O que não se pode conhecer

Há limites na compreensão do mundo pelos quais a ciência não consegue passar. É o que explica no artigo abaixo Marcelo Gleiser, professor de física e astronomia do Dartmouth College, nos Estados Unidos.

Veja também: A ciência pode explicar tudo?

ciencia-e-tecnologiaQuanto podemos saber sobre o mundo? Tudo? Ou existem limites fundamentais para o que a ciência pode explicar? Esse é o tema do meu novo livro, A Ilha do Conhecimento: Os Limites da Ciência e a Busca por Sentido. Vemos apenas uma ínfima fração do Cosmos. Muito do que existe é invisível, mesmo quando aumentamos nossa percepção com telescópios, microscópios e outros instrumentos. Todo instrumento também tem alcance limitado. Como muito da natureza permanece oculto, nossa visão de mundo se baseia só na fração da realidade que podemos analisar. O conhecimento é uma ilha, cercada pelo oceano do desconhecido. A ciência permite acessar partes desse desconhecido e, com isso, a ilha cresce. Mas cresce também a fronteira com o desconhecido: surgem novas questões, que nem poderíamos ter antecipado. Imagine a biologia antes do microscópio, ou a astronomia antes do telescópio.

A questão essencial é se existem regiões inacessíveis aos métodos da ciência. A resposta é um firme “sim!”. Existem limites intrínsecos às leis da natureza. Por exemplo, a velocidade da luz, sendo a maior que existe, impõe limites sobre o quanto podemos saber do Universo. Visto que o Cosmos surgiu há cerca de 13,8 bilhões de anos e vem expandindo, a informação que podemos receber fica contida numa bolha, com raio dado pela distância que a luz viajou nesse tempo. O Universo pode continuar além desse “horizonte”, mas não podemos ver o que está por lá. A física quântica oferece outro limite, devido ao princípio de incerteza. Não podemos conhecer a posição e a velocidade de uma partícula com precisão acima de um certo valor. Isso revela um mundo estranho, onde objetos podem ser partícula e onda: sua natureza depende do experimento que, por sua vez, depende do observador. Com a física quântica perdemos a objetividade no nível essencial da matéria. Processos ocorrem aleatoriamente; podemos determiná-los apenas usando probabilidades. Finalmente, temos os limites da mente. Não entendemos a natureza do consciente humano. Será possível construir uma simulação do cérebro? Como entender o cérebro, se não podemos “sair” dele? Basta simular neurônios e sinapses? Dos confins do Cosmos ao mundo dos átomos à natureza da mente, vivemos cercados de mistérios.

8 cientistas que morreram ou se feriram gravemente em nome da ciência

Alguns cientistas são tão empenhados na profissão que dão a vida pelas suas descobertas. Ok, geralmente eles dão a vida sem querer. Mesmo assim, confira a seguir 8 casos que foram importantes para a ciência, mas que, de um jeito ou de outro, tiveram um preço alto a se pagar.

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Galileu Galilei – ficou cego por muito observar o sol

O trabalho de Galileu é exaltado em todos os lugares. O físico, astrônomo, filósofo e matemático foi muito importante para a revolução científica e várias de suas descobertas aconteceram com a ajuda do telescópio refrator que ele mesmo aperfeiçoou. O problema é que de tanto olhar pelo telescópio ele acabou arruinando a própria visão – ou melhor, de tanto olhar para o Sol usando o telescópio sem proteção alguma. Suas retinas não aguentaram o tranco e muitos acreditam que foi por isto que ele ficou praticamente cego nos últimos anos de sua vida.

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Robert Bunsen – ficou cego em um acidente no laboratório

Qualquer um que prestou o mínimo de atenção nas aulas de laboratório vai lembrar que existe um objeto chamado “Bico de Bunsen” por lá e é deste mesmo Bunsen que estamos falando. O cientista alemão começou a carreira na química orgânica, mas quase morreu duas vezes por envenenamento. Mas ele não desistiu e continuou com suas experiências por um tempo, até perder a visão de um olho. Ele acidentalmente causou uma explosão com cianeto de cacodilo e um caco de vidro voou em seu olho direito (não, “cacodilo” e “caco de vidro” não foi piada). E foi aí, meu amigo, que ele decidiu trabalhar com química inorgânica e ficou famoso. Há males que vêm para o bem.

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Louis Slotin – morreu por fissão nuclear acidental

O canadense Louis Slotin trabalhou no famoso Projeto Manhattan, aquele que criou as primeiras armas nucleares dos Estados Unidos. Acontece que, durante os experimentos, ele acidentalmente deixou cair uma esfera de berílio envolta em plutônio em outra igualzinha, causando uma reação imediata. Cientistas que estavam por perto viram um brilho azul diferente e sentiram uma onda de calor. Slotin saiu correndo da sala passando mal e foi levado ao hospital às pressas. O episódio inspirou a criação do personagem Dr. Manhattan, da HQ Watchmen. A diferença é que, na história, o cientista adquiriu habilidades especiais e ficou permanentemente azul. Na vida real, o pesquisador morreu. O cientista foi exposto a uma quantidade de radiação absurda – calcula-se que era como se ele estivesse a menos de 1,5 km de distância da explosão da bomba atômica. Foi a partir daí que o laboratório de Los Alamos passou a ter medidas de seguranças bem sérias e a manipulação de tais substâncias passou a ser feita apenas por máquinas, garantindo uma distância respeitável dos cientistas.

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Marie Curie – morreu por se expor demais à radiação

Em 1898, Marie e seu marido, Pierre, descobriram o elemento químico rádio e a partir daí a cientista decidiu passar o resto da vida pesquisando mais sobre a radiação e estudando a radioterapia. O problema é que ela se expôs demais à radiação e isto fez com que ela desenvolvesse uma leucemia gravíssima. Marie morreu em 1934, mas entrou para a história: foi a primeira e única pessoa a receber dois prêmios Nobel de Ciência em dois campos diferentes, Química e Física.

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Elizabeth Ascheim – morreu por se expor demais à radiação

Elizabeth Fleischman Ascheim casou com um médico, o Dr. Woolf, e ambos eram fascinados pela recente descoberta de Wilhelm Conrad Röntgen: a máquina de raio-X. Ela decidiu comprar uma, largou o emprego de bibliotecária e começou a estudar esta ciência com afinco. O problema é que eles sempre testavam a máquina neles mesmos e na época ninguém tinha muita noção das consequências da falta de proteção contra os raios. Resultado: ela morreu em 1905 de câncer, que se desenvolveu rapidamente e com muita força.

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Carl Scheele – morreu por experimentar suas descobertas

Scheele foi um químico farmacêutico brilhante. Descobriu elementos como molibdênio, tungstênio, magnésio, cloro e até o oxigênio (ainda que Joseph Pristley tenha divulgado a descoberta primeiro), além de ter desenvolvido um processo parecido com a pasteurização. O problema de Scheele é que todo gênio tem um péssimo hábito e o dele era o de provar suas descobertas. Sim, colocar na boca e experimentar. O cara chegou a experimentar até cianeto de hidrogênio, substância que, se misturada com água, vira ácido cianídrico. E saliva tem o quê? Pois é. Enfim, ele sobreviveu a essa loucura, mas a sorte não dura para sempre: ele morreu com sintomas de forte intoxicação por mercúrio.

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Sir Humphry Davy – péssimo hábito de cheirar suas descobertas

Enquanto Carl Scheele tinha a mania de colocar as descobertas na boca, Humphrey Davy tinha mania de cheirá-las. Pois é, ele tinha o hábito de inalar os gases das suas experiências e por causa disso ele quase morreu várias vezes. Várias. Foram tantos envenenamentos e intoxicações acidentais que o corpo do homem pediu arrego – ele ficou inválido durante os últimos vintes anos de sua vida. Isto sem contar seus olhos, que ficaram com danos permanentes por conta de uma explosão com cloreto de hidrogênio. E mais: como ele não podia enxergar direito, contratou um ajudante-aprendiz: Michael Faraday (sim, aquele que descobriu os campos elétricos e magnéticos). Mesmo com o novo ajudante, a maré de azar continuou a pairar sobre Scheele. Houve uma outra explosão causada pelo mesmo motivo e os olhos de Faraday também nunca mais foram os mesmos. No entanto, vamos combinar que pelo menos para alguma coisa essa mania doida serviu: foi Davy quem descobriu as propriedades anestésicas do óxido nitroso, vulgo “gás hilariante”.

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Alexander Bogdanov – morreu por muitas transfusões de sangue

O russo Bogdanov era físico, filósofo, economista, escritor de ficção científica e revolucionário político, mas em 1924 ele resolveu fixar seus estudos em apenas um experimento: a transfusão de sangue feita em busca da eterna juventude (ele curtia ficção científica, né pessoal). Após 11 transfusões ele declarou que sua calvície havia diminuído e que sua visão havia melhorado. O problema foi que a ciência da transfusão ainda era recente e ninguém pensava em testar o sangue antes de enfiá-lo veia adentro. Em 1928, Bogdanov fez uma transfusão com sangue infectado com malária e tuberculose e não resistiu, morrendo logo depois, com apenas 55 anos. Eterna juventude?

Fonte: Superinteressante.

Quantas dimensões você enxerga?

Artigo de Adonai Santanna, professor de matemática da UFPR.

Veja também: Quantas dimensões existem no universo?

Nunca vi exceção. Todos os alunos que tive, até hoje, dizem que não conseguem imaginar um espaço com mais de três dimensões. Inerente a este discurso, existe a crença de que eles conseguem imaginar e até enxergar em um espaço tridimensional. Até mesmo experientes profissionais da área de ciências exatas alegam serem capazes de enxergar em três dimensões. Nesta postagem quero desfazer o mito do mundo tridimensional em que vivemos. Uma das descobertas científicas mais espetaculares da história foi a concepção das geometrias não euclidianas, no século 19. A partir do trabalho pioneiro de Lobatchevsky, ficou clara a seguinte ideia, entre outras: Geometria é um ramo da matemática independente de modos de percepção visual. O conceito de dimensão, em matemática, é abstrato. E mesmo conceitos comuns da geometria são também abstratos, como ponto, reta, plano e espaço. No entanto, teorias matemáticas sustentadas em conceitos abstratos são comumente aplicadas para modelar o mundo físico. Mas, de forma alguma, devemos entender com isso que o caráter ontológico de uma teoria matemática necessariamente espelha o caráter ontológico do mundo físico.

Cito dois exemplos: mecânica corpuscular clássica e mecânica quântica. Mecânica corpuscular clássica é parcialmente desenvolvida em espaços tridimensionais. O que isso significa? Significa que posições e velocidades de partículas são descritas como funções sobre um espaço vetorial de três dimensões. Ou seja, partículas e espaço são meramente conceitos matemáticos. Surpreendentemente, é possível corresponder esses conceitos abstratos a objetos do mundo real. Neste sentido, não basta para o físico ter em mãos uma teoria matemática. É necessário ele fazer uma correspondência entre os conceitos matemáticos disponíveis e aquilo que ele pode efetivamente medir no mundo real. Por isso existem aqueles que definem “teoria física” como uma tripla ordenada (M, D, r), sendo que M é uma teoria matemática, D é o domínio de aplicação (mundo real) e r é um conjunto de relações entre MD. Muito se sabe sobre M e D. Mas a literatura sobre as relações r é ainda muito pobre. Nada se sabe sobre elas. Por isso existem tantas discussões sobre o caráter ontológico de teorias físicas. Justamente porque ainda não se sabe o quão fiel a matemática é, para informar sobre a natureza íntima do mundo real.

No caso da mecânica corpuscular clássica, diz-se que uma partícula pode ser localizada em um espaço tridimensional. E, a partir disso, cria-se uma intuição física na qual se fala de posições horizontais, verticais e de profundidade, relativamente a um observador físico. No entanto, o fato de podemos criar uma intuição física para um espaço tridimensional exclusivamente matemático não significa que vivemos em um mundo tridimensional. Afirmar isso retrata a pretensão de conhecermos a natureza íntima do espaço físico. A bem da verdade, não sabemos sequer se existe algum espaço físico. Na mecânica quântica, a posição de um objeto físico (como um elétron) é descrita em um espaço vetorial conhecido como espaço de Hilbert, que tem infinitas dimensões. Observe que o propósito é ainda o mesmo: localizar uma partícula. No entanto, para acomodar características atípicas de certas partículas, físicos perceberam que não podem mais usar espaços vetoriais de três dimensões para dizer onde, por exemplo, um elétron está.

Um espaço vetorial de três dimensões é usualmente descrito como um caso particular de conjunto. E um conjunto é um conceito abstrato. É simplesmente impossível enxergar um conjunto. Ainda que os elementos de um conjunto pudessem ser objetos do mundo real (como pessoas ou canecas), o conjunto em si não pode ser percebido pelos sentidos físicos. O conjunto das pessoas que já leram alguma postagem deste blog é um conceito abstrato que persiste mesmo quando todas essas pessoas já tiverem morrido daqui a cem milhões de anos. É possível, por enquanto, ver essas pessoas. Mas o conjunto em si não pode ser visto, apesar de poder ser matematicamente definido. Se físicos trabalham com espaços de dimensão infinita para realizar a simples tarefa de dizer onde um elétron está é porque esses mesmos físicos estão se empenhando em desenvolver uma intuição diferente daquela explorada em mecânica corpuscular clássica. A verdade é que nada sabemos sobre o suposto espaço físico que parece nos envolver.

Se você acha que enxerga em três dimensões, precisa rever o que entende por “dimensão”. Se a palavra “dimensão” for empregada no sentido matemático usual, você está enganado. Não é possível enxergar em dimensão alguma. Se a palavra “dimensão” é usada em outra acepção, então esclareça sobre o que, afinal, você está falando. Intuições não precisam ser desenvolvidas apenas de um ponto de vista geométrico, antenado com preconceitos com os quais estamos simplesmente acostumados. Intuições podem também ser desenvolvidas sob outras perspectivas. Por que não desenvolver, por exemplo, uma intuição algébrica sobre dimensões? Observe que até mesmo a linguagem natural que emprego nesta postagem é impregnada de preconceitos que apenas estreitam a capacidade de compreensão sobre matemática. Afinal, usei a expressão “outras perspectivas” no parágrafo acima. E “perspectiva” é um termo comumente associado à geometria. Em suma, se você deseja se libertar de graves preconceitos sobre seus modos de percepção do mundo, estudar matemática é uma alternativa interessante. Pelo menos você começa a se acostumar com outras formas de percepção.

Qual é o preço do planeta Terra?

Sim, alguém calculou. Não que haja compradores em potencial para o planeta, é claro. Mesmo assim, o astrofísico americano Greg Laughlin, da Universidade da Califórnia, criou uma fórmula matemática para chegar ao valor da Terra – e aos de outros planetas também. O nosso, no caso, vale três mil trilhões de libras (é uma cifra tão fora da realidade que parece até besteira converter, mas, em todo caso, fica em torno de oito mil trilhões de reais). Na fórmula entram a idade, o tamanho, a temperatura, a massa e outras informações pontuais sobre cada planeta. O fim da conta não surpreende: a Terra é o mais valioso do universo. Já Marte, por exemplo, que vem ganhando o carinho da comunidade científica por ser, além do nosso, o planeta mais imediatamente habitável do Sistema Solar, vale apenas 10 mil libras. Os cálculos não são perda de tempo (não completa, pelo menos): a ideia do pesquisador ao criar a fórmula não era apenas brincar de Banco Imobiliário espacial. Ela vem sendo usada por ele para avaliar as descobertas de novos exoplanetas (planetas localizados fora do nosso Sistema Solar) feitas pela Nasa. “É uma maneira de eu poder quantificar o quão empolgado devo ficar em relação a qualquer planeta em particular”, explica Laughlin. Descoberto em 2007, o Gliese 581 C, por exemplo, entusiasmou os cientistas logo de cara por parecer o mais similar à Terra – mas a conta final do astrofísico americano deu a ele a etiqueta de apenas 100 libras (olha aí, exoplaneta em promoção!). Já outro, o KOI 326.01, encontrado mais recentemente, foi estimado por ele em cerca de 150 mil libras.

Fonte: Superinteressante.

Quando o homem pisou na lua

Assista abaixo uma reportagem de 1974 e um documentário de 1989 sobre a missão Apollo 11, nossa maior aventura espacial até hoje.

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BÔNUS: Apolo 11 em 100 segundos

Em 1969, mais precisamente no dia 20 de julho daquele ano, a missão conhecida como Apollo 11 se lançou ao espaço, sob a pressão de ser a quinta tentativa de realizar o feito de alunagem, ou seja, o pouso na Lua. Esta meta foi proposta pelo então presidente norte-americano John F. Kennedy, em plena guerra fria, como um ato simbólico de conquista do espaço. Tripulada pelos astronautas Edwin ‘Buzz’ Aldrin, Michael Collins e Neil Armstrong, a Apollo 11 ficou famosa também por toda cobertura e transmissão da mídia, desde seu lançamento até o momento em que Neil Armstrong, comandante da nave, pisou pela primeira vez na Lua. Chama atenção, neste acontecimento histórico, sua grandiosidade no que diz respeito à evolução tecnológica. Lançada ao espaço da Flórida, sob o olhar de milhares de espectadores, a Apollo 11 é um marco histórico inesquecível.

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