No princípio...

Deixe eu fazer um esclarecimento. Cabala é uma palavra hebraica. Seu significado é traduzido como “tradição”, “o que é recebido” ou “recepção”. Prefiro o primeiro significado. Os judeus têm (dentre outros) este grande mérito: mantêm a tradição viva, guardada e são os responsáveis pela mesma desaguar nos tempos modernos. Porém, a Tradição não se resume somente na Tradição Hebraica (ou Cabala, simplesmente). Quando falamos em Cabala, normalmente ligamos este conceito aos judeus. Para evitar tal confinamento, talvez o melhor seja utilizar Tradição.

Como cristão, embora tenha interesse em estudar amplas culturas e filosofias nas quais esta Tradição se mostra (ou se mostrou), tenho uma ótica pessoal moldada, por mais que eu me esforce em evitar esta “interferência”, por minhas crenças.

Isto posto, vou tentar resumir minha concepção sobre a criação, ou pelo menos, os passos iniciais desta.

A premissa aqui é a existência de um Criador (de tudo).

Para entender melhor a criação feita por um Criador incriado (Deus, Alá, etc), atentemos para alguns conceitos. Nossas ferramentas de linguagens são pobres: falar de algo que precede tempo, espaço, matéria e energia requer uma abstração deveras elevada (para quem escuta também, obviamente). O Criador está muito além de nossa capacidade mental de compreender a natureza dEle, embora sua manifestação (e nós nela) tenhamos de ser compreensíveis. Assim, tudo que existiu, existe e existira forma um conjunto mínimo contido no Criador. Todas as probabilidades possíveis de existência nele coexistem. Deus é formado também, supostamente, por existência incompatíveis com nosso universo. Não há qualquer espécie de limite nEle, e sua simetria é absoluta (ou unidade).

Segundo a cabala, a criação ocorre através de um processo que é denominado de Tsim Tsum, ou constrição. Os cabalistas atribuem este conceito a Abraão, embora só esteja registrado por escrito no Sec XIV. Eles explicam que se só existia o Criador e este compreende toda a existência do nosso universo e outros, uma quebra de simetria, um “espaço primordial”, um “útero” ou “ovo primitivo” tem de ser formado para que neste ambiente a criação pudesse vir à existência de forma diferenciada do seu criador. Este ambiente é denominado por “primogênito”, “primeiro”, “princípio” (“Reshit”, em hebraico, tem como raiz “Resh”, que significa “cabeça”). Em Reshit (No princípio...) é que tudo será criado. Reshit não só é o embrião do tempo e espaço, também o é da matéria e energia. É uma existência viva, um deus se quiser assim conceber, a forma finita mais poderosa (se Deus fosse finito, seria Reshit). Reshit se apresenta a Moisés (na sarça ardente) como "Ehyeh asher ehyeh" (“Eu sou o que Eu sou”, ou “Sou o que Sou”). Ele é o “Ser”, a condição de existência de nosso universo.

Esta necessidade de “separação”, de um espaço que abrigue a criação, ocorre por algumas necessidades (até físicas) que nos é compreensível. Filosoficamente abordando, vivemos num universo finito: o limite é uma “marca” naquilo que percebemos. Logo, há necessidade deste “limite” se manifestar e se destacar da simetria absoluta (que torna o limite inerte) de forma dominante, para que qualquer criação que tenha tal característica possa existir. Fisicamente, assim como a Terra não pode existir no interior do Sol, ou nos primeiros anos pós Big Bang, devido à alta energia que estes ambientes possuem (destroçaria a matéria necessária à existência do nosso planeta), a Fonte que originou tudo isto é, por suposição nesta explanação, de uma energia muito além das nossas escalas, logo incompatível com escalas mensuráveis de energia (inclua nosso universo nesta conta).

Bom, isto é para explicar o “No princípio...” de Gêneses 1,1. Acho que dá para perceber que o assunto não é simples, requerendo exposições bem elaboradas e de difícil síntese (pelo menos para mim).

Um universo criado

Parte 1

“... assim como deveríamos permitir que a nossa artista trabalhasse livremente a partir de uma tela, do mesmo modo devemos permitir que a teoria das cordas crie o seu próprio ambiente espaço-temporal, começando com uma configuração destituída de espaço e de tempo.

Espera-se que tendo essa tela em branco como ponto de partida - (...) – a teoria seja capaz de descrever um universo que evolui para uma forma na qual um pano de fundo de vibrações de cordas coerentes emerge, produzindo as notações convencionais de espaço e tempo. Tal versão revelaria que o espaço, o tempo e, por extensão, as dimensões não são elementos definidores essenciais do universo. São, ao contrário, noções convenientes que surgem a partir de um estado mais básico, atávico e primário.”

O Universo Elegante, de Brian Greene

As palavras que escrevo neste texto são, em especial, para aqueles que vêm na ciência, na física em particular, um sublime esforço da criatura almejando o entendimento daquilo que o Criador fez. A ciência deve muito ao esforço racional de pensadores das antigas Universidades do Sec XIII, os quais foram influenciados pelo conceito monoteísta de um só Deus de suprema sabedoria que cria um universo racional e permite à existência em tal ambiente de um ser (o homem) que é sua imagem e semelhança, logo, capaz de entender tudo aquilo que o cerca (embora não necessariamente seu Criador além do que é manifesto na criação).

            Nos textos anteriores, o ponto de vista inicial foi uma determinada experiência física e as teorias científicas que a explica. Neste contexto, mostrei a indispensável necessidade de existência de Deus (ao menos de um conceito dEle). Mas qual conceito, ou melhor, quais características seriam indispensáveis a Deus para uma harmonia perfeita com o universo? É possível atender a inspiração científica da citação feita nos parágrafos de abertura que transcrevi no início deste texto?

Alguém, de convicção mais ortodoxa, poderia argumentar que não devemos (ou podemos) sujeitar Deus a nada, ele é quem é senhor de tudo. Concordo. Todavia, mesmo quem assim concebe, por certo toma Deus como a base primária e única da existência. Se assim o é, então, certamente, o universo vem dEle. Logo, entender o cosmo, como ele é sustentado, é entender aquilo que Deus nos mostra, o que o Criador demonstra de sua natureza mais intima. Estudar a natureza e suas leis é uma devoção eterna e sublime à obra máxima do Criador.

Com base nestes argumentos, por parte de determinados religiosos, considero um enorme erro desprezar ou dispensar o estudo científico, ainda mais sob a alegação de se perceber, neste tipo de aprendizado, algum insulto ao criador. Falta a visão do quanto é importante estar imerso no máximo do conhecimento produzido pela inteligência humana, a fim de atestar, até em termos físicos, o quão grandioso é o Criador. Se assim não o fizerem, deixarão os militantes ateus (os quais não perfazem a totalidade desses) se arvorarem das descobertas científicas a ponto de chegarem a distorcer parte delas em favor da filosofia de vida materialista que adotam, ocultando os apontamentos cabais em contrário.

 Então, partindo em direção oposta ao que foi feito nos últimos textos, suporemos a existência de Deus, naquilo que percebo ser totalmente compatível com o cristianismo, e veremos se é possível apresentar um desdobramento natural em que o universo físico emerja de forma coerente e de acordo com as notações convencionais que verificamos.

Continua.

“Em algum ponto da validação de todas as alegações ou hipóteses de verdade, um salto de fé é um ingrediente indispensável. Na base de todas as buscas humanas do entendimento e da verdade, incluindo-se a pesquisa científica, está presente um elemento de confiança que não pode ser erradicado. Se você se pega duvidando do que acabo de dizer, é apenar porque, neste exato momento, você confia na sua mente o suficiente para preocupar-se com a minha asserção. Você não pode deixar de confiar em sua capacidade intelectual, mesmo quando está em dúvida. Além disso, você expõe seu questionamento crítico porque acredita que vale a pena procurar a verdade. A fé, nesse sentido, não no sentido de loucas fantasias e desejos impossíveis, está na raiz de toda religião – e ciência – autêntica.”

God and the New Atheists, de John F Haught

O Universo Elegante

Autor: Brian Greene.

Ed Companhia das Letras.

Síntese: Em termos de texto de divulgação científica, em particular sobre a teoria das cordas, este livro é espetacular. O autor consegue descrever com paralelismos e com linguagem simples os conceitos físicos e teorias de pouco domínio popular. As revisões sobre relatividade e mecânica quântica apresentadas na obra são altamente recomendáveis para quem quer uma compreensão de tais temas sem se preocupar com quaisquer equações ou formalismos matemáticos.

Mais sobre o livro.

“Nos últimos trinta anos da sua vida, Einstein buscou sem descanso a chamada teoria do campo unificado – uma teoria capaz de descrever as forças da natureza por meio de um esquema único, completo e coerente. [...] Acreditava apaixonadamente que o conhecimento mais profundo do universo revelaria a maior das maravilhas: a simplicidade e a potência dos princípios que o estruturam. Einstein queria iluminar os mecanismos da natureza com uma luz nunca antes alcançada, que nos permitiria contemplar, em estado de encantamento, toda a beleza e a elegância do universo.” – trecho extraído do prefácio da obra.

O livro inicia abordando os pilares da física contemporânea e, em linhas gerais, os conflitos anteriormente existentes que levaram a tal patamar de conhecimentos:

 1. Na mecânica de Newton, ao se deslocar com velocidade suficientemente grande, alguém poderia acompanhar um raio de luz. Mas segundo as leis do eletromagnetismo (J C Maxwell), isso não era possível. Einstein resolveu o confronto ao apresentar a teoria da relatividade especial (“prevaleceu” Maxwell sobre Newton).

 2. Mas essa nova teoria levou ao segundo grande conflito. Nenhuma influência poderia viajar a velocidade maior do que a da luz, mas a teoria da gravidade de Newton supunha uma ação instantânea através do espaço. Mais uma vez coube a Einstein a solução ao embate: a teoria da relatividade geral.

3. Novamente, a resolução do problema anterior gera um novo: a incompatibilidade da mecânica quântica com a relatividade geral.

Este confronto teórico está sem solução aceita universalmente, mas muitos físicos apostam na teoria das cordas para harmonizar as duas teorias de maior sucesso da história da física.

Em seguida, o autor faz um resumo do que se sabe sobre a estrutura básica da matéria e como a teoria das cordas “percebe” tal quadro geral.

Os capítulos 2 e 3 são primorosos na apresentação da teoria da relatividade especial e geral. É rica em detalhes, gráficos e descrições. Um leitor atento terá uma ótima referência teórica sobre a compreensão destas teorias.

O capítulo seguinte é dedicado à mecânica quântica, mostrando desde os experimentos iniciais que levaram à mesma até os testes mais incomuns à realidade que percebemos no cotidiano.

Um detalhamento mais profundo do conflito entre relatividade geral e mecânica quântica é feito no capitulo 5.

A teoria das cordas propriamente dita só tem sua apresentação iniciada no capítulo 6. O histórico que leva a formulação da mesma é abordado. As analogias feitas com a música e alguns instrumentos de cordas são bastante didáticas para a compreensão da teoria. Há gráficos que ajudam a compreender a diferença, por exemplo, da compreensão de interação entre partículas na versão tradicional e na nova proposição teórica.

As abordagens da simetria, da supergravidade, além de outras informações, levam a um passo adiante na teoria: as supercordas, assunto do capítulo 7.

No capitulo 8 a dedicação é em relação às dimensões adicionais, prevista na teoria, e a forma de tais dimensões.

A relação da teoria das cordas com experimentos que a possam confirmar é assunto do capítulo 9.

A geometria do espaço-tempo, mesmo a ruptura hipotética do espaço, é tratada nos dois próximos capítulos, com ilustrações bastante apropriadas que simplificam determinados conceitos propostos.

A teoria M, a qual surge diante da unificação das 5 versões da teoria das cordas, é apresentada no capítulo 12. Nesta parte também é levado ao conhecimento do leitor o papel fundamental do método perturbativo para a teoria e, para esta formulação, o estado da arte da modelagem matemática aproximada, bem como as soluções (também aproximadas) das equações elaboradas pelos pesquisadores (não se preocupe, pois o autor não apresenta nem resolve tais equações no livro).

 Buracos negros e cosmologia, a luz da teoria M, são os assuntos dos capítulos 13 e 14.

O autor encerra a obra com um capítulo em que é apresentando as perspectivas dele e de seus colegas para o futuro deste estudo.

Por que acredito em Deus, parte II

Antes desta leitura, leia o texto Por que acredito em Deus, que traz a primeira parte desta análise.

Feita a constatação de que a consciência é indispensável para que o universo em que vivemos tenha as leis físicas e, com isto, toda a configuração que experimentamos, façamos outra análise.

Primeiro, constata-se que se a conformação do universo depende da consciência, da mente, então não se pode falar que é a matéria que gera a mente (no cérebro, como é suposto pela ciência mais ortodoxa).

Pelo experimento da escolha retardada com o uso do apagador quântico, fica claro que não só a sobreposição de estados de dada partícula só é desfeita quando é possível se distinguir uma dentre duas possibilidades físicas (sem que tal distinção implique em qualquer tipo de interação com o elétron, ou fóton, que já não tenha ocorrido), ou seja, se o pesquisador consegue definir, a partir do que é captado pelos sensores, se uma partícula elementar obrigatoriamente apresentou um só caminho percorrido. O curioso é que tal possibilidade independe do tempo. Em outras palavras, a medição feita hoje afeta, ao menos em nível de escala atômica, o futuro e o passado. Mas, como Stephen Hawking e Leonard Mlodinow propõem, essa característica de “seleção dentre possibilidades” para uma partícula pode (e deve) ser estendida a toda a história do universo e às leis que o regem.  

A citada característica de independência temporal se denomina por “atemporal”. Logo, os efeitos da consciência na matéria, quando atua como seletor que permite definir a história descrita e despreza as potencialidades concorrentes, são atemporais.

A implicação disto é que a observação feita no que percebemos como “agora” define, em todo ou em parte, a história do universo do seu momento inicial ao seu fim (se existir um). Saindo da escala macro do universo e retornando a observação de um fóton, o que equivale a se ater a experiência já citada aqui, note que a redução de estado (perda de sobreposição) implica em definir um (grupo de) caminho para a partícula no seu deslocamento no tempo, momento a momento. Em dado contexto, pode-se assim afirmar que a partícula tenha estado nesta ou naquela posição. Isso ilustra a característica temporal e local da matéria.

Todavia, se a matéria exibe características locais e temporais, a característica não local só pode vir da outra componente fundamental do universo: a consciência. Contudo, se o fator atemporal é inerente à consciência, então, por certo, no momento inicial do universo, a mente já existia [1], ainda que o espaço-tempo fosse um embrião e a matéria um aglomerado de densidade descomunal. Note que, neste contexto, não faz sentido supor consciências (múltiplas): o universo tem dimensões pontuais neste estágio. Mais ainda: não faz sequer sentido em postular uma consciência local, presa a influências exclusivamente daquilo que a cerca.

Assim sendo, a proposição de uma mente única, uma só consciência, da qual somos parte (e utilizamos de fração da mesma) é a proposta que atende de forma simples e direta as necessidades físicas (e metafísicas) daquilo que observamos na natureza.  

O mais prudente seria afirmar que aquilo que chamamos de consciência deriva de algo que existe no universo, na criação, que independe do tempo e espaço. É exatamente essa consciência, ou mente, primária, da qual tudo deriva, é que pode ser chamada de Deus.

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[1] O correto seria afirmar simplesmente que a mete existe, visto que, de acordo com a análise aqui apresentada, ela é atemporal: não faz sentido, portanto, colocar o verbo no passado ou futuro.

A Consciência Quântica

Quem quer que não que chocado com a teoria quântica, não a compreende.

Niels Bohr

A física quântica trata daquilo que pesquisamos na sua forma mais elementar, considerando a estrutura íntima que de ne nosso universo. Esse ramo da física apresentou cientificamente, pela primeira vez, hipóteses que investigam momento exato do Big Bang. A flutuação do vácuo (seção 7.4.5) traz uma possibilidade inimaginável na física clássica: matéria/energia surgindo e desaparecendo, ainda que por fração mínima de segundo.

Exatamente neste domínio incomum é que Stuart Hameroff e Roger Penrose, anestesista e matemático/físico respectivamente, propõem uma ousada inovação conceitual, uma quebra de paradigma. Eles estruturaram uma teoria em que a consciência é estreitamente ligada aos fenômenos quânticos.

Segundo esses pesquisadores, há fenômenos na consciência que não podem ser simulados por um computador por possuírem características como: o entendimento, insights, inteligência, receptividade, dentre outras. Penrose expõe estes argumentos em livros de divulgação. Ele mostra como os fenômenos relacionados à física quântica podem oferecer uma explicação para as características não simuladas computacionalmente.

A ideia traz uma nova explicação para a natureza da consciência e, também por isso, é controversa. Há diversos detratores e ainda não possui comprovação satisfatória. Porém, ela faz algumas predições que podem ser efetivamente testadas experimentalmente, diferente de várias outras explicações de outras teorias sobre o mesmo fenômeno.

Com um argumento puramente científico, sem recorrer a qualquer filosofia religiosa ou mística, os cientistas citados explicam que as estruturas chamadas de microtúbulos, presente nas células, possuem características as quais permitem que fenômenos quânticos se manifestem em seu interior.

Os microtúbulos são pequenas estruturas que formam o citoesqueleto celular. Na ideia proposta, o citoesqueleto, presente até mesmo nos organismos unicelulares, seria responsável pela manifestação da consciência em seu nível mais básico. Isso explicaria comportamentos mais complexos em seres formados de uma só célula que dependeriam de um mínimo de inteligência, processamento que hoje é atribuído aos neurônios em humanos, por exemplo, para executá-los.

Nesta teoria, os fenômenos quânticos ocorreriam no interior dos microtúbulos. Estas estruturas são em formas de tubos e sua parede é formada por uma proteína denominada tubulinas. A tubulina tem, no mínimo, dois aspectos. Isso é fundamental na teoria discorrida. A interação quântica no interior dos microtúbulos confi guraria a morfologia da tubulina e esta seria lida como um disco rígido (memória) de um computador: um autômato celular nas palavras de Hameroff .

Esta visão depõe a ideia de que os neurônios são meros interruptores do impulso nervoso e afirma que cada neurônio, com seus vários microtúbulos, tem um comportamento similar a um computador. Penrose ilustra como os tubos da estrutura podem abrigar as atividades quânticas de forma perfeitamente isolada do ambiente caótico que lhes é externo.

O cientista explica ainda como a consciência parece estar relacionada ao fenômeno da mecânica quântica conhecido como não localidade. A água ordenada, que fica fora dos microtúbulos, funciona como um isolante extra para assegurar a conformação das tubulinas somente pelas atividades da mente, garantindo, com isso, as atividades não-computáveis.

Se você não entendeu o resumo, do que propõe Penrose e Hameroff , na breve exposição que fiz, não se preocupe. Basta ter em mente que esta é uma teoria científica onde seus autores afirmam que a atual geração de computadores, por mais memória que estes venham a ter e com o processador mais veloz teoricamente possível, não poderá gerar consciência. A consciência, assim, é dita não computável.

Outro aspecto importante da teoria é a concepção de que as atividades sob domínio da mecânica quântica são as responsáveis diretas pela geração  da consciência. Estas atividades interagiriam com estruturas nas células (microtúbulos), as quais responderiam com atividades já a nível celular.

Por que acredito em Deus

Parte 1

Alguns alegam que as pessoas são religiosas, em geral, por serem criadas em culturas imersas em tal tendência: os pais são religiosos, os avôs e tios também, vizinhos, amigos, etc. Parece ser uma possibilidade forte para alguns terem alguma religião, mas isso seria desprezar o poder de raciocínio e crítica da maioria de nós.

Para aqueles que colocaram tais qualidades em ação, quase certamente aderiram a alguma forma de religiosidade por determinado padrão filosófico de convencimento (para alguns, um autoconvencimento). Outros, talvez, sintam alguma espécie de conforto nesse tipo de posicionamento. Há, ainda, aqueles que alegam terem tido uma “revelação” pessoal. Claro que essas justificativas não são mutuamente excludentes e dadas pessoas podem apresentar várias delas.

Assim, podemos alegar que se têm motivos culturais, emocionais e filosóficos para se dotar uma religião, ou, ao menos, uma religiosidade (os discordantes podem alegar que também existem motivos de tal ordem para ser um ateu, por exemplo).

Isso posto, surge uma questão: há motivos baseado na ciência, na física em particular, para se acreditar em Deus? Em outras palavras, é possível inferir, diretamente, algum conceito de Deus a partir da ciência, da física? Minha resposta é... sim. Vejamos o porquê.

No texto Redução de Estado e Consciência demonstro que, para uma interpretação coerente com a realidade física verificável experimentalmente, a redução de estado é condicionada a:

- preparo físico da experiência sob domínio de estudo da mecânica quântica; e

- a disponibilização irremediável, em relação ao experimento citado, de informações que permita diferenciar efetivamente, a nível cognitivo, um comportamento de outro.

Vamos interpretar isso. 

A experiência física é executada, mas os resultados verificados dependem dos aparatos físicos utilizados e, além destes, de que aquilo que foi medido permita diferenciação entre dois padrões de comportamento possíveis (ondulatório ou corpuscular). Em outros termos, ainda que a medição na partícula seja feita da mesma forma, que os sensores sejam idênticos, etc., que as interações físicas entre as partículas e os equipamentos não se diferencie, não basta que os detectores sinalizem (de forma visual, sonora, etc.) que essa ou aquela partícula chegou ao sensor: a armação do conjunto experimental tem de permitir, de alguma forma, que um observador seja conclusivo ao analisar os dados medidos em relação à partícula analisada ter percorrido um ou mais caminhos. Ou seja, se o experimento não permitir a possibilidade de tal verificação, do conhecimento – não de qualquer interação física – intelectual de que foi ou não adotado determinado caminho pela partícula, o comportamento verificado será ondulatório. 

Perceba que utilizando o mesmo tipo de equipamento, com os mesmos padrões de interações, a redução de estado (colapso da função de onda) só ocorre se a qualidade da informação - ou seja, não é só a mera informação física (visual, sonora, etc.) - tiver um aspecto cognitivo de forma a permitir compreensão e gerar um conhecimento diferenciado entre (pelo menos) duas possibilidades físicas verificáveis.

Como está explícito, o aspecto objetivo físico é condição necessária, mas não suficiente para a redução de estado. Assim sendo, o fator (teoricamente) subjetivo se mostra necessário à determinação do colapso da função de onda.

Esta constatação não é nova, embora a análise física apresentada no texto Redução de Estado e Consciência seja original. Ao fim deste texto, apresento citações de alguns físicos que, em maior ou menor grau, indicam a mesma conclusão (ou desaprovam essa compreensão em pares).

Sobre as interpretações subjetivistas de pesquisadores em relação ao problema da medição, Osvaldo Pessoa Jr [1] diz: 

“Na década de 1930, antes da 2ª Guerra Mundial, as visões subjetivistas na Teoria Quântica eram fortes; após a Guerra, houve um crescimento e domínio das visões objetivistas (...) A partir dos anos 70, houve um aumento nas discussões filosóficas, e na década de 90 houve um retorno de visões subjetivistas, colocando o objetivismo na defensiva.”

Isto posto, de forma bastante resumida, apresento trechos que reflete a linha de argumento principal de Stephen Hawking e de Leonard Mlodinow (que também apresentam posição filosófica pessoais claramente ateia) exposto no livro O Grande Projeto.

- “(...) segundo a física quântica, cada partícula tem alguma probabilidade de ser encontrada em qualquer local do universo.”.

- “As probabilidades nas teorias quânticas (...) refletem uma aleatoriedade fundamental na natureza.”.

- “Na década de 1940, Richard Feynman teve um assombroso insight sobre a diferença entre o mundo quântico e o newtoniano (...) partícula não tem uma posição definida durante o tempo que se encontra entre o ponto inicial e o final. Feynman percebeu que isso não significa dizer que as partículas não têm trajetórias durante sua jornada entre a fonte e a tela. Antes, isso pode significar que as partículas percorrem todas as trajetórias possíveis conectando esses dois pontos (...) e o fazem simultaneamente!”

- “A teoria de Feynman ilustra com especial clareza como um cenário de mundo newtoniano pode emergir da física quântica. (...) a teoria de Faynman permite prever os resultados prováveis de um ‘sistema’, que poderia ser uma partícula, um conjunto de partículas ou mesmo todo o universo.”

- “Feynman mostrou que, para um sistema geral, a probabilidade de qualquer observação é construída a partir de todas as histórias que poderiam levado àquela observação. (...) esse método é denominado de ‘soma sobre as histórias’ ou de ‘histórias alternativas’ da física quântica.”.

- “O fato de que o passado não tem uma forma definida implica que observações que fizemos de um sistema no presente afetam o seu passado. Isto é assinalado (...) por um tipo de experimento (...) chamado experimento de escolha retardada.”.

- “As leis da teoria-M, portanto, abrem a possibilidade de diferentes universos com diferentes leis aparentes.”.

- “(...) o universo apareceu espontaneamente, começando de todo modo possível.”.

- “(...) De fato, existem muitos universo (...) às vezes denominada conceito do multiverso (...)”.

-“(...) podemos retraçar a história do universo de cima para baixo (top-down), ou seja, ir para trás partindo do tempo presente. (...) As histórias que contribuem à soma de Feynman não têm existência independente, mas dependem do que está sendo medido. Criamos a história pela nossa observação, em vez de a história nos criar.”.

- “(...) a probabilidade quântica de que o universo tenha mais ou menos de três dimensões é irrelevante porque já determinamos que estamos em um universo com três dimensões espaciais extensas.”.

- “(...) nossa própria existência impõe regras determinando de onde e em que momento é possível para nós observarmos o universo. (...) a ocorrência do nosso ser restringe as característica do tipo de ambiente na qual nos encontramos. Esse princípio é chamado princípio antrópico fraco. (...) O princípio antrópico fraco não é muito controverso. Mas há uma forma mais forte, que defendemos aqui, apesar de ser encarada com desdém por alguns físicos. O princípio antrópico forte sugere que o fato de existirmos impõe restrições não apenas ao nosso ambiente, mas também às possibilidades de forma e conteúdo das leis naturais. Essa ideia surgiu porque não são somente as características do nosso sistema solar que parecem estranhamente favoráveis ao desenvolvimento da vida humana, mas também as características de todo o universo, o que é muito mais difícil de explicar. (...) Basta mudar as regras do nosso universo só um pouquinho, e acabam-se as condições para nossa existência!”.

- “Nosso universo e suas leis parecem seguir um projeto feito sob medida e que, se for para realmente existirmos, deixa pouca margem para alterações. Isso não é simples de explicar e sucinta a questão natural de por que é desse modo.”.

- “(...) o multiverso pode explicar a sintonia fina das leis físicas sem a necessidade de um criador benevolente que fez o universo em nosso benefício. (...) Criação espontânea é a razão por que há algo em vez de nada (...)”.

As explicações de Stephen Hawking e Leonard Mlodinow são muito boas, mas há uma lacuna que desarticula a última citação em relação às conclusões precipitadas de eliminar um criador e o fator de espontaneidade da criação. Quando os autores estão construindo seu argumento, explicam as histórias alternativas da física quântica, citam que “partícula não tem uma posição definida durante o tempo que se encontra entre o ponto inicial e o final”. A posição final, como já discutido, para ser observada de forma clássica (sem sobreposição), depende também da possibilidade de alguma consciência verificar tal redução de estado (as “histórias de Feynman” podem ser compreendidas como os estados – como possíveis “trajetórias”, por exemplo -sobrepostos da partícula). Assim, todo o argumento da dupla de físicos fica fundamentalmente condicionado à existência do homem no universo, o que torna o princípio antrópico forte um princípio antropocêntrico: o universo depende da humanidade (enquanto espécie no planeta Terra, poderia se dizer que essa dependência é de mão-dupla). 

Continua...

É errado pensar naquele passado como ‘já existindo’ em todos os detalhes. O ‘passado’ é teoria. O passado não tem existência enquanto ele não é registrado no presente. Ao decidirmos quais perguntas o nosso equipamento quântico de registro irá fazer no presente, temos uma escolha inegável sobre o que temos o direito de perguntar sobre o passado. 

John Wheeler, físico norte americano.

 Paul Dirac (em 1928) afirma: “Pode-se dizer que a natureza escolhe aquele dentre os estados que convém (...) A escolha, uma vez feita, é irrevogável e afetará todo o estado futuro do mundo”. Heisenberg critica a interpretação de que a natureza faz a escolha nos seguintes termos: “Eu diria, preferencialmente, conforme fiz em meu último artigo, que o próprio observador faz a escolha, pois é só no momento em que a observação é feita que a ‘escolha’ se torna uma realidade física  e que a relação das fases nas ondas, o poder de interferência, é destruída.”.

Trechos com aspas retirado de: Osvaldo Pessoa Jr; Conceitos da Física Quântica, Vol I, Editora Livraria da Física

[Versão] Até agora, temos apenas um aparelho acoplado a um objeto. Mas um acoplamento, mesmo com um dispositivo de medição, não é ainda uma medição. A medição é realizada somente quando a posição do ponteiro é observada . É precisamente este acréscimo de conhecimento, adquirido pela observação, que dá ao observador o direito de escolher entre os diferentes mistura de resultados previsto pela teoria, rejeitar aqueles que não são observados, e atribuir para o objeto, a partir de então, uma nova função de onda, que é um caso de um resultado puro  encontrado. Notamos o papel essencial desempenhado pela consciência do observador nesta transição da mistura para o caso puro. Sem a sua intervenção eficaz, nunca se obteria uma nova função.

[Original] So far we have only coupled one apparatus with one object. But a coupling, even with a measuring device, is not yet a measurement. A measurement is achieved only when the position of the pointer has been observed. It is precisely this increase of knowledge, acquired by observation, that gives the observer the right to choose among the different components of the mixture predicted by theory, to reject those which are not observed, and to attribute thenceforth to the object a new wave function, that of the pure case which he has found.

We note the essential role played by the consciousness of the observer in this transition from the mixture to the pure case. Without his effective intervention, one would never obtain a new function.

The Theory of Observation in Quantum Mechanics, Fritz London and Edmond Bauer, in Wheeler and Zurek, p.251

[Versão] Quando a provinciana teoria da física foi ampliada para abranger fenômenos microscópicos, através da criação da mecânica quântica, o conceito de consciência veio à tona novamente: não era possível formular as leis da mecânica quântica de forma totalmente consistente, sem referência ao Todo consciente que a mecânica quântica se propõe a oferecer como conexões de probabilidade entre as impressões subsequentes (também chamados de "apercepções") da consciência, e mesmo que a linha divisória entre o observador, cuja consciência está sendo afetada, e o objeto físico observado possa ser deslocado para um ou outro grau considerável [cf., von Neumann ] não pode ser eliminada. Pode ser prematuro acreditar que a atual filosofia da mecânica quântica continuará a ser uma característica permanente de futuras teorias físicas; ela permanecerá notável, de qualquer maneira que nossos conceitos futuros possam ser desenvolvidos, dado que o muito estudo do mundo externo levou à conclusão de que o conteúdo da consciência é uma realidade definitiva.

[Original] When the province of physical theory was extended to encompass microscopic phenomena, through the creation of quantum mechanics, the concept of consciousness came to the fore again: it was not possible to formulate the laws of quantum mechanics in a fully consistent way without reference to the consciousness All that quantum mechanics purports to provide are probability connections between subsequent impressions (also called "apperceptions") of the consciousness, and even though the dividing line between the observer, whose consciousness is being affected, and the observed physical object can be shifted towards the one or the other to a considerable degree [cf., von Neumann] it cannot be eliminated. It may be premature to believe that the present philosophy of quantum mechanics will remain a permanent feature of future physical theories; it will remain remarkable, in whatever way our future concepts may develop, that the very study of the external world led to the conclusion that the content of the consciousness is an ultimate reality.

Remarks on the Mind-Body Question, Eugene Wigner, in Wheeler and Zurek, p.169

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[1] Conceitos da Física Quântica, Osvaldo Pessoa Jr, volume 2, Editora Livraria da Física.

Redução de Estado e Consciência

Se você não quiser acompanhar a construção da ideia aqui apresentada e preferir conhecer apenas a conclusão, pode seguir para os dois últimos parágrafos deste texto (CONCLUSÃO).

Para entender minha exposição, é necessário que você tenha certa familiaridade com determinados conceitos: interpretações da mecânica quântica (o professor Osvaldo Pessoa Jr afirma já ter contado cerca de 50 diferentes interpretações e acredita que exista mais de 100). Sobre este assunto, em outro texto que escrevi neste blog, indispensável para entender em detalhes este artigo, faço um resumo de algumas destas interpretações em relação ao problema da medição e exemplifico utilizando uma experiência já descrita também no blog. As que constam naquele meu artigo são as que tive acesso e, também, as que percebo como mais difundidas na comunidade científica especializada.

Naquele texto, note que nas Interpretações Corpuscular Realista, Dualista Realista, da Complementaridade e na Ondulatória Realista, em duas de suas variações (Transacional de Cramer e Localizações Espontâneas), é proposto como mecanismo de redução de estado, colapso da função de onda, direta e exclusivamente, a interação dos aparelhos de medição com a partícula (fóton, elétron, etc. - elemento cujo comportamento é investigado pelo experimento). Naquele texto, no último parágrafo de cada uma das interpretações (e variações), exemplifiquei o processo utilizando o experimento da escolha retardada.

De posse destas informações, é muito importante reler o experimento da escolha retardada (EER) e a variação do mesmo em que se utiliza de um apagador quântico (EER-AQ).

Abaixo, reproduzo aqui a figura 7.5 do livro O Tecido do Cosmo. O Espaço, o tempo e a textura da realidade, de Brian Greene, editora Companhia das Letras, a qual ilustra o trecho que reproduzi em artigo neste blog (EER e EER-AQ).

Desta última formulação da experiência citada, EER-AQ, você deve prestar especialmente atenção em um fato: considerando o caso da figura (b), EER-AQ, em que os fótons-complementares foram enviados para o labirinto, o padrão de interferência é verificado (para o subconjunto de fótons-sinais cujos pares fótons-complementares atingirem os detectores 2 ou 3).

Na EER, se os conversores-descendentes (aparelhos etiquetados com as letras “L” e “R”) estão ligados, há a redução de estado: a interferência é destruída completamente.

Da experiência EER-AQ, considerando as interpretações Corpuscular Realista, Dualista Realista, da Complementaridade e na Ondulatória Realista, em duas de suas variações (Transacional de Cramer e Localizações Espontâneas), como há uma efetiva ação de um equipamento clássico (conversor-descendente), o qual em parte é um detector, sobre o fóton original (disparado pela fonte), para todas as interpretações citadas, segundo o que é descrito no artigo que explica como uma medição provoca a redução de estado (de forma realista ou positivista), o padrão de interferência deveria ser completamente destruído, mesmo para as partículas que chegarem nos detectores 2 e 3.

Se há uma detecção de cada fóton original por meio de objetos clássicos (pelos conversores-descendentes “L” ou “R”, que também são emissores de fótons), cada uma daquelas interpretações preconiza que ocorre a redução de estado (colapso da função de onda).

Na experiência EER, isso ocorre, pois somente um dos conversores-descendentes emite o equivalente fóton-sinal e fóton-complementar. Os detectores propriamente ditos funcionam como sensores de impacto e amplificadores [2] do fóton detectado para a percepção do pesquisador. 

Contudo, na experiência EER-AQ, não há o colapso em relação à detecção feita pelos conversores-descendentes, pois o padrão de interferência existente indica um comportamento ondulatório, como pode ser conferido no texto apontado: é isto que ocorre na experiência descrita por Brian Greene.

Assim, pode-se dizer que as explicações dadas pelas citadas interpretações não são capazes de descrever o que se verifica na experiência, EER-AQ, analisada, ou seja, aquelas interpretações descrevem comportamentos físicos que são refutados experimentalmente.

Uma possível saída para justificar aquelas interpretações que alguém poderia formular é propor que, no caso do experimento EER-AQ, os conversores-descendentes “L” ou “R” (objetos clássicos) entrariam em sobreposição: seriam descritos por meio de uma função de onda, com múltiplos estados possíveis (como o próprio fóton original). Justificando desta forma, só haveria a redução por ocasião da efetiva medição do fóton-complementar pelos detectores enumerados de 1 a 4 (inclusive 2 e 3, em análise inicial). Mas qual seria a justificativa para não haver sobreposição de estados para os medidores 1 e 4? E no caso EER, não deveria ficar tudo em superposição de estados? Onde e como se encerraria tal sequência de superposição? A saída aqui é admitir que não há isolamento absoluto (considere, por exemplo, o chão onde as bases dos conversores e detectores se apoiam) o que levaria a uma superposição de estados extensível, em última análise, a todo o universo (hipótese dos Muitos Mundos).

Assim, das hipóteses interpretativas abordadas neste blog, sobra somente uma com duas explicações possíveis: a interpretação ondulatória em que há colapso da função e onda devido à existência da possibilidade de um observador interpretar o resultado da medição feita na experiência e a interpretação ondulatória vista segundo a proposição de Hugh Everett, dos estados relativos (ou Muitos Mundos), em que todo o universo pode ser descrito por uma função de onda (inclusive o observador e seus estados de consciência) e ele se desdobra a cada medição que leva a diversidade de possibilidades. 

Todavia, Everett propõe algo que se choca com o suposto por vários teóricos, que pode ser sintetizado nas palavras de Osvaldo Pessoa Jr, analisando o experimento-de-pensamento conhecido como O Gato de Schrödinger, quando o mesmo cita [1]: “... nossa noção intuitiva de um objeto clássico é que ele não existe em tais superposições e que seu estado macroscópico não é afetado pelo ato de observação.”, ou, ainda por A. O. Caldeira [3] “...há o chamado efeito de decoerência. Esse efeito só recentemente começou a ser estudado e trata do fato de não podermos separar perfeitamente um corpo macroscópico do meio onde ele se encontra. Assim, o meio terá uma influência decisiva na dinâmica do sistema, fazendo com que as condições necessárias para a manutenção dos efeitos quânticos desapareçam em uma escala de tempo extremamente curta. Na prática, essa destruição dos efeitos quânticos surge quando uma sobreposição de alternativas se transforma em simples mistura de alternativas.”.

Mas, ignoremos estas afirmativas e analisemos a experiência que exploramos aqui supondo a superposição de uma função de onda universal. 

Primeiro, vamos considerar a experiência EER em que os conversores-descendentes estão ligados. Como o experimento está preparado para um comportamento corpuscular (considerando que o circuito percorrido pelo fóton é suficientemente pequeno), o evento crucial é o acionamento, e consequente interação com o fóton original, dos conversores: uma vez que os mesmos estão ativos e são excitados pelo fóton original, a realidade se desdobra, por ocasião da ação mútua desse fóton com o sensor do conversor-descendente (objeto clássico), e se tem que um dos observadores resultantes nas realidades desdobradas vem um fóton ser detectado pelo aparelho da direita e seu “gêmeo” observa o resultado complementar. 

Ampliando, sugiro uma análise secundária na experiência EER: imagine que os conversores-descendentes estivessem em um trecho tão longo que pudessem ser removidos ou colocados após a emissão do fóton sinal, mas antes que algo viajando a velocidade da luz chegasse a suas posições. Sem os conversores-descendentes, haveria um padrão de interferência; com eles (ativados), um padrão corpuscular. Logo, assumindo que não há uma função de onda que viaje para o passado, a realidade desdobraria no exato momento em que o fóton sinal atinge a posição dos conversores-descendentes, pois, se o universo de desdobrasse antes e o equipamento fosse removido, teríamos uma duplicata do universo. Essa análise indica que a presença ou ausência dos conversores-descendentes ligados é que define, respectivamente, se haverá o comportamento corpuscular ou ondulatório (interferência).

Dito isto, voltemos à concepção mais convencional (se é que se pode dizer algo assim em se tratando de mecânica quântica) e observe novamente a figura que descreve a experiência abordada no início desta análise. Dada as condições físicas da EER-AQ até o acionamento dos conversores-descendentes pelo fóton original, a coerência com a física verificada na EER requer uma análise idêntica, ou seja, o desdobramento da realidade se as mesmas condições ocorrem. Consideremos, assim, que é exatamente o que ocorre. Como se desdobra cada um desses universos filhos? Nos dois universos resultantes, cada gêmeo-observador verificaria um comportamento corpuscular, pois o fóton-complementar de cada realidade seguiria por um, e somente um, caminho (sendo estes caminhos indicados pelas letras B e C). Isto posto, pelo funcionamento dos conversores-descendentes, caso a realidade desdobrada implique em um fóton-complementar se movimentando no trajeto B, então se tem seu par, um fóton-sinal, no trajeto que inicia no conversor-descendente “L”, representado a direita no desenho, e conduz à tela detectora (primeiro plano do desenho, mais “próxima “ ao leitor). Em consequência e de forma análoga, no universo “irmão”, tem-se um fóton-complementar no caminho C e um fóton-sinal no trajeto a esquerda da tela (iniciado no conversor-descendente “R”). Desta análise, conclui-se que não haveria a possibilidade de um padrão ondulatório de interferência, visto que tal padrão implica em aproximações simultâneas por ambos os trajetos que conduzem a tela detectora. 

Assim, conclui-se experimentalmente que esta opção da interpretação ondulatória (Muitos Mundos) é também rechaçada diante dos resultados verificados.

Para uma ampliação desta constatação, façamos um exercício intelectual e consideremos que a relação de causa e afeito não guardam, obrigatoriamente, sucessão temporal convencional. Neste caso, um evento em um tempo t1 (presente) pode definir, ao menos em nível de detalhes, os eventos no tempo t0 (passado: t1 é maior que t0). Até aqui, considero que, de fato, esse é o comportamento básico da natureza. Vamos à parte que não concordo, mas formulo para uma análise mais abrangente. Consideremos, ainda, que há (pelo menos) uma função de onda que volta no tempo, “indicando” que o conversor-descendente, o qual também tem função de detecção, ou o detector propriamente dito, está no caminho do fóton original, fóton-sinal ou fóton-complementar. Neste caso, deve-se considerar o exemplo como um todo: quando a configuração é para detectar um comportamento corpuscular, há o desdobramento; caso contrário, a realidade permanece inalterada [4]. Nesta análise, verifica-se a sobreposição entre os estados gerados pelos 2 caminhos clássicos possíveis ao fóton original multiplicados pela dupla de possibilidade, para cada percurso, de itinerários ao fóton-complementar: são, portanto, 4 possíveis estados. Com isto, segundo o verificado na experiência, confere-se o atributo de definição do desdobramento da realidade apenas quando os detectores 1 e 4 são disparados, a fim de se manter a coerência com as suposições apresentadas. Naturalmente, um questionamento surge: o que há de especial, em termos físicos, na interação ocorrida entre os fótons-complementares com os citados detectores que difere do mesmo tipo de medição quando efetivadas pelos detectores 2 e 3? Se alguém postular que há algo fisicamente diferente, isso não pode ser verificado isolando-se os acontecimentos imediatamente antes, após e durante ao tempo exato de chegada do fóton-complementar a quaisquer detectores, pois isso ocorre de forma idêntica para os 4 aparelhos (pode-se, inclusive, trocar os equipamentos de posição). A conclusão forçosa é que quando a detecção ocorre no par de sensores 1 e 4, é possível uma distinção de informação que não é apresentado no caso de detecção no par de medidores 2 e 3.

Note que, em resumo, pode-se verificar que não há qualquer ação sobre o fóton original ou sobre os fótons sinais, uma vez que a detecção é feita em relação aos fótons-complementares. Nem o apelo ao emaranhamento quântico [5] resolve o problema, pois, por exemplo, a medição de um fóton-complementar no detector 1 deveria provocar a redução no outro “bloco” quântico, o que levaria a detecção de um segundo fóton-complementar (?) no detector 4 (ou vice-versa). O ponto de interrogação denota que, neste caso (esdrúxulo), percorreu-se ambos os caminhos, o que implicaria, em teoria, sempre em um padrão de interferência. Obviamente, isso está em choque com o verificado na experiência.

CONCLUSÃO

Do exposto, verifica-se que as interpretações que consideram exclusivamente uma ação física dos componentes que compõem o experimento da escolha retardada (espelho, conversores, detectores, etc.) que se utiliza de um apagador quântico não conseguem elucidar coerentemente o que é observado na citada experiência. Em síntese, essa afirmativa pode ser feita devido à diferença crucial nas variações mensuráveis verificadas da EER que abordamos: as ações físicas sobre os fótons originais são idênticas, porém, as informações disponíveis para medição, no caso da EER-AQ, são indisponibilizadas de forma irremediável. Ou seja, fica evidenciado que a diferença é exclusiva quanto as informações acessíveis ao pesquisador. Conclui-se, daí, que é necessário um aspecto cognitivo capaz de processar as informações disponibilizadas como condição necessária a redução de estado. Ou seja, a redução de estado é condicionada a:

- preparo físico da experiência sob domínio de estudo da mecânica quântica; e

- a disponibilização irremediável, em relação ao experimento citado, de informações que permita diferenciar efetivamente, a nível cognitivo, um comportamento de outro.

Tais condições são necessárias e suficientes à redução de estado (colapso da função de onda) e respondem ao problema da medição no quesito “caracterização” [6].

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[1] Conceitos da Física Quântica, Osvaldo Pessoa Jr, volumes 1 e 2, Editora Livraria da Física.

[2] Amplificação, assim como a divisão do feixe, são fatores descartáveis quando se estuda a causa da redução de estado (ver [1]).

[3] A. O. Caldeira, O Que é Mecânica Quântica; Revista USP, nª 66, Ago 2005.

[4] O leitor mais atento deve ter notado que essa interpretação pode ser entendida como um amalgama de: muitos mundos, transacional de Cramer e complementar.

[5] Grosso modo, o emaranhamento significa que duas partículas, ou dois conjuntos de partículas, têm suas propriedades coligadas por efeito não local, ou seja, a medição de uma provoca redução em ambas.

[6] Em uma consideração preliminar, às conclusões aqui descritas poderão ser confirmadas, talvez com maior reforço, em análise de experimentos de resultado nulo (ao menos parte destes), o qual poderá ser objeto de outro texto neste blog.