Realismo e Positivismo

Texto apresentado no capítulo XIV do livro Conceitos de Física Quântica, volume I, escrito por Osvaldo Pessoa Jr, Livraria da Física.

Uma síntese, feita pelo mesmo autor, pode ser lida na página destino deste link.

PARTE 1

Realismo em Geral

Você é um realista? Distingamos primeiramente um sentido “ontológico” (relativo às essências das coisas, ao “ser” das coisas) e um sentido “epistemológico” (relativo ao conhecimento). O realismo ontológico é a tese de que existe uma realidade lá fora que é independente de nossa mente (ou de qualquer mente), de nossa observação. A negação desta tese é chamada de idealismo, que pode assumir várias formas, conforme veremos. O realismo epistemológico afirma que é possível conhecer esta realidade, ou seja, que nossa teoria científica também se aplica para a realidade não observada. [94] Exploraremos inicialmente essas teses no nível do conhecimento individual, para depois analisarmos a forma que o realismo epistemológico assume quando consideramos o conhecimento científico – o chamado de realismo científico.

Para começar, devemos salientar que o termo “realismo” tem mudado de significado ao longo da história. Na filosofia medieval, o realismo era a tese de que os universais (“a árvore”, “a cadeira”, “o homem”) existem antes das coisas particulares, tese esta  que estava associada à filosofia de Platão. A esta posição se opunha o nominalismo, segundo o qual os universais são meros nomes, e a realidade só se refere ao particular do mundo físico atual (Guilherme de Occam, século XIV).

No século XIX o termo “realismo” surgiu principalmente nas artes como reação ao romantismo. Este último apresentava uma atitude holística, orgânica, intuitiva, idealizadora, que em ciência influenciou a Naturphilosophie (início do século: Goethe, Schelling, Oersted). A reação realista nas artes realçava o cotidiano e o social, tendendo a ser politicamente mais progressista.

Na ciência, o realismo estava associado ao mecanicismo e ao atomismo, com uma valorização da quantificação e do método hipotético-dedutivo [95]. Ele se contrapunha ao positivismo, originado com A. Comte e defendido por E. Mach e energeticistas como W. Ostwald. Para o positivismo, qualquer especulação sobre mecanismos ocultos deve ser evitado. Só tem sentido tecer afirmações sobre o que é observável, verificável. Uma sentença “sem sentido” é aquela para a qual não há um método para verificar se ela é verdadeira ou falsa. Por exemplo, a frase “a realidade física existiria mesmo que não existisse nenhum observador” seria sem sentido. Para o realista, porém, tal frase não só tem sentido como é verdadeira.

No século XX, a questão de como fundamentar o uso da matemática na ciência levou ao “positivismo lógico” (Viena: M. Schlick, R. Carnap) e “empirismo lógico” (Berlim: H. Reichenbach). Formas abrandadas dessas correntes tiveram bastante força até o início da década de 1960, na filosofia da ciência. Na década de 50, iniciou-se uma reação contra o positivismo lógico, centrando-se fogo especialmente no seu “empirismo”, tese de que as observações são bases seguras para construir a ciência (K. Popper, W. Quine). Por um lado, autores “relativistas” (M. Polanyi, N. R. Hanson, P. Feyerabend, T. Kuhn) atacaram a ênfase excessiva na descrição lógica da ciência, salientando que o conhecimento tem um componente intuitivo, e que ele está sujeito às circunstâncias históricas e sociais. De outro lado, a corrente do “realismo científico” (G. Maxwell, H. Putnam) foi elaborada, e tentaremos esboçá-la adiante.

Em outros campos, fora da filosofia da ciência, o “positivismo” foi também bastante atacado, tendo-se tornado até um termo depreciativo. Este sentido negativo parece ter surgido com as teorias positivistas em Ciências Humanas (inclusive na Educação), como o “behaviorismo” em Psicologia, que simplifica ao máximo a representação que se tem do ser humano, focalizando seu estudo apenas na relação entre estímulo e resposta (os dados “positivos”). [96] Tal abordagem pode ser usada para se justificar a manipulação e dominação de homens por outros homens, tendo sido bastante criticada, como por exemplo pela Escola de Frankfurt (T. Adorno, J. Habermas, etc). Salientemos então o seguinte: no presente estudo, iremos nos concentrar na discussão entre formas de realismo e antirrealismo nas Ciências Naturais, onde “positivismo” não é necessariamente um termo depreciativo.

Os Problemas do Conhecimento

Um ponto crucial para entender as diferentes formas do antirrealismo, ou o que significam os diferentes “ismos” filosóficos, é considerar o tipo de pergunta que cada um responde. Adaptaremos aqui as análises feitas pelo filósofo alemão Johannes Hessen e pelo filosofo da ciência finlandês Ilkka Niiniluoto [97].

Consideremos primeiramente o problema ontológico da existência de uma realidade independente do sujeito ou de uma mente. Já mencionamos que o realismo ontológico afirma a existência desta realidade; a negação desta tese recairia em um “idealismo ontológico”, que é mais conhecido como idealismo subjetivista. A forma mais radical desta é o “solpsismo”, segundo o qual a realidade se resume ao conteúdo do meu pensamento: a realidade seria uma espécie de sonho em minha mente. Uma forma menos radical é a doutrina do “esse est percipi” (Berkeley, séc. XVIII), segundo a qual só existe aquilo que é percebido por alguém. Berkeley termina por defender um idealismo objetivo, porque a realidade externa existiria enquanto atividade mental de Deus. Tal idealismo é consistente com o realismo ontológico. Vemos assim que o idealismo não surge apenas como negação do realismo ontológico. Um idealismo epistemológico [98] (que negaria o realismo epistemológico) defenderia a impossibilidade de se conhecer entidades independentes de qualquer sujeito cognoscente.

Podemos aceitar a existência de uma realidade exterior e colocar o problema epistemológico que Hessen chama de problema da “essência do conhecimento”: é o objeto que determina o sujeito (realismo), ou é o sujeito que determina o objeto do conhecimento (idealismo)? O idealismo transcendental daquele que é considerado o mais importante filósofo moderno, o alemão Immanuel Kant (séc. XVIII), adota uma posição intermediária: aceitar a existência de coisas-em-si (“número”), mas considera que a existência só tem acesso às coisas-para-nós, os “fenômenos”. Tais fenômenos, porém, seriam organizados pelo nosso aparelho perceptivo e cognitivo, sendo assim em parte dependentes do sujeito (isso também é defendido pelo idealismo conceitual de N. Rescher, 1973). A causalidade, por exemplo, não existiria na realidade, mas seria uma “categoria do entendimento”, uma estrutura cognitiva sem a qual a própria compreensão do mundo seria impossível.

No outro extremo, um tipo importante de realismo é o materialismo, para o qual apenas a matéria (e energia) existe ou é real: processos mentais seriam “epifenômenos” causados por processos materiais. O marxismo, uma forma de materialismo, considera que as ações humanas são determinadas pelos aspectos econômicos.

Consideremos agora um outro problema epistemológico, que é o da “possibilidade do conhecimento”: pode o sujeito aprender o objeto, pode ele conhecer verdades a respeito do mundo? Diferentes formas de realismo afirmam que sim, enquanto que a negação desta tese se chama ceticismo. Dentre as atitudes intermediárias podemos mencionar o pragmatismo (séc. XIX: C. S. Peirce, W. James), que leva em conta apenas as consequências práticas das ideias, e que é uma forma de relativismo. O relativismo considera que nosso conhecimento e as verdades dependem do contexto psicológico e social no qual nos encontramos.

Por fim, consideremos o problema da “origem do conhecimento”: é a razão ou é a experiência a fonte e a base do conhecimento humano? O empirismo considera que a única fonte de conhecimento é a experiência. Conhecimento sobre o que existe não pode ser obtido de maneira “a priori”. Os significados das ideias seriam redutíveis aos dados da experiência (séc. XVII-XVIII: F. Bacon, J. Locke, D. Hume). O sensacionismo (em inglês: “sensationalism”) ou “empirismo radical” enfatiza que as ideias são redutíveis às sensações (sense data), e no final do séc. XIX esta posição foi defendida pelo “empirio-criticismo” de Ernst Mach. A posição de Mach também é considerada uma forma de idealismo subjetivista, devido à tese de que “o mundo consiste apenas de sensações”. Uma forma mais pragmática de empirismo é o fisicalismo, para o qual os termos descritivos da linguagem se referem a objetos físicos (não sensações) e suas propriedades, e são definidos “operacionalmente”. Para o operacionismo (década de 1920: P. Bridgman), todo conceito científico é sinônimo do conjunto de operações físicas associados ao processo de medi-lo.

O ponto de vista oposto ao empirismo é o racionalismo (ou melhor, intelectualismo), que defende que o critério de verdade não é sensorial mas intelectual e dedutivo (R. Descartes, séc. XVII). Verdades básicas são evidentes para a razão, e outras verdades são dedutíveis destas. A posição de Kant pode ser considerada intermediária entre o empirismo e o racionalismo.

Para finalizar, salientemos que o positivismo não envolve uma tese única, mas consiste de quatro afirmações principais [98a]: (i) Descritivismo: só faz sentido atribuir realidade ao que for possível descrever, observar. (ii) Demarcação: teses científicas são claramente distinguidas de teses metafísicas e religiosas, por se basearem em “dados positivos” (são verificáveis). (iii) Neutralidade: o conhecimento científico deve ser separado de questões de aplicação  de valores. (iv) Unidade da ciência: todas as ciências têm um método único, baseado no empirismo e na indução.

OBS: Não deixe de ler a PARTE 2 deste texto.

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[94] Na literatura mais recente de filosofia da física de língua inglesa, é costume fazer uma distinção entre “realismo de entidade”, que seria sinônimo de realismo ontológico, e “realismo de propriedade”, que atribui existência às propriedades (autovalores associados a observáveis) mesmo antes de qualquer medição.

[95] BRUSH, S. (1980): “The Chimerical Cat: Philosophy of Quantum Mechanics in Historical Perspective”, Social Studies of Science 10, 393-447.

[96] Uma história da influência do positivismo de Mach tanto na Física quanto na Psicologia é apresentada por HOLTON, G. (1993), “Ernst Mach and the Fortunes of Positivism”, in Science and Anti-Science, Harvard U. Press, Cambridge, pp. 1-55.

[97] HESSEN, J. (1999), Teoria do Conhecimento, Martins Fontes, São Paulo. Original: Erkenntnistheorie, Dümmlers, Colônia, 1926. NIINILUOTO, I. (1987). “Varieties of Realism”, in LAHTI, P. & MITTELSTAEDT, P. (orgs.), Symposium on the Foundations of Modern Physics 1987, World Scientific, Cingapura, pp459-83.

[98] MEHLBERG, H. (1980), “Philosophical Interpretations of Quantum Physics”, in Mehlberg, Time, Causality, and the Quantum Theory, vol. 2 (Boston Studies in the Philosophy of Science 19), Reidel, Dordrecht, pp. 3-74. Ver p.8.

[98a] Adaptado de OLDROYD, D. (1986), The Arch of Knowledge – An Introductory Study of the History of the Philosophy and Methodology of Science, Methuen, Londres, p. 169. Este autor se baseia em KOLAKOWSKI, L. (1968), Alienation of Reason: A History of Positivist Thought, Doubleday, Garden City (original em polonês:1966).

O Enigma da medição na mecânica quântica

Os experimentos da Dupla Fenda, da Escolha Retardada e suas variações demonstram, em grande parte, o quão distante do senso comum são os fenômenos sob exclusivo domínio de estudo da mecânica quântica.

Existem várias interpretações da teoria quântica. Uma interpretação é caracterizada por um conjunto concepções idealizadas que são somadas ao formalismo mínimo de uma teoria, sem que o primeiro conjunto acrescente quaisquer previsões observacionais da teoria [1].

Discussões a respeito de como interpretar a mecânica quântica surgiram tão logo esta teoria foi formulada, a partir de junho de 1925. De um lado, os alemães Werner Heisenberg (1901-1976), Max Born (1882-1970) e Pascual Jordan (1902-1980) desenvolveram a mecânica “matricial”, que utilizava matrizes para calcular as probabilidades de se obterem diferentes valores quantizados (discretos) das grandezas observáveis em experimentos atômicos. Alguns meses depois, o austríaco Erwin Schrödinger (1887-1961) formulou a mecânica “ondulatória”, baseada na ideia do francês Louis de Broglie (1892-1987) de que toda partícula é ao mesmo tempo onda. Schrödinger buscou interpretar seu formalismo, que em pouco tempo se mostrou ser equivalente à mecânica matricial, defendendo a hipótese de que na realidade os elétrons em um átomo formam uma onda na qual se distribui uniformemente a carga elétrica. De acordo com sua interpretação ondulatória, o mundo flui continuamente como uma onda, refletindo a função ψ(r) que aparece em sua versão da teoria.

Já de Broglie interpretava a nova mecânica quântica de maneira dualista: um elétron no átomo seria uma partícula de posição e velocidade bem definidas, a cada instante, mas também haveria uma onda associada, semelhante à concebida por Schrödinger.

As interpretações de Schrödinger e de Broglie podem ser consideradas “realistas”, pois segundo eles a teoria quântica representa a realidade de maneira definida a todo instante, mesmo quando não há ninguém fazendo observações ou medições. Isso se opõe à concepção “positivista” (também chamada “descritivista” ou “instrumentalista”), que salienta que a tarefa da ciência é descrever de maneira econômica (através de leis) aquilo que é observável, permitindo assim que se façam previsões de resultados em novos experimentos, e que não faz sentido lançar hipóteses a respeito de uma realidade não observável. Nessa época, Heisenberg e seu colega Wolfgang Pauli (1900-1958) defendiam explicitamente uma abordagem positivista, e a ideia seminal de Heisenberg, que lançou a mecânica matricial, baseava-se apenas em grandezas atômicas que eram diretamente observáveis, não a posição ou velocidade de um elétron em um átomo, mas a intensidade da luz emitida pelo átomo, sua frequência e sua polarização. Em outubro de 1927, o dinamarquês Niels Bohr (1885-1962), famoso por ter desenvolvido em 1914 um modelo atômico dentro da velha teoria quântica, apresentou uma interpretação bastante elaborada e consistente, de cunho positivista, que fez

frente às propostas de Schrödinger e de Broglie, e acabou se tornando a interpretação ortodoxa da mecânica quântica, obtendo as adesões de Heisenberg, Pauli, Born e da maioria dos físicos. O conceito central de sua interpretação era a “complementaridade”. [1]

O que motiva as várias interpretações? Você pode recorrer ao meu texto sobre este assunto  e ver, por meio de um exemplo, o quanto e diferente a real natureza de se usar a estatística para descrever um sorteio de loteria, ou a probabilidade de um dado fornecer determinado número, em relação ao que parte dos físicos consideram em relação aos fenômenos estudados pela mecânica quântica: a evolução do comportamento (como o deslocamento de uma partícula, por exemplo) é descrita apenas em termos probabilísticos (função de onda) e, ao se efetivar uma medição (a posição de uma partícula, por exemplo), uma observação, tem-se 100% de certeza estatística de um dos resultados previsto. Daí surge hipóteses como: a função de onda descreve uma onda física real? O que a teoria quântica dispõe é “fisicamente fechada” (a descrição é completa ou existem variáveis desconhecidas)? Os estados anteriores (as características assumidas em tempos anteriores a medição) definem completamente o que será medido? O se efetivar uma medição, acontece uma redução à zero na onda probabilística de todos os valores potencialmente considerados como resultados na medição, exceto aquele que é medido (ocorre o colapso da função de onda), ou o fenômeno ondulatório permanece com sua distribuição estatística nos moldes idênticos a fração de tempo anterior à medição?

Vale ressaltar o significado de colapso da função de onda.

De acordo com a mecânica quântica ortodoxa, quando procedemos a  uma medição e encontramos uma partícula em determinado lugar, provocamos uma medição e encontramos uma partícula em determinado lugar, provocando uma alteração na sua onda de probabilidade: a gama anterior de resultados potenciais reduz-se a um: o resultado obtido pela medição (...). Os físicos dizem que a medição provoca o colapso da onda de probabilidade e acrescentam que quanto maior for a onda de probabilidade original em determinado lugar, maios será a chance de que o colapso da onda se dê naquele ponto(...) no momento em que você encontra a partícula em um lugar, diz esse raciocino, a probabilidade de que ela possa ser encontrada em qualquer outro lugar cai imediatamente a zero, e isso é o que está refletindo no colapso da onda de probabilidade. [2]

Essa concepção leva a nos perguntarmos o que ocorre, no momento da medição, que leva ao colapso descrito. O que realmente acontece a nível subatômico? A resposta a esse enigma, se passível de comprovação experimental, pode levar a uma unificação, ou algo próximo disso, em relação às interpretações da mecânica quântica.

De forma um tanto quanto mais técnica, o físico Osvaldo Pessoa Jr comenta um importante ponto sobre o colapso da função de onda.

Se não há causa para o resultado das medições, então este deve ser um processo genuinamente aleatório, violando o princípio de razão suficiente de Leibnitz. A conclusão é que o colapso é um processo indeterminista. Notem, porém, que esta conclusão é independente da tese positivista, difundida por alguns defensores da interpretação ortodoxa a partir da década de 1920, segundo a qual o mundo quântico seria indeterminista, já que não há maneira de prever com exatidão o resultado de experimentos quânticos. [3]

Na física, diz-se que um evento é determinista quando uma medição é definida por valores das grandezas físicas que antecedem a medição (como a posição de um veículo é definida pela posição anterior e a trajetória feita – velocidade, aceleração, direções, etc). Se isso não acontece, diz-se que o evento é indeterminista. Com efeito, infere-se que há físicos que entendem que a medição de uma partícula tem o valor de sua posição (spin, quantidade de movimento, etc) assumido na medição, ou seja: os valores medidos tem uma natureza aleatória, nesta contexto.

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[1] Pessoa Jr, Osvaldo: As interpretações contemporâneas da mecânica quântica, Departamento de Filosofia, FFLCH - Universidade de São Paulo, CBPF-CS-005/08.

[2] Greene, Brian: O tecido do cosmo – O espaço, o tempo e a textura da realidade, Companhia das Letras.

[3] Pessoa Jr, Osvaldo: Conceitos e Interpretações da Mecânica Quântica: o Teorema de Bell, Departamento de Filosofia, FFLCH - Universidade de São Paulo, WECIQ 2006 - Mini-curso 1.

Variações à experiência da escolha retardada

Veja minha primeira abordagem sobre a experiencia da escolha retardada aqui, para uma melhor compreensão do texto que se segue. 

Extrato do livro O Tecido do Cosmo – O espaço, o tempo e a textura da realidade, de Brian Greene, editora Companhia das Letras (pode ser encontrado, em parte no Google Books).

Começamos com o experimento da figura 7.1a, modificado com a redução da frequência do laser, que passa a disparar um fóton de cada vez, como na figura 7.1b, e também com a colocação de um novo detector de fótons próximo ao divisor de feixes.

Se o novo detector estiver desligado (veja figura 7.2b), estaremos de volta à configuração original do experimento e os fótons gerarão um padrão de interferência na tela fotográfica. Mas se o novo detector estiver ligado (figura 7.2a), ele nos mostrará o caminho seguido por cada fóton: se ele detectar um fóton, então é porque o fóton tomou aquele caminho; se ele não detectar um fóton, então é porque o fóton tomou o outro caminho. Essa “informação de escolha”, como é chamada, obriga o fóton a agir como partícula e, portanto, o padrão de interferência ondulatório já não é gerado.

Agora, vamos mudar as coisas à la Wheeler, deslocando o novo detector de fótons mais para longe em um dos caminhos. Em princípio, os caminhos podem ser tão longos quanto se queira, de modo que o novo detector pode estar a uma distância considerável do divisor de feixes. Também aqui, se o novo detector de fótons estiver desligado, estaremos na situação normal e os fótons comporão um padrão de interferência na tela. Se ele estiver ligado, fornecerá informações de escolha, o que impedirá a existência do padrão de interferência.

A nova estranheza provém do fato de que o recebimento da informação de escolha ocorre muito depois de que o fóton tenha tido que “decidir”, no divisor de feixes, se atuará como onda e viajará pelos dois caminhos ou se atuará como partícula e viajará apenas por um deles. Quando o fóton passa pelo divisor de feixes, ele não pode “saber” se o novo detector estará ligado ou desligado – na verdade, o experimento pode ser realizado de maneira que o interruptor do detector só seja acionado depois que o fóton tenha passado pelo divisor de feixes. Para estar preparada para a possibilidade de que o detector esteja desligado, a onda quântica do fóton deve dividir-se e viajar por ambos os caminhos, de modo que um amálgama dos dois possa gerar o padrão de interferência observado. Mas, se acontecer que o novo detector esteja ligado – ainda que depois que o fóton já tenha deixado o divisor de feixes -, isso poderia causar uma crise de identidade para o fóton: ao passar pelo divisor de feixes, ele já se teria comprometido com o caráter ondulatório viajando pelos dois caminhos, mas agora, algum tempo depois de ter feito essa escolha, ele “percebe” que precisa passar a ser uma partícula, que viaja por um único caminho.

De algum modo, contudo, o fóton acerta sempre. Toda vez que o detector está ligado – mesmo que o ato de liga-lo ocorra bem depois de determinado fóton ter passado pelo divisor de feixes -, o fóton atua inteiramente como partícula. Ele será encontrado apenas em um dos caminhos para a tela (se colocássemos detectores de fótons mais abaixo, nas trajetórias, cada fóton emitido pelo laser seria detectado por um detector ou pelo outro, mas nunca pelos dois); os dados resultantes não mostram o padrão de interferência. Toda vez que o novo detector está desligado – mesmo que a decisão seja tomada depois que cada fóton tenha passado pelo divisor de feixes -, os fótons atuam inteiramente como ondas, produzindo o famoso padrão de interferência que indica que eles viajaram por ambas as trajetórias. É como se ajustassem o seu comportamento no passado de acordo com a escolha futura, segundo esteja o detector ligado ou desligado. É como se tivessem uma “premonição” da situação experimental que encontrariam mais adiante e já atuariam de acordo com ela. É como se uma história coerente e definida se tornasse manifesta apenas depois de que o futuro ao qual ela leva estivesse totalmente estabelecido. (...)

[Neste ponto, o autor mostra que a luz de um quasar, emitida e bilhões de anos, pode ser dividida de forma a, potencialmente, percorrer dois caminhos e chegar a Terra, no qual um detector pode identificar qual dos caminhos foi “adotado” pelo fóton: uma versão cósmica do experimento aqui descrito].

A mecânica quântica não nega que o passado tenha acontecido, e acontecido por completo. A tensão surge simplesmente porque o conceito quântico de passado é diferente do conceito de passado de acordo com a intuição clássica. A nossa criação clássica nos faz desejar dizer que determinado fóton fez isto ou aquilo. Mas no mundo quântico, no nosso mundo, esse raciocínio impõe ao fóton uma realidade demasiado restrita. Como vimos, na mecânica quântica a norma é uma realidade indeterminada, difusa, híbrida, que consiste em múltiplos ramos e que só se cristaliza em uma realidade mais familiar e definida quando se faz uma observação adequada. Não é que o fóton tenha decidido bilhões de anos atrás contornar a galáxia por um lado ou pelo outro. Durante esses bilhões de anos ele se manteve dentro da norma quântica – um híbrido de todas as possibilidades. (...)

Uma observação feita hoje, portanto, ajuda a completar a história que relatamos, de um processo que teve início ontem, ou no dia anterior, ou talvez há 1 bilhão de anos. Uma observação feita hoje pode delinear os detalhes que podemos e devemos incluir no nosso relato do passado.

  O Passado Apagado

É essencial ressaltar que, nesses experimentos, o passado não é de modo algum alterado pelas ações de hoje, e nenhuma modificação que façamos no experimento pode alcançar esse fim. Isso leva à seguinte pergunta: se não se pode modificar algo que já aconteceu, pode-se fazer a coisa mais próxima a isso – apagar o impacto desse fato sobre o presente? Em determinado grau, por vezes essa fantasia pode ser realizada. (...) Só quando um evento do passado parece impedir definitivamente a ocorrência de um evento futuro (assim como defesa do pênalti impede a vitória do time adversário), poderíamos pensar em que algo errado teria acontecido. O apagador quântico, originalmente concebido em 1982 por Marlan Scully e Kai Drühl, sugere esse tipo de estranheza na mecânica quântica.

(...)

 O Passado Conformado

Este experimento, o apagador quântico de escolha retardada, também foi proposto por Scully e Drühl. Ele tem início com o experimento do divisor de feixes da figura 7.1, modificado pela inserção de dois conversores-descendentes, um em cada caminho. Os conversores-descendentes são instrumentos que tomam um fóton como entrada e produzem dois fótons como resultado, cada qual com a metade da energia (convertida e reduzida) do original. Um dos dois fótons (denominado fóton-sinal) é orientado para tomar o caminho que o fóton original teria percorrido em direção à tela do detector. O outro fóton produzido pelo conversor-descendente (denominado fóton-complementar) é enviado em uma direção totalmente diferente, como na figura 7.5a. Cada vez que o experimento é realizado, podemos determinar qual o caminho tomado pelo fóton-sinal em direção à tela observando qual dos conversores-descendentes emite o parceiro espectador. Neste caso, mais uma vez a capacidade de compilar as informações de escolha a respeito dos fótons-sinais – ainda que totalmente indireta, uma vez que não estamos interagindo com nenhum fóton-sinal – tem o efeito de prevenir a formação de um padrão de interferência.

Agora vamos à parte estranha. E se manipularmos o experimento para que se torne impossível determinar de qual conversor descendente determinado fóton-complementar surge? Ou seja: e se apagarmos a informação de escolha que os fótons-complementares contêm? Acontece algo assombroso: ainda que não tenhamos feito nada diretamente com os fótons-sinais, ao apagarmos as informações de escolha contidas nos parceiros espectadores podemos recuperar o padrão de interferência a partir dos fótons-sinais. Vamos ver como isso funciona, porque é verdadeiramente fantástico.

Observe a figura 7.5b, que reúne todas as ideias essenciais, mas não se deixe intimidar. É mais simples do que parece e vamos avançar com passos seguros. A configuração que aparece na figura 7.5b difere da que aparece na figura 7.5a quanto ao modo de detectar os fótons-espectadores depois da emissão. Na figura 7.5a, a detecção é imediata, de forma que podemos determinar instantaneamente qual conversor-descendente os produziu – ou seja, qual o caminho tomado por determinado fóton-sinal. No novo experimento, cada fóton-complementar é enviado a um labirinto, que compromete nossa capacidade de fazer essa determinação. Imagine, por exemplo, que um fóton-complementar é emitido pelo conversor-descendente que tem a etiqueta “L”. Em vez de entrar imediatamente em um detector (como na figura 7.5a), esse fóton é enviado a um divisor de feixes (com a etiqueta “a”) e tem, portanto, 50% de possibilidade de seguir em frente pelo caminho “B”. Se ele seguir pelo caminho “A”, entrará em um detector de fóton (etiqueta “1”) e sua chegada será devidamente registrada. Mas se o fóton-complementar seguir pelo caminho “B”, estará sujeito a mais andanças. Ele se dirigirá a outro divisor de feixes (etiqueta “c”) e terá, portanto, 50% de possibilidade de seguir em frente pelo caminho “E” para o detector “2” e 50% de possibilidade de seguir em frente pelo caminho “F” para o detector “3”. Agora- mantenha-se atento porque tudo isto vai fazer sentido – este mesmo raciocínio, quando aplicado a um fóton-complementar emitido pelo outro conversor-descendente, com a etiqueta “R”, nos indica que se o fóton-complementar seguir pelo caminho “D”, ele será registrado pelo detector “4”, mas se seguir pelo caminho “C”, será detectado ou pelo detector “3” ou pelo detector “2”, dependendo do caminho que tomar depois de passar pelo divisor de feixes “b”.

Por que acrescentamos todas essas complicações? Note que se um fóton-complementar for detectado pelo detector “1”, ficamos sabendo que o fóton-sinal correspondente tomou o caminho da esquerda, uma vez que um fóton-complementar que tenha sido emitido pelo conversor-descendente “R” não tem como chegar a este detector. Do mesmo modo, se um fóton-complementar for detectado pelo detector “4”, ficamos sabendo que o fóton-sinal correspondente tomou o caminho da direita. Mas se um fóton-complementar acabar no detector “2”, não teremos nenhuma ideia quanto ao caminho tomado pelo seu aprceiro-sinal, pois há possibilidades iguais de que ele tenha sido emitido pelo conversor-descendente “L! e seguir o caminho B-E, ou de que tenha sido emitido pelo conversor-descendente “R” e tomado o caminho C-E. Do mesmo modo, se um fóton-complementar for detectado pelo detector “3”, ele poderá ter sido emitido pelo conversor-descendente “L” e viajado pelo caminho B-F, ou pelo conversor-descendente “R” e viajado pelo caminho C-F. Assim, para os fótons-sinais cujos fótons-complementares foram detectados pelos detectores “1” ou “4”, teremos informações de escolha, mas para aqueles cujos fótons-complementares forem detectados pelos detectores “2” ou “3”, as informações de escolha são apagadas.

Este apagamento de algumas das informações de escolha – embora não tenhamos feito nada diretamente com os fótons-sinais – significa a recuperação dos efeitos da interferência? Sim senhor – mas apenas para os fótons-complementares chegam aos detectores “2” ou “3”. (...) Porém não haveria nenhum padrão de interferência se nos concentrássemos apenas nos fótons-sinais cujos parceiros complementares chegaram aos detectores “1” ou “4” (...).

Esses resultados – confirmados em experimentos – são extraordinários: ao incluirmos os conversores-descendentes que têm o potencial de propiciar informações de escolha, perdemos o padrão de interferência, como na figura 7.5a. (...) eliminando cuidadosamente as informações de escolha potenciais, trazidas por alguns dos fótons-complementares, podemos induzir a formação de um padrão de interferência que indica que alguns dos fótons tomaram, na verdade, ambos os caminhos.

Note também o que talvez seja o resultado mais espantoso de todos: os três divisores de feixes e os quatro detectores de fótons-complementares que foram acrescentados podem estar no outro lado do laboratório, ou mesmo no outro lado do universo, uma vez que nada na nossa discussão depende de que eles recebam determinado fóton-complementar antes ou depois de que o fóton-sinal que é seu parceiro atinja a tela. Imagine, então, que esses instrumentos estão bem longe, a dez anos-luz de distância (...) o que esta discussão mostra com vigor é que a história que contamos para explicar os dados dos fótons-sinais depende significativamente de medições feitas dez anos depois do momento em que esses dados foram reunidos. 

Magia

Complementando meus comentários e concepções a respeito da cabala, julgo por bem enfatizar alguns pontos.

Primeiro, retomo ao conceito de Deus, o Deus oculto, aquele associado ao nada. Estas páginas são testemunhas dos meus cuidados ao tentar passar parte de minha tênue noção de como é difícil uma descrição do Criador. Mas isso não significa que você não possa conhecê-lo, pelo menos sua face mais tangível a nós. Porém, trataria de uma experiência profundamente pessoal, a qual, em sua plenitude, não seria possível transmitir a ninguém mais. Sobre o assunto, deixo um paralelo da tentativa de se caracterizar Deus em função de nossos conhecimentos: as experiências cotidianas que estamos acostumados é tão apropriadas nesta descrição do Criador quanto um juiz tentar promover o julgamento da guarda de uma criança, a fim de entregar esta a um dos pais, utilizando-se de um código de trânsito.

Em segundo lugar, foco a sua atenção no fato de estarmos tratando, neste pequeno artigo, de uma geração, um ser vivo: a criação. É mister que o leitor compreenda que todos aqueles mundos, ou planos, bem como as sephirot, são seres conscientes, dotados de poderes singulares, verdadeiros deuses diante de nós humanos. A cada passo que descrevi quando apresentei os níveis em que se desdobrava a criação, deve ser entendido de forma análoga a um ser que gera o outro: é uma alteração, uma transformação, de parte de sua própria substância (na falta de um termo mais apropriado).

Como terceiro ponto, venho solicitar que o leitor se lembre de que todas as comparações que fiz são meros recursos didáticos. Tentei usar mais de uma para que você tivesse uma noção mais global do objeto da explicação. O ponto mais importante é que não se pode entender que um novo plano passe a existir em um espaço que preexiste, pois tal espaço só vem a existência com o próprio plano recém criado. No texto sobre o Mundo de Atsilut, quando usei uma figura para abordar "A primeira quebra de simetria", alguns podem ter se confundido achando que o Criador atravessa uma “substância” e se projeta num espaço já existente, interpretação permitida pela ilustração. Não é desta forma. O entendimento daquela passagem está muito mais próximo do fato quando me utilizo da ideia - lembre-se que estamos numa realidade produzida pela mente - da construção de uma casa: cada fase advêm a existência no mesmo espaço mental, sem destruir a fase anterior, e em consequência direta desta.

Por fim, como bom estudante de cabala, ressalto que esse assunto, essa ciência, requer prática. Aqueles que queiram se aprofundar nos estudos deste tipo (o assunto está longe de ser abordado aqui no seu aspecto mais amplo) devem testar o que recebem como ensinamento. Não acredite: teste e veja se funciona. A cultura esotérica, o conhecimento sem aplicação, leva a devaneios, alimenta mentes férteis (por vezes fracas) e descompromissadas com a realidade.

A magia é uma ciência prática e consiste em conhecer e manipular (na verdade, fazer uso para transformar a vida própria) as leis naturais, leis estas que estudamos aqui, ao menos em parte. Um bom estudante de cabala é um mago em potencial. Um praticante dos ensinamentos que se originam nessa tradição esotérica é um mago.

Existem exercícios, meditações e práticas específicas descritas em bons livros sobre o assunto. Lembre-se de nunca estudar só e ter um bom instrutor, professor, rabino ou mestre (alguém que mostre resultado prático naquilo que está passando a você).

Boa sorte!

Três Caminhos para a Gravidade Quântica

Por Lee Smolin

Editora Rocco

Opinião

O livro é bom, consistente, esclarecedor, mas seu linguajar é, ocasionalmente, um tanto técnico, com alguns modelos matemáticos utilizados de forma simplificada, não sendo de fácil leitura para todos. Todavia, mesmo para quem achar que a leitura é difícil, o esforço vale pelo conteúdo, objetividade e informações sobre a moderna física.

Mais sobre o livro

O autor inicia sua abordagem por aspectos básicos do tempo e espaço, bem como sobre a matéria. Daí introduz o conflito entre as duas teorias mais bem sucedidas da física: relatividade geral e mecânica quântica.

Smolin cita os trabalhos mais promissores que visam uma solução para esse embate entre ambas teorias: a teoria das cordas e a gravidade quântica com loops, ou laços. A solução para tal conflito reside numa unificação teórica. Além disso, situa sua pesquisa, frente a estes dois últimos trabalhos, como intermediária.

Um terceiro caminho é ventilado pelo autor, “trilhado por pessoas que consideram a relatividade e a teoria quântica defeituosas e incompletas demais para serem pontos de partida aceitáveis”.

Isto posto, declara que percorrerá os 3 caminhos em sua obra.

O capítulo seguinte é dedicado às relações e à compreensão a respeito do espaço e do tempo. Em particular, o autor explica que “O tempo nada mais é do que uma medida da mudança”.

Em seguida, mostra como a intuição comum da diferença entre o observador e o sistema estudado pode não ser tão nítida. As interpretações da mecânica quântica são abordadas, assim como o princípio da incerteza e uma versão do paradoxo do Gato de Schrödinger.

“Portanto, não existem de fato duas categorias de coisas no mundo: objetos e processos. O que há são processos relativamente rápidos e processos relativamente lentos.”. O autor explica e exemplifica que as coisas não são, do ponto de vista de amplas escalas do universo, elas estão: o universo se caracteriza por um enorme número de eventos. O horizonte de eventos (delineado pela velocidade da luz) define o alcance das informações que comunicam etapas de um mesmo evento ou, até mesmo, eventos aparentemente diferentes. Este horizonte, os cones de luz determinado por eles, é que delimitam as relações de causa e feito que observamos. Em seguida, uma introdução à explicação de um universo discreto no espaço e no tempo, ou seja, com unidades mínimas de medida do espaço e tempo, é apresentada.

O autor aborda o estudo da singularidade conhecida por buraco negro. A abordagem é original e levanta comparações interessantes. Neste contexto, aborda a entropia, a lei de Unruh e a Lei de Bekenstein.

Smolin explica a associação da entropia de buracos negros com o horizonte de eventos associado ao mesmo.

Uma abordagem mais detalhada sobre “átomos de espaço”, ou seja, sobre um espaço descontínuo, discreto, é feita. Para tal, uma “visita” aos primórdios da mecânica quântica é realizada.

A gravidade quântica em loops descreve um espaço descontínuo. No contexto, a abordagem de partículas e campos como fundamento da matéria é descortinada. Essa teoria permite harmonizar alguns conflitos da física.

A abordagem adotada leva a explicação sobre rede de spin, sua utilidade e vantagens. Essa parte é ricamente ilustrada por figuras.

Em seguida, a teoria das cordas é abordada: “a teoria das cordas é a única maneira conhecida de unificar, de forma coerente, a gravidade com a teoria quântica e as outras forças da natureza.”.

O princípio holográfico e sua repercussão no estudo do universo são mostrados ao leitor.

O fim do livro é dedicado a observações de Smolin que buscam uma unificação dos pontos fortes das teorias apresentadas nos capítulos anteriores. A abordagem do multiverso é abordada na parte final.

Liberdade

“Mágica é qualquer tecnologia suficientemente avançada.”

Arthur C Clarke

Algo de suma importância precisa ser abordado aqui: a liberdade. O mito da criação judaico-cristão lança a liberdade humana como um presente precioso que Deus respeita e cultiva no homem.

Adotando uma interpretação próxima a do professorAmit Goswami, quando ele diz que a realidade é fruto da decisão do homem, ou melhor, da mente única, podemos entender o quão fundamental é tal liberdade para a existência do mundo que partilhamos.

As experiências científicas da dupla fenda e da escolha retardada indicam que o ato de medir traz algo do “quântico” para o “clássico”. Posição, tempo e espaço são “nuvens” de probabilidade em termos subatômicos. O princípioda incerteza mostra a natureza flutuante da “matéria”. As equações da mecânica quântica, em uma de suas mais famosas e aceitas interpretações, aponta para a sobreposições de estados: a coexistência de múltiplas possibilidades, com probabilidades diferentes para cada uma destas. Só uma será existirá na medição.

Veja a importância deste comportamento. A ideia de que, a nível básico físico, existe um mar de probabilidades que constitui a realidade leva o conceito de “liberdade do homem” a um patamar nunca imaginado. É como se a base da matéria fosse uma massa pronta para ser trabalhada a gosto de seu modelador, como argila nas mãos de um escultor.

Segundo os cálculos da teoria das cordas, se não existisse tal flutuação, se não existisse a incerteza - resultando em intensa agitação a nível subatômico - as energias da corda fundamental corresponderiam a uma massa de 10 bilhões de bilhões (10 elevado a 19) de vezes maior que de um próton. Detalhe: o próton é composto por três quarks (fundamentais).

O que isso quer dizer? Significa que sem esta flutuação o universo físico estaria longe de ser como o conhecemos, provavelmente nem existiria. O nível de energia mínimo da matéria seria absurdamente alto, causando um colapso gravitacional. Em suma, a liberdade ampla e irrestrita é parte da natureza da matéria porque sem ela as coisas não existiriam como as conhecemos. O mundo das divisões, do limite, do “eu” e “você” precisa da liberdade para existir mesmo nos seus alicerces mais básicos.

Comecei esta seção remetendo a interpretação do mito judaico-cristão da criação. Ainda neste, quero expor que me alinho com aqueles que consideram a criação como um ser consciente. A escala gradual que apresentei descreve como saímos de energias poderosíssimas e chegamos a um nível de existência onde a multiplicidade é plena e passa a dominar as relações. Pode-se interpretar estes planos conscientes da criação como deuses: seres de grande poder capazes de moldar a realidade onde vivem.

Quando é citada a criação do homem no mito bíblico, fala-se de um ser do qual todos derivamos: a mente única que molda o universo, segundo Goswami. Importante: não vejo Deus, o Criador Imanifesto, o nada cabalístico, como aquele que molda esta realidade física que experimentamos. Minha interpretação é de que o homem molda esta realidade.

Nesta concepção, a liberdade dada por Deus ao homem se manifesta em todos os níveis. Isso explica o princípio da incerteza. A Árvore da Vida é o homem: imagem e semelhança do Criador. Se cada “tijolo” básico da matéria é uma percepção desta estrutura básica da criação, a liberdade de mudar seu estado, a qualquer momento, é inerente também à existência do mundo subatômico: fótons, elétrons, quarks, etc. No nível elementar de nossa realidade física, essa identidade do homem com a estrutura de seu universo impede a separação da influência do cientista sobre o experimento conduzido.

Sem a liberdade para a criação, a multiplicidade não seria possível: o universo entraria em colapso.

Eventos

“O universo é feito de processos, não de coisas.”

Lee Smolin

Os hebreus antigos não usavam a expressão “eu sou” – Ehyeh (em dadas traduções). Esta era exclusivamente atribuída a Deus, aquele que “é”, imutável e perfeito. Os homens eram considerados “não são”: estão em aprendizado, em eterna mudança. Estes pensamentos são evidentes na época em que Jesus viveu, pois um dos ditos que mais escandalizou a sociedade dos hebreus, sobretudo os sacerdotes daquela época, foi a afirmativa do rabino nazareno: “Estou lhes dizendo antes que aconteça, a fim de que, quando acontecer, vocês creiam que Eu Sou.” (João 13-19).

Uma análise simples, física e psicológica, mostra que de fato nós não somos, mas estamos. Nosso corpo é alterado através do tempo em muitos sentidos, inclusive na troca dos átomos: dos que nos compõem hoje, poucos restarão em 15 anos, e, talvez, nenhum em 30 anos. Nossa mente também muda, transforma-se: a cada informação e experiência que acumulamos a forma de analisarmos e reagirmos é redefinida. Analisando o que esperávamos da vida ou algumas reações nossas de 10 anos atrás, verificamos que há divergência com o momento presente. Há um dinamismo implacável na vida.

Isso é percebido inclusive na descrição pessoal. Se alguém quiser conhecer uma pessoa com profundidade, as características físicas pouco serão úteis. Contudo, como ela age e pensa é indispensável. As experiências e atitudes que o indivíduo tomou frente aos problemas, nos momentos mais marcantes da vida dele, definiram a personalidade e os traços que permitem outros conhecê-lo. Um grande amigo(a) é aquele(a) que você conhece bem, ou assim pensa, e cuja atitudes lhe agradam. Conhecer bem uma pessoa raramente é sinônimo de saber quais são suas características físicas.

Fazendo uma análise no tempo, com raríssimas exceções, os personagens histórico ficaram marcados por seus atos, pelas atitudes que tomaram, ou deixaram de tomar, na condução da vida que abraçaram.

No universo, algo similar acontece. Nosso planeta gira sobre si mesmo e em volta do sol. Os outros planetas do sistema solar também giram ao redor desse. A nossa estrela, assim como muitas outras, gira orbitando o centro de nossa galáxia. A Via Láctea se move no espaço, junto com bilhões de outras galáxias. Existem os aglomerados de galáxias, que também estão em movimento. O próprio tecido do espaço-tempo é dinâmico e está em expansão acelerada, segundo modernas observações.

Para contarmos a história do nosso universo, definir posições e aparência de astros celestes não é suficiente. Tem-se que apresentar os eventos, os movimentos dos astros, as explosões e implosões que iluminam o céu. Retratar a riqueza do dinamismo desde o Big Bang é fundamental na descrição de um universo que tem como constância a eterna mudança.

Posto assim, cito com admiração os hebreus, pois, há milênios, sabiam que não “somos” e sim “estamos”. O imutável, perfeito, é atributo de Deus, não do universo que interagimos.

Eventos e dinamismos são tão importantes em nosso universo que vemos e interpretamos segundo aquilo que vivenciamos. Esta dedução não é aplicável somente ao caráter psicológico, como análise segundo os valores que adquirimos na vida. Espaço, tempo, massa, de acordo com a teoria da relatividade e experiências correlacionadas a essa, dependem do observador e sua relação, em termos de movimento e aceleração, com o que está sendo observado. Para dois observadores com movimento relativo entre si, eventos simultâneos para um pode não o ser para o outro.

Na física quântica, o comportamento de um experimento pode variar como partícula ou onda conforme se observa o mesmo. A maneira que se escolhe fazer a medição é decidida pelo cientista.

Em resumo, pode-se dizer que os eventos, as correlações e as interações, são fundamentais para descrever a nós e o universo físico. Além disso, é a mudança de relação daquilo que descreve o espaço, ou seja, da matéria e energia, que origina o tempo.