Minha ideia inicial era concluir os meu texto sobre cartografia e buracos negros, mas aconteceram certos eventos (um pouco perigosos), como o corte no orçamento para a educação e ciência; além dos graves problemas que instituições de fomento, tais como o CNPq, vem enfrentando. Então resolvi adiar o meu texto e divagar um pouco sobre alguns desses temas.
Como esse é um texto de opinião, não vou ter muitas cerimônias ao escrever na primeira pessoa. Além disso, gosto de divulgação científica, logo terminarei este texto explicando alguns assuntos modernos de física: um pouco sobre teoria de cordas e sua possível aplicação em física da matéria condensada. Caso você se interesse mais (ou também) por buracos negros, tenho mais dois textos pra você: aqui e aqui.
Non Sequitur
Um dos grandes problemas em se “opinar” nos dias de hoje é que quando Alguém1 diz (ou escreve) X, sempre existe um Alguém2 que ouve (ou lê) Y, e espalha que Alguém1 pensa Z. Não acho que esse seja um problema moderno, só acho que a internet abriu as portas pros doidinhos falarem e escreverem sobre todas as coisas que não entendem.
Nesse texto me preocupa uma espécie particular desses doidinhos: o Esclarecido. Aquele sujeito que tem uma opinião séria e embasada sobre todos os assuntos do universo, sabe a forma correta de se pronunciar Roraima, tem o voto consciente e descobre nossa opinião política baseado na forma que comemos coxinha.
Existem duas formas de se evitar os Esclarecidos: a primeira é a violência; a segunda é a inteligência. Por falta de um bom advogado, dinheiro e sobretudo força, é prudente usar a segunda abordagem.
A primeira forma inteligente que usarei para evitar os Esclarecidos é não usar links para matérias. Acho que essa polêmica do corte de recursos para a ciência foi um assunto amplamente divulgado, e você pode ler mais a esse respeito usando a mídia isentamente-tendenciosa da sua preferência: confirmation bias! De qualquer modo gostaria muito de evitar discussões políticas e ideológicas. Sinceramente não é esse o ponto importante aqui, já que existe um elemento cultural envolvido. Além disso, o desprezo pela ciência no Brasil é histórico, então…
A segunda forma de evitar o Esclarecido é não deixar (ou evitar deixar) margens para interpretação. Isso que pretendo fazer agora.
Em defesa da utilidade na Ciência
Por utilidade quero dizer utilidade prática. Seja essa utilidade prática imediata, por exemplo, o aparelho que você está usando pra ler esse texto; ou utilidade prática futura, por exemplo: a dos aparelhos que você usará para ler textos e ver filmes, daqui 10 anos.
Seja você um terraplanus humanoidis ou um homo sapiens sapiens, aposto que você acha que pesquisa científica que almeja esse tipo de aplicação é realmente importantes; afinal, Netflix é um item de primeira necessidade. Pesquisas para cura de diversos tipos de câncer, vacinas, novos materiais, combustíveis e et cetera. Acho que todos concordam também que são pesquisas úteis e que devem continuar, certo?
Um exemplo ainda mais interessante é a pesquisa para desenvolvimento de antibióticos. Não posso falar muito sobre o assunto pois meu conhecimento nessa seara é muito próximo do zero. De qualquer modo, pelo que eu andei lendo por pura paranóia, superbactérias aparecem aqui e ali, mas ainda não são um grande problema. Justamente pra evitar esse grande problema a pesquisa para desenvolvimento de novos antibióticos é feita. Você também entende isso como utilidade futura? Nesse caso, o futuro apocalíptico pode ou não existir (talvez a humanidade tenha problemas piores antes), porém até os antivacinus humanoidis concordam que prevenção contra doenças ainda é o melhor remédio.
Como um exemplo ainda mais simples e próximo da nossa realidade, veja o que aconteceu com a epidemia de Zika. Além das limitações físicas óbvias, epidemias desse tipo geram problemas menos evidentes. Por exemplo, uma parcela do salário dos pais será destinada ao tratamento da criança, logo terão menos dinheiro pra gastar com alimentação, lazer e coisas do tipo. O Estado também sofre com a própria inaptidão, terá que gastar com setores especializados nos hospitais, se a família da criança for de baixa renda, terá que ajudar a complementar a sua renda através de algum programa social. Problemas desse tipo geram um empobrecimento geral da população, pois recursos que deveriam ser aplicados em outras áreas, tipo lazer, alimentação, segurança, enfim, deverão ser alocados para tratamento de uma doença que a princípio poderia ter sido evitada ou pelo menos minimizada.
Mas como esse tipo de coisa poderia ser evitada ou minimizada? Obviamente, com pesquisa científica. E não se engane achando me refiro apenas a pesquisa nas ciências duras. Pesquisa em ciências humanas são fundamentais também, já que pessoas que vivem em bairros com a renda mais baixa estão mais vulneráveis ao Aedes Aegypti. Problemas de saneamento básico, esgoto, lixões, distribuição de água, enfim, influenciam na incidência de certos tipos de doença. Pausa para divagação: não consigo entender esse Fla x Flu entre ciências humanas e duras. As últimas são diferentes, usam métodos diferentes, mas apreciar as duas apenas acrescenta.
Muito do que é dito sobre a importância dessa atividade científica e como o corte de gastos no orçamento para a ciência no Brasil pode ser perigoso para o nosso futuro, usa como argumento apenas essa ciência mais utilitária. Esses argumentos não estão de maneira nenhuma errados. Não vou criticá-los, pelo contrário, concordo com todos eles. Na verdade, existe uma vasta noção, senso comum mesmo, de como determinadas pesquisas científicas são úteis e merecem ser mantidas, de maneira que estas justificam a si mesmas. Então, pra que raios eu faria um texto defendendo-as?
Por outro lado, existe uma boa parcela da ciência que enquadro como pesquisa científica não-utilitária e é sobre ela que gostaria de falar a partir de agora. Para evitar ter que me explicar para o leitor Esclarecido, vou usar o termo pesquisa científica não-utilitária para diferenciar daquelas pesquisas realmente inúteis, tipo aquelas pesquisas ganhadoras do meu, do seu, do nosso prêmio científico favorito: O Ig Nobel.
Vou explicar com cuidado o que entendo por não-utilitário através de exemplos de física.
Gravitação, Eletromagnetismo, Mecânica Quântica e O Bóson de Higgs
Quando Isaac Newton escreveu o Principia, ele pensou algo do tipo:
— Vou escrever esse livrinho maneiro porque daqui a uns 300 anos, o povo vai precisar disso pra colocar o homem na Lua, pros satélites… como é que a rapaziada vai assistir a Champions League sem bons satélites geoestacionários? Só me preocupo em saber se o pessoal vai descobrir o eletromagnetismo a tempo.
Evidentemente Newton estava preocupado a toa. Claro que Maxwell formalizaria sua teoria antes dos 300 anos se passarem. De fato, Maxwell escreveu a seguinte frase logo abaixo das suas quatro equações:
— Agora sim, os mano vão assistir as paradas de boa.
Você acredita que a história foi assim? Claro que não. A verdade é que nenhum deles estava preocupado com possíveis aplicações daquelas ideias, sejam aplicações imediatas ou futuras. A única motivação deles era a curiosidade. Isso qualifico como pesquisa não-utilitária. Felizmente, essas duas teorias tem aplicações práticas nos dias de hoje, mas em princípio elas foram desenvolvidas por razões muito mais românticas. Existem diversas pesquisas científicas que foram, são e serão feitas sem a menor motivação prática.
A mecânica quântica é similar, Planck (e Einstein) deram os pontapés iniciais da teoria com a motivação puramente teórica. Novamente, não dá pra ignorar que a mecânica quântica tem um papel importante para a tecnologia hoje em dia, mas sejamos francos, Planck nem imaginava esse tipo de coisa em 1900.
Esses exemplos podem dá a noção (errada) de que por ciência não-utilitária, me refiro a um momento passageiro, que o que hoje é não utilitário, eventualmente se tornará útil no sentido anterior. Mas isso não é necessariamente verdade, e existem diversos campos da ciência cujo objeto final de estudo (possivelmente) jamais terá qualquer aplicação prática. Vou dar um exemplo: o bóson de Higgs. A existência dessa partícula foi conjecturada (como disse antes, um nome chic para algo que os físicos ou matemáticos acham que é verdade, mas não tem a menor ideia de como provar sua veracidade), apenas por consistência do modelo padrão de partículas.
Lembro que na época que essa partícula foi descoberta experimentalmente, muita gente dizia que ela ainda não tinha aplicações tecnológicas, mas que isso eventualmente iria acontecer. Desculpa, mas levando em conta que o bóson de Higgs “vive” por 1.56×10^(-22) segundos e que observá-lo é difícil pra cacete, dizer que a motivação para se estudar essas partículas é uma eventual aplicação tecnológica me soa, no mínimo, estranho. Seria algo como dizer que as pesquisas em paleontologia tem como objetivo as corridas de clones de dinossauros… c’mon guys!
Evidentemente, devemos justificar as pesquisas nessa ciência não-utilitária, e para isso precisamos de muito mais que uma visão romântica do mundo, ou de uma idealização da sociedade. A obrigação em justificar essas pesquisas surge por dois motivos siameses: 1) Por sua natureza bem menos “comercial”, esse tipo de pesquisa não interessa (ou interessa pouco) a iniciativa privada. 2)A existência desse tipo de pesquisa está vinculada efetivamente ao dinheiro dos pagadores de impostos.
Mas ao justificar essas pesquisas, devemos evitar os seguintes argumentos:
- O Argumento Maquiavel:
— Fazemos essas pesquisas não utilitárias pois podemos achar uma aplicação no futuro.
É o chamado wishful thinking. Devemos evitar essa argumentação pois isso pode ou não ser verdade. Fazer as pessoas acreditarem nisso, é simplesmente achar por ter fins nobres, propagar esse tipo de lorota é aceitável. Não somos maquiavélicos, logo deveríamos evitar esse tipo de coisa.
- O Argumento Pollyanna:
— Fazemos essas pesquisas pois essa é uma atividade nobre, importante no contexto histórico, filosófico e nos engrandece enquanto indivíduos.
Confesso que eu concordo com essa visão, mas acho insuficiente pra justificar a gasto do dinheiro público com esse romantismo. Não devemos justificar dessa forma por um motivo bem pragmático. No final das contas, apesar disso ser verdade, Dona Maria está muito mais preocupada em pagar um pouco mais barato pelo quilo do tomate. Então a alocação de recursos para prevenção de pragas é bem mais importante para essa senhora. No fundo, esse romantismo é verdadeiro, na prática é inviável.
Então como diabos justificamos essas pesquisas? “The Higgs Boson Strikes Back”
Felizmente não precisamos de nenhum desses argumentos pra justificar a ciência não-utilitária. Usaremos o seguinte fato:
- A ciência é completamente anárquica.
O que quero dizer com isso é que numa pesquisa científica você começa tentando resolver um problema, aí vai percebendo que para responder a questão inicial, você tem que resolver problemas intermediários e estes podem gerar resultados práticos, mesmo que o problema inicial seja não-utilitário. Problemas intermediários são, por si só, atividades científicas.
Como um exemplo, volte mais uma vez ao bóson de Higgs. Para encontrar essas partículas, essencialmente temos que fazer três coisas:
- Primeiro, construir um acelerador de partículas.
- Depois de construído, devemos colidir partículas.
- Depois de colidir essas partículas, devemos coletar e analisar dados.
Nas duas primeira etapas, por exemplo, você se depara com diversos problemas de ordem técnica, de engenharia. Você precisa de novos matérias isolantes ou condutores, ligas metálicas mais leves, mas que sejam resistentes a altas pressões e temperaturas. Já pensou sobre isso? Mas você concorda que isso é importante?
Depois de colidir as partículas, alguém deve estudar esses dados. A primeira coisa a se fazer é armazená-los, e como você deve imaginar, não dá pra gravar isso num pendrive. Então muita pesquisa deve ser feita para desenvolvimento de tecnologia de armazenamento e transmissão de dados. Depois de guardados, deve-se distribuir esses resultados, já que a sua análise não é um trabalho para uma ou duas pessoas. A colaboração ATLAS por exemplo, conta com mais de 3000 pessoas em 38 países.
Evidente, deve existir algum meio rápido e confiável de se fazer essa distribuição. Isso envolve pesquisa para uma comunicação (internet) mais rápida, pesquisa em redes de computadores. Algo pode ter aplicações comerciais ou em outras áreas da ciência, tais como em biologia, medicina. Bom, não a toa que o CERN está por trás de um dos primeiros websites já feitos. Além disso, essa análise de dados pode envolver desenvolvimento de novos algoritmos, softwares, linguagens de programação, enfim.
Percebe que existe toda uma cadeia produtiva economicamente viável mas cujo “objetivo final” é a descoberta de algo completamente… não-utilitário? Meu argumento é bem simples. Você pode começar sua pesquisa científica tentando resolver algum modelo teórico sobre a origem do universo, mas como a ciência é completamente anárquica, uma solução que você acha nessa sua pesquisa pode ajudar algum outro pesquisador trabalhando em algo um pouco mais mundano. Por exemplo, engenharia de tráfego.
Você entende que supor que ciência só é válida se existir algum tipo de objetivo utilitário direto é completamente insano? Achar que a construção de uma máquina como o LHC é gasto de dinheiro, é ignorar completamente todo esse contexto dito acima. De fato, a culpa é da falta comunicação científica.
Supercondutores & Teoria de Cordas
Já ouviu falar em supercondutores? Bom, essencialmente são materiais que ao serem resfriados até uma certa temperatura, chamada temperatura crítica, passam a ter resistência nula. Isso significa que materiais desse tipo transmitem corrente elétrica sem dissipar energia. Por ser um fenômeno quântico, materiais na sua fase supercondutora apresentam alguns efeitos físicos interessantes, sendo o mais característico o Efeito Meissner. A explicação do efeito Meissner é interessante, mas o importante agora é entender que esses materiais possuem aplicações tecnológicas, por exemplo, em aparelhos de ressonância magnética nuclear e alguns tipos de trens Maglev.
O Problema #1 é o seguinte: até agora, supercondutividade só se manifesta a baixas temperaturas, entre -240˚C a -130˚C (Materiais supercondutores a -130°C são chamados supercondutores de altas temperaturas, sem onda). Isso impossibilita ampla aplicação desses materiais, já que resfriá-los, e mantê-los abaixo da temperatura crítica, é relativamente caro. Qual a alternativa? Uma possibilidade seria desenvolver materiais supercondutores que funcionam a temperaturas ainda mais altas. O problema #2 é que, do ponto de vista teórico, supercondutividade não é entendida completamente. Se você é um jovem Padawan: aqui um problema importante pra você tentar resolver. Superconductivity Army Needs You!
Essencialmente, o problema em se entender materiais supercondutores é que eles são sistemas fortemente correlacionados. Você deve está pensando:
— OPS! Um termo novo! Que diabos são sistemas fortemente correlacionados?!?
Sr. Óbvio responde: ora, jovem gafanhoto, sistemas fortemente correlacionados são sistemas que não são fracamente correlacionados.
Mais uma vez, Sr. Óbvio está certo. Mas você deve está dizendo:
— Mas que resposta imbecil! E que diabos são sistemas fracamente correlacionados?!?
Dessa vez eu respondo: de modo bem simples, sistemas fracamente correlacionados são sistemas físicos que os pesquisadores sabem como resolver teoricamente pois existem métodos matemáticos para esmagar esses problemas. Resposta meio redundante né? Mas essa descrição meio redundante vai funcionar. Uma resposta mais elaborada demoraria mais dois ou três parágrafos. Então ficamos assim: Sistemas Fracamente Correlacionados são o que os físicos sabem resolver e sistemas fortemente correlacionados são aqueles que a matemática apropriada ainda não existe.
Toda essa aventura com os supercondutores aconteciam num território da física chamado de física da matéria condensada. Um pouco longe dessa região, existe um outro território chamado de física de altas energias. Exceto por alguns indivíduos mais ousados e mais inteligentes, os nativos de cada uma dessa áreas ignoravam quase que completamente a região alheia. Na verdade, muitos físicos trabalhando em uma área, ignoram quase todo o resto da física e sabem só o suficiente pra dizer que a pesquisa do coleguinha da sala ao lado é idiota. True story!
Nessa região da física de altas energias, existia uma gang que transitava livremente entre a física e alguns feudos da região da matemática. Esses são os teóricos de supercordas. Esses nobres indivíduos de bom coração estão em busca do cálice sagrado da física: Gravitação Quântica. Bom, por ser um objeto sagrado, gravitação quântica não tem aplicação prática. Divagando novamente: esses nobres cavaleiros tem até o seu velho e novo testamentos. True story 2, esses livros são obrigatórios caso alguém queira dar alguma contribuição científica a teoria de cordas.
Como você pode imaginar, esses dois grupos, os cordistas e os supercondutoristas, se ignoravam mutuamente. Até que em 1997 um jovem cordista argentino, chamado Juan Maldacena, notou algo formidável. Juan estava estudando dois sistemas físicos que aparecem no contexto da teoria de cordas: O primeiro era conhecido como supergravidade em AdS(5)xS^(5) e o segundo era conhecido como N=4 D=4 Super Yang-Mills. Juro que existem boas razões para esses nomes… mas por enquanto pense nisso como dois nomes esquisitos para algo extremamente bonito. É como se Rodrigo Hilbert e Fernanda Lima tivessem os nomes Jubiratan Hilbert e Radigunda Lima, ficaria meio meh né? Enfim, acredite que essas duas teorias que o jovem Juan estava estudando eram muito mais bonitas que esse casal.
Dizem as más línguas que enquanto Juan estudava esses dois sistemas, ele disse em um portunhol perfeito:
— Hermano, estas dos teorias son muy similares; mas ton similares, que diversas quantidades estudadas en la teoria 1, AdS(5)xS^(5), pueden ser compreendidas no lado de la teoria 2, N=4 D=4 Super Yang-Mills.
Físicos dizem que essas duas teorias são duais, e essa ideia de Juan Maldacena é conhecida como correspondência AdS/CFT.
A vantagem? Bom, com essa descoberta, logo ficou claro que as contas que eram bem complicadas no lado da teoria 1, eram bem mais fáceis na teoria 2, e vice-versa. A correspondência AdS/CFT era uma transformação em problemas difíceis em problemas fáceis. Em fisiquês, poderíamos dizer que essa dualidade mapeia sistemas fortemente correlacionados em sistemas fracamente correlacionados.
Lembra que os supercondutores são fortemente correlacionados? Será que podemos usar essa correspondência e transformar esses sistemas físicos em outro fracamente correlacionado? Essa é uma pergunta em aberto, existe toda uma indústria de pesquisa científica pra tentar responder essa questão.
Aqui outro problema pra você jovem Padawan: AdS/CFT Army Wants You!
Notou a conexão disso com a ciência não-utilitária? Talvez a teoria de cordas, algo completamente não-utilitário, resolva problemas bem mais práticos, tais como a construção de trens de alta velocidade. Legal né?
Confesso que sinto uma satisfação pueril ao escrever sobre isso… de qualquer modo, acho que o texto já está grande o suficiente.
Thiago Araujo físico, teórico e praticamente inofensivo.
