Fogueiras

Tropecei num texto de um conceituado climatologista que, apesar de ser de 1992, ou talvez por isso mesmo, faz um bom retrato do estabelecimento do processo do «aquecimento global». Penso que será interessante deitarem-lhe uma vista de olhos.

Mas o que me faz escrever este post é sobretudo a referência a alguma perseguição a quem tem opinião diferente da «conveniente». A determinada altura, o autor refere que:

As most scientists concerned with climate, I was eager to stay out of what seemed like a public circus. But in the summer of 1988 Lester Lave, a professor of economics at Carnegie Mellon University, wrote to me about being dismissed from a Senate hearing for suggesting that the issue of global warming was scientifically controversial. I assured him that the issue was not only controversial but also unlikely. In the winter of 1989 Reginald Newell, a professor of meteorology at the Massachusetts Institute of Technology, lost National Science Foundation funding for data analyses that were failing to show net warming over the past century. Reviewers suggested that his results were dangerous to humanity. In the spring of 1989 I was an invited participant at a global warming symposium at Tufts University. I was the only scientist among a panel of environmentalists. There were strident calls for immediate action and ample expressions of impatience with science. Claudine Schneider, then a congressman from Rhode Island, acknowledged that "scientists may disagree, but we can hear Mother Earth, and she is crying.'' It seemed clear to me that a very dangerous situation was arising, and the danger was not of "global warming'' itself.

Isto vem lembrar que tudo continua a ser como sempre foi, ou seja, que a liberdade de opinião só é tolerada enquanto essa opinião for inócua para os interesses que pode afectar. Não pensem que é por mal, que os «perseguidores» são pessoas mal formadas, nada disso, em muitos casos elas pensam genuinamente que estão a agir em prol de todos. Nada é mais perigoso e implacável do que as pessoas que pensam estar a agir em defesa do «Bem».

É assim a nossa natureza, as circunstâncias podem levar qualquer um de nós a pretender calar uma voz que tem razão e nós não queremos ouvir. Pior: podemos não querer ouvir porque no fundo sabemos que é contrária aos nossos interesses ou desejos; convencemo-nos que agimos em defesa de valores superiores mas estamos apenas a agir em defesa dos nossos interesses.

Assim nos enganam os malandros dos neurónios que operam no nosso cérebro profundo.

Corolário desta constatação: eu poderei continuar com os meus posts enquanto ninguém me der importância suficiente para que algum seu interesse, convicção ou desejo se sinta ameaçado. Só quem não acrescenta uma vírgula ao «mainstream» deve aspirar a ser levado a sério. E para que assim seja, pelo sim pelo não, eu vou metendo uns extraterrestres e outras variantes do «bom senso». Não quero que me levem demasiadamente a sério. Nem devem. Além de que assim fica mais divertido para mim e para quem me lê. Só é pena eu não ter talento para rimas...

(estou como os cronistas dos jornais: prometi que fazia um post hoje e não me ocorreu nada mais interessante que isto...)

Porque precisa a Ciência de Génios?

Se analisarmos a evolução da Física verificamos que, apesar do grande número de cientistas, o essencial do conhecimento actual foi produzido por um número muito reduzido de pessoas. E, algumas vezes, fora do sistema científico.
Essas pessoas são depois classificadas de «génios», sendo supostamente seres dotados de capacidades que o comum dos mortais não tem. Supostamente uma inteligência superior.

Será que é assim? Será que os «génios» são pessoas superiormente inteligentes?

Se fosse assim, porque é que aquelas pessoas que são identificadas como possuidoras de QI elevadíssimo, não se revelam como «génios»? Ou o QI necessário será tão alto que são precisos muitos anos para encontrar alguém assim? Ou são precisas outras características adicionais?

E, se assim é, de que vale afinal o método científico se o avanço da ciência parece refém do aparecimento dum «génio»?

E, já que estamos em maré de perguntas: porque foram precisos quase dois milénios para passar do modelo de Ptolomeu para o de Newton?

Vamos agora às respostas.

O nosso conhecimento do Universo está contido nos conceitos e propriedades fundamentais. O resto deduz-se deles. O progresso do conhecimento faz-se em duas fases. Numa, constroem-se conceitos e propriedades fundamentais (vou passar a designar apenas por «conceitos» este conjunto); noutra, deduz-se a teoria, os «modelos de realidade», a partir deles.
Portanto, os conceitos tem uma importância determinante. A verdadeira evolução da Física não se faz pelo «topo» do edifício do conhecimento mas pela «base», ao nível dos conceitos.

Aristóteles estabeleceu um conjunto de conceitos; a partir deles Ptolomeu tentou construir um modelo do Universo de acordo com as observações. Esses conceitos não eram suficientes e adequados e Ptolomeu teve de «inventar» centenas de epiciclos. Teve de acrescentar, portanto, entidades hipotéticas que não podia provar.
Quando não conseguimos construir um modelo satisfatório a partir do conjunto de conceitos fundamentais, o que temos de concluir é que precisamos de melhorar esses conceitos.
Foi o que tentaram fazer Copérnico e Galileu, tarefa concluída por Newton – mudou os conceitos de Aristóteles e construiu um novo modelo da realidade sobre os novos conceitos.
Note-se que o modelo de Ptolomeu também apresentava uma boa correspondência com as observações; o grande progresso estava em que o modelo de Newton não precisava de hipóteses não provadas.

O Conhecimento constrói-se, portanto, com dois processos. Um é o seguido por Ptolomeu, a dedução de modelos a partir dos conceitos aceites; o outro é o de Galileu, o esquecer de todos os modelos e teorias, coleccionar os factos e procurar um novo conjunto de conceitos que conecte logicamente os factos, sem recurso a hipóteses não provadas.
Se lermos Galileu, Newton, Poincaré e Einstein, encontramos uma constante preocupação com os conceitos fundamentais.

A Física diz que segue o método de Galileu mas não é bem assim. Galileu fez experiências fantásticas mas não inventou a experimentação. Não é nisso que consiste o método dele. O método de Galileu consiste em questionar os conceitos fundamentais. Foi isso que ele fez de forma sistemática, testou as afirmações de Aristóteles, uma por uma. Usou experiências para provar que os conceitos de Aristóteles estavam errados, mas a experimentação foi apenas a ferramenta do método, não o método.

É fácil estabelecer metodologias para o estabelecimento de modelos dedutivos; mas não sabemos estabelecer essas metodologias para questionar os conceitos anteriores e desenvolver novos conceitos.
Na verdade, a Física não admite que se questionem os conceitos fundamentais. Não é um problema da Física, é um problema dos «humanos». As pessoas querem segurança, controlo, e questionar as bases do conhecimento assusta, sugere uma fragilidade, pois se as bases são questionáveis, que confiança se pode ter nos «edifícios» sobre elas construidos?

Esse foi já o problema que Galileu causou na sua época; porque ele questionou as bases do modelo de universo vigente, logo se tentou pôr em causa a própria estrutura social, pois se as bases duma coisa estavam erradas, as da outra também poderiam estar.

Portanto, a Física segue apenas o método dedutivo de Ptolomeu, não questionando os seus pressupostos e os seus conceitos. Fatalmente, chega uma altura em que os modelos baseados nesses conceitos são incapazes de explicar as observações. Essa é a altura de questionar os fundamentos do modelo mas como isso é impossível para a Física «normal», o que acontece é que os cientistas começam a acrescentar hipóteses não provadas para acertar o modelo com as observações.
Depois, para comprovar essas hipóteses, novas observações são feitas; como nunca correspondem ao previsto, sucessivas hipóteses vão sendo adicionadas para acertar as equações com os resultados. Constroem-se assim edifícios de hipóteses sobre hipóteses. Se se comprovar a última, todo o edifício fica comprovado. Daí a sensação que os Físicos têm de que só falta comprovar uma hipótese por teoria para «a Física ficar terminada». Basta encontrar o incrível «bosão de Higgs» para o modelo atómico ficar “provado”. A ilusão é sempre esta, a de que a próxima experiência vai confirmar toda a teoria.

Entretanto, o hipotético «edifício» assim construido vai sendo aprendido como «verdade». É hoje impossível questionar a existência de neutrinos porque toda esta geração de físicos «aprendeu» que existiam neutrinos. As bases do edifício da Física não serão questionadas.
E assim se entra num processo sem fim, onde uma nova hipótese é introduzida em cada nova observação. Como a matéria negra, a energia negra e a inflação, na cosmologia, ou o neutrino e o subsequente séquito de partículas no modelo atómico.
A crença na bondade do edifício de hipóteses assim construído é tal que não é possível questioná-lo sem se correr o risco de ser considerado «louco» ou «terrorista». Disse Einstein: “Triste época! É mais fácil desintegrar um átomo do que um preconceito.” Para sair deste beco, só com uma revolução, e uma revolução precisa de um herói. É aqui que entra o «Génio».

O mesmo se passa com a religião. Por isso, também os saltos evolutivos nas religiões são obra de «génios», usualmente chamados de «profetas». A Religião, como a Ciência, é uma construção dos Humanos para os Humanos.

Este processo é tão sólido que foram precisos quase dois milénios para derrubar o modelo de Ptolomeu. E eu interrogo-me quanto anos serão precisos para derrubar o monumental edifício de hipóteses por provar em que se tornou a Física a partir do princípio do século XX.

A característica necessária a um «génio» é pois a capacidade de questionar as «verdades». Os génios não «aprendem», os génios questionam. Einstein aconselhava os pais a tirarem os filhos da escola. Na escola pratica-se a «aprendizagem», treina-se a aceitação da «verdade» emanada da autoridade. Mas, como Thomas Huxley (1825-1895) afirmou: “Every great advance in natural knowledge has involved the absolute rejection of authority.”

Portanto, um génio não tem de ser mais inteligente do que as outras pessoas. Tem apenas de não ser «crente». Tem de questionar todas as «verdades». Esse é o caminho da descoberta. “Nunca se conseguirá ser sábio se primeiro não se foi traquinas”, disse o Rousseau.

Mas um Génio tem de fazer mais do que simplesmente questionar as bases do conhecimento. Ele tem de construir toda uma teoria alternativa. A Física não se interessa por «boas ideias», ela só se interessa por teorias. E isso é um trabalho árduo e solitário, pois o Génio tem de ser marginal ao sistema.
Portanto, ser um «Génio» é algo que está ao alcance de qualquer um de nós, se o quisermos. Temos simplesmente de confiar no nosso pensamento. Rejeitar tudo o que não nos pareça «lógico». Procurarmos nós as nossas respostas. Duvidarmos. Começarmos a pensar do princípio. Coleccionarmos os factos e procurarmos uma forma de os conectar logicamente.

É esse processo que vamos desenvolver no «outra física». Começando por reanalisar alguns conceitos e depois partindo para a construção de um novo modelo do Universo. Não é emocionante?

Perguntas Impossíveis de Responder

Há questões muito curiosas. Ultrapassam aquilo que o nosso cérebro é capaz de processar. Transcendem-nos por completo. Puff!

Uma delas é a questão do Início. Tudo tem de ter um Início, não é? Assim nos diz a nossa mente. Mas, e antes do Início? assim se interroga a nossa mente. Pois é, não podemos entender que o Universo não tenha um Início, nem podemos entender que o tenha.
Outra é o Fim. Podemos entender que acabe a Vida, a Matéria, a Radiação. Mas não que acabe o Espaço onde tudo se inscreve. Se acabasse, o que ficava depois? O conceito de «Espaço» não tem Início nem Fim. Mas tudo tem um Início! Ou não? Puff!!

Mas há mais questões. Uma é: Qual é a Substância do Universo?

Os nossos sentidos dão-nos logo uma resposta: O Universo é feito de Matéria espalhada num Espaço vazio!

E a seguir interroga-se: e a Matéria é feita de quê?
E lá vem outra resposta: todos os corpos podem ser divididos em bocados mais pequenos. Até ao infinitamente pequeno? Não faria sentido, chegaríamos ao «nada», e os corpos não podem ser feitos de «nada»; então, logicamente, há um corpúsculo mínimo que já não se pode dividir: o Átomo!

Abre-se um caminho de pesquisa. Com novas possibilidades, por exemplo, os diferentes elementos devem ser obtidos por diferentes combinações de «átomos», logo, deve haver maneira de actuar sobre o arranjo dos «átomos» transformando um elemento noutro. Chumbo em Ouro.
Newton investigou esta possibilidade. Certa, como sabemos hoje, mas inatingível com os recursos da época. Claro que os biógrafos de Newton e os muitos cientistas que gostam de falar sobre ele dizem que esse terá sido um período de «loucura» do grande homem. Esse e outro período em que ele investigou os livros antigos. As mentes dos «descobridores» são misteriosas para os que o não são. Como as dos «crentes» para os ateus e vice-versa.

Mas descobrimos que o Átomo não é ainda o fim da história. Longe disso. Descobrimos que é uma estrutura de outros corpúsculos, que designamos por partículas elementares.
Entretanto, descobrimos uma outra coisa interessante: as propriedades da Luz podem ser inteiramente descritas usando a mesma teoria que trata das ondas em meios materiais! Isso sugere fortemente que a Luz será da mesma natureza das ondas sonoras e outras que se propagam na matéria. Então, o Espaço já não pode ser «vazio», ele é o meio de suporte da Luz, qualquer «onda» precisa de um meio de suporte.
Surge um novo modelo do Universo: a matéria é formada a partir das partículas elementares, o espaço está cheio com um meio formado por outro tipo de partículas. O Universo compõe-se de Matéria e Aether (ou éter, eu acho mais estético usar “aether”, além de que assim não se confunde com o éter etílico).

Como podem ser as partículas elementares? Umas bolinhas de «matéria» indivisíveis? O nosso cérebro recusa-se a aceitar isso, afinal a escala não interessa, certamente que essas «bolinhas» são compostas de outras bolinhas.

Mas agora já estamos a raciocinar sobre o modelo empírico que temos na cabeça e a ignorar os resultados das observações. Um erro típico da nossa mente, sempre agarrada aos modelos adquiridos empíricamente. Porque quando «olhamos» para as partículas elementares já não observamos «bolinhas». Só encontramos «campos de forças» e ondas ou alternâncias. A partícula passa a ser tratada como nuvem de probabilidade, deixa de ser uma «coisa», um objecto.

E assim começamos à procura das «bolinhas» que devem constituir as partículas elementares.

Entretanto, a teoria do Aether sofre um revés: os corpos materiais deveriam criar “ondas”, “ventos” no aether ao deslocarem-se através dele. E nada disso se detecta!!! Como podem os corpos deslocarem-se no meio sem o perturbarem???

Outra questão: como a velocidade da Luz será relativa ao Aether, onde se suporta, os fenómenos electromagnéticos serão relativos a ele e, para os descrevermos de forma consistente, precisaremos de saber a nossa velocidade em relação ao aether, a nossa «velocidade absoluta».

Surge então a Teoria da Relatividade de Einstein. Baseada na propriedade que se designa por Princípio da Relatividade, que podemos enunciar como: «tudo se passa como se o observador estivesse em repouso absoluto». Já tinha servido ao Galileu para explicar como é que a Terra se movia e tudo se passava como se estivesse parada.

Com esta teoria, graças a essa propriedade do Universo, já não precisamos de saber a «velocidade absoluta» - basta fazermos os cálculos como se estivéssemos em repouso absoluto! Tal como fazemos os cálculos dinâmicos na Terra – para calcularmos a trajectória da bala do canhão não precisamos de saber a velocidade da Terra.

Por isso diz Einstein na introdução do seu artigo de 1905 que “A introdução de um «éter luminífero» revelar-se-á supérflua...” (Textos Fundamentais da Física Moderna, I volume, Fundação Calouste Gulbenkian). Isto não significa que não existe um aether; Einstein defendeu várias vezes a sua existência, mas num modelo baseado no conceito de «campo» e não um aether mecânico.

Mas a nossa mente empírica continua a fazer das suas. A Ciência não quer saber das ideias de Einstein. Um Universo feito de «bolinhas» e espaço vazio é que é!

Surge um problema: então o que é um campo de forças? O conceito de «acção a distância» não é aceitável. Todas as acções têm de ser por «contacto», tem de haver um agente. Inventa-se o gravitão para explicar o campo gravítico. E eis um novo modelo de Universo, em que o espaço está repleto de partículas mediadores dos campos de forças. Fantásticas partículas estas! Basta pensar que os gravitões até conseguem desviar as trajectórias dos raios de Luz!!!!
No fundo, a mente empírica de cientistas e matemáticos substituiu o aether por um banho universal de gravitões e outros “ões”.

Mas não só: o espaço que estes “ões” preenchem há muito que deixou de poder ser tratado como «vazio». Dele podem emergir pares de partículas – seria possível se ele fosse «vazio»? E atribui-se-lhe energias brancas e negras; e diz-se que «expande» - pode o «nada» expandir??? E encurva-se – o «nada» tem forma?

Chegamos assim a um modelo de Universo que se compõe de partículas elementares que formam a matéria, outras que formam a radiação (tem de ser suportada em partículas, uma vez que supostamente não existe meio), outras ainda que enchem todo o espaço e são as mediadoras dos campos, tudo isto num espaço cheio de propriedades capazes de fazer inveja a qualquer super-herói da banda desenhada americana.

Neste post do «outra física» dá-se uma primeira ideia de como se pode começar a desfazer este nevoeiro.

Modelos Matemáticos e Modelos de Causa-Efeito

A observação de relações causa-efeito fornece a primeira estrutura explicativa deste universo. Se largarmos a pedra da mão, ela cai.

Mas em relação a muitos fenómenos não descortinamos a causa do efeito observado; então, a humanidade descobriu algo importante: o Período! O dia segue-se à noite, as cheias dos rios repetem-se anualmente, as posições dos astros nos céus repetem-se com períodos diferentes para os diferentes astros errantes.

Todo o Universo parecia determinado por períodos. Conhecer o Universo seria então uma questão de determinar os seus períodos. Que se mediam com o grande relógio da antiguidade, o único relógio de grandes períodos, a posição dos astros no céu. A Astrologia não nasce na crença de que os astros determinam as características dos humanos e os acontecimentos das suas vidas, mas na crença de que ambos obedecem a períodos, medidos pelas posições relativas dos astros.

Mas começou-se a verificar que conhecer os períodos não é suficiente. Eis que a Matemática surge com um novo recurso: a Equação! Estabelecer a equação que satisfaz os dados das observações permitiria determinar as novas ocorrências.

Nascem então os modelos matemáticos. A relação causa-efeito passa a um papel secundário. O paradigma dos modelos matemáticos é o modelo de Ptolomeu – um modelo matemático dos dados das observações.

Este era um modelo poderoso. A precisão dos seus resultados suplantava o modelo de Copernico. Não era evidentemente um modelo «lógico», não estava construído sobre relações causa-efeito, isso nada interessa aos matemáticos, cuja "alta capacidade de abstração os liberta dessa necessidade própria das mentes simples".

Só têm uma limitação os modelos matemáticos. O modelo de Ptolomeu durou 15 séculos mas, se dependesse apenas dos matemáticos, poderia durar 150 séculos. Porque um modelo matemático é um mero exercício de ajustar equações a dados tal e qual eles são obtidos pela observação. Como não se preocupa com relações causa-efeito, não pode dar o salto que vai do modelo de Ptolomeu para o de Copérnico.

Poderemos pensar que não tem de ser assim, se a Matemática se preocupasse em encontrar o modelo com o número mínimo de parâmetros, já poderia dar esse salto. Mas que metodologia pode guiar o matemático nessa procura?

Os modelos matemáticos são úteis, como o de Ptolomeu o foi; permitem alcançar resultados para além do que as relações causa-efeito que conhecemos num dado momento permitem; mas temos de perceber a sua grande limitação e estar conscientes de que apenas modelos fenomenológicos, ou seja, completamente determinado por relações causa-efeito, nos permitem previsões com segurança elevada.

O problema é que é muito mais difícil estabelecer um modelo fenomenológico, como o de Newton, do que um modelo matemático, como o Ptolomeu. Embora o modelo fenomenológico seja muito mais simples – na realidade, este é um modelo “que até pode ser explicado às crianças”, pois estas podem compreender as relações causa-efeito. Mas a linha de investigação que pode levar a eles é que não deve ser abandonada, como tem sido, devido à crença cega nas capacidades do modelos matemáticos.

O facilitismo de recorrer aos modelos matemáticos tem vindo a alastrar a todos os ramos do conhecimento. Por exemplo, uma Economia baseada em modelos matemáticos poderá ser óptima para descrever o passado, mas inútil para prever o futuro. E para orientar a decisão.

Tem, por isso, razão o Papa quando fala das limitações da Ciência. Porque a Ciência cada vez se reduz mais à matemática e há instrumentos mais poderosos de obter Conhecimento.

O Big Bang é um modelo matemático. Desenhado para se ajustar às observações. Mas, hélas, tal como no modelo de Ptolomeu, estas dependem do observador! E dar esse salto é impossível para um modelo matemático. O Big Bang também durará 15 séculos?

Vem isto a propósito do post de hoje no «outra física».

Os "bugs" do cérebro

No blogue Ana Lítica Mente, lá para o décimo comentário a este post, o autor, Vitor Guerreiro, aborda a questão «pode uma máquina pensar?». Esta é uma questão que apenas a filosofia pode abordar, a ciência apenas pode pesquisar «como é que a máquina “cérebro” pensa?»

Um aparte: a metodologia científica impõe limites às questões que a ciência pode abordar em cada nível de conhecimento, o que não se pode confundir com afirmações do tipo: “a Ciência afirma que o cérebro é uma máquina que pensa.” A Ciência não afirma nada disso, como não afirma se existe um deus, mil, ou nenhum. A Ciência só faz afirmações sobre matéria que consegue provar ou tentar provar; quanto ao resto usa uma metodologia de pesquisa. Necessariamente, essa metodologia proíbe o recurso a qualquer explicação não provada ou não susceptível de ser provada a curto prazo. O que não implica que essa não possa ser a explicação. Percebem a diferença?

O nosso cérebro executa procedimentos definidos e rígidos no seu funcionamento. E isso é fácil de detectar em certos sub-sistemas, nomeadamente a audição e a visão.

Quem trabalha em processamento de imagem e de som está habituado a lidar com o programa dos sistemas visual e auditivo, pois a sua tarefa é encontrar formas de gerar no cérebro a mesma sensação que a imagem ou o som original produziria mas usando muito menos quantidade de informação do que a contida no material original. É isso que se faz com as rotinas mp3, mp4, da televisão digital, real audio, wmp, etc, e é por isso que os ficheiros digitais são cada vez mais pequenos, eles já só contêm uma pequenina parte da informação original.

As pessoas fora destas áreas e do estudo do cérebro não terão a noção de como é determinístico o processamento cerebral. E penso que nada como as ilusões de óptica para darem esta percepção.
Observem a figura, uma das várias que podem encontrar nesta excelente colecção.



Embora nada se mova, é impossível deixarem de ver as rodinhas a girarem. A informação contida na imagem gera no cérebro, fatalmente, uma construção que é diferente do que lá está.

O processamento de imagem do cérebro é algo fabuloso. Por exemplo, já existem lentes de contacto multifocais, com anéis concêntricos que focam para várias distâncias, originando uma sobreposição de imagens na retina; mas o cérebro consegue interpretar isso e construir uma imagem nítida a todas as distâncias. Outro exemplo: as lentes dos óculos distorcem a imagem; mas, após um período de “aprendizagem”, o cérebro corrige essa distorção da imagem que se forma na retina e gera uma imagem sem distorção.

O “programa” que nos faz ver as rodinhas em movimento na figura não tem, na realidade, um "bug"; trata-se de um efeito colateral de um “programa” que optimiza o funcionamento do processamento óptico nas situações frequentes ou mais importantes. No entanto, apesar de não ser um “bug”, conduz ao erro nesta situação. Mas o mais importante nem é isso, é o facto de não estar na nossa mão a correcção desse erro. Ou seja, o facto do funcionamento dessa “sub-rotina” ser perfeitamente automático e determinístico.

Ora isto não é uma característica específica do processamento das informações sensoriais mas de todo o funcionamento cerebral. Nomeadamente da geração do pensamento.

Se formos a atravessar uma rua e um carro surgir de repente, não nos ocorre voar. Essa possibilidade é vetada a um nível inconsciente, esse pensamento não chega a ser colocado no “consciente”.

Tudo o que o cérebro aprende pelos seus processos automáticos de aprendizagem, a partir das informações sensoriais, mais o que lhe é “ensinado” e aceite como “verdade”, formam um filtro que impede de uma forma absoluta a geração e até a aceitação de pensamentos contrários.

Isso verifica-se em todas as áreas, das sociais às científicas. Por isso é que Planck disse que é inútil tentar explicar as novas ideias, teremos de esperar pela geração seguinte que irá crescer em contacto com elas. Em qualquer campo.

Por isso não ocorre às pessoas em geral que a “expansão” do espaço seja afinal... uma contracção de matéria! Ou que a lapidação de uma mulher adúltera seja errado (para uma pessoa que cresceu nessa cultura e nunca foi exposta à dúvida). E, no entanto, qualquer das duas coisas parece escandalosamente óbvia depois de entendida.

A velocidade a que temos de evoluir hoje obriga-nos a aprender, desde pequenos, a combater este funcionamento cerebral. Porque no espaço da nossa vida teremos de mudar de “verdades”, o que não acontecia com o homem primitivo. Se seguirmos a nossa natureza, ficaremos amarrados a cada um dos conceitos que primeiro aceitámos.

É indispensável uma educação baseada na dúvida e na discussão e não na certeza. A necessidade de evolução da sociedade humana exige que não formemos «crentes» (isto é, pessoas que usam a credibilidade duma fonte, seja ela qual for, para classificar como “verdade” uma informação sem a sujeitar a uma análise contraditória).

A 2ª Revolução Copernicana

No "outra física" foi hoje publicado um post que inicia algo muito semelhante ao que Copérnico iniciou.

Quem o ler tem a oportunidade de recuar quase 5 séculos no tempo e sentir o que sentiram os contemporâneos de Galileu ao tomar contacto com a ideia de que a Terra se moveria. Poderão assistir às contorções do vosso cérebro para repudiar a absurda hipótese apresentada, alguns poderão mesmo sentir algum pânico, porque no fundo do vosso cérebro sentirão as certezas acerca do universo e da existência a serem postas em causa.

Muitos optarão por fechar os olhos, não os deixar ver senão o que já está inscrito na mente.

Alguns sentirão o fascínio e a esperança.

A Nave pôs-se em movimento, a Viagem começou. Nada será o mesmo. Nunca mais.

.

Os Monstros da Nossa Ignorância

De regnis Septentrion, Monftra marina & terreftri quae pafsim in partibus aquilonis inueniuntur/ Cosmographia - Sebastian Munster, 1544 ( obtido neste interessante local)

Beleza e harmonia são-nos tão essenciais que quando desesperamos de as ter na Terra passamos a acreditar em Paraísos – se não conseguimos usufruir delas aqui, ao menos que vivamos com a esperança de as ter noutro lado.

Sentimo-nos bem, a felicidade invade-nos lentamente, quando passeamos em jardins bem cuidados; sonhamos em ir nas férias aos paraísos tropicais que enchem as páginas das brochuras das agências de viagens. Buscamos incansavelmente a Beleza e a Harmonia.

Qualquer criador de banda desenhada associa um ambiente degradado a uma população miserável, de aspecto, de atitude, de mentalidade.

Arredores de algumas grandes cidades construídos na lógica do betão geram uma vivência degradada, são viveiro de criminalidade em parte simplesmente porque são feios, desarmónicos.

A crença numa religião tende a ser tanto mais forte quanto mais inóspito é o local; é uma das atitudes possíveis das pessoas que aí vivem; outra é a violência. A violência é a forma com que reagimos ao que nos incomoda, mesmo que seja apenas a um nível inconsciente. A religião fornece um escape à realidade.

Vem isto tudo a propósito do post que pus hoje no «outra física» sobre a ideia que fazemos do que seja o Universo, reescrito sobre um post já aqui publicado mas que não salientava este aspecto.

Um Universo feito de Matéria Negra, Energia Negra e Buracos Negros não parece uma coisa muito agradável, pois não? Tentem explicá-lo às crianças para verem como elas ficam assustadas. E preparem-se para as perguntas: “mas em que é que a Matéria Negra difere da matéria normal? E porque é que só existe lá longe, no céu? O Céu é feito de matéria negra e energia negra? Onde existem as galáxias que são canibais?

Este Universo de bruxedo, de magia negra, regido por cegas leis do acaso, não tem nada de aliciante. Não lembra por certo o Paraíso, mais se assemelha ao Inferno. A Ignorância mascara-se sempre com os nosso medos, seja na forma de monstros marinhos escondidos atrás do horizonte para os marinheiros de há uns séculos ou nas formas escuras que preenchem o nosso horizonte de hoje.

Se analisarmos as crenças de povos antigos, vamos encontrar alguns que imaginavam um Universo sórdido. E cujo destino foi igualmente sórdido.

E talvez também não seja uma coincidência que o conceito harmónico e belo do Universo do modelo de Newton esteja associado a uma fase de grande mudança para melhor no mundo ocidental.

Somos o que acreditamos, muito mais do que o que comemos; precisamos de um Mundo de harmonia, solidariedade, beleza. E esse Mundo começa no nosso entendimento do Universo. Não é irrelevante andarmos às costas com um modelo de Universo feio e incompreensível, pintado com os montros da nossa ignorância.

.

outra física

Os assuntos que aqui abordamos não se restringem a um único dos campos em que organizamos o conhecimento que vamos tendo de tudo. São variados como o pensamento de qualquer ser humano, em perpétuo movimento de descoberta desde o momento em que os neurónios se descobriram uns aos outros.

Porque o assunto que estamos a tratar se enquadra exclusivamente na Física, pareceu-me conveniente iniciar um blogue que é um destaque só para assuntos de Física. Esse blogue é o "outra física".

Os posts de carácter físico serão publicados em ambos os blogues; os outros só no "outramargem".

Os posts de Física têm o objectivo de serem acessíveis a pessoas fora da área técnica ou científica, e até de serem interessantes se o engenho a tanto chegar, mas serão absolutamente rigorosos.

E pronto. Podem espreitar e observar um contador a marcar um número de visitantes de um dígito só... ou dois... é quase como experimentar um carro zero quilómetros...

Uma Rapidinha sobre Velocidade

Toda a sabedoria deriva dos conceitos em que assenta. Convém pois que não haja dúvidas a respeito deles. Aqui fica um apontamento muito breve sobre velocidade... porque devagar se vai ao longe.




VELOCIDADE, O QUE É?

É a distância percorrida por unidade de tempo. Ex: um carro à velocidade constante de 60 km/h percorre 60 km numa hora. Como a hora tem 60 minutos, também podemos dizer que a sua velocidade é de 1 km por minuto. E como o minuto tem 60 segundos, ainda podemos dizer que essa velocidade é de 16,7 m/s.

fórmula: v= e/t


ou seja, velocidade é a razão entre o espaço e o tempo.


E se a velocidade não for constante?
Nesse caso podemos falar de velocidade média num percurso, que é a razão entre a distância total e o tempo total desse percurso; quando o percurso se torna muito pequeno, ou seja, tende para um ponto do percurso, essa velocidade média tende para a velocidade nesse ponto.

Vejamos um exemplo:

Um carro faz 50 km à velocidade constante de 100 km/h e outros 50km à velocidade constante de 50 km/h. Qual é a sua velocidade média no percurso de 100 km?

Temos de calcular os tempos gastos em cada uma das situações.
Os primeiros 50 km foram percorridos à velocidade de 100 km/h, logo, em meia hora (tempo = espaço/velocidade = 50/100=0,5 horas)
Os segundos 50 km foram percorridos em 1 hora (velocidade de 50 km/h)
O tempo total foi, portanto, 1,5 horas
Logo, a velocidade média foi de 100 km / 1,5 horas = 66,7 km/h

Note-se que a velocidade média não é a média das velocidades.



COMO SE MEDE A VELOCIDADE DA LUZ NO AR?

Ainda ninguém conseguiu fazer uma medida directa da velocidade da luz no ar entre dois pontos diferentes (que fosse considerada válida). O que se conseguiu foi medir a velocidade da luz num percurso de ida e volta. O primeiro a consegui-lo foi o francês Fizeau em 1849.





representação esquemática do dispositivo de Fizeau para medir a velocidade média da Luz (Wikipedia)



Como o fez? Usou uma “roda dentada” em frente a um espelho, colocado a umas centenas de metros. Um raio de Luz passava no intervalo entre dois dentes, era refletido no espelho e regressava passando por um outro intervalo; com a roda em movimento, quando a velocidade de rotação é tal que o tempo gasto pela Luz a ir e vir é igual ao tempo necessário para um “dente” se colocar na posição da janela por onde a Luz devia passar no regresso, o observador deixa de ver a luz. Medindo a velocidade de rotação da roda é fácil então determinar o tempo gasto pela luz a ir e a vir. Assim se determinou a velocidade MÉDIA da luz num percurso de ida e volta.

Porém, como vimos no exemplo do automóvel, a velocidade média não nos diz qual é a velocidade em cada instante a não ser que a velocidade seja constante em todo o percurso. Será a velocidade da Luz igual no percurso de de “ida”, isto é, entre a roda e o espelho, e no percurso de “volta”, entre o espelho e a roda?



E SE A LUZ FOR UMA ONDA?

Se a velocidade da Luz fosse relativa à fonte, como a bala de um canhão, poderíamos presumir com razoabilidade que a velocidade da Luz é a mesma na “ida” e na “volta”, pois seria relativa ao emissor e ao espelho que a reflecte. Mas sabemos que não é assim. A Luz não se comporta como um corpúsculo ejectado.

O facto de a velocidade da Luz ser independente da velocidade da fonte sugeriu que será, como a velocidade do Som, relativa ao meio que a suporta. Não conhecemos outra situação. A este hipotético meio deu-se o nome de Aether luminífero. A quintessência do universo.

Ora certamente que esse aether terá uma velocidade em relação à Terra, pois sabemos que a Terra não está em “repouso no centro do Universo”; e isso implica diferentes velocidade de “ida” e de “volta” do raio de Luz em relação ao aparelho de medida.

Por exemplo, se o aether, em relação ao aparelho de medida, se desloca no sentido roda-espelho, certamente que a velocidade da Luz em relação ao aparelho é maior na “ida” do que na “volta”. Na “ida”, a velocidade do aether soma-se à da Luz, na “volta” subtrai-se.

Como poderemos descriminar a velocidade da Luz no aether da velocidade deste em relação ao aparelho de medida? Se pudéssemos fazer medidas da velocidade só de “ida” ou só de “volta”, seria fácil; mas só podemos fazer medidas de “ida e volta”. Mesmo assim, será que podemos descobrir alguma coisa?
.

O “Triângulo das Bermudas” da Física (2 - a velocidade média da Luz é constante)

aqui se realizou uma das mais famosas experiências da Física

“A velocidade da Luz é o maior mistério da Física actual? Essa agora!! Pensei que a resposta à minha pergunta fosse trivial! Não me digas que não se sabe qual é a velocidade da Luz??” A Luisa transpirava espanto, quase indignação.

“ E como é que podíamos saber isso?” pergunto com o ar mais ingénuo que consegui.

“Então, mede-se o tempo que a Luz leva entre dois pontos e divide-se a distância pelo tempo...”

“Isso é o que fazemos para medir a velocidade dos corpos... medindo o tempo da sua passagem num ponto A e num ponto B... mas não dá para medir a velocidade da Luz.”

“Não dá porquê?”

“Por exemplo, supõe que o Mário te atira um desses amendoins que amavelmente a Ana nos serviu; eu podia medir a velocidade do amendoim começando a contar o tempo quando ele passasse sobre o copo do Mário e terminando quando ele passasse sobre o teu copo; depois media a distância entre os copos e, dividindo pelo tempo, obtinha a velocidade do amendoim, não era?”

“Sim..” a Luísa um pouco admirada do meu exemplo; não foi muito feliz, mas foi o que me ocorreu assim de repente...

“Bem, agora repara, há aqui uma série de factores que não contabilizamos, não é?”

“Estás a referir-te ao teu tempo de reacção?”

“Esse é um, mas há outro que me interessa mais agora: eu não começo a contar o tempo na altura em que o amendoim passa sobre o copo do Mário mas quando eu VEJO o amendoim passar. Estás a perceber a diferença?”

Luísa hesita uns instantes. Depois anui: “Sim, estás a querer dizer que é preciso considerar o tempo que a Luz levou desde o amendoim até aos teus olhos.”

“Exactamente Luísa! Claro que neste caso é irrelevante. Mas se eu estiver a querer medir a velocidade de um raio de Luz, já não é. O tempo que mediria seria uma composição dos tempos gastos pela Luz no triângulo formado por mim e pelos pontos de começo e de fim do percurso da Luz.”

“Sim, mas e então?”

“Então, o resultado que consigo obter dessas medidas é a velocidade média da Luz num percurso fechado, não é a velocidade da Luz entre dois pontos.”

Luísa interroga o Mário com o olhar. O Mário responde: “É como o Jorge diz; pelo menos, até hoje, ninguém conseguiu medir a velocidade da Luz entre dois pontos de uma forma que a ciência reconheça.” e calou-se o Mário, mas eu percebi-lhe o sorriso maroto a fugir pelos cantos dos olhos e da boca, estava a querer prolongar o espanto da Luísa.

“Mas então não se sabe a velocidade da Luz? Estou farta de ouvir dizer que a velocidade da Luz é contante e vocês estão a dizer que ela não se pode medir??”

“Nada disso Luísa”, o Mário assumindo aquele ar paternal que tão bem lhe assentava, “Não podemos medir a velocidade da Luz entre dois pontos mas podemos medir num percurso de ida e volta; e sabemos que é de cerca de 300 000 km por segundo no vácuo!” Altura de eu intervir:

“Essa é portanto a velocidade MÉDIA da Luz num percurso de ida e volta; só será a velocidade da Luz se esta for a mesma quando vai e quando volta; mas será assim?” Deixo a pergunta no ar, estou curioso de ver como vão elas responder à questão.

“Se eu percebi o que disseram”, a Ana em tom cauteloso, “se a velocidade da luz for relativa à fonte de Luz, que estará parada no laboratório, ela será a mesma nos dois sentidos e igual à velocidade média, como é evidente; se for relativa a outra coisa qualquer, à galáxia por exemplo, ela será diferente num sentido e noutro, porque estamos a mover-nos em relação à galáxia.”

“Exactamente Ana!” Fiquei genuinamente surpreendido com a resposta da Ana, estava a pensar que teria de explicar isto muito detalhadamente e afinal nem tive de explicar nada.

“Vocês estão a arreliar-me! Mas é igual nos dois sentidos ou não?” O temperamento fogoso da Luísa queria uma resposta, não queria explicações. O Mário tomou a palavra:

“Uma maneira de o saber é medir a velocidade média da Luz nesse percurso de ida e volta para diferentes orientações. Se a velocidade da Luz for relativa à fonte, não interessa a orientação do percurso, a medida da velocidade será sempre a mesma; se for relativa a outra coisa, como o Jorge sugeriu, então será diferente, porque a composição da velocidade da Terra com a do raio de Luz terá diferentes valores para diferentes direcções.”

“Está bem, percebo. E então: variando a orientação do percurso, a velocidade média varia ou não?”

“Não! A medida da velocidade média da Luz num percurso de ida e volta é constante! Esse é o resultado de uma das mais famosas experiências da Física, a experiência de Michelson-Morley. ”

“Então isso quer dizer que a velocidade da luz é relativa à fonte!” Luísa suspira de alívio, deve ter pensado que o assunto está a chegar ao fim.

“Ah ah, essa não pode ser a explicação: o Jorge já mostrou, e muito bem, que a velocidade da Luz é independente da fonte!” Este riso do Mário foi dardo cruel na serenidade que aquietava já a Luísa.

“Então, duma experiência conclui-se que a velocidade da Luz depende da fonte e na outra que é independente! Isso é uma contradição!” Qual amante enganada, Luísa reage com calor indignado. Mário sorri-se, deve estar habituado ao espanto que estes resultados causam. Ocorre-me o verso de Camões, "se tão contrário a si é o mesmo Amor".

“O génio de Einstein resolveu esse problema ao descobrir que a velocidade da Luz é a velocidade limite do Universo, por isso é que a sua soma com a velocidade do observador continua a dar o mesmo valor inultrapassável. Ou seja, a velocidade da Luz não depende do observador nem da fonte e, no entanto, tem o mesmo valor constante tanto em relação ao observador, como em relação à fonte, como em relação a qualquer outra coisa.”

O Mário deixa cair o silêncio sobre esta revelação transcendente, bombástica; espera certamente mais uma intensa reacção da Luísa. Interessante esta forma de namoro... aguardo. Luísa não reage, também ela percebe o jogo do Mário e, na dúvida, está a fazer o oposto do que ele pretende. Resolvo ultrapassar o impasse:

“Eu explico-vos meninas: o Mário está a dizer que se tivermos dois observadores a verem o mesmo raio de Luz, por exemplo, a imagem de uma estrela, a velocidade desse raio de Luz em relação a ambos os observadores é a mesma, não importa se um está aqui sentado e o outro vai numa veloz nave espacial.”

“Não percebo isso. Não faz sentido nenhum.”Luísa definitiva.

“Não faz sentido para o senso comum.” Mário não evita um sorriso condescendente. “ Lembras-te do conceito de infinito em matemática? Representado por um oito deitado?” Luísa anui, quase a contra-vontade.

“Se a esse infinito somares ou subtraíres uma quantidade, qualquer que ela seja, o que obténs? Infinito na mesma, não é verdade? Ora bem, o que se passa é que no mundo real a velocidade da Luz corresponde ao conceito de infinito em Matemática.”

“E é por isso que qualquer que seja o movimento do observador, a velocidade de um raio de Luz é sempre a mesma em relação a ele?” Ana resolveu entrar no diálogo.

“Certo!” Assunto encerrado para o Mário. Altura de eu entrar em cena:

“O conceito de infinito é uma abstracção matemática sem correspondência na Física. Claríssimo para um matemático, tal como os conceitos de Deus ou do Espírito Santo são claríssimos para um católico. Mas inaceitável para um Físico. Um Físico não pode explicar os fenómenos com base em abstracções ou coisas desconhecidas, por mais razoáveis que elas possam parecer. Porque, se o fizer, nada impede então que recorra também ao conceito de Deus, não é verdade?”

Os olhos de Mário dardejam na minha direcção mas mudam rapidamente para um registo magoado: “Estás a desconversar, não acredito que não saibas que é assim.”

“Eu sei que NÃO É assim. E é nessa terrível ideia, que não era a ideia do Einstein mas sim a do Minkowsky, que começou o afundamento da Física. Esse é um dos vértices do “Triângulo das Bermudas” da Física, onde a metodologia legada pelo Galileu desapareceu.”

“Lá começas tu; há outra explicação para o resultado da experiência de Michelson-Morley?”

“Claro que há” e, não resistindo à pontinha de mistério, "embora só possa entendê-la quem tiver a chave que o Teorema de Pitágoras esconde."

“Esperem aí!” A Luísa sabe que não pode deixar eu e o Mário a falarmos sozinhos, interrompe sempre que ameaçamos entrar em diálogo. "Dizes que este é um dos vértices de um “Triângulo das Bermudas” da Física? Quais são os outros dois vértices?”

“Um, já falamos, é a independência da velocidade da Luz em relação à fonte; a constância da velocidade média num percurso fechado é outro; só falta falarmos do terceiro vértice.”

“Então? E qual é?”

“É o Princípio da Relatividade.”

.