Infinito, elétron e outras invenções

Baseamos os nossos argumentos no que podemos medir. E o que vem a ser a coisa real? Talvez nunca saibamos

OUTRO DIA, meu filho de quatro anos perguntou: "Pai, você pode contar até infinito?" "Não posso, filho, não ia acabar nunca". "Mas quanto é infinito menos três?" "É infinito também". "Mas como se escreve o número infinito?" "É um oito deitado." "Mas isso é um número, feito um ou dois?"

O infinito é mais uma ideia do que um número. É um conceito que criamos para representar sequências infindáveis de números, ou um ponto no espaço ou no tempo infinitamente distante da nossa posição ou do nosso momento presente.

O infinito não é algo a que chegamos; é algo sobre o qual pensamos.

Uma representação de nossas limitações, já que somos finitos no espaço e no tempo. Por outro lado, é também exemplo da nossa criatividade.

Mesmo que arredio, o infinito está por toda parte. Em cosmologia, dados atuais indicam que o Universo é infinito. Se andarmos numa direção e mantivermos a rota, jamais retornaremos ao ponto de partida. Se o universo fosse finito, feito a superfície de uma bola (em 3D), poderíamos circunavegá-lo, como o fez Fernão de Magalhães com a Terra (ou os que restaram de sua tripulação.)

Podemos ter certeza de que o universo é infinito? Não. Sabemos apenas que a porção do espaço que podemos medir, o que chamamos de horizonte -a distância percorrida pela luz em 13,7 bilhões de anos- é plana (ou quase). E uma geometria plana, como a superfície de uma mesa, estende-se ao infinito. Mas nossa certeza termina aí.

É possível que nossa porção plana do espaço faça parte de um universo curvo gigantesco. Se não temos acesso ao que há fora do horizonte, não temos certeza do que existe lá. Podemos apenas inferir.

E os pontos e linhas da geometria? Conceitos estranhos, também.

Um ponto marca uma posição no espaço, mas não ocupa espaço: seu volume é nulo. Uma linha, ligando dois pontos no espaço, não tem espessura. E é feita de pontos adjacentes. Coisas sem volume, lado a lado, fazem uma linha sem espessura!

Portanto, representamos coisas no espaço usando coisas que não existem no espaço, mais ideias do que coisas. Representações matemáticas, como quando desenhamos pontos num papel e os conectamos com linhas, mesmo que ilusórias, funcionam extraordinariamente bem. O real baseia-se no intangível.

Quando procuramos pelos menores pedaços de matéria, encontramos ideias semelhantes. Átomos são formados de elétrons, prótons e nêutrons. Prótons e nêutrons são formados de quarks. Portanto, dizemos assim que a matéria é feita de quarks e elétrons.

Será que quarks e elétrons são feitos de coisas ainda menores? Um elétron não é simplesmente uma bola de energia com carga negativa.

Um físico de partículas diria que um elétron não tem estrutura interna, que não há nada "lá dentro". Mas não podemos ter certeza.

Baseamos nossos argumentos no que podemos medir. Podemos tratar o elétron como uma partícula "pontual", com carga elétrica negativa, mas devemos lembrar que esta representação é uma aproximação da coisa real. E o que é essa coisa real? Talvez nunca saibamos. Como pontos e linhas, os elétrons e quarks são construções que usamos para representar como vemos o mundo.

Eles são como os vemos.

Ciência, fé e as três origens

A compreensão científica dos vários fenômenos da natureza deveria fortalecer a nossa espiritualidade

UMA EXCELENTE ILUSTRAÇÃO da intersecção entre a ciência e a religião ocorre quando refletimos sobre o que chamo de "as três origens": a do Universo, a da vida e a da mente.

Por milênios, mitos de criação de todas as partes do mundo vêm tecendo explicações para esses três grandes mistérios. No meu livro "A dança do Universo" (Ed. Companhia das Letras, 2006), explorei alguns dos temas míticos que reaparecem na ciência, em particular na cosmologia, no estudo do Universo.

Precisamos conhecer nossas origens. E, desde os primórdios, olhamos para os céus em busca de respostas. Hoje, sabemos que somos aglomerados de poeira estelar dotados de consciência. Para desvendar nossa misteriosa origem, precisamos saber de onde vieram as estrelas, como a matéria não viva se transformou em matéria viva e como essa virou matéria pensante.

Mitos de criação atribuem as três origens a forças sobrenaturais, capazes de realizar feitos que nos parecem impossíveis. Grande parte do conflito entre a religião e a ciência se deve à tensão entre esses dois modos antagônicos de explicação.

Qualquer entidade que, por definição, existe além das leis naturais está além da esfera da ciência.

Será que as três origens podem ser explicadas pela ciência, sem a interferência de entidades sobrenaturais? Em caso afirmativo, religiões baseadas em entidades que existem além das leis naturais teriam que sofrer revisões profundas.

Isso não significa que, caso a ciência venha a entender as três origens, não teremos mais uma conexão espiritual com a natureza. Pelo contrário, a compreensão dos fenômenos naturais, dos mais simples aos mais profundos, deveria apenas fortalecer nossa espiritualidade. A racionalidade e a espiritualidade são aspectos complementares.

Religiosos ou não, poucos resistem ao fascínio da criação. As perguntas que fazemos hoje foram já feitas há milênios de anos na savana africana, nas pirâmides do Egito, nas colinas do monte Olimpo e na selva amazônica. O que mudou foi a natureza da explicação.

A cosmologia nos mostra que o Universo surgiu há 13,7 bilhões de anos. Podemos reconstruir sua história a partir de um segundo após a criação -um grande feito do intelecto humano. Mas ainda não podemos ir até a origem. Podemos afirmar que todos os seres vivos na Terra, presentes e extintos, dividem um ancestral em comum, um ser unicelular que viveu em torno de 3,5 bilhões de anos atrás. Mas não entendemos a origem da vida em si e nem sabemos se a questão pode ser respondida de forma definitiva: talvez existam várias origens da vida.

Entendemos menos ainda o cérebro, esse fantástico aglomerado de cerca de 100 bilhões de neurônios que define quem somos. Porém, através da ressonância magnética, detectamos as atividades de grupos de neurônios que trabalham como numa orquestra sem maestro.

Se podemos ou não entender as três origens através da ciência é matéria para futuros ensaios. Precisamos destrinchar as questões relacionadas com a natureza e com os limites do conhecimento.

São as questões não respondidas que servem de motivação para os cientistas. O destino final importa menos do que o que aprendemos no meio do caminho.

http://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe2002201102.htm

Defendendo a ciência

Outros países educam seus jovens sobre a importância da ciência; no Brasil, há uma corrente contrária

PARECE NOTÍCIA VELHA, mas a ciência e o ensino da ciência continuam sob ataque. Por exemplo, uma busca na internet com as palavras "criacionismo", "escolas" e "Brasil" leva ao portal www.brasilescola.com. Lá, há um texto, de Rainer Sousa, da Equipe Brasil Escola, que discute a origem do homem.

O autor afirma que o assunto é "um amplo debate, no qual filosofia, religião e ciência entram em cena para construir diferentes concepções sobre a existência da vida".

No final, diz: "sendo um tema polêmico e inacabado, a origem do homem ainda será uma questão capaz de se desdobrar em outros debates. Cabe a cada um adotar, por critérios pessoais, a corrente explicativa que lhe parece plausível".

"Critérios pessoais" para decidir sobre a origem do homem? A religião como "corrente explicativa" sobre um tema científico, amplamente discutido e comprovado, dos fósseis à análise genética?

Como é possível essa afirmação de um educador, em pleno século 21, num portal que leva o nome do nosso país e se dedica ao ensino?

Existem inúmeros exemplos da tentativa, às vezes vitoriosa, da infiltração de noções criacionistas no currículo escolar. Claro, se o criacionismo fosse estudado como fenômeno cultural, não haveria qualquer problema. Mas alçá-lo ao nível de teoria científica deturpa o sentido do que é ciência e de seu ensino.

Um país que não sabe o que é ciência está condenado a retornar ao obscurantismo medieval. Enquanto outros países estão trabalhando para educar seus jovens sobre a importância da ciência, aqui vemos uma corrente contrária, que parece não perceber que a ciência e as suas aplicações tecnológicas determinam, em grande parte, o sucesso de uma nação.

Muitos dirão que são contra a ciência apenas quando ela vai de encontro à fé. Tomam antibióticos, mas rejeitam a teoria da evolução.

Se soubessem que o uso de antibióticos, que aumenta as chances de que os germes criem imunidade por mutações genéticas, é uma ilustração concreta da teoria da evolução, talvez mudassem de ideia. Ou não. Nem o melhor professor pode ensinar quem não quer aprender.

Os cientistas precisam se engajar mais e em maior número na causa da educação do público em geral.
Mas devemos ter cuidado em como apresentar a ciência, sem fazê-la dona da verdade. Devemos celebrar os seus feitos, mas ser francos sobre suas limitações e desafios (a teoria da evolução não é um deles!) Não devemos usar a ciência como arma contra a religião, pois estaríamos transformando-a numa religião também. Achados científicos são postos em dúvida e teorias "aceitas" são suplantadas.

Bem melhor é explicar que a ciência cria conhecimento por meio de um processo de tentativa e erro, baseado na verificação constante por grupos distintos que realizam experimentos para comprovar ou não as várias hipóteses propostas.

Teorias surgem quando as existentes não explicam novas descobertas. Existe drama e beleza nessa empreitada, na luta para compreender o mundo em que vivemos. Ignorar o que já sabemos é denegrir a história da civilização. O problema não é não saber. O problema é não querer saber. É aí que ignorância vira tragédia.

Rir é o melhor remédio

Se a depressão e a tristeza afetam o organismo, me parece razoável que o riso possa atuar a seu favor

OUTRO DIA, li na revista americana "New Yorker" um artigo sobre o "guru do riso" que anda atraindo milhões de pessoas. Não, não se trata de um comediante famoso, e sim de Madan Kataria, médico indiano de Mumbai que desenvolveu técnicas para induzir o riso nas pessoas.

Segundo Kataria, o riso faz bem, tanto à saúde física quanto à psicológica. Seu movimento vem se espalhando pelo mundo e atrai muitas celebridades. Recentemente, Kataria apareceu no palco dos estúdios da Sony Pictures, em Los Angeles, ao lado da atriz Goldie Hawn.

Quem entender um pouquinho de inglês pode ver vídeos do médico em ação em laughteryoga.org. Eu assisti e ri muito. Existe algo de contagioso no riso, mesmo quando começa forçado. E logo deixa de ser.
Será que o riso pode melhorar sua saúde? Quem não acredita que rir só faz bem (quando não é malicioso, claro)? Se não gostássemos de rir, comédias não existiriam. Arthur Koestler, em seu livro "O Ato da Criação", argumenta que humor e criatividade têm muito em comum.

Numa boa piada, existe uma ruptura lógica, um ponto em que a narrativa toma um rumo inesperado. É aí que rimos. Todo mundo sabe que piada explicada não é engraçada.

Koestler diz que esse ponto de ruptura surge na criação, quando uma visão nova e inesperada surge dos recessos do inconsciente. Sabemos muito pouco sobre criatividade e riso. As ideias de Koestler deveriam ser mais exploradas.

Vários estudos vêm tentando quantificar os benefícios médicos do riso. Se a depressão e a tristeza podem afetar negativamente o sistema imunológico, parece razoável que o riso possa ajudá-lo. Porém, de modo geral, os resultados desses estudos são contraditórios. Alguns dizem que o riso é mesmo bom para a saúde. Outros, que não faz diferença.

Talvez os resultados ambíguos venham do tamanho relativamente pequeno dos estudos, ou porque em alguns deles o riso é induzido a partir de comédias na TV, como "O Gordo e o Magro" e "Abbot & Costello".

O assunto é fascinante o suficiente para merecer estudos mais detalhados. Qual a diferença entre o riso dos humanos e o dos gorilas, que riem quando sentem cócegas? Será que rir de uma piada pode ser usado como teste de inteligência em computadores? Semana passada perguntei se máquinas podem se apaixonar. Será que podem rir? Ou melhor, ter senso de humor?

Robert Provine, neurocientista da Universidade de Maryland que realizou estudos baseados na observação de pessoas em situações sociais, escreveu: "A melhoria da saúde a partir do riso permanece uma meta inatingida, mesmo que extremamente desejável e viável". Existem muitos tipos de riso, alguns relacionados com a comunicação entre dois ou mais humanos, outros fisiológicos, quando sentimos cócegas.

Quando falei no assunto com leitores aqui nos EUA, recebi várias mensagens, algumas de pessoas com câncer, relatando como o bom humor faz com que se sintam melhor. Sei que quando olho para a minha estátua do "Buda Sorridente", me sinto bem. Talvez o nível de meus hormônios relacionados com o estresse decresçam um pouco. Mesmo que a ciência permaneça inconclusiva, vou tentar alguns exercícios de Kataria. Afinal, fora uma câimbra na barriga, mal não vai fazer.

Será que máquinas podem amar?

Qual o nível de sofisticação cognitiva necessário para uma criatura se apaixonar e sentir efetivamente o que é o amor?

FIM DE SEMANA passado, revi o clássico de ficção científica "Blade Runner: o caçador de androides", de 1982, baseado no livro de Philip Dick. O filme, dirigido por Ridley Scott e estrelado por Harrison Ford, passa-se em 2019, numa Los Angeles futurística. O enredo levanta questões sobre a relação homem e máquina que devem ser revisitadas. Pela perspectiva de 2011, a primeira coisa que notamos é como a visão de futuro do filme está errada.

Carros voam e Los Angeles, sob forte e constante chuva, está entupida de gente e sob noite eterna. Parece mais Xangai na hora do rush do que a ensolarada casa de Hollywood.

Todo mundo fuma, até os androides. Difícil entender porque alguém queira viver por lá. Mas o filme gira justamente em torno da vida: do desejo de se estar vivo.

O casamento da engenharia genética com a inteligência artificial atingiu um nível de sofisticação que hoje não passa de um sonho. Várias corporações produzem robôs/clones chamados replicantes. A Tyrell Corp., controlada pelo cientista Eldon Tyrell, tem como slogan "replicantes genéticos: mais humanos do que os humanos".

Mas os androides foram banidos da Terra e trabalham como escravos em colônias do sistema solar. O enredo revolve em torno de quatro replicantes perigosos, que escaparam e se escondem no caos da cidade.

Voltaram à procura de seu criador, Dr. Tyrell, para convencê-lo a aumentar seu tempo de vida, que é limitado a quatro anos. Máquinas tocadas pela vida querem viver mais: primeiro tema importante.

Enquanto isso, Dr. Tyrell desenvolveu um novo projeto: Rachael, uma replicante belíssima que não sabe se é humana ou máquina.

Tyrell implantou memórias em Rachael, usando a vida da sua sobrinha. Orgulhosa, Rachael mostra a foto de quando tinha seis anos, ao lado de sua "mãe". Quando você tem um passado, já não é mais um robô: outro tema importante.

Ford é um "blade runner", um destruidor de replicantes. Ele submete Rachael ao teste de Voigt-Kampff (fictício) que determina se uma criatura é humana ou não.

Mas os resultados são ambíguos. Temos o Teste de Turing, que tenta discernir entre humanos e computadores através de perguntas feitas em terminais. O assunto é controverso, mas algumas máquinas já conseguem enganar humanos.

No filme, os androides são inteligentes e belíssimos, quase deuses. Ford se apaixona por Rachael, e a ensina a "amá-lo" de volta. Ou iludi-lo que o ama. Qual o nível de sofisticação cognitiva necessário para uma criatura sentir amor?

Existem inúmeros exemplos na literatura de humanos que amam autômatos ou humanoides: Pigmalião se apaixona pela estátua que esculpiu; no conto de Hoffmann, Nathanael se apaixona pela autômata Olímpia; Geppetto e Pinóquio etc.

Muita gente já procura a companhia de robôs. No Japão, androides são criados para fazer companhia aos idosos solitários, crianças brincam com robôs e bonecas sexuais custam milhares de dólares.
Se as pessoas carentes se contentam com menos, enquanto robôs ficam cada vez mais "humanos", não é difícil antever futuras uniões entre humanos e máquinas. Mas quando, então, deixaremos de chamá-los de "máquinas"?

A essência da realidade física

Não há dúvida, a mecânica quântica tem mistérios. Mas é bom lembrar que ela é uma construção da mente humana

VIVEMOS NUM mundo quântico.

Talvez não seja óbvio, mas sob nossa experiência do real -contínua e ordenada- existe uma outra realidade, que obedece a regras bem diferentes. A questão é, então, como conectar as duas, isto é, como começar falando de coisas que sequer são "coisas" -no sentido de que não têm extensão espacial, como uma cadeira ou um carro- e chegar em cadeiras e carros.

Costumo usar a imagem da "praia vista à distância" para ilustrar a transição da realidade quântica até nosso dia a dia: de longe, a praia parece contínua. Mas de perto, vemos sua descontinuidade, a granularidade da areia. A imagem funciona até pegarmos um grão de areia. Não vemos sua essência quântica, porque cada grão é composto de trilhões de bilhões de átomos. Com esses números, um grão é um objeto "comum", ou "clássico".

Portanto, não enxergamos o que ocorre na essência da realidade física. Temos apenas nossos experimentos, e eles nos dão uma imagem incompleta do que ocorre.

A mecânica quântica (MQ) revolve em torno do Princípio de Incerteza (PI). Na prática, o PI impõe uma limitação fundamental no quanto podemos saber sobre as partículas que compõem o mundo. Isso não significa que a MQ é imprecisa; pelo contrário, é a teoria mais precisa que há, explicando resultados de experimentos ao nível atômico e sendo responsável pela tecnologia digital que define a sociedade moderna.

O problema com a MQ não é com o que sabemos sobre ela, mas com o que não sabemos. E, como muitos fenômenos quânticos desafiam nossa intuição, há uma certa tensão entre os físicos a respeito da sua interpretação. A MQ estabelece uma relação entre o observador e o que é observado que não existe no dia a dia. Uma mesa é uma mesa, independentemente de olharmos para ela. No mundo quântico, não podemos afirmar que um elétron existe até que um detector interaja com ele e determine sua energia ou posição.

Como definimos a realidade pelo que existe, a MQ parece determinar que o artefato que detecta é responsável por definir a realidade. E como ele é construído por nós, é a mente humana que determina a realidade.

Vemos aqui duas consequências disso. Primeiro, que a mente passa a ocupar uma posição central na concepção do real. Segundo, como o que medimos vem em termos de informação adquirida, informação passa a ser o arcabouço do que chamamos de realidade. Vários cientistas, sérios e menos sérios, veem aqui uma espécie de teleologia: se existimos num cosmo que foi capaz de gerar a mente humana, talvez o cosmo tenha por objetivo criar essas mentes: em outras palavras, o cosmo vira uma espécie de deus!

Temos que tomar muito cuidado com esse tipo de consideração. Primeiro, porque em praticamente toda a sua existência (13,7 bilhões de anos), não havia qualquer mente no cosmo. E, mesmo sem elas, as coisas progrediram perfeitamente. Segundo, porque a vida, especialmente a inteligente, é rara. Terceiro, porque a informação decorre do uso da razão para decodificar as propriedades da matéria. Atribuir a ela uma existência anterior à matéria, a meu ver, não faz sentido. Não há dúvida de que a MQ tem os seus mistérios.

Mas é bom lembrar que ela é uma construção da mente humana.

O instinto assassino (revisitado)

Se o medo é responsável pelo impulso assassino, o primeiro passo é a criação de meios para aliviá-lo

Volto hoje à questão levantada na semana passada, sobre o "instinto assassino". Argumentei, então, que a espécie humana tem muito trabalho pela frente até atingir um patamar que podemos chamar de altamente civilizado. Chamei nossa propensão a matar nossos semelhantes de "instinto assassino". Ponderando essa denominação e conversando com colegas e leitores, acredito que um melhor termo seja "impulso" assassino.

De fato, "instinto" é associado a um padrão de comportamento inato, responsável por certos estímulos que são inerentes à criatura e não aprendidos. De alguma forma, devido ao processo de seleção natural, esses instintos fazem parte do código de comportamento do animal. Vemos tartarugas bebês, assim que saem dos ovos, irem em direção ao oceano, vemos os incríveis rituais de sedução dos pássaros, vemos a construção de ninhos.

Predadores matam para sobreviver. Nenhum animal mata por matar. As exceções existem, mas são poucas. A razão é simples: matar requer muita energia. Basta ver a exaustão de um leopardo após perseguir uma gazela na estepe africana. Imagino que adorariam um rifle para evitar aquela correria toda. Mas acho improvável que matariam sem ter fome.

Os humanos são a exceção. Claro, também matamos para nos alimenta. Mas, sendo animais evoluídos, nós também matamos por diversas outras razões.

Matamos por sermos manipulados ou coagidos, como tantos em ditaduras brutais afirmam ("mate ou morra"), matamos por um senso de dever patriótico ou em nome da tribo ("tribo" aqui representa muitas possibilidades, de grupos religiosos a gangues), matamos para roubar o dinheiro de alguém ou até por "amor". Matamos, também, por sermos influenciados a tal ponto por ideologias que aqueles com valores diferentes são inimigos que devem ser eliminados.

Será que o ódio é uma emoção puramente humana? Mesmo que existam exemplos de animais que ajam com algo que se parece com ódio, somos os campeões. E por que isso?

Criamos e realizamos obras belíssimas, somos capazes de atos de profunda caridade e altruísmo. Porém, prisioneiros de uma prisão dialética, somos também seres capazes de assassinatos horrendos, cometidos sem qualquer remorso.

Se existe algo em comum no impulso assassino é que, em muitos casos, os que matam sentem-se ameaçados: por poderes que fogem ao seu controle, por ideologias que exploram sua vulnerabilidade, por provocadores que abusam de sua dignidade, por serem forçados a matar para integrar a "tribo". Até mesmo os psicopatas podem ter seus surtos alimentados por causas como essas.

Se o medo é, em grande parte, responsável pelo impulso assassino, o primeiro passo a dar é a criação de meios para aliviá-lo. Não existe uma solução simples, dado que as causas são tão diversas. No mínimo, devemos criar condições sociais para que as pessoas possam viver com dignidade, com menos medo. Buda, Jesus e Gandhi tinham uma mensagem que, em um ponto crucial, era a mesma: respeitem-se uns aos outros, tenham compaixão.

A manipulação de muitos por alguns com o objetivo de criar grupos ancorados no ódio e no medo só nos fará afundar ainda mais na nossa já profunda vergonha coletiva.