segunda-feira, 30 de dezembro de 2013

Causalidade e Determinismo

Heisenberg [1, 2] e Haile [3] abordam os conceitos de causalidade e determinismo numa forma que nos parece clara, e particularmente útil nas discussões sobre as interpretações das visões quântica e clássica da Natureza [4-6]. No que se segue tentaremos sintetizar.
Historicamente, o uso do conceito de causalidade como designação das leis de causa e efeito é relativamente recente. Na filosofia antiga, a palavra causa tinha um significado muito mais geral do que tem hoje. Os escolásticos, por exemplo, seguindo Aristóteles, falavam de quatro formas de causa: a causa formalis, a que hoje chamaríamos, talvez, a estrutura ou o esboço mental duma coisa; a causa materialis, ou seja, a matéria de que uma coisa se compõe; a causa finalis, que é o fim para que uma coisa foi feita, e a causa efficiens, que explica a coisa como consequência dum agente que a origina. Só esta última corresponde aproximadamente ao que hoje entendemos por causa.
O conceito de causa foi evoluindo ao longo dos séculos em estreita ligação com o conhecimento da realidade adquirido pelo homem, e com o aparecimento da ciência da natureza nos princípios da idade moderna. À medida que o homem foi adquirindo um maior grau de conhecimento dos processos materiais, a palavra causa foi sendo referida à ocorrência material que precedia a que se pretendia explicar e que, de algum modo, a tinha produzido.
Já em Kant, que, em muitos aspectos, não faz mais do que tirar as consequências filosóficas do desenvolvimento das ciências a partir de Newton, encontra-se a palavra "causalidade" empregada no sentido que se tornou usual desde o século XIX: "Quando verificamos que alguma coisa acontece pressupomos sempre qualquer outra coisa que, segundo uma regra, deu origem ao acontecimento".
Assim se foi, pouco a pouco, restringindo o alcance do princípio de causalidade, até se tornar equivalente à ideia de que um acontecimento natural é univocamente determinado, isto é, que o conhecimento preciso da natureza ou, pelo menos, de certo sector bem definido dela, basta, pelo menos teoricamente, para prever o futuro. Precisamente, a física newtoniana encontrava-se estruturada de tal modo que, conhecendo o estado de um sistema num dado instante, podia-se prever o futuro movimento do mesmo sistema.
A ideia de que, em última instância, assim ocorrem as coisas na natureza, encontrou, talvez, a sua expressão mais geral na ficção concebida por Laplace, de um demónio que, em certo instante, conhece a posição e a velocidade de todos os átomos, devendo encontrar-se em condições de calcular de antemão todo o futuro do universo. Quando à palavra causalidade se dá uma interpretação tão restritiva, fala-se antes em determinismo, entendo-se por tal, a doutrina segundo a qual existem leis naturais fixas, que determinam univocamente o estado futuro de um sistema a partir do seu estado actual.
O determinismo clássico-newtoniano foi complementado (não erradicado totalmente, sublinhe-se) pela mecânica quântica com a introdução de aspectos probabilisticos, os quais, a nosso ver, em nada  contradizem a objectividade da ciência. O problema essencial que a mecânica quântica levanta é o do significado de realidade objectiva que é frequentemente confundida com o conceito de objectividade da ciência. Mas isto será tema para outras discussões.

Referências

[1] W. Heisenberg, "A Imagem da Natureza na Física Moderna", Livros do Brasil, Lisboa, 1962.
[2] W. Heisenberg, "Physics and Philosophy", Penguin Books, 1990.
[3] J. M. Haile, "Molecular Dynamics Simulation. Elementary Methods",  J, Wiley & Sons, New York,  1992.
[4] J. Baggott, "Beyond Measure. Modern Physics, Philosophy and The Meaning of Quantum Theory", Oxford University Press, 2004.
[5] F. Fernandes, "The Interpretation of Quantum Mechanics Revisited", Coimbra University Press, 2011.
[6] F. Fernandes, "On Decoherence Theory", CCMM, Univ. Lisboa, 2012.

sábado, 28 de dezembro de 2013

Sobre o bosão de Higgs

O prémio Nobel da Física 2013, foi atribuído a Peter Higgs e François Englert pela descoberta do bosão de Higgs, cuja existência foi prevista teoricamente, em 1964, pelos trabalhos independentes de Englert e Higgs.
No vídeo seguinte, produzido pouco antes da confirmação experimental do bosão, o Dr. Lincoln explica de forma simples e apelativa o que é o bosão de Higgs.



( Se a imagem do vídeo não for visível no seu browser, tente: http://youtu.be/UPJ4F-bb6_A )

Durante a explicação refere-se que o top quark tem uma massa semelhante à do átomo de ouro. Note-se, contudo, que os protões e neutrões dos núcleos atómicos são constituídos apenas por up e down quarks, sendo o top quark, de facto, a partícula subatómica mais pesada, mas altamente instável, que se conhece como é descrito na nota:

http://press.web.cern.ch/backgrounders/top-quark

Finalmente, vale a pena ler a declaração de Peter Higgs ao jornal britânico The Guardian:

http://www.esquerda.net/artigo/nobel-da-f%C3%ADsica-de-2013-diz-que-hoje-não-teria-lugar-na-academia/30526

Perspectivas da Química Computacional

Onde se define o âmbito da Química Computacional e se refere a intensa actividade em Portugal. Uma contribuição para o Ano Internacional da Química, 2011, em português e inglês.

http://webpages.fc.ul.pt/~fmfernandes/QuimComp_AIQ2011/index.htm

Transições e Coexistência de Fases em Nanoclusters de KCl

Uma contribuição para o Ano Internacional da Química, 2011, em português e inglês. Inclui animações computacionais.

http://webpages.fc.ul.pt/~fmfernandes/clusters_IYC2011/index_po.htm

Cinquentenário da Simulação Computacional em Mecânica Estatística. II-Desenvolvimento e Aplicações Fundamentais

Onde se aborda o método da Dinâmica Molecular, o progresso e algumas aplicações da simulação computacional...

http://webpages.fc.ul.pt/~fmfernandes/Papers/bl93_05.pdf

Cinquentenário da Simulação Computacional em Mecânica Estatística. I-Os primeiros passos

Onde se descreve o nascimento do método de Monte Carlo e as "dores de parto" que sofreu...

http://webpages.fc.ul.pt/~fmfernandes/Papers/bl90_05.pdf

A descoberta do C60 e de outros Fulerenos. Arte, Geometria e Química

Slides de uma história contada a alunos do Ensino Secundário

http://webpages.fc.ul.pt/~fmfernandes/Papers/Fulerenos.pdf