'Fundamentos' mostra como a realidade é construída a partir de alguns ingredientes básicos

 Frank Wilczek, ganhador do Nobel, compartilha lições essenciais de física

Por Tom Siegfried

26 DE JANEIRO DE 2021 

Como a história geralmente é contada, a ciência começou quando alguns pensadores profundos da Grécia antiga decidiram rejeitar as explicações mitológicas populares para vários fenômenos naturais. Esses primeiros filósofos buscaram explicações lógicas para coisas como tempestades, em vez de atribuí-las a Zeus tendo acessos de raiva na forma de raios.

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Mas a filosofia científica grega primitiva não tratava apenas de substituir o mito pela lógica. Para os gregos, explicar a realidade não significava apenas conceber uma razão lógica para cada fenômeno natural isoladamente - era também buscar uma explicação profunda e coerente para tudo. E isso significou identificar princípios fundamentais que explicam uma diversidade de fenômenos, abrangendo a totalidade da realidade física. Essa é a essência da ciência.

A ciência hoje é muito mais avançada, precisa e complexa do que era nos tempos antigos. No entanto, todo o conhecimento sofisticado de hoje da realidade física também está enraizado em alguns princípios fundamentais, que o ganhador do Nobel de física Frank Wilczek tenta identificar e explicar em seu livro mais recente, Fundamentals: Ten Keys to Reality .

Os fundamentos de Wilczek são enquadrados como as "lições fundamentais que podemos aprender com o estudo do mundo físico", conforme expresso pelas "mensagens centrais da física moderna". Cada capítulo avalia um dos “princípios gerais” que ele considera fundamental. Ele explica seu papel na compreensão física moderna e os relaciona com "como nós, humanos, nos encaixamos no quadro geral."

Ele divide seu relato em duas partes principais: “O que existe” e “Princípios e fins”. Ele descreve os fundamentos que identifica a partir da perspectiva de dois temas: "abundância" e "nascer de novo". (Ele não quer dizer "nascer de novo" em um sentido religioso, mas sim como uma expressão da necessidade de perceber que a visão do mundo baseada na experiência humana comum não está de acordo com a realidade subjacente que a ciência moderna revela. devemos “nascer de novo”, sem preconceitos formados na infância, para apreciar os verdadeiros fundamentos da realidade.)

O que há, Wilczek afirma, inclui muito espaço e muito tempo. O espaço, por exemplo, é vasto, não importa para onde olhemos - em comparação com o universo, as pessoas são minúsculas; em comparação com o átomo, as pessoas são enormes. Da mesma forma, o universo existe há muito tempo e tem um futuro ainda mais longo pela frente. Ingredientes adicionais deste vasto cosmos consistem em um punhado de partículas subatômicas, ou mais precisamente, campos quânticos responsáveis ​​por essas partículas. E seu comportamento é governado por um pequeno conjunto de leis físicas, conforme codificadas nas equações da relatividade geral e no “modelo padrão” dos físicos de partículas e forças. Esses ingredientes, embora de tipo limitado, existem em quantidades abundantes. E o suprimento de energia no cosmos necessário para cozinhar esses ingredientes em coisas complexas é imenso:

Wilczek descreve como todos esses ingredientes chegaram à forma que vemos hoje em seus capítulos “Princípios e fins”. Uma parte fundamental da história é o surgimento da complexidade, apesar da simplicidade dos fundamentos - os poucos ingredientes governados por poucas leis. Acontece que pequenas diferenças na distribuição dos ingredientes levam a uma diversidade de estrutura e composição encontrada em todas as escalas em todo o cosmos. Nuvens de gás no espaço que diferem apenas ligeiramente, por exemplo, “podem produzir sistemas de estrelas e planetas que diferem drasticamente”.

Outra ideia-chave é o fundamento final de Wilczek, o princípio de complementaridade do físico Niels Bohr. Compreender o mundo requer a compreensão expansiva de que uma coisa vista "de diferentes perspectivas, pode parecer ter propriedades muito diferentes ou mesmo contraditórias". E é por isso que “o mundo é simples e complexo, lógico e estranho, legal e caótico”.

Fundamentos é uma conta envolvente da história da compreensão da realidade da humanidade, contada por um dos principais contribuintes para as partes recentes dessa história. O domínio de Wilczek sobre a física que ele relata é abrangente e confiável; ele transmite detalhes técnicos com uma rara combinação de precisão e acessibilidade. Ele é um pouco vago sobre um pouco de sua história, no entanto. Ele dá uma data incorreta para o experimento Geiger-Marsden que levou à descoberta do núcleo atômico, por exemplo. Além disso, Einstein não baseou sua proposta original de fótons no trabalho de Max Planck, e Wolfgang Pauli não disse que o neutrino não poderia ser observado na carta em que ele o propôs originalmente.

Deixando de lado essas reclamações, Wilczek fornece um guia excepcionalmente claro para o estado do conhecimento físico no início do século 21, muito no espírito do tipo de explicação que os gregos antigos desejavam. Claro, como enfatiza Wilczek, a história ainda não acabou. Talvez daqui a um século ou mais, outra pessoa terá de retomar a tarefa.

“Nós entendemos muitos aspectos do mundo físico muito profundamente”, escreve Wilczek. No entanto, “nossa compreensão do mundo físico ainda está crescendo e mudando. É uma coisa viva. ”

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Fonte da história :Science News