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Especial

"De que serve uma teoria se não é comprovável?"

Tudo é relativo na física quântica. Estamos precisando de uma nova concepção do mundo? O físico Gert-Ludwig Ingold explica por que, na busca de "fórmulas do mundo", nada substitui o observar, medir e descrever.

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DW-WORLD: O mundo não-observado tem características? Ou ele só as adquire quando o descrevemos? Será que o ser humano é a "medida de todas as coisas"?

Gert-Ludwig Ingold: Não, não creio que o ser humano seja a medida de todas as coisas. A natureza existe sem nós, e os processos naturais continuam ocorrendo, mesmo sem os vermos. O mundo tem uma certa dinâmica, influenciada por todos os processos que nele ocorrem.

Na física clássica, posso olhar pela janela e descrever um fenômeno que se desenrola do lado de fora, sem que nada se altere nele. Na mecânica quântica, é possível que com minha medição eu esteja influenciando o sistema.

O desenrolar de nosso mundo é fundamentado numa postura de expectativa, ou só existe caos e mais nenhuma necessidade, na era da mecânica quântica?

Sim, no mundo clássico há uma presença bem maciça de processos e sistemas deterministas, portanto previsíveis ao longo de um certo lapso de tempo. Senão, não conseguiríamos mais viver razoavelmente neste mundo. O movimento dos planetas pertence, por exemplo, aos fenômenos que se pode prever com bastante precisão. Paralelamente, há outros sistemas – como os processos econômicos ou a bolsa de valores – que são relativamente difíceis de prever.

Mas, mesmo com a mecânica quântica, nem tudo se dissolve em incerteza. Também aqui podemos fazer afirmações probabilísticas. Se este não fosse o caso, ficaria totalmente impossível verificar teorias físicas ou fazer predições sobre o resultado de uma experiência.

Essas predições são possíveis porque refletimos sobre o que acontecerá, ou por exist ire m mecanismos que sempre ocorrem da mesma forma, como uma lei natural?

Primeiro ficamos conhecendo as leis naturais como fatos da experiência, os quais descrevemos com o auxílio seja de conceitos do dia-a-dia, seja da matemática. Tão logo tenhamos encontrado uma descrição teórica adequada, podemos fazer predições baseadas nela.

Mas, mesmo quando observamos elementos caóticos no mundo, ele ainda não se esfacela para os físicos. A questão agora é encontrar o maior número possível de afirmações válidas para descrever esse sistema caótico. O mesmo se aplica à mecânica quântica, onde não há como prever exatamente o resultado de um experimento, mas se pode trabalhar com uma certa expectativa de probabilidade.

Isso basta para fazer afirmações válidas?

Há 400 anos também praticamos a física em nível matemático. Os progressos alcançados desde Galileu Galilei demonstram que se pode entender a natureza e fazer afirmações válidas. A mecânica quântica em nada altera este fato.

Realmente espantoso é que isso também vale para o campo microscópico. Já é surpreendente continuarmos compreendendo a natureza, mesmo passando do mundo clássico para o quanto-mecânico. Isso mostra que também esses mundos são confiáveis, e que existe algo "por trás".

A física quântica influi em nossa compreensão do passado, presente e futuro?

O futuro é um caso especial. Hoje em dia não dispomos mais do determinismo em que ainda acreditávamos no século 18. Na época se pensava que, conhecendo nos mínimos detalhes o atual estado do universo, seria possível predeterminar o desenvolvimento futuro do mundo. Dois argumentos desmentem essa teoria. Um deles é o indeterminismo introduzido pela mecânica quântica. O outro é o fato de sistemas caóticos só serem previsíveis por um espaço de tempo muito limitado, como vivenciamos na meteorologia.

Então, quais são as mais importantes conquistas da mecânica quântica para as questões filosóficas da compreensão do mundo?

Uma das conseqüências filosóficas da mecânica quântica é que o resultado de um experimento não precisa ser completamente determinado. Não pelo fato de ainda não havermos descrito inteiramente a natureza, mas sim porque essa indeterminação existe efetivamente.

Fizeram-se tentativas de aperfeiçoar a mecânica quântica, provendo-lhe um grau maior de predeterminação. Partia-se do princípio de que, em algum lugar, alguém (pode chamá-lo de "Deus", embora não seja necessário) de algum modo teria o controle sobre nós, sem que por nossa vez tivéssemos qualquer influência sobre ele. Daí surgiram as "teorias com variáveis ocultas" – isto é, grandezas às quais não temos qualquer acesso direto.

Agora, no entanto, já se consegue provar experimentalmente a existência das variáveis. Ainda não dispomos da prova última, porém quase ninguém mais duvida que as tais variáveis ocultas não existem. Quer dizer, é real a indeterminação própria da mecânica quântica, observada em experimentos.

E as variáveis ocultas se referem, por exemplo, aos acasos que levaram ao surgimento de nosso universo?

Se houve ou não um motivo para o big bang, isso é no momento mera especulação. Pois a verificação por observação ainda não passa de um desejo. Aqui lidamos com processos que, além de passados, foram únicos. O big bang não é reprodutível, enquanto a ciência exige que seus experimentos sejam repetíveis. A radiação cósmica de fundo tampouco nos permite voltar imediatamente o olhar no tempo, até o momento do big bang.

No entanto há suposições de que seja possível saber mais sobre o tempo antes do big bang, observando as assim chamadas "ondas gravitacionais". Mas ainda não existem experimentos a respeito. Tampouco estamos ainda aptos a examinar as numerosas dimensões, supostamente "enroladas" nas menores escalas de comprimento. Mas é preciso não perder a esperança: talvez algum dia alguém encontre uma possibilidade de observação indireta?

Matematicamente isso é viável – nada mais fácil do que realizar cálculos no espaço quadridimensional. E, caso não funcione, os matemáticos simplesmente criam um novo modelo...

A grande questão é se esses modelos possuem relevância física – há debates acalorados a respeito. Teremos algum dia a oportunidade de comprovar experimentalmente esses modelos? Se não for o caso, eles são e permanecerão matemática, porém irrelevantes do ponto de vista físico, por nada ter a ver com descrição da natureza.

Mas talvez algum dia cheguemos a um terreno que – embora absolutamente inacessível por meios experimentais – foi configurado pela natureza de forma que só haja uma teoria válida. No momento não há qualquer indício disso, mas não se pode estar certo. Se existisse essa única contrução matemática e ela funcionasse sem dificuldades, poderíamos dizer: encontramos uma descrição com validade geral.

... e portanto a "fórmula do mundo".

Esta seria a esperança. Mas que devemos encarar com espírito crítico. Observação e predição são essenciais à física. De que nos serviria uma teoria que, mesmo afirmando ser a única possível, não fosse comprovável?!

Professor Dr.Gert-Ludwig Ingold

Gert-Ludwig Ingold

Gert-Ludwig Ingold é professor de Física Teórica na Universidade de Augsburg e autor do livro Quantentheorie: Grundlagen der modernen Physik . Neste, ele explica as teorias mais importantes da física quântica e suas conseqüências para nossa compreensão da natureza.

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