QUEM SOMOS NÓS – NA VISÃO DOS FÍSICOS E NÃO DOS MISTICOS

 Rogério Fonteles Castro

Pós-Graduação em Física pela Universidade Federal do Ceará 

Nesta postagem, além de lhes apresentar uma pequena amostra da palestra sobre o filme Quem Somos Nós  presidida por duas personalidades importantes do cenário científico cearense atual -, elaboramos uma síntese dos fundamentos da mecânica quântica, focando a posição da INTERPRETAÇÃO ORTODOXA, no intuito de esclarecedor alguns questionamentos relativos a este afamado filme. 

Abaixo, temos um link da WIKIPÉDIA que traz uma análise bastante esclarecedora sobre o filme

“What the Bleep Do We Know!?”:

<https://pt.wikipedia.org/wiki/What_the_Bleep_Do_We_Know!%3F>

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MECÂNICA QUÂNTICA

E

 A INTERPRETAÇÃO DE COPENHAGUE

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Os debates em torno dos fundamentos da mecânica quântica, constituíram-se em uma perene controvérsia filosófica e científica, desde o surgimento da teoria em 1926 até os dias de hoje (cf. Freire Júnior, 2003, 2006, 2007). Nas primeiras décadas, tais debates se restringiam ao círculo de cientistas e matemáticos que participaram do estabelecimento das bases conceituais e formais da teoria, tais como Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Albert Einstein, Wolfgang Pauli, Max Born e John von Neumann, entre outros. O resultado disso foi a consolidação da interpretação ortodoxa da teoria quântica, de cunho ANTIRREALISTA, articulada especialmente por Bohr.

O modelo atômico de Bohr, estrutura mecânica construída sobre fundamentos “mais ou menos clássicos”, não pôde explicar a razão da existência de certas órbitas permitidas (ou orbitais) em torno do núcleo atômico. A teoria da mecânica ondulatória de Erwin Schrödinger foi a primeira sugestão radical duma solução para as dificuldades fundamentais do modelo de Bohr. Entretanto,  esse físico austríaco defendia que todas as coisas poderiam, na “realidade”, ser representadas por ondas multidimensionais. Ainda que as equações diferenciais de Schrödinger para a descrição dos fenômenos subatômicos fossem muito aceitos pelos físicos, a sua interpretação geral não o era. 

Recordando a filosofia que se encontra por trás do dualismo onda-corpúsculo, temos aí que a interpretação dos resultados depende do tipo de experiência que é realizada. Essa linha produtiva de raciocínio foi iniciada por Niels Bohr. Foi ele o primeiro a reconhecer que era impossível sujeitar à observação simultânea os dois aspectos distintos do elétron, ou seja, o seu caráter de onda e o de corpúsculo. Esse é um princípio limitador que governa as condições experimentais e limita a informação que pode ser obtida das experiências.

 

Essa idéia está expressa compreenssívelmente no Princípio de Complementaridade de Bohr. Em toda a filosofia da ciência, esse conceito elaborado de forma teórica é, seguramente, a contribuição mais importante depois da publicação, por Immanuel Kant, da Crítica da Razão Pura em 1781 (e a segunda edição, revista, de 1787). Esse trabalho do filósofo de Könisberg é a revisão de maior autoridade da Física do seu tempo – a Física newtoniana. Quando essa teoria clássica começou a falhar na explicação dos fenômenos subatômicos, o primeiro passo corajoso no sentido de introdução de conceitos novos foi dado por Niels Bohr.  

Além dele, o jovem físico alemão Werner Heisenberg conseguia, na segunda metade da década de vinte, obter uma compreensão mais clara da nova situação da física. Adotou então uma atitude filosófica baseada no extremo empiricismo, que recusava aceitar quaisquer das imagens ou modelos da física moderna. Por exemplo, no modelo atômico de Bohr, os físicos se referiam à “posição” e ao “período de revolução” de um dos elétrons do átomo. Essas noções formavam uma herança da mecânica newtoniana e, em relação aos elétrons atômicos, eram classificadas como “não-observáveis”. Heisenberg considerou essas “noções imaginárias” como sendo algo sem sentido, desprovido de qualquer fundamento.

Heisenberg, então, sugeriu um novo programa para o desenvolvimento de uma MECÂNICA QUÂNTICA TEÓRICA, análoga à mecânica clássica, na qual apareceriam apenas relações entre quantidades observáveis: 

Este conceito foi introduzido na Física e, em especial, na Mecânica quântica, por Dirac. Na Física clássica, a possibilidade de observação de uma propriedade física se admite a priori, porém não ocorre o mesmo em Mecânica quântica. Em Mecânica clássica uma variável dinâmica, relativa a qualquer estado físico de um sistema físico, vem dada como uma função determinada do tempo. Está, pois, definida e é, portanto, medível em qualquer instante. Em Mecânica quântica, o dualismo onda-corpúsculo faz que isto não seja possível. Um sistema elementar aparece ora como onda, ora como partícula; quer dizer, algumas vezes observamos propriedades ondulatórias e outras vezes propriedades corpusculares. Num mesmo instante, não podemos efetuar ambos os tipos de observações: uma observação exclui a outra. Chama-se observável uma magnitude tal que é medível em um instante determinado. A descrição de uma observação no domínio da Mecânica quântica é a mesma que na Física clássica: a observação proporciona um número, como resultado da medição. Na Física clássica, se pode seguir o curso temporal de um acontecimento mediante uma sucessão de observações; porém não se pode fazer assim na Mecânica quântica, pois no domínio da microfísica cada medição modifica o estado do objeto e a forma em que aparece. Portanto, depois de uma medição, deveria recobrar-se o estado inicial antes de poder efetuar-se uma segunda observação. Naturalmente, o resultado desta segunda medição depende de uma maneira direta da primeira medida.

São observáveis, por exemplo, a posição, o impulso, a energia, o spin, porém não são observáveis os estados que são representados pela função Ψ.

A magnitude matemática que representa um observável, precisamente não é um simples número, mas sim um operador. Porém os operadores só podem considerar-se como números dentro de certos limites. Assim, nem todo operador é comutativo ou permutável quando à multiplicação; por exemplo, o operador de spin é anticomutativo. Nestes casos se fala também de operador anticomutativo (ou, bem, de operadores comutativos ou permutáveis).

A realização desse programa formava o que se conhece como “Mecânica das Matrizes”, e foi aperfeiçoado com a colaboração do professor de Heisenberg, Max Born, e de Pascual Jordan 

Bohr explicava a transição entre dois quaisquer estado energéticos do átomo por meio dum salto do elétron duma órbita representativa dum estado à outra. Associado a esses saltos quânticos, sempre aparecia um fóton que era radiado ou absorvido, de acordo com o sentido do salto eletrônico.  

Heisenberg se opunha a essa imagem transitória com seu mecanismo desconhecido. Ele reconhecia que, na observação esperimental dos átomos, somente os níveis energéticos discretos “estacionários” podiam ser estabelecidos. Não determinamos experimentalmente os detalhes do que ocorre quando um elétron atômico muda dum estado a outro, como também não decidimos se o elétron descreve uma órbita no sentido clássico ou se comporta como uma onda estacionária ao redor do núcleo. Qualquer modelo explanatório que possamos construir só pode ter a finalidade duma melhor compreensão, representando apenas uma especulação. Contudo, é óbvio que, não sendo observadas certas circunstâncias, esses modelos podem mesmo levar à confusão. Por outro lado, uma certa regularidade na forma das transições entre os níveis energéticos discretos pode ser estabelecida experimentalmente, na qual o estado fundamental do átomo ocupa um papel prioritário. 

Enfim, com respeito ao acabamento do desenvolvimento da mecânica das matrizes, podemos citar as próprias palavras de Max Born 

“O período de tentativas chegou subitamente ao fim, com o trabalho de Heisenberg, que era meu assistente naquele tempo. Ele cortou o nó górdio com um princípio filosófico novo e substituiu o raciocínio por uma regra matemática. Em essência, o princípio significava que noções e conceitos que não correspondessem  a nenhum fato fisicamente observável não poderiam ser usados em qualquer descrição teórica. Heisenberg rejeitava o conceito de órbitas eletrônicas com raios definidos e períodos de revolução porque esses não eram observáveis, e recomendava que a teoria fosse construída por meio de matrizes“.  

Mas o ponto decisivo nesta construção era o dualismo corpúsculo-onda e a questão do influxo do “observador” sobre os processos físicos “reais” e “objetivos”. É sabido que o lugar e o impulso de uma partícula não podem ser simultaneamente, isto é, pela mesma experiência, medidos com exatidão. Quando se consegue medir exatamente uma das duas grandezas “complementares” (lugar e impulso, tempo e energia), a outra desaparece; no caso extremo da máxima exatidão na medição da primeira grandeza, a segunda não pode ser absolutamente medida. Tal é o conteúdo essencial das “relações de indeterminação” de Heisenberg. 

Niels Bohr elaborou em 1927, depois de longas discussões, o conceito fundamental de complementaridade, que há pouco empregamos. Introduziu duas concepções inteiramente distintas para os processos quânticos, que são complementares no sentido que só podem existir lado a lado sem contradição quando seu alcance é limitado de tal modo que nunca são utilizadas ao mesmo tempo. Segundo a experiência, a “partícula elementar” se mostra ora como corpúsculo, ora como onda 

Esse vídeo é um trecho do filme WtBleep!? Down The Rabbit Hole.

Abaixo, postamos “DELINEANDO O PROBLEMA DA MEDIÇÃO NA MECÂNICA QUÂNTICA: O DEBATE DE MARGENAU E WIGNER versus PUTNAM”, texto de Frederik Moreira dos Santos e Osvaldo Pessoa Júnior:

<https://www.academia.edu/19744570/Delineando_o_problema_da_medi%C3%A7%C3%A3o_na_mec%C3%A2nica_qu%C3%A2ntica_o_debate_de_Margenau_e_Wigner_versus_Putnam_-_Frederik_Moreira_dos_Santos_and_Osvaldo_Pessoa_J%C3%BAnior&gt;

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Porém, Heisenberg encara a questão de outro modo, o que é de particular importância para o nosso problema sobre o papel da matemática. Como vimos, acima, parte da hipótese que só se verificam na natureza, ou só podem ser processados experimentalmente, processos que se deixam representar como vetores (ou mistura de vetores) (observáveis) no espaço de Hilbert de muitas dimensões, numericamente infinitas. Modelo para Heisenberg era a teoria da relatividade restrita que igualmente representa a realidade física por vetores em meio ao “mundo” quadridimensional. Mas um vetor num espaço de Hilbert de dimensão infinita (ou na matriz hermitiana correspondente) não é intuitivo; não o é tão pouco a equivalente representação por uma onda no espaço de configuração segundo Schödinger; pois o espaço-configuração tem 3n dimensões para n partículas. Trata-se de uma simples analogia para uma onda intuitivamente tridimensional. A tentativa de uma interpretação intuitiva leva-nos novamente às duas imagens complementares (corpúsculo e onda) de Bohr.

heisenberg

  Heisenberg e Bohr, 1935 ou 1936                   (Fonte: http://www.aip.org/history/heisenberg/p08.htm).

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CÁLCULO DE MATRIZES:

HEISENBERG DESENVOLVE A MATEMÁTICA PARA A MODELAGEM DOS FENÔMENOS QUÂNTICOS

Em 1925, acometido de febre do feno, Heisenberg tirou uma licença de duas semanas e viajou para a ilha de Helgoland, ao largo da costa da Alemanha. Ali, lembrou mais tarde, a natação no mar frio e longas caminhadas na praia limparam-lhe a mente para um ataque revigorado à matemática do átomo. Apenas alguns dias depois de iniciado o passeio, fez uma importante descoberta. Com uma estranha matemática que inventou para esse fim, Heisenberg começou a perceber um meio de construir uma estrutura para a descrição do comportamento dos átomos. Essa abordagem matemática exigia uma estranha álgebra em que números multiplicados numa direção forneciam com frequência produtos diferentes dos obtidos multiplicando-se os mesmos números na direção oposta. Heisenberg voltou para Göttingen eufórico com suas descobertas nascentes e ancioso para faar sobre elas com Max Born. Este identificou a estranha matemática de Heisenberg como álgebra matricial, um sistema que havia sido inventado na década de 1850 mas nunca fora ensinado a Heisenberg: na concepção de Heisenberg, cada átomo seria representado por uma matriz e o movimento dos elétrons no interior do átomo poderia ser representado por outra matriz.

Assim, Werner Heisenberg aperfeiçoa o chamado cálculo matricial sobre bases estritamente probabilísticas, com a especial circunstância de que a matéria parece reduzir-se ao mero cálculo matemático. Pela primeira vez a imagem é varrida por completo da física. Com o cálculo de matrizes a matéria já não é partícula nem onda nem nenhuma outra coisa susceptível de descrição, mas aquilo que cumpre um puro esquema matemático regido pelos princípios da simetria.

Constata-se, então, que o conceito do átomo de Bohr é uma representação tridimensional grosseira de um átomo tetra dimensional que termina por não parecer em nada com a realidade; e, longe de ser uma ilustração didática, acaba sendo uma confusão de conceitos. Daí, Heisenberg, assim como seu companheiro Pauli, adota um número complexo de quatro termos (para cada dimensão) como único coisa necessária para tratar com o átomo.

Heisenberg havia apresentado seu próprio modelo de átomo renunciando a todo intento de descrever o átomo como um composto de partículas e ondas. Pensou que estava condenado ao fracasso qualquer tentativa de estabelecer analogias entre a estrutura atômica e a estrutura do mundo macroscópico. Preferiu descrever os níveis de energia e órbitas dos elétrons em termos numéricos puros, sem o menor traço de esquemas. Como usou um artifício matemático denominado “matriz” para manipular seus números, o sistema se denominou “mecânica de matriz“.

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Em meio a todas essas complexas tentativas de solução pergunta-se: o que dizer sobre a realidade física dos processos quânticos? N. Bohr fala de “impossibilidade de uma distinção exata entre o comportamento de objetos atômicos e a influência sobre eles exercida pelos instrumentos medidores, que servem para determinar as condições em que os fenômenos se manifestam”. 

Segundo Heisenberg, mesmo tendo em vista tal impossibilidade de distinção, pela intervenção de um observador não se introduz qualquer traço subjetivista na descrição da natureza, o que não deixa de ser muito importante do ponto de vista “filosófico”. Segundo ele, o observador tem simplesmente a função de registrar fatos que se verificaram no tempo e no espaço, pouco importando que o “observador” seja um aparelho que funciona automaticamente ou um ser vivo (de modo especial um homem que entende do assunto). O que entretanto é absolutamente necessário é a passagem do possível ao “factual” dentro do processo atual do registro. Este último ponto de Heisenberg se relaciona – o que ele mesmo nota – com a seguinte consideração de Weizsaecker: somente fatos futuros são ainda possíveis, os passados são simples fatos. Não tem sentido perguntar sobre a probabilidade (isto é, sobre a possibilidade quantitativamente determinável) de sua realização, pois já são reais. O que de fato já aconteceu não pode ser objeto de indagação quanto à possibilidde ou probabilidade de sua realização. Assim um fato histórico, como a do registro de um elétron pelo contador de Geiger, não entra numa teoria como a mecânica quântica que se ocupa de possibilidades (probabilidades).

Qualquer SISTEMA QUÂNTICO separado do mundo exterior só tem um caráter potencial, não factual; por isto, segundo Bohr, ele não pode ser descrito por conceitos da física clássica. O estado representado por um vetor de Hilbert (não por uma combinação estatística de vetores), aplicado a um sistema fechado, é, segundo Heisenberg, objetivo, mas não real, pois nele não se pode verificar um fato historicamente constatável em nosso mundo macroscópico (tais como a revelação de uma chapa fotográfica, a indicação de um instrumento, e semelhantes aparelhos de que nossas salas de física estão cheias). Portanto, a concepção clássica de objeto-real deve ser abandonada. 

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POTÊNCIA E ATO DE ARISTÓTELES.

“Para Aristóteles, ALGO pode existir ora como ato, ora com potência. Uma semente, por exemplo, é ato enquanto semente, mas é árvore enquanto potentia. O ato, portanto, é a existência concreta, a concordância ontológica daquilo que é como de fato é, e a potência é também uma existência tão real quanto o ato, mas é existência aquilo que está presente no ato enquanto suas possibilidades. Ou seja, a existência a árvore, na semente é uma existência real, porque a árvore é uma potência real da semente, um desdobramento natural da mesma, seu fim, sua consequência. A árvore já está ‘contida’ na semente, e, portanto não existe enquanto ato, mas é real, na medida em que existe enquanto potentia. Analogamente, os objetos quânticos, mesmo que não possam ser medidos e localizados, mesmo que pareça não existir concretamente, são reais porque existem enquanto possibilidades, probabilidades, potências elementares da natureza. Assim, durante o salto quântico o elétron existe enquanto possibilidade de ser, potentia de vir a ser. 

Segundo Heisenberg, na teoria quântica, analogamente, todos os conceitos clássicos – quando aplicados ao átomo – encontram-se tão bem ou tão mal definidos como o de temperatura de um átomo: eles estão correlacionados com certas expectativas estatísticas acerca das propriedades atômicas; somente às instâncias raras, a expectativa, isto é, a probabilidade correspondente, equivalerá à certeza. E, de novo, como no caso da termodinâmica estatística clássica, é difícil considerar-se essa expectativa como algo objetivo. Talvez se possa chamá-la de tendência ou possibilidade objetiva, uma potencialidade, a potentia no sentido da física aristotélica. De fato, pessoalmente acredito que a linguagem que os físicos utilizam, ao falar sobre fenômenos atômicos, sugere em suas mentes algo semelhante ao conceito de potentia. E os físicos, assim, foram gradualmente se habituando a falar, por exemplo, de órbitas eletrônicas, não como uma realidade, mas sim como uma potentia. 

A ideia de Heisenberg é a de que existem dois modos de realidade. A realidade enquanto coisa objetiva, que pode ser mensurada, e a realidade enquanto potentia, que pode apenas ser pensada abstratamente e instrumentalizada pelo mais profundo formalismo matemático da física quântica. Os objetos quânticos, ao contrário dos clássicos, são potentias neste sentido. Podemos afirmar que existem, mas existem neste modo: enquanto possibilidades objetivas e não como objetos ou eventos mensuráveis, que perdura determinado tempo em alguma parte do espaço.” (SILVA, V. C.).

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episteme

 

Acima temos nosso “diagrama onto-epistemológico” com o qual nos propomos, ilustrativamente, mostrar os caminhos seguidos por todos os pensadores e  cientistas na busca do conhecimento. Temos aí representado o fenômeno, agora estabelecido em suas duas variações: a concreta e a abstrata. (Queremos deixar claro que a proposta filósofica que está contida nesse diagrama é de nossa inteira responsabilidade). Neste diagrama estabelecemos ontologicamente a existência de uma outra realidade, agora interior ao homem mas fora dele, interior ao cérebro mas fora do mesmo. Essa realidade chamamos de Mundo Ideal (Realismo de Platão: as idéias é o que existe verdadeiramente); obviamente, diametralmente oposto a este mundo, temos o Mundo Material (Realismo de Aristóteles: a matéria é o que existe de verdade). As representações de ambas as realidades se realiza no mundo fenomênico através dos fenômenos abstratos e concretos, respectivamente. As setas cheias diz respeito ao conhecimento relativo ou científico e, as tracejadas, ao conhecimento absoluto ou metafísico: o objeto de estudo do conhecimento científico são os fenômenos e, do conhecimento metafísico, são as “coisas-em-si”, seja material ou ideal. Segundo a teoria da ortodoxia da Mecânica Quântica é esta oposição entre realismo e idealismo, entre o materialismo e espiritualismo, entre mundo material e mundo ideal, que se torna sem sentido quando da interpretação da realidade pela Mecânica Quântica.

Assim, à luz da interpretação de Copenhagen (ou, da ortodoxia da mecânica quântica), da teoria dos quanta, a oposição tradicioanal entre “realismo” e “idealismo” não pode mais ser empregada e as teoria tradicionais do conhecimento fracassam… Os processos que se verificam no tempo e no espaço de nosso ambiente diário são propriamente o real e deles é feita a realidade de nossa vida concreta. “Quando se tenta, diz Heisenberg, penetrar nos pormenores dos processos atômicos que se ocultam atrás desta realidade, os contornos do mundo “objetivo-real” se dissolvem, não nas névoas de uma nova imagem obscura da realidade mas na clareza diáfana de uma matemática, que conecta o possível (e não o “factual”) por meio de suas leis”. 

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QUEM SOMO NÓS – CRÍTICA AO FILME

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A Física Moderna transformo-se em matemática. Mas as pessoas preferem impressões visuais a palavras abstratas e fórmulas. Jornais, revistas ilustradas, filmes, televisão, internet, tudo contribui para reforçar essa preferência. A principal dificuldade em apresentar as idéias físicas através de figuras claras e lúcidas ou ilustrações, é que nem sempre a Física admite figuras bem definidas; pelo contrário, frequentemente usa uma variedade de figuras diferentes para a representação e interpretação de um mesmo processo. Exemplo clássico disto é o elétron para cuja representação se pode utilizar uma “onda” ou uma “partícula”.

No filme há uma verdadeira poluição de imagens constituindo uma realidade verdadeiramente fantasiosa: “a mecânica quântica lida com sistemas subatômicos e somente neste nível os efeitos quânticos (especialmente o princípio da incerteza de Heisenberg) são aplicáveis. A exploração do filme destes efeitos é baseada em premissas discutíveis, implicando que eles (especialmente uma função de onda associada a um objeto e os cálculos de probabilidade em relação a este objeto) são aplicáveis a objetos cotidianos, tais como bolas de basquete, humanos ou fontes.

Mas a grande vedete mesmo é o papel do OBSERVADOR: “a ideia de observadores conscientes criarem a sua própria realidade implicaria uma posição fortemente baseada na interpretação de Copenhague da física quântica”. Há, ainda hoje, uma grande discussão sobre tal questão entre cientistas renomados, entretanto, buscar credibilizar tal papel da consciência com o apoio da ortodoxia da mecânica quântica, está totalmente fora de cogitação.

Ainda, do fato de o observador interferir no resultado dos experimentos e daí se deduzir o papel do observador como criador da realidade, a física quântica no mundo holístico passou a ser um modismo seguindo este viés: aí para o charlatanismo e enganação foi um passo, pipocando por aí coisas do tipo Tarô quântico, Reiki quântico, terapia quântica e etc.

Constatamos, portanto, que os “fundamentos científico-filosóficos”, empregados na elaboração do filme “Quem Somos Nós“, se encontram numa total discrepância com relação a interpretação ortodoxa da mecânica quântica; ou seja, o realismo, que está implícito na construção das imagens utilizadas no filme, e que é também uma suposição implícita na física clássica e em parte na teoria moderna, não tem valor na mecânica quântica. Ao realismo se associa a idéia de que o mundo fora de nós existe objetivamente (em geral, o filme faz uma mistura do realismo com o princípio da incerteza). Para a interpretação de Copenhagen, porém, o mundo é não-objetivo, ou seja, não pode existir de forma factual, independente de tudo, como querem os realistas. Para esta corrente, as propriedades dos corpos são propriedades apenas potenciais, que dependem do experimento realizado, ou seja, da observação que se está fazendo. Assim, quase tudo que é afirmado nesse filme está errado ou não passa de pura especulação segundo a ortodoxia da mecânica quântica. Como foi esclarecido acima por Heisenberg: “Quando se tenta penetrar nos pormenores dos processos atômicos que se ocultam atrás desta realidade, os contornos do mundo “objetivo-real” se dissolvem, não nas névoas de uma nova imagem obscura da realidade, mas na clareza diáfana de uma matemática, que conecta o possível (e não o “factual”) por meio de suas leis”.

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FÍSICA MODERNA

ONTOLOGIA, EPISTEMOLOGIA, SEMÂNTICA E METODOLOGIA 

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Com o advento da Mecânica Quântica, passou a imperar na Física um forte antirrealismo dado a constatação de certos paradoxos no lidar com os fenômenos quânticos. Tais, paradoxos como vimos, faz perder o sentido a discussão entre idealistas e realistas.

No estudo da Física, a composição do Universo é dividida em duas entidades – matéria e energia. De acordo com o método científico, devemos realmente admitir que pode haver no Universo algo mais além da matéria e da energia, mas até agora a Física não encontrou este terceiro componente. A matéria inclui os materiais que formam o Universo: as rochas, a água, o ar e a multiplicidade de coisas vivas. Tudo que é sólido, líquido ou gasoso é uma forma de matéria.

Mas, classificar algo como MATÉRIA não significa, entretanto, que conheçamos a natureza real da matéria. O químico desdobra a matéria para determinar seus constituintes e o físico deseja saber o que mantém tais constituintes unidos; mas as partículas fundamentais e as leis da matéria parecem ser sempre um desafio.

A melhor maneira de adquirir um conceito de matéria é trabalhar com ela e descrever suas formas. Uma descrição não é uma definição no sentido real da palavra, mas reduz uma IDEIA ABSTRATA abstrata a termos bem concretos. As propriedades da matéria são usadas para descrever a matéria: na verdade, é mais fácil discutir a matéria em termos de suas propriedades do que explicar a sua natureza final.

A ENERGIA, então, é ainda mais difícil de definir que a matéria. Ela não tem peso e só pode ser medida quando está sendo transformada, ou ao ser liberada ou absorvida. Por isso, a energia não possui unidades físicas próprias, sendo expressa em termos das unidades do trabalho que realiza.

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CIÊNCIA FÍSICA

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Assim, normalmente, na visão dos físicos, o Universo é constituído por partículas elementares subatômicas que se atraem e se repelem mutuamente por meio de campos de força. No entanto, as principais unidades da TEORIA QUÂNTICA DE CAMPOS não se comportam como bolas de bilhar. Isso quer dizer que, quando analisamos a constituição do mundo pela visão da teoria quântica de campos, nem partículas nem campos são fundamentais. Isso nos leva ao seguinte questionamento: O QUE É ESSENCIAL?

A busca pelo que é essencial ou pela essência das coisas é metafísica e foi deixado de lado pela ciência moderna: a partir do século XVII, o traço característico e fundamental da ciência natural exata – dita, aqui, fragmentária e parcial -, é a experiência analítica: esta decompõe em seus elementos, muitas vezes invisíveis, os fenômenos pré-científicos e cotidianos, para depois novamente reuní-los. Porém, esta tendência moderna para a análise segue, antes mais nada, a construção de aparelhos e seu uso para observações sempre mais exatas. Mas, o esforço para ser exato pressupõe um grande interesse por constatações numéricas exatas, o que leva a pesquisa numa direção inteiramente nova. De tudo isto resulta que a experiência analítica e a análise matemática estão em íntima relação e tal se expressa pelo fato de em ambas se traduzir na tendência construtiva da ciência moderna: aqui a Física se afasta da metafísica, deixando de buscar a concepção ontológica da realidade.

Nesta construção da ciência moderna, eis que surge a ideia do “forçamento” (ou violação) da Natureza pelo homem através do método científico; ideia que é uma consequência, senão um pressuposto, da técnica moderna. Este forçamento, entretanto, se deu por conta do papel desempenhado pelo pensamento matemático. Ou seja, é por meio de tal pensamento que se torna possível a pesquisa analítica dos fenômenos naturais, sua decomposição em processos simples e controláveis em suas causas, e assim a construção de aparelhos tecnicamente mais perfeitos do que era capaz de produzir a cultura antiga que “nascia” da Natureza. Foi preciso antes de tudo destruir e decompor os conjuntos naturais para conseguir que as forças da Natureza agissem segundo a vontade do homem.

Este forçamento, entretanto, patrocinado pelo pensamento matemático, só se tornou possível pela “renúncia”, ou seja, pela eliminação da metafísica. No século XX, a questão de como fundamentar o uso da matemática na ciência levou ao “positivismo lógico” (Viena: M. Schlick, R. Carnap) e ao “empirismo lógico” (Berlim: H. Reichenbach). Tal atitude se inicia com o aforisma de Francis Bacon: Naturam renuntiando vincimus – pela renúncia vencemos a natureza. Assim, por mais paradoxal que pareça, o processo para arrancar à natureza seus mistérios e pôr suas forças a nosso serviço, se realiza renunciando ao conhecimento de sua “essência. Aqui está o ponto em que a maneira especificamente matemática de pensar desempenhou seu papel: a “renúncia” tem por consequência uma limitação de respostas possíveis sobre a natureza. Em muitos casos esta limitação, a impossibilidade de dar diversas respostas, se deixa precisar matematicamente. Resulta daí que as possibilidades estruturais de formular matematicamente as leis da natureza são igualmente limitadas. A fórmula é sempre determinada e, em casos extremos, absolutamente imutável. Não é como se somente o processo, e não a causa, de um fenômeno fosse representável pelos meios matemáticos, mas que outros conhecimentos a que se renunciou podem ser conhecidos positivamente por métodos matemáticos.

Isto sugere um novo realismo: o realismo, não de objetos, mas de estruturas. Assim, alguns físicos teóricos, portanto, sugerem que basicamente o mundo é constituído de relações ou propriedades. Tal posição, em que relações são tudo que existe e as propriedades têm existência real, é chamada de REALISMO ESTRUTURAL ÔNTICO:

“Não conhecemos os objetos, mas suas relações, suas propriedades, suas estruturas, ou seja, ignoramos o que seja a realidade em si, e, tomando contato somente com os fenômenos, construímos os conceitos.”.

No diagrama abaixo, fazemos uma abordagem do conhecimento da Física Moderna segundo os pontos de vista ontológico, epistemológico, semântico e metodológico:…………………………………………………………………………………………..

axioma

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De acordo com tal diagrama, todo conceito da Física só é bem explicado e compreendido dentro de sua semântica: ou seja, os fatos ou fenômenos nos dão apenas uma pista no sentido de entendermos as estruturas intrínsecas à realidade que exprimem. A partir daí – sempre que necessário – como num círculo vicioso, novamente e sempre, passamos à construção de novos conceitos, servindo-nos da dialética entre o racionalismo e o empirismo a qual na prática faz uso do método científico. Tudo segundo a interpretação ortodoxa da teoria quântica de cunho antirrealista.

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CONCLUSÃO

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Interessante verificarmos fato histórico semelhante à problemática aqui discutida por nós. É sabido de todos, quando na época da Grécia Antiga,  os pitagóricos detinham nas mãos uma poderosa ferramenta matemática capaz de modelar a Natureza. Assim eram capazes de tratar todos os fenômenos materiais usando apenas números.

Entretanto, foi pesquisando tais modelagens que se depararam com a impossibilidade de representar o movimento usando a teoria dos números: a descoberta do infinito foi a grande causa do problema; e os pitagóricos esconderam esse fato durante muito tempo.

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Descoberta dos Incomensuráveis e a Constatação do Infinito

Traçando as diagonais (ver figura acima) de um pentágono regular obtemos um pentagrama… no interior deste  podemos  contruimos outro pentágono, o qual, traçando  também suas diagonais, obtemos mais um pentagrama… e assim sucessivamente de modo que a figura é sem fim em seu interior. Mas podemos  medir um lado do pentágono, seja de DE, pela diagonal AC simetricamente oposta; neste caso o quadrilátero ED’CD é um paralelogramo e portanto CD’ = DE. Portanto, o lado DE ou CD’ está contido uma vez na diagonal CA, ficando o resto AD’. Quando se mede AD’ em AE’ (que é igual ao lado DE da mesma forma) está aí contida uma vez deixando o resto E’D’. Ora, E’D’ é o lado do pentágono interno A’B’C’D’E’ e a diagonal deste C’A’ é igual a D’A (pois AD’A’C” é um paralelogramo. Depois a mesma relação se repete e o processo da “diminuição recíproca” continua sem fim… INFINITO!!! Foi este interessante resultado que chamou a atenção de Zenão que pôs fim ao domínio da Escola de Pitágoras… Hodiernamente, a menor distância alcançada ou concebível na prática em experiências da física atômica é o COMPRIMENTO DE PLANCK:  cerca de um para 1020 do diâmetro de um próton!

Parmênedes, na Antiguidade Grega, foi o primeiro pensador a contribuir para o início da epistemologia ao distinguir aquilo que era objeto puramente da razão (o que chamou de verdade) e o que era dado pela observação, pelos sentidos (o que denominou de opinião). Opondo, então, a razão à opinião, o Eleata estabeleceu um critério segundo o qual somente o conhecimento dado pela razão tinha valor científico-filosófico.

Exatamente um discípulo de Parmênides, Zenão de Eléia, sabendo da problemática dos pitagóricos na modelagem do movimento e usando o conceito de razão (verdade) de seu mestre, passa a destruir todo o edifício construído pelos discípulos do Estagerita. Assim, matematicamente, o movimento não podia mais ser explicado, pois, o conhecimento dado pela verdade, pela razão, o contradizia. Logo, por dedução, concluiu-se que todo movimento não passava de pura ilusão. Ilusão?!

caverna

Bom, Platão veio resolver o problema através de sua famosa CAVERNA (sem nenhum preconceito, “Veja” a figura acima). Postulou, então, a existência do Mundo das Ideias. Toda essa reviravolta na imagem que o homem antigo tinha do Universo foi causada pela simples descoberta do INFINITO.

Hoje, por incrível que pareça,  a Mecânica Quântica, através da razão, da matemática, postula que tudo que EXISTE neste exato momento –  aqui e agora, digitando em meu computador – é somente o cubículo de meu quarto, os meus aposentos; tudo o mais para mim, fora daqui, é como se não existisse, ou melhor, existe em potência.

Enfim, por absurdas que sejam as finalidades e os conteúdos utilizados pelos produtores do filme “QUEM SOMOS NÓS”, com certeza  – mesmo que sem querer – propiciaram uma grande discussão a qual favoreceu não somente aos mais intelectualizados, mas também a grande massa destituída de qualquer conhecimento. 

Portanto, após toda nossa discussão acima, é indubitável que há exageros no filme “QUEM SOMOS NÓS”. Entretanto, olhando pelo lado positivo, o filme, despertando a curiosidade dos iniciados em estudos da Natureza, incita o espírito inquiridor das pessoas ao esclarecimento de diversas questões científico-filosóficas relacionadas ao assunto. 

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Referências Bibliográficas

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  1. BECKER, O. O Pensamento Matemático. São Paulo: Editora Herder, 1965.
  2. FUCHS, W. R. Física Moderna. São Paulo: Editora Polígono, 1972.
  3. SILVA, V. C. O Anti-Realismo na Filosofia da Física de Werner Heisenberg: da Potentia Aristotélic ao Formalismo Puro. (UERJ). Disponível em: <https://www.academia.edu/19844348/O_ANTI-REALISMO_NA_FILOSOFIA_DA_F%C3%8DSICA_DE_WERNER_HEISENBERG_DA_POTENTIA_ARISTOT%C3%89LICA_AO_FORMALISMO_PURO_-_Vinicius_Carvalho_da_Silva_UERJ_&gt;
  4. SANTOS, F. M.; JÚNIOR, O. PESSOA. Delineando o Problema da Medição na Mecânica Quântica: o Debate de Mrgenau e Wigner versus Putnam. Disponível em: <https://www.academia.edu/19744570/Delineando_o_problema_da_medi%C3%A7%C3%A3o_na_mec%C3%A2nica_qu%C3%A2ntica_o_debate_de_Margenau_e_Wigner_versus_Putnam_-_Frederik_Moreira_dos_Santos_and_Osvaldo_Pessoa_J%C3%BAnior&gt;
  5. WHAT THE BLEEP DO KNOW!? Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/What_the_Bleep_Do_We_Know!%3F&gt;

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POSTED BY SELETINOF AT 9:08 AM


Sobre seletynof

Escola (ensino médio):Colégio Marista Cearense;Faculdade/Universidade: Universidade Federal do Ceará;Curso:Física; Diploma:Pós-Graduação em Física;Profissão:físico e professor; Setor:Científico.

Publicado em 6 de novembro de 2008, em EPISTEMOLOGIA. Adicione o link aos favoritos. Deixe um comentário.

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