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Um mundo alienígena na Terra

2012-02-11T23:13:00.001-08:00

É possível haver vida nas profundezas do lago Vostok, na Rússia. Que criaturas seriam essas?

O espaço sideral não é a única fronteira. Existem outras aqui na Terra, em locais inóspitos e ainda inexplorados. São cada vez mais escassos, ao menos os que são acessíveis a pé, de barco ou por máquinas voadoras. Mas, felizmente, sobram os mundos subterrâneos, nas profundezas dos oceanos, em cavernas ainda não descobertas ou soterrados sob quilômetros de gelo. As possibilidades são enormes e prometem desafiar nossa imaginação.

Na semana passada, um time de cientistas russos anunciou ter chegado até a superfície do lago Vostok, na Antártida. O incrível é que esse lago de água puríssima, com aproximadamente 250 km de extensão e 50 km de largura, está a quase 4 km de profundidade, enterrado sob espessa camada de gelo.

Em 1983, nesse mesmo local, foi registrada a temperatura mais baixa na Terra, -89 graus Celsius. Realmente, um local bem diferente das nossas terras tropicais.

Foram quase três décadas de trabalho para as brocas dos russos chegarem até o lago. Eles só se aventuravam até o local no verão, o que limitava o tempo em que podiam perfurar o gelo. Usando 60 toneladas de querosene e outros fluidos, conseguiram finalmente alcançar seu objetivo (embora tenham provocado sérias dúvidas quanto ao impacto de seus métodos na qualidade da água do lago). Mesmo que tenha havido algum vazamento -os russos garantem que não-, o volume dos poluentes é pequeno se comparado ao volume do lago. E a enorme diferença de pressão, 360 vezes maior do que a pressão atmosférica (por isso que a água do lago permanece líquida, mesmo a -3 graus Celsius), fará com que a água suba imediatamente e congele novamente, selando a cavidade feita pela broca.

Existem outros 145 lagos submersos sob o gelo da Antártida, mas nenhum com as dimensões do Vostok.

Calcula-se que ele tenha ficado isolado durante 20 milhões de anos, criando um ambiente único: sem luz, sempre frio, supersaturado com oxigênio e outros gases. Trata-se de um mundo alienígena com o qual nunca tivemos contato.

É possível que existam formas de vida nesse ambiente inóspito. Nesse caso, elas poderiam fazer parte de um ecossistema diferente de qualquer outro, adaptadas a águas frias e escuras por milhões de anos.

Que criaturas seriam essas? Se alguma forma de vida existir por lá, ela se alimenta de fontes de energia alternativas. Isso porque poucos nutrientes estão disponíveis.

Porém, sabemos da incrível resiliência da vida na Terra. Há extremófilos nas profundezas de oceanos próximos a fumarolas vulcânicas e mesmo nas piscinas radioativas de reatores nucleares. Não me surpreenderia nada se algo fosse encontrado nas águas do lago Vostok (embora muito cuidado tenha que ser exercido para evitar a contaminação por bactérias vindas da superfície ou que existem no gelo).

O lago Vostok é o que temos de mais próximo na Terra dos oceanos subglaciais de Europa, um dos satélites de Júpiter. Lá, uma camada de gelo de quilômetros de espessura cobre um vasto oceano com volume ao menos duas vezes maior do que todos os oceanos da Terra.

Se houver algum tipo de vida no lago Vostok, é muito possível que exista vida em outros mundos da nossa vizinhança celeste.

O medo do fim e o sentido da vida

2012-02-05T20:20:00.000-08:00

Será que o medo do fim do mundo reflete um temor de termos desperdiçado a vida apenas em trivialidades?

Para um cientista que gosta do seu trabalho, a busca pelo conhecimento sobre o mundo natural é uma fonte constante de inspiração (e de transpiração!). Os cálculos, o equipamento nos laboratórios e nos observatórios e os computadores são as ferramentas que dão estrutura ao conteúdo do seu trabalho, da mesma forma que a tela, as tintas e o pincel dão estrutura à arte do pintor. Escrevo isso porque recentemente li um artigo em um blog da "Revista de Negócios de Harvard" ("Harvard Business Review") em que o autor, Umair Haque, pergunta o que traz sentido à vida.

No mesmo dia em que li o artigo de Haque, ouvi uma palestra de Anthony Aveni, uma autoridade mundial em arqueoastronomia, especialista nos maias. O tema tratava da famosa "previsão" de que no dia 21 de dezembro de 2012 o calendário Maia acaba e, com ele, o mundo.

Aveni demonstrou a falácia dessa história examinando a "evidência": uma simbologia que deve ser interpretada do mesmo modo que outros fins de calendário dos maias e de outras culturas.

Em termos de causas cósmicas, não há qualquer motivo para alarme. Alinhamentos planetários como o previsto para o fim do ano são irrelevantes e já ocorreram diversas vezes. Só como exemplo, as marés são causadas principalmente pela Lua e pelo Sol. O efeito de Vênus, o planeta mais próximo da Terra, sobre as marés é menor do que um milésimo de centímetro!

Mais interessante é a origem do medo apocalíptico e o modo como ele ocorre em diversas culturas. Isso já examinei no livro "O Fim da Terra e do Céu" (Cia das Letras, 2001). Aqui, voltamos ao ponto levantado por Haque. Será que o medo do fim reflete um temor de ter desperdiçado a vida? De que ao chegarmos ao fim da linha não teremos nada que nos fará olhar para trás com um senso de realização?

Haque foca seu artigo na busca por algo que dê sentido e valor à vida. Afirma que perdemos tempo demais com trivialidades e que, por isso, julgamos levar uma existência vazia. Deveríamos, sugere, investir mais em criar algo que sobreviva ao "teste do tempo". Para ele, o sentido da vida está no seu legado.

Somos criaturas limitadas pelo tempo, com um início e um fim. O medo do fim, ao menos em parte, vem da falta de controle sobre a passagem do tempo. Não sabemos quando o nosso fim pessoal chegará. Então tentamos manter nossa presença mesmo após não estarmos mais presentes fisicamente. Isso porque só deixaremos de existir quando formos esquecidos. (O que você sabe do seu tataravô ou de outro parente do passado distante?)

Não há nada de elitista nesse legado. Não precisa ser um Nobel, uma sinfonia ou um poema imortal. Ser devoto à família, criar uma receita que passa de geração em geração, melhorar a vida de alguém, inspirar estudantes, tudo dá sentido à vida. A dificuldade dessa discussão está na questão do valor. O que tem valor para mim pode não ter para você e vice-versa.

O que importa é o que se faz com a vida que se tem e não com a vida que um dia não vai existir mais. Se temos saúde, a coisa mais importante é a liberdade. Ser livre é poder escolher ao que se prender. Com apocalipse ou não, uma vida bem vivida será sempre curta demais.

Quem deve se ligar na ciência?

2012-01-29T04:14:00.001-08:00

Há uma distância cada vez maior entre a ciência que as pessoas consomem e a ciência que conhecem

Para muitos leitores da minha coluna, a pergunta do título tem uma resposta óbvia. Mas esse não é o caso da maioria das pessoas. Basta entrar em uma livraria e tentar encontrar a parte de ciência. Ou checar as listas dos livros mais vendidos da Folha ou de outras editoras. Claro, volta e meia um livro sobre ciência entra na lista e fica por lá durante um tempo. Mas, em geral, são títulos que combinam ciência e religião ou ciência e política. A mesma coisa acontece no caso dos documentários sobre ciência.

Ninguém espera que a população brasileira se ligue nas últimas descobertas da ciência como se liga em novelas ou no "Big Brother". Mas o que me preocupa é a distância cada vez maior entre a ciência que as pessoas consomem e a ciência que conhecem. Cada vez mais, a tecnologia se torna uma "caixa preta" em que celulares e GPSs não são tão diferentes de objetos mágicos, importados do mundo do Harry Potter. Isso sem incluir questões científicas mais fundamentais -como a origem do Universo ou a da vida -e seu impacto cultural, por extensão, na nossa visão de mundo.

Podemos separar os modos de interação da ciência com o público em duas vertentes principais. A primeira lida com os usos da ciência, suas aplicações tecnológicas na eletrônica, na medicina ou na exploração e no uso de diferentes formas de energia. A segunda lida com questões mais metafísicas como "origens" ou o fim do Universo ou o que existe dentro de um buraco negro.

Em ambos os casos, a educação tem um papel crucial: tanto formal, nas escolas em todos os níveis, quanto informal por meio de livros, documentários, palestras e jornais.

Algo curioso ocorreu a partir do início do século 20: quanto mais a ciência progrediu, mais ela se afastou dos fenômenos do dia a dia, tornando-se progressivamente mais abstrata e até mesmo bizarra.

Para uma pessoa do século 18, não há dúvida de que muitas descobertas foram estarrecedoras. Por exemplo, a descoberta de Urano e de centenas de nebulosas por William Herschel expandiram dramaticamente as dimensões do Cosmo. Mesmo assim, eram descobertas "palpáveis", que necessitavam de um telescópio que podia ainda ser montado num jardim -embora tivesse de ser bem poderoso.

No entanto, para se "ver" uma molécula de DNA ou um quasar a 5 bilhões de anos-luz são necessários instrumentos altamente especializados, fora do alcance de um cidadão comum. A distância entre os objetos e métodos da ciência e a maioria das pessoas só tende a aumentar. Talvez seja por isso que um leitor outro dia me disse que, para ele, acreditar em Deus ou no que os cientistas dizem sobre a teoria do Big Bang era a mesma coisa.

Algo similar acontece com o aquecimento global: sem evidências concretas e imediatas, as pessoas acham difícil "acreditar" no assunto -mesmo que ninguém precise acreditar em asserções científicas, apenas examinar a evidência disponível e chegar a uma conclusão.

Se mais cientistas se engajarem no ensino da ciência nas escolas e na sua popularização por meio da mídia, a distância entre as descobertas da ciência e a sua compreensão pelo público não especializado diminuirá. Cada vez mais, quem não se ligar na ciência ficará para trás.

Por que duvidam da evolução?

2012-01-22T01:46:00.001-08:00

Será que é tão ofensivo ter um ancestral em comum com outros primatas, como os chimpanzés?

Ao menos nos EUA, a evidência é indiscutível. Em uma pesquisa do grupo Gallup na véspera do aniversário de 200 anos do nascimento de Charles Darwin, no dia 12 de fevereiro de 2009, apenas 39% dos americanos responderam que "acreditam na teoria da evolução".

Não há dados semelhantes no Brasil, mas imagino que os números sejam semelhantes ou piores.

A mesma pesquisa relaciona o resultado com o nível educacional dos respondentes. Apenas 21% das pessoas com ensino médio completo ou menos acreditam na evolução. O número sobe para 53% nos graduados e 74% em quem tem pós-graduação.

Outra variável investigada foi a relação do resultado com frequência à igreja. Dos que acreditam em evolução, 24% vão a igreja semanalmente, 30% ao menos uma vez por mês e 55% nunca vão. Quanto mais crente, maior a desconfiança em relação à teoria de Darwin.

Por outro lado, a evidência em favor da evolução também é indiscutível. Ela está no registro fóssil, datado usando a emissão de partículas de núcleos atômicos radioativos. Rochas de erupções vulcânicas (ígneas) enterradas perto de um fóssil contêm material radioativo. O mais comum é o urânio-235, que decai em chumbo-207.

Analisando a razão entre o urânio-235 e o chumbo-207 numa amostra de rocha ígnea e sabendo a frequência com que o urânio emite partículas (em 704 milhões de anos, a quantidade de urânio numa amostra cai pela metade), cientistas obtêm uma medida bastante precisa da idade do fóssil. Por exemplo, os dinossauros desapareceram há 65 milhões de anos.

A evidência em favor da evolução aparece também na resistência que bactérias podem desenvolver contra antibióticos. Quanto mais se usam antibióticos, maior a chance de que mutações gerem bactérias resistentes. Esse tipo de adaptação por pressão seletiva pode ser investigado no laboratório, sujeitando populações de bactérias a certas drogas e monitorando modificações no seu código genético.

Posto isso, pergunto-me por que a evolução causa tanto problema para tanta gente. Será que é tão ofensivo assim termos tido um ancestral em comum com outros primatas, como os chimpanzés?

A nossa descendência é ainda muito mais dramática: se formos mais para o passado, todos os animais que existem descenderam de um único ancestral, o Último Ancestral Universal Comum (na sigla Luca, em inglês), que provavelmente era um ser unicelular.

Essa desconfiança do conhecimento científico é muito estranha, dada a nossa dependência dele no século 21. (De onde vêm os antibióticos e iPhones?) O problema parece estar ligado ao Deus-dos-Vãos, a noção de que quanto mais aprendemos sobre o mundo, menos Deus é necessário. Os que interpretam a Bíblia literalmente veem nisso uma perda de rumo. Se Deus não criou Adão e Eva e se não nos tornamos mortais após a "queda do Paraíso", como lidar com a morte?

Uma teologia que insiste em contrapor a fé ao conhecimento científico só leva a um maior obscurantismo. Mesmo que não acredite em Deus, imagino que existam outras formas de encontrar Deus ou outros caminhos em busca de uma espiritualidade maior na vida.

Antes do Big Bang

2012-01-15T00:41:00.000-08:00

Voltando no tempo, as galáxias se apertam, o calor aumenta e a matéria se dissocia em partículas

Como escreveu Milan Kundera, "as únicas perguntas sérias são aquelas que até uma criança pode fazer". Dentro desse espírito, hoje olharemos para algumas dessas perguntas sobre o Universo.

O modelo do Big Bang usa observações para concluir que o Universo originou-se há 13,7 bilhões de anos e que vem se expandindo e esfriando desde então. Essa afirmação não é uma crença. Ela se baseia em evidências concretas. O princípio da ciência é "ver para crer" e não vice-versa.

Sabemos que o Universo está em expansão pois, ao medirmos a luz de galáxias distantes, vemos que ela é desviada em direção a maiores comprimentos de onda, como prevê o efeito Doppler. Imaginando a luz como uma onda (ou o fole de um acordeão), a expansão implica na maior separação entre os picos, causando mudanças na luz que é medida na Terra.

Essa expansão é uma dilatação do próprio espaço. Galáxias não são como os detritos de uma bomba que explodiu. Caso fossem, o Universo teria um centro onde tudo começou. Pelo contrário, todos os pontos no Cosmo são importantes, como na superfície de uma bola.

Imaginando as galáxias como moedas coladas à bola, quando ela infla, um observador em uma galáxia verá todas as outras afastando-se dele. Mas outros observadores em outras galáxias verão a mesma coisa: nenhum é mais central que os outros. Nosso Universo é assim, mas em três dimensões (a superfície da bola tem duas dimensões).

Mas se o Universo está se expandindo, o que há do lado de fora?

A confusão vem de vermos a expansão cósmica como uma bola imersa no espaço à sua volta. Vendo a superfície da bola como um Universo em duas dimensões, tudo o que existe é a superfície e nada mais: a bola infla e crescem as distâncias entre as moedas (as galáxias). Nada existe, ou precisa existir, do "lado de fora". O espaço nasce e cresce com a expansão.

A coisa é mais sutil pois, devido à velocidade da luz, só podemos ver até uma certa distância. Nosso "horizonte" chega a uns 42 bilhões de anos-luz, distância percorrida pela luz em 13,7 bilhões de anos. (Seriam 13,7 bilhões de anos-luz se o Universo não estivesse em expansão, mas a luz pega carona com a dilatação do espaço e viaja três vezes mais longe.) Portanto, pode haver bastante espaço "lá fora", além do horizonte, também em expansão.

Porém, ao voltarmos no tempo, a "bola" fica menor e as galáxias se apertam. O calor aumenta e a matéria se dissocia em seus constituintes básicos: de moléculas a átomos e, depois, outras partículas. Rapidamente, chegamos a uma época em que as energias estão além do que podemos testar em laboratório.

O que ocorreu no começo? Há duas escolas: uma afirma que o Universo, como uma bolha em uma sopa fervendo, surgiu de uma flutuação submicroscópica, e que só então, quando a energia dessa bolha espacial transformou-se em matéria, o tempo começou. Não existia um "antes" pois não existia mudança alguma para ser quantificada.

Outra diz que o Universo é parte de um multiverso eterno, entidade em que todos os universos possíveis coexistem. O fascinante é que essa hipótese pode até ser verdadeira. Mas não sabemos como testá-la.

Uma bolha no tempo

2012-01-08T04:22:00.000-08:00

Cientistas criaram um intervalo de tempo em que as coisas ocorrem sem serem vistas

Os melhores mágicos são aqueles que conseguem realizar os feitos mais improváveis, que parecem violar as leis da natureza: o truque do desaparecimento, de serrar alguém ao meio, de parecer adivinhar que carta você escolhe, de tirar um coelho da cartola... A mágica da mágica está justamente em ludibriar a nossa percepção do real, fazendo o impossível parecer possível.

Pois bem, nesta semana, cientistas da Universidade de Cornell, nos EUA, anunciaram um feito que parece ludibriar as leis da natureza: criaram uma "bolha no tempo", um intervalo de tempo em que coisas ocorrem sem que sejam detectadas por um observador externo.

Como diz o ditado, "ver para crer" forma a base da nossa percepção. Recebemos informação através de pulsos de luz que chegam aos nossos olhos, refletidos do objeto que observamos. Se o objeto está em movimento, esses pulsos vão mudando com o tempo. Para não vermos que algo ocorreu, "basta" não recebermos luz vinda do objeto.

A experiência envolve pulsos de luz viajando em fibras óticas modificadas. Fibras óticas são essencialmente tubos de vidro por onde a luz, por exemplo na forma de raios laser, pode viajar. Como sabemos, essas fibras revolucionaram as telecomunicações pois têm perdas muito menor de sinal do que meios mais comuns, como cabos de cobre.

Os cientistas enviaram um pulso de laser por uma fibra desenhada para dispersar ou colimar luz de forma controlada. Um pulso de laser é uma onda de luz pura, com apenas uma frequência. A certa altura na fibra, o pulso de laser sofre interferência de outro pulso que muda a luz de uma para várias frequências.

Esse pulso combinado entra então numa parte da fibra onde pulsos com frequências diferentes viajam com velocidades diferentes, com o azul indo mais rápido do que o vermelho. Com isso, as duas cores são separadas até que, entre elas, existe um espaço onde não há luz alguma. Esse intervalo de escuridão total, com um centímetro de comprimento e duração de 50 trilionésimos de segundo, é interpretado como uma bolha no tempo. O que ocorre nela não pode ser visto.

Para se certificar de que a bolha era real, os cientistas fizeram um pulso de luz passar pelo local onde a bolha foi criada. Em geral, a interferência entre os dois pulsos acusaria a existência do pulso dentro da bolha. Mas quando o pulso enviado foi examinado após passar pela região da bolha, nada havia mudado.

Mesmo que o intervalo de tempo tenha sido muito curto, "curto demais para alguém roubar um quadro num museu", brincou Moti Fridman, que trabalhou no experimento, o feito demonstra que "invisibilidade" pode ocorrer tanto no espaço quanto no tempo.

Uma analogia seria a seguinte: um trem com 40 carros viaja na sua direção. Você vê um motociclista querendo atravessar os trilhos do trem. Sem que você saiba, os carros de número 20 e 21 se soltam, criando um espaço entre eles. O motociclista aproveita a brecha e atravessa antes dos carros se juntarem novamente. Você vê apenas o motociclista já do outro lado do trem. "Será que vi um fantasma?", você poderia se perguntar. Não... Foi apenas uma manipulação sensacional das propriedades da luz, um exemplo da mágica da ciência.

2012-01-01T04:23:00.000-08:00

Um ano que promete

Descobertas sobre energia escura e sobre a esquiva 'partícula de Deus' podem vir no ano que começa

foi um ano curioso para a ciência, em particular para a física.

O Nobel foi dado aos três astrônomos que descobriram a misteriosa energia escura, responsável pela aceleração do Universo.

Físicos do acelerador de partículas LHC (Grande Colisor de Hádrons, em inglês) caçaram implacavelmente o esquivo bóson de Higgs, conhecido como a "partícula de Deus", ainda sem sucesso.

E, ainda mais estranho, cientistas do laboratório italiano de Gran Sasso afirmaram ter encontrado partículas chamadas neutrinos capazes de viajar mais rápido do que a luz, algo que, em princípio, vai contra a premissa da teoria da relatividade de Einstein.

A energia escura é um dos grandes mistérios da ciência moderna. Confesso que, quando as primeiras observações foram apresentadas em 1998, duvidei que fosse possível. Como explicar que uma espécie de fluido (não líquido, claro) permeia o Universo e dita com que velocidade ele se expande?

A ideia de que algo preenche todo o espaço é muito antiga, já popular com o éter dos gregos. A energia escura é o éter moderno. Só que, ao contrário do éter da Antiguidade, que não existe, a energia escura foi comprovada de diversas formas diferentes, que mostram que ela contribui com cerca de 73% do total de matéria e energia no Cosmos.

Em dezembro, cientistas trabalhando no Cern, centro europeu que é a casa do LHC, divulgaram os resultados de um ano de coleta de dados. O Higgs continua arredio, se bem que temos agora limites firmes para a sua massa, ao menos nas teorias mais simples que postulam a sua existência. Se existir, deverá ter uma massa entre 115 vezes e 130 vezes maior que a de um próton. Até o final de 2012, é muito provável que tenhamos uma resposta.

Existem várias possibilidades: o Higgs pode existir, como previsto, e será encontrado neste ano; pode existir, mas com uma massa bem maior do que a que o LHC pode encontrar; ou, claro, pode não existir.

De qualquer forma, seria muito estranho se nada fosse encontrado na margem de massa esperada. Caso isso ocorra, saberemos que o Modelo Padrão, a teoria-mestra da física de partículas, está mesmo incompleto. Isso apresentará tanto um desafio quanto um problema para a física de partículas: se os resultados do LHC puxarem a massa do Higgs para muito mais alto, não poderemos continuar essa busca com as tecnologias atuais.

Isso poderia levar a física de aceleradores a um hiato. Muitas teorias permaneceriam sem ser testadas. E teorias sem experimentos são cegas.

Quanto ao neutrino superveloz, a esperança é a de que cientistas no acelerador americano Fermilab possam recalibrar seus experimentos para confirmar ou refutar os resultados do laboratório de Gran Sasso.

Isso é imprescindível para que o achado ganhe credibilidade; em ciência, grandes descobertas precisam ser confirmadas em laboratórios diferentes. De minha parte, acho pouco provável que o resultado vingue. Mesmo se vingar, a teoria da relatividade continuará válida, visto que foi confirmada inúmeras vezes (por exemplo, a cada vez que você usa o seu GPS). Teria apenas de ser emendada. Mas, para isso, temos de esperar os resultados. Pois quem decide é a Natureza.

Quando mito e ciência se encontram

2011-12-25T04:25:00.000-08:00

Muito do que é narrado nas tradições religiosas, como a estrela de Belém, é inspirado por eventos reais

No seu belíssimo "A Adoração dos Magos", o pintor renascentista italiano Giotto di Bondone reproduz a icônica visita dos reis magos à manjedoura onde está o bebê Jesus. Acima, vemos a estrela de Belém, representada como um cometa dourado. Giotto observou o cometa de Halley em 1301, o que influenciou sua obra de 1304.

O que ele não sabia é que o cometa havia aparecido também em 12 a.C.. A conexão que Giotto fez entre o cometa e a famosa estrela foi criticada por muitos, incluindo São Tomás de Aquino. (Quem estiver interessado em visões astronômicas de fim de mundo consulte o meu livro "O Fim da Terra e do Céu"). Cometas não brilham durante o dia, ele argumentou; fora isso, cometas são um mau agouro: "No sétimo dia todas as estrelas, tanto planetas quanto estrelas fixas, cairão dos céus com caudas em fogo, como cometas", escreveu.

A crença de que fenômenos celestes têm significado profético integra inúmeras culturas. Os céus, sendo a morada dos deuses (ou de Deus), espelham as intenções divinas, sejam elas boas ou más.

O grande astrônomo alemão Johannes Kepler, tentando justificar o evento bíblico em termos astronômicos, mostrou que Júpiter e Saturno sofreram três conjunções (estavam perto um do outro) no ano 7 a.C.. Ele imaginou que essas conjunções criassem uma nova, que seria o nascimento de uma estrela. (Hoje sabemos que o fenômeno nova ocorre quando uma estrela do tipo anã branca suga matéria de uma companheira a ponto de acumulá-la sobre sua superfície em altas densidades. O hidrogênio acumulado funde-se em hélio, criando uma nova, que brilha de 20 a cem dias).

Várias tentativas já foram feitas para se associar a estrela de Belém a um evento astronômico, nenhuma ainda conclusiva, se bem que muitas são sugestivas. Isso não tira a importância mítica do evento bíblico, mas mostra que muito do que é narrado nas tradições culturais e religiosas da humanidade é inspirado por eventos reais.

Outro exemplo curioso é o das renas voadoras, cuja origem já foi ligada aos efeitos de um cogumelo alucinógeno (capaz de causar delírios), o Amanita muscaria, que era, e presumivelmente ainda é, consumido em rituais xamânicos na Lapônia e em certas regiões da Sibéria. O cogumelo tem o aspecto que vemos nos contos de fada, vermelho com bolinhas brancas, e aparece frequentemente em lendas de várias culturas europeias. Entre os seus vários apelidos, meu favorito é "ovolo matto" (ovo louco), da região italiana de Trentino.

O etnobotânico Jonathan Ott chegou a especular que as cores do cogumelo inspiraram as da roupa do Papai Noel e que as renas davam a impressão de voar após ingerir o cogumelo e agir de forma descontrolada. Ou talvez os pastores e caçadores da Lapônia viam tais coisas após ingerir o cogumelo.

A cultura popular-religiosa ou não-é um rico repositório de experiências e narrativas, muitas vezes inspirada pelo que as pessoas veem (ou pensam que veem) e sentem (ou pensam que sentem). Se a ciência pode iluminar a origem dessas histórias, isso só adiciona à sua magia. Neste ano, pendurei um Amanita muscaria na árvore de Natal. A estrela, claro, já está no topo.

As quatro eras da astrobiologia

2011-12-18T10:25:00.000-08:00

Somos já relacionados com outros seres extraterrestres, caso eles existam; toda vida vem da mesma fonte

Domingo passado, dei a palestra inaugural na Escola Avançada de Astrobiologia de São Paulo, um evento que reuniu cientistas de ponta e alunos de pós-graduação dos quatro cantos do planeta. Minha tarefa era ligar a cosmologia, que estuda a origem e a evolução do Universo, à astrobiologia, que se ocupa da origem da vida na Terra e da possibilidade de vida extraterrestre.

Como ponto de partida, é bom lembrar que nós, e qualquer outro tipo de vida que por acaso exista no Cosmo, somos produto da mesma física e química. Nisso, somos já relacionados com outros seres extraterrestres, caso existam. Toda vida vem da mesma fonte.

As criaturas vivas são aglomerados de moléculas capazes de criar cópias de si mesmos.

Como moléculas são coleções de átomos, e átomos são feitos de prótons, nêutrons e elétrons, a vida precisa, como ingredientes essenciais, das partículas de matéria que preenchem o Cosmo.

A primeira era foi, portanto, a era física, começando com a origem do Universo e se estendendo até a formação das primeiras estrelas algumas centenas de anos após o Big Bang. Foi nessa era que surgiram os elétrons, prótons e nêutrons que, primeiro, formaram os núcleos atômicos mais leves, isótopos de hidrogênio, de hélio e de lítio. Em torno de 400 mil anos após o Big Bang, prótons e elétrons combinaram-se para formar átomos de hidrogênio, os mais simples e abundantes do Universo. Esse átomos aglomeraram-se em nuvens gigantescas que, com a ajuda da gravidade, formaram as primeiras estrelas: enormes e de curta vida. Esses monstros estelares explodiram com tremenda violência, gerando os átomos que preenchem a Tabela Periódica, o carbono, o oxigênio, o nitrogênio e os outros ingredientes de todos os seres vivos. Aqui se inicia a segunda era, a era química.

Esses átomos espalharam-se pelo espaço interestelar, semeando as galáxias nascentes que, já no segundo bilhão de anos após o Big Bang, encheram o Cosmo. Nessas galáxias, o mesmo processo de vida e morte das estrelas foi se repetindo, e mais elementos químicos foram forjados. Junto a elas, nasceram planetas e suas luas. A diversidade de mundos é espantosa, cada qual semeado com sua dose de elementos químicos. Naqueles onde existe água líquida e uma química complexa, a vida pode ter surgido. Começou aqui a terceira era, a era biológica.

Sabemos que, em torno de 3,8 bilhões de anos atrás, a vida surgiu aqui na Terra, composta dos restos de estrelas que explodiram em nossa vizinhança cósmica. Possivelmente, ela surgiu também em outros lugares, tanto antes quanto depois de ter surgido aqui. A quarta era, que chamo de era cognitiva, é bem mais recente, começando há menos de meio milhão de anos na Terra. Pode ter começado um ou dois bilhões de anos antes daqui, mas não muito mais do que isso. A vida demora a evoluir de seres unicelulares a seres multicelulares e, destes, a seres inteligentes, se é que o faz. A diversidade da vida em um planeta depende de sua história. A vida que encontramos aqui só existe aqui. Mesmo se a vida for de fato comum no Cosmo, é pouco provável que a vida inteligente o seja. Deste modo, somos únicos no universo.

A 'partícula de deus' continua arredia

2011-12-04T10:26:00.000-08:00

O bóson de Higgs é o elo perdido do modelo que descreve tudo o que sabemos sobre a matéria

A cada dia, aumentam as expectativas de que algo precisa acontecer no LHC (do inglês Large Hadron Collider, Grande Colisor de Hádrons), o gigantesco acelerador de partículas do Cern (Organização Europeia de Pesquisa Nuclear). Desenhado para encontrar, principalmente, uma partícula chamada "Higgs", em homenagem ao físico inglês Peter Higgs, que propôs sua existência, até o momento os experimentos não têm nada a mostrar.

Pelo contrário, os resultados parecem delimitar a massa da hipotética partícula a valores que contrariam muitos cálculos. Talvez a constituição da matéria seja mais estranha do que suspeitamos.

É conveniente falar da massa de partículas pesadas em unidades da massa do próton, o integrante principal do núcleo de todos os átomos. O limite atual da massa da partícula Higgs, anunciado no dia 18 de novembro passado, é menor do que a de 141 prótons, provavelmente em torno de 120 prótons. Se a Higgs existir, claro. Porque devemos sempre lembrar que físicos não ditam como funciona a natureza.

Uma partícula como Higgs ajudaria a compreensão de como outras partículas (como quarks e elétrons) têm as massas que têm, mas não significa que a Higgs existe.

Mas antes de continuarmos, um pequeno aparte sobre esse estranho apelido, "partícula de deus". Claro que uma partícula de matéria não tem nada a ver com Deus. "A Partícula de Deus" é o título do livro do prêmio Nobel Leon Lederman, diretor do laboratório americano Fermilab quando fiz meu pós-doutorado lá. O título foi sugerido pelo seu editor, que não gostou do título que ele havia proposto. Lederman queria chamar o livro de "The God Damned Particle" ("maldita partícula") porque ninguém consegue encontrá-la. Mas o editor achou que "The God Particle" venderia muito mais. Acho que ele tinha razão.

A Higgs é o elo perdido do Modelo Padrão, um conjunto de resultados que descrevem em detalhe tudo o que sabemos sobre as partículas que compõem a matéria e suas interações. Ele é um triunfo da física do século 20, reunindo décadas de grandes descobertas experimentais e teóricas. Sua precisão é tamanha ao descrever como as partículas interagem entre si que ninguém, ou quase ninguém, duvidava de que a Higgs, ou algo como ela, seria encontrada. A realidade, entretanto, é outra: não só a Higgs não apareceu, como, se existir, terá uma massa que não seria a mais "natural".

A busca por uma partícula tão elusiva é um excelente modelo de como a ciência funciona. Uma hipótese é proposta, prevendo a existência de uma nova entidade natural. Cálculos detalhados são feitos, tentando isolar as propriedades dessa entidade hipotética. Experimentos são montados para testar a hipótese, ou seja, para tentar encontrar a possível nova entidade. Em caso afirmativo, ótimo. Em caso negativo, há duas alternativas: ou a entidade não existe ou a hipótese deve ser refinada. Esse refinamento gera novas hipóteses que também precisam ser testadas.

Esse processo eventualmente leva a novas explicações de como a natureza funciona. Um resultado negativo muitas vezes abre caminhos inesperados, ampliando nosso conhecimento do Universo. Em ciência, crise leva ao novo.

O vazamento

2011-11-27T10:27:00.000-08:00

Toda exploração nos limites do conhecimento envolve riscos enormes. A do pré-sal não será diferente

Aconteceu o primeiro desastre sério da história recente da exploração petrolífera da costa do Rio. Cheguei aqui nesta semana e fiquei horrorizado com as manchetes sobre o vazamento de óleo no campo de Frade, em poço explorado pela Chevron na bacia de Campos, a 370 quilômetros do continente.

O vazamento ocorre a uma profundidade de 1,2 km e, até quarta-feira, havia liberado, segundo a empresa, em torno de 2.500 barris após 15 dias. Existem disparidades entre o que a ANP (Agência Nacional de Petróleo), os observadores da ONG SkyTruth e os porta-vozes da Chevron andam dizendo.

Segundo a SkyTruth, o vazamento foi de cerca de 15 mil barris, muito superior ao declarado pela companhia. Enquanto a Chevron diz ter engajado 18 navios em rodízio para a limpeza da região, a Polícia Federal do Rio diz que havia apenas um. Para piorar, a empresa contratada para perfurar o poço, a Transocean, é a mesma que operava a plataforma Deepwater Horizon, responsável pelo maior vazamento da história americana, no golfo do México, no ano passado.

Consequentemente, a ANP suspendeu as atividades da Chevron no Brasil e negou à companhia a possibilidade de perfurar novo poço para explorar a camada do pré-sal. Com uma reserva estimada em 50 milhões de barris, o pré-sal é uma das maiores descobertas dos últimos 30 anos. Não é coincidência que, quando voo para o Rio hoje, noto que uma fração razoável dos passageiros trabalham para a indústria petrolífera e suas subsidiárias.

Com o aumento da população mundial e, consequentemente, do consumo de petróleo e seus derivados, fica cada vez mais difícil achar reservas de fácil exploração. Mas o pré-sal realmente bate todos os recordes. Com profundidade de 6 a 7 quilômetros da superfície e passando por uma camada de sal com espessura variando de 200 metros a 2 quilômetros, a extração será extremamente difícil, desafiando a tecnologia atual.

Desde que ouvi falar do pré-sal pela primeira vez, tenho tido pesadelos sobre a possibilidade concreta de desastres ecológicos de dimensões catastróficas, capazes de comprometer a costa do Brasil desde o Espirito Santo até Santa Catarina.

Ouvimos muito sobre a euforia da descoberta e sobre como é viável a extração do petróleo sob essas condições complicadas, mas muito pouco sobre medidas tomadas caso vazamentos ocorram, o que me parece inevitável. Toda exploração nos limites do conhecimento envolve riscos enormes. O pré-sal não será uma exceção para esse fato.

Enquanto outras economias debatem como ir além do uso de combustíveis fósseis, o Brasil, com sua vasta rede hidrelétrica e potencial solar e eólico, parece estar querendo ir para trás. Claro que todos querem os royalties que vêm da exploração do petróleo, sempre com a visão do lucro a curto prazo. Mas acidentes como esse, no campo de Frade, mostram os perigos da exploração desenfreada e sem medidas rígidas de controle.

O pré-sal pode vir a ser a galinha dos ovos de ouro do Brasil. Vale lembrar que, na fábula de Esopo, o dono da galinha, ganancioso e impaciente, acaba por matá-la para pegar os ovos que acreditava ter no ventre. E acaba sem nenhum.

O cérebro determina o que é real?

2011-11-13T10:28:00.000-08:00

Estamos cercados de radiação eletromagnética que não vemos. O essencial é invisível aos olhos

Para que eu esteja escrevendo estas palavras, uma coreografia desconhecida organiza a ação coletiva de milhões de neurônios no meu cérebro: ideias emergem e são expressas em palavras, que datilografo no meu laptop graças à coordenação detalhada dos meus olhos e músculos. Algo está no comando, uma entidade que chamamos de "mente".

Segundo a neurociência moderna, nossa percepção do mundo é sintetizada em regiões diferentes do cérebro. O que chamamos corriqueiramente de "realidade" resulta da soma integrada de incontáveis estímulos coletados pelos cinco sentidos, captados no mundo exterior e transportados para nossas cabeças pelo sistema nervoso.

A cognição, a experiência concreta de existirmos aqui e agora, é uma fabricação de incontáveis reações químicas fluindo por bilhões de conexões sinápticas entre neurônios.

Eu sou e você é uma rede eletroquímica autossustentável, que se define através de sua atuação na malha de células biológicas que constituem o nosso corpo. Mas somos muito mais do que isso.

Somos todos diferentes, mesmo se feitos da mesma matéria-prima. A ciência moderna destituiu o velho dualismo cartesiano de matéria e alma em favor de um materialismo estrito. Hoje, afirmamos que o teatro do ser ocorre no cérebro e que o cérebro é uma rede de neurônios que se acendem e apagam como luzes numa árvore de Natal.

Ainda não temos ideia de como essa coreografia neuronal engendra a nossa sensação de existirmos como indivíduos. Vivemos nossas vidas convencidos de que a separação entre nós e o mundo à nossa volta é clara. Precisamos dela para construir uma visão objetiva da realidade que nos cerca.
No entanto, nossa percepção dessa realidade, na qual baseamos nossa sensação de existir como indivíduos, está longe de ser completa. Nossos sentidos capturam apenas uma pequena fração do que realmente ocorre à nossa volta. Trilhões de neutrinos vindos do coração do Sol atravessam nossos corpos a cada segundo.

Estamos cercados por radiação eletromagnética de todos os tipos-ondas de rádio, infravermelha, micro-ondas-sem nos dar conta disso. Sons escapam da nossa audição, grãos microscópicos de poeira e bactérias são invisíveis aos nossos olhos. Como disse a raposa ao Pequeno Príncipe: "O essencial é invisível aos olhos".

Nossos instrumentos em muito ampliam nossa visão, permitindo-nos "ver" o que escapa aos nossos sentidos. Mas a tecnologia tem limites, mesmo que esteja sempre avançando. Portanto, uma grande fração do que ocorre escapa e escapará à nossa detecção. O que sabemos sobre o mundo depende do que podemos medir e detectar.

Quem, então, pode determinar que sua sensação do real é a verdadeira? O indivíduo que percebe a realidade apenas com os sentidos? Ou o que amplifica sua visão com instrumentos diversos?

Obviamente, essas pessoas verão coisas diferentes. Se compararem o que chamam de realidade material, o conjunto das coisas que existem à sua volta, irão discordar completamente. Qual dos dois está certo? Eu proponho que nenhum está. Mas vamos ter de continuar essa conversa na semana que vem.

O que é o espaço?

2011-11-06T10:29:00.000-08:00

O espaço vazio não existe: há um vácuo de flutuações de energia capazes de criar partículas de matéria

DE VEZ em quando é bom parar e refletir sobre coisas que pensamos ser triviais. Com frequência, descobrimos que o que tomamos como simples é bem mais complicado do que parece. Esse é o caso do conceito de espaço na física e na matemática.

Todo mundo tem uma noção intuitiva de espaço: é o que separa as coisas. Sem ele, tudo estaria embolado no mesmo lugar. Portanto, de acordo com essa definição, para entender o que é espaço implicitamente precisamos de outros objetos.

Obviamente, é difícil compreender o que é o espaço vazio, já que nesse caso não existem objetos distantes entre si. Mas conhecemos intuitivamente o seu significado: uma região sem qualquer matéria. Ou seja, para definirmos espaço, vazio ou não, precisamos de matéria.

Na matemática, espaço é uma construção abstrata, uma invenção para definir distâncias entre dois ou mais pontos ou entre dois ou mais objetos. É importante lembrar que espaço é uma invenção e que não tem, a princípio, uma existência física. Espaço não é uma coisa. Ou é?

Na física moderna, a história fica mais complicada e bem mais interessante. Para Newton, o criador das leis da mecânica e da gravidade, o espaço é uma espécie de palco onde se desdobra o drama da natureza. Os fenômenos ocorrem sem afetar o palco, que está lá apenas para permitir que objetos interajam entre si. Por exemplo, o Sol e a Terra ou você e uma cadeira. Com Einstein e a relatividade, tudo muda.

Einstein mostrou que o espaço não é inerte: ele responde à presença de matéria, sendo uma entidade plástica e não rígida como supôs Newton. Quando, no final do século 17, Newton explicou a atração gravitacional entre dois corpos, imaginou o espaço entre eles como sendo irrelevante. O que importava era a massa dos corpos e a distância entre eles. Para Newton, a gravidade age através do espaço, uma influência um tanto misteriosa que atua à distância: o Sol não precisa tocar na Terra para influenciá-la.

Einstein mudou isso, sugerindo que o espaço em torno de objetos é distorcido em proporção à sua massa e densidade. Quanto mais denso um corpo, maior sua atração gravitacional e maior a distorção que causa no espaço à sua volta. Para Einstein, o espaço deixou de ser apenas palco e virou ator também.

Mas mesmo para Einstein o espaço vazio ainda seria o espaço sem qualquer objeto material e, portanto, com geometria plana. Com a física quântica, houve uma nova mudança na compreensão do que seria o "vazio". No mundo dos átomos e das partículas subatômicas, tudo existe num estado de agitação constante: um elétron nunca para no mesmo lugar. Portanto, sempre haverá algum movimento.

Existe uma probabilidade de que mesmo no espaço vazio, uma flutuação de energia possa criar partículas de matéria. A física quântica permite uma violação temporária da conservação de energia.

Partículas podem aparecer do espaço vazio (ou vácuo), contanto que se desintegrem outra vez, numa dança constante de criação e destruição.

Ou seja, de acordo com a física quântica, o espaço vazio não existe. Há um vácuo pleno de flutuações de energia capazes de criar partículas de matéria, mesmo que por apenas alguns instantes. O espaço vira uma coisa que pode criar.

Dexter entre a ciência e a religião

2011-10-30T10:29:00.000-07:00

Na série de TV, um mata em nome de Deus, e o outro, em nome da sua justiça pessoal; ambos estão errados

Imagino que muitos de vocês conheçam a popular série da Showtime chamada "Dexter", agora no seu sexto ano. Se não conhecem, não tem problema: aqui vai um resumo.

Imagine um assassino justiceiro, que mata apenas os criminosos. Na série, Dexter Morgan, representado pelo ator Michael Hall, é adorável, boa gente e trabalha como analista para a polícia de Miami. Sua especialidade é explorar os traços de sangue no local do crime, buscando pistas que levem ao assassino. Ele só mata suas vítimas após conferir que, de fato, são culpadas. O interessante da série é que você acaba torcendo por um assassino que ignora o sistema penal. Sua lógica é: quem assassina uma pessoa inocente merece morrer. Ponto.

A cada ano, Dexter confronta assassinos diversos, cada qual com suas características. A diferença é que Dexter conseguiu domar o seu "passageiro negro," o instinto assassino que o faz matar outros seres humanos. Se não o domou, conseguiu converter uma força destrutiva numa força positiva (que busca um senso de justiça).

Nesta temporada, Dexter, um ateu que baseia suas ações em decisões racionais, confronta pela primeira vez a fé e suas dúvidas. Os assassinos agem em nome de Deus, ou assim acreditam, recriando os eventos descritos no Apocalipse de João, último livro do Novo Testamento. O show é uma paródia dos inúmeros assassinatos em nome da religião, tema que discuti com Frei Betto no livro "Conversa sobre a Fé e a Ciência" (Ed. Agir, 2011).

Numa conversa entre Dexter e o irmão Sam, um ex-criminoso que virou pastor e que ajuda outros criminosos a encontrar o caminho do bem, a essência do confronto é esclarecida. Diz o irmão Sam: "Não posso provar para você que Deus existe. Mas a ciência não pode provar que Ele não existe". Ou seja, para os que têm fé, Deus só pode ser encontrado além do plano de ação da ciência, baseado numa metodologia dedutiva. Já um ateu reverteria o argumento dizendo: "Se você está tão certo de que Deus existe, então prove. Não vejo evidência".

No cerne do argumento encontramos uma incompatibilidade fundamental entre o discurso da ciência e os da fé. O irmão Sam já disse: para os que acreditam em presenças sobrenaturais no mundo, o discurso científico tem pouco a dizer sobre a existência de Deus. Eles tomam antibióticos e mandam e-mails com seus iPads, mas param por aí.

Seria de esperar que alguma espécie de coexistência pacífica pudesse ser encontrada, em que o crente e o descrente concordassem em não concordar. Se você acredita em Deus, vá em frente. Se não, vá em frente também. Infelizmente, as muitas questões nas quais a religião pode influenciar decisões políticas, educacionais e sociais não permitem essa coexistência inocente. A separação entre Igreja e Estado deveria tomar conta disso, mas, infelizmente, não é o caso.

Não sei o que vai ocorrer na série. Ao usar assassinos que são fanáticos religiosos, os autores estão tomando partido. Por outro lado, Dexter também é um assassino, mesmo se ateu. Um mata em nome de Deus, o outro em nome de uma justiça pessoal. Ambos estão errados. Espero que ao menos na TV algum meio-termo seja atingido. Ficaria decepcionado se Dexter virasse religioso.

O Brasil deve aprender mais ciência

2011-10-23T10:30:00.000-07:00

Ao entender os mecanismos da natureza, o homem poderá erguer-se, sem medo, perante a criação

COM FREQUÊNCIA, perguntam -me por que escrevo para o público não especializado. "Isso não toma tempo de sua pesquisa?" A resposta é sim, toma. Porém, para mim -e para outros cientistas que dedicam parte de seu tempo à divulgação científica- apresentar as ideias da ciência à sociedade é mais do que divertido ou intelectualmente estimulante: é nosso dever. E, mais importante ainda, é também vital para o nosso futuro.
Há diversas razões para isso. Aqui posso tocar em apenas algumas delas. Uma é que a ciência é parte essencial da nossa cultura e contribui crucialmente para a nossa visão de mundo. Pense que quando Cabral chegou aqui as pessoas pensavam que a Terra era o centro do cosmo e que nós éramos os escolhidos, criados à imagem de Deus. À medida que a compreensão científica do Universo avançou, nossa percepção de quem somos e de onde vivemos mudou.
A influência científica da nossa visão de mundo não se limita a ideias abstratas. Pelo contrário, nossa percepção da realidade é determinada por inovações tecnológicas. A morte recente de Steve Jobs, o líder da Apple, ilustra claramente como a ciência de ponta, aliada ao design inovador, pode mudar como a sociedade vive e se comunica.
Uma segunda razão se origina ao menos com os Atomistas da Grécia Antiga, se não antes, com Tales e Heráclito no século 6 a.C. Conforme escreveu o pensador romano Lucrécio em seu poema "Sobre a natureza das coisas": as pessoas vivem aterrorizadas porque não compreendem as causas por trás das coisas que acontecem na Terra e no céu, atribuindo-as cegamente aos caprichos de algum deus. Quando finalmente entendermos que nada pode surgir do nada, teremos uma imagem muito melhor de como formas materiais podem ser criadas ou como fenômenos podem ser ocasionados sem a ajuda de um deus.
A razão e a lógica são propostas como antídotos contra medos irracionais, baseados na fé cega em crenças supersticiosas. A ciência é uma consequência direta dessa profunda mudança de atitude: nada de se curvar perante divindades. Ao entender os mecanismos que regem a natureza, o homem poderá erguer-se, sem medo, perante a criação.
A ciência terá um papel cada vez maior no nosso futuro. Tome, por exemplo, a questão das fontes de energia e do aquecimento global. Quais as escolhas que melhor equilibram nossas necessidades e a saúde do planeta? Quais candidatos políticos se alinham com suas escolhas? Ou a engenharia genética e de como as células-tronco podem criar novas curas para doenças que afligem milhões de pessoas. Até que ponto nossas pesquisas devem ir? Até a clonagem humana? Será que a religião deve ter algum papel na decisão de quais pesquisas devem ou não ser financiadas?
Apenas uma população bem informada será capaz de tomar as decisões para um futuro melhor. Por isso, precisamos de mais ciência na mídia, nas escolas, nas nossas comunidades. Se o Brasil quer estar entre as cinco maiores potências mundiais nas próximas décadas, precisará de uma população educada cientificamente, preparada para competir com países que sabem da importância da ciência para o desenvolvimento.

O filme da sua mente

2011-10-16T04:31:00.000-07:00

Supondo que tecnologias capazes de ler a mente se tornem disponíveis, elas exigirão limites jurídicos?

Será que um dia você poderá visualizar os seus pensamentos e torná-los acessíveis em arquivos visuais? Imagine assistir os seus sonhos como se fossem um filme!
Parece coisa de ficção científica, certo? E se outra pessoa (ou o governo) ganhasse acesso ao que ocorre na sua mente? Ou se víssemos o que ocorre na mente de um paciente em coma? As possibilidades médicas são enormes, as complicações éticas também. Supondo que essas tecnologias virem realidade, onde devemos parar? Será que prisioneiros deverão ser submetidos a leituras cerebrais para que o júri possa confirmar o seu veredicto?
Continuamos longe de ver o que ocorre em nossas mentes. Mas não tão longe quanto costumávamos estar. Num experimento recente, voluntários assistiram a videoclipes enquanto sua atividade cerebral era registrada usando ressonância magnética funcional (fMRI). Com os dados coletados, computadores foram capazes de reconstruir parcialmente as imagens que os voluntários viram. Não é o mesmo que ver dentro de suas mentes, mas ver o que suas mentes viam, um feito já bem impressionante.
Como afirmou o cientista cognitivo Jack Gallant, da Universidade da Califórnia em Berkeley, que é um dos autores do estudo, "é um grande avanço para a reconstrução de imagens internas... abrimos uma tela para assistir os filmes que passam em nossas mentes".
Dentre os inúmeros benefícios dessa tecnologia, podemos imaginar o dia em que pessoas deficientes (ou qualquer outra) poderão comandar computadores com suas mentes. No experimento, os voluntários tiveram de ficar sendo escaneados por horas, para que a máquina de fMRI registrasse o fluxo sanguíneo do córtex visual, a região do cérebro que processa a visão.
Num computador, os pesquisadores dividiram o cérebro em pequenos cubos, chamados voxels (pixels volumétricos). A informação dos clipes que chegava ao córtex era medida pelo fMRI, enquanto o computador gravava o tipo e o local da atividade neuronal correspondente a cada imagem, criando um mapa da informação segundo a segundo.
O computador então comparou essa informação com 18 milhões de clipes tirados do YouTube, buscando padrões semelhantes. Os cem mais parecidos eram combinados, e as imagens eram usadas para reconstruir os clipes originais.
Não há dúvida de que esses são apenas os primeiros passos de uma nova tecnologia, e que ninguém pode ainda ver o que se passa na sua cabeça. Dois desafios importantes são a baixa velocidade com que as máquinas atuais de fMRI registram a atividade neuronal (é por isso que a reconstrução é de segundo a segundo) e o tamanho limitado da videoteca usada para comparação.
(Por exemplo, nos 18 milhões de videoclipes do YouTube não havia um com um elefante, de modo que aquela parte da correspondência foi prejudicada.) Porém, como é o caso com novas tecnologias, os primeiros passos podem ser lentos, mas o progresso ocorre mais rápido do que o esperado.
Talvez nossa geração não tenha de censurar nossos sonhos para maridos e mulheres; mas é bem provável que a geração de nossos filhos não terá tanta sorte.

Celebrando a energia escura

2011-10-09T10:32:00.000-07:00

Astrônomos vencedores do Prêmio Nobel em Física nos fazem repensar a relação espaço, tempo e matéria

A energia escura está aqui para ficar. Essa semana foi anunciado o Prêmio Nobel em Física. Venceram três astrônomos que em 1998 descobriram algo surpreendente o Universo não só está em expansão, mas essa expansão é acelerada.
Conforme comentou outro vencedor do Nobel, Frank Wilczek: "esse é o maior mistério da física básica atual". E é mesmo. Quando a descoberta foi anunciada, pouca gente achou que estava correta. Mas, passados 13 anos, os efeitos da expansão acelerada foram comprovados por métodos diferentes.
Quando físicos afirmam que o Universo está em expansão, é comum imaginar que houve uma espécie de explosão, como a de uma bomba, que lança seus detritos em todas as direções. Se fosse assim, o Universo teria um ponto central, de onde tudo surgiu. E a verdade é que nenhum ponto no espaço é mais especial do que outro.
Para visualizar a expansão cósmica, convém imaginar uma tira de borracha em duas dimensões, como um quadrado. Imagine, também, que as galáxias são moedas grudadas à tira.
Conforme a tira cresce nas suas duas direções, as moedas afastam-se umas das outras. Um observador numa moeda vê as outras se afastando dele. Portanto, a expansão do Universo é uma expansão da geometria do espaço: as distâncias entre dois pontos crescem. Esse efeito só é observável a distâncias de milhões de anos-luz.
Para determinar que as galáxias estão se afastando umas das outras, astrônomos precisam medir sua distância e velocidade.
Para a distância, utilizam fontes de luz padrão. Por exemplo, usando lanternas idênticas, e sabendo que a intensidade da luz cai com o quadrado da distância, é possível, num descampado à noite, medir a distância das lanternas até um certo ponto a partir da intensidade da luz que chega a este ponto.
O feito dos três astrônomos foi ter achado uma fonte padrão tão poderosa que sua luz pode ser detectada a bilhões de anos-luz de distância. São as chamadas explosões de supernova do tipo Ia, que ocorrem quando uma estrela suga a matéria da sua vizinha até não poder suportar mais seu próprio peso.
As velocidades são determinadas usando o efeito Doppler, que nos é familiar ao ouvirmos uma ambulância. A distorção do som ocorre devido ao alongamento (quando ela se afasta) ou encolhimento (quando se aproxima) das ondas de som.
O mesmo ocorre com a luz. As galáxias que se afastam têm sua luz deslocada para maiores comprimentos de onda, em direção ao vermelho. Daí o nome "desvio para o vermelho das galáxias", a prova de que o Universo está em expansão.
Os astrônomos mostraram que a partir de 5 bilhões de anos atrás, o cosmo começou a expandir mais rapidamente, como se um tipo novo de matéria (ou energia) dominasse seu crescimento. Essa fonte de energia foi chamada de "energia escura". Não sabemos qual a sua natureza. Talvez esteja relacionada a minúsculas flutuações de energia ou a uma nova força da natureza ligada a um campo desconhecido. Ou, talvez, mostre a necessidade de se modificar a teoria da relatividade geral, de Albert Einstein.
Qualquer que seja a resposta, é certo que nos forçará a repensar a relação espaço, tempo e matéria.

Einstein errou?

2011-10-02T00:45:00.001-07:00

Muitos sonham em desmentir o genial físico alemão; por enquanto, porém, suas teorias, que inspiraram tecnologias como laser e GPS , resistem ao teste do tempo

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Esta semana marcou o 106º aniversário da publicação do artigo de Einstein com a famosa fórmula E=mc2, talvez a mais famosa da física.
Aos 26 anos, Einstein redefiniu nossa compreensão da matéria, mostrando sua íntima relação com a energia. O elo da correspondência é a velocidade da luz, representada pelo "c", com um valor aproximado de 300 mil km/s.
Você pisca o olho e a luz dá sete voltas e meia em torno da Terra. Segundo a teoria da relatividade, nada na natureza pode viajar mais rápido do que a luz: qualquer objeto com massa, de um elétron a um cometa, necessariamente deve viajar com uma velocidade mais baixa do que "c".
Porém, vimos recentemente cientistas dos laboratórios europeus Cern, em Genebra, na Suíça, e Gran Sasso, na Itália, anunciando a detecção de partículas com velocidades maiores que a da luz.

FANTASMAGÓRICAS
As partículas são neutrinos, conhecidas como "partículas-fantasmas" devido à sua fraca interação com a matéria: neutrinos atravessam paredes, pessoas e planetas como se não existissem, apenas raramente colidindo com outras partículas.
Os experimentos começam criando neutrinos no Cern. Depois, eles viajam 730 quilômetros através da crosta terrestre até chegar aos detectores em Gran Sasso.
Embora o porta-voz da experiência tenha afirmado que o processo é simples, que basta dividir distância por tempo para obter a velocidade, na prática a coisa é bem mais complicada. De fato, a maioria absoluta dos físicos vê os resultados com muito ceticismo, duvidando que sobrevivam por muito tempo.
Ou, claro, pode ser que os neutrinos tenham viajado mesmo algumas dezenas de bilionésimos de segundo mais rápido do que as partículas da luz. Mas eu não apostaria nisso.
O que acho interessante é o burburinho que surge cada vez que um cientista crê demonstrar que Einstein errou.
Cientistas têm o dever de testar teorias. Dada a profundidade das teorias de Einstein, achar uma falha numa delas pode revolucionar a nossa compreensão do mundo natural. Esse tipo de ceticismo é vital para o funcionamento da ciência.

MATURAÇÃO LENTA
Muitas vezes, uma teoria demora a maturar. De volta a Einstein, esse foi o caso com a sua teoria da relatividade geral, a que relaciona a atração gravitacional com a curvatura do espaço.
A teoria foi desenvolvida aos poucos, entre 1907 e 1915, até Einstein chegar à sua versão final. Afirmar que Einstein deu passos "errados" no meio do caminho é ignorar o processo criativo dos cientistas; a ciência não anda numa linha reta entre dois pontos. Ela meandra aqui e ali até chegar ao seu objetivo.
Que eu saiba, os resultados principais de Einstein estão todos ainda conosco e continuam a inspirar novas pesquisas, sem falar nas tecnologias "einstenianas" do cotidiano.
Mesmo que, um dia, algumas das ideias de Einstein sejam suplantadas por novas teorias-e isso deve acontecer -, dizer que ele estava errado é no mínimo ingênuo.
Será que podemos dizer que Newton estava errado quando Einstein corrigiu suas teorias? Certamente não! Toda teoria deve ser aplicada dentro do seu limite de validade: julgá-la errada quando aplicada fora desses limites é não saber como usá-la.
O próprio Einstein considerou uma de suas ideias como o "maior dos seus erros", a adição da chamada constante cosmológica às equações descrevendo a geometria do Universo.
Em 1931, Einstein visitou o astrônomo Edwin Hubble no observatório do monte Wilson, na Califórnia, e teve a oportunidade de ver o desvio para o vermelho da luz emitida por galáxias distantes. A interpretação mais imediata desse desvio é a expansão do Universo, isto é, que as galáxias estão se afastando umas das outras a altas velocidades. Em 1917, Einstein havia escrito um artigo onde supõe que o Universo é estático, sem expansão alguma.
Para isso, teve de adicionar a constante cosmológica, que garante a solução estática que queria. O resultado de Hubble mostrou que sua suposição não era necessária.

REVIRAVOLTA
Ironicamente, em 1998, astrônomos descobriram que o Universo está em expansão acelerada, efeito que pode ser causado justamente pela constante cosmológica de Einstein. A natureza tem razões que a razão desconhece.
Outro "erro" de Einstein é sua posição com relação à mecânica quântica, que descreve as partículas da matéria. Ele nunca aceitou que, conforme dizia essa área da física, a realidade tivesse um forte componente aleatório.
Até hoje, nada de anormal foi encontrado com a mecânica quântica. Em defesa de Einstein, não houve aqui um erro, mas uma diferença filosófica na sua visão de mundo. É prematuro julgar se sua posição está certa ou errada.
A lição aqui me parece simples: é bom termos cuidado ao julgar teorias a partir de resultados recentes e com pouco escrutínio. Afirmações extraordinárias requerem provas extraordinárias.
Embora o questionamento constante seja vital para a ciência avance, as trombetas da revolução só devem ser soadas após a revolução ter mesmo começado.

O Universo e a vida

2011-09-25T01:30:00.001-07:00

no Faebook: http://goo.gl/93dHI

A evolução não leva à vida complexa e inteligente: ela leva a formas de vida bem adaptadas ao seu ambiente

SE VOCÊ tem prestado atenção nas últimas notícias sobre ciência, deve ter percebido que está chovendo planeta. (Semana que vem falaremos da suposta descoberta de partículas mais rápidas do que a luz.)

Na semana passada, astrônomos da Universidade de Genebra, na Suíça, descobriram o planeta que mais se parece com a Terra até agora, ao menos em termos da sua massa e posição. O HD85512 b tem massa 3,6 vezes maior do que a da Terra e orbita sua estrela na "zona habitável", região onde a água, se existir, pode ser líquida.

Claro, não sabemos ainda se existe vida no planeta, ou mesmo se ele é rochoso como a Terra. Serão anos até que seja possível analisar, mesmo que superficialmente, a composição de sua atmosfera. Porém, o entusiasmo é justificável: quanto mais planetas semelhantes à Terra forem encontrados, maiores as chances de a vida existir em outro lugar. As descobertas recentes mostram que planetas como a Terra devem existir. Será que o Universo é mesmo propício à vida?

Cientistas acreditam que a vida é comum no Universo devido à regularidade das leis da física e da química. Galáxias distantes se movem segundo as mesmas leis que conhecemos aqui na Terra; suas estrelas e gases são compostos pelos mesmos elementos químicos.

Portanto, é razoável supor que os mesmos processos que levaram a vida a surgir aqui na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos devem ter ocorrido em outras plataformas planetárias. Esse é o argumento da regularidade cósmica.

Mas será suficiente? A suposição é que, se a física e a química são as mesmas, a biologia também será. Quando pensamos em vida extraterrestre, estamos implicitamente supondo que ela obedece à teoria da evolução por seleção natural de Darwin. Claro, só saberemos se esse é mesmo o caso quando obtivermos uma amostra de vida alienígena e estudarmos suas propriedades e composição genética. Porém, é difícil imaginar que os princípios dar-winistas não se aplicarão.

Mas isso nada diz sobre as particularidades das formas de vida. Quando falamos de vida extraterrestre, é fundamental distinguir entre vida unicelular e vida multicelular. Ao contrário do que muitos supõem, a evolução não leva da vida unicelular à vida complexa e inteligente: ela leva a formas de vida bem adaptadas ao seu ambiente.

Aqui na Terra, durante 2,5 bilhões de anos, a vida se resumiu a seres unicelulares. As transições que levaram da vida unicelular à vida multicelular complexa foram muitas e são ainda pouco compreendidas: de células simples a células com o material genético isolado, como as nossas; daí a seres multicelulares; deles, a criaturas com órgãos diferenciados, mas cuja funcionalidade é integrada.

O que aprendemos com o único exemplo que conhecemos é que a história da vida num planeta depende completamente da história geológica desse planeta (ou lua). Se pudéssemos mudar um evento importante na nossa história, digamos, a colisão com o asteroide que exterminou os dinossauros, a história da vida terrestre teria sido outra. Provavelmente, não estaríamos aqui. Do que vemos até agora, a Terra permanece uma joia rara no cosmo. E merece nosso respeito e cuidado.

MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor de "Criação Imperfeita".
Facebook: http://goo.gl/93dHI

Quando começa a vida?

2011-09-18T03:12:00.000-07:00

A primeira batida cardíaca marca o início de uma integração sistêmica, a comunicação entre órgãos

Minha esposa está para ter um bebê a qualquer momento. Aliás, quando você ler essa coluna, é muito possível que o bebê já tenha nascido. Inspirado por isso, nas últimas 39 semanas venho ponderando a questão do início da vida.

Quando, exatamente, a vida começa? Não me refiro ao início da vida na Terra, algo que pesquiso em meu trabalho, mas ao começo da vida de um indivíduo humano, esse tópico controverso que alimenta a grande polêmica entre quem é contra ou a favor do aborto.

Como sou físico e não médico ou especialista em bioética, apresento apenas algumas possibilidades que, espero, incitem mais debates.

Começando do começo: na concepção, temos a junção do espermatozoide e do óvulo. O zigoto é resultado do abraço bioquímico de 46 cromossomos, 23 do pai e 23 da mãe.

É possível argumentar que a vida começa antes da fertilização. Se o esperma "nada" em direção ao óvulo, há um propósito. Mas podemos equacionar vida com um propósito?

Após a fertilização, o zigoto implanta-se na parede uterina e começa a se desenvolver. Este é o blastocisto, de onde as células-tronco podem ser extraídas. Uma incrível dança hormonal ocorre. Após cinco semanas, há um tubo neural e primórdios de coração e outros órgãos. Começa aqui o período embrionário.

Em seis semanas, a coisa acelera: o embrião pode mover suas costas e pescoço. O batimento cardíaco passa a ser detectado via ultrassom em torno de seis semanas. Há fontes que colocam o início do pulso cardíaco ainda antes, em torno de três semanas após a concepção.

Essa transição é, para mim, fantástica. Um amontoado minúsculo de células já tem um sistema nervoso primitivo, que ordena um coração primitivo a pulsar! Como, exatamente, isso ocorre? A primeira batida cardíaca marca a transição entre algo em que células estão se dividindo para algo em que existe uma integração sistêmica, órgãos se comunicando. É aqui que começa?

Em oito semanas, o embrião tem "tudo" de um adulto. É o início da fase fetal, um ser proto-humano, ou já humano, com um coração e cérebro. Por outro lado, sua sobrevivência depende da placenta.

Outra transição acontece quando o feto pode sobreviver independentemente da mãe. Mas quando isso ocorre?

Devido aos avanços na medicina neonatal, 80% dos bebês prematuros de 26 semanas conseguem hoje sobreviver. Com o avanço da tecnologia, essa sobrevivência será ainda maior.

Portanto, essa transição depende da tecnologia.

Finalmente: quando surge o consciente? No útero, no nascimento ou durante a infância? Deixando de lado a questão de como definir o consciente, eletroencefalogramas de fetos no 3º trimestre já revelam uma integração entre os dois hemisférios cerebrais, uma condição importante para a formação do consciente.

Talvez seja o choque do nascimento, quando o bebê é forçado a respirar por si só e a interagir com um ambiente completamente diverso, que desperta o consciente. Ou talvez não exista uma resposta para essa questão, apenas interpretações do que significa vida em estágios diversos de desenvolvimento.

De qualquer forma, tenho de terminar isso, pois preciso arrumar o quarto do bebê que está por vir.

O que é unidade?

2011-09-11T01:03:00.000-07:00

Ao refletir sobre unidade, vale lembrar que somos feitos da mesma matéria: pessoas, plantas e rochas

Hoje, nos EUA, é um dia lúgubre, o aniversário de dez anos do ataque terrorista que destruiu as Torres Gêmeas em Nova York e danificou parte do Pentágono. O número de vítimas chegou a 2.977: pessoas de todas as idades, raças e credos.

Entre as várias discussões sobre o que ocorreu e os seus motivos, gostaria de meditar aqui sobre o que mais falta no mundo: unidade.No fim de semana passado, recebemos em casa a artista russa Ekatherina Savtchenko (para ver seu trabalho, visite www.ekatherinas.com). Savtchenko usa a sua arte para transmitir uma forte mensagem de unidade, conectando várias culturas e fés com aspectos diversos do conhecimento humano, incluindo a ciência. Ela é parte da Unity Foundation (Fundação Unidade), um grupo ainda pequeno de pessoas dedicado a encontrar um denominador comum e inspiração dentre as tantas vozes do mundo.

Parte das atividades da fundação é coletar depoimentos de pessoas, registrados em vídeo, sobre sua visão do que é unidade. O objetivo é explorar vários significados da palavra e entender a sua essência.Quando chegou a minha vez e a câmera apontava na minha direção, tive de pensar rapidamente sobre o que entendo por unidade. Imediatamente, a noção de conectividade me veio à mente.

A ciência, em particular a física, influencia o que entendo por unidade. No seu aspecto mais básico, essa conectividade -que a tudo e todos liga-vem da unidade que vemos nas leis da natureza. Através do espaço e do tempo, por bilhões de anos-luz de distância e bilhões de anos, podemos afirmar com confiança que as mesmas leis da física e da química são válidas.

Vemos estrelas a bilhões de anos-luz de distância, estudamos os seus espectros e concluímos que esses objetos, tão longínquos, muitos deles já nem mais existentes, contêm hidrogênio, hélio e muitos dos mesmos elementos químicos que encontramos na Terra e em nossos corpos.

Vemos, também, que essas estrelas produzem seu brilho da mesma forma que o nosso Sol, transformando hidrogênio em hélio em seu centro, através da fusão nuclear. Somos todos feitos da mesma matéria: pessoas, plantas, rochas, estrelas.

As leis da natureza conectam o Universo, trazendo-o até nós. Mas que leis são essas? De onde vêm? Aqui, a ciência tem pouco a dizer. As leis da natureza são, em realidade, nossa interpretação do que vemos da natureza, consequência do que medimos do mundo. Elas expressam padrões de comportamento que identificamos através do espaço e do tempo, padrões que podemos quantificar e comparar com medidas e observações.

Como criadores dessas leis, nossa conexão com o Cosmos vai além da nossa composição material em comum: ela existe, também, por meio das nossas mentes, ao mapearmos na consciência aquilo que, sem nós, passaria desapercebido.

Como escrevi em meu livro "Criação Imperfeita", somos como o Universo pensa sobre si mesmo. Termino sugerindo uma montagem em vídeo em que Richard Feynman, Carl Sagan, Bill Nye e Neil deGrasse Tyson "cantam" sobre a unidade da natureza e nossa conexão com o cosmo. (Assista no link: http://www.youtube.com/watch?v=XGK84Poeynk&feature=youtu.be

)

MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor de "Criação Imperfeita".
Facebook: http://goo.gl/93dHI

Você comeria carne de proveta?

2011-09-04T03:34:00.001-07:00

Quem tiver problemas em comer carne produzida em laboratório deveria visitar um matadouro

Imagine que um dia você vai ao supermercado e encontra, junto aos cortes usuais de carne e galinha, carnes produzidas em laboratório.

Um pouco adiante, vê filés de peixe, também criados artificialmente. Um rótulo amarelo distingue os dois tipos de carne: "natural" e "artificial". Qual você escolheria?

Mesmo que cientistas garantam que não há diferença hormonal, nutricional ou molecular entre os dois tipos de carne, tenho certeza de que a maioria escolheria carnes naturais. Por que isso?

Pode ser por ecos do que chamo de Síndrome de Frankenstein, o medo irracional de que a ciência foi mais longe do que deveria. Porém, se podemos cultivar vegetais, por que não carnes?

Se isso parece coisa de ficção cientifica, pense de novo. Dezenas de laboratórios estão tentando cultivar carne, partindo de amostras de células musculares (que é o principal do que comemos na carne) alimentadas em soluções que induzem a sua proliferação. Em 1999, o holandês Willem van Eelen registrou patentes internacionais da "produção industrial de carne usando culturas celulares".

Após muito esforço, van Eelen convenceu o governo holandês a financiar projetos de pesquisa em três universidades, visando aprimorar o desenvolvimento de tecido muscular em laboratório.

"Se bilhões de pessoas parassem de comer animais, que ótimo seria oferecer-lhes carnes obtidas sem o horror do matadouro, dos caminhões, das mutilações, da dor e do sofrimento causados pela produção industrial de carnes", afirmou Ingrid Newkirk, cofundadora e presidente da fundação Peta (Pessoas pelo Tratamento Ético de Animais).

Imagino que Newkirk seja a inimiga número um dos produtores de carne. De minha parte, escrever estas linhas reafirma meu compromisso em ser vegetariano.

Fora as vantagens éticas, existem inúmeras vantagens ambientais: a agropecuária consome quantidades enormes de recursos naturais, da água à energia, fora o desmatamento incluído no pacote.

Quem tiver problemas em comer carnes feitas em laboratório deveria visitar um matadouro e comparar os dois.

Portanto, a possibilidade parece ser óbvia. Supondo que a carne in vitro seja uma realidade num futuro próximo, quantas pessoas estariam dispostas a comê-la? Note que o processo não envolve qualquer manipulação genética, não tendo nada de transgênico.

A questão envolve a credibilidade da ciência e a sua percepção popular. Quem vai acreditar nos cientistas que trabalham para a indústria de carnes artificiais?

Como temos visto com a questão do aquecimento global, os dias em que pessoas equiparavam ciência à verdade já estão longe.

As coisas se complicam quando os cientistas trabalham para empresas privadas. Pense na diferença entre o depoimento de um especialista em câncer de um hospital e o de outro que trabalhe para uma indústria de cigarros.

Por outro lado, dado que o consumo mundial de carne é de 285 milhões de toneladas por ano, o potencial econômico é gigantesco, mesmo que só uma fração do público esteja disposta a comer carne de proveta.
Alguns cientistas creem que essa seja a solução para o problema da fome mundial: carne artificial, barata e nutritiva. Outros querem só ganhar dinheiro.

Espera-se que cientistas do governo informem o público das vantagens e desvantagens da carne artificial. Enquanto isso, talvez seja hora de você repensar seus hábitos alimentares.

Definindo o Universo

2011-08-28T04:03:00.000-07:00

O Universo não é uma 'coisa' como uma estrela; estudá-lo significa analisar tudo o que detectamos dentro dele

O que é essa coisa que chamamos de Universo? Parece uma daquelas perguntas triviais. Um cínico já diria: "E eu com isso, ora? Tenho mais o que fazer!"

Na realidade, entender a natureza do Universo é entender quem somos e como nos encaixamos no mundo. Para ver isso, basta considerar como uma pessoa do século 16 pensava o Cosmos. A Terra, inerte, era o centro da criação e tudo girava à sua volta: Lua, planetas, estrelas, cada qual levado por uma esfera cristalina. O Cosmos era esférico e finito como uma cebola. Após a última esfera celeste, a esfera das estrelas, encontrava-se outra: a Primum Mobile. Sua função era dar movimento a todas esferas internas.

Além dela estava o Empíreo, a parte do céu sob domínio de Deus e suas criaturas divinas. Uma hierarquia vertical definia a vida das pessoas: os virtuosos poderiam finalmente ascender ao céu. A geometria cósmica e o destino dos mais pios eram indissolúveis.

Tudo mudou quando Copérnico e, mais dramaticamente, Galileu, Kepler, Descartes e Newton estabeleceram o Cosmos heliocêntrico. Newton, em particular, afirmou que apenas num Universo infinito o colapso gravitacional poderia ser evitado. Num Universo infinito, a verticalidade que havia definido a busca espiritual das pessoas se perdia. Mesmo assim, o Cosmos newtoniano permaneceu estático.

Quando chegamos a Einstein no século 20, as coisas ficaram mais sutis. O espaço e o tempo formam uma entidade única, o espaço-tempo.

Essa matriz quadridimensional é dinâmica, respondendo à distribuição de matéria e energia.

Com Einstein, o espaço e o tempo ganharam plasticidade. Estudar o Universo não significava apenas estudar o que existia no Universo, mas o Universo em si. A separação entre o Universo e as coisas que ele contêm não era mais possível.

Como, então, definir o Universo? Uma primeira resposta seria "o conjunto das coisas que existem no volume de espaço que podemos medir".

Que coisas? Galáxias, estrelas, planetas, aglomerados de galáxias, buracos negros, enfim, os objetos que detectamos com nossos instrumentos, determinando suas propriedades físicas, como massa, composição química e rotação.

Existem também coisas que medimos e não sabemos ainda o que são, como a matéria e a energia escura. E, também, coisas que ainda não sabemos existir. Mas o Universo é mais do que o conjunto das coisas que ele contêm, certo?

O Universo não é uma "coisa", da forma que uma estrela é uma coisa. Medimos propriedades que atribuímos ao Universo, como as flutuações de temperatura da radiação cósmica de fundo ou a taxa de expansão cósmica. Mas essas medidas são de coisas que existem no Universo. A inferência que esse afastamento representa a expansão do Universo vem a posteriori, no contexto da teoria de Einstein que mostra que a geometria cósmica pode se expandir ou ser contraída.

Será, então, que o Universo é a solução da equação obtida da teoria de Einstein? Não, porque para obtermos essa equação e suas soluções fazemos uma série de aproximações. Não devemos cair no erro de equacionar um modelo com a coisa que ele modela. O Universo é mais um conceito do que uma coisa.

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Escolheremos a graça ou a natureza?

2011-08-21T04:19:00.000-07:00

O filme "A Árvore da Vida" nos coloca entre o caminho da graça e da natureza; não temos de fazer essa escolha

NA SEMANA passada assisti ao filme "A Árvore da Vida", de Terrence Malick. Se existe um gênero de cinema dito metafísico, esse filme é um exemplo perfeito. Algumas das questões mais profundas que foram (e são) feitas no decorrer da história reaparecem aqui, em meio à tribulada vida de uma família de classe média americana da década de 1950.

Malick nos lembra que o sublime e o trágico usam vários disfarces, alternando cenas de beleza numa rua comum com cenas pesadas.

O tema central do filme é a perda e nossa relação com ela. Malick contrasta a fragilidade humana com o esplendor dramático da natureza, inserindo uma narrativa da criação que começa com o Big Bang, mostra estrelas nascendo em gigantescas e coloridas explosões, a própria Terra surgindo, o desenvolvimento de criaturas e plantas multicelulares, a era dos dinossauros, até chegarmos ao nascimento de Jack, o filho mais velho da família O'Brien.

Com isso, Malick nos insere no épico da criação, mostrando que a história cósmica é a nossa história.
As imagens e a música evocativa (Mahler, Brahms, Couperin, Berlioz, e o tema original de Alexandre Desplat) nos induzem a ver o Universo, a vida e a humanidade como manifestação de um Deus Spinoziano, em tudo e em todos, transcendente.

No decorrer do filme, testemunhamos vários tipos de perda. O'Brien e sua esposa têm três filhos. Jack é o pivô dramático do enredo, sofrendo constantemente da ira do pai frustrado, que se mescla com um afeto violento. O'Brien queria ter sido músico, mas acaba numa fábrica, talvez como engenheiro.

Fora a fúria paterna, Jack tem de lidar com a superioridade do irmão mais novo, R. L., que toca violão e desenha muito bem, além de ser mais bonito. Nos ciúmes e adoração que Jack sente pelo irmão, vemos a luta que todos temos com nossas limitações. Lembrei-me da angústia de Salieri ao se deparar com o gênio de Mozart em "Amadeus".

Já a mãe é uma criatura em constante êxtase beatífico, uma mística que ama a natureza com fervor religioso: "Ame a todos e a tudo. Ame cada folha, cada raio de luz".

A paz (relativa) familiar é destruída quando R. L., o filho, é morto no Vietnã aos 19 anos -algo que vemos no início do filme.

A narrativa vai e volta no tempo, e vemos Jack adulto (Sean Penn), dentro de um prédio moderno em Dallas que parece um sarcófago, olhando para fora e perguntando "Onde você está?" ao seu irmão e a Deus. O filme usa muita narração sussurrada, como se fossem preces. Malick transforma a sala de projeção em templo: o cinema sacro.

O filme nos coloca entre "o caminho da graça e o caminho da natureza". Graça no sentido cristão de generosidade, humildade e bondade, de uma força interna imune a todo o tipo de barreira, ancorada na nossa humanidade. Sem nós, a graça não existe. Já a natureza é indiferente, avança resolutamente, criando e destruindo sem um objetivo final. Nós, frágeis humanos, estamos tentando compreender o significado de nossas vidas. Uma morte prematura é indesculpável.

Não precisamos escolher entre a graça e a natureza. Existe uma terceira via, em que encontramos graça na natureza, não apenas através de sua beleza e cada folha e raio de luz, mas por meio da nossa profunda conexão com ela.

O que matou o pai, figurativamente, mesmo antes da morte do filho, foi ter se distanciado do sentido de graça, da conexão profunda com o que nos cerca, vivo ou não.

Espero que, das várias mensagens do filme de Malick, uma que perdure seja que graça e natureza constituem um todo indissolúvel.

Afinal, aqui estamos, criações cósmicas que somos, capazes de inventar o conceito de graça e de viver inspirados por ele. Dedico esse texto à minha amiga Ciça Guimarães.

MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor do livro "Criação Imperfeita"

O futuro da corrida espacial

2011-08-14T04:20:00.000-07:00

Ficarmos presos na Terra, sem explorar o Universo pelas missões espaciais, é como negar o nosso destino

Eu tinha dez anos quando, no dia 20 de Julho de 1969, Neil Armstrong pousou na Lua e declarou: "Um pequeno passo para um homem, um salto gigante para a humanidade".

Suas palavras marcavam uma nova era da exploração espacial, semelhante ao que ocorrera aqui na Terra alguns séculos antes, quando estendemos nossa presença aos confins do nosso planeta.

Avançando para 2011, muita coisa mudou. Ainda não temos uma base lunar e, de fato, não pousamos mais na Lua há quase 40 anos. Voos espaciais tripulados são caros e, claro, arriscados.

Entretanto, nos EUA, o presidente Obama permanece firme em sua determinação de enviar humanos ao espaço, conforme afirmou em discurso feito em abril deste ano:

"Em 2025, teremos novos tipos de espaçonaves para enviar humanos ao espaço distante. Enviaremos astronautas até um asteroide. Até meados de 2030 acredito que humanos entrarão em órbita de Marte. Espero ainda estar por aqui para ver".

Para as pessoas da minha geração, missões tripuladas são inevitáveis. Ficarmos presos na Terra é negar o nosso destino. Não sei o que a geração mais nova pensa sobre o assunto. Mas tenho certeza de que muitos dirão que é hora de irmos em frente, de realizarmos sonhos novos. Mas que sonhos são esses?

Nos EUA, o interesse de muitos políticos na corrida espacial é financeiro: manter milhares de empregos abertos para o seu eleitorado. Juntamos a essa motivação o sonho de ir aonde nunca fomos, de explorar os confins do Cosmos, talvez até semeando a vida em novos mundos. Será essa a nossa missão? Espalhar vida inteligente galáxia afora?

Temos também os cientistas, que tendem a preferir missões robóticas mais baratas e em maior número, feitas para cobrir a pesquisa nas mais diversas áreas da astronomia, da astrofísica e da planetologia. Finalmente, temos a privatização da exploração espacial (hotéis e turismo espacial) e a possibilidade de que várias nações e grupos privados tenham interesses econômicos além da Terra, o que já ocorre.

Se quisermos maximizar a relação custo-benefício da exploração espacial, missões robóticas são mais eficientes. Mesmo que seja verdade que um astronauta em Marte teria feito o que as sondas Spirit e Opportunity fizeram em um tempo muito mais curto, a verdade é que não temos o dinheiro ou a tecnologia para enviar humanos até lá.

Não sabemos como nos proteger da radiação letal que existe no espaço nem como evitar o declínio dos músculos por lá. Precisamos de mecanismos de propulsão mais fortes.

Mais importante ainda: precisamos de uma organização internacional dedicada à exploração.

O futuro da exploração espacial tem de ir além das fronteiras e da propaganda patriótica que marcou a sua história até aqui. Ao deixarmos nosso planeta, o faremos como uma espécie e não como indivíduos de um ou outro país.

O bom, o mau e o feio

2011-08-07T04:20:00.000-07:00

MARCELO GLEISER

O bom, o mau e o feio

O desafio da globalização será reinventar nossa natureza tribal; queremos viver sem bandeiras?

Será que a globalização, essa força que anda redefinindo o mundo, melhorará ou piorará as coisas? De um lado, vemos o mundo encolher com maior acesso à internet e com o aumento da eficiência e velocidade dos transportes e da intensidade do comércio internacional. De outro, nosso tribalismo desconfia de culturas diferentes e reage negativamente a valores externos.
Há muito tempo futuristas preveem que o desenvolvimento tecnológico deixará o mundo cada vez mais homogêneo. Considere, por exemplo, o livro do físico Mikio Kaku "A Física do Futuro", continuação de outros semelhantes que ele escreveu.
Ele entrevistou 300 cientistas para criar uma visão utópica de um mundo definido pela ciência. Em 2100, diz, computadores inteligentes trabalharão com humanos, o acesso à internet será por lentes de contato e moveremos objetos com o pensamento; nanorrobôs destruirão células de câncer, a propulsão a laser redefinirá as viagens espaciais e colonizaremos Marte. Não haverá barreiras comerciais, e a mesma cultura e os mesmos alimentos serão divididos por todos. Essa homogeneização da sociedade acabará com as guerras.
Essas maravilhas tecnológicas são extrapolações do que já temos. Se alguém tivesse previsto que em 2010 teríamos laptops capazes de baixar remotamente gigabytes de informação ninguém acreditaria. O difícil é prever o inesperado.
Recentemente, o cientista político Pankaj Ghemawat, professor de estudos estratégicos da Universidade de Navarra, em Barcelona, Espanha, publicou um livro em que critica o excesso de otimismo com relação à globalização.
Segundo ele, valores que tendem a diluir barreiras culturais vão contra a nossa natureza tribal. O autor mostra que a maior parte de nossas relações permanece local: o correio internacional é apenas 1% do total, telefonemas internacionais são menos de 2% e tráfego internacional na internet representa entre 17% e 18% das informações da rede.
O fundamentalismo é uma reação à essa tendência homogeneizante. Quando valores externos ameaçam aqueles em que você e seus antepassados baseiam suas vidas, existem duas opções: ou você os absorve a um maior ou menor grau ou você se rebela e se fecha ainda mais, reagindo agressivamente à qualquer tipo de "intrusão".
Além de nossas famílias, nossa rede de interação social e cultural é baseada na aliança a certas tribos: Palmeiras ou Corinthians, brasileiro ou argentino, branco ou negro, católico ou muçulmano etc. A troca de ideias enriquece, mas a sua homogeneização empobrece.
Muitas das extrapolações tecnológicas que Kaku e outros descrevem estão chegando. Questões relativas a cultura e mercado são mais sutis. Não há dúvida de que barreiras comerciais continuarão a cair e que a globalização fará com que bens sejam acessíveis a um número cada vez maior de pessoas.
O desafio será reinventarmos nossa natureza tribal. Será que podemos (ou queremos) viver sem bandeiras? Se não aprendermos a respeitar as nossas diferenças, criando uma atmosfera de troca de informações e culturas, o sonho de um mundo melhor pode se transformar num pesadelo nada utópico.

MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor do livro "Criação Imperfeita"

Em busca de significado

2011-07-31T01:22:00.001-07:00

A ciência nos ensina sobre a nossa íntima relação com o Universo: a matéria da qual somos feitos é também a de estrelas, planetas e luas

AQUI NA coluna, abordamos tanto questões mais imediatas, como o aquecimento global e a crise energética, como as mais fundamentais, como o significado do tempo e o debate entre a ciência e a religião.

Hoje, gostaria de abordar uma questão que, a meu ver, está no cerne do antagonismo entre a ciência e a religião: será que o desenvolvimento científico criou um vazio espiritual? Será que a ciência só serve para gerar fatos e dados sobre o mundo natural?

Ou será que pode ir mais fundo, talvez criando uma nova forma de espiritualidade?
Para começar, cito meu livro "O Fim da Terra e do Céu":

"O desenvolvimento da ciência nos séculos 18 e 19, baseado na interpretação racional dos fenômenos naturais, foi seguido, ao menos no Ocidente, por um abandono progressivo da religião. O conforto espiritual encontrado na fé foi gradualmente abandonado, em nome de um sistema de pensamento secularizado. O historiador da religião S. G. F. Brandon expressou claramente tal preocupação quando escreveu: 'Para os pensadores do Ocidente, nenhuma missão pode ser mais urgente do que a resolução desse dilema, se possível produzindo uma filosofia da história adequada, isto é, que justifique o sentido da vida dos homens dentro de sua duração temporal finita'."

Logo a seguir, pergunto se, ao vermos a ciência além de seu papel de quantificadora da Natureza, podemos talvez encontrar ao menos parte desse "sentido": "Talvez fosse isso que Einstein tinha em mente quando introduziu o seu 'sentimento cósmico religioso', a inspiração essencialmente religiosa por trás do ato racional de compreendermos o Cosmos. A ciência e a religião nascem das mesmas ansiedades que torturam e inspiram o espírito humano. E a conexão entre as duas é a nossa existência finita em um Cosmos aparentemente infinito".

Obviamente, o tempo também complica as coisas, pois a perda dos que amamos e a nossa própria mortalidade são causas de muita dor.

Nessas horas, encontro consolo em muitas coisas. Mas uma das mais significativas é o que a ciência nos ensina sobre nossa íntima relação com o Universo: a matéria da qual somos feitos é também a matéria das estrelas, dos planetas e de suas luas, e de todos os seres vivos.

O tempo que usamos para descrever as transformações que experimentamos é o mesmo da expansão cósmica. O tempo passa para o Universo também. Como escreveu o naturalista americano John Muir, "ao movermos uma única coisa na Natureza, descobrimos que ela está presa ao resto do Universo".

Não existe uma solução única para os nossos anseios. Não sei onde você encontra sentido para a sua vida. No meu caso, a busca se desdobra em muitas trilhas.

Ao tentar entender um pouco mais sobre os mistérios do mundo natural; na convivência com minha família e amigos; em saber que sou um ser humano no nosso raro planeta Terra. Para mim, o sentido não está na ciência em si, mas na busca pelo conhecimento. Talvez seja assim também com um músico, que dá sentido à sua busca tocando o seu instrumento. As técnicas nos dão os meios, mas não são um fim em si mesmas. É tocar, e dividir a música com os outros, que importa.

Conversa sobre o nada

2011-07-24T03:55:00.000-07:00

A física quântica leva à conclusão de que o nada, no sentido de ausência de tudo, não existe

O nada, por incrível que pareça,vem ocupando a imaginação de filósofos e cientistas há milênios. Coisa simples, não é? Imaginar a ausência de tudo, o vazio absoluto, não deve ser tão complicado. Grande engano. Se a ideia do nada como a ausência total de matéria é trivial, quando pensamos um pouco mais sobre o assunto, a coisa complica.

Foram os atomistas Leucipo e Demócrito, na Grécia do século 5 a.C., que tiveram uma grande sacada: e se o cosmo contivesse duas coisas, os átomos que constituem a matéria e o vazio onde se movem? Com isso, na ausência de um átomo, existe apenas o espaço vazio.

Aristóteles, um século mais tarde, descartou a ideia. Para ele,o espaço vazio era uma impossibilidade. Existe sempre algo preenchendo o vazio, que ele chamou de "éter". Caso contrário, ponderou, objetos poderiam atingir velocidades infinitas, algo que não parecia possível.

As ideias sobre o vazio de Aristóteles, Mesmo que transformadas, retomaram força com o francês René Descartes no século 18. Para ele, o vazio também não existia. Uma forma de matéria fluida preenchia o espaço.

Para explicar as órbitas dos planetas em torno do Sol ou da Lua em torno da Terra, descartes supôs que esse fluido, ao girar, criava uma espécie de redemoinho que levava os planetas em suas órbitas.

Newton, um pouco mais tarde, demonstrou matematicamente que o espaço não pode ser preenchido por um fluido: sua viscosidade faria com que os planetas espiralassem sobre o Sol. O nada voltou a existir.

Quando, no século 19, foi descoberto que a luz é uma onda eletromagnética, a questão do meio material em que essa onda se propagava veio à tona. Afinal, ondas de água se propagam na água, ondas de som no ar. Qual o meio em que as ondas de luz viajavam? Foi sugerido que o espaço, afinal, não era vazio; existia uma espécie de fluido que permitia a propagação das ondas de luz. Em 1887, porém, um experimento que visava confirmar a existência do éter falhou. A luz e a sua propagação se tornaram um grande mistério, que só foi resolvido em 1905, quando Einstein propôs que a luz não precisava de meio algum para se propagar. O nada voltou, triunfante. Mas não por muito tempo.

Na década de 1920, com a mecânica quântica, a física que estuda os átomos e partículas, ficou claro que conceitos do nosso dia a dia precisavam ser revisados radicalmente. Entre eles, a noção de que objetos podem ficar parados.

No mundo dos átomos, tudo vibra incessantemente. Com isso, sempre existe uma energia residual, cujo valor flutua aleatoriamente. Juntando isso ao fato de que a energia e a matéria estão intimamente relacionadas, flutuações de energia são convertidas em partículas de matéria.

Dadas as flutuações de energia,partículas de matéria podem surgir do nada. A física quântica leva à conclusão de que o nada, no sentido de ausência de tudo, não existe.

Em1998, essa história ganhou um novo capítulo. Foi descoberto que o Universo está em expansão acelerada.

Entre as explicações sugeridas para isso, a mais plausível é que o efeito seja gerado pela energia do vazio, as tais flutuações quânticas.
Nesse o caso, o nada, ou sua versão quântica, é responsável pelo destino do nosso Universo.

Aquecimento: guia para os perplexos

2011-07-17T04:43:00.000-07:00

Mesmo que o clima da Terra tenha oscilado em seu passado, o aquecimento dos últimos cem anos está ligado aos gases poluentes Discussões sobre o aquecimento global geram posições bastante polarizadas.

Uma das causas, fora a manipulação da opinião pública por grupos de interesse, é uma certa confusão com relação a fatos básicos sobre a ciência do clima.
Por isso, apresento um breve resumo do que sabemos e do que não sabemos a respeito. Claro, o espaço aqui permite apenas que toque em alguns dos pontos mais importantes. Mas espero que ajude.
1)A Terra é um sistema finito, que recebe a maior parte de sua energia do Sol. Outra fração vem do decaimento de isótopos radioativos e da liberação de calor do núcleo.
2)O Sol emite radiação principalmente no espectro visível, correspondendo à cor amarela. Parte da radiação é refletida ao espaço e parte é absorvida e refletida perto da superfície. Um carro, estacionado sob o Sol com as janelas fechadas, fica bem mais quente.
3)A retenção do calor se dá devido a certos gases, responsáveis pelo efeito estufa: vapor d'água, dióxido de carbono, metano e ozônio. Sem a ação deles, a Terra seria 33 graus Celsius mais fria.
4)Nos últimos cem anos, a temperatura global aumentou em 0,74 grau Celsius. O nível do mar aumentou uns 20 cm.
5)Esses dados não estão em disputa. O que é controverso é a causa dos aumentos: natural ou antropogênica, ou seja, causada pela atividade humana.
6)A Terra passou por muitos períodos de aquecimento no passado. Evidências extraídas de amostras de gelo na estação russa Vostok, na Antártica, permitiram que se estabelecesse uma relação direta entre o aumento da concentração de gás carbônico na atmosfera e a temperatura nos últimos 400 mil anos. As temperaturas máximas correspondem a uma concentração do gás de 280 partes por milhão (ppm).
7)Esse número deve ser comparado com a concentração medida nos últimos 50 anos, que mostra um crescimento linear de 310 ppm (1958) a 385 ppm (2008), bem acima do máximo nos períodos de aquecimento no passado. Esse aumento está diretamente relacionado com o aumento da população mundial e do consumo de combustíveis fósseis, fontes do gás.
8)A Terra passou por recentes flutuações regionais de temperatura; um ligeiro aquecimento na Idade Média (entre os anos de 905 e 1250) e um ligeiro resfriamento (Pequena Idade do Gelo) que afetaram a região do Atlântico Norte. A variação de temperatura foi de 0,2 grau.
9)O Sol tem um ciclo natural de 11 anos em que sua irradiação oscila periodicamente. Quando o Sol está mais ativo, é de esperar que a Terra aqueça. Contudo, não existe uma correlação direta entre o ciclo solar e o clima terrestre. Os resultados parecem contradizer a expectativa: mesmo que a última década tenha sido a mais quente nos últimos cem anos, o Sol tem ficado bem calmo, estando com seu ciclo atrasado.

Mesmo que a Terra tenha passado por períodos de aquecimento e resfriamento em seu passado, o aquecimento dos últimos cem anos está relacionado com uma maior concentração de gases poluentes na atmosfera e uma maior taxa de deflorestamento. Essa é a conclusão da maioria dos cientistas e das academias de ciência em todo o globo.

MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor do livro "Criação Imperfeita"

Cientistas contra acusações

2011-07-10T03:20:00.003-07:00

Um resultado científico é válido, em uma margem de erro, até que uma nova descoberta científica seja anunciada e bem avaliada

No final de junho, bem antes do dia da independência nos EUA, a Associação Americana para o Avanço da Ciência, organização semelhante à nossa SBPC, circulou um manifesto contra os ataques que vários cientistas que pesquisam a questão do aquecimento global têm recebido, alguns até incluindo ameaças de morte.

O manifesto, que toca na liberdade acadêmica e na relação entre a pesquisa científica e o desenvolvimento de políticas governamentais, é uma análise lúcida e direta de como funciona a ciência e do que necessita para ser bem sucedida:

"A ciência avança por meio de um sistema em que resultados são divididos e avaliados criticamente por outros cientistas, e experimentos são repetidos quando necessário. Desacordos sobre a interpretação de dados, de metodologia e de descobertas são parte do discurso diário da ciência. Cientistas não deveriam ser submetidos a investigações de fraude ou serem perseguidos por gerarem resultados controversos. A maioria das desavenças científicas não está relacionada com qualquer tipo de fraude, mas é parte legítima do processo científico."

O conhecimento científico avança, mas não em linha reta. Conforme escrevi na semana passada, o resultado científico, mesmo se correto, é válido apenas em uma margem de erro. Quando uma nova descoberta é anunciada, cabe à comunidade julgar o seu valor. Quanto mais importante a descoberta, mais cuidadosa deve ser esta análise.

A pesquisa climática funciona exatamente assim. Perseguir cientistas como se fossem políticos corruptos é ridículo e inútil. Como nem todo cientista é infalível ou virtuoso (como médico, juiz, jornalista, bombeiro ou professor), o processo científico se protege dessas falhas pessoais: mais cedo ou mais tarde, dados errados ou fraudulentos são descobertos. Erros podem persistir por um tempo, mas não indefinidamente. Essa é a força da ciência.

Portanto, pergunto o que se passa na mente das pessoas que tentam denegrir cientistas que trabalham com mudanças climáticas. Acho que existem várias respostas. Uma delas é a ignorância de como a ciência funciona. Outra, é a manipulação por políticos, por membros da mídia com agendas políticas claras ou pela indústria de combustíveis fósseis, que tratam qualquer evidência sobre aquecimento global como uma ameaça.

A pior parte é que a indústria de petróleo é um dinossauro tecnológico do qual todos nos alimentamos. Mesmo que a exploração de petróleo conte com tecnologia de ponta, historicamente, combustíveis fósseis vêm alimentando o crescimento industrial da humanidade nos últimos 200 anos. Está na hora de criarmos novas alternativas.

Quando penso nos 7 bilhões de pessoas neste planeta, e na iniciativa de encontrar energias alternativas que sejam beneficiais ao planeta e à humanidade, fica difícil entender a resistência de alguns ao aquecimento global.

Mesmo se as previsões climáticas estiverem equivocadas (e não estão), o que temos a perder mudando nossos hábitos para proteger melhor nosso planeta? A Terra existia já bem antes da gente, e vai continuar a existir sem nós. Mas nós não existiremos sem ela.

A verdade e o erro

2011-07-03T17:33:00.001-07:00

Podemos não ser a medida de todas as coisas, mas o fato de sermos criaturas que conseguem medir as coisas é algo notável

NO Domingo passado, o jornalista Carl Zimmer publicou um artigo no "New York Times", no qual argumentou que, na prática, a ciência é bem menos eficiente em corrigir seus erros do que se acredita. Ele cita uma série de exemplos da literatura científica recente, quando um resultado publicado gera uma série de críticas de membros da comunidade, mas raramente uma tentativa de duplicação no laboratório. Essa questão, de fato, toca a essência do método científico.

A refutação de um resultado experimental ocorre apenas após outros grupos falharem na tentativa de replicá-lo. Por outro lado, a repetição de um experimento requer imenso cuidado. As condições experimentais devem ser replicadas exatamente, incluindo os vários compostos químicos usados.

Está claro que a reprodução de um resultado experimental é problemática. Ademais, o ganho em fazê-lo não é dos maiores. Afinal, cientistas querem ser os primeiros a descobrir algo de novo, e não a provar que a descoberta de um colega é incorreta. Porém, mesmo sem ter o mesmo glamour, a refutação experimental é extremamente importante. Sem ela a ciência simplesmente não funcionaria.

Na prática, nenhum experimento pode ser exatamente duplicado. Temos que nos contentar com o melhor possível. Um cínico (ou um pós-modernista) poderia argumentar que esse é o calcanhar-de-aquiles da ciência: se não é possível duplicar exatamente um experimento, como podemos nos certificar de que seu resultado está certo? Como descobertas científicas podem ser consideradas como a "verdade"?

Isso me lembra o ditado atribuído ao filósofo grego Heráclito: não podemos entrar no mesmo rio duas vezes. Felizmente, em ciência ao menos, isso não é necessário. (Aliás, quando é? Tudo na Natureza está em fluxo constante, que é o que Heráclito quis dizer com sua filosofia.)

Todo resultado científico inclui margens de erro que representam a precisão do procedimento. Nenhuma medida é exata. Por exemplo, quando você mede seu peso numa balança com uma escala graduada em meio quilo, a precisão da medida será no máximo de um quarto de quilo, 250 gramas; ou seja, metade da menor graduação. (Portanto, o pessimista fazendo dieta pode dizer que ganhou 250 gramas, enquanto que o otimista diria que perdeu.)

Medidas experimentais sempre incluem margens de erro. Se o resultado estiver correto, outros grupos poderão reproduzi-lo dentro do intervalo de erro aceito. Para diminuir erros experimentais (existe um outro tipo de erro, o erro sistemático, que é mais complicado), é necessário aumentar a precisão das medidas, usando equipamento melhor ou um número maior de medidas. Mesmo assim, não existe um valor final, "verdadeiro": apenas o mais preciso dentro do que é possível com a tecnologia existente.

Talvez não sejamos a medida de todas as coisas, conforme sugeriu Protágoras em torno de 450 a.C. Mas somos as coisas que podem medir. Mesmo que nossas medidas não sejam exatas, o fato de que temos um procedimento universal para distinguir o certo do errado é notável. A ciência pode não ser perfeita; mas a alternativa, o subjetivismo descontrolado, é muito pior.

Agroglifos: mensagens ou fraude?

2011-06-19T01:32:00.001-07:00

Que mensagem é essa dos círculos cortados em plantações, que precisa ser escrita sempre à noite e sem nenhuma testemunha?

Após meu texto da semana passada ter abordado o vídeo com a autopsia de um alienígena, achei pertinente continuar o tema, investigando agora outro sinal de que "eles" nos visitam: os misteriosos agroglifos. Desde o final dos anos 70, eles se espalham pelo mundo.

Antes, um esclarecimento: agroglifos são padrões simétricos do tamanho de campos de futebol que são cortados em plantações de trigo (em inglês, são "crop circles", algo como "círculos em plantações".)

Talvez o leitor se lembre do filme "Sinais", de 2002, dirigido por M. Night Shyamalan e estrelando Mel Gibson como um reverendo cujos campos recebem essas mensagens.

Nesse filme, os padrões são um código para direcionar naves de ETs em sua invasão. O longa faturou cerca de US$ 410 milhões. Se você buscar por "agroglifos" na internet, encontrará dezenas de belíssimas imagens, retratos dos vários tipos de padrões cortados em plantações trigo, principalmente no Reino Unido (pobres fazendeiros!)

Alguns parecem mandalas, outros têm aparência mais abstrata. Recentemente, surgiu um perto de um radiotelescópio, com o rosto de um ET e um disco perto -um CD gigante com uma mensagem para nós (veja o link:http://www.youtube.com/watch?v=-4CYcp5wObs).

Vários documentários se dedicam ao assunto. Um bem sensacionalista, dirigido por William Gazecki ("Agroglifos: Busca Pela Verdade"), entrevistou "autoridades" que confessaram não entender o mistério, atribuindo-o à ETs ou fenômenos paranormais. Outro, mais sóbrio, apresentado pela NatGeo na série "É Real?", mostrou como é relativamente fácil fazer os agroglifos.

A revista "Scientific American" publicou, em 2002, as confissões de um criador de agroglifos, o autor Matt Ridley. Em suas palavras: "Trate autoridades com ceticismo e verifique se não têm algum interesse na história ""muitos cerealogistas ganharam dinheiro escrevendo livros e guiando turistas boquiabertos por fazendas com agroglifos. Quanto à identidade dos criadores, incluindo os recentes com formas fractais, acredito mais provável que sejam estudantes do que ETs."

Formas geométricas fractais estavam em voga nos anos 90, quando esses padrões começaram a aparecer nos campos.

Teria sido genial se esses agroglifos tivessem aparecido bem antes de Benoit Mandelbrot ter inventado os fractais. Mas esse tipo de prova de inteligência ET nunca ocorre.

Aliás, agroglifos só começaram a aparecer em 1978, quando dois ingleses, Doug Bower e Dave Chorley, confessaram ter criado esses padrões para assustar as pessoas.

Mesmo assim, há quem continue acreditando na origem misteriosa dos agroglifos. Se seu objetivo é trazer uma mensagem, por que não o fazem em frente a testemunhas? A coisa ocorre sempre à noite, em segredo. E que mensagem é essa que precisa de grandes áreas em plantações, escrita continuamente por mais de 30 anos? Ou ela é muito complexa ou nós somos primitivos demais para entendê-la.

Talvez alguém esteja se divertindo às custas da necessidade de se acreditar no que não existe. Pergunto: o que existe, com sua beleza e grandiosidade, não é suficiente?

Os planetas ciganos da galáxia

2011-05-28T23:16:00.000-07:00

Se há planetas gigantes livres, é provável que existam também muitos outros em órbitas distantes de suas estrelas-mãe

As manchetes desses dias estavam repletas de descobertas cósmicas espetaculares. Já que o mundo não acabou, podemos voltar ao nosso assunto mais usual, a exploração de como funciona a natureza, aprofundando nosso conhecimento sobre o Universo em que vivemos.

Hoje, escrevo sobre a descoberta de um grupo de astrônomos liderados por takahiro sumi, da Universidade de Osaka, no Japão. Após anos de observações, o grupo concluiu que existem cerca de 400 bilhões de planetas ciganos na nossa galáxia, circulando pelo espaço.

Esse número é duas vezes maior do que o de estrelas na Via Láctea.

Considerando planetas são objetos que orbitam estrelas, a descoberta é mesmo surpreendente.

Talvez um nome melhor seja planetas órfãos, já que se desgarraram de suas estrelas-mãe.É possível que tenham sido ejetados de seus sistemas solares devido à instabilidades na dinâmica de suas órbitas ou, menos provável, que tenham órbitas extremamente alongadas.

A descoberta sugere que nosso sistema solar, com quatro planetas gasosos gigantes a grandes distâncias do sol, não seja uma raridade.

Buscas por ex o planetas (que giram em torno de estrelas que não o sol) tendem a achar planetas grandes perto de suas estrelas. Num sistema planetário, o centro de massa não se encontra exatamente no centro da estrela devido à contribuição das massas dos planetas.

A situação é um pouco como a de duas crianças, uma bem gordinha e outra bem magrinha, numa gangorra: o ponto de equilíbrio é perto da gordinha,mas não nela. tanto a estrela quanto os planetas giram em torno do centro de massa e não do centro da estrela. Isso causa uma pequena variação na luz da estrela, quando observada a distância, o chamado efeito Doppler.

Baseados nessa variação, astrônomos podem calcular a massa e o número de planetas em órbita.

Quanto mais massivos e mais próximos da estrela estiverem os planetas, maior o efeito que causam e mais fácil a sua detecção.

Outra técnica, o método do trânsito, mede a diminuição da luz da estrela quando um planeta passa a sua frente. Aqui, também, quanto maior e mais próximo da estrela estiver o planeta, mais fácil a sua detecção. O satélite Kepler da nasa já detectou possivelmente 1.235 exoplanetas com este método. A nova descoberta utiliza um outro método, chamado de microlentes gravitacionais. Baseado na teoria da relatividade de Einstein, usa a curvatura do espaço causada por grandes concentrações de massa que distorce a luz que passa à sua volta.Quando um planeta passa em frente a uma fonte de luz, ele pode na maioria das vezes aumentá-la.

Foram detectadas dez aumentos desse tipo causados por planetas gigantes sem uma estrela-mãe, o que implica em centenas de bilhões de planetas órfãos.
se existem tantos planetas gigantes livres, é provável que existam muito sem órbitas não tão próximas de suas estrelas. tal como Júpiter, saturno, Urano e netuno, esses gigantes protegem os planetas internos contra possíveis colisões com asteroides e cometas.

A nova descoberta sugere que, talvez, não sejamos os únicos seres a dar graças a vizinhos gigantes.

Sobre a vida após a morte

2011-05-22T02:46:00.000-07:00

Do ponto de vista científico, vida após a morte não faz sentido,embora a esperança de que ela exista seja muito compreensível

Já que no domingo passado escrevi sobre o fim do mundo (era para ter sido ontem), é natural continuar nossa discussão refletindo sobre vida após a morte. especialmente nesta semana, quando o famoso físico Stephen Hawking falou do assunto em entrevista ao jornal inglês "The Guardian". "um conto de fadas para pessoas que têm medo do escuro", disse.

Mantendo a discussão ao nível "científico", o que podemos falar sobre experimentos que visam detectar vida após a morte?

Eis o que escrevi sobre o tópico em meu livro "Criação Imperfeita": "quando ingressei no curso de física da PUC do Rio em1979, era a encarnação perfeita do cientista romântico, com barba, cachimbo e tudo.

Lembro-me, com um certo embaraço, do meu experimento para 'investigar a existência da alma'. Se a alma existia, pensei, tem que ter uma natureza ao menos em parte eletromagnética, de modo a poder animar o cérebro. e se eu convencesse um hospital a dar-me acesso a um paciente em coma, já prestes a morrer? Assim, poderia circundá lo com instrumentos capazes de detectar atividade eletromagnética.

Talvez pudesse detectar a cessação do desequilíbrio elétrico que caracteriza a vida [...] Por via das dúvidas, o paciente deveria também estar deitado sobre uma balança bem precisa, caso a alma tivesse peso." Continuo:"Na verdade,minha incursão no terreno da "teologia experimental" era mais brincadeira do que algo que levei a sério. Porem, minha metade vitoriana charlatã, devo dizer, tinha ao menos um predecessor.
em 1907, um certo Dr. Duncan MagDougall de Haverhill, em Massachusetts, conduziu uma série de experimentos para medir o peso da alma.emborasua metodologia fosse altamente duvidosa, seus resultados foram mencionados no prestigioso "New York Times":"Médico crê que alma tem peso", afirmou a manchete. O peso era em torno de 21,3 gramas, embora tenha havido algumas variações entre os poucos pacientes investigados. Como grupo de controle, ele pesou 15 cães, mostrando que eles não sofriam qualquer mudança de peso. O resultado não o surpreendeu, pois suspeitava que só humanos têm almas."

Os experimentos de Mag Dougall inspiraram o filme "21 Gramas", com Sean Penn fazendo o papel de um matemático à beira da morte.

De volta a Hawking, devo dizer que concordo com ele. Tudo o que sabemos sobre como a natureza opera indica que a vida é um fenômeno bioquímico emergente que tem um início e um fim.

Do ponto de vista científico, vida após a morte não faz sentido: existe a vida, um estado complexo da matéria em que um organismo interage ativamente com o ambiente, e existe a morte, um estado em que essas interações tornam-se passivas.

Morte é ausência de vida. (Mesmo o vírus só pode ser considerado0 vivo dentro de uma célula anfitriã.) É perfeitamente compreensível querer mais do que algumas décadas de vida, ter esperança de que existe algo mais.

Porém, nosso foco deve ser no aqui e no agora, e não no além. O que importa é o que fazemos coma vida que temos, curta que seja.Após ela, o que persiste são as memórias naqueles que continuam vivos.

O fim do mundo, de novo

2011-05-15T01:44:00.000-07:00

Se existe um risco imediato de destruição, ele não vem do céu, de cometas ou de asteroides assassinos, mas de nossas próprias mãos

PARECE QUE o mundo vai acabar.

De novo. A data definida pelo americano Harold Camping, um fundamentalista cristão de 89 anos, é resultado de cálculos e numerologia obscura, usando eventos bíblicos e catástrofes naturais. Camping previu o Apocalipse antes, em 1994. Mas desta vez está certo, diz ele.

Recentemente, cerca de 50 pessoas juntaram-se a Camping em Washington para espalhar a notícia. Entre eles, um oficial do Departamento de Segurança Interna que tirou férias especialmente para isso."Tenho de voltar no dia 23,mas não será preciso, pois no dia 21 sumirei", disse ao"Washington Post".

Nesse meio-tempo, um ateu está se oferecendo para tomar conta dos animais domésticos que ficarem para trás, já que eles não vão para o céu. Já tem mais de mil clientes.
Ironicamente, os céus estão oferecendo uma série de espetáculos neste mês, com vários alinhamentos planetários visíveis no hemisfério Sul. Como em tempos imemoriais, esses alinhamentos costumam ser interpretados como sinais apocalípticos. Em 11 de maio, Mercúrio, Vênus e Júpiter convergiram numa região com apenas 2,05 graus de diâmetro.

Como referência, a Lua cheia ocupa meio grau. Portanto, os planetas se juntaram no equivalente a quatro luas cheias, uma visão belíssima. No dia 21, o dia da previsão de Camping, Mercúrio, Vênus e Marte estarão numa região com apenas 2,13 graus de diâmetro.

Em 1186, os cinco planetas conhecidos então (até Saturno) alinharam-se nos céus, causando pânico por toda a Europa. Inúmeros outros fenômenos celestes, de eclipses a cometas e chuvas de meteoros, fizeram o mesmo no decorrer da história.

E continuam assustando as pessoas desnecessariamente. Os céus foram sem previstos como sagrados.

Portanto, fenômenos inesperados e misteriosos eram interpretados como mensagens de deuses prontos para punir os pecadores. Conforme discuto em meu livro "O Fim da Terra e do Céu", essa tradição apocalíptica não se reserva apenas a fanáticos religiosos. Cientistas também participam ocasionalmente, se bem que sob a luz de argumentos racionais e testáveis.

De fato, é importante considerarmos o risco de um asteroide ou de um cometa com mais de um quilômetro de diâmetro colidir com a Terra (possível, mas realmente muito improvável), ou de o Sol explodir (isso ocorrerá, em aproximadamente 5 bilhões de anos), ou de o próprio Universo ter um fim (terá, continuando sua expansão indefinidamente, enquanto as estrelas morrerão e se apagarão, se bem que existem outras alternativas).

Começos e fins são parte integral do discurso científico desde o nascimento da ciência moderna no século 17. Newton previu o fim do mundo para 2060. Halley, famoso pelo cometa homônimo, sugeriu que o Dilúvio foi causado pelo impacto de um cometa contra a Terra.

Felizmente, podemos afirmar com confiança absoluta que alinhamentos planetários não trarão o Apocalipse e que o Sol, mesmo que volta e meia lance enormes bólidos de matéria em nossa direção, continuará fundindo hidrogênio em hélio de forma relativamente pacata por muito tempo. Se existe ameaça mais imediata, ela não vem dos céus, mas das nossas próprias mãos.

A escorregadia ‘partícula de Deus’

2011-05-01T04:18:00.001-07:00

Volta e meia os boatos que falam de uma descoberta do bóson de Higgs correm o mundo, mas tudo indica que ele ainda nos escapa

OS FÍSICOS de partículas estão mais uma vez em alvoroço. Duas semanas após ter escrito aqui sobre a possibilidade de uma nova força da natureza ter sido encontrada no Fermilab, rumores de que a famosa partícula chamada Higgs foi achada no LHC (Grande Colisor de Hádrons, gigantesco acelerador de partículas localizado nos arredores de Genebra,na Suíça) vêm circulando pela mídia.

Um relatório interno escrito anonimamente por alguém da equipe do detector Atlas, do LHC, menciona um sinal estranho nos dados, relativo a uma massa 115 vezes maior que a de um próton.
A atenção dada ao relatório é exagerada. Um porta-voz do Cern, o laboratório onde fica o LHC, disse a uma agência de notícias que "provavelmente não é nada".

Primeiro, queria contar a história por trás do desafortunado nome "partícula de Deus". Como alguns leitores devem saber, "A Partícula de Deus"é onome de um livro de divulgação científica escrito pelo físico vencedor do Nobel Leon Lederman, que foi diretor do laboratório americano Fermilab durante anos e meu chefe quando eu fazia meu pós-doutorado por lá.

De acordo com Leon, ele queria chamar o livro de "Partícula Maldita"(do inglês "Goddamn Particle"), pois ninguém conseguia achá-la. Mas seu editor sugeriu que "Partícula de Deus" venderia muito mais. Por razões óbvias,o nome vingou.

É claro que a partícula não tem nada de divino.Obóson de Higgs, como é propriamente chamado, é uma partícula hipotética cuja função é dar massa às outras partículas do Modelo Padrão, que reúne tudo o que sabemos sobre a matéria.

Talvez essa função dê ao Higgs certa influência.Mas não lhe confere divindade. Peter Higgs é o físico escocês que, nos anos 1960, desenvolveu várias ideias ligadas ao mecanismo em que uma partícula confere massa a todas as outras.

O bóson de Higgs é a peça que falta No Modelo Padrão. Daí o enorme interesse em achá-lo. Se você procurar no Google por "Higgs found" (Higgs encontrado), verá que volta E meia esses boatos ocorrem. Mas, antes que você acuse os físicos de partículas de serem pouco sérios, é importante entender como funciona essa comunidade.

A World Wide Web (o célèbre "www" da internet) foi inventada no Cern exatamente para facilitar a comunicação rápida entre os físicos.

Experimentos em aceleradores de partículas envolvem milhares de cientistas e engenheiros. Portanto, quando um sinal (esperado ou surpreendente) surge, o entusiasmo cresce rápido: é inevitável evitar que a informação, mesmo prematura, acabe vazando.

Seria um alívio encontrar finalmente o Higgs. Desde que comecei minha carreira, venho editando sua massa nas equações que descrevem a infância do universo. Graças aos esforços dos cientistas do Fermilab e do Cern (que incluem muitos brasileiros), temos uma boa ideia de qual deve será sua massa do Higgs.

Basta encontrá-lo. Ou não. O Modelo Padrão pode estar nos contando apenas parte da história ou, quem sabe, o Higgs pode não existir. Afinal, a natureza pouco liga para as nossas ideias, mesmo quando as achamos belas demais para estarem erradas. Os dados é que vão decidir isso.

Vida extraterrestre e a natureza

2011-04-24T02:28:00.001-07:00

O ETs, se existirem, serão exóticos. Ainda assim, obedecerão às mesmas leis da física e da química e, provavelmente, da evolução

Essa semana, li um texto do jornalista científico Marc Kaufman, que escreve regularmente para o jornal "Washington Post". Kaufman lançou recentemente um livro em que debate o possível impacto da descoberta de vida extraterrestre.

Eis parte do que ele escreveu: "O que acontecerá se forem encontrados sinais de vida no subterrâneo marciano, ou fósseis de vida no seu passado, ou se algum planeta extrasolar tiver níveis elevados de oxigênio e ozônio em sua atmosfera, sinais convincentes da presença de vida? Será que Marte, ou este exoplaneta, fará então parte da natureza? E como a maioria dos cientistas concorda que se vida for encontrada em outro planeta, deverá ser encontrada por todo o universo, será que o universo fará então parte da 'natureza'?"

Fiquei perplexo ao ler isso. Em uma perspectiva histórica, o objetivo da ciência é obter as leis da natureza como um todo. A divisão que Aristóteles impôs no cosmo ""a Terra e seus arredores como domínio da transformação e, da Lua para cima, o domínio da imutabilidade-- foi demolida por Galileu, Kepler e Newton no século 17.

Newton, em particular, mostrou que a gravidade é uma universal, responsável pela queda dos objetos na Terra e pelas órbitas celestes. Ao mostrar que a mesma força se estende através do espaço, tornou o cosmo acessível à razão humana.

Algo de semelhante ocorreu com a química no século 19. Ao examinar o espectro da luz solar, Joseph Fraunhofer descobriu linhas escuras superimpostas sobre o contínuo que nos é familiar no arco-íris, do vermelho ao violeta. Em torno de 1850, Bunsen e Kirchhoff mostraram que algumas das linhas que "faltavam" no espectro solar correspondiam à luz emitida quando certos elementos químicos eram aquecidos a ponto de brilhar: cada elemento emite apenas em determinadas cores e essas podem ser relacionadas às linhas escuras no espectro solar. A interpretação foi revolucionária: os mesmos elementos existem no Sol e na Terra. A química juntou-se à física em sua universalidade. A natureza segue as mesmas regras, não importa onde.

Na biologia a situação é mais incerta. Dado que a Terra é o único planeta que conhecemos com vida, podemos apenas especular sobre vida extraterrestre. Porém, se definirmos vida como um conjunto de reações químicas capaz de se autossustentar e de se reproduzir de acordo com a evolução darwiniana, podemos isolar alguns dos ingredientes importantes para que ela exista em outros mundos: água líquida, carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e alguns outros elementos. Formas de vida alternativas poderiam existir mas teriam um bioquímica pouco versátil. E o que vemos de seres em locais exóticos é que a vida é muito versátil.

Talvez Kaufman tivesse em mente o familiar (vida aqui) versus o não familiar (vida fora daqui). Pois é certo que os ETs serão diferentes. A história da vida depende fundamentalmente da história de seu planeta anfitrião. E como não existem duas histórias iguais, os ETs, se existirem, serão exóticos. Ainda assim, obedecerão às mesmas leis da física e da química e, muito provavelmente, o curso da evolução segundo o processo de seleção natural.

Contra as formas de dogmatismo

2011-04-10T03:20:00.000-07:00

Dentro da sua validade, teorias funcionam bem; mas dizer que a ciência detém a verdade é demais

EM SEU ENSAIO "Absence of Mind", a romancista e ensaísta americana Marilynne Robinson, que venceu o prêmio Pulitzer por seu romance "Gilead", critica cientistas como Richard Dawkins e Steven Pinker por seus ataques à fé e à religião.

Robinson declara que a postura desses cientistas é essencialmente fundamentalista, baseada na doutrina do "cientismo", que prega que a ciência é o único modelo explicativo válido. "As certezas que, juntas, trivializam e menosprezam, precisam ser revisitadas", escreveu.

Eis, resumidamente, o argumento de Robinson: não há dúvida de que a ciência é uma belíssima construção intelectual, com inúmeros triunfos no decorrer dos últimos quatro séculos. Porém, sua visão de mundo é necessariamente incompleta.

Reduzir todo o conhecimento aos métodos da ciência acaba por empobrecer a humanidade. Precisamos de diversidade cultural, e essa diversidade inclui, entre outras, a cultura das religiões.

O que faz com que cientistas tenham tanta confiança no seu saber? Afinal, a prática da ciência apoia-se em incertezas; uma teoria funciona apenas dentro de seus limites de validade. Teorias são testadas constantemente e seus limites são expostos. É justamente dos limites de uma teoria que surgem outras..

Portanto, para que a ciência avance é necessário que ela falhe.

As verdades de hoje não serão as mesmas de amanhã. Veja, por exemplo, a noção de que a Terra é o centro do cosmo, plenamente aceita até o século 17. Claro, dentro de sua validade, teorias funcionam extremamente bem e, dessa forma mais restrita, podemos chamá-las de verdadeiras. Mas afirmar que a ciência detém a verdade é ir longe demais.

Escrevo não como uma crítica à ciência -isso seria contradizer a minha obra!-, mas como uma espécie de toque de despertar aos que pregam a ciência como dona da verdade. É necessário ter mais cuidado.

Robinson examina vários casos, expondo seus pontos fracos e os abusos da retórica científica. Porém, ela não é imune aos abusos de sua retórica. Por exemplo, ela critica a análise de Steven Pinker sobre o "Bom Selvagem": "Será que é razoável argumentar contra o mito do Bom Selvagem baseando-se na cultura do século 20? O que nos parece primitivismo pode ser algo bem diferente. Não posso deixar que uma análise tão falha seja difundida".

Em 2006, Robinson publicou uma resenha do livro de Dawkins, "Deus, um Delírio", na qual critica o biólogo duramente. Robinson acusa Dawkins de usar argumentos científicos onde eles não são pertinentes. Por exemplo, quando Dawkins critica a ideia de que Deus é o criador do Universo, afirmando que a ideia não faz sentido: como o Universo começou simples, Deus não poderia ser complexo para conseguir criá-lo.

Dawkins conclui que Deus contradiz a teoria da evolução, pois já surge complexo. Robinson contra-ataca dizendo que aplicar teorias científicas a Deus não faz sentido. Mesmo sendo agnóstico, tenho de concordar com ela.

Muito da ciência e da religião vem da necessidade que temos de encontrar sentido e significado em nossas vidas. Simpatizo com a necessidade de humildade e autocrítica nas ciências defendida por Robinson. Espero, porém, a mesma atitude de líderes religiosos e teólogos.

entrevista - Saraiva Conteúdo

2011-04-06T13:17:00.000-07:00

Uma mente sem limites

2011-04-03T02:07:00.000-07:00

O interessante é aprender a aceitar nossas limitações, ao mesmo tempo em que tentamos transcendê-las

IMAGINE UMA pílula que ofereça poderes intelectuais ilimitados, que cause uma avalanche de atividade neuronal, elevando o cérebro a um nível de percepção incomparável. Você toma aquilo e, por algumas horas, vira uma espécie de deus.

Essa é a premissa do novo filme "Sem Limites", dirigido por Neil Burger e baseado no romance de Alan Glynn. O enredo nos apresenta Bradley Cooper no papel de um escritor fracassado que é transformado num gênio pelos poderes de uma milagrosa droga psicotrópica.

Imagine se o cérebro tivesse um poder tremendo, uma capacidade ilimitada de percepção e dedução anestesiada pela rotina? O que chamamos de criatividade, de "insights" geniais, são meras fagulhas do que poderia ocorrer, a percepção de uma realidade que tudo engloba, uma nova dimensão da existência.
Será possível abrirmos as portas para essa realidade, libertando-nos da "trivialidade" a que somos acorrentados pelo uso de apenas uma fração do nosso córtex?

Na verdade, a ideia de que usamos apenas 10% do cérebro é um mito. Usamos o órgão por inteiro, cada parte com uma função bem conhecida. Caso contrário, teríamos evoluído de forma diversa, com cérebros menores e mais econômicos.

Portanto, o ponto não é ativar áreas adormecidas do cérebro, mas criar conexões mais eficientes entre os neurônios: o segredo está em aumentar o número de pontes entre eles, intensificar o trânsito, por assim dizer, criando novas ressonâncias que levem a um patamar mais elevado de consciência.

Será que uma pílula pode realmente fazer isso?

Ninguém sabe. Mas vejamos onde estamos hoje. Milhões de pessoas, incluindo crianças, tomam vários medicamentos à base de anfetaminas, todos estimulantes.

As drogas aumentam a quantidade de dopamina no cérebro, otimizando o foco e a atenção, a libido e o nível geral de eficiência cognitiva do paciente. Essas drogas são, de certa forma, versões simplificadas da NZT 48, a pílula mágica do filme: a ficção ampliando o que já existe. Será que a ciência pode chegar a algo assim? E, se puder, quem a tomaria?

Vemos aqui mais uma versão moderna da lenda de Fausto. Agora o Diabo veste as roupas da indústria farmacêutica, ou as de um traficante de drogas.

No romance "A Pedra Filosofal", de 1969, Colin Wilson imaginou um cenário semelhante: com o implante de eletrodos em pontos estratégicos do córtex pré-frontal, seria possível catapultar o cérebro a um nível de funcionamento inimaginável.

O "homem liberado" que resulta do experimento é transformado num profeta, num gênio, num deus, capaz de ver o passado e o futuro, de decifrar significados profundos sobre o Universo que as pessoas mais comuns nem sonham existir.

Será que nós podemos acender todas as luzes sem queimar o fusível central? Qual a vantagem de uma mente ilimitada?

No filme, as vantagens que temos permanecem: quem é mais inteligente continua mais inteligente. Talvez possamos extrair uma lição importante do filme e do livro: o que torna a vida interessante não é atingir níveis fantasiosos de percepção, mas aprender a aceitar nossas limitações ao mesmo tempo em que tentamos transcendê-las.

Quem teme a Singularidade?

2011-03-27T02:05:00.000-07:00

A crença na imortalidade por meio das máquinas lembra outra muito antiga, no triunfo da alma humana

VOCÊ ESTÁ preparado para virar um deus? "A Singularidade Está Próxima" é um documentário dirigido por Anthony Waller e codirigido pelo famoso inventor e autor Ray Kurzweil. No Brasil, existe a tradução do seu "A Era das Máquinas Espirituais", pela editora Aleph. Eis a sinopse do filme:

"No século 21, nossa espécie vai se libertar do seu legado genético e atingirá um nível inimaginável de inteligência, progresso material e longevidade; consequentemente, a definição de "ser humano" será enriquecida e transformada. O celebrado futurista Ray Kurzweil apresenta uma visão que é a culminação dramática de séculos de desenvolvimento tecnológico e que transformará o nosso destino".

De acordo com Kurzweil, o avanço tecnológico e, em particular, o avanço na velocidade de processamento e de memória de dados, é tão rápido que em breve atingiremos um ponto no qual máquinas serão capazes de superar o cérebro humano. Ele prevê que a humanidade atingirá um ponto final, a "Singularidade". De lá em diante, algo novo e imprevisível, talvez um híbrido de máquina e humano, talvez apenas máquina, existirá, matéria inanimada imitando a vida em estado de animação virtual.

A esperança de Kurzweil e outros entusiastas da Singularidade é que velocidades altas de processamento, mais o acesso ilimitado a dados, podem simular o cérebro: máquinas com altíssima complexidade computacional podem criar uma ultrainteligência emergente. Humanos, preparem-se, pois o seu fim está próximo! E a data foi marcada para 2045.

Kurzweil não é nem bobo nem louco. Apesar de ter vários críticos, é um inventor reconhecido, vencedor de vários prêmios. Stevie Wonder foi o primeiro a comprar a sua máquina de leitura para cegos; seus sintetizadores são famosos.

Ele fundou a Universidade da Singularidade, hospedada no Centro de Pesquisa Ames, da Nasa, e parcialmente financiada pelo Google, na qual executivos fazem cursos para se preparar para a Singularidade. (Lembram os evangélicos se preparando para o Apocalipse.) Kurzweil quer mais do que máquinas ultrainteligentes; quer ser imortal também. Acredita que a morte é uma doença curável, e que os avanços da medicina e da genética permitirão estender a longevidade indefinidamente. Esses seres imortais não serão de carne e osso, mas máquinas espirituais dotadas de nossa consciência e memória. A felicidade, e outras qualidades e emoções, como a generosidade e o ódio, terão de ser repensadas.

Teremos de rever tudo, e o pior é que nem sabemos como começar.

"Singularidade" significa um ponto no qual nosso conhecimento deixa de funcionar, onde as leis deixam de ser leis. Será que devemos levar isso a sério? Sim, devemos.

Apesar de várias questões (a extrapolação de Kurzweil é baseada em dados passados; não há garantia que funcionará no futuro), nossa simbiose com as máquinas de silício é cada vez maior. Você vê isso na rua, com as pessoas e seus celulares e bluetooths como extensões de seus braços e ouvidos. Por outro lado, a crença na Singularidade me parece a versão moderna duma crença muito antiga, a do triunfo final da alma humana.

Conversa Sobre a Fé e a Ciência

2011-03-20T02:26:00.000-07:00

Os caminhos da razão e do espírito são um só: a busca por significado em um mundo cheio de mistérios

NA SEMANA QUE VEM sai meu novo livro, em parceria com Frei Betto e com intermediação de Waldemar Falcão, "Conversa Sobre a Fé e a Ciência", pela Nova Fronteira. Temos alguns eventos no Rio e em São Paulo, de que espero participar via teleconferência, aproveitando os benefícios de nossa era digital.

Conversas sobre ciência e religião, em geral, terminam em briga. Mas não deveriam. Talvez seja essa uma das lições mais importantes que Frei Betto e eu queremos passar.

Reconheço que somos dois exemplos um pouco alternativos. Eu, como cientista, mantenho uma posição de respeito pela religião. Frei Betto, como pensador político e teólogo cristão, mantém uma posição aberta em relação à ciência. Começamos a conversa sem nos conhecermos e terminamos amigos.

Frei Betto concorda comigo que é absurdo fechar os olhos para os avanços da ciência, negando suas descobertas. Concorda, também, que a religião não deve ser usada fora de seu contexto, especialmente como um substituto da ciência.

Usar a Bíblia como texto científico, tentar extrair de sua narrativa simbólica fatos sobre o surgimento do Universo e da vida, é retornar ao obscurantismo da Idade Média. Por outro lado, concordamos plenamente que a ciência não se propõe a atingir uma verdade "absoluta".

Verdades dependem de quando são formuladas, ou seja, do contexto histórico em que são buscadas. Por exemplo, para os gregos, era "verdade" que a Terra era o centro do Universo; até o fim do século 18, era "verdade" que o Sol era o centro do Universo; até 1924, era "verdade" que a Via Láctea era a única galáxia no Universo. Com o avanço da ciência, essas verdades foram substituídas por outras.

Apesar de não haver dúvida de que certos fatos científicos permanecem inalterados com o passar do tempo (por exemplo, as leis de Newton), chamá-los de "verdades" talvez seja imprudente.

A ciência é uma narrativa que se ocupa do mistério, do não saber. Ela não tem capítulo final. Seu foco não é a busca pela verdade, mas por uma descrição do mundo que esteja de acordo com nossas observações.

Por outro lado, as religiões organizadas, com seu dogmatismo intransigente, distorcem o real sentido da fé. Nisso, Frei Betto e eu também concordamos plenamente (para ver no que mais concordamos e no que discordamos, é preciso ler o livro).

No cerne da religião, no ato de devoção religiosa, encontramos a espiritualidade pura, individual, que tece uma relação profunda entre o homem e o Universo e entre o homem e a sua consciência.

Frei Betto menciona Santa Teresa D'Ávila como alguém que alcançou um nível exemplar de transcendência pessoal e de comunhão com o divino. Aprendi muito durante nossa "conversa" e saí admirando meu interlocutor ainda mais.

Vejo a ciência, no aspecto mais puro e humano, como uma busca por transcendência, em que o espírito humano se une ao mundo natural para criar novas formas de pensar a nossa existência e, por meio da tecnologia, para criar expressões materiais dessa comunhão. Sob esse prisma, os caminhos da razão e do espírito são um só, simbolizando a essência do ser humano, que é a busca por significado num mundo cheio de mistérios.

Teoria de tudo: fato ou fantasia?

2011-03-13T06:35:00.000-07:00

Faço o papel do contra: nosso conhecimento do mundo é necessariamente algo bastante incompleto

NA SEGUNDA-FEIRA passada, tive o privilégio de participar de um evento promovido pelo Museu Americano de História Natural, em Nova York. Foi o debate anual em memória do famoso escritor e divulgador de ciência Isaac Asimov. O mestre de cerimônias foi Neil deGrasse Tyson, do Planetário Hayden.

Éramos seis físicos, alguns conhecidos do público pelos seus livros de divulgação: Katherine Freese, da Universidade de Michigan, Brian Greene, da Universidade Columbia, Janna Levin, também de Columbia, Sylvester Gates Jr., da Universidade de Maryland, e Lee Smolin, do Instituto Perimeter, no Canadá. Um público de 1.300 pessoas lotou o auditório, intrigado pelo tema da discussão: teoria de tudo, realidade ou fantasia?

Foi uma noite e tanto. (Para os leitores que entendem inglês, o debate estará disponível em vídeo em breve.) Muitos físicos acreditam que a teoria de tudo (TDT) é o objetivo final da ciência: a descrição completa de como as partículas elementares da matéria interagem entre si e que, de quebra, mostra que todas as forças que descrevem essas interações são uma só.

  Essa TDT seria o ápice do processo reducionista que começou na Grécia Antiga em torno de 450 a.C., quando os atomistas propuseram que a matéria é feita de pedaços indivisíveis, os átomos. (É importante esclarecer que a TDT não diz nada sobre "tudo": ela não prediz o tempo ou o que você vai comer no café da manhã, restringindo-se às partículas e suas interações.)

A busca muda conforme o nosso conhecimento sobre a composição e as propriedades da matéria muda. Esse foi, aliás, um dos meus argumentos. Fiz o papel do contra, baseando-me nas ideias do meu último livro, "Criação Imperfeita". A maioria dos integrantes do painel acredita que é possível chegar a uma TDT e que talvez a teoria das supercordas seja o caminho. Sou mais cético. Não tanto em relação ao que as supercordas podem fazer, mas sobre a existência de uma TDT e a possibilidade de encontrá-la.

  "Supercordas", para quem não sabe, é a teoria que diz que as partículas de matéria são feitas de cordas submicroscópicas vibrando em frequências diferentes. Sua atração é que oferece um caminho para entendermos o que ocorre no centro dos buracos negros e na origem do Universo. O problema é que supercordas existem em dez dimensões espaciais e requerem a "supersimetria", uma simetria que dobra o número de partículas que existem.

  Até agora, não temos qualquer indicação de que dimensões extra ou supersimetria existem. O LHC, a máquina na Suíça que procura novas partículas, vem pondo limites sérios à existência da supersimetria. Em alguns anos saberemos.

  Mesmo se as supercordas estiverem corretas, ainda assim não as chamaria de TDT. O que sabemos da natureza depende do que podemos medir. Portanto, a busca por teorias unificadas deve ser constantemente revisada à medida em que descobrimos mais. Todos os esforços passados falharam porque não podemos prever o que mediremos no futuro. Uma teoria de supercordas do século 21 pode coletar (unificar) o que sabemos até hoje, mas não pode ser definitiva. Nosso conhecimento do mundo é necessariamente incompleto.

Infinito, elétron e outras invenções

2011-02-27T23:26:00.000-08:00

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

2011-02-20T22:40:00.000-08:00

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

2011-02-12T22:47:00.000-08:00

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

2011-02-05T22:41:00.000-08:00

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?

2011-01-29T23:34:00.000-08:00

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

2011-01-22T23:32:00.000-08:00

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)

2011-01-15T23:28:00.000-08:00

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.

Conquistando o instinto assassino

2011-01-09T23:49:00.000-08:00

Usar a psicologia humana para poder especular sobre o comportamento ET pode ser uma atitude míope e perigosa

SERÁ QUE CRIATURAS inteligentes podem escapar do instinto assassino? Quando se fala de invasões de extraterrestres, em geral, o foco é apocalíptico: "eles" vêm para nos destruir e roubar os bens do nosso planeta sem qualquer remorso.

Essa visão dos ETs não passa de um espelho de nós mesmos. Basta olhar para o dano que os colonizadores causaram na África, nas Américas e no Pacífico. Segundo os especialistas do projeto Seti, que há 50 anos busca por sinais transmitidos por supostas civilizações extraterrestres, temos grandes chances de detectar algo nas próximas décadas. Em 20 anos, teremos "visitado" dez milhões de estrelas, uma amostra razoável.

O problema, porém, não é a identificação de uma transmissão inteligente, mas a sua interpretação. Os ETs provavelmente não serão tão bonzinhos quanto os do romance "Contato", de Carl Sagan, que montaram uma mensagem que podemos compreender. Usar a psicologia humana para especular sobre o comportamento de inteligências extraterrestres pode ser não só uma atitude míope, mas perigosa.

Claro, temos de começar de algum lugar. O que é suposto (como em filmes e livros de ficção científica que partem de "A Guerra dos Mundos") é que as leis da evolução e a sobrevivência do mais forte dita o comportamento de todos os seres inteligentes do Universo.

Em outras palavras, mesmo criaturas inteligentes não podem escapar dos seus instintos animais: onde há vida, o instinto assassino reina.

Gostaria de apresentar uma visão menos pessimista. A prova de uma inteligência altamente sofisticada é justamente seu controle sobre o instinto assassino. Em humanos e outros primatas, o instinto assassino é tribal: encontramos proteção na tribo e a protegemos com unhas e dentes. Criamos divisões como Estado, nação e clã, e nos alojamos dentro delas.

ETs capazes de sobreviver a si próprios por um tempo suficientemente longo para criarem tecnologias de comunicação e de viagens interestelares devem ter evoluído além do comportamento primitivo.

O oposto é bem deprimente: quanto mais evoluída a espécie, mais efetivas as suas formas de matar, enquanto que sua moralidade permanece ancorada no animalesco. Se for esse o caso, estamos perdidos, como eles. Prefiro acreditar que não seja assim.

O fato de estarmos ponderando essas questões mostra que estamos progredindo. Sobrevivemos a 60 anos de bombas nucleares (claro, a ameaça ainda é concreta, mas hoje temos consciência de que uma guerra nuclear não tem vencedores). Existe, também, uma maior conscientização da fragilidade do nosso planeta. Sabemos que o mundo precisa mudar e que talvez a mudança tenha de ser global.

Pode ser que estejam os vivenciando o começo de nossa própria transformação numa espécie mais evoluída, menos tribal. É óbvio que o mundo permanece polarizado, dividido pela intolerância religiosa e também pela ganância. É hora de virarmos essa página e avançarmos coletivamente a um novo nível de sofisticação social. Ao menos por ora, a mensagem que vem dos céus nos diz muito mais sobre quem somos do que sobre quem, afinal, são "eles"".

Cosmos versus caos

2011-01-02T23:52:00.000-08:00

Se a vida é fruto da luta contra a entropia que não pode ser evitada, é ainda mais bela por ser frágil

ACONTECEU NOVAMENTE, mais um ano passou. Alguns acham que passou rápido, outros devagar. Queremos aprender com nossos erros, evitá-los, começar novas atividades, dietas, exercícios, um blog novo, trabalhar como voluntários em alguma ONG "do bem". Fazemos isso para tornar o ano novo realmente novo, separá-lo daquele que acaba de terminar, torná-lo melhor e, nesse processo, melhorarmos também.

Somos artesãos, construímos para desfazer a tendência da natureza a desfazer as coisas. Tentamos trazer ordem, um senso de controle sobre a desordem que nos cerca: cosmos (ordem) versus caos.

Alguns podem discordar do que afirmei acima, da ideia de que a natureza tende a desfazer as coisas.
Diriam que vemos ordem por toda a parte, nas flores, no arco-íris e, claro, em nós mesmos. Segundo as leis da termodinâmica, em particular a segunda, a desordem (entropia) tende a aumentar num sistema fechado. E nós, as flores e outras estruturas naturais não somos um sistema fechado: trocamos energia uns com os outros e, mais importante, recebemos energia do Sol. Somos criaturas solares, dependemos dele para sobreviver.

Muitas das estruturas organizadas que vemos à nossa volta, furacões, ondas e tempestades, todos os seres vivos, podem ser interpretados como mecanismos para aumentar a desordem cósmica, degradando a luz que vem do Sol, transformando-a em radiação infravermelha que a Terra emite para o espaço. A segunda lei diz: essas estruturas são meros obstáculos ao inexorável fim, quando a desordem triunfará. Esse tipo de pensamento deprimia muita gente no século 19. Ainda o faz hoje.

Está na hora de mudar o foco; algo mais a fazer nesse novo ano.

Quanto mais nos preocupamos com o "fim", menos vivemos o agora. Nós e todas as criaturas vivas (e as estruturas ordenadas não vivas, como os furacões e o arco-íris) somos quem faz a diferença.

Eis a riqueza das estruturas organizadas que emergem na rota em direção à desordem -essas guerreiras contra o decaimento final da matéria. Olhar para as coisas de forma unidimensional nos leva à uma visão distorcida da realidade. Alguns acham que ciência é isso, que usa apenas a razão para compreender a Natureza. Pelo contrário, existem muitas formas de olhar para um arco-íris, e cada uma tem o seu objetivo e a sua importância.

Só quando olhamos para um arco-íris de modos diferentes é que podemos admirá-lo em sua plenitude. Cientistas não são unidimensionais.

Não usamos apenas a razão para explorar a natureza. Buscar explicações para os fenômenos naturais é, como disse Einstein, uma forma de devoção religiosa. Admirar uma flor ou um arco-íris por sua beleza e tentar entender suas funções dentro da natureza os torna ainda mais belos.

A palavra religião vem de "religare", reconectar. Mas com o quê? Escolhas diferentes para religiões diferentes. Ao buscarmos as leis que descrevem a natureza e suas criações, estamos nos reconectando com nossas origens cósmicas. Esse é o meu "religare", que traz sentido à minha vida e lhe dá direção. Se a vida é fruto da luta contra o inexorável crescimento entrópico e o decaimento material, é ainda mais bela por isso. Por que não chamá-la, afinal, de sagrada?

Papai Noel e Pousos Lunares

2010-12-26T05:32:00.000-08:00

É trágico que pessoas duvidem de feitos científicos, ao invés de celebrá-los. Seria melhor crer em Papai Noel

SE VOCÊ TIVER menos de oito anos, pare de ler. A vida seria muito sem graça se não pudéssemos acreditar no impossível por um tempo. Afinal, a força de um mito está na sua credibilidade e não na sua veracidade.

Papai Noel, São Nicolau, é inspirado num bispo que viveu no século 4, na cidade de Myra, hoje província de Anatólia, na Turquia. Dentre seus atos generosos, deu três dotes para meninas pobres para que não virassem prostitutas.

O mito evoluiu e hoje faz parte da cultura planetária. Mas chega uma hora em que a imagem do gordinho de barbas brancas e longas, que atravessa o mundo voando num trenó puxado por renas para dar presentes às crianças deixa de fazer sentido. Isso nos leva aos pousos lunares. Seriam são um mito também?

Na semana passada houve um eclipse lunar, o primeiro durante o solstício de verão desde 1638. A Lua ficou vermelha, uma visão que costumava assustar muita gente. Não é à toa que no Apocalipse de João a Lua aparece vermelha. Várias tabelas previam precisamente quando ele iria ocorrer. Espero que essa precisão da astronomia não tenha passado desapercebida. Sem ela, os pousos lunares não teriam ocorrido.

É grande o número de pessoas que duvidam que o homem tenha ido à Lua, achando que é tudo uma conspiração americana. "Desculpe filho, mas Papai Noel não existe. Aliás, astronautas também nunca foram à Lua..."

A maioria das teorias de conspiração se concentram no primeiro pouso lunar, da Apolo 11, em 20 de julho de 1969. "A Nasa [agência espacial americana] fabricou os vídeos no estúdio do Stanley Kubrick"". Foram seis pousos lunares, e 12 astronautas passearam por lá, em missões que duraram 41 meses, terminando com Gene Cernan e Jack Schmitt da Apolo 17e, em 1972.

Dezenas de milhares de técnicos e engenheiros trabalharam para isso. Eis alguns dos argumentos usados:

1.Como que a bandeira americana balançava se não há ar na Lua?

Os astronautas usaram uma haste horizontal para manter a bandeira aberta. No vácuo lunar, uma pequena oscilação dura muito tempo.

2.Como que sombras parecem projetadas em múltiplas direções quando existem apenas algumas fontes de luz?

Numa superfície curva, como a da Lua, a rede de sombras depende da topologia do solo e dos detalhes da iluminação, podendo criar essa variação complexa.

3.Como que a pegada do Neil Armstrong fica tão definida numa região sem qualquer umidade?

No vácuo lunar, a fina poeira que cobre a superfície pode facilmente criar as impressões de marcas de botas dos astronautas.

Denegrir esse feito é retornar a um obscurantismo medieval que, francamente, é ridículo hoje em dia. Talvez parte da culpa esteja na nossa pobre educação científica. Muitas pessoas acreditam que a Nasa fez isso para ganhar a Guerra Fria.

Os russos cairiam nessa? Acreditar que a coisa toda é uma invenção talvez crie um senso de proteção contra os avanços imprevisíveis da ciência.

É trágico que, em vez de celebrar os grandes feitos da ciência, tantas pessoas escolham fechar os olhos e crer numa mentira. Se é esse o caso, seria muito melhor, então, acreditar em Papai Noel.

Inevitabilidade humana

2010-12-18T23:04:00.000-08:00

Será que nós somos uma consequência inevitável das leis da natureza? Ou não passamos de acidente?

SEMPRE ACHEI que final de ano é época de reflexão, e não só de presente e festa. Portanto, vamos lá.

Olhe para as suas mãos.

Nela, você encontra átomos que pertenceram a estrelas desaparecidas há mais de 5 bilhões de anos. Essas estrelas, no final de sua existência, forjaram os elementos químicos que compõem o seu corpo, as montanhas, os rios e os oceanos.

Quando explodiram, elas espalharam suas entranhas pelo espaço sideral, os ingredientes da vida, em ondas de choque que se propagavam a milhares de quilômetros por segundo. Em um canto da galáxia, essas ondas se chocaram com uma enorme nuvem de hidrogênio, provocando instabilidades que levaram ao seu colapso. E dele nasceu o Sistema Solar, com sua corte de planetas e luas e, em um deles, seres capazes de questionar suas origens.

Somos, concretamente, restos de estrelas animados de consciência.

O incrível disso é que tudo começou com praticamente apenas hidrogênio e gravidade. Ao comprimir essas nuvens de hidrogênio em estrelas, a gravidade se tornou o grande alquimista cósmico, criando os elementos químicos a partir do mais simples. Na visão moderna do Universo, somos o que acontece quando damos alguns bilhões de anos de tempo ao hidrogênio e à gravidade.

Temos muitas lacunas a preencher nessa grande narrativa cósmica, e é isso que faz os cientistas acordarem todos os dias com pressa de chegar ao trabalho. Dentre as várias questões, uma das mais controversas é sobre nossa inevitabilidade. Será que somos consequência inevitável das leis da natureza? Ou um mero acidente, e o Universo poderia igualmente existir sem nós?

A posição mais conservadora diria que tudo o que podemos fazer é medir. Não existe qualquer plano ou objetivo, apenas o que ocorre. A história que reconstruímos à partir dessas medidas começa com (pelo menos) quarks, elétrons e radiação e, bilhões de anos depois, inclui vida e seres humanos. Não há dúvida de que a matéria ficou mais complexa com o passar das eras. Por quê?

Antes de tentar dizer algo, vale a pena contemplar o que já conseguimos até aqui. A ciência comprova nossa profunda relação com o Cosmos. Não apenas porque vivemos nele, mas porque somos feitos dele: nós e todos os agregados de matéria, vivos e não-vivos. Estamos no Cosmos e o Cosmos está em nós.

Quem duvida que a ciência é uma busca espiritual deveria refletir sobre o que escrevi acima. A pesquisa do cientista, os dados e sua análise quantitativa, são atividades que dão concretude à busca. Alguns ficam só nisso e estão bem assim. Mas uma visão menos focada revela o óbvio: a ciência responde a anseios espirituais que estão conosco desde tempos ancestrais.

Retornando à nossa questão, alguns acreditam que deve existir um princípio que justifique a tendência à complexidade. Mas não temos evidência disso. O Cosmos poderia ter se desenvolvido sem nós. Mas o fato é que estamos aqui! Se abrirmos mão desse princípio, temos que aceitar que somos um acidente.

Talvez seja essa a origem da nossa importância. Se podemos refletir sobre a vida, temos algo de especial. Isso deveria nos levar a uma reavaliação do nosso papel: guardiões da vida e do planeta. Talvez seja essa a nossa missão inevitável.

Os enigmáticos buracos negros

2010-12-11T23:25:00.000-08:00

No buraco negro, nossas noções de espaço e tempo não fazem sentido; nada escapa dele, nem a luz

RECENTEMENTE, CIENTISTAS USANDO o observatório espacial Chandra, da Nasa, fizeram uma descoberta fabulosa: a partir dos raios-X coletados pelas antenas do local, visualizaram pela primeira vez um buraco negro "recém-nascido", com apenas 30 anos de idade. A descoberta pode ajudar a decifrar alguns dos muitos enigmas sobre eles.

Esse pertence à galáxia M100 que, estando a 50 milhões de anos-luz da Terra, não é exatamente nossa vizinha. Isso significa que a radiação coletada deixou o buraco negro há 50 milhões de anos, pouco depois dos dinossauros desaparecerem do nosso planeta.

Pode parecer estranho que saibamos que ele tinha apenas 30 anos mesmo estando tão distante, mas não é: imagine a foto de um bebê enviada de navio do Brasil para a África. A viagem é longa, mas a foto mostra o mesmo bebê.

O buraco negro é o que sobrou de uma estrela gigante, com massa 20 vezes maior do que a do Sol. Como toda estrela, essa chegou ao fim de sua vida e explodiu violentamente, lançando parte de sua matéria ao espaço. A que sobrou, compactada pela ação da gravidade, condensou-se até formar um buraco negro -onde nossas noções de espaço e tempo deixam de fazer sentido.

Podemos imaginá-lo como uma região envolvida por uma membrana chamada de "horizonte de eventos". Tal como numa praia, onde o horizonte demarca o limite do que podemos ver, o horizonte de eventos demarca a fronteira entre o exterior e o interior do buraco negro: o que passa dele jamais retorna, inclusive a luz. Daí seu nome.

A questão é o que ocorre dentro do horizonte. Buracos negros são classificados pela sua massa e rotação. Os mais simples, os que não rodam, são caracterizados por uma "singularidade" em seu centro, um ponto onde as leis da física como as conhecemos deixam de funcionar.

O problema é que, perto da singularidade, a teoria que usamos para descrever os buracos negros -a relatividade geral de Einstein- não faz sentido. Precisaríamos usar uma teoria quântica da gravidade, algo que ainda não temos.

O pouco que sabemos, após o trabalho de Stephen Hawking, é que buracos negros evaporam: eles emitem radiação eletromagnética e, aos poucos, vão perdendo sua massa. Podemos até associar uma temperatura a eles, a temperatura de Hawking, T = (1023kg/M)K, onde M é a massa do buraco negro em quilogramas e K sua temperatura em Kelvin (1 Kelvin = -273 Celsius).

Portanto, um buraco negro com a massa do Sol (M=1030kg) emite radiação a 10-7K, muito fria. Mas como a temperatura vai com o inverso da massa, buracos negros leves podem brilhar bem intensamente. É o que ocorre ao fim de suas vidas! O que levanta uma questão interessante: o que ocorre com a singularidade quando o buraco negro evapora até o fim? Será que o horizonte desaparece por completo, revelando ao mundo a singularidade, feito o Aleph do conto homônimo de Jorge Luis Borges? Ninguém sabe.

Talvez um dia, usando os descendentes do Chandra, enxerguemos o ponto onde o espaço deixa de fazer sentido. Ou, talvez, algo de inesperado ocorra antes disso. Afinal, quando se trata de buracos negros, o inesperado é a norma.

O discurso do Universo

2010-12-05T04:44:00.000-08:00

"É verdade que tenho certo xodó pelos seres humanos, encontro neles uma magia que vai além do sobreviver"

Gostaria de começar agradecendo aos membros da raça humana que, usando sua criatividade e diligência, têm aprendido tanto sobre minhas propriedades nos últimos milênios. Neste discurso, para manter a clareza, usarei a noção humana de tempo, a qual, apesar de sua inocência, é bem prática.

Continuo em expansão, como é o caso já há 13,7 bilhões de anos. Confesso que, durante a maior parte desse tempo, me senti bem sozinho.

O silêncio era profundo, nenhuma mente perscrutando os mistérios que criei para me distrair durante a passagem das eras.

Na infância, meu volume era repleto de partículas e de radiação que, devido ao enorme calor e à grande pressão, interagiam furiosamente sem criar qualquer estrutura mais complexa.

Apenas após 400 mil anos surgiram os primeiros átomos. Mesmo assim, só os mais simples estavam presentes- os que os humanos chamam de "hidrogênio" e "hélio".

É verdade que tenho certo xodó pelos humanos. Existem muitas formas de vida espalhadas pelo meu domínio. Embora algumas sejam bem curiosas, a maioria não faz nada mais do que sobreviver. Já nos humanos, encontro aquela mágica que faz toda a diferença, uma apreciação por coisas que vão além do mero sobreviver. Inventaram conceitos como dignidade, respeito e amor, que considero muito criativos.

Talvez sejam eles a razão pela qual outras formas de vida inteligente se autodestroem após atingir uma certa sofisticação tecnológica, enquanto os humanos permanecem vivos.

Esses primeiros átomos de hidrogênio, devido à ação da gravidade, condensaram-se em esferas gigantes, as estrelas. No seu centro, temperaturas de 15 milhões de graus Celsius levam o hidrogênio a virar hélio, o segundo elemento.

É essa transmutação que mudou a minha história. Nada é mais importante do que ela! Dela, estrelas em ignição produzem a energia e a luz que aquecem seus planetas; dela, a vida extrai energia; dela, quando as estrelas se aproximam do fim de suas vidas, outros elementos químicos são formados e distribuídos pelo espaço, tornando a vida possível por todo o meu domínio.

Para o meu deleite, esses humanos entenderam tudo isso em apenas 400 anos. Mesmo assim, adorei ver a cara de alguns de seus cientistas quando descobriram, recentemente, que minha expansão está em aceleração. Acho que estão finalmente entendendo que é melhor manterem suas cabeças abertas e olhar para a Natureza com humildade. Quanto mais estudarem os meus mistérios, mais surpresas encontrarão. Espero que os outros brutos que existem em meu domínio, que passam sua existência lutando e se matando por razões patéticas, aprendam essa lição e comecem a se dedicar à busca pelo conhecimento.

Sei que fui parcial quando deixei a Terra se formar 4,6 bilhões de anos atrás. É mesmo um mundo especial. Estranho que os humanos estejam demorando tanto para entender isso. Especialmente agora, que podem estudar outros mundos. Espero que acordem logo. Nesse meio tempo, continuarei a criar e destruir mundos. Assim, me divirto e inspiro os humanos a aprenderem mais sobre mim. Afinal, preciso ser franco.

Até mesmo eu sou uma invenção das suas mentes.

Gratidão cósmica

2010-11-28T00:47:00.000-08:00

Devemos agradecer à Terra, planeta único e vivo, por nos permitir existir, apesar dos nossos abusos

ESSA SEMANA, É celebrado o Dia de Ação de Graças aqui nos EUA.

Historicamente, ele celebra a gratidão dos imigrantes ingleses que, se não fossem os nativos de Massachusetts, teriam morrido de fome. Na prática, comemora-se a colheita de fim de verão com muita comida, inclusive peru ao forno (consumido por 45 milhões de pessoas na data).

Mas, aqui na coluna, gostaria de dar graças mais globais. Começando com o Universo.

São umas 200 bilhões de galáxias, com umas 200 bilhões de estrelas cada. Boa fração tem planetas girando à sua volta, muitos deles com luas. Ao todo, são trilhões de mundos, cada um com sua história.

O que existe além do espaço? O que ocorreu antes do Big Bang? As medidas atuais (lembre-se que conhecemos apenas o que podemos medir; o resto pode ser divertido de comentar em conversas, mas é apenas especulação) indicam que o espaço é plano. Ou seja: continua para sempre, em todas as direções.

Temos certeza disso? Não. Tudo o que podemos dizer é que a porção do espaço que conseguimos medir, delimitada pela distância viajada pela luz desde o Big Bang, há 13,7 bilhões de anos, tem geometria plana ou muito próxima disso.

Imagine uma praia e o horizonte à distância. Sabemos que o mar não termina lá, apenas o que podemos ver dele. O mesmo com o espaço.

Sabemos que as leis da física e da química valem por todo o espaço.

Podemos dizer a composição de uma estrela sem irmos até lá. Podemos explicar como as primeiras galáxias nasceram há bilhões de anos. Quando olhamos para os céus, olhamos para o passado. Quanto mais distante no espaço, mais para trás no tempo. O cosmo é uma máquina do tempo. Quem disse que não existe mágica em ciência?

E o tal "começo"? Não sabemos, mas conhecemos a história cósmica até um trilionésimo de segundo após o "Bang". Nada mau para apenas 400 anos de ciência.

Sabemos também que não faz sentido perguntar o que ocorreu "antes" do Big Bang. Quem era você antes de nascer? Não existir significa não existir no tempo. Santo Agostinho já dizia, uns 16 séculos atrás: o tempo e o espaço surgiram com a criação. Ah, se as coisas fossem assim tão simples...

Hoje, alguns especulam que nosso cosmo é parte de uma entidade muito maior, o multiverso, que representa todas (ou quase?) possibilidades cósmicas. Em alguns, as leis da física podem ser diferentes e a vida como a conhecemos, seria impossível. Portanto, agradeça ao Universo, um dos poucos com propriedades certas para gerar estrelas, planetas e, em alguns deles, vida.

Mas vá com calma! Ao contrário do que tantos afirmam, o Universo não dá a mínima bola para a vida. Basta olhar para nossos vizinhos, planetas mortos e desolados.

Tire nossa atmosfera, nossa camada de ozônio e campo magnético, e a Terra se transformaria num deserto sem vida. (Ao menos vida complexa. Talvez algumas bactérias pudessem existir ainda.) Portanto, não é tanto ao Universo que devemos agradecer, mas à Terra, nosso planeta vivo, único. Devemos todos, coletivamente, dar graças ao nosso mundo: por nos permitir existir e pela sua tolerância, apesar dos nossos abusos. Poucas mães seriam assim tão pacientes.

Evitando o vazio

2010-11-21T00:11:00.000-08:00

A noção do vazio absoluto é desconfortável, provoca uma certa ansiedade. Queremos sempre preenchê-lo com algo

SERÁ QUE PODEMOS contemplar o vazio absoluto? E se pudermos, será que tal coisa - a ausência de tudo- existe? O que definimos como o "nada" mudou radicalmente com o passar do tempo.

A noção do vazio absoluto é desconfortável, provoca certa ansiedade. Queremos enchê-lo com algo.
Já na Grécia Antiga, a questão incitava o debate. Parmênides dizia que o nada não existe e não faz sentido. Haveria apenas o Ser, que está em todos os lugares. Sua ausência significaria a existência do não Ser, que lhe parecia impossível.

Contra essas ideias, os atomistas diziam que a realidade é composta de átomos movendo-se no vazio. Esses átomos podem se combinar para dar forma a tudo o que existe.
Aristóteles discordava disso. Para ele, o vazio também era uma impossibilidade, mas seus argumentos eram mais concretos.

Uma pedra cairá com velocidades diferentes num copo cheio de água ou de mel: quanto mais denso o meio, mais lento o movimento.

Portanto, um meio vazio e com densidade zero permitiria velocidades infinitas, o que era um absurdo. Aristóteles postulou então a existência do éter, uma substância imutável que permeia o Cosmo.
No século 17, Descartes afirmou também que um fluido preenchia o espaço, o que explicaria as órbitas dos planetas em torno do Sol: ao girar, o astro causava o giro do fluido que, por sua vez, fazia com que os planetas girassem.

Newton mostrou que Descartes estava errado: tal fluido criaria uma fricção que causaria instabilidades nas órbitas planetárias. O espaço ficou vazio outra vez.

Quando o escocês James Clerk Maxwell demonstrou, no século 19, que a luz era uma onda eletromagnética, teve de inventar um meio onde essa onda se propagasse. Afinal, ondas de água se propagam na água, e ondas de som, no ar. Maxwell supôs que um meio transparente, sem massa (para não atrapalhar as órbitas) e muito rígido (para permitir propagar ondas ultrarrápidas) enchia o cosmo.

O éter acabou voltando. Apenas em 1905 Einstein demonstrou que o éter não é necessário, porque ondas de luz são capazes de se propagar no vácuo. O espaço ficou vazio outra vez. Durante o século 20, o conceito de campo substituiu o conceito de força e ação à distância. Todo corpo com massa cria um campo gravitacional à sua volta, que influencia outros corpos com massa. Toda carga elétrica cria um campo elétrico que influencia outras cargas etc.

Os campos preenchem todo o espaço, criados por sua fontes. A realidade física é vista como sendo criada por campos e suas excitações. Elétrons, prótons, fótons são excitações de campos.

Devido a flutuações típicas na escala atômica, essas partículas podem surgir até do vazio. O vazio absoluto não existe, pois sempre haverá uma energia de excitação no espaço, a agitação quântica.

Essa energia pode criar matéria vinda do nada! Como foi descoberto em 1998, a expansão do Universo se acelera: galáxias se afastam mais rápido do que o esperado.

A causa desse efeito é desconhecida, mas ganhou o nome de energia escura. É possível que venha dessa agitação quântica do espaço vazio. O éter, ou algo do tipo, voltou.

A realidade é como percebemos

2010-11-14T01:57:00.000-08:00

Einstein e a física quântica derrubaram a objetividade imparcial: a mente e a realidade são inseparáveis

SEMANA PASSADA, DESCREVI como a física moderna vê a realidade como sendo composta de várias camadas, cada qual com seus princípios e leis.

Isso vai contra o reducionismo mais radical, que diz que tudo pode ser compreendido partindo do comportamento das entidades fundamentais da matéria. Segundo esse prima, existem apenas algumas leis fundamentais. Delas, todo o resto pode ser determinado. Gostaria de retornar ao tema hoje, mas focando num outro aspecto dessa questão que é bem complicado: o que é realidade e como sabemos.

Começo contrastando os filósofos Hume e Kant. Para Hume, o conhecimento vem apenas do que captamos com nossos sentidos. Baseados nesta informação, construímos a noção de realidade. Portanto, uma pessoa que cresceu sem qualquer contato com o mundo externo e que é alimentada por soros não seria capaz de reflexão. Kant diria que existem intuições já existentes desde o nascimento, estruturas de pensamento que dão significado à percepção sensorial.
Sem elas, os dados colhidos pelos sentidos não fariam sentido.

Duas dessas intuições são as noções de espaço e de tempo: elas costuram a estrutura da realidade, conectando e dando sentido ao fluxo de informação que vem do mundo exterior. Uma mente com estruturas diferentes, portanto, teria uma noção diferente da realidade.

Kant não diz que o sensório não é importante. Para ele, mesmo que o conhecimento comece com a experiência externa, não significa que venha desta experiência. Precisamos do fluxo de informação sensorial, mas construímos significado partindo de nossas intuições: os dados precisam ser ordenados no tempo e arranjados no espaço.

Durante as primeiras décadas do século 20, duas revoluções forçaram uma reavaliação da ordem kantiana. A relatividade de Einstein combinou espaço e tempo. Deixaram de ser quantidades absolutas, tornando-se dependentes do observador.

O que é real para um pode não ser para outro. A teoria de Einstein restaura uma forma de universalidade, pois provê meios para que observadores diferentes possam comparar suas medidas de espaço e tempo.

A segunda revolução veio com a física quântica. Para nossa discussão hoje, seu aspecto mais importante é a relação entre o observador e o observado. Na época de Kant, a separação entre os dois era absoluta. No mundo quântico dos átomos e partículas, a natureza física de um objeto (se um elétron é uma partícula ou uma onda, por exemplo) depende do ato de observação.

Ou seja, as escolhas feitas pelo observador induzem a natureza física do que é observado: o observador define a realidade. E como a intenção do observador vem de sua mente, a mente define a realidade. A mente precisa ainda das intuições a priori para interpretar o real, mas ela participa desta interpretação.

A objetividade imparcial se torna, então, obsoleta, já que mente e realidade tornam-se inseparáveis. Se essa relação na camada quântica afeta outras camadas é ainda objeto de discussão.

As muitas camadas da realidade

2010-11-07T01:27:00.000-07:00

Podemos imaginar que a descrição científica da natureza é um bolo, com fatias de sabor variado

DURANTE SÉCULOS, cientistas sonharam em obter uma descrição completa do mundo, tentando fazer da ciência um símbolo maior do brilhantismo humano. Não seria fantástico se fôssemos capazes de prever o futuro em detalhe? A ciência como oráculo... muito irônico.

Essa seria a opressora realidade do cosmorrelógio, no qual leis estritamente determinísticas descreveriam todos os mecanismos da natureza. Esse sonho não passava de ilusão, e o projeto falhou.

Primeiro porque essa meta reducionista, para a qual tudo na natureza pode ser descrito a partir do comportamento das menores entidades de matéria, depende do acúmulo de muita informação (como as posições e velocidades de todas as partículas que compõem o Cosmo).

Mesmo os seus defensores mais ferrenhos, como o francês Laplace e outros, sabiam que, na prática, nunca daria certo. Medidas tomam tempo. E, quando você termina de medir algo aqui, o que está acolá já mudou de lugar! Mas, mesmo assim, acreditava-se num conjunto de leis que poderia ser usado para construir a realidade física do mais elementar ao mais complexo, a partir das entidades fundamentais da matéria e de suas interações.

Além disso, a física quântica, que descreve átomos, proíbe o conhecimento da posição e da velocidade de uma partícula com precisão arbitrária, impondo um limite absoluto ao que podemos conhecer.

Hoje, imagino (e espero) que poucos físicos acreditem que o projeto reducionista possa funcionar começando das partículas elementares e indo às moléculas, aos furacões ou à explicação de como os neurônios podem criar nosso senso de identidade.

Deixar de lado esta meta reducionista cria oportunidades únicas. Como escreveu o prêmio Nobel Philip Anderson, em 1972: "A cada nível de complexidade aparecem novas propriedades. Cada estágio requer leis e conceitos novos".

Podemos imaginar nossa descrição científica da natureza como um bolo de muitas camadas, cada qual com o seu sabor, ingredientes e feita segundo instruções diferentes. O bolo pode ser um só, mas não é possível cozinhá-lo começando com prótons e elétrons. (Da mesma maneira, uma sinfonia é muito mais do que um agrupamento de notas.)

Será que existem camadas-limite, indo da menor à maior? Ou será que a realidade é um "bolo de Babel", sem limites? Se considerarmos o que sabemos hoje, podemos dizer que existe uma distância mínima, onde o conceito de espaço deixa de fazer sentido: é o chamado "comprimento de Planck", igual a 1,6 x 10-35 metro (um próton tem aproximadamente 10-15 metro).

Em direção ao cósmico, a coisa é mais incerta. Podemos dizer que a porção observável do Universo, isto é, o volume de espaço onde podemos coletar informação usando formas diversas de radiação (como luz, ultravioleta e infravermelho), é de 46 bilhões de anos-luz.

Se o Universo continua além dessa fronteira- e não há razão para achar que não continue- não podemos sabê-lo. E se não podemos ver o que está além, esta é, de fato, a camada-limite do "muito grande". Portanto, nosso bolo da realidade não se estende ao infinitamente pequeno ou grande. Ao menos, essa é a receita atual.

Entre o espiritual e o material

2010-10-31T00:07:00.001-07:00

O material sem o espiritual é cego, e o espiritual sem o material é fantasia. Nossa humanidade está na interseção

EXISTIMOS NESSA FRONTEIRA, não muito bem delineada, entre o material e o espiritual. Somos criaturas feitas de matéria, mas temos algo mais. Somos átomos animados capazes de autorreflexão, de perguntar quem somos.

Devo dizer, de saída, que espiritual não implica algo sobrenatural e intangível. Uso a palavra para representar algo natural, mesmo intangível, pelo menos por enquanto.

Pois, se olharmos para o cérebro como o único local da mente, sabemos que é lá, na dança eletro-hormonal dos incontáveis neurônios, que é gerado o senso do "eu".

Infelizmente, vivemos meio perdidos na polarização artificial entre a matéria e o espírito e, com frequência, acabamos optando por um dos dois extremos, criando grandes crises sociais que podem terminar em atrocidades.

Vivemos numa época onde o materialismo acentuado -do querer antes de tudo, do eu antes do outro, do agora antes do legado-, está por causar consequências sérias.

Lembro-me das sábias linhas do filósofo Robert Pirsig, no clássico "Zen e a Arte da Manutenção de Motocicletas": "Nossa racionalidade não está movendo a sociedade para um mundo melhor. Ao contrário, ela a está distanciando disso".

Ele continua: "Na Renascença, quando a necessidade de comida, de roupas e abrigo eram dominantes, as coisas funcionavam bem.

Mas agora, que massas de pessoas não têm mais essas necessidades, essas estruturas antigas de funcionamento não são adequadas. Nosso modo de comportamento passa a ser visto como de fato é: emocionalmente oco, esteticamente sem sentido e espiritualmente vazio".

O ponto é claro: atingimos uma espécie de saturação material. Para chegar a isso, sacrificamos o componente espiritual. O material é reptiliano: "Eu quero, eu pego. Se não consigo, eu mato (metaforicamente ou de fato). O que quero é mais importante do que o que você quer".

Claro, progredimos muito, dando conforto a milhões de pessoas, mas, no frenesi do sucesso, deixamos de lado o que nos torna humanos. Não só nossas necessidades, mas nossa generosidade, nossa capacidade de dividir e construir juntos.

Quando nossa sobrevivência está garantida, recaímos em nosso modo reptiliano de agir -autocentrado- e esquecemos da comunidade.

A diferença entre nossa realidade e a de Pirsig, que escreveu essas linhas acima em 1974, é que um novo tipo de conscientização está surgindo, em que o senso de comunidade está migrando do local ao global.

Isso me deixa otimista.

Em todo o planeta, um número cada vez maior de pessoas entendeu já que os excessos materialistas da nossa geração precisam terminar. Não é apenas porque o materialismo desenfreado é superficial. É porque é letal, tanto para nós quanto para a vida à nossa volta.

Olhamos para nosso planeta de modo que não olhávamos 20 anos atrás. O sucesso do filme "Avatar" não teria sido o mesmo em 1990.

O momento está chegando para um novo tipo de espiritualidade, que nos levará a uma existência mais equilibrada, onde o material e o espiritual mantêm um balanço dinâmico. O material sem o espiritual é cego, e o espiritual sem o material é fantasia. Nossa humanidade reside na interseção dos dois.

Entre o espiritual e o material

2010-10-31T00:07:00.000-07:00

O material sem o espiritual é cego, e o espiritual sem o material é fantasia. Nossa humanidade está na interseção

Olhando para o início do tempo

2010-10-23T23:29:00.000-07:00

Nada do que vemos no céu existe no presente. Objetos podem não existir mais ou terem mudado por completo

Na semana passada, astrônomos declararam ter encontrado o objeto mais distante visto até hoje: uma galáxia a 13,1 bilhões de anos-luz da Terra. Como comparação, a idade da Terra é de 4,6 bilhões de anos, e a do Universo, de 13,7 bilhões de anos. Ou seja, a luz capturada pelos telescópios terrestres deixou essa galáxia 600 milhões de anos após o início do tempo. Isso pode parecer muita coisa, mas para a cosmologia, que estuda tempos de bilhões de anos, não é praticamente nada.

Olhar para o céu é olhar para o passado. Isso porque a luz tem uma velocidade finita, sempre demora um pouco para ir de um ponto a outro. Por exemplo, o Sol fica a oito minutos-luz da Terra: a luz demora oito minutos para viajar do Sol até nós. Nada do que vemos no céu existe no presente. Objetos distantes podem até mesmo não existir mais, ou ter mudado completamente.

Com certeza, a galáxia de 13,1 bilhões de anos é hoje muito diferente do que era quando a luz saiu dela há 13,1 bilhões de anos. Ela pode ter crescido, engolindo outras galáxias menores, ou pode ter sido engolida.

Naquela época, perto da infância do Cosmo, as estrelas eram todas jovens, muito luminosas, feitas principalmente de hidrogênio e de hélio, os dois elementos químicos mais leves. Com o passar do tempo (centenas de milhões a bilhões de anos), as estrelas foram "envelhecendo" e produziram elementos mais pesados, como o carbono.

Na sua infância, o Cosmo tinha uma tabela periódica bem simples, só com uma meia dúzia de elementos! Portanto, os astrônomos sabem que objetos constituídos apenas de elementos químicos leves são bastante jovens.

Como os cientistas podem determinar a idade de um objeto que existiu antes mesmo da formação do Sol e da Terra? Toda informação da astronomia vem de alguma forma de luz recolhida por telescópios. A história dos céus está registrada na luz que viaja pelo espaço nos seus diversos comprimentos de onda- das ondas de rádio (as mais longas) aos raios X e gama (as radiações mais energéticas).

No caso de objetos muito antigos, sua constituição química é simples. Fora isso, sua luz é muito fraca, diluída tanto pela distância quanto pela expansão do Universo. Por isso, são necessários telescópios enormes, com espelhos de mais de dez metros de diâmetro, para captá-la. Auxiliados, claro, pelo fantástico Telescópio Espacial Hubble.

A composição química dos objetos astronômicos é estudada analisando os detalhes da luz que emitem. Cada elemento químico emite luz em cores (frequências) específicas. Dizemos que cada um tem sua impressão digital, registrada em seus espectros luminosos.

Ao colher a luz de uma estrela ou galáxia, astrônomos a comparam com catálogos existentes para determinar os elementos químicos presentes. Tudo isso só é possível porque as leis da física e da química são as mesmas em todos os cantos do Cosmo e em todas as épocas.

Caso isso não fosse verdade, seria impossível estudar os céus. A ciência ficaria relegada ao que ocorre somente no nosso mundo, e jamais descobriríamos que somos descendentes das estrelas, e que cada átomo de nosso corpo pertenceu, um dia, a uma estrela que já não existe mais.

Sobre a importância da ciência

2010-10-17T02:22:00.000-07:00

Apenas uma sociedade que que é versada na ciência pode escolher qual vai ser o seu destino de forma responsável

PARECE PARADOXAL QUE, no início deste milênio, durante o que chamamos com orgulho de "era da ciência", tantos ainda acreditem em profecias de fim de mundo. Quem não se lembra do bug do milênio ou da enxurrada de absurdos ditos todos os dias sobre a previsão maia de fim de mundo no ano 2012?

Existe um cinismo cada vez maior com relação à ciência, um senso de que fomos traídos, de que promessas não foram cumpridas. Afinal, lutamos para curar doenças apenas para descobrir outras novas. Criamos tecnologias que pretendem simplificar nossas vidas, mas passamos cada vez mais tempo no trabalho. Pior ainda: tem sempre tanta coisa nova e tentadora no mercado que fica impossível acompanhar o passo da tecnologia.

Os mais jovens se comunicam de modo quase que incompreensível aos mais velhos, com Facebook, Twitter e textos em celulares. Podemos ir à Lua, mas a maior parte da população continua mal nutrida.

Consumimos o planeta com um apetite insaciável, criando uma devastação ecológica sem precedentes. Isso tudo graças à ciência? Ao menos, é assim que pensam os descontentes, mas não é nada disso.

Primeiro, a ciência não promete a redenção humana. Ela simplesmente se ocupa de compreender como funciona a natureza, ela é um corpo de conhecimento sobre o Universo e seus habitantes, vivos ou não, acumulado através de um processo constante de refinamento e testes conhecido como método científico.

A prática da ciência provê um modo de interagir com o mundo, expondo a essência criativa da natureza. Disso, aprendemos que a natureza é transformação, que a vida e a morte são parte de uma cadeia de criação e destruição perpetuada por todo o cosmo, dos átomos às estrelas e à vida. Nossa existência é parte desta transformação constante da matéria, onde todo elo é igualmente importante, do que é criado ao que é destruído.

A ciência pode não oferecer a salvação eterna, mas oferece a possibilidade de vivermos livres do medo irracional do desconhecido. Ao dar ao indivíduo a autonomia de pensar por si mesmo, ela oferece a liberdade da escolha informada. Ao transformar mistério em desafio, a ciência adiciona uma nova dimensão à vida, abrindo a porta para um novo tipo de espiritualidade, livre do dogmatismo das religiões organizadas.

A ciência não diz o que devemos fazer com o conhecimento que acumulamos. Essa decisão é nossa, em geral tomada pelos políticos que elegemos, ao menos numa sociedade democrática. A culpa dos usos mais nefastos da ciência deve ser dividida por toda a sociedade. Inclusive, mas não exclusivamente, pelos cientistas. Afinal, devemos culpar o inventor da pólvora pelas mortes por tiros e explosivos ao longo da história? Ou o inventor do microscópio pelas armas biológicas?

A ciência não contrariou nossas expectativas. Imagine um mundo sem antibióticos, TVs, aviões, carros. As pessoas vivendo no mato, sem os confortos tecnológicos modernos, caçando para comer. Quantos optariam por isso?

A culpa do que fazemos com o planeta é nossa, não da ciência. Apenas uma sociedade versada na ciência pode escolher o seu destino responsavelmente. Nosso futuro depende disso.

Prêmios Nobel e o sentido da vida

2010-10-10T04:50:00.000-07:00

A ciência atinge patamares mais elevados quando a invenção dos cientistas é motivada pela compaixão

ESSA FOI A semana em que cientistas com aspirações ao Nobel dormem pouco. O telefone pode tocar na calada da noite, e aquela voz com sotaque sueco pode estar do outro lado da linha, dando-lhe os parabéns. Ou, mais provavelmente, pode ser o seu filho com o pneu furado no meio da rua. Tudo bem, tem sempre o ano seguinte.

Neste ano, os prêmios foram bem diversos. Na medicina, ganhou Robert Edwards, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, pelas suas pesquisas pioneiras em fertilização in vitro.

Desde Louise Brown, que nasceu em 1978, são já mais de 4 milhões de bebês de proveta que devem suas vidas à persistência de Edwards. Seu trabalho mostrou que a fusão do óvulo com o espermatozoide é um processo que pode ser controlado.

"Nada é mais especial do que uma criança. Patrick Steptoe e eu fomos muito influenciados pelo desespero de inúmeros casais que não podiam ter filhos. Apesar das dificuldades e dos críticos, lutamos muito por esses casais", disse Edwards.

A ciência atinge seus patamares mais elevados quando a inventividade humana é motivada simplesmente pela compaixão.

Na física, o prêmio foi para Andre Geim e Konstantin Novoselov, ambos russos que trabalham na Universidade de Manchester, também do Reino Unido. Esse, aliás, foi um bom ano para os cientistas britânicos, que estão em meio a ameaças de cortes severos do orçamento destinado à atividade científica.

Eles foram os criadores de um novo tipo de material, o grafeno. Trata-se de uma lâmina extremamente fina de átomos de carbono -com um átomo de espessura- que promete revolucionar a eletrônica.

Um outro feito de Geim foi ter usado campos magnéticos e ímãs para levitar sapos. Quem disse que a física não pode ser divertida?

O grafeno é um material meio mágico: maleável, quase transparente, mas forte como aço. As lâminas de grafeno são excelentes condutoras de calor e de eletricidade, propriedades desejáveis em muitos circuitos elétricos. Em breve, o grafeno poderá integrar telas flexíveis de computador, sensíveis ao toque, e sensores para detectar poluição.

O interessante é como foi descoberto. Partindo de um bloco de grafite, o par usou fita durex para, pacientemente, arrancar essas lâminas ultrafinas de átomos de carbono. Às vezes, revoluções nascem de ideias extremamente simples.

Na química, o prêmio foi divido entre três cientistas que desenvolveram um método para criar cadeias longas e complexas de carbono.

A descoberta realiza, pelo menos em parte, o sonho de muitos químicos de criar uma engenharia molecular onde todo tipo possível de molécula pode ser sintetizada artificialmente. No caso, a invenção dos cientistas ajuda na produção de medicamentos e polímeros diversos.

Esses prêmios celebram a inventividade humana. Quando os comparamos com a recente descoberta de um planeta em torno da estrela Gliese 581, onde pode haver água, vemos a importância da Terra, sua fecundidade e estabilidade, permitindo nossa existência.

Quanto mais aprendemos sobre o Cosmo, mais relevante ficamos. Não por sermos o centro de tudo, mas por existirmos e por podermos refletir sobre quem somos.

A ciência da paixão?

2010-10-02T23:10:00.000-07:00

Testes podem conectar a paixão às suas raízes evolutivas primitivas, mas não roubam a sua mágica

O que a ciência tem a dizer sobre a misteriosa emoção que faz com que pessoas razoáveis façam coisas completamente loucas, tanto boas quanto más?
Na última década, vários estudos buscaram desvendar o que ocorre no cérebro quando se está apaixonado. Um dos mais conhecidos, encabeçado pela antropóloga Helen Fisher, da Universidade Rutgers (EUA), examinou mais de 3 mil imagens das atividades neuronais de 18 jovens apaixonados.

As imagens mapeiam o fluxo de sangue no cérebro: quanto maior a atividade neuronal, maior a necessidade de oxigênio e, portanto, mais sangue. Juntando essa informação ao conhecimento acumulado dos compostos químicos das ligações neuronais nas diversas partes do cérebro, cientistas podem isolar aqueles que participam em maior concentração quando certas emoções ocorrem. Incluindo, claro, a paixão.

Como Fisher escreveu na revista "Time", "muitas partes do cérebro são ativadas quando pessoas apaixonadas pensam em seus amores...

Nossa descoberta mais importante foi o papel do núcleo caudado, uma região em forma de C que fica perto do centro do cérebro. É muito primitiva, parte do que chamamos de cérebro reptiliano, pois evoluiu ainda antes dos mamíferos proliferarem há 65 milhões de anos."

No calor da paixão, o núcleo caudado é inundado por dopamina vinda da área tegmentar ventral , a grande fábrica de dopamina no cérebro. Ela induz sensação de euforia e de hiperatividade, marcas registradas da paixão. Atividades semelhantes também foram encontradas quando pessoas comem chocolate.

Portanto, como já suspeitávamos, a paixão age como uma droga.

As descobertas indicam que a atração romântica é um imperativo biológico antigo, como a fome e o sexo. Mesmo assim, sua manifestação em humanos é particularmente complexa, com alto nível de sofisticação e diversidade. Hipopótamos não escrevem poemas de amor.

Seu papel parece ser fixar o foco em apenas um companheiro. Isso pode explicar, por exemplo, porque mulheres são tradicionalmente mais "românticas", no sentido de que biologicamente devem escolher seu parceiro com mais cuidado, pois só podem se reproduzir algumas vezes em suas vidas. Já os homens podem ser menos seletivos.

Segundo este prisma, nossos cérebros sofisticados criam um sofisticado coquetel de emoções para garantir a sobrevivência da espécie.

Mas ao menos hoje, prefiro não entrar nesse terreno complexo da psicologia evolutiva.
Parece também que a secreção de serotonina dos que estão loucamente apaixonados é equivalente àquela das pessoas com TOC (transtorno obsessivo-compulsivo).

Mais uma vez, como suspeitávamos, a paixão é uma obsessão.

Claro, nada disso explica por que, quando chegamos a uma festa lotada, fixamos logo a atenção "naquela" pessoa. Os experimentos podem conectar a paixão às suas raízes evolutivas primitivas, mas não roubam a sua mágica. Não sabemos por que, quando nossos olhos caem "naquela" pessoa, as glândulas cerebrais começam a bombear como loucas. O amor torna alguém em alguém especial. E é este alguém que faz toda a diferença, seja por muito ou por pouco tempo.

O caso do Frankenpeixe

2010-09-26T01:31:00.000-07:00

A tecnologia para criar os transgênicos não vai sumir e, portanto, é preciso fazer bom uso de seu potencial

QUEM NÃO GOSTA de um bom salmão grelhado? Do jeito que as coisas vão, o salmão pode vir a se tornar mais uma espécie em perigo de extinção. A menos que cientistas criassem um salmão geneticamente modificado (GM), em reservas isoladas, que crescesse duas vezes mais rápido do que o salmão selvagem: em vez de três anos, só 18 meses até atingir a maturidade.

Esse salmão existe. Uma empresa americana dedicou dez anos ao desenvolvimento de uma espécie que combina genes do salmão chinook, que habita o Pacífico, com os de uma enguia. Nesta semana, nos EUA, vários jornais, blogs e revistas cobriram a decisão da FDA, agência que regula fármacos e alimentos no país, que parece caminhar em direção à aprovação da venda comercial do salmão GM.

Cientistas da FDA afirmam não ter encontrado qualquer problema com o novo animal. O frankenpeixe tem quantidades de ômega-3 semelhantes às de seu parente selvagem, e os teores de hormônio do crescimento não parecem ser um problema. Os críticos que temem que o peixe escape de suas piscinas de criação e cruze com o salmão selvagem podem ficar descansados: o salmão GM foi projetado para ser estéril.

O público americano está dividido. Todos querem que o salmão GM seja rotulado nos supermercados. Assim a pessoa pode escolher o que põe na boca. Alguns afirmam que se recusarão a comer um animal "feito" pelo homem. Outros não veem qualquer problema, dado que testes indicam que o conteúdo alimentício do peixe GM é o mesmo.

É difícil não pensar no romance "Frankenstein", de Mary Shelley. Mesmo que ninguém esteja criando monstros a partir de pedaços de cadáveres, chegamos a uma era na qual podemos criar novas espécies de animais. Enxertos de plantas fazem isso há tempos, mas o nível de manipulação é muito diferente.

O segredo, ao contrário do que acreditava o Doutor Frankenstein, não é a eletricidade mas a bioquímica. Mesmo assim, os medos são os mesmos dos despertados pelo romance, escrito há quase 200 anos. O monstro pede uma companheira ao seu criador. O doutor se recusa, temendo gerar uma raça de monstros capaz de aniquilar os humanos. A moral é simples: há coisas além do alcance dos homens. Será esse o caso com a engenharia genética?

De jeito algum. Já consumimos animais e plantas clonadas. As enormes pressões que os oceanos e rios sofrem com o aumento acelerado da população mundial deveriam encorajar soluções científicas para a questão da fome. Alimentos GM não são um pesadelo, embora todas as precauções devam ser tomadas antes que um produto seja lançado no mercado. O problema, claro, é que nem sempre é possível prever o que pode ocorrer a longo prazo. Existe sempre um risco.

Peixes criados em cativeiro, transgênicos ou não, também consomem outros peixes. Talvez devêssemos comer outros tipos de peixe, como a vegetariana tilápia. (Ou virar vegetarianos.) De qualquer modo, os alimentos GM não irão desaparecer. Como toda descoberta científica, uma vez que a caixa é aberta, não pode ser mais fechada. O jeito é termos cuidado com nossas criações e não deixar que a sede de lucro das corporações tomem as decisões por nós.

Quão rara é a vida?

2010-09-19T01:49:00.000-07:00

Estamos aqui não porque o Universo seja propício à existência, mas apesar de sua hostilidade a nós

NO DOMINGO PASSADO, escrevi sobre as recentes afirmações de Stephen Hawking. Para ele, a ciência demonstrou que Deus não é necessário para explicar a criação. Outro argumento que Hawking usou é que o Universo é especialmente propício à vida, em particular à vida humana. Mais uma vez vejo a necessidade de apresentar um ponto de vista contrário. Tudo o que sabemos sobre a evolução da vida na Terra aponta para a raridade dos seres vivos complexos. Estamos aqui não porque o Universo é propício à vida, mas apesar de sua hostilidade.

Note que, ao falarmos sobre vida, temos de distinguir entre vida primitiva (seres unicelulares) e vida complexa. Vida simples, bactérias de vários tipos e formas, deve mesmo ser abundante no Cosmos.

Na história da Terra -o único exemplo de vida que conhecemos-, os primeiros seres vivos surgiram tão logo foi possível. A Terra nasceu há 4,5 bilhões de anos e sua superfície se solidificou em torno de 3,9 bilhões de anos atrás. Os primeiros sinais de vida datam de pelo menos 3,5 bilhões de anos, e alguns cientistas acham que talvez possam ter 3,8 bilhões de anos. De qualquer modo, bastaram algumas centenas de milhões de anos de calma para a vida surgir. Não é muito em escalas de tempo planetárias.

Esses primeiros seres vivos, os procariontes, reinaram durante 2 bilhões de anos. Só então surgiram os eucariontes, também unicelulares, mas mais sofisticados. Os primeiros seres multicelulares (esponjas) só foram surgir em torno de 700 milhões de anos atrás.

Ou seja, por cerca de 3,5 bilhões de anos, só existiam seres unicelulares no nosso planeta. O que aprendemos com esses estudos é que a vida coevoluiu com a Terra. O oxigênio que existe hoje na atmosfera foi formado quando os procariontes descobriram a fotossíntese em torno de 2 bilhões de anos atrás. Estamos aqui porque oxigenaram o ar.

Devemos lembrar que seres multicelulares são mais frágeis, precisando de condições estáveis por longos períodos. Não é só ter água e a química correta. O planeta precisa ter uma órbita estável e temperaturas que não variem muito. Só temos as quatro estações e temperaturas estáveis porque nossa Lua é pesada.

Sua massa estabiliza a inclinação do eixo terrestre (a Terra é um pião inclinado de 23,5), permitindo a existência de água líquida durante longos períodos. Sem a Lua, a vida complexa seria muito difícil.

A Terra tem também dois "cobertores" que a protegem contra a radiação letal que vem do espaço: o seu campo magnético e a camada de ozônio. Viver perto de uma estrela não é moleza. Precisamos de seu calor, mas ele vem com muitas outras coisas nada favoráveis à vida.

Quem afirma que o Universo é propício à vida complexa deve dar uma passeada pelos outros planetas e luas do nosso Sistema Solar.

Ademais, o pulo para a vida multicelular inteligente também foi um acidente dos grandes. A vida não tem um plano que a leva à inteligência. A vida quer apenas estar bem adaptada ao seu ambiente. Os dinossauros existiram por 150 milhões de anos sem construir rádios ou aviões. Portanto, mesmo que exista vida fora da Terra, a vida inteligente será muito rara. Devemos celebrar nossa existência por sua raridade, e não por ser ordinária.

Hawking e Deus: relação íntima

2010-09-12T03:53:00.000-07:00

É lamentável que físicos como Hawking divulguem teorias especulativas; ele está querendo ser Deus

Stephen Hawking, o famoso físico da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, está mais uma vez ocupando manchetes e blogs pelo mundo afora. A razão é a publicação de seu livro "O Grandioso Design" ("The Grand Design"), com Leonard Mlodinow, do Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia).

A atenção é consequência da afirmação feita por Hawking de que a física resolveu a questão da origem do Universo e que, portanto, Deus não é necessário. Na verdade, isso não passa de mais uma batalha numa guerra um tanto longa e inútil.

Em seu bestseller "Uma Breve História do Tempo", publicado em 1988, Hawking escreveu: "Se o Universo é contido em si mesmo, sem borda ou fronteira, não teria começo ou fim: simplesmente seria. Neste caso, qual o lugar de um criador?"

Mais adiante: "Se descobrirmos uma teoria completa, filósofos, cientistas e o público leigo tomariam parte na discussão de por que o Universo e nós existimos. Se encontrarmos a resposta, seria o grande triunfo da razão humana, pois, então, conheceríamos a mente de Deus".

Hawking afirma que tem novos argumentos que colocam Deus para escanteio de vez. Será?

A ideia dele, que já circula de formas diferentes desde os anos 70, vem do casamento da relatividade e da mecânica quântica para explicar a origem do Universo, isto é, como tudo veio do nada.

Primeiro, usamos as propriedades atrativas da gravidade para mostrar que o cosmo é uma solução com energia zero (o "nada" de onde tudo vem) das equações que descrevem sua evolução.

Segundo, como na mecânica quântica (que descreve elétrons, átomos etc.) tudo flutua, o Universo pode ser resultado de uma flutuação de energia nula a partir de uma entidade que "contêm" todos os Universos possíveis, o multiverso.

Nosso Universo é o que tem as propriedades certas para existir por tempo suficiente -quase 14 bilhões de anos- para formar estrelas, planetas e também vida.

Em meu livro "Criação Imperfeita", publicado em março, argumento exatamente o oposto. Descrevo como afirmações que defendem a existência de uma "teoria de tudo" são incompatíveis com a física.

As teorias que Hawking e Mlodinow usam para basear seus argumentos -teorias-M, vindas das supercordas- têm tanta evidência empírica quanto Deus.

É lamentável que físicos como Hawking estejam divulgando teorias especulativas como quase concluídas. A euforia na mídia é compreensível: o homem quer ser Deus.

O desafio das teorias a que Hawking se refere é justamente estabelecer qualquer traço de evidência observacional, até agora inexistente. Não sabemos nem mesmo se essas teorias fazem sentido. Certas noções, como a existência de um multiverso, não parecem ser testáveis.

Ademais, a existência de uma teoria final é incompatível com o caráter empírico da física, baseado na coleta gradual de dados. Não vejo como poderemos ter certeza de que uma teoria final é mesmo final.
Como nos mostra a história da ciência, surpresas ocorrem a toda hora. Talvez esteja na hora de Hawking deixar Deus em paz.

Leitores interessados podem ver uma comparação entre meu livro e o de Hawking no blog do jornal "New York Times": http://ideas.blogs.nytimes.com/2010/09/07/not-so-grand-design/

Esponjas, homens e criacionismo

2010-09-05T03:19:00.000-07:00

Cientistas às vezes têm de aceitar que não veem o filme inteiro. O desafio é destrinchar a história com o que temos

RECENTEMENTE, GENETICISTAS obtiveram um resultado notável: as esponjas (forma de vida multicelular mais antiga que conhecemos) podem ter entre 18 mil e 30 mil genes, números comparáveis aos dos humanos, das moscas e de incontáveis outras espécies.

Como as esponjas existem há pelo menos 500 milhões de anos, muitos pensam que elas formam o tronco da árvore da vida que leva aos animais. Não somos, portanto, apenas descendentes dos macacos. Nós e todas as outras espécies viemos das esponjas, primas dos objetos porosos que usamos no banho.

Estranho imaginar que seres tão simples sejam nossos ancestrais.

Afinal, esponjas não têm pele ou neurônios. No entanto, sabe-se que as esponjas têm genes responsáveis tanto pelas proteínas usadas na comunicação entre as células nervosas, por exemplo. Está tudo lá, numa espécie de hibernação genética.

A descoberta incita uma questão importante. De onde veio todo esse aparato genético das esponjas?

Se adotarmos uma postura reducionista para a evolução da vida, é natural supor que as primeiras formas de vida eram simples. Isto é, com um número reduzido de genes.

O pulo em complexidade de alguns genes para milhares não é trivial.
Criacionistas vão adorar. "Como essa complexidade foi atingida sem a intervenção de um engenheiro?"

Prevejo que argumentos criacionistas, como o baseado na existência implausível do olho, serão revisados para incluir a complexidade genética das esponjas, degraus abaixo na escada evolutiva.

Biólogos não terão dificuldade para rechaçar esse argumentação.

Não se pode usar dados necessariamente incompletos para se construir um argumento de caráter definitivo.

O processo de investigação científica é cumulativo. Darwin foi atacado pelos "elos perdidos" no registro de fósseis. Seus críticos queriam uma progressão continua das formas de vida, feito num filme, sem os pulos que necessariamente existem.
Esse tipo de continuidade é impossível por ao menos duas razões.

Primeiro, é inocente querer que os fósseis de todas as espécies que existiram no passado tenham sido preservados até o presente. Alguns são destruídos e outros não se fossilizaram. Mesmo que todos tivessem sido fossilizados, achá-los seria impossível, já que jazem espalhados pelas entranhas da Terra.

Segundo, devemos considerar a hipótese do equilíbrio pontuado de Niles Eldredge e Stephen Jay Gould, segundo a qual a evolução da vida não pode ser separada da dramática história da Terra.

Cataclismos globais, como a queda de um asteroide ou grandes erupções vulcânicas, redefiniram a evolução da vida. É de se esperar que existam descontinuidades. Achar que a complexidade das esponjas é evidência de algum criador é como pegar um filme na metade e não admitir que metade já passou.

Como não têm esqueleto, as esponjas não se fossilizam. É plausível que tenhamos perdido muito do filme. Outras formas de vida, com genética mais simples, talvez protoesponjas, devem ter existido. Como em arqueologia ou em cosmologia, temos de aceitar que nunca veremos o filme inteiro. O desafio é destrinchar a história com as partes que conseguimos ver. A beleza da ciência é que podemos fazer isso.

Einstein, Bohr e a realidade

2010-08-29T03:06:00.000-07:00

O determinismo da física clássica, a do cotidiano, é só uma aproximação da realidade mais incerta

ATÉ QUE PONTO podemos conhecer o mundo? Alguns acreditam que podemos ir até o fim, encontrando respostas para as perguntas mais profundas sobre as operações da natureza. Outros acreditam que o conhecimento que podemos adquirir sobre o mundo tem limites. Esses limites não são apenas uma consequência dos nossos cérebros ou das ferramentas que usamos para estudar a realidade física. Fazem parte da própria natureza.

Dentro da história da ciência, talvez a melhor expressão dessa dicotomia seja encontrada nos famosos debates entre Albert Einstein e Niels Bohr, que se deram até a morte de Einstein em 1955.

Esses dois gigantes da física do século 20, que tinham grande respeito intelectual um pelo outro, trocaram opiniões em diversas ocasiões, tentando interpretar as misteriosas propriedades da ciência que ambos ajudaram a desenvolver: a estranha mecânica quântica, a física das moléculas, dos átomos e das partículas subatômicas.

Em 1905, Einstein publicou o artigo que considerava o mais revolucionário de sua obra. Nele, propôs que, diferentemente da visão prevalente na época, na qual a luz era vista como uma onda, ela também podia ser imaginada como feita de corpúsculos, mais tarde chamados de fótons. A questão era como algo podia ser onda e partícula ao mesmo tempo. A situação piorou em 1924, quando Louis de Broglie sugeriu que não só fótons, mas prótons e toda a matéria, também eram ondas.

A nova mecânica quântica impôs duas restrições fundamentais ao conhecimento: só podemos saber a probabilidade de encontrar uma partícula em algum lugar do espaço; o observador interage com o observado. Consequentemente, o determinismo da física clássica, a do nosso cotidiano, é apenas uma aproximação de uma realidade na qual o conhecimento completo parece ser uma impossibilidade.

Einstein não podia aceitar isso. Em carta a Max Born, que havia proposto a interpretação probabilística, escreveu: "A mecânica quântica demanda nossa atenção... A teoria funciona bem, mas não nos aproxima dos segredos do Velho. De qualquer forma, estou convencido que Ele não joga dados".

Para Einstein, uma descrição probabilística da natureza não podia ser a palavra final. A natureza era ordenada. Acreditava que, em nível mais profundo, tudo voltaria ao determinismo que conhecemos. Para Bohr, o sucesso da mecânica quântica falava por si mesmo. Via a relação entre observador e observado como uma expressão da nossa conexão com o mundo. Tanto que, quando recebeu a Ordem do Elefante da coroa dinamarquesa em 1947, escolheu o símbolo taoísta do yin e do yang como brasão.

As coisas permanecem em aberto. Experimentos que tentaram encontrar algum vestígio de uma estrutura mais profunda do que a probabilidade quântica falharam. Por outro lado, a mecânica quântica exibe propriedades bizarras: um sistema pode afetar o comportamento de outro a distâncias enormes. Einstein chamava isso de "ação fantasmagórica à distância". Existem efeitos não locais (sem a causa e o efeito que conhecemos tão bem) que parecem desafiar o espaço e o tempo. Einstein e Bohr adorariam saber que o debate continua.

Outra conversa sobre o tempo

2010-08-22T03:45:00.000-07:00

Extrapolando a expansão do Universo até seu início, existe um ponto em que não há como definir o tempo

AGORA QUE o livro do Zuenir Ventura e do Luís Fernando Veríssimo, "Conversa sobre o tempo", está nas livrarias, não consegui resistir. Peguei emprestado o título para termos aqui um outro tipo de conversa sobre o mesmo tópico.

O tempo significa muitas coisas diferentes. E, por falar nisso, adianto que o próximo livro da série "Conversa sobre..." será uma conversa minha com o precioso Frei Betto, mediada por Waldemar Falcão. O tema será "Conversa sobre a fé". Mas isso é coisa para o final do ano.

Enquanto esse livro não chega, gostaria hoje de retomar um tema científico, sobre a origem do tempo.

Uma das consequências mais diretas do Big Bang é que o Universo teve origem em um instante específico do passado. Isso se deu há cerca de 13,7 bilhões de anos.

Uma das indicações mais óbvias disso é a expansão do Universo: o fato de as galáxias estarem se afastando umas das outras.

Portanto, passando o filme ao contrário, chegamos em um instante em que todas elas estão comprimidas em um único ponto. Esse é o momento da criação. E, portanto, o momento em que surge o tempo.

O problema é que essa descrição não funciona. Infelizmente, ao nos aproximarmos desse momento crítico, a teoria que usamos para descrever a expansão do espaço (a teoria da relatividade geral de Einstein) deixa de fazer sentido.

Chegamos à "singularidade", onde toda a matéria estaria comprimida em uma região de proporções não tão diferentes de um átomo.

Com isso, a teoria de Einstein, que trata do espaço e do tempo como entidades contínuas e bem comportadas, precisa ser suplantada por conceitos da física quântica, que trata dos átomos e das partículas elementares da matéria. Aí a coisa fica feia.

Na teoria de Einstein, a gravidade é descrita como consequência da curvatura do espaço. A presença de uma massa, seja ela o Sol, você ou uma bola de tênis, deforma o espaço ao redor e afeta a passagem do tempo. Quanto mais matéria, maior a curvatura do espaço e mais lenta a passagem do tempo. Um relógio no Sol bate mais devagar do que na Terra. Os efeitos são bem pequenos.

Quanto tentamos "quantizar" a gravidade, temos de supor que, tal como no caso dos átomos, as mesmas estranhas regras se aplicam: no mundo do muito pequeno, tudo flutua, nada fica parado.

Se você imaginar o espaço como uma membrana, feito o topo de um tambor, isso significa que ele vibrará de várias formas e o que ocorre aqui não é o que ocorre ali.

O mesmo com o tempo. Ele não flui mais continuamente. Como a era quântica do Universo veio antes da era clássica (explicada pela teoria de Einstein), temos de supor que, nessa situação inicial onde tudo flutuava, o tempo usual não existia.

Se extrapolarmos a expansão do Universo até o seu início, chegamos a um ponto em que não podemos definir o tempo de modo familiar.

Aliás, como disse já Santo Agostinho, o tempo e o espaço surgem com a criação. Na física, o tempo e o espaço einstenianos, contínuos e bem comportados, surgem na transição da era quântica à era clássica. E como o Big Bang é precisamente o evento que marca a passagem do universo da era quântica para a era clássica, é ele também que marca o nascimento do tempo.

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Uma ecologia espiritual

2010-08-15T03:17:00.000-07:00

O respeito à vida como verdade universal leva a um estado em que agimos como os guardiões dela

ESTÁ NA HORA de irmos em frente e deixar para trás o desgastado embate entre a ciência e a religião, que já não rende nada. É preciso encontrarmos um novo rumo, ir além da polarização linear que vem caracterizando as discussões do papel da fé e da razão na vida das pessoas por mais de cem anos. A ciência não se propõe a roubar Deus das pessoas, e nem toda prática religiosa é anticientífica. Existe uma outra dimensão a ser explorada, ortogonal a esse eixo em torno do qual giram os argumentos mais comuns.

Um caminho possível é explorar valores morais de caráter universal que desafiem a linearidade do cabo de guerra entre a ciência e a religião.

Bem sei que, para muita gente, a proposta de encontrar valores morais universais representa já um beco sem saída. Relativistas culturais, por exemplo, argumentarão que esses valores universais não existem, que o que é certo para um pode ser errado para outro. Por exemplo, culturas nas quais a poligamia é aceita.

Para encontrar valores morais universais, precisamos ir mais fundo. Não podem ser valores que variem de cultura para cultura ou em épocas diferentes, como a ideia do casamento. Sugiro que o valor mais efetivo que podemos explorar vem da única certeza universal que temos: a morte.

A morte não é recebida com prazer em nenhuma cultura. Claro, alguns veem a morte como uma transição para uma nova vida, ou um mero aspecto de uma existência sem fim. Outros podem até vê-la como um ato heroico de martírio. Mas, tirando fundamentalistas radicais, ninguém em boa saúde física e mental escolhe morrer. Portanto, de todos os valores morais que podemos imaginar, proponho que o mais universal seja a preservação da vida.

Não me refiro apenas à vida humana. Quando percebemos o quanto nossas vidas dependem do planeta que habitamos, damos-nos conta de que precisamos agir para preservar todas as formas de vida. É óbvio que temos que garantir nossa existência, e que isso requer que consumamos alimentos. Mas esse consumo não precisa ser predatório. Pode ser planejado para que mantenha um equilíbrio saudável entre o que é produzido e o que é consumido.

Quanto mais saudável o planeta, mais saudável a economia. Isso pode não ser óbvio a curto prazo, mas em intervalos de décadas é. Este é o século em que finalmente iremos entender que precisamos estabelecer uma relação simbiótica com a Terra. Talvez essa seja a lição mais importante que a ciência moderna tem a ensinar.

O respeito à vida como moral universal leva a uma ecologia espiritual na qual nós, como espécie dominante do planeta, agimos como guardiões da vida. Com isso, a dimensão espiritual que nos é tão importante ganha expressão na devoção ao planeta e às suas formas de vida.

Esse senso de conexão espiritual com a natureza é celebrado tanto na ciência quanto na religião. De Einstein a Santa Teresa de Ávila (grato a Frei Betto, por me chamar atenção para esta obra), o mundo é festejado como sacro. As palavras variam, mesmo a motivação pode variar; mas, em sua essência, a mensagem é a mesma. Acho difícil encontrar uma moral universal mais básica do que o respeito à vida e ao planeta que a abriga de forma tão generosa. Ao menos, é um começo.

Dividindo visões de mundo

2010-08-08T03:12:00.000-07:00

É loucura levar nossa visão de mundo muito a sério, pois sem dúvida ela vai acabar se transformando

"Todos levamos dentro de nós um grão de loucura, sem o qual é imprudente viver", escreveu García-Lorca. Richard Wagner, Virginia Woolf, Gore Vidal, D. H. Lawrence, Greta Garbo -eis alguns dos nomes que volta e meia escapavam para o vilarejo de Ravello, ao sul de Nápoles, na Itália. Não é para menos. A uma altitude de 365 metros, escavada nas íngremes encostas que abraçam dramaticamente o Mediterrâneo, Ravello é uma joia rara. E não só pela sua inigualável beleza.

Tive o privilegio de passar cinco dias em Ravello recentemente, participando do festival que ocorre anualmente no verão. O evento é único, reunindo pensadores, artistas plásticos, músicos, empreendedores, todos em busca da mesma coisa: beleza natural e revitalização intelectual e estética. Vim a convite do organizador do festival, o famoso sociólogo italiano Domenico de Masi, que soube de mim graças ao jornalista Roberto D'Ávila.

Masi é conhecido do público brasileiro. Dentre seus livros, "O Ócio Criativo" foi sucesso de vendas. Ele também escreve regularmente para a revista "Época". Com uma docilidade ímpar, conduz o festival como se fosse a sua orquestra: tudo funciona perfeitamente, dos concertos de música clássica e jazz às peças de teatro e até, claro, a conferência da qual participei.

A cada ano o festival tem um tema diferente, que unifica as obras. Neste ano, o tema foi a loucura. Mapearam sua presença nas instituições, na ciência, no Cosmo, na jurisprudência, na propaganda, no comércio, nas comunicações, na economia e na política. Do Brasil, participou também a notável ministra Ellen Gracie, do Supremo Tribunal Federal, que fez excelente apresentação sobre a manipulação ideológica das instituições de direito, especialmente em regimes fascistas.

Falei sobre as mudanças de visão de mundo que ocorreram na história, e de como elas foram e são decorrentes dos avanços da ciência. Começando com os gregos e seu mundo, onde a Terra era o centro do Universo. Lembrei que, na época de Colombo e Cabral, essa era ainda a visão dominante: para eles, tudo girava em torno da Terra, enquanto nós, humanos, éramos o ápice da Criação. A Igreja fornecia a justificativa para esse arranjo vertical da existência: da Terra, o homem almejava ascender à graça dos céus, morada de Deus e de seus anjos.

De lá para cá, tudo mudou. Não somos mais o centro do Cosmo, e nem mesmo o Sol é uma estrela importante. Como ele, existem bilhões de outras, e isso só na nossa galáxia. Expliquei que a ciência vai avançando com o tempo, e que certezas atuais podem se tornar absurdos. Disso, aprendemos que é loucura levar nossa visão de mundo muito a sério, pois sem dúvida ela vai mudar. É bom tomarmos nossas certezas com muita humildade.

O festival fornece a todos uma oportunidade de refletir sobre aspectos da vida que o dia-a-dia interrompe. São raros esses momentos, em que pessoas ocupadas se permitem um espaço para a contemplação do belo e do absurdo, na expectativa de abrir a cabeça para o novo. Ao fim do seminário, perguntei a Masi, um grande fã do nosso país, por que não temos algo de semelhante no Brasil. "Excelente ideia", disse-me ele. Acho que será um grande sucesso.

O erro de Kepler

2010-08-01T02:03:00.000-07:00

Devemos julgar afirmações sobre "teorias de tudo" com enorme ceticismo; nosso conhecimento é limitado

Em 1596, com o furor de uma mente devota, o jovem Johannes Kepler, então com apenas 25 anos, publica seu primeiro livro, "Mysterium Cosmographicum" ou "O Mistério Cosmográfico". Nele, o astrônomo principiante propõe nada menos do que a solução para a estrutura do Cosmo, o que acreditava ser o plano divino da Criação.

Tudo se deu durante uma aula que ministrava para um punhado de estudantes desinteressados. Quando explicava as conjunções dos planetas Júpiter e Saturno, Kepler se perguntou se o fato de Saturno estar aproximadamente duas vezes mais longe do Sol do que Júpiter era sintoma de uma ordem mais profunda: talvez a estrutura cósmica seguisse as regras da geometria. Fosse esse o caso, a mente humana teria acesso aos segredos mais profundos da Criação e à mente de Deus. E a língua em comum entre homem e Deus seria a matemática.

Após várias tentativas frustradas, Kepler obteve a solução que tanto almejava. Na época, só eram conhecidos seis planetas, de Mercúrio a Saturno. Urano e Netuno, invisíveis aos olhos, só foram descobertos bem mais tarde. Kepler, numa visão genial, imaginou que o cosmo seria organizado a partir dos cinco sólidos platônicos, os cinco objetos mais simétricos que existem em três dimensões. Conhecemos bem dois deles, o cubo e a pirâmide (tetraedro). Kepler entendeu que, ao colocar um sólido dentro do outro, como aquelas bonecas russas, com esferas entre cada um deles, poderia acomodar apenas seis planetas: Sol no centro; esfera (Mercúrio); sólido; esfera (Vênus); sólido; esfera (Terra); sólido etc. Portanto, o número de planetas seria decorrente do número de sólidos perfeitos!

Kepler foi além. Como os sólidos obedecem às regras da geometria, seu arranjo determina também as distâncias entre si e, portanto, entre as esferas que os cercam. Experimentando com padrões diferentes, Kepler encontrou um que previa as distâncias entre os planetas com uma precisão de 5% -quando comparado com os dados astronômicos da época, um feito sensacional.

Para um homem que acreditava profundamente num Deus matemático, criador da ordem cósmica, nada mais natural do que uma solução geométrica. Kepler via seu arranjo como a expressão do sonho pitagórico de obter uma explicação geométrica para os mistérios do mundo. Para ele, essa era a teoria final.

Podemos aprender algo com Kepler. Soubesse ele da existência de outros planetas, Urano e Netuno, como teria reagido? Certamente, seu sonho de uma ordem geométrica para o Cosmo dependia do que se sabia na época. Seu erro foi ter dado ao estado do conhecimento empírico do mundo uma finalidade que não existe. Para Johannes Kepler, era inimaginável que o Cosmo pudesse se desviar de sua estrutura geométrica. No entanto, sabemos que nosso conhecimento do mundo é limitado, e será sempre.

Por isso, devemos julgar declarações sobre teorias de tudo ou teorias finais com enorme ceticismo. A história nos ensina que o progresso científico caminha de mãos dadas com nossa habilidade de medir a Natureza. Achar que a mente humana pode imaginar o mundo antes de medi-lo pode ocasionalmente dar certo. Mas, em geral, leva a mundos que existem apenas na imaginação.

Vida em Titã?

2010-07-25T03:07:00.000-07:00

Alguma forma de química exótica está acontecendo na superfície do misterioso satélite do planeta Saturno

As manchetes foram bombásticas: "Cientistas da Nasa descobrem evidência de vida extraterrestre em lua de Saturno", disse o diário britânico "Daily Telegraph" . Como essa, saíram outras tantas.

A notícia se baseava em dois artigos publicados usando dados colhidos pela sonda-laboratório Cassini, que vem circundando Saturno e suas luas. Um deles, que veio a público na revista científica "Icarus", descreve como moléculas de hidrogênio são vistas fluindo em direção à superfície de Titã e desaparecendo por lá. No outro, na revista especializada "Geophysical Research", um levantamento das várias moléculas orgânicas que existem na superfície de Titã mostra uma misteriosa ausência de acetileno.

De acordo com o cientista da Nasa Chris McKay, o acetileno é a melhor fonte de energia para formas de vida com metabolismos à base de metano. Portanto, se está faltando acetileno, talvez ele esteja sendo usado como comida. O hidrogênio é ainda mais importante, pois é um ingrediente-chave de metabolismos baseados em metano. Seu sumiço é mesmo estranho.

Infelizmente, argumentos a favor de vida extraterrestre baseados na ausência de duas substâncias químicas não são muito convincentes. A manchete do "Daily Telegraph" foi extremamente sensacionalista.

De qualquer forma, as descobertas demonstram que algum tipo de química exótica está ocorrendo na superfície da misteriosa lua de Saturno, cuja temperatura gira em torno de 178 graus Celsius negativos. Nesse mundo gelado, o metano e o etano -que na Terra são gases- fluem como líquidos, formando lagos não muito diferentes dos que vemos aqui. A realidade é mais criativa do que a fantasia!

A exuberância química de Titã é prova de que ainda teremos muitas surpresas. A previsão de McKay, descrevendo as substâncias que devem faltar devido a uma forma de vida hipotética baseada em metano, é digna de nota. Mesmo que a evidência não tenha a ver com a presença de vida em Titã, o fato de termos hoje máquinas capazes de procurar vida extraterrestre é genial.

Vivemos numa era privilegiada, na qual ETs são objeto de pesquisa, e não apenas personagens de livros e filmes. Resta ver se descobriremos algum tipo de vida extraterrestre nas próximas décadas. Se descobrirmos, muito provavelmente será uma vida simples, possivelmente unicelular.

Isso não é de todo ruim. Qualquer descoberta de vida extraterrestre causará uma profunda transformação na humanidade. Afinal, se existe outro tipo de vida na nossa vizinhança cósmica, a probabilidade é alta de que ela existirá também pela galáxia afora. Nesse caso, teremos de perguntar por que não temos ainda evidência convincente de que existem outros seres inteligentes no cosmo. Infelizmente, os depoimentos atuais, baseados em visões estranhas, luzes que pairam no ar etc. não podem ser usados como prova.

Mesmo que esse assunto mereça outra coluna inteira, a raridade da vida e, mais ainda, a da vida inteligente, deve suscitar muita reflexão.

Carl Sagan escreveu que, num Universo tão grande, a presença única da Terra como planeta com vida seria
um grande desperdício de espaço. Mesmo se não formos os únicos, é inevitável nos perguntar porque somos tão especiais.

O Universo acelerado

2010-07-18T02:22:00.000-07:00

Poucos físicos imaginariam uma teoria em que o cosmo é dominado pela energia do espaço vazio

Quando alguém me diz que não existem surpresas em ciência, penso sempre na descoberta da aceleração cósmica. Em 1998, dois grupos de astrônomos pesquisavam supernovas em galáxias distantes. Supernovas, é bom lembrar, são explosões extremamente dramáticas que marcam os momentos finais de estrelas com massas muito altas (as de tipo II) ou as que existem em pares, onde uma absorve a massa da outra (as de tipo I).

As supernovas que interessavam aos astrônomos eram as de tipo I. Essas explosões são todas parecidas, como se fossem o mesmo tipo de fogos de artifício: quando se vê uma se vê todas. Isso permite aos astrônomos determinar distâncias até as estrelas e, portanto, até as galáxias que as abrigam. Supernovas são como marcos cósmicos que podem ser usados para determinar distâncias de milhões de anos-luz.

Ao examinar a luz proveniente das supernovas, ambos os grupos determinaram que as galáxias se afastavam de nós com velocidades bem maiores do que o esperado.

Claro, sabia-se já que o Universo em expansão implica no afastamento das galáxias. Mas até então, este afastamento ocorria com uma velocidade proporcional à distância. O que se observou foi um distanciamento acelerado, bem mais rápido do que o esperado. O Universo, parece, está com pressa de crescer.

Qual poderia ser a causa disso?

Einstein, em 1917, havia mostrado que era possível criar uma aceleração cósmica com a inserção de um termo extra em suas equações que descrevem a geometria do Universo.

Ele não explicou de onde vinha esse termo, que ficou conhecido como "constante cosmológica". Seu efeito, literalmente, é criar uma espécie de repulsão no espaço, que cresce exponencialmente rápido.

Com a física moderna, a origem desse termo ficou mais clara. Segundo a física quântica, que descreve o comportamento de átomos e partículas subatômicas, nada é absolutamente estável: tudo vibra, especialmente as menores partículas de matéria. Dado que o movimento está relacionado com a energia, essa vibração intrínseca implica que não existe uma energia zero: mesmo no espaço vazio existe uma vibração, onde partículas de matéria podem surgir do "nada" e retornar a esse nada como bolhas numa sopa em permanente ebulição. Ou seja, na física moderna, o vácuo não é vazio.

Apesar de ainda não conhecermos a causa da expansão acelerada do Universo, temos um nome para ela: energia escura. Sabemos que ela corresponde à 73% da energia total que preenche o cosmo, sendo portanto sua contribuinte mais importante. Muito mais do que a matéria comum, feita de prótons e elétrons, que contribui em apenas 4%.

Seria realmente fascinante se a energia escura fosse de fato consequência da energia do vácuo: neste caso, o nada determinaria o comportamento do Universo.
Retornando ao tema inicial, antes de 1998 poucos físicos iriam supor que o Universo seria dominado pela energia do vazio ou algo semelhante. A descoberta foi submetida a um escrutínio detalhado, como deve sempre ocorrer em ciência. E tudo indica que a energia escura está aqui para ficar. O que prova que o cosmo é muito mais estranho do que poderíamos imaginar.

Sobre o natural e o sobrenatural

2010-07-11T04:53:00.000-07:00

Sem telescópios, microscópios e detectores, nossa visão de mundo seria mais limitada

Semana passada, escrevi sobre a importância do não saber, de como o conhecimento avança apenas quando parte do não saber, isto é, do senso de mistério que existe além do que se sabe.

A questão aqui é de atitude, do que fazer frente ao desconhecido. Existem duas alternativas: ou se acredita na capacidade da razão e da intuição humana (devidamente combinadas) em sobrepujar obstáculos e chegar a um conhecimento novo, ou se acredita que existem mistérios inescrutáveis, criados por forças além das relações de causa e efeito que definem o normal.

Em outras palavras, ou se vive acreditando em causas naturais por trás do que ocorre no mundo, ou se acredita em causas sobrenaturais, além do explicável.

Quando falo sobre isso, com frequência me perguntam se não seria possível uma conciliação entre as duas: parte do mundo sendo natural e parte sobrenatural. Não vejo como isso poderia ser feito.

No meu livro recente "Criação Imperfeita", argumentei que a ciência jamais será capaz de responder a todas as perguntas. Sempre existirão novos desafios, questões que a nossa pesquisa e inventividade não são capazes de antecipar.

Podemos imaginar o conhecido como sendo a região dentro de um círculo e o desconhecido como sendo o que existe fora do círculo. Não há dúvida de que à medida em que a ciência avança, o círculo cresce. Entendemos mais sobre o universo, sobre a vida e sobre a mente. Mas mesmo assim, o lado de fora do círculo continuará sempre lá. A ciência não é capaz de obter conhecimento sobre tudo o que existe no mundo.

E por que isso? Porque, na prática, aprendemos sobre o mundo usando nossa intuição e instrumentos. Sem telescópios, microscópios e detectores de partículas, nossa visão de mundo seria mais limitada.

A tecnologia abre novas janelas para um mundo que, outrossim, permaneceria invisível à nossa limitada percepção da realidade. Porém, tal como nossos olhos, essas máquinas têm limites. Existem outros, ligados à própria estrutura da natureza, como o princípio de incerteza da mecânica quântica. Mas eles podem mudar com o avanço da ciência.

Essa imagem, de que o conhecido existe em um círculo e que muito do mundo permanece obscuro pode gerar confusão. Ou ainda pode ser manipulada por aqueles que querem inculcar nas pessoas um senso de que estamos cercados por forças ocultas que, de algum modo, controlam nossas vidas. É aqui que entram as alternativas que mencionei.

Parafraseando o poeta romano Lucrécio, as pessoas vivem aterrorizadas pelo que não podem explicar. Ser livre é poder refletir sobre as causas dos fenômenos sem aceitar cegamente "explicações inexplicáveis", ou seja, explicações baseadas em causas além do natural.

Essa escolha exige coragem. Implica na aceitação de que certos aspectos do mundo, apesar de inexplicáveis, não são sobrenaturais.

Não é fácil ser coerente quando algo de estranho ocorre, uma incrível coincidência, a morte de um ente querido, uma premonição, algo que foge ao comum. Mas como dizia o grande físico Richard Feynman, "prefiro não saber do que ser enganado". E você?

A importância de não saber

2010-07-04T02:18:00.000-07:00

Experimentos sem teoria são prosaicos e teorias sem experimentos são cegas; Einstein concordaria

Vivemos em tempos privilegiados. Ao menos no que diz respeito à cosmologia e à física de partículas. Para um cientista, nada mais empolgante do que ter em mãos novas tecnologias capazes de testar teorias. Às vezes, são décadas antes que máquinas possam investigar realidades distantes do nosso dia a dia. Mas, um dia, as ideias são testadas. E aí, é a glória ou a lata de lixo.

A história da cosmologia nos últimos cem anos ilustra bem isso. Albert Einstein foi o primeiro a propor um modelo para o cosmo, baseado em sua teoria da gravidade, a relatividade geral. Isso se deu em 1917, antes de ele ter qualquer razão para supor um Universo que muda com o tempo. Daí ter proposto o mais simples, um cosmo estático e esférico.

Entre 1917 e 1929, ano em que Edwin Hubble descobriu a expansão cósmica, vários modelos surgiram, com todo o tipo de comportamento. Em 1922, o russo Alexandre Friedmann sugeriu que o cosmo poderia expandir-se para sempre ou chegar a um tamanho máximo e se contrair. Daí, poderia alternar expansão e contração indefinidamente.

Einstein não gostou das ideias de Friedmann. Mas em 1931 acabou se convencendo, após visitar Hubble no Observatório do Monte Wilson, nos EUA. Precisou de dados concretos para mudar de ideia.

O próximo episódio ocorreu no final da década de 1940. Três físicos ingleses, desiludidos com a ideia de que o Universo poderia ter tido um começo e, portanto, uma história, propuseram o "estado padrão", no qual o Universo era eterno. Com isso, queriam se livrar da conexão inevitável com o Gênesis. Para ser compatível com a expansão, sugeriram que matéria era criada para compensar sua diluição, mantendo o cosmo num estado padrão.

No meio tempo, George Gamow, físico russo residindo nos EUA, propôs o modelo do Big Bang, no qual o cosmo surge de uma singularidade no passado. Junto com Ralph Alpher e Robert Hetman, calculou que deveria existir uma radiação por toda parte, um fóssil de quando os primeiros átomos de hidrogênio foram formados. Em 1965, a radiação primordial foi encontrada e o modelo do estado padrão, que não podia explicá-la, foi abandonado.

Hoje, temos duas observações ainda não explicadas. Primeiro, que galáxias são circundadas por um véu de matéria escura, um tipo de matéria que não produz a própria luz e interage apenas gravitacionalmente com a matéria comum. Segundo, que a expansão cósmica está acelerando. O culpado dessa pressa celeste tem um nome, "energia escura". Mas só isso.

Sabemos que a matéria escura representa 23% do material cósmico, enquanto que a energia escura representa cerca de 70%. Mas não sabemos do que são feitas. Imagino que a energia escura esteja relacionada com o vazio. Pois é, é possível que a componente dominante do Universo venha do nada. Devido ao princípio da incerteza da física quântica, não existe o vazio: flutuações de energia vindas do nada podem criar matéria, numa dança perpétua de criação e destruição.

Em ciência, é bom não saber. Precisamos de dados para decidir. Afinal, experimentos sem teoria são prosaicos e teorias sem experimentos são cegas. Acho que Einstein concordaria com isso.

A harmonia (da Copa) do mundo

2010-06-26T23:06:00.000-07:00

Espero que na Copa em 2050 o Brasil continue sendo líder no futebol e seja o novo líder na ciência

Agora que o Brasil se classificou para a segunda rodada da Copa (como escrevo antes do jogo com Portugal, não sei se em primeiro ou em segundo grupo), está na hora de darmos uma relaxada e refletirmos um pouco sobre futebol e esportes em geral.

Os gregos foram os primeiros a sacar que esportes unificam populações. Se a poesia épica de Homero não funcionava por si só para unificar as cidades-estado num império homogêneo, use os esportes como complemento. Assim nasceram as Olimpíadas, em torno de 776 a.C.

Atletas das diversas cidades-estado e reinos espalhados pela costa do Mediterrâneo competiam entre si a cada quatro anos. Durante os jogos, guerras entre as cidades-estado eram suspensas. Já então, os esportes eram um excelente modo de sublimar o apetite pela guerra.

Esportes são guerras controladas. Um mundo sem esportes seria bem mais caótico. Adoro esportes em geral e futebol mais ainda. Nos meus tempos, fui um jogador bem razoável, se bem que de...vôlei. Cheguei até a ser campeão brasileiro, junto ao Bernardinho.

Mas, vendo os jogos, e, mais importante, a torcida, como não pensar em guerras tribais? Especialmente com as caras pintadas, os uniformes, as bandeiras, a testosterona elevada, as brigas entre torcedores e entre jogadores, as indignações que a pobre mãe do juiz sofre...

Interessante que o mesmo ocorre em jogos contra times locais. Não é só país contra país. É num Fla-Flu, Corínthians e São Paulo, Barcelona e Real Madri, Everton e Manchester United...as guerras são tão intensas quanto nos jogos internacionais. Esportes representam nossas várias alianças tribais: clube, Estado, país. Durante a Copa, torcedores de clubes diferentes se esquecem das disputas e vestem com orgulho a camisa do seu país.

Durante um mês o país é o foco principal, do mesmo modo que entre os gregos: as cidades-estado são os países e o império é o mundo.

O poder da Copa como unificador global é realmente impressionante. O mundo inteiro grudado nas TVs, nos rádios e, desta vez, graças à frota de satélites de telecomunicação, nos telefones celulares também. A tecnologia leva a Copa aos quatro cantos do planeta.

Nenhum outro evento mundial tem o poder de focar tanta gente de culturas, religiões e realidades sociais completamente diferentes.

Lembro a primeira Copa a que assisti, a de 1966, numa TV PB a válvulas, que demorava 30 segundos para "esquentar". O homem não havia ainda pousado na Lua, os Beatles ainda tinham cabelos curtos, o modelo do Big Bang acabava de ser confirmado, se bem que eu, com sete anos, não sabia de nada disso.

O mundo mudou muito. A população mundial mais do que dobrou. A Guerra Fria acabou. A economia global é uma coisa só, a falência de um país afeta o mundo inteiro. Controlamos o buraco de ozônio, mas temos muito a fazer para controlar as emissões de CO2. Talvez estejamos vendo o início de uma mudança de atitude global, uma nova relação de sustentabilidade com o planeta.

Espero que na Copa de 2050, quando estaremos assistindo à final em hologramas tridimensionais em casa, o Brasil continue sendo o líder do futebol e seja o novo líder da ciência, e que tenhamos aprendido a viver em sintonia com a Terra.

Uma nova Revolução Industrial

2010-06-20T01:26:00.000-07:00

Alguma coisa tem de ser mudada na maneira como se usa energia. E não só nos EUA, mas no mundo

NA SEMANA PASSADA, um sombrio presidente Obama falou ao povo americano da Casa Branca. "É inaceitável não fazermos nada", afirmou. Seu discurso tinha o tom de um grito de guerra, se não na intensidade da sua voz (ele nunca perde a linha), ao menos na mensagem. Na quarta, a empresa petroleira BP criou um fundo de US$ 20 bilhões para ressarcir a população costeira que sofre com os milhões de galões de petróleo que cobrem suas praias e destroem seu ganha-pão.

Imagine algo semelhante ocorrendo no Brasil: a costa de Campos até Angra coberta por uma enorme mancha negra; ninguém vai à praia, os pescadores não pescam. As garantias oferecidas pela BP contra esse tipo de desastre, "estamos preparados para algo muito pior", não funcionaram. Parece ser bem mais fácil escavar um poço submarino a 1.500 m de profundidade do que saber como extirpar o seu vazamento.

É tudo uma questão de prioridade corporativa. A exploração do petróleo se dá em lugares cada vez mais remotos. Veja os 50 bilhões de barris na costa do Rio enterrados sob um densa camada de sal e a 2.200 m de profundidade. Será que seremos capazes de deter um vazamento?

Obama lembrou aos americanos que seu país consome em torno de 20% do petróleo mundial, enquanto suas reservas são de apenas 2%. Não é necessário ser um estrategista para ver que isso é um problema sério: se uma nação precisa de um recurso para sobreviver, vai fazer de tudo para obtê-lo.

Daí as guerras com tanques e bancos, as quase mil bases militares no estrangeiro, os tentáculos espalhados pelo mundo tentando controlar uma situação muito instável. Somando-se a isso o fato de que as maiores reservas de petróleo estão em países hostis aos EUA (e, claro, essa antipatia é consequência, ao menos em parte, da política externa invasiva dos americanos), a situação torna-se explosiva.

Alguma coisa tem de mudar.

Precisamos embarcar numa nova Revolução Industrial. A era dos combustíveis fosseis está acabando.

As companhias petroleiras têm uma excelente oportunidade para mudar sua imagem e tomar a dianteira, sendo os grandes instigadores da mudança. Existe muito dinheiro para ser feito numa economia verde.

À medida que a população mundial cresce, e um número cada vez maior de pessoas entra para a classe média, o apetite por energia só vai aumentar. Com isso, aumentará também o lucro das empresas que produzem e fornecem essa energia.

Uma super-rede, capaz de integrar fontes diferentes (sol, ventos, biomassa) e de transportar essa energia por enormes distâncias, o treinamento de mão de obra especializada, a formação de mais engenheiros e cientistas, a implantação de incentivos fiscais que motivem as pessoas e empresas a adotar tecnologias alternativas -essas são condições necessárias para que a nova revolução tome rumo. Necessárias, mas não suficientes.

As pessoas precisam se convencer disso. Olho para meu filho de quatro anos com um misto de otimismo e desespero. Sonho com um novo mundo, no qual interagimos com a natureza para preservá-la.

Essa guerra é entre nosso passado e nosso futuro. E o fato é que só pode ser lutada no presente.

Newton, Einstein e Deus

2010-06-13T04:04:00.000-07:00

Os dois gigantes da física tinham uma relação íntima com certa versão do que se costuma chamar de Deus

TALVEZ ISSO SURPREENDA muita gente, mas tanto Newton quanto Einstein, sem dúvida dois dos grandes gigantes da física, tinham uma relação bastante íntima com Deus.

É bem verdade que o que ambos chamavam de "Deus" não era compatível com a versão mais popular do Deus judaico-cristão.

Numa época em que existe tanta disputa sobre a compatibilidade da ciência com a religião, talvez seja uma boa ideia revisitar o pensamento desses dois grandes sábios.

No epílogo da edição de 1713 de sua obra prima "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural" (1686), Newton escreve que o seu Deus (cristão, claro) era o senhor do Cosmo e que deveria ser adorado por estar em toda a parte, por ser o "Governante Universal". Essa visão de Deus pode ser considerada panteísta, se entendermos por panteísmo a doutrina que identifica Deus com o Universo ou que identifica o Universo como sendo uma manifestação de Deus.

A visão que Einstein tinha de Deus, devidamente destituída da conotação cristã, ecoava de certa forma a de Newton. Einstein desprezava tudo o que dizia respeito à religião organizada, em particular a sua rígida hierarquia e ortodoxia.

Para ele, um Deus que se preocupava com o destino individual dos homens não fazia sentido. Sua visão era bem mais abstrata, baseada nos ensinamentos do filósofo Baruch Spinoza, que viveu no século 17.

Numa carta dirigida a Eduard Büsching, de 25 de outubro de 1929, Einstein diz: "Nós, que seguimos Spinoza, vemos a manifestação de Deus na maravilhosa ordem de tudo o que existe e na sua alma, que se revela nos homens e animais".

Em 1947, numa outra carta, Einstein escreveu: "Minha visão se aproxima da de Spinoza: admiração pela beleza do mundo e pela simplicidade lógica de sua ordem e harmonia, que podemos compreender".

Como essas posições podem ser usadas no debate sobre a compatibilidade da ciência com a religião?

De um lado, ateus radicais como Richard Dawkins, Christopher Hitchens e Sam Harris argumentam que não pode haver uma compatibilidade, que a religião é uma ilusão que precisa ser erradicada, que o sobrenatural é uma falácia.

De outro, existem vários cientistas que são pessoas religiosas e até mesmo ortodoxas, e que não veem qualquer problema em compatibilizar seu trabalho com a sua fé. O fato de existirem posições tão antagônicas reflete, antes de mais nada, a riqueza do pensamento humano. Nisso, vejo um ponto de partida para uma possível conciliação.

É verdade que o ateísmo radical está respondendo a grupos fundamentalistas que tentam evangelizar instituições públicas. "Guerra é guerra e devemos usar as mesmas armas", ouvi de amigos. Mas o pior que um fundamentalista pode fazer é transformar você nele.

Einstein e Newton encontraram Deus na Natureza e viam a ciência como uma ponte entre a mente humana e a mente divina.

Para eles, adorar a Natureza, estudá-la cientificamente, era uma atitude religiosa. Acho difícil ir contra essa posição, seja você ateu ou religioso. Religiões nascem, morrem e se transformam com o passar do tempo. Mas, enquanto existirmos como espécie, nossa íntima relação com o Cosmo permanecerá.

A volta dos misteriosos neutrinos

2010-06-06T02:54:00.000-07:00

Imagine que um sorvete de chocolate se transforme em um de baunilha: há partículas que fazem isso

NA SEMANA PASSADA, manchetes traziam novas dos fantasmagóricos neutrinos. Desta vez, as notícias vinham do experimento chamado Opera, situado na montanha de Gran Sasso, na Itália. Cientistas anunciaram ter presenciado a mutação de um neutrino do tipo múon em outro do tipo tau. Esta afirmação um tanto misteriosa pode abrir uma nova janela para o Universo.

Neutrinos têm uma história cercada de mistério. Sua existência foi prevista pelo físico Wolfgang Pauli em 1930 para solucionar um grave problema: experimentos com núcleos radioativos que emitiam elétrons pareciam ter energia faltando. E nada é mais sagrado em física do que a lei de conservação de energia.

O italiano Enrico Fermi sugeriu o nome de neutrino, "picollo neutrone", para a nova partícula que, segundo a teoria, não deveria ter carga elétrica ou massa. Devido à ausência de carga e massa, não é nada fácil detectar neutrinos. De fato, foram descobertos apenas em 1956, 26 anos após a previsão de Pauli.

Mas as coisas não eram assim tão simples. Entre a década de 1960 e 2000, mais uma vez neutrinos causavam confusão. A estória começa no coração do Sol, onde neutrinos são produzidos em profusão a cada vez que processos nucleares fundem núcleos de hidrogênio (i.e., prótons) em núcleos de hélio. Nossa estrela-mãe é uma gigantesca fábrica de neutrinos. A cada segundo, cada um de nós é bombardeado por trilhões deles. Há muitos modos de perceber nossa relação com o Sol...

O problema era que experimentos projetados para "contar" os neutrinos vindos do Sol achavam apenas um terço deles. Será que as teorias de como o Sol brilha estavam erradas? Ou eram os experimentos? Ray Davis, físico experimental, insistia que tudo estava certo. John Bahcal, teórico, também não via erros em sua teoria. Com o tempo, ficou claro que os experimentos estavam certos. O problema, outra vez, eram os neutrinos e seu comportamento bizarro.

Imagine que o sabor de seu sorvete possa mudar de morango para baunilha ou chocolate. Os neutrinos são assim. Eles vêm em três "sabores": o neutrino do elétron, o do múon e o do tau. Múons e taus são partículas similares ao elétron, mas mais pesadas. O interessante é que essa metamorfose só pode ocorrer se os neutrinos têm massa! Portanto, a razão pela qual Davis achou só um terço dos neutrinos é que, do Sol até aqui, os neutrinos do elétron se transformam nos outros dois. Sua descoberta lhe rendeu um Nobel.

Isso remete ao resultado do Opera. Ao observar a metamorfose de um neutrino do múon a um neutrino do tau, físicos confirmaram que eles têm massa. Isso significa que o Modelo Padrão das partículas, repositório de tudo o que sabemos do mundo subatômico, tem de ser modificado: mais uma vez, neutrinos revelaram uma nova física, além da que conhecemos no momento. Resta saber que nova física será esta.

Com frequência na história, novos instrumentos abrem novas janelas para o cosmo, iluminando um pouco da escuridão que nos cerca.

Tal como as pequenas flutuações de energia detectadas quando neutrinos mudam de tipo, cada nova descoberta nos permite ver um pouco além. A ciência é como uma luz nas trevas, como dizia Carl Sagan.
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Matéria, antimatéria e existência

2010-05-29T22:59:00.000-07:00

A ciência abre janelas para a realidade, mas nenhuma permite ver o que estaria além dessa realidade

NA SEMANA passada, manchetes traziam novas do Fermilab, o enorme acelerador de partículas situado nas vizinhanças de Chicago, nos EUA: "Nova pista para explicar nossa existência", escreveu Dennis Overbye, do "New York Times".

Interessante, esse título. Vários leitores escreveram reclamando da aparente necessidade de misturar ciência e religião até mesmo quando se trata de um experimento da física de partículas. Overbye cita Joe Lykken, um excelente físico teórico do Fermilab: "O anúncio não é equivalente a ver a face de Deus, mas os dedos do pé de Deus".

Lykken estava zombando de George Smoot, o prêmio Nobel que, ao revelar os resultados das investigações de sua equipe sobre as propriedades da radiação cósmica de fundo, produzida quando surgiram os primeiros átomos, afirmou que era como "ver a face de Deus".

Será que a existência de matéria e de antimatéria tem algo a ver com Deus? E, se não tiver, por que essa mania de invocar Deus quando se fala de cosmologia?

Smoot não é o único. O também vencedor do Nobel Leon Lederman escreveu um livro com Dick Teresi chamado "A Partícula de Deus".

Stephen Hawking, no seu "Uma História do Tempo", afirma que encontrar uma teoria final é como "conhecer a mente de Deus". Essas afirmações nos dizem não só algo sobre a expectativa do público, mas também sobre o papel cultural que físicos, especialmente aqueles trabalhando em questões ligadas a "origens", exercem. Sou tão culpado quanto eles, já que minha pesquisa trata de origens. Será que a física é a nova teologia?

De jeito algum. Confundir a prática da ciência com a religião é um erro grave. Por outro lado, a física moderna trata de assuntos que, por milênios, eram província exclusiva da religião. A cosmologia tenta construir uma narrativa que nos conta a história do cosmo. Esta história deve começar assim que o conceito de tempo passa a fazer sentido.

Portanto, a cosmologia não quer apenas explicar por que o Universo é do jeito que é, mas por que o Universo é. Se tivermos sucesso, entraremos numa nova era da história das ideias: ao ser capaz de explicar a Criação, a razão humana seria equacionada com... sim, a mente de Deus! Vemos que não é tão surpreendente assim encontrarmos essa metáfora nos textos científicos.

Ela revela ao menos parte das ambições do empreendimento cosmológico. Revela também, como argumentei em "Criação Imperfeita", a necessidade de exorcizarmos essa metáfora da ciência. Ela não só confunde as pessoas como está errada.

A questão do excesso de matéria em relação à antimatéria é essencial. Caso as duas existissem em pé de igualdade, não estaríamos aqui: quando matéria e antimatéria colidem, desfazem-se em radiação.

Portanto, o resultado do Fermilab, que reforça resultados antigos, mostra que a versão atual da física das partículas é incompleta. Por outro lado, a descoberta não tem nada a ver com os dedões de Deus ou outra parte da anatomia divina.

Ela é um triunfo da inventividade humana, irrelevante para a teologia. A ciência certamente abre muitas janelas para a realidade. Mas nenhuma delas nos permite vislumbrar o que ocorre além da realidade.

O raio cinquentão

2010-05-23T04:05:00.000-07:00

A história da invenção do laser é um exemplo da competição ferrenha que existe na área acadêmica

DUAS SEMANAS atrás, meu filho de 16 anos me pediu um dinheiro emprestado. Queria desenvolver um "projeto": construir um laser portátil capaz de emitir luz azul. "Pai, posso vender muito mais barato do que os preços comerciais. E não tem nada mais lindo que um laser azul!"

Dito e feito. Dez dias depois, lá estava ele com seu laser azul. Fora o orgulho paterno (eu, com 16 anos, jamais saberia construir um laser), pensei na longa trajetória do laser, que neste ano faz 50 anos de vida. Uma estrada tortuosa liga a ideia original de Einstein, de 1916, à invenção do meu filho.

Em 1916, Einstein escreveu ao seu amigo, Michele Besso: "Uma luz esplêndida iluminou minha mente com respeito à emissão e absorção de radiação". Tudo começa com o modelo do átomo, onde elétrons giram em torno do núcleo em órbitas distintas. Eles podem pular para uma órbita mais externa ou para uma mais próxima do núcleo. Cada órbita tem uma energia fixa. Se luz externa, com energia correta, se chocar com os elétrons em uma dada órbita, pode induzi-los a pular para uma órbita mais elevada.

Imagine que a luz seja feita de pequenas partículas, os fótons. Os elétrons "comem" os fótons e sobem de órbita: este é o processo de "absorção espontânea". Ou eles podem descer de órbita, emitindo fótons.

Einstein entendeu que isto pode ocorrer de duas formas: espontaneamente, ou provocado por luz externa -emissão estimulada. É este o processo chave no laser, sigla em inglês para "amplificação de luz pela emissão estimulada de radiação".

A história da invenção do laser é um exemplo da competição ferrenha que existe na área acadêmica, especialmente quando laboratórios privados, com fins lucrativos, participam da corrida.

Mesmo que a ideia de como construir o primeiro laser tivesse ocorrido a Charles Townes quando trabalhava na Universidade Columbia, a competição veio de físicos trabalhando nos laboratórios da Hughes e da Bell, a companhia de telecomunicações. Em 1954, Townes (e, independentemente, Nikolai Basov e Aleksandr Prokhorov) havia inventado o maser, um laser no qual a radiação é de micro-ondas. Para transformar o maser num laser, era preciso estimular átomos capazes de emitir na luz visível, o que alguns físicos achavam ser impossível.

O truque era usar um sistema de espelhos que fizessem a luz passar várias vezes através de um gás, mantendo elevada a população de átomos em estados excitados. Estes átomos poderiam, então decair, emitindo dois fótons: um que o elétron havia "comido" ao subir de órbita e outro que veio da luz que estimula seu decaimento. Esses fótons, por sua vez, causariam a queda de outros elétrons e, com isso, uma enxurrada de fótons seria emitida, todos com a mesma energia (e cor).

Em 1960, Theodore Maiman, do laboratório Hughes, usou um cristal de rubi para construir o primeiro laser. No mesmo ano, Ali Javan e colaboradores, do Bell, construíram outro, usando uma mistura dos gases hélio e neônio. Na alta Guerra Fria, o laser foi inicialmente visto como uma arma. Hoje, é usado para gravar CDs e DVDs, em fibras ópticas, em leitoras de supermercados e, claro, nas minhas aulas, na espetacular cor azul, graças ao meu filho.

The imperfect universe: Goodbye, theory of everything

2010-05-17T09:29:00.000-07:00

10 May 2010 by Marcelo Gleiser

FIFTEEN years ago, I was a physicist hard at work hunting for a theory of nature that would unify the very big and the very small. There was good reason to hope. The great and the good were committed. Even Einstein, who recognised that our understanding of reality is necessarily incomplete, had spent the last 20 years of his life searching for a unified field theory that would describe the two main forces we see acting around us - gravity and electromagnetism - as manifestations of a single force. For him, such a mathematical theory represented the purest and most elegant expression of nature and the highest achievement of the human intellect.

Fifty-five years after Einstein's death, the hunt for this elusive unified field theory continues. To physicist Stephen Hawking and many others, finding the "theory of everything" would be equivalent to knowing the "mind of God". The metaphor is not accidental.

Modern critics say that Einstein and other giants of 20th-century physics (including Wolfgang Pauli, Erwin Schrödinger and Werner Heisenberg) failed because their models didn't include all particles of matter and their fundamental interactions. Factor them in, they argue, and we stand a much better chance of success. Dreams of a final theory (as a book on the subject, by Nobel laureate Steven Weinberg, was titled) live on, stronger than ever.

But are we really getting any closer? Do we dare ask whether the search is fundamentally misguided? Could belief in a physical theory that unifies the secrets of the material world - a "hidden code" of nature - be the scientific equivalent of the religious belief in oneness held by the billions who go to churches, mosques and synagogues every day?

Even before what we now call physics existed, ancient Greek philosophers pondered whether the diversity of nature could radiate from a single source, a primal substance. Thales, regarded by Aristotle as the first philosopher in the Greek tradition, proposed that everything was made of water, a substance he believed represented nature's dynamic essence. Later, Pythagoras and his followers believed that nature was a mathematical puzzle, constructed through ratios and patterns that combine integers, and that geometry was the key to
deciphering it.

The idea of mathematics as a fundamental gateway to nature's secrets re-emerged during the late Renaissance. Galileo Galilei, René Descartes, Johannes Kepler and Isaac Newton made it clear that the mathematical description of nature succeeds only through the painstaking application of the scientific method, where hypotheses are tested by experiments and observations and then accepted or rejected. Physics became the science of the "how", leaving the "why" for philosophy and religion. When Newton was asked why matter attracts matter with a strength that weakens with the square of the distance, he answered that he "feigned no hypotheses"; it was enough to provide a quantitative description of the phenomenon.

That, however, is only half the story. To Newton, God was the supreme mathematician and the mathematical laws of nature were Creation's blueprint. As science advanced, the notion that god interfered explicitly with natural phenomena faded away, but not the idea that nature's hidden code lay in an all-encompassing mathematical theory. Einstein's "God" was far removed from Newton's, as he famously said: "I believe in Spinoza's God who reveals himself in the orderly harmony of what exists." His search for a unified field theory was very much a search for the essence of this natural god.

Modern incarnations of unified field theories come in two flavours. The more traditional version, the so-called Grand Unified Theory (GUT), seeks to describe electromagnetism and the weak and strong nuclear forces as a single force. The first of these theories was proposed in 1974 by Howard Georgi, of Harvard University, and Sheldon Glashow, now at Boston University. The more ambitious version seeks to include gravity in the unification framework. Superstring theory tries to do this by abandoning the age-old paradigm that matter is made of small, indivisible blocks, substituting them with vibrating strings that live in higher-dimensional spaces.

Like all good physical theories, GUTs make predictions. One is that the proton, the particle that inhabits all atomic nuclei, is unstable. For decades, experiments of increasing sensitivity have looked for decaying protons and failed to find them. As a consequence, the models have been tweaked so that protons decay so rarely as to be outside the current reach of detection. Another prediction fared no better: bundled-up interacting fields called magnetic monopoles have never been found.

For superstrings, the situation is even worse. In spite of its mathematical elegance, the theory is so detached from physical reality that it is exceedingly difficult to determine what a measurable string effect might be.

I now think that the very notion of a final theory is faulty. Even if we succeed in unifying the forces we know, we can only claim to have achieved partial unification. Our instruments have limits. Since knowledge of physical reality depends on what we can measure, we will never know all there is to know. Who is to say there are only four fundamental forces? Science is full of surprises. Much better to accept that our knowledge of physical reality is necessarily incomplete. This way, science is understood as a human enterprise and the "mind of God" is exorcised once and for all.

I now think that the very notion of a final theory is faulty

Ever since the discovery of parity violation in the weak interaction over 50 years ago, experiments in particle physics have shown us that our hopes for perfection are just that - hopes. Symmetries are violated left and right; in nature, unlike in John Keats's famous poem, beauty isn't always truth.

But there's more. I propose that fundamental asymmetries are a necessary part of our universe, that they determine our very existence. Consider the following. The universe had to have special properties to keep on expanding for 14 billion years. And particles of matter had to dominate those of antimatter soon after the big bang, or the universe would consist mostly of radiation.

Life itself is a product of imperfections, from the spatial asymmetry of amino acids to mutations during reproduction. Asymmetries forged the long, complex and erratic path from particles to atoms to cells, from simple prokaryotic cells without nuclei to more sophisticated eukaryotic cells, and then from unicellular to multicellular organisms.

The history of life is deeply enmeshed with the earth's environmental changes, from the increase of oxygen availability, to the advent of plate tectonics that help regulate carbon dioxide. Life (not to mention intelligence) in the extraordinarily complex forms we have come to know is probably quite rare, a product of asymmetries, imperfections and accidents.

In the end, giving up on a final theory won't make doing physics - or science - less exciting. Nature has plenty of mysteries to keep us busy for a very long time.

http://www.newscientist.com/article/mg20627591.200-the-imperfect-universe-goodbye-theory-of-everything.html?full=true

A natureza das leis

2010-05-16T03:54:00.000-07:00

As leis da natureza foram inventadas pelo homem ou forçadas pelo mundo ao redor?

O que nós, cientistas, estamos querendo dizer quando falamos em "leis da natureza"? A questão é bem mais complicada do que parece ser. Não será no curto espaço desta coluna que farei jus à ela, mas temos que começar de algum lugar. Aí vai.

Autoridades tanto na ciência quanto na filosofia têm posições antagônicas com relação à natureza das leis da natureza. Antes de apresentar minhas opiniões, eis algumas outras.

Max Planck, grande físico alemão que inventou o conceito do quantum em 1900 e ganhou o prêmio Nobel da Física em 1918, escreveu que "existe um mundo real, e ele é independente dos nossos sentidos".

Para ele, "as leis da natureza não foram inventadas pelo homem, mas sim forçadas sobre ele pelo próprio mundo natural. São a expressão de uma ordem racional do mundo".

Planck acreditava que não inventamos essas leis, mas que as descobrimos. Se seres extraterrestres existissem, portanto, descobririam as mesmas leis. Poderiam representá-las de forma diferente, mas sua essência seria idêntica.

Essa postura supõe a existência de um saber universal: existe um único corpo de conhecimento que, dado tempo suficiente, vai ficando cada vez mais claro.

A posição de Planck ressoa com a dos que acreditam que Deus criou o mundo e suas leis. De fato, a primeira menção das leis da natureza aparece num texto de Descartes, em que ele afirma que as leis da natureza são uma criação divina.

A maioria dos pensadores, entretanto, discorda da visão de Planck. O próprio Albert Einstein dizia que nossas teorias são "ficções", no sentido de que podem existir duas ou mais explicações equivalentes sobre o mesmo fenômeno. "O caráter fictício das [teorias científicas] fica óbvio quando vemos que duas diferentes, cada qual com as suas consequências, concordam em grande parte com a experiência", disse.

O físico americano Richard Feynman escreveu que "como nada pode ser expresso precisamente, toda lei científica, todo princípio cientifico, toda asserção sobre os resultados de uma observação é uma espécie de sumário que deixa de lado os detalhes". Ou seja, nossas teorias são apenas aproximações da realidade.

Os filósofos Karl Popper e Thomas Kuhn vão ainda mais longe (Kuhn talvez um pouco longe demais). Popper escreveu que teorias científicas "não são um resumo de observações mas invenções-conjecturas propostas para serem julgadas e, se discordarem das observações, eliminadas".

Entrando no debate, o que podemos dizer sobre as leis da natureza?

Não há dúvida de que observamos padrões regulares na natureza, do micro ao macro. Alguns desses padrões podem ser expressos matematicamente. Porém, quando físicos afirmam, por exemplo, que "a energia é conservada", sabem que essa lei só é estritamente válida dentro da precisão de suas medidas.

E mesmo que a precisão de nossos instrumentos e medidas melhore com o passar do tempo, sempre haverá um limite. Consequentemente, jamais podemos afirmar que a "energia é conservada" em termos absolutos.

De fato, na prática não existem asserções de caráter absoluto, nem mesmo no contexto das ciências físicas. Construímos modelos que descrevem a realidade que medimos da melhor maneira possível.

Como humanos, vemos o mundo sempre fora de foco. Os óculos que inventamos melhoram a qualidade da imagem, mas sempre existirão detalhes que escaparão ao nosso olhar. O mundo é o que vemos dele.