Recentemente, após uma palestra que dei na Universidade do Minho sobre a teoria quântica no secundário fui questionado sobre a distinção entre física e a química. Transcrevo o meu texto sobre o assunto de "Curiosidade Apaixonada" (Gradiva, 2005):A escola associa tradicionalmente a Física com a Química na disciplina de Ciências Físico-Químicas. Há, por isso, quem pense que são ciências gémeas. Serão?Não são decerto gémeas, porque a Física nasceu no século XVII com o inglês Isaac Newton, autor dos “Princípios Matemáticos de Filosofia Natural”, ao passo que a Química só surgiu no final do século XVIII com o francês Antoine Laurent Lavoisier e o seu “Tratado Elementar de Química”. Facto curioso e pouco conhecido, revelado pelo economista John Keynes, é que Newton foi um alquimista secreto, talvez o último dos grandes alquimistas (não esqueçamos que a alquimia é uma pré-química, é uma espécie de mãe da química!) de modo que foi do fracasso do sonho alquímico de um físico que a Química pôde surgir. Mas a Química tem, de facto, grandes afinidades com a Física. A Física gosta da Química e vice-versa. Não será a disciplina casada com a Física, porque, desde Newton que se sabe que quem forma um matrimónio duradouro com a Física é a Matemática. A Física, e nisso contrasta com a Química, está profundamente unida à Matemática, partilhando com ela cama e mesa a ponto mesmo de não poder sobreviver a um divórcio. Assim, só resta à Química ser uma namorada da Física, com a qual tem tido um prolongado devaneio e com quem naturalmente tem, de vez em quando, alguns arrufos.Tão enlaçadas por vezes as duas ciências que é difícil destrinçar a Física da Química, mas uma definição convencional é que a Física trata das propriedades da matéria e da energia e que a Química trata da organização dos átomos, que se combinam para formar moléculas e materiais. Para os químicos, os átomos são portanto blocos que se ligam num jogo de complexidade crescente, que vai dos átomos isolados até às organizadíssimas estruturas da vida. Como os átomos são tanto dos físicos como dos químicos, é natural que seja longo o convívio da Física com a Química. Muitos Prémios Nobel da Química foram ou são até físicos ilustres, uma vez que os químicos, diligentemente, se adiantaram aos físicos no respectivo reconhecimento. O caso mais antigo é também o mais pitoresco e, por isso, vale a pena contá-lo brevemente. A estrutura do átomo é do domínio da Física. Mas o britânico (nascido na Nova Zelândia) Ernest Rutherford, descobridor do núcleo atómico – o ponto minúsculo no centro do átomo - , ganhou no início do século XX não o Prémio Nobel da Física, mas sim... o da Química! Rutherford, autor das primeiras reacções nucleares artificiais, não resistiu a declarar:“Tenho visto reacções nucleares muito rápidas, mas nenhuma foi tão rápida como a da Academia Nobel que de repente me transformou de um físico num químico”.Mais recentemente, em 2001, o físico norte-americano de origem austríaca Walter Kohn recebeu também o Prémio Nobel da Química pelo seu notável contributo para resolver a equação fundamental da mecânica quântica, facto que o obrigou a iniciar as suas conferências para químicos esclarecendo que não sabia quase nada de Química... E mostrava um cartune que o representava no meio dos frascos de um laboratório de química, onde ele já não entrava desde os tempos do liceu. Os físicos, por seu lado, também não se têm importado em distinguir e premiar químicos. Lá fora é comum encontrar físicos nos departamentos e laboratórios de Química assim como químicos nos departamentos e laboratórios de Física (antepõe-se o “lá fora”, porque em Portugal, um sistema universitário anquilosado tem impedido essa hoje tão necessária interdisciplinaridade).Mas há também zangas. Em 1929, o físico inglês (que, por formação, era engenheiro electrotécnico) Paul Dirac, de quem se comemorou o centenário do nascimento em 2003, escreveu uma frase famosa que pretende reclamar que a Química não passa de um ramo da Física. Repare-se que três anos antes, com a ajuda do próprio Dirac, tinha aparecido a mecânica quântica, a doutrina que permite explicar o funcionamento dos átomos. O papel maior de Dirac tinha sido escrever uma equação matemática (inspirada por argumentos de natureza estética) que juntava a teoria quântica de Bohr e outros com a relatividade de Einstein. A equação de Dirac, bela e lapidar, permitia, pelo menos em princípio (haveria que resolvê-la, o que era impossível em casos não triviais, dada a indisponibilidade na época do computador), descrever uma multidão de fenómenos físicos e a totalidade dos fenómenos químicos. Vejamos então o que Dirac afirmou:“As leis físicas subjacentes à teoria matemática de uma larga parte da física e de toda a química são, portanto, completamente conhecidas, sendo a única dificuldade o facto de a aplicação destas leis conduzir a equações demasiado complicadas para serem resolvidas. É por isso desejável desenvolver métodos práticos de aplicação da mecânica quântica que ofereçam uma explicação das principais características dos sistemas atómicos complexos sem recorrer a muitos cálculos.”Esta afirmação conduziu a uma discussão sobre a “redução” da Química à Física. Será que toda (sublinhe-se: toda) a Química se pode reduzir à Física? Ou usando, uma linguagem um pouco mais forte, será que a Física possui toda a Química?Embora se possa perceber o que Dirac tinha em mente, julgo que é manifestamente exagerado pretender que a Química seja um ramo da Física. Na mesma linha de ideias, a Biologia seria um ramo da Química e, portanto, um subramo da Física. Etc. Isto é, tudo ou quase tudo seria Física. A afirmação de Dirac, mais do que reducionista, parece, vista deste modo, totalitária. Não haveriam várias ciências mas simplesmente uma ciência. Reside aqui decerto um dos motivos de algumas zangas entre físicos e químicos. Os físicos são acusados da “tentação totalitária” , da tentação de tudo quererem englobar. É um facto que alguns físicos – os que perseguem, na linha de Dirac, mas agora a um nível mais microscópico, uma “teoria de tudo”, uma “teoria final” – defendem que o “leitmotiv” da Física deve ser a busca do mais pequeno e da força unificada que una os blocos mais fundamentais. Mas não é menos verdade que cada vez mais físicos entendem hoje que o domínio da complexidade não lhes é alheio e que o Universo é muito mais vasto e plural do que a atitute estritamente reducionista pressupõe.Física e Química são subculturas diferentes da mesma cultura científica. São maneiras diversas de ver o mesmo mundo. Concerteza que têm, por isso, muito em comum (usando uma metáfora teológica, não pode o homem separar aquilo que Deus uniu!). Mas também concerteza que são disciplinas com individualidade própria. Os esforços a fazer deverão ir não no sentido de fundir essas culturas mas sim de fomentar o seu contacto. Isto é: de manter o namoro sem zangas de maior.
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FÍSICA E QUÍMICA: NAMOROS E ZANGAS
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January 25 2010, 3:43am | Comments »
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Newton e a maçã
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A Royal Society, a comemorar 350 anos, disponibiliza nas suas páginas Web a cópia do manuscrito de William Stukeley, Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life (1752), no qual ele descreve a história da maçã de Newton, que lhe foi contada pelo próprio: ver aqui.‘After dinner, the weather being warm, we went into the garden and drank tea, under the shade of some apple trees… he told me, he was just in the same situation, as when formerly, the notion of gravitation came into his mind. It was occasion’d by the fall of an apple, as he sat in a contemplative mood. Why should that apple always descend perpendicularly to the ground, thought he to himself…’Esta é a origem da lenda. Muitos relatos e cartoons da maçã têm sido bastante exagerados...
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January 20 2010, 8:07pm | Comments »
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A física do futebol
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Cristiano Ronaldo, a 8 de Dezembro, passado marcou um notável golo de livre directo a 35 metros de distância da baliza, num jogo do Real Madrid contra o Olympique de Marseille. Agora dois investigadores de Biomecânica das Universidades de Castilla - La Mancha e de Elche analisaram a física do golo: o ângulo de lançamento foi de 25º, o tempo de voo de 1,44 s e a velocidade média da bola 87 km/h. O mais importante: a bola não teria entrado sem o efeito que foi dado, pois na na fase final do trajecto cai relativamente à trajectória sem efeito.Como vai ser na África do Sul? Um físico inglês da Universidade de Bath, Ken Bray, que escreveu um livro sobre física e futebol ("How to Score. Science and the the Beautiful Game") afirmou recentemente que a nova bola do Mundial vai ser menos susceptível a efeitos. O ideal seria que o avançado português passasse já a treinar com a nova bola...
January 17 2010, 7:49am | Comments »
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Nova Gazeta de Física
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Mensagem recebida da Sociedade Portuguesa de Física (SPF):Encontra-se disponível aqui o novo número da Gazeta de Física (GF). Desde há uma semana, a GF está no Facebook. Pode agora visitar a Gazeta no Facebook e faça-se "fan": com os mais e os menos jovens, esperamos assim alargar o impacto da Gazeta de Física.Teresa Peña(Vice-Presidente da SPF e Directora Editorial da GF)
January 15 2010, 2:12pm | Comments »
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E O MENINO JESUS SABE FÍSICA?
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A resposta também já aqui foi dada: aqui.Na imagem: Max Ernst - Virgem sovando o menino Jesus perante três testemunhas: André Breton, Paul Éluard e o pintor
December 25 2009, 4:00am | Comments »
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AVATAR
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Já está nos cinemas um dos filmes mais aguardados de todos os tempos: "Avatar", escrito e dirigido pelo realizador canadiano James Cameron, que estudou Física na Universidade da Califórnia. Disse a sua biógrafa Rebecca Keegan recentemente ao "Los Angeles Times":"The fact that he has this sort of equally developed two sides to his personality -- the scientist and the artist. ... [At Fullerton College] he was majoring in physics and at the point when he had to decide between the scientist and the artist. And he chose the artist. Usually people are a left brain or a right brain. ... He's as good a painter as he is a designer of cameras. ... He worked with NASA. He could hold his own in a room full of scientists. This is a guy with a couple of junior college physics classics. ... For him, science and art are equally necessary parts of what he does. In a town, Hollywood, where people get by being really good B.S.ers, he's actually incapable of it -- to a point of detriment, at times. ... He really tells you what he thinks to your face."
December 21 2009, 12:55pm | Comments »
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Cientista com cruz gamada
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Com a amável autorização do autor Hélder Costa, publicamos um pequeno excerto da peça "As peúgas de Einstein" que foi recentemente levada à cena no Brasil e que em Portugal está por estrear (na foto o físico alemão Philippe von Lenard, 1862-1947, prémio Nobel da Física de 1905 e defensor activo da ideologia nazi):"(Cientista com cruz gamada no braço, brandindo papéis)Lenard – (senta-se no banco)Eu, Philippe von Lenard, declaro que Einstein é o rei dos judeus vigaristas, é o símbolo da mentira dessa raça sub-humana. A teoria da relatividade é mais uma falsificação judia! Temos de esmagar e destruir essa gente, esses traidores da filosofia e da ciência da grande Alemanha. Temos de os expulsar da nossa santa Pátria. Rua da Alemanha! Fora da Alemanha!(Levanta-se, fica à frente do banco) Os estudantes judeus não podem entrar nas nossas universidades. Os professores judeus deixam de ter alunos. Rua da Alemanha! Se a estupidez e a teimosia judia não os fizerem desistir, trancaremos as suas salas de aula com cadeados. Morte a essa raça indigna! (sai) (Palmas amplificadas com som)(Música expressionista)(Einstein, Elsa e Max Planck)Einstein (E.) (circula) –Oo saber e a Ciência na mão dos nazis! Como é possivel!?Elsa – (entra e leva banco do centro de cena para a mesa) Albert, mein Liebe, não te preocupes com Lenard e com os seus amigos. (Tira pacotes de cartas de um saco). Olha o teu correio. Vem de toda a parte do mundo, felicitam-te, pedem-te conselhos e fotos autografadas.E.- Katherine Hepburn, Picasso, Bette Davis... Charlie Chaplin...Elsa - Nem uma estrela de cinema tem tanta adoração.E.- Não me queiras comparar com a Marlene Dietrich.Elsa – Acho que tu és mais bonito.E.- Pois , pois, tudo é relativo… (beijam-se)(Sem ruído surge Max Planck)Elsa - Max!E.- Max Planck, meu grande amigo e mestre! Em minha casa! Cuidado, eu sou judeu.M. Planck – Albert, eu acho que o problema que existe consigo se deve à sua constante intervenção politica. Faça o seu trabalho cientifico e deixe esses assuntos para outra gente.E.- Eu não acho que o cientista deva ficar em silêncio perante a política, perante a vida, perante os problemas do dia a dia. Eu não me arrependo de uma única palavra e estou convicto de que as minhas acções servem a humanidade.M. Planck – O nazismo está a avançar em força. Mataram o seu amigo íntimo, o Walter Rathenau.E.- Sim, e também mataram o Walter, o ministro das Relações Exteriores da Alemanha. Estão a apontar muito alto. Matam e ficam impunes. Pobre Alemanha! Eu gosto do trabalho científico que estamos a realizar. Ficarei em Berlim até ao último instante."Hélder Costa
December 18 2009, 7:50am | Comments »
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A MAIOR EXPERIÊNCIA DO MUNDO
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Minha crónica publicada no "Sol" de hoje (imagem do CERN):A mensagem, vinda dos arredores de Genebra, na Suíça, chegou através do Twitter a todo o lado: “A new record. Both beams in LHC reach 1.18 TeV at 00:42 on 30 November.” Acabava de ser batido um recorde do mundo da Física, com a ultrapassagem do limite da energia de um teraelectrão-volt (1 TeV) por partícula para cada feixe de protões que circulam, em sentidos contrários, no Large Hadron Collider (LHC), em português Grande Colisionador de Hadrões, na European Organization for Nuclear Research (CERN). O recorde anterior pertencia ao Fermilab, perto de Chicago, nos Estados Unidos, e a nova marca significava um primeiro êxito para a maior experiência do mundo, depois do contratempo que foi a reparação de uma avaria ao longo de um ano.O que significa a energia de 1 TeV? O prefixo tera vem do grego e significa monstro. Um tera é, de facto, um número monstruoso: um milhão de milhões, isto é, um número que se exprime pelo algarismo um seguido de doze zeros: 1 000 000 000 000. O electrão-volt (1 eV), uma unidade muito usada na Física, é a energia adquirida por um electrão quando submetido à tensão eléctrica de um volt. É uma energia típica da Física Atómica, ao passo que o milhão de electrões-volt (um megaelectrão-volt ou 1 MeV) é uma energia típica da Física Nuclear. A energia que acaba de ser obtida na maior experiência do mundo, realizada com a maior máquina do mundo, não é fácil de imaginar: é cerca de um milhão de vezes maior do que a energia necessária para arrancar um protão de um núcleo atómico.Mas a experiência realizada no sítio onde foram filmadas cenas de “Anjos e Demónios” ainda só vai no início. Planeia-se atingir em cada feixe – na experiência, há dois feixes de protões que chocam frontalmente, tendo já sido registadas as primeiras colisões – a fantástica energia de 7 TeV. O Natal e Ano Novo vão, no CERN, ser passados a trabalhar para que 2010 seja um grande ano para a ciência. No próximo ano saberemos mais sobre o Universo, tanto sobre a sua constituição como sobre a sua origem.
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December 4 2009, 1:59am | Comments »
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INFLUÊNCIA DO FUTURO?
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Pediram-me do "Público" há algum tempo um depoimento sobre alguns artigos excêntricos segundo os quais haveria "influência do futuro" (sic) para impedir a produção das partículas de Higgs no LHC do CERN. Os artigos são:- Holger B. Nielsen and Masao Ninomiya, "Search for Effect of Influence from Future in Large Hadron Collider", arXiv:0707.1919 (July 2007).- Holger B. Nielsen and Masao Ninomiya, "Test of Influence from Future in Large Hadron Collider; A Proposal", arXiv:0802.2991 (February 2008)- Holger B. Nielsen and Masao Ninomiya, "Search for effect of influence from future in Large Hadron Collider", International Journal of Modern Physics A (IJMPA) do Imperial College de Londres, Vol. 23, Issue: 6 (10 March 2008), pags. 919-932, DOI No: 10.1142/S0217751X08039682- Holger B. Nielsen and Masao Ninomiya, "Card game restriction in LHC can only be successful!", arXiv:0910.0359 (October 2009)O meu comentário foi:Eu sei que foi Niels Bohr que disse em resposta a uma teoria maluca de um seu colega: "A sua teoria é maluca, mas não sei se a sua teoria é suficientemente maluca para ser verdade". Mas a teoria proposta por Nielsen e Ninomiya ultrapassa todas as marcas da maluquice... Parece-me tão extraordinariamente maluca, que não pode ser verdade, como seria se fosse apenas moderadamente maluca! Basicamente os autores dizem que a Natureza por qualquer razão "não gosta" de partículas de Higgs e para evitar ajuntamentos delas, há sinais enviados para o passado de modo a evitar que eles apareçam. Pretendem assim explicar o cancelamento do superacelerador americano no Texas e, mais recentemente, a avaria do LHC no CERN, na Suíça. Propõem que se lancem cartas - não sei se estão a pensar nas do Tarot - para decidir se a experiência se realiza ou não e, realizando-se, durante quanto tempo e com que intensidade. Deste modo poderia haver interrupção do hipotético nexo causal do futuro para o passado. Einstein disse um dia que "Deus é subtil, mas não malicioso", querendo com isso dizer que não é fácil, mas é possível descobrir a harmonia do mundo. Eu acrescentaria que, se Nielsen e Ninomiya tivessem razão, Deus seria malicioso. Os físicos não têm razão nenhuma para acreditar em influências do futuro (isto é, em violações ou reversões do princípio da causalidade).E ainda disse mais:1) Pesem embora os méritos dos autores (o próprio Einstein também disse disparates, nomeadamente a princípio julgou que não havia Big Bang) julgo que só excepcionalmente artigos deste género podem ver a luz do dia numa revista com avaliação por pares. Eles aparecem com maior frequência em arquivos electrónicos porque é porque fácil propor em qualquer coisa e ainda é mais fácil publicar essa qualquer coisa na Net. Há até um novo jornal científico na Net, obviamente sem avaliação, que se intitula "Jornal de Artigos Recusados". O "peer review" é fundamental para o avanço da ciência e aqui não há ou, se o há, é muito rudimentar. Esse método é a maneira, como Carl Sagan disse, que temos de manter o cérebro aberto, sem que os "miolos nos caiam cá para fora".2) O acelerador LHC do CERN vai funcionar ainda este ano. Claro que posso falhar esta previsão, mas parece-me uma previsão bem fundamentada, pois está muita gente a trabalhar com afinco para que assim seja. Agora brinco: Queira o futuro amontoado de Higgs ou não!
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November 24 2009, 5:28pm | Comments »
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A MAIOR EXPERIÊNCIA DO MUNDO JÁ COMEÇOU
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Terça-feira é dia das páginas de ciência no "New York Times". O jornalista e escritor Dennis Overbye relata nessas páginas que na segunda-feira, 23 de Novembro, se deram as primeiras colisões no acelerador LHC no CERN, perto de Genebra, na Suíça: ler aqui.
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November 24 2009, 5:22pm | Comments »
