Conheça Shen Kuo, um notável polímata e estadista da Dinastia Song na China (960-1279). Com o nome de cortesia Cunzhong e pseudônimo Mengqi Weng, Shen era renomado por suas habilidades excepcionais em matemática, óptica e relojoaria. Durante sua carreira como funcionário público, Shen ocupou várias posições de alto escalão, incluindo ministro das finanças, inspetor do estado, chefe oficial do Bureau de Astronomia, Assistente do Ministro da Hospitalidade Imperial e chanceler acadêmico. Como membro dedicado da facção Reformista conhecida como Grupo de Novas Políticas, liderado pelo Chanceler Wang Anshi, a lealdade política de Shen agregou à sua influência na corte.

O Avanço de Shen Kuo em Navegação: A Bússola Magnética

Os Ensaios do Sonho da Lagoa de Shen Kuo em 1088 revolucionaram a navegação com sua descoberta da bússola de agulha magnética. Foi o primeiro a descrever seu uso, precedendo a descrição europeia de Alexander Neckam em 1187. Os experimentos de Shen com agulhas magnéticas suspensas levaram ao conceito de verdadeiro norte, determinado pela declinação magnética em direção ao Pólo Norte. Essa descoberta revolucionária melhorou o uso de bússolas para navegação e pode ter permanecido desconhecida na Europa por mais quatrocentos anos. Evidências de relógios de sol alemães de 1450 mostram até marcações similares às bússolas de geomantes chineses em termos de declinação magnética.

As Contribuições de Shen Kuo para Ciência e Tecnologia

Junto com Wei Pu, Shen objetivava mapear os caminhos orbitais da Lua e dos planetas em um projeto de cinco anos, mas foi frustrado por opositores políticos. Para apoiar seu trabalho em astronomia, ele melhorou os designs da esfera armilar, gnômon, tubo de visão, e inventou um novo tipo de relógio de água com afluência. Em geologia, Shen apresentou uma hipótese para formação da terra baseada em descobertas de fósseis marinhos no interior, conhecimento de erosão do solo e deposição de sedimento. Ele também sugeriu uma teoria de mudança climática gradual, observando bambus petrificados preservados no subsolo em habitats secos do norte. Shen foi um dos primeiros a mencionar o uso de estaleiros secos para reparação de barcos e escreveu sobre a eficácia da eclusa de câmara de canal. Embora não fosse o primeiro a documentar câmara escura, ele anotou a relação entre o ponto focal de um espelho côncavo e um buraco de agulha. Ele escreveu extensivamente sobre a invenção de tipos móveis de impressão de Bi Sheng, preservando o legado dessa invenção e entendimento dos tipos móveis iniciais para gerações posteriores. Durante uma inspeção de fronteira, Shen criou um mapa em relevo elevado seguindo uma tradição chinesa antiga. Como arqueólogo amador, sua descrição de um mecanismo de besta antiga provou ser uma vara de Jacob, uma ferramenta de agrimensura desconhecida na Europa até Levi ben Gerson descrevê-la em 1321.

Shen Kuo era um indivíduo multi-talentoso que escreveu sobre vários assuntos além dos Ensaios do Sonho da Lagoa. Infelizmente, grande parte de sua escrita em outras obras não está mais disponível. Alguma de sua poesia ainda pode ser encontrada em obras compiladas posteriormente. Além de seu foco em ciência e tecnologia, Shen também explorou adivinhação e o paranormal, incluindo relatos de objetos voadores misteriosos. Ele também ofereceu insights sobre textos antigos Taoístas e Confucianos.

Vida

Nascimento e juventude

Shen Kuo nasceu em Hangzhou, China em 1031. Seu pai, Shen Zhou, era um membro da pequena gentry que ocupava postos de nível provincial e sua mãe era de uma família similarmente classificada em Suzhou. Shen recebeu sua educação inicial de sua mãe, que era bem-educada e o ensinou a ele e seu irmão doutrinas militares. Sem uma família proeminente como muitos de seus pares, Shen confiava em seu engenho e determinação para se destacar em seus estudos, eventualmente passando nos exames imperiais e se tornando um burocrata do estado.

A família de Shen se mudou ao redor da província de Sichuan e finalmente para o porto de Xiamen, onde seu pai ocupava postos provinciais menores. Shen observou a topografia da terra e os desafios da governança enquanto viajava com sua família. Sua doença inicial despertou um interesse em medicina e farmacêutica.

O pai de Shen morreu em 1051/52 e Shen observou um período de luto por três anos antes de servir em postos governamentais menores. Ele era hábil em planejamento, organização e design, como quando supervisionou a drenagem de terras pantanosas em terras agricultáveis. Shen anotou o sucesso do projeto dependia do uso eficaz de comportas.

Carreira oficial

Shen Kuo era um destacado estudioso-oficial no governo central da China no século 11. Ele foi um dos melhores pontuadores nos exames imperiais, o teste exigido para entrar no governo, e chamou a atenção de Zhang Chu, o governador de Yangzhou. Shen foi nomeado para várias posições importantes, incluindo embaixador para as dinastias Xia Ocidental e Liao, comandante militar, chefe de obras hidráulicas, e chanceler-mor da Academia Hanlin. Ele foi nomeado chefe do Bureau de Astronomia em 1072 e foi responsável por projetos para melhorar a ciência calendária, junto com seu colega Wei Pu. Como comissário de finanças, Shen era altamente respeitado por suas habilidades em economia e finanças.

Shen também era um mentor para Li Zhiyi, que era casada com Hu Wenrou, uma famosa matemática. Quando Shen precisava de esclarecimento para seu trabalho matemático, ele às vezes pedia a Li que retransmitisse perguntas a Hu. Shen era conhecido por ter dito, 

"Se apenas ela fosse um homem, Wenrou seria minha amiga."

Shen foi enviado para inspecionar o sistema de celeiro do império, investigando problemas como coleta de impostos ilegal, negligência, alívio de desastres ineficaz e projetos inadequados de conservação de água. Quando foi nomeado inspetor regional de Zhejiang em 1073, o Imperador solicitou que visitasse o poeta Su Shi, e Shen aproveitou a oportunidade para copiar algumas poesias de Su, que posteriormente apresentou ao Imperador, alegando que continham discurso "abusivo e odiável" contra a corte Song. Isso levou ao Julgamento da Poesia da Terça Coruja em 1079. Por sua lealdade e habilidades, Shen recebeu o título de Visconde de Fundação do Estado e se tornou um companheiro do herdeiro aparente.

Shen era um favorito político do Chanceler Wang Anshi, líder dos Reformadores ou Grupo de Novas Políticas. Shen tinha uma história com Wang, pois havia composto o epitáfio funerário para o pai de Shen. Shen impressionou Wang com suas habilidades e competências, e foi enviado para supervisionar a dragagem do Canal Bian em 1072. Ele demonstrou seu valor como um enviado quando foi à dinastia Khitan Liao em 1075 e refutou com sucesso os blefes do imperador, restabelecendo a linha de fronteira correta. Em seus Ensaios do Sonho da Lagoa, Shen mostrou conhecimento dos jogadores envolvidos no prelúdio da Guerra Sino-Vietnamita de 1075–1077. Ele era um membro confiável do círculo íntimo de leais políticos de Wang Anshi.

As Novas Políticas de Wang Anshi incluíam finanças estatais, reforma fiscal de terras e exames imperiais, mas também tinham um foco militar. As políticas objetivavam arrecadar milícias, estabelecer monopólios governamentais na produção de salitre e enxofre, e adotar uma política militar agressiva.

Impeachment e vida posterior

O novo Chanceler, Cai Que, responsabilizou Shen Kuo por um desastre que resultou em perda de vidas e abandonou o território conquistado por Shen. Como resultado, Cai removeu Shen de seu cargo e o colocou em probação em uma residência fixa por 6 anos. Durante seu tempo em isolamento, Shen dedicou-se a estudos acadêmicos, produzindo dois atlas geográficos que foram recompensados com uma sentença suspensa e perdão da corte.

Em seu tempo livre, Shen Kuo apreciava os passatempos culturais da gentry chinesa e literatos, conforme descrito em seus "Ensaios do Sonho da Lagoa." Ele era conhecido por apreciar os "nove convidados," que incluíam tocar cítara, meditação, caligrafia e pintura, degustação de chá, alquimia, poesia, conversa e vinho.

Shen Kuo foi casado duas vezes, sendo sua segunda esposa filha de Zhang Chu de Huainan. Lady Zhang era conhecida por seu comportamento abusivo em relação a Shen e até tentou arrancar sua barba. Apesar disso, Shen caiu em profunda depressão após a morte de Lady Zhang e tentou se afogar no Rio Yangtze. Ele eventualmente faleceu um ano depois.

Shen Kuo comprou uma propriedade de jardim nos anos 1070, nomeando-a "Dream Brook," onde passou os últimos anos de sua vida. Foi lá que completou seu livro "Ensaios do Sonho da Lagoa" e faleceu em 1095.

Realizações acadêmicas

Shen Kuo foi um escritor prolífico, cobrindo uma diversa gama de tópicos em seus trabalhos. Desde criar dois atlas geográficos até escrever sobre harmônicos matemáticos em música, administração governamental, instrumentos astronômicos, táticas defensivas e fortificações, pintura, chá, medicina e poesia, as obras de Shen demonstram seu vasto conhecimento e expertise em vários campos.

Matemática

Shen Kuo era um matemático realizado que se destacava em problemas matemáticos práticos. Ele dominou fórmulas complexas para geometria, empacotamento de círculos e problemas de acordes e arcos usando trigonometria. Ele até enfrentou o desafio de escrever números muito grandes, como (104)43. Sua "técnica de pequenos incrementos" estabeleceu uma fundação em matemática chinesa para resolver séries de diferenças iguais em problemas de empacotamento. De acordo com Sal Restivo, Shen utilizou o somatório de séries superiores para determinar o número máximo de barris que poderiam ser empilhados em camadas em um espaço em forma de tronco de pirâmide retangular. Ele também desenvolveu a "técnica de círculos interseccionantes" para aproximar o arco de um círculo dada a amplitude, seta e comprimento do acorde. Este trabalho formou a base para trigonometria esférica desenvolvida no século 13 por Guo Shoujing. Shen também simplificou o método de varas de contagem apresentando atalhos em procedimentos de algoritmo usados no tabuleiro de contagem, uma ideia expandida por Yang Hui. Victor J. Katz acredita que o método de Shen "dividindo por 9, aumente por 1; dividindo por 8, aumente por 2" foi um precursor do método de esquema rimado de adição repetida "9, 1, fundo adiciona 1; 9, 2, fundo adiciona 2".

Shen escreveu extensivamente sobre suas experiências trabalhando para o tesouro do estado, o que incluía problemas matemáticos relacionados ao cálculo de impostos sobre terras, estimativa de requisitos, problemas de moedas e metrologia. Ele calculou o espaço de terreno necessário para formações de batalha e a campanha militar mais longa possível, levando em conta os limites dos carregadores humanos e seus suprimentos de alimentos. Ele também escreveu sobre o monge budista Yi Xing, que aplicou um mecanismo de escapamento inicial a um globo celeste movido a água. Usando permutações matemáticas, Shen descreveu o cálculo de Yi Xing das possíveis posições em um tabuleiro de jogo go, resultando em um total de 847.288.609.443.

Bússola de agulha magnética

Os chineses usaram a biga apontadora para o sul, uma bussola não magnética, desde o tempo do engenheiro e inventor Ma Jun (c. 200–265). Em 1044, a "Coleção das Técnicas Militares Mais Importantes" registrou que folhas de ferro em forma de peixe, magnetizadas através de remanência térmica, eram usadas para busca de direção em uma tigela cheia de água encerrada por uma caixa. Isso foi usado além da biga apontadora para o sul.

A dinastia Han (202 AC–220 AD) usou uma bussola apontadora para o sul de magnetita para geomancia, mas não para navegação. Não foi até o tempo de Shen Kuo que bussolas magnéticas foram usadas para navegação. Shen Kuo fez a primeira referência registrada à agulha de bussola magnética e ao conceito de verdadeiro norte. Ele escreveu sobre agulhas de aço sendo magnetizadas esfregando-as com magnetita e flutuando-as ou montando-as. Ele afirmou que a bussola suspensa era a melhor forma de usar e que a agulha apontava tanto para norte quanto para sul, mas com um leve desvio em direção ao leste.

Shen Kuo preferiu o uso de uma bussola de rosa de vinte e quatro pontos sobre os antigos oito pontos cardinais da bussola. Essa preferência pode ter surgido de sua medição mais precisa do meridiano astronômico entre a estrela polar e o verdadeiro norte. Alternativamente, poderia ter sido influenciada por crenças e práticas geomânticas. O primeiro uso registrado de uma bussola para navegação marítima foi no "Pingzhou Table Talks" de Zhu Yu publicado em 1119. O livro de Zhu Yu cobre eventos de 1086, que foi durante o tempo que Shen Kuo estava escrevendo os "Ensaios do Sonho da Lagoa." Este