Crianças e adolescentes passaram a brincar com ciência desde o século XIX e, durante décadas, kits de experimentos científicos ou de construção de máquinas e equipamentos em miniatura foram objetos de desejo de crianças nos aniversários e natais[i]. Esses brinquedos ressurgem às vezes no emaranhado das memórias afetivas de pessoas que não pararam de brincar e acabaram como profissionais nas searas científicas[ii].
Os instrumentos fundamentais utilizados na chamada revolução científica do século XVII, o telescópio e o microscópio[iii], aparecem em versões de plástico em algumas lojas de brinquedo, enquanto na fronteira da ciência são utilizadas versões cada vez mais sofisticadas, que pouco lembram aqueles de séculos atrás. Mas seria possível o caminho inverso: brinquedos que se transformam em instrumentos da ciência? E não naquela era já remota, mas em tempos mais recentes ou mesmo hoje em dia?
Dois exemplos sugerem essa possibilidade, curiosa, mas longe de uma proposta de caminho metodológico. O primeiro remonta aos primórdios da mecânica quântica e dos computadores, há um século, com um brinquedo tecnicamente sofisticado. O segundo retoma um brinquedo popular e barato.
A famosa equação de Schrödinger, do início de 1926, descreve o comportamento do mundo quântico. O primeiro teste, apresentado por Erwin Schrödinger, foi resolvê-la para o átomo de hidrogênio, reproduzindo os níveis de energia do único elétron desse átomo, obtidos por Niels Bohr treze anos antes. Mas a nova equação ia além: mostrava como esse elétron, que não é mais uma bolinha, se distribuía pelo átomo de acordo com sua energia. Essa famosa equação diferencial parcial em princípio se aplica a todo o mundo microscópico. No entanto, o átomo de hidrogênio tem só um elétron, e a equação nesse caso tem uma solução exata, obtida apenas com lápis e papel. E os outros átomos com vários elétrons, sem falar nas moléculas? São os “problemas de muitos corpos”, sem solução exata, apenas aproximada e, pior: resolver um único problema desses só com papel e lápis levaria anos.
Faltava então uma máquina para resolver essas equações mais rapidamente: o analisador diferencial, um equivalente mecânico dos computadores que vieram depois. O funcionamento baseava-se em conjuntos de discos e rodas acopladas por eixos, engrenagens e amplificadores de torque, que realizavam o que em matemática se chama de integrações. É o mesmo princípio dos diferenciais dos automóveis. O primeiro analisador diferencial de uso prático foi construído no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (o famoso MIT) por Harold Locke Hazen e Vannevar Bush no final dos anos 1920 e 1931. Enfim uma máquina para resolver equações diferenciais!
Mas e a equação de Schrödinger? Um jovem físico inglês na época, Douglas Hartree, propôs já em 1927 um procedimento para resolver a tal equação, levando em conta a interação entre os elétrons em um átomo com vários deles. Era chamado de método do campo autoconsistente. Mas era tedioso para calcular, pois começa-se com um, digamos, “chute” inicial, e o resultado obtido virava o “chute” de um novo cálculo, cujo resultado era um novo “chute”. Até que, depois de muitos passos, o resultado era igual ao último “chute”, e pronto, esse era o resultado final. Belíssima ideia, mas como implementá-la? Hartree trouxe a ideia do analisador do MIT para o Reino Unido e construiu, junto com o estudante Edward Porter, o “primeiro analisador diferencial fora dos Estados Unidos” para fazer os cálculos do seu método. E aí é que entrou o brinquedo: o equipamento de Hartree foi construído com peças do Meccano, um jogo com componentes metálicos para montar carros, trens, guindastes, máquinas em miniatura. Foi tão bem-sucedido que outros computadores foram construídos usando o mesmo brinquedo.
A história toda foi esmiuçada por Thomas Ritchie em sua tese de doutorado de 2019: “Identidade do objeto: desconstruindo o analisador diferencial de Hartree e reconstruindo um computador analógico Meccano”[iv]. Antes dessa tese, Tim Robinson havia reconstruído o computador de Hartree do mesmo jeito como havia sido feito originalmente[v]. Pode ser uma ideia interessante como projeto interdisciplinar de ensino ciências e, na falta das peças de Meccano, poderia ser usada uma impressora 3D.
Esse foi um problema complexo resolvido com um brinquedo sofisticado. Mas o que fazer com um simples corrupio? O brinquedo popular, presente em várias culturas, é o que a menina na ilustração tem nas mãos: um disco atravessado por barbante em dois orifícios gira alegremente, quando o barbante torcido é puxado, esticando e voltando a se torcer de modo contínuo.
Manu Prakash, bioengenheiro da Universidade Stanford, usou o corrupio para resolver um problema crucial: construção de centrífugas superbaratas acionadas a mão (sem uso de eletricidade) para análise de amostras de sangue em comunidades isoladas. O bioengenheiro e estudantes de seu grupo passaram a estudar a física desse brinquedo e conseguiram que alcançasse mais de 100 mil rotações por minuto, suficiente para separar o plasma do resto do sangue em um minuto e meio e isolar parasitas da malária em 15 minutos. A amostra de sangue colhida da ponta de um dedo é colocada em um tubo capilar que é preso ao longo do raio do disco e pronto: diagnóstico a partir de fazer o corrupio corrupiar.
O artigo que apresenta o instrumento, seu princípio de funcionamento e os testes com amostras de sangue foi publicado em 2016, com um título que resume a que veio: “Centrifuga de papel de ultrabaixo custo acionada a mão”[vi]. Vídeos e matérias disponíveis demonstram as ideias e conceitos sem a aridez do texto acadêmico[vii].
Manu Prakash, antes de sua centrífuga de papel, desenvolveu o foldscope (“dobrascópio”): um microscópio de baixíssimo custo feito de papel dobrado como em um origami e uma lente simples. Ele espalhou milhares deles pelo mundo e incentivou que as diferentes observações de fungos, parasitas e células fossem compartilhadas em um portal[viii] com galeria de imagens e ilustrações da montagem do origami científico.
Manu Prakash dedica-se ao movimento de “ciência frugal” ou, ainda “biologia recreacional”. Um de seus projetos ressignifica um brinquedo popular, o outro retoma no século XXI a ciência do século XVII. Afinal o “dobrascópio” é basicamente o microscópio de Antony van Leeuwenhoek[ix], cujas observações ele compartilhava através de cartas, pois não existia a internet.
Ciência, além de interdisciplinar, pode ser intersemiótica.
Esse texto não reflete necessariamente a opinião da Unicamp.
[i] O artigo hoje é meio anacrônico, mas resgata o encanto dos brinquedos científicos
[ii] https://jornal.unicamp.br/video/2026/02/02/mente-aberta-ao-novo-e-combustivel-para-o-avanco-da-ciencia/
[iii] SCHULZ, Peter. “Parte 4 – Os instrumentos da ciência”, em Ciência em cena – quem faz, como se faz, onde ser faz, Faccioli Editorial, 2025
[iv] Object Identity: Deconstructing the ‘Hartree Differential Analyser’ and Reconstructing a Meccano Analogue Computer
[v] Um relato resumido pode ser lido nos artigos de Tim Robinson, fã do Meccano e citado na tese de Ritchie
Existem vários vídeos no Youtube mostrando esse computador mecânico em funcionamento, o link é para o de Tim Robinson
[vi] Hand-powered ultralow-cost paper centrifuge.
[vii] https://www.ted.com/talks/manu_prakash_lifesaving_scientific_tools_made_of_paper
