Tag Archives: Senso-percepção

Ciência e tecnologia

Quantas dimensões você enxerga?

Artigo de Adonai Santanna, professor de matemática da UFPR.

Veja também: Quantas dimensões existem no universo?

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dimensoesNunca 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.

Filosofia e intelectualidade

Em terra de cegos…

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No conto Em Terra de Cegos, H. G. Wells, descreve a Terra dos Cegos: um vale remoto e quase inacessível em que todas as pessoas são cegas há 14 gerações. Não sabem o que é ver (não têm da visão nem conhecimento por contacto nem conhecimento proposicional) e por isso não têm consciência de que lhes falta uma capacidade que outras pessoas possuem; ou seja: não reconhecem ter um problema. São cegas mas não sabem que são cegas. Estão também convencidas que o vale é o mundo inteiro. Quando chega um forasteiro, que lhes fala do mundo exterior e lhes tenta explicar o que é a visão, não o acolhem nada bem e ele descobre que, afinal, em terra de cegos quem tem um olho não é rei.

As semelhanças com a “alegoria da caverna” de Platão são óbvias. Mas – sem querer contar demais e sem roubar ao leitor o prazer da surpresa – também há diferenças. Uma delas é o amor – não à verdade mas sim a uma linda mulher. E, contrariamente a Platão, que afirma que os prisioneiros descritos na “alegoria da caverna” são semelhantes aos seres humanos, H. G. Wells não sugere interpretações metafísicas e epistemológicas para a sua história. Mas isso não impede os leitores do seu conto de formular algumas perguntas.

Se a situação descrita por Wells ocorresse realmente (com uma comunidade inteira ou com algumas pessoas, mantidas por todas as outras na ignorância acerca da sua cegueira), seria possível essas pessoas detectarem a sua falta de visão? Será possível que algo equivalente esteja a suceder à espécie humana, ou seja, que nos falte sem nós sabermos uma qualquer capacidade sensorial? Sabe-se que alguns animais têm capacidades sensoriais que nós não temos (como o sonar dos morcegos ou a sensibilidade ao campo magnético da Terra de algumas tartarugas e pássaros), mas as informações por elas fornecidas não parecem ser radicalmente diferentes das informações que recolhemos através dos nossos sentidos (e dos aparelhos científicos que os prolongam).

Será possível, contudo, que nos falte uma capacidade sensorial que forneça informações radicalmente diferentes daquelas que temos através dos nossos sentidos (como é o caso da informação visual por comparação com a olfativa ou a tátil, por exemplo); tão diferentes que a realidade seja, afinal, algo bastante diverso daquilo que percepcionamos? Em suma: e se fossemos uma espécie de cegos que não sabem que são cegos? O conto de Wells pode levar a colocar questões desse gênero, mas para encontrar respostas e para discutir as ideias envolvidas é preciso recorrer à filosofia.

Fonte: Crítica.

Ciência e tecnologia

Epistemologia de um vestido polêmico

cor do vestido

Um assunto banal como a cor de um vestido mobilizou milhões de pessoas, gerou muita polêmica e sacudiu a internet esta semana. E o mais interessante: fez muita gente sem nenhuma experiência em filosofia sair do senso comum e discutir epistemologia! A foto do vestido postada numa rede social viralizou de tal modo que foi parar em quase todos os portais de notícias na internet e virou pauta para ser discutida ao vivo em muitos programas de televisão. Desde a noite da última quinta-feira, a cor do bendito vestido é o tema mais comum em conversas informais. Só se fala nisso agora! A polêmica dividiu as pessoas em basicamente dois grupos: as que veem o vestido preto e azul e as que veem branco e dourado (algumas chegaram a dizer que viam marrom e lilás, mas essas são minoria).

Eu, particularmente, já tentei, já fiz de tudo, mas não consigo ver esse vestido branco e dourado de jeito nenhum. Aliás, não consigo ver nenhuma cor além de preto e azul. Mas tem muita gente jurando que só consegue ver branco e dourado; e eu não duvido delas. Minha esposa foi quem primeiro me mostrou a famosa foto do vestido. “Você ainda não tá sabendo dessa foto?! Em que mundo você vive?!”, indagou surpresa. Mas ainda mais surpreso fiquei eu, quando ela disse que só vê o vestido branco e dourado. A princípio fiquei preocupado e pensei que ela fosse daltônica, já que para mim o vestido é claramente preto e azul. Mas depois de dar uma pesquisada na internet e ler bastante sobre o assunto, descobri que não era nada grave e que muita gente enxerga do mesmo modo.

Discussões, opiniões e polêmicas à parte, eis a pergunta que todos se fazem nesse momento: Será que é possível chegarmos a um consenso sobre a cor do vestido na foto? Ora, o problema com os daltônicos é simples de resolver: se 99,9% da população enxerga de um jeito e os outros 0,1% enxergam diferente, fica fácil definir essa minoria que enxerga diferente como portadores de uma falha cognitiva qualquer, causada por uma mutação genética ou sei lá o quê. Mas o problema com esse vestido é que as pessoas se dividem quase meio a meio: metade vê preto e azul e metade vê branco e dourado. Desse modo, fica bastante difícil definir qual grupo está certo e qual tem probleminha nos cones e bastonetes – o que tem levado muitos “especialistas” a afirmar que ambos estão certos.

vestido

Antes de responder essa pergunta, é preciso esclarecer uma série de outros problemas bem mais fundamentais: Existe uma opinião certa e outra errada sobre isso, ou ambas as opiniões estão certas visto que o assunto é relativo? Existe uma “cor verdadeira” do vestido, ou as cores que percebemos não existem na realidade, sendo apenas formas diferentes de perceber a luz? Existem critérios objetivos suficientemente confiáveis para determinar a cor do vestido, ou tudo o que temos são nossos falhos e enganadores sentidos? Podemos nos posicionar objetivamente sobre o assunto, ou não faz sentido toda essa discussão porque as cores são subjetivas? Podemos investigar esse fenômeno cientificamente, ou estamos condenados a conviver para sempre com essa incerteza e contentarmo-nos com uma mera opinião?

Como eu disse, muitos “especialistas”, talvez pela preocupação de serem politicamente corretos, não se posicionam e chegam afirmar que ambas as opiniões estão corretas, que aquele vestido é ao mesmo tempo preto/azul e branco/dourado, que isso é relativo, depende da interpretação de quem vê, etc. Eu, no entanto, acredito e defendo que não é possível ambas as opiniões estarem corretas, de modo que apenas uma delas está com a razão; e que existem critérios objetivos suficientemente confiáveis para indicar a cor verdadeira do vestido sem a interferência de qualquer interpretação subjetiva que a mente humana possa fazer. Em suma, acredito que é possível sim investigar esse fenômeno cientificamente e tomar uma posição objetiva sobre esse assunto.

Não duvido que muita gente esteja vendo branco e dourado, mas, independente do seu psicologismo e da sua subjetividade, o vestido é objetivamente preto e azul. E não afirmo isso porque eu o vejo dessa cor. Eu bem sei que poderia facilmente estar errado. Sei também que eu não posso de modo algum ser critério de objetividade. Invertendo a lógica do raciocínio, o que quero dizer com isso é que, mesmo enxergando preto e azul, se o vestido fosse branco e dourado e eu tivesse meios mais confiáveis do que os meus sentidos para descobrir isso, não teria motivos para duvidar que ele é branco e dourado. Eu apenas ficaria um pouco decepcionado com os meus sentidos por eles estarem me enganando, mas isso também não é tão incomum quanto parece (basta ver algumas ilusões de ótica).

vestido (2)

Mas como eu sei que o vestido na foto é preto e azul? Bom, primeiro porque tanto a dona do vestido quanto a loja que vende esse modelo já publicaram outras fotos do mesmo vestido e nelas não resta dúvidas de que ele é preto e azul. Mas isso ainda não quer dizer muita coisa, já que o fenômeno que causou toda essa polêmica e que estamos investigando não é o vestido físico, mas uma fotografia específica do vestido. Ou seja, nada impediria que o vestido fosse de fato preto e azul, mas que, devido à iluminação precária do ambiente no momento da foto ou à baixa qualidade da câmera (provavelmente de um celular), ele tivesse saído branco e dourado na foto. Mas não é esse o caso; e nós temos meios objetivos para comprovar que, mesmo na foto, o vestido é preto e azul.

As ferramentas mais confiáveis que temos hoje para determinar a cor exata do vestido na foto são os softwares de edição de imagem. Isso porque os computadores não têm olhos, nervos óticos, cérebro, emoções, opinião e tudo o mais que nós temos que influencia na senso-percepção. Como máquinas que são, os computadores são exatos e objetivos, não fazem interpretação subjetiva de nada (precisamente porque não são sujeitos, mas objetos). Enquanto nós vemos cores na foto do vestido, um computador “vê” apenas códigos de programação, símbolos lógico-formais, códigos binários, alternância de cargas elétricas em circuitos eletrônicos, elétrons pulando de um átomo para outro em determinada ordem. Tudo o que eles fazem com esses dados é calcular.

No Photoshop ou em qualquer outro programa de edição de imagens de sua preferência, esse teste pode ser feito de pelo menos duas maneiras, ambas muito simples (talvez um designer gráfico saiba de outras). Primeiro, com a ferramenta de selecionar cor, se você clicar em qualquer parte do vestido, o computador interpretará aquele pixel como algum tom de cinza (preto) ou azul. Mas há uma maneira ainda mais fácil de tirar essa dúvida: basta aumentar a saturação da foto. Conforme as cores presentes na imagem ficam mais vivas e mais fortes, você notará com maior clareza que o vestido é preto e azul (e não branco e dourado, como talvez pensasse). Como as coisas devem funcionar na ciência, você pode reproduzir esse experimento na sua casa e repeti-lo quantas vezes quiser, que sempre obterá o mesmo resultado.

cores-ilusão

Ética e comportamento

A comida que é um castigo

nutra-loaf

Fácil de preparar, barato e com todos os nutrientes de que você precisa. Parece tentador? Conheça o nutraloaf (“pão nutritivo”, em inglês), alimento que é servido em prisões dos EUA e está causando polêmica por lá – porque não tem absolutamente gosto nenhum. A receita exata varia conforme o fornecedor, mas geralmente leva carne e/ou frango moídos, pão de trigo integral, queijo cheddar, cenoura, espinafre, feijão, batata, tomate, leite em pó e uva passa. Parece uma combinação aleatória, mas não é. Cada ingrediente foi cuidadosamente escolhido para anular o sabor dos demais. Segundo a empresa Aramark Correctional Services, uma das produtoras do pão, a meta é que o resultado final seja completamente “neutro”. Ou seja, sem gosto. Isso porque ele é usado como castigo para detentos que tiveram mau comportamento – e aí passam um tempo comendo apenas o nutraloaf (dois por dia, cada um com 1.100 calorias). Mas os presos de 7 Estados americanos decidiram processar o governo, alegando que isso é tortura. No Estado de Oregon, chegaram a vencer em primeira instância, mas o governo recorreu e ganhou. Em Illinois, onde um preso fez greve de fome, os detentos recorreram e conseguiram que o julgamento fosse reaberto. Críticos culinários provaram a gororoba e constataram que realmente não tem gosto. “Eu queria sentir qualquer sabor, até se fosse ruim”, opinou o americano Jeff Ruby, da revista Chicago. Ele não conseguiu terminar – e ficou indisposto o resto do dia.

Fonte: Superinteressante.

Psicologia e neurociências

Senso-percepção virtual

senso-percepção virtualO desafio de desenvolver próteses motoras mais eficientes, capazes não apenas de obedecer aos comandos do cérebro, como também captar informações sensoriais externas, está mais próximo de ser vencido. Um sistema criado por um pesquisador brasileiro permitiu que macacos movimentassem um braço virtual apenas com o pensamento e, após tocarem objetos mostrados na tela de um computador, distinguissem as diferentes texturas associadas a eles. O feito foi descrito em um artigo publicado no site da revista Nature pela equipe do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, professor da Universidade Duke, nos Estados Unidos. Nicolelis trabalha há anos em um projeto – chamado “Walk Again” (“Andar novamente”, em tradução livre) – para o desenvolvimento de uma espécie de veste robótica que permitiria a pacientes tetraplégicos recuperar seus movimentos e já obteve outros resultados relevantes.

Até então, os sistemas que fazem a comunicação direta da atividade cerebral com dispositivos externos (chamados de interfaces cérebro-máquina) eram uma via de mão única. Ainda não era possível devolver ao cérebro informações como as obtidas pelo tato. Essas interfaces dependiam quase exclusivamente de um feedback visual. O novo sistema (agora denominado interface cérebro-máquina-cérebro) extrai movimentos de comando das áreas motoras do cérebro ao mesmo tempo em que leva para áreas envolvidas na percepção do toque informações que permitem distinguir sensações. Para obter essa comunicação bidirecional, os pesquisadores implantaram microfios em duas áreas do cérebro de dois macacos: o córtex motor primário e o córtex somatossensorial primário.

Em uma primeira etapa, os macacos foram treinados a manipular, por meio de um joystick, um cursor de computador ou um braço virtual de forma a alcançar até 3 objetos dispostos na tela para identificar um deles previamente definido, o que lhes garantiria uma recompensa. Em seguida, o joystick foi desconectado e a manipulação passou a ser feita diretamente pela atividade dos neurônios do córtex motor. Os objetos, visualmente idênticos, eram diferenciados apenas pelo que os pesquisadores chamaram de texturas artificiais. A percepção de cada textura era gerada por um padrão específico de pulsos elétricos transmitido ao córtex somatossensorial sempre que os macacos passavam o braço virtual sobre um dos objetos. Veja o vídeo que mostra testes com o braço virtual controlado pelo cérebro:

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A equipe observou ainda que a atividade dos neurônios do córtex motor representava os movimentos do cursor ou do braço virtual mesmo quando esses dispositivos estavam apenas sendo observados pelos macacos. Esses resultados, segundo os cientistas, apoiam sua ideia de que uma prótese de um membro pode ser incorporada ao circuito cerebral. Os pesquisadores acreditam que, no futuro, o uso dessas interfaces de comunicação bidirecional pode não se limitar a próteses de membros e incluir uma série de outros dispositivos. “As interfaces cérebro-máquina-cérebro podem efetivamente liberar o cérebro das restrições físicas do corpo”, avaliam no artigo. “Os macacos exploram objetos com a mão virtual e adquirem um sexto sentido”, resume Nicolelis em sua página no Twitter.

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Com informações de: Ciência Hoje e G1.

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