Autor: Antônio Rogério da
Silva
As descobertas da física contemporânea relacionadas com o conhecimento das partículas atômicas geraram uma nova interpretação do mundo que não era possível dentro da perspectiva determinista da física clássica. A impossibilidade de se medir, ao mesmo tempo, a posição e a velocidade dos componentes do mundo atômico trouxe maiores limitações para o entendimento humano. Uma vez que tudo na natureza era composto por essas micropartículas, o desconhecimento de seu comportamento produziu uma incerteza quanto à extensão das conclusões da física quântica aos aglomerados macrocósmicos que por elas são formados.
A física quântica - também conhecida por mecânica quântica - teve origem na teoria dos quanta, apresentada por Max Planck, em 1900, onde a energia não era mais concebida como um fluxo contínuo, mas sim, como pequenos "pacotes" isolados (quantum) transmitidos em porções mínimas, abaixo das quais não era possível a sua divisão - o número exato dessa energia mínima pode ser expressa pela constante de Planck: h= 6,625 . 10-27 erg/seg. Isso implicava numa troca de energia entre as micropartículas feita através da aquisição ou perda de quanta que provocavam súbitas mudanças nas suas posições. O simples fato de se observar essas unidades fundamentais da matéria poderia interferir no resultado da medição, já que os fótons - partículas luminosas -, ou qualquer outra forma de radiação utilizada na sua localização, também portariam quanta que interagiriam com o objeto da observação, impedindo a determinação rigorosa de sua posição e velocidade. Seria impossível, então, na prática saber exatamente o que acontece na escala subatômica.
Em conseqüência, apesar de toda matéria existente no universo ser formada por essas minúsculas substâncias, a física clássica e a física quântica não poderiam cumprir as pretensões reducionistas de explicarem todos os fenômenos na natureza - incluindo a vida na terra e a mente humana -, por mais precisas que fossem suas experiências e seus cálculos, pois só por aproximação estatística é que suas leis poderiam, agora, serem formuladas. A limitação da linguagem empregada pela física clássica tinha de ser complementada pelo rigor das formulações matemáticas introduzidas pelos teóricos da mecânica quântica, ao lidar com os eventos do microcosmo. Fora desse domínio, a explicação da vida teria de se valer ainda dos conceitos de evolução e finalidade, que o vocabulário da física, de um modo geral, não possui. Enquanto a liberdade humana, estudada pelas ciências sociais, exigiria uma concepção desses fenômenos diferenciada tanto das teorias físicas como biológicas.
Física Atômica e Conhecimento Humano
Niels Henrik David Bohr (1885-1962) foi diretor do Instituto de Física Teórica da Universidade de Copenhague (Dinamarca). Coube a ele a adaptação do modelo atômico, segundo as novas descobertas da mecânica quântica, corrigindo e completando a imagem anterior proposta por Rutherford. Para Bohr, os elétrons descreveriam órbitas circulares ao redor do núcleo, numa "nuvem de probabilidades", das quais algumas são estacionárias e viáveis. Nas órbitas estacionárias, não haveria emissão de energia e o elétron passaria de uma órbita para outra, absorvendo ou emitindo pacotes de energia equivalentes à diferença das energias das órbitas entre as quais ocorre a transição quântica. Por causa da descrição desse modelo do átomo, feita em 1913, Bohr recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1922.
Mas Niels Bohr não se dedicava apenas às questões imanentes da física. Ele ajudou a divulgar os novos conceitos da física contemporânea, enquanto procurava explorar as conseqüências cognitivas para todo conhecimento humano das novas descobertas. Nesse sentido, ele tentava argumentar em favor de uma nova concepção de mundo e ciência, na qual os objetos não fossem separados dos pesquisadores. De acordo com sua visão, o amplo entendimento da realidade dependeria da admissão da influência do observador, qualquer que fosse a experiência, e sua interação com o que está sendo pesquisado.
Além disso, a melhor compreensão da estrutura atômica teve como produto direto a construção das bombas atômicas e dos reatores nucleares, cujo impacto ambiental não permitiria mais a omissão dos cientistas quanto ao uso indiscriminado dos resultados de suas pesquisas. Bohr teve participação direta na decisão política de se construir a primeira bomba atômica, antes que os alemães a produzissem, em meio a Segunda Guerra Mundial. Por outro lado, ele sempre procurou o diálogo interdisciplinar entre a física e as outras ciências como a biologia. Seu princípio de complementaridade - que exigia que os conceitos da física clássica fossem complementados pelas fórmulas matemáticas da mecânica quântica - o próprio Bohr fazia questão de estendê-lo aos campos da biologia e do conhecimento humano. Para ele, só a totalidade das descrições da experiência natural, segundo a ótica de cada disciplina - física, biologia e psicologia - poderia esgotar e unir o conhecimento sobre um fenômeno qualquer. Isto é, ao fazer a descrição de uma experiência, o cientista escolheria uma determinada "linguagem", ao passo que outras diferentes "linguagens" seriam complementares e necessárias para o entendimento global da realidade. Assim, um único ponto de vista não seria capaz de descrever, de modo geral, todos os aspectos relevantes do fenômeno natural.
A Unidade do Conhecimento
Os principais ensaios de Bohr, dedicados à questão do conhecimento, foram reunidos na coletânea Física Atômica e Conhecimento Humano (1958). No ensaio "A Unidade do Conhecimento", Bohr começa por colocar a linguagem como um instrumento da comunicação científica. O maior problema no emprego da linguagem seria preservar a objetividade da teoria no momento em que as experiências ultrapassam os fatos da vida de cada um, saindo do âmbito do que pode ser imaginado pictoricamente.
As limitações dos modelos conceituais obrigaram que as pesquisas científicas, por vezes, ampliassem ou reconstruíssem seus modelos, abrangendo áreas de conhecimentos distintos, com o intuito de tornar cada vez mais precisa a descrição objetiva do mundo. Toda essa descrição segue as exigências de univocidade (para cada conceito um único objeto) da lógica formal, como um aperfeiçoamento da linguagem geral, tornando-a precisa e clara. O desenvolvimento da física partiu do conhecimento amplo de toda natureza em direção ao estudo das leis básicas da matéria inorgânica, sempre em função de uma construção lógica generalizante. Atualmente, os conceitos elementares da física têm implicação com outras disciplinas além dela mesma(1).
O aperfeiçoamento do sistema newtoniano, em relação às idéias de Galileu, possibilitou a previsão de eventos, segundo uma concepção determinista e mecânica da natureza, sem levar em consideração como o conhecimento foi obtido. De certo modo, a descrição proposta pela mecânica clássica coincidia com as noções que a maioria das pessoas tinham em seu dia-a-dia, sem a exigência de muita abstração. Com os estudos do eletromagnetismo e da ótica, a perspectiva do observador passou a ser relevante em diversos momentos da experiência. A teoria da relatividade proposta por Einstein, mostrou que a posição do observador era importante para a exata compreensão da trajetória da luz, introduzindo abstrações matemáticas, até então, pouco conhecidas que aumentaram o domínio da descrição objetiva.
Simultaneamente, o desenvolvimento das teorias atomísticas, por sua vez, proporcionou uma melhor explicação dos fenômenos químicos e da interação entre os átomos e as moléculas. A teoria atômica contemporânea revelou a possibilidade de produção de uma quantidade enorme de energia armazenada nos núcleos atômicos. Com a descoberta do quantum ficou evidente a idealização das teorias físicas clássicas, que desprezavam a sua influência nos fenômenos de larga escala, enquanto que, nas dimensões do átomo, se desafiava a imagem determinista pré-concebida. Uma descrição coerente desses fenômenos só foi realizada com o formalismo das abstrações matemáticas, de caráter estatístico, que não correspondiam aos padrões clássicos. Isso proporcionou o esclarecimento dos dados experimentais, afastando a idéia do determinismo. Para tanto, foi preciso que a interação entre os objetos e instrumentos de medição tivesse uma explicação clara apoiada numa terminologia física adequada.
O princípio de indeterminação, proposto por Werner Heisenberg, mostrou a incerteza na determinação das variáveis de velocidade e posição, indispensáveis para definição do estado de um sistema físico. Ou seja, a determinação do curso de um fenômeno só seria possível por meio da probabilidade relativa aos desdobramentos de cada experiência em circunstâncias particulares. Para serem concebidos nos moldes da física clássica, tais fenômenos deveriam ser auxiliados por termos complementares que levassem em conta a influência dos instrumentos de medida nos sistemas físicos, chamando atenção para as condições da observação, que nunca é imparcial na natureza. Ao contrário de ignorar esse envolvimento do observador com o objeto, a mecânica quântica restabelece o rigor da lógica de investigação esquecido pela física clássica(2).
Para Bohr, as conseqüências epistêmicas dessas novas abordagens da física iam além do domínio desta ciência específica. As características deterministas e reducionistas da física clássica esbarrariam em diversas dificuldades, em face das novas descobertas. A primeira dificuldade estaria na classificação dos organismos vivos como fenômenos naturais. As ciências clássicas tinham uma descrição inteiramente mecânica da natureza. Só nos anos 50, a relação entre o funcionamento dos organismos e as regularidades quânticas pôde ser feita. Descobriu-se que as moléculas orgânicas, base da vida, seguem as regularidades apontadas pelas leis estatísticas da física quântica. A atenção voltada para complexidade desses sistemas forneceu uma explicação mais objetiva sobre a auto-regulação dos organismos vivos.
Bohr acreditava que as demandas explicativas sobre a origem da vida podem ser atendidas pela descrição complementar aplicada à pesquisa biológica, tendo como apoio a física, a química, ao lado da noção de integridade dos organismos vivos que levam em conta conceitos não fornecidos por essas disciplinas, tais como finalidade, evolução, adaptação, função etc. Ao tratar de comportamentos de organismos tão complexos, palavras como instinto e razão indicam uma interpretação que vai além da mera descrição fisiológica. Para obter-se uma explicação complementar desses fenômenos, é preciso que se utilize diferentes conceitos elementares, relativos a cada tipo de interpretação. A dificuldade de se alcançar uma imagem que caracterize conceitos psíquicos e biológicos, como consciência e desejos, são análogas à impossibilidade de interpretação pictórica do formalismo quântico, baseada numa concepção não determinista da natureza. Quanto mais aumentam os problemas e a complexidade, os conceitos simples da física perdem sua aplicação, sendo maior ainda as dificuldades ligadas à explicação das características dos seres vivos e do funcionamento da mente.
No caso do livre arbítrio, a postura determinista exclui a possibilidade da idéia de liberdade. Todavia, os seres vivos têm a capacidade de adaptar-se ao meio ambiente, o que induz uma concepção de escolha dos meios adequados para um fim qualquer. Até hoje, a física nada acrescentou de esclarecedor sobre esses assuntos. Na prática, não é ilógico falar de livre arbítrio para que se possa dar conta de temas como responsabilidade e esperança que são fundamentais para a comunicação humana(3).
Mesmo no âmbito das artes, um paralelo pode ser traçado com a nova postura científica em relação à unidade do conhecimento. Os artistas lembram que a análise sistemática de um fenômeno pode deixar de lado harmonias que estão fora de seu alcance. O modo de expressão artístico vai além da comunicação humana, dando margem a uma liberdade de manifestação, enquanto relaciona as diversas situações mutáveis observadas e une "emocionalmente múltiplos aspectos do conhecimento humano"(4). Para Bohr, a ciência procura construir um conjunto sistemático de conceitos apropriados ao entendimento, visando aumentar a gama de experiências. Já a arte procede de um esforço intuitivo e individual para abranger toda situação observada, através da exposição dos sentimentos. Nestes, como em outros campos do saber humano - incluindo a religião e a política -, a dupla função de ator e espectador faz do ser humano um ser que precisa lhe dar com exigências de imparcialidade e envolvimento, por parte da comunidade, cuja descrição complementar apresenta os limites flexíveis na avaliação da conduta e do conhecimento.
Para concluir, Bohr faz um apelo não reducionista de compreensão da natureza:
(...) essa atitude pode ser resumida pelo empenho em adquirir uma compreensão harmoniosa de aspectos cada vez mais amplos de nossa situação, reconhecendo que nenhuma experiência é definível sem um arcabouço lógico, e que qualquer aparente desarmonia só pode ser eliminada por uma ampliação apropriada do quadro conceitual (BOHR, N. Ibdem, ibdem, p. 104).
Bibliografia
ASIMOV, I. Gênios da Humanidade. - Rio de Janeiro: Bloch, 1974.
BOHR, N. Física Atômica e Conhecimento Humano; trad. Vera Ribeiro. - Rio de Janeiro: Contraponto, 1995.
HEISENBERG, W. A Parte e o Todo; trad. Vera Ribeiro. - Rio de Janeiro: Contraponto, 1996.
PENROSE, R. O Grande, O Pequeno e a Mente Humana; trad. Roberto L. Ferreira. - São Paulo: UNESP/Cambridge, 1998.
PLANCK, M. Scienza, Filosofia e Religione; trad. Filippo Selvaggi. - Milão: Fratelli Fabbri, 1973.
Notas
1. Veja, BOHR, N. "A Unidade do Conhecimento", in Física Atômica e Conhecimento Humano, p.85/87.
2. Veja BOHR, N. Op. Cit, idem, p. 87/95.
3. Veja BOHR, N. Idem, ibdem, p. 93/100.
BOHR, N. Ibdem, ibdem, p. 101.
