B) Breve Histórico da Física Moderna

vem se estruturando nos últimos cem anos e que é fundamentado sobre esse conhecimento? O fato é que muitas pessoas reagem com negação e violência àquilo que não conseguem conceber em suas mentes tão viciadas na antiga visão de mundo. O paradigma materialista científico (veja Parte I) é como uma droga que impregnou toda a sociedade e esta, como a maioria dos adictos, se nega a reconhecer a existência e a extensão do problema, até que a dor de não mudar supere a resistência à mudança. Tentar entender a Mecânica Quântica usando a velha forma de pensar newtoniano-cartesiana é o que causa tanta polêmica e incredulidade por parte dos materialistas. Como dizia o físico Albert Einstein, “Não se pode tentar resolver um problema com o mesmo nível de pensamento que o criou”. É preciso dar um passo além de onde se está para compreender o que será mostrado aqui. Muitos cientistas ainda não se atreveram a dar esse passo, por uma série de razões que exploramos no decorrer desta obra. Mas, certamente, aquele que se dispuser a fazê-lo avançará em direção a uma mudança radical de paradigma. Nada mais será como antes na sua vida, pois com a nova visão, mudarão também sua forma de agir e estar no mundo. Em consequência, os resultados manifestados na própria realidade objetiva serão diferentes do que vinham sendo. A manifestação desta mudança na vida prática acontecerá em decorrência da incorporação desses princípios de forma consistente. Entender os fundamentos da Mecânica Quântica não basta, é preciso aplicá-los sistematicamente na vida diária, até que a pessoa se torne o próprio conhecimento. É nesse ponto que a verdadeira transformação acontece.

Para que possamos entender o contexto em que nasceu a Física moderna é preciso voltar um pouco no tempo. Ao publicar os Princípios Matemáticos de Filosofia Natural, em 1687, o cientista inglês Isaac Newton estabeleceu as bases de uma visão de mundo que orientaria a ciência pelos séculos seguintes, com fortíssima influência até os dias atuais. A Física clássica é o que se ensina nos bancos escolares nos dias de hoje, em todo o mundo. É a visão de mundo que os jovens recebem, gota a gota, em sua formação acadêmica. Basicamente, os fenômenos naturais são separados em duas categorias: os mecânicos, envolvendo o movimento dos corpos sob a ação de forças externas, cujas leis foram unificadas por Isaac Newton e os eletromagnéticos,

envolvendo campos e propagação de ondas eletromagnéticas, cujas leis foram fundamentadas por James Clerk Maxwell1 . A Física clássica é determinista, isto é, parte da ideia de que o Universo comporta-se como uma máquina totalmente previsível, dotada de mecanismo semelhante ao de um relógio. Isto porque , segundo as leis da mecânica, ao conhecermos as condições iniciais de um objeto, tais como posição e velocidade, podemos determinar, matematicamente, o seu comportamento. Com a equação central da mecânica clássica:

F = m.a

Em que F é força, m é massa e a é aceleração, Newton conseguiu explicar o movimento dos objetos na superfície da Terra bem como o movimento dos corpos celestes.

A Física Clássica estabeleceu um paradigma que foi seguido em todas as outras áreas do conhecimento durante séculos. Seu desenvolvimento foi tamanho que alguns físicos, no fi nal do século dezenove, chegaram a afi rmar que a Física não tinha mais o que descobrir. O físico William Th ompson (Lord Kelvin) disse, em 1900: “Não existe nada de novo para ser descoberto na Física. Tudo o que resta é melhorar a precisão das medidas.” Curioso que, no fi nal do mesmo ano, nascia a Física Quântica, que demoliu as previsões conformistas do ilustre físico. Naquela época, o determinismo era o ápice do pensamento científi co, alicerçado na matemática de Newton, na fi losofi a de Aristóteles e na experimentação de Galileu Galilei. Os elementos fundamentais do mundo newtoniano eram as partículas materiais ou corpúsculos. Newton as concebia como objetos pequenos, sólidos e indestrutíveis, a partir dos quais toda matéria era constituída. Essas partículas interagiam e se moviam no espaço e no tempo como bolas numa mesa de bilhar. O tempo e o espaço eram considerados entidades imutáveis e absolutas.

Até o início do século XX, a Física clássica e o determinismo científi co reinaram absolutos, quando duas teorias revolucionárias estremeceram seus alicerces: a Teoria da Relatividade e a Teoria Quântica, os pilares da Física Moderna.

1 OLIVEIRA, Ivan S. Física Moderna: Ed. Livraria da Física.

Albert Einstein, físico alemão (Nobel de Física em 1921) contestou as bases da Física clássica, através da Teoria da Relatividade, publicada em 1905. A teoria, entre outras coisas, postula que a velocidade da luz no vácuo é uma constante universal. É a mesma em todos os sistemas inerciais de referência (300.000 quilômetros por segundo), sendo esta a mais alta velocidade que pode ser atingida na natureza. Segundo Einstein, nada no Universo pode ser mais rápido do que a velocidade da luz no vácuo. Ela propaga-se com uma velocidade que não depende da velocidade da fonte emissora e nem da velocidade do observador. A partir desta teoria, o tempo e o espaço, que até então eram grandezas absolutas nas equações newtonianas, passaram a ser relativos. Na Relatividade, intervalos de tempo e distâncias dependem do movimento do observador. Assim, o tempo passa mais devagar para uma pessoa que se movimenta com velocidade comparável com à da luz do que para outra, parada ou em movimento de baixa velocidade. Esse efeito é conhecido como dilatação do tempo. Da mesma forma, os objetos que se movimentam em altíssimas velocidades sofrem uma contração na direção em que se deslocam. Esse efeito relativístico é conhecido como contração do espaço2 . Tempo e espaço deixam de ser entidades independentes, para se tornarem intimamente vinculados. O espaço tridimensional (altura, comprimento e profundidade) passa a ser associado ao tempo, constituindo agora um continuum quadridimensional, o “espaço-tempo”. Não se pode falar de tempo, sem se falar de espaço e vice-versa.

Einstein foi além e descobriu que massa e energia são grandezas equivalentes, isto é, a massa de um corpo nada mais é que uma forma de energia. Massa e energia são manifestações da mesma substância física. Mesmo um objeto em repouso possui energia armazenada em sua massa e a relação entre ambas é dada pela famosa equação:

E = m.c2

Em que E é energia, m a massa, c a velocidade da luz (300 mil km/s).

2 OLIVEIRA, Ivan S. Física Moderna: Ed. Livraria da Física.

➢ O tempo não passa à mesma proporção para todos os observadores; ➢ A matéria pode se converter em energia e vice-versa; ➢ Dois objetos se movendo a velocidades maiores que a metade da velocidade da luz não poderiam se aproximar a uma velocidade que excedesse aquela da luz; ➢ O tempo progride a taxas menores, próximo a corpos massivos.

Para velocidades baixas, como as que vivemos no cotidiano, os efeitos relativísticos são tão pequenos que podem ser desprezados. Por isso, esses efeitos são estranhos à nossa intuição. Todas essas descobertas causaram impacto na ciência, todavia, a verdadeira revolução decorrente da Teoria da Relatividade de Einstein foi a substituição da ideia tradicional de que o sistema de coordenadas espaço-tempo possui significado objetivo como uma entidade isolada3 . Tempo e espaço deixaram de ser entidades absolutas para se tornarem apenas figuras de linguagem que um observador utiliza para descrever os fenômenos.

A Teoria Quântica

Assim como Einstein derrubou as certezas newtonianas, quando aplicadas a grandes distâncias e velocidades, os resultados da pesquisa do físico alemão Max Planck (Nobel de Física em 1918) questionaram a Física clássica no mundo infimamente pequeno das partículas atômicas. Numa reunião da Sociedade Alemã de Física em 14 de Dezembro de 1900, Max Planck apresentou um artigo sobre a Teoria da Lei de Distribuição de Energia do Espectro Normal. Esse artigo daria início à maior revolução que a Física presenciou desde os seus primórdios, sendo essa data considerada o dia do nascimento da Física Quântica. A palavra “quântica” (do Latim quantum) significa quantidade. Esse termo passou a ser utilizado depois da constatação que as ondas eletromagnéticas, como a luz, por exemplo, pode ser explicada como uma emissão de pacotes de energia (chamados quanta, plural de quantum). Devemos esta descoberta a Planck que, através de seu estudo sobre radiação de corpos negros, descobriu que a energia da radiação térmica

3 MENDEL Sachs. Fhisics Today, vol. 22: fev 1969.

não é emitida continuamente, como se pensava na Física clássica, mas sim através de pulsos de “pacotes de energia”. Para entendermos este conceito de descontinuidade, até então inédito para a Física, Amit Goswami faz uma analogia com uma bolinha descendo uma rampa e outra descendo uma escada: Quando uma bolinha desce uma rampa, pode assumir qualquer posição e valor de energia relacionada à posição. Este é o modelo de continuidade, que representa a Física clássica. Por sua vez, uma bolinha descendo uma escada, só pode assumir posição em um ou outro degrau, com o agravante de que, no caso da bolinha ser um elétron, ele nunca será encontrado em posição intermediária (pulando de um degrau para o outro), como poderíamos ver no caso de uma bolinha comum. Neste caso, a posição e energia relacionada do elétron são ditas “quantizadas”. Este é o modelo da Mecânica Quântica4 . Essa hipótese de energia quantizada, considerada pelo próprio Planck como um “ato de desespero” para tentar explicar a emissão de energia, abre as portas da ciência para uma visão completamente nova do Universo e da realidade. Com este trabalho de Max Planck nascia a Física Quântica embora, somente um quarto de século depois, a teoria seria refinada por expoentes como Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Niels Bohr, John Von Neumann, Paul Dirac, Wolfang Pauli, Max Born, Louis de Broglie, Richard Feynman dentre outros. A Mecânica Quântica é a teoria que descreve o comportamento da matéria na escala do “muito pequeno”, ou seja, é a física dos componentes elementares da matéria como moléculas, átomos e partículas subatômicas. Como vimos, até o final do século XIX, prevalecia a ideia de que tudo era constituído por partículas que tinham seu movimento descrito fielmente pela mecânica newtoniana. O que ocorreu no primeiro quarto do século XX é que um determinado conjunto de experiências apresentou resultados conflitantes com a distinção que se fazia entre os comportamentos de uma partícula e de uma onda. Vamos, primeiramente, apresentar dois conceitos essenciais para a compreensão da Mecânica Quântica, da natureza da realidade e da Ressonância Harmônica.

Partícula: é definida como um objeto extremamente pequeno que possui massa, semelhante a uma minúscula bolinha de gude. Costumamos imaginar que os corpos grandes são compostos de um número imenso destas partículas. Pensamos assim por influência do paradigma newtoniano-cartesiano.

4 GOSWAMI, Amit. O Universo Autoconsciente, São Paulo: Editora Aleph.