segunda-feira, 29 de agosto de 2005

Who designed the Designer?

Quem projetou o estilista?

Disse Bush de que "desenho inteligente" deve ser discutido em sala de aula como um contraponto à teoria da evolução levou a questão à frente da infelizmente chamado ''guerra" entre ciência e religião.

Não que os proponentes da ID aceitem, pelo menos abertamente, um rótulo religioso. Eles alegam que ID é ciência e deve ser tratado como tal. Afinal de contas, eles não afirmam que o designer é Deus. Ele pode ser qualquer tipo de inteligência, basta ser brilhante e poderoso o suficiente para criar a incrível complexidade da vida: Nós (ou bacteriana nossos antepassados), são os ratos em laboratório em curso numa experiência. De acordo com alguns ''IDists", a possibilidade de que o designer é um extraterrestre inteligência não devem ser negligeniadas. Vou tentar convencê-lo de que deveria.

Alguns dos meus colegas pensam que o que estou a fazer agora é errado; Que, para um cientista para discutir o assunto está a dar - lhe uma credibilidade que não merecem. Eles se recusam a participar na mesa redonda discussões com IDists, alegando que o esforço eleva - se a um enorme desperdício de tempo, que aqueles que apoiam desenho inteligente fazê-lo por razões que não são científicas e que nenhuma 60-hora ou vitalícia debate iria mudar a sua opinião.

Discordo.É verdade que argumentar racionalmente com aqueles que acreditam cegamente na ID ou qualquer outra coisa é impossível. Extremistas de qualquer espécie são surdos à razão. Mas não é a platéia de cientistas devemos ter em mente. Elas devem ser orientadas para os milhões de outros que têm assento na barreira, confuso e curioso, perguntando-se por que razão o heck cientistas, que são tão certo de suas teorias, não aparecem publicamente a demolir o "IDists" para, de uma vez por todas. Mas enquanto cientistas continuam a maioria silenciosa, creationists e IDists proclamar sua "verdades" para todos os que querem ouvir. Os cientistas precisam falar.

A hipótese é científica se puder ser validado empiricamente. Um ''preciso ver para crer" - exatamente o oposto do "crer para ver", que constitui a premissa de muitos sistemas religiosos. É muito mais fácil de ver milagres em toda parte se você acredita neles. A científica ''ver para crer " é apoiada por dados adquiridos no laboratório ou por meio de observações. Se a hipótese é justificado, a comunidade científica, depois de muita discussão, ela aceita. Isto não significa que permanecerá parte do estabelecido "Verdade". Novas teorias germinam através das rachaduras das antigas.Ciência necessita de crise para evoluir.Ela precisa de mistérios. É sempre incompleta. Por trás de nossa ignorância não existe apenas a ciência que ainda não foram desenvolvidas.

Aqui está um exemplo.

Lá atrás no século 19, era sabido que a órbita do Mercury desloca muito lentamente, como um "wobbling topo". O comportamento da órbita era um mistério, e a teoria da gravidade de Newton não poderia descrevê-lo. Astrônomos ainda inventaram um planeta imaginário entre Mercúrio e o Sol para explicar a anomalia. Em 1916, Einstein propôs uma nova maneira de pensar sobre gravidade, a sua teoria geral da relatividade. Em vez de misteriosa ação Newtoriana a distância, Einstein sugeriu que o espaço era plástica, e que o espaço poderia dobrar e esticar-la como uma folha de borracha.

Teoira de Einstein explicou "Mercury's wobbling" como consequência da dobra do espaço perto do sol. Nova ciência resolveu um antigo mistério. Significa isto que Einstein da teoria é a última palavra em gravidade? Não. Eventualmente, será modificado por uma forma mais poderosa teoria capaz de explicar as coisas que não podem.

A hipótese ID, que nós, ou alguns passos fundamentais na evolução da vida, são produtos de determinado projeto não é científica. Ele não pode ser confirmado experimentalmente. A afirmação de que a vida é complexa demais para ter acontecido por acaso e que estamos de certa forma fundamentalmente incapazes de compreender o "como", reflete uma profunda atitude não-cientifica, um põe-baixo da razão humana. As incertezas de hoje são o futuro da nova ciência.

Se eu tivesse a oportunidade de conhecer o pressuposto "Designer", se eu pudesse perguntar o que, para mim, é a questão mais importante de todas elas: ''Mr. Designer, quem designou voce?" Se o "Designer" responder que ela não sabe, que talvez ele também foi concebida, que dividem-se em uma infinidade regressão, volta diretamente para o problema da causa primeira, a única que não precisa causar. Neste ponto a máscara cairá e nós finalmente descobrir a verdadeira identidade do IDists' Designer. Devemos capitalizar a palavra, uma vez que esta é a forma como são ensinadas para se referir a Deus.


By Marcelo Gleiser | August 29, 2005
THE BOSTON GLOBE

THE DECLARATION by President Bush that ''intelligent design" should be discussed in the classroom as a counterpoint to the theory of evolution has pushed the issue to the forefront of the unfortunately named ''war" between science and religion.
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Not that the proponents of ID accept, at least openly, a religious label. They claim that ID is science and should be treated as such. After all, they don't state that the designer is God. It can be any kind of intelligence, just bright and powerful enough to create the amazing complexity of life: We (or our bacterial ancestors) are the lab rats in an ongoing experiment. According to some ''IDists," the possibility that the designer is an extraterrestrial intelligence should not be neglected. I will try to convince you that it should.

Some of my colleagues think that what I am doing right now is wrong; that for a scientist to discuss the issue is to give it a credibility it doesn't deserve. They refuse to participate in roundtable discussions with IDists, claiming that the effort amounts to a huge waste of time, that those who support intelligent design do so for reasons that are not scientific and that no 60-minute or lifelong discussion would change their minds.

I disagree. It's true that arguing rationally with those who blindly believe in ID or anything else is impossible. Extremists of any sort are deaf to reason. But this is not the audience scientists should have in mind. They should be targeting the millions of others who sit on the fence, confused and curious, wondering why the heck scientists, who are so sure of their theories, don't appear publicly to demolish the IDists for once and for all. But while scientists remain mostly silent, creationists and IDists proclaim their ''truths" for all who want to hear them. Scientists need to speak up.

A hypothesis is scientific if it can be empirically validated. One must ''see to believe" -- exactly the opposite of the ''believe to see" which forms the premise of many religious systems. It's much easier to see miracles everywhere if you believe in them. The scientific ''see to believe" is supported by data acquired in the lab or through observations. If the hypothesis is vindicated, the scientific community, after much debate, accepts it. This doesn't mean it will remain part of the established ''truth." New theories sprout through the cracks of old ones. Science needs crisis to evolve. It needs mysteries. It is always incomplete. Behind our ignorance there is just the science we haven't yet developed.

Here is an example. Late in the 19th century, it was known that Mercury's orbit shifted very slowly, like a wobbling top. The orbit's behavior was a mystery, and Newton's theory of gravity couldn't describe it. Astronomers even invented an imaginary planet between Mercury and the Sun to explain the anomaly.

In 1916, Einstein proposed a new way to think about gravity, his general theory of relativity. Instead of Newton's mysterious action-at-a-distance, Einstein suggested that space was plastic, that matter could bend and stretch it like a rubber sheet. Einstein's theory explained Mercury's wobbling as a consequence of the bending of space near the Sun. New science resolved an old mystery. Does this mean that Einstein's theory is the last word in gravity? No. Eventually, it will be modified by a more powerful theory capable of explaining things it cannot.

The ID hypothesis, that we, or a few key steps in the evolution of life, are products of purposeful design is not scientific. There is no way to test it. It cannot be confirmed experimentally. The statement that life is too complex to have happened by chance and that we are somehow fundamentally incapable to understand how reflects a deeply unscientific attitude, a put-down of human reason. The uncertainties of today are tomorrow's new science.

If I had the opportunity to meet the assumed designer, I'd ask what, to me, is the most important question of them all: ''Mr. Designer, who designed you?"

If the designer answers that it doesn't know, that perhaps it was also designed, we fall into an endless regression, straight back to the problem of the first cause, the one that needs no cause. At this point the mask tumbles and we finally discover the true identity of the IDists' Designer. We should capitalize the word, as this is how we are taught to refer to God.

Marcelo Gleiser, a professor of physics and astronomy at Dartmouth College, is the author of ''The Prophet and the Astronomer: A Scientific Journey to the End of Time." He is currently working on a biographical novel of Johannes Kepler.
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domingo, 28 de agosto de 2005

Universos de proveta

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Antes de se entregar ao estudo da filosofia, o alemão Immanuel Kant estudou com afinco o Universo. Em 1751, leu o livro do inglês Thomas Wright, o primeiro a especular sobre o formato de nossa galáxia: segundo Wright, a Via Láctea era uma coleção de estrelas achatada entre dois planos. Sabendo que o Sistema Solar também tem a forma achatada, com o Sol no centro e os planetas girando à sua volta em um plano, como azeitonas numa pizza, Kant sugeriu que as duas estruturas foram formadas por processos semelhantes. Indo além, sugeriu que padrões idênticos repetem-se Universo afora. Passados 250 anos, podemos afirmar que, de certa forma, o filósofo alemão estava certo.


Pela primeira vez, o Universo que simulam os no computa dor se assemelha àquele que vemos com telescópios


Através de grandes telescópios, astrônomos vêm medindo os detalhes das estruturas que povoam o cosmo, algumas delas tão vastas que atingem centenas de milhões de anos-luz. Que estruturas são essas e como elas foram formadas?

Em cosmologia, a unidade usada é uma galáxia: quando astrônomos fazem mapas dos céus, cada ponto corresponde a uma galáxia. Fica subentendido que cada galáxia tem desde milhões até centenas de bilhões de estrelas. Galáxias, como tudo no Universo, são atraídas umas às outras pela gravidade, a força escultora das estruturas cósmicas. Às vezes, várias galáxias estão próximas o suficiente para formarem um grupo, como um bando de abelhas em torno de uma colméia -que seria uma espécie de supergaláxia. Tais grupos de galáxias são chamados aglomerados. Hoje, sabemos que no centro das supergaláxias existem gigantescos buracos negros com massas de centenas de milhões de sóis. Como entender a sua formação?

Pondo o Universo num computador. A idéia é simular as interações gravitacionais entre galáxias, acompanhar como respondem às várias forças que agem sobre elas e ver se, no final, o Universo simulado se parece com o observado. Se sim, isso significa que entendemos como as estruturas de larga escala foram formadas na medida em que o Universo foi expandindo nos últimos 13 bilhões de anos. Se não, temos de revisitar nossos modelos de como a gravidade atua na formação das estruturas cósmicas.

Nos últimos 20 anos, avanços na computação vêm permitindo simulações cada vez mais realistas da história cósmica. Recentemente, um grupo multinacional de astrofísicos apresentou resultados da simulação mais avançada de todos os tempos: em um cubo com 2 bilhões de anos-luz de lado, os cientistas foram capazes de observar a formação de mais de 20 milhões de galáxias, juntamente com alguns buracos negros supermaciços. Não só isso: os resultados concordam com as observações mais recentes, que sugerem que a matéria que vemos no Universo é apenas parte da história: o modelo só é compatível com as observações se forem adicionados dois ingredientes a mais -a matéria escura, feita de partículas que só interagem gravitacionalmente, e a energia escura, uma forma misteriosa de energia que provoca a aceleração da expansão cósmica, observada em 1998.

Pela primeira vez, o Universo que simulamos no computador se assemelha àquele que vemos com telescópios. A grande vantagem da simulação é que ela pode ser controlada, parâmetros podem ser modificados, tornando possível criar universos distintos do nosso, com histórias e estruturas diferentes. O computador permite-nos criar universos de proveta, de modo a entender melhor as propriedades do nosso e o que o torna tão especial.

domingo, 21 de agosto de 2005

O quantum invisível


MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Na semana passada escrevi sobre as máquinas quânticas, que têm dimensões tão pequenas que vivem na fronteira entre o nosso mundo, o mundo clássico, e o mundo quântico, dos átomos. Imagino que vários leitores queiram saber mais sobre essa fronteira, ou mesmo sobre o que é esse tal mundo quântico, com sua fama de estar repleto de mistérios.

Começo afirmando que a fama é mesmo merecida. No mundo dos átomos, efeitos estranhos, aparentemente mágicos, ocorrem com freqüência. Aliás, são a regra e não a exceção. Por exemplo: no nosso mundo, quando vemos uma bola de bilhar rolando sobre uma mesa, podemos afirmar com confiança onde ela está e estará no futuro. Entretanto, se a bola fosse um elétron ou um próton, não poderíamos mais afirmar nada com certeza. No máximo, poderíamos estimar a probabilidade de o elétron estar nessa ou naquela posição em determinado momento. Algo acontece quando mergulhamos no mundo do muito pequeno, algo que distorce o significado das coisas, transformando o certo em apenas provável.

Em 1924, o francês Louis de Broglie propôs que todas entidades materiais em movimento -você, eu, a bola na mesa, o elétron nos átomos- podem ser consideradas ondas. Einstein tinha sugerido algo semelhante com a luz: em 1905, conjeturou que ela pode ser vista como uma onda ou uma partícula, que mais tarde foi chamada de fóton. De Broglie ofereceu uma fórmula para calcular o comprimento de onda de um determinado objeto. Antes, uma explicação. Imagine ondas passando em sucessão, crista após crista, como acontece quando uma pedra é jogada numa poça d'água. A distância entre as cristas é chamada de comprimento de onda. No caso da pedra caindo na poça, o comprimento de onda é da ordem de centímetros.

Se tudo é onda, por que não vemos o mundo à nossa volta ondulando? A resposta se encontra na fórmula proposta por De Broglie. O que deve ser comparado é o tamanho do objeto com seu comprimento de onda: se os dois forem semelhantes, efeitos quânticos são importantes. Se o objeto for muito maior do que o seu comprimento de onda, os efeitos quânticos são desprezíveis. Todos os processos quânticos são controlados por uma constante fundamental chamada "constante de Planck" (representada pela letra h), que é extremamente pequena. Por exemplo, o comprimento de onda (l) de um objeto é proporcional à constante de Planck (h) e inversamente proporcional ao produto de sua massa (m) por sua velocidade (V): l = h/ (mV). A fórmula de de Broglie! Está tudo aqui: como a constante h é pequena, para que um objeto tenha efeitos quânticos mensuráveis, seu momento (o produto mV) tem também de ser muito pequeno. Por exemplo, uma gota d'água pingando de uma torneira tem um comprimento de onda aproximado de um trilionésimo de trilionésimo de metro (10-24 m). Tomando seu tamanho como 0,1 mm, ou 10-4 m, o efeito acaba se tornando desprezível. Você, caro leitor, movendo-se em um carro a 60 km/h, tem um comprimento de onda um trilionésimo de metro menor que isso. (Não vale pôr velocidade zero, pois a fórmula não é aplicável para corpos em repouso. Ondas têm de se mover.)

Toda a mágica quântica vem dessa chamada dualidade partícula-onda. Infelizmente, os efeitos desaparecem no nosso mundo, ou mesmo no mundo das bactérias, com milionésimos de metro. Porém, no mundo dos átomos, a mágica jamais pára.


domingo, 14 de agosto de 2005

Máquinas quânticas

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Quando os primeiros computadores foram criados, enchiam salas imensas, válvulas aquecidas e toneladas de fios dando-lhes a aparência de monstros tecnológicos. Hoje, laptops têm muito mais potência de cálculo do que esses seus primeiros antepassados. A tendência da tecnologia é a miniaturização crescente. Circuitos de computadores contêm milhões de transistores, impressos em placas tão pequenas que mal enxergamos os detalhes a olho nu. E, claro, em nossa pressa urbana, queremos máquinas ainda menores e mais velozes, pouco ligando para como a coisa é feita. Uma pena esse descaso com relação às verdadeiras preciosidades da engenharia que usamos com tanta freqüência: celulares, TVs a cabo, DVDs, GPS, ipods, a lista cresce a cada dia. Não me refiro ao aspecto externo, o design de ponta, mas ao interno, os circuitos integrados, os processadores, o poder de transmissão vindo de objetos tão pequenos.


A caixa preta não só vem diminuindo de tamanho: vem também ficando cada vez mais misteriosa


Inevitavelmente, a tecnologia se esconde cada vez mais das pessoas. No início do século 20, as novidades para o público eram a luz elétrica e os primeiros carros. Todavia, vem já de lá esta crescente ocultação da tecnologia dentro da "caixa preta": apertamos os botões sem saber como as coisas funcionam dentro da caixa. Daí que, quando as coisas quebram, ou jogamos fora ou chamamos os técnicos, aqueles que sabem como abrir a caixa preta e, ao menos em princípio, consertar o que for necessário. A caixa preta não só vem diminuindo de tamanho: vem também ficando cada vez mais misteriosa. A situação piorará ao entrarmos na era das máquinas quânticas.

Qual a menor máquina que usamos no dia-a-dia? Não muito pequena, talvez um barbeador elétrico, um ipod, um marca-passo, um aparelho de audição. Esses exemplos são todos bem grandes, de dimensões de centímetros. Imagine máquinas milhares de vezes menores do que isso, com tamanho comparável ao de bactérias. Sabemos que células são máquinas extremamente sofisticadas, movidas pela dança das proteínas. Se a natureza pode criar máquinas tão pequenas, por que não os homens? São as máquinas quânticas, objetos de porte comparável ao de células ou até menores, nos limites entre os mundos da física clássica e da física quântica, que descreve o comportamento dos átomos e das moléculas.

Osciladores eletromecânicos capazes de vibrar milhões de vezes por segundo (como comparação, carros funcionam a 3.000 rpm, ou 50 rotações por segundo); detectores sensíveis à presença do campo magnético criado por um único elétron; em breve, nanocâmeras que filmam moléculas individualmente. Essas são algumas da invenções da nanotecnologia, a ciência que estuda o comportamento de máquinas submicroscópicas. Uma das aplicações será na medicina: a criação de nanorrobôs pequenos o suficiente para serem inseridos na corrente sangüínea do paciente, identificar artérias bloqueadas ou prestes a serem bloqueadas, e destruir a causa do bloqueio.

Do ponto de vista da física, as nanomáquinas representam uma nova fronteira do conhecimento, onde as flutuações sempre presentes no mundo do muito pequeno servem de fonte para as vibrações utilizadas pelos vários aparelhos. Essa é uma das diferenças entre o mundo clássico e o quântico: no quântico, não existe repouso, tudo vibra continuamente. Em vez de eliminar as vibrações inerentes aos materiais, as novas tecnologias alçam mão do "se não podemos derrotá-los, que nos unamos a eles", criando caixas pretas de dimensões moleculares.


domingo, 7 de agosto de 2005

Panspermia: uma breve história



A idéia evita a questão mais interessante: qual a origem da vida, aqui ou em outra parte do cosmo?
MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Não, a "Micro/Macro" não virou coluna pornográfica. Panspermia é a hipótese de que a vida na Terra foi importada de algum outro lugar do espaço. Tudo começou com a idéia da pluralidade de mundos- ou seja, o Sistema Solar não seria o único com uma estrela circundada por planetas. Já na Grécia antiga filósofos falavam da possibilidade de outros mundos, alguns até com formas de vida distintas das da Terra. Epicuro (341-270 a. C.) sugeriu: "Devemos acreditar que em todos os mundos existem criaturas e plantas, tal como aqui". Um de seus seguidores, Metrodoro, escreveu: "Considerar a Terra o único mundo povoado no espaço infinito é tão absurdo quanto imaginar que em um campo semeado por inteiro apenas uma planta nascerá".

A hipótese dos gregos ganhou força quando Copérnico sugeriu, em 1543, que a Terra era apenas um planeta e não o centro do cosmo. Afinal, se a Terra não tem nada de especial e a vida é abundante aqui, por que não em outras partes? Kepler, o primeiro astrônomo a levar o copernicanismo a sério, chegou até a escrever o que muitos consideram o primeiro conto de ficção científica, "O Sonho", sobre criaturas que viviam na Lua. Em 1686, o francês Bernard le Bovier de Fontenelle publicou "Conversas sobre a Pluralidade dos Mundos", um diálogo fictício entre um filósofo e uma marquesa sobre a possibilidade de vida extraterrestre. O livro causou enorme sensação. Para evitar problemas com a Igreja Católica, Fontenelle afirmou que os extraterrestres não eram descendentes de Adão e que, portanto, não deveriam influenciar questões teológicas. Mesmo assim, sua obra foi posta no "Index" (o catálogo de livros proibidos do Vaticano).

Quando os micróbios foram descobertos, a possibilidade de vida extraterrestre ganhou ainda mais força. Os ETs poderiam perfeitamente ser bactérias exóticas, desconhecidas aqui. Louis Pasteur, que conhecemos pela pasteurização do leite, estudou a questão seriamente. Pensando, no começo de sua carreira, que a vida apareceu de matéria inanimada através de geração espontânea, acabou se convencendo do contrário: a vida que aparece em restos de comida expostos ao ar por um tempo vem de fora, por contaminação. Seu livro, publicado em 1860, influenciou, entre outros, o grande físico William Thomson, lorde Kelvin, conhecido pela escala de temperatura com o seu nome. Kelvin sugeriu que a vida na Terra veio do espaço, transportada em meteoritos, pedaços de "outros mundos", que serviam de naves de imigração. Calculando, corretamente, que a Terra é bombardeada anualmente por toneladas dessas pedras, Kelvin escreveu: "A hipótese que a vida aqui se originou de fragmentos de outros mundos pode parecer fantasiosa e visionária; mas mantenho que deve ser considerada científica".

Svante Arrhenius, o químico sueco vencedor do prêmio Nobel de 1903, refinou as idéias de Kelvin. Afirmando que impactos de meteoritos são violentos demais para que a vida sobreviva, sugeriu que ela tenha chegado aqui em sementes carregadas pelo vento solar, do mesmo modo que na Terra são carregadas pelo vento. Hoje sabemos que ambas as idéias são possíveis: sementes terrestres podem de fato sobreviver durante anos no espaço. E as extraterrestres, se existirem, podem ser transportadas em meteoritos, já que as temperaturas interiores não são muito altas. Mesmo assim, a idéia da panspermia evita a questão que, para mim, é a mais interessante: qual a origem da vida, aqui ou em outra parte do cosmo?