, David Brewster e Miss Parnell (sentado)

Brewster se casou duas vezes. Sua primeira esposa, Juliet Macpherson (c. 1776–1850), era filha de James Macpherson (1736–1796), um provável tradutor de poemas ossianos. Eles se casaram em 31 de julho de 1810 em Edimburgo e tiveram quatro filhos e uma filha:

• James (1812–)
• Charles Macpherson (1813-1828), afogado.
• David Edward Brewster (17 de agosto de 1815 -) tornou-se um oficial militar (Coronel Tenente) servindo na Índia.
• Henry Craigie (1816–1905) tornou-se um oficial militar e fotógrafo.
• Margaret Maria Gordon (1823–1907) escreveu um livro sobre Brewster, que é considerado a descrição mais abrangente de sua vida.

Brewster casou-se pela segunda vez em Nice, em 26 (ou 27) de março de 1857, com Jane Kirk Purnell (n. 1827), a segunda filha de Thomas Purnell de Scarborough. Lady Brewster desmaiou no famoso debate sobre a evolução de Oxford em 30 de junho de 1860. Brewster morreu em 1868 e foi enterrado em Melrose Abbey, ao lado de sua primeira esposa e segundo filho. O prédio de física da Universidade Heriot-Watt é nomeado em sua homenagem.

Reconhecimento e referências modernas

Sinal de rua em Kings Buildings, Edimburgo para a memória de David Brewster

Um busto de Brewster está no Salão dos Heróis do Monumento Nacional Wallace em Stirling.

As opiniões de Brewster sobre a possibilidade de evolução da inteligência em outros planetas, contrastadas com a opinião de William Whewell, são citadas no romance Barchester Towers.

Ele aparece como um antagonista menor no videogame Assassin's Creed Syndicate de 2015 como um cientista que trabalha para a facção adversária do jogo. Ele é assassinado por uma das protagonistas, Evie Frye.

Uma rua dentro do complexo Kings Buildings (edifícios científicos ligados à Universidade de Edimburgo) foi nomeada em sua memória em 2015.