Como a Física do século 20 impactou as ciências e a filosofia

 

O que é a "natureza" e o "universo material"? 

Em 1948 foi publicado o livro "A Natureza do Mundo Físico" do astrofísico, matemático e filósofo inglês, Arthur Stanley Eddington, que trata do resultado filosófico das grandes mudanças do pensamento científico que ocorreram entre 1906 e 1927 (esta última data foi o ano em que o autor expôs seus argumentos nas Palestras Gifford na Universidade de Edimburgo). 

Nas palavras do cientista, a teoria da relatividade e a teoria quântica levaram a estranhas novas concepções do mundo físico; o progresso dos princípios da termodinâmica operou mudanças mais graduais, mas não menos profundas. O objetivo do livro de Eddington é esclarecer a visão científica do mundo atual e, onde estiver incompleta, julgar a (possível) direção em que as idéias pendem. 

Resumidamente Eddington explica como as duas teorias provadas matematicamente modificaram o entendimento da existência (por isso o impacto na filosofia, particularmente em seu campo da ontologia). A teoria da relatividade mostra que não existe um único referencial de espaço como se pensava desde as descobertas de Isaac Newton no fim do século 18 - o espaço é predominantemente relativo. Além disto ele não é algo distinto e completamente separado do tempo como se pensava na ciência tradicional fundada por Newton, daí a sua classificação de "curvatura espaço-tempo". Diferentemente do espaço-tempo, a velocidade da luz é absoluta e não relativa - ela é sempre a mesma em qualquer situação, por mais adversa que seja, além de servir de limite máximo de velocidade possível. A teoria quântica, por sua vez, indica que os átomos são constituídos principalmente por "espaços vazios", pois suas partículas (nêutrons, elétrons...) ocupam um espaço insignificante de sua estrutura, além de não serem sólidos (são cargas elétricas). Estes elétrons também teriam o "movimento" relativo, sendo difícil de rastrear com precisão (não é simples como as representações similares de um mini sistema solar ensinadas nas escolas durante todo o séc. 20). 

Eddington afirma que gostaria de lembrar que o matiz idealista de sua concepção do mundo físico surgiu de pesquisas matemáticas sobre a teoria da relatividade. Ele decidiu desenvolver seu estudo além da ciência (rumo à filosofia), usando como justificativa para tal expedição o fato dela poder proporcionar uma visão melhor de seu próprio domínio científico. 

Ambas teorias indicam uma grande diferença entre um objeto analisado cientificamente com sua peculiar composição sub-atômica e um objeto percebido / interpretado de forma cotidiana que consideramos como o tipo de realidade "material" - Este último, Eddington (com alguma dose de humor) apelida de um "protesto encarnado contra o subjetivismo berkeleiano*". 

(*Berkeley pode ser considerado um idealista, ou mentalista, que se opôs ao materialismo surgente no fim do séc. 18)

 Após Eddington mostrar que os objetos (usa como exemplo uma mesa) são praticamente separados em duas realidades, a 1ª que é perceptível (pela visão, pelo tato etc) e a 2ª que é "científica" e imperceptível pois suas partículas (que não são sólidas) totalizam menos de um bilionésimo de seu volume, ele afirma: 

Não preciso dizer a você que a física moderna, por meio de testes delicados e lógica implacável, me assegurou que minha segunda mesa científica é a única que está realmente lá - onde quer que "lá" esteja. Por outro lado, não preciso dizer-lhe que a física moderna (mais atual após as descobertas das duas primeiras décadas do séc. 20) nunca conseguirá exorcizar aquela primeira mesa – estranho composto de natureza externa, imagens mentais e preconceito herdado – que permanece visível aos meus olhos e tangível ao meu alcance. 

Estas duas "realidades" chamadas por ele de "mundo familiar" (tipicamente percebido por nossos sentidos) e "mundo científico" (revelado pela física). Eddington segue explicando: (alguém poderia me perguntar) “Você fala paradoxalmente de dois mundos. Não são realmente dois aspectos ou duas interpretações de um e o mesmo mundo?” Sim, sem dúvida, eles devem ser identificados de alguma maneira. Mas o processo pelo qual o mundo externo da física é transformado em um mundo de conhecimento familiar na consciência humana está fora do escopo da física. 

A consciência humana não é área de estudo da física - é da psicologia, que de certa forma foi desvinculada da filosofia em meados do século 19 por Wilhelm Wundt. O processo de interpretação e/ ou de identificação final de um objeto ou de um assunto qualquer, pertence à consciência humana (algumas vertentes da psicologia podem nomear de cognição etc). Este deve ser não só mais um dos motivos da importância da psicologia, mas também é o motivo de sua relação (transdisciplinar) com outras áreas do saber como filosofia, biologia, física e portanto "filosofia da ciência" - apesar desta última ser uma redundância: A filosofia não pertence à ciência, pois os estudos científicos surgiram a partir da filosofia, ganhando certa autonomia ao se dividir em várias áreas/ especializações, mas ainda mantendo uma interdependência com alguns campos da filosofia, como a ontologia (o estudo/ teoria do ser, que pode servir de base para a ciência) e a epistemologia (metodologia da construção de conhecimento). Note que trata-se de interdependência, ou seja, a filosofia e a ciência podem gerar modificações uma na outra: historicamente a filosofia moldou a ciência e mais recentemente, no século 20, estudos como os de Ernest Rutherford, Hermann Minkowski, Albert Einstein e Ludwing von Bertalanffy, se expandiram para além da física, afetando (e moldando em algum nível) campos da filosofia, como os mencionados acima. 

Além disto, na época em que o método de investigação e construção de conhecimento* da ciência tradicional estava sendo formado, ainda não havia possibilidade de estudar os átomos, e muito menos, suas sub-partículas. Esta é mais uma das razões que faz Eddington separar os 2 aspectos da realidade em 2 mundos, pois a física a partir do século 20 passa a investigar o aspecto que era impossível de se estudar na época em que o empirismo foi "lançado" como o método / epistemologia da ciência. 

 (*A epistemologia, um campo da filosofia) 

Eddington denomina a área estudada pela física então, de mundo de sombras, devido ao fato dos átomos e suas respectivas partículas, movimentos e campos não serem naturalmente perceptíveis pelos sentidos humanos. Este "mundo de sombras" está além do mundo percebido, o qual ele chama de ilusão. Aqui certamente o mundo percebido é chamado de ilusão por esconder a real composição de todos objetos: Um monte de átomos com suas respectivas sub partículas distribuídas de modo muito esparso. 

Por esta razão, somos cercados por uma realidade que é uma ilusão para a física - Assim, Eddington afirma que esta ciência, ao se interessar pelos átomos, suas composições e inter relações, deixa para o filósofo a determinação de seu status exato em relação à realidade. 

Este mundo de sombras é um mundo de símbolos e a física deixa os símbolos como estão para estudá-los. Eddington compara a interpretação humana dos estímulos sensoriais com um efeito de alquimia: "Os núcleos esparsamente espalhados de força elétrica tornam-se um sólido tangível; sua agitação inquieta torna-se o calor do verão; a oitava de vibrações etéreas torna-se um lindo arco-íris. A alquimia também não para por aqui. No mundo transmutado surgem novos significados que dificilmente podem ser rastreados no mundo dos símbolos; para que se torne um mundo de beleza e propósito - e, infelizmente, sofrimento e maldade." 

Assim é possível notar um verdadeiro avanço do saber científico, devido ao fato da física alcançar e passar a se empenhar em estudar este "mundo de sombras" que era praticamente indetectável na época da "fundação" da ciência (seja na época de Locke e Newton, o fim do século 18 quando o empirismo estava começando a ser propagado, ou na época em que o termo ciência foi cunhado e espalhado a partir da década de 30 do século 19). Eddington diz que tal fato para os cientistas, "não é tanto uma retirada de reivindicações insustentáveis quanto uma afirmação de liberdade para o desenvolvimento autônomo". 

Este avanço não marca só uma modificação na filosofia (no mínimo, na filosofia da ciência), mas também traz um distanciamento de concepções familiares das teorias científicas. Pessoas despreparadas ou apegadas por qualquer motivo às concepções tradicionais, ou seja, às teorias antigas, provavelmente não simpatizarão com as teorias científicas do fim da era moderna (teoria da relatividade, teoria quântica e teoria geral dos sistemas). 

A partir do avanço mencionado, Eddington afirma que uma apreciação justa do mundo físico, como é entendido hoje, traz consigo um sentimento de abertura para um significado mais amplo que transcende a medição científica, o que poderia parecer ilógico uma geração atrás (...) e continua: Mas eu não seria fiel à ciência se não insistisse que seu estudo é um fim em si mesmo. O caminho da ciência deve ser percorrido por si mesmo, independentemente das visões que possa oferecer de uma paisagem mais ampla; com esse espírito, devemos seguir o caminho, quer ele leve à colina da visão ou ao túnel da obscuridade. Portanto, até que o último estágio do curso seja alcançado, você deve se contentar em seguir comigo o caminho batido da ciência, nem me repreender severamente por vagar entre suas flores à beira do caminho. Esse deve ser o entendimento entre nós. 

A Queda da Física Clássica 

A seguir, Eddington explica o que ele chama de "queda da física clássica", começando pela Estrutura do Átomo: Entre 1905 e 1908, Albert Einstein e Hermann Minkowski introduziram mudanças fundamentais em nossas ideias de tempo e espaço. Em 1911, Ernst Rutherford introduziu a maior mudança em nossa ideia de matéria desde a época de Demócrito. As novas ideias de espaço e tempo foram consideradas revolucionárias por todos os lados; foram recebidos com o maior entusiasmo por alguns e com a mais veemente oposição por outros. A nova ideia de matéria passou pela experiência comum da descoberta científica; gradualmente provou seu valor e, quando as evidências se tornaram esmagadoramente convincentes, silenciosamente suplantaram as teorias anteriores. Nenhum grande choque foi sentido. E, no entanto, quando ouço hoje protestos contra o bolchevismo da ciência moderna e lamentos pela velha ordem estabelecida, inclino-me a pensar que Rutherford, não Einstein, é o verdadeiro vilão da peça. Quando comparamos o universo como agora deveria ser com o universo como normalmente preconcebíamos, a mudança mais impressionante não é o rearranjo do espaço e do tempo por Einstein, mas a dissolução de tudo o que consideramos mais sólido em pequenas partículas flutuando no vazio. Isso causa um abalo abrupto naqueles que pensam que as coisas são mais ou menos o que parecem. 

 

Eddington e Einstein

 

O átomo é tão poroso quanto o sistema solar. Se eliminássemos todo o espaço vago no corpo de um homem e reuníssemos seus prótons e elétrons em uma massa, o homem seria reduzido a um pontinho apenas visível com uma lupa. 

 A teoria nuclear do átomo de Rutherford geralmente não é considerada uma das revoluções científicas deste século (20). Foi uma descoberta de longo alcance, mas uma descoberta que se enquadrava no esquema clássico da física. A natureza e o significado da descoberta podem ser declarados em termos claros, ou seja, em termos de concepções já correntes na ciência. O epíteto “revolucionário” é geralmente reservado para dois grandes desenvolvimentos modernos – a Teoria da Relatividade e a Teoria Quântica. Estas não são apenas novas descobertas quanto ao conteúdo do mundo; envolvem mudanças em nosso modo de pensar sobre o mundo. Elas não podem ser expressas imediatamente em termos claros porque temos primeiro que apreender novas concepções jamais sonhadas no esquema clássico da física. 

Não tenho certeza de que a expressão “física clássica” tenha sido definida com precisão. Mas a ideia geral é que o esquema da lei natural desenvolvido por Newton em "Principia" fornecia um padrão que todos os desenvolvimentos subseqüentes deveriam seguir. Dentro dos quatro cantos do esquema, grandes mudanças de perspectiva eram possíveis; a teoria ondulatória da luz suplantou a teoria corpuscular; o calor mudou de substância (calórica) para energia de movimento (... etc). Mas tudo isso foi permitido na elasticidade do esquema original. Ondas, energia cinética e deformação já tinham seu lugar no esquema; e a aplicação das mesmas concepções para explicar uma gama mais ampla de fenômenos foi um tributo à abrangência da perspectiva original de Newton. 

Após isso, Eddington explica como os estudos da "contração de FitzGerald" iniciaram o processo de "quebra" da física clássica. Resumidamente trata-se de uma pequena (mas real) mudança nas dimensões de um objeto, que ocorre devido à velocidade de seu movimento, alterando o equilíbrio entre as partículas dos átomos com a introdução de forças magnéticas nestas. Não explicarei mais detalhadamente, mas basta dizer que tais estudos foram comprovados matematicamente após as experiências de George F. FitzGerald e serviram como uma das bases da teoria da relatividade de Einstein. 

O resultado da contração de FitzGerald por si só, pode não levar à teoria da relatividade, mas causa certo abalo na física clássica. Eddington relembra que a constância de uma escala de medição é o alicerce no qual toda a estrutura da física foi erguida; e a partir do momento que a escala "gira", ou seja, mostra-se variável, volátil, ou relativa, este alicerce desmorona. 

 Aqui vale ressaltar que não só a física usa a escala de medição como um tipo de base científica (alicerce, "rocha" estrutural etc), afinal uma escala de medição é (ou faz parte de) uma pressuposição das ciências exatas. Afinal se um possível pressuposto filosófico de um ou mais campos da ciência é questionado, as ciências exatas (ao menos) recorriam à matemática, afirmando que seus estudos são baseados em princípios matemáticos provados, irrefutáveis ou qualquer argumento deste teor (como as fórmulas, que são formas de medições, escalas etc), para se sustentar como conhecimento válido e/ ou verdadeiro. 

A seguir, para explicar Molduras (ou Quadros) do Espaço, Eddington segue com um exemplo meramente ilustrativo onde cita possíveis físicos (cientistas) em um planeta situado em uma nebulosa que se move a 1.000 milhas por segundo; 

Sobre uma hipotética discussão entre esses físicos nebulares e nós, cientistas da Terra, Eddington diz: Um de nós tem uma grande velocidade e suas medidas científicas são seriamente afetadas pela contração de suas escalas. Até agora, cada um tem como certo que é o outro que está cometendo o erro. Não podemos resolver a disputa apelando para o experimento porque em cada experimento o erro introduz dois erros que apenas compensam um ao outro. É um tipo curioso de erro que sempre traz consigo sua própria compensação. 

Mas lembre-se que a compensação só se aplica a fenômenos realmente observados ou passíveis de observação. A compensação não se aplica à parte intermediária de nossa dedução – aquele sistema de inferência da observação que forma a teoria física clássica do universo. 

Suponha que nós e os físicos nebulares examinemos o mundo, ou seja, alocamos os objetos circundantes em suas respectivas posições no espaço. Uma parte, dizem os físicos nebulares, tem uma grande velocidade; suas medidas de jarda se contrairão e se tornarão menos de uma jarda quando medirem distâncias em uma certa direção; conseqüentemente, eles considerarão distâncias muito grandes nessa direção. Não importa se eles usam uma medida de jarda, ou um teodolito*, ou apenas avaliam as distâncias com o olho; todos os métodos de medição devem concordar. Se o movimento causou um desacordo de qualquer tipo, devemos ser capazes de determinar o movimento observando a quantidade de desacordo; mas, como já vimos, tanto a teoria quanto a observação indicam que há uma compensação completa. Se os físicos nebulares tentarem construir um quadrado, eles construirão um oblongo. Nenhum teste pode revelar a eles que não é um quadrado; o maior avanço que podem fazer é reconhecer que há pessoas em outro mundo que enfiaram na cabeça que é um oblongo, e podem ter a mente aberta o suficiente para admitir que esse ponto de vista, por mais absurdo que pareça, é realmente tão defensáveis quanto os seus. É claro que toda a concepção de espaço deles é distorcida em comparação com a nossa, e a nossa é distorcida em comparação com a deles. Estamos considerando o mesmo universo, mas o organizamos em espaços diferentes. 

(*Um aparelho de medição precisa)

Espaço e tempo são palavras que transmitem mais de um significado. O espaço é um vazio; ou é tal e tal número de polegadas, acres, pintas (etc). O tempo é um fluxo constante; ou é algo sinalizado para nós sem fio (wireless). O físico não tem utilidade para concepções vagas e ele frequentemente as tem, infelizmente! Mas ele não pode fazer uso real delas. Assim, quando ele fala de espaço, é sempre em polegadas ou pontos que ele deve ter em mente. É deste ponto de vista que o nosso espaço e o espaço dos físicos nebulares são espaços diferentes; a contagem de polegadas e pontos é diferente. Para evitar possíveis mal-entendidos, talvez seja melhor dizer que temos diferentes molduras de espaço – diferentes molduras às quais nos referimos à localização dos objetos. Não pense, entretanto, em uma estrutura de espaço como algo conscientemente artificial; a moldura do espaço surge em nossas mentes com nossa primeira percepção do espaço. 

A estrutura do espaço usada por um observador depende apenas de seu movimento. Observadores em diferentes planetas com a mesma velocidade (ou seja, com velocidade relativa zero) concordarão quanto à localização dos objetos do universo; mas observadores em planetas com diferentes velocidades têm diferentes estruturas de localização. 

Assim, um cientista modesto poderia considerar qualquer outro corpo celeste como padrão de repouso em busca de uma moldura (ou referencial) de espaço. Porém, para ele, o dilema seria mais urgente, pois não haveria indicação alguma de qual seria o corpo celeste certo. Daí surge a pergunta qual é a moldura do espaço correta? Não há uma resposta correta nem uma previsibilidade e todas medições experimentais estão passíveis de correções. Neste exemplo realista de Eddington, tal cientista modesto seria "deixado para trás" por colegas menos humildes, que certamente buscariam argumentos e apresentariam respostas mais imediatas como se fossem as molduras ou referenciais "corretas". Tendo em vista estas observações feitas por Eddington, nota-se que a "queda da física clássica" e seu impacto que se projeta para além de uma mera área de estudo, resgata a importância de se estudar e considerar a psicologia, a sociologia e a filosofia e seus respectivos campos de estudo, como a ontologia (o estudo da existência), epistemologia (construção de conhecimento), ética etc. Novas perguntas podem surgir com a diferenciação entre o mundo percebido e o mundo real (atômico ou sub-atômico), como por exemplo: Como ocorre a percepção e interpretação das formas/ imagens de um objeto, se sua massa atômica é menos de um bilionésimo de seu volume / massa percebida? Se as partículas são uma porção ínfima dos seres e objetos, poderia ser o(s) campos(s)/ ondas eletromagnéticas os responsáveis pelas formas percebidas? Certamente este deve ser o argumento desenvolvido na 2ª metade do séc. 20 por cientistas como Bruce Liptom. Talvez tal argumento seja polêmico devido a falta de estudos sobre ondas e campos magnéticos relacionadas aos organismos vivos, mas voltemos aos quadros de espaço: 

Não há algo necessariamente errado com a estrutura de localização empregada em nosso sistema (tradicional) de física, pois não houveram contradições experimentais. O fato é que tal estrutura não é única. Descobrir que a nossa entre uma das muitas molduras, todas igualmente satisfatórias, leva a uma mudança de interpretação do significado de uma moldura/ quadro de localização. 

Eddington comenta que o fato de não existir uma moldura de espaço correta (ou absoluta) pode parecer um mero paradoxo científico para alguns indivíduos, ou só um fato "distante" e de pouca importância para outras pessoas (que utilizem o senso comum, ou que sejam apegados a esta "visão" da existência), mas o ponto é que a inexistência de uma moldura do espaço correta ao menos serve para os cientistas se questionarem: Como estou ciente da localização do(s) objeto(s) estudado(s)? 

"Estar ciente" da localização de qualquer objeto é conhecimento dos sentidos, não conhecimento do senso comum. É parcialmente obtido pelo toque e locomoção; tal e tal objeto está à distância de um braço ou a alguns passos de distância. Além da rusticidade e/ ou possível imprecisão, há uma diferença real entre este método e as medições científicas com uma escala? Não: O método de medir com passos, ou com partes do corpo, é parcialmente obtido pela visão - uma versão bruta da medição científica com um teodolito. Nosso conhecimento comum de onde as coisas estão não é uma revelação de autoridade inquestionável; é inferência a partir de observações do mesmo tipo, mas mais cruas do que aquelas feitas em uma pesquisa científica. Dentro de seus próprios limites de precisão, o esquema de localização de objetos dos quais estou instintivamente “consciente” é o mesmo que meu esquema científico de localização, ou moldura do espaço. 

É pelo aumento de precisão que nos tornamos “conscientes” de certas características do espaço que não eram conhecidas de nosso ancestral símio quando ele instituiu as ideias comuns que chegaram até nós. O esquema de localização primitivo funciona, ainda que bem limitado quando comparado com o alcance de medições científicas. Porém, tendo qualquer um desses sistemas de localização/ quadros de espaço, não podemos mais fingir que cada um deles indica “exatamente onde estão as coisas”. A localização não é algo sobrenaturalmente revelado à mente; é uma espécie de resumo convencional daquelas propriedades ou relações dos objetos que condicionam certas sensações visuais e táteis. 

Isso não mostra que a localização “certa” no espaço não pode ser tão importante e fundamental quanto parece ser no esquema newtoniano das coisas? Os diferentes observadores são capazes de jogar rápido e solto com ele sem efeitos nocivos. 

Suponha que a localização seja, não direi totalmente um mito, mas não exatamente a coisa definida que é considerada pela física clássica; que a ideia newtoniana de localização contém alguma verdade e algum preenchimento, e não é a verdade, mas o preenchimento que nossos observadores estão discutindo. Isso explicaria muita coisa. Isso explicaria, por exemplo, por que todas as forças da Natureza parecem ter entrado em uma conspiração para impedir que descubramos a localização definitiva de qualquer objeto (sua posição no referencial “certo” do espaço); naturalmente eles não podem revelá-lo, se não existe. 

 Os argumentos que levaram à situação atual surgem da falha de nossa "tão confiável" escala de medição, uma falha que podemos inferir a partir de fortes evidências experimentais ou, mais simplesmente, como uma inevitável consequência da aceitação da teoria elétrica (quântica) da matéria. 

Esse comportamento imprevisto é uma propriedade constante de todos os tipos de matéria e é compartilhado até mesmo por dispositivos de medição ópticos e elétricos. Assim, não há discrepância na aplicação dos métodos usuais de medição - A discrepância ocorre quando mudamos o movimento padrão dos aparelhos de medição, por ex. quando comparamos comprimentos e distâncias medidos por observadores terrestres com aqueles que seriam medidos por observadores em um planeta com velocidade diferente. 

Eddington chama os comprimentos medidos que contêm esta discrepância de “comprimentos fictícios”. De acordo com o esquema newtoniano, o comprimento é definido e único; e cada observador deve aplicar correções (dependentes de seu movimento) para reduzir seus comprimentos fictícios ao comprimento newtoniano único. Mas a isso há duas objeções. As correções para reduzir ao comprimento newtoniano são indeterminadas; conhecemos as correções necessárias para reduzir nossos próprios comprimentos fictícios àqueles medidos por um observador com qualquer outro movimento prescrito, mas não há critério para decidir qual sistema é o pretendido no esquema newtoniano. Em segundo lugar, toda a física atual tem sido baseada em comprimentos medidos por observadores terrestres sem essa correção, de modo que, embora suas afirmações se refiram ostensivamente a comprimentos newtonianos, na verdade foram provadas para comprimentos fictícios. 

Somando-se os fatos trazidos pela contração de Fitzgerald com a ausência de uma moldura de espaço que sirva como referência única para medições científicas ou que sirva como entendimento absoluto sobre a realidade a nossa volta, descobrimos que não há garantia de que nossos métodos não estejam sujeitos a um tipo sistemático de erro. Pior ainda, não sabemos se o erro ocorre ou não, e há muitos motivos para presumir que é impossível saber. 

Princípio de Einstein: Não há só um referencial de espaço 

E assim a posição da teoria de Einstein é que a questão de um único referencial correto do espaço não surge. Há um referencial do espaço relativo a um observador terrestre, outro referencial relativo aos "observadores nebulares" (por exemplo), outro relativo a outras estrelas. As molduras do espaço são relativas. Distâncias, comprimentos, volumes – todas as quantidades de cálculo de espaço que pertencem aos quadros – são igualmente relativos. Uma distância calculada por um observador em uma estrela é tão boa quanto a distância calculada por um observador em outra estrela. Não devemos esperar que eles concordem; o primeiro é uma distância relativa a um quadro, o outro é uma distância relativa a outro quadro. A distância absoluta, não relativa a algum quadro especial, não tem sentido. 

O próximo ponto a observar é que as outras quantidades da física acompanham a estrutura do espaço, de modo que também são relativas. Você deve ter visto uma daquelas tabelas de “dimensões” de grandezas físicas mostrando como todas elas estão relacionadas ao cálculo de comprimento, tempo e massa. Se você altera o cálculo do comprimento, altera o cálculo de outras quantidades físicas. Considere um corpo eletricamente carregado em repouso na Terra. Como está em repouso, gera um campo elétrico, mas nenhum campo magnético. Mas para o físico nebular é um corpo carregado movendo-se a 1000 milhas por segundo. Uma carga em movimento constitui uma corrente elétrica que, de acordo com as leis do eletromagnetismo, dá origem a um campo magnético. Como pode o mesmo corpo dar e não dar um campo magnético? Na teoria clássica teríamos que explicar um desses resultados como uma ilusão. (Não há dificuldade em fazer isso; apenas não há nada que indique qual dos dois resultados é o que deve ser explicado.) Na teoria da relatividade, ambos os resultados são aceitos. Os campos magnéticos são relativos. Não há campo magnético em relação ao referencial terrestre do espaço; existe um campo magnético em relação à estrutura nebular do espaço. O físico nebular detectará devidamente o campo magnético com seus instrumentos, embora nossos instrumentos não mostrem campo magnético. Isso porque ele usa instrumentos parados em seu planeta e nós usamos instrumentos parados no nosso; ou pelo menos corrigimos nossas observações de acordo com as indicações dos instrumentos em repouso em nossos respectivos referenciais de espaço. 

Existe realmente um campo magnético ou não? Existe uma especificação do campo relativa a um planeta, outra relativa a outro. Não há especificação absoluta. 

É um erro comum supor que a teoria da relatividade de Einstein afirma que tudo é relativo. Na verdade, diz: “Existem coisas absolutas no mundo, mas você deve procurá-las profundamente. As coisas que primeiro se apresentam ao seu conhecimento são, em sua maioria, relativas.” 

Em seguida Eddington explica a distinção entre quantidades absolutas e relativas. Por exemplo, ao contar uma determinada quantidade de pessoas dentro de uma sala, o número (de indivíduos discretos) é absoluto. É o resultado da contagem, e a contagem é uma operação absoluta. Se dois homens contam o número de pessoas nesta sala e chegam a resultados diferentes, um deles deve estar errado. 

A medição da distância não é uma operação absoluta. É possível que dois homens meçam a mesma distância e cheguem a resultados diferentes e, no entanto, nenhum deles esteja errado. 

"Talvez você sinta um alívio ao se apossar de algo absoluto e deseje segui-lo. Excelente. Mas lembre-se de que isso o afastará do esquema clássico da física, que escolheu as distâncias relativas para construir. A busca do absoluto leva ao mundo quadridimensional." 

 Um exemplo mais familiar de quantidade relativa é a “direção” de um objeto. Há uma direção de Cambridge em relação a Edimburgo e outra em relação a Londres, e assim por diante. Nunca nos ocorre pensar nisso como uma discrepância, ou supor que deve haver alguma direção de Cambridge (atualmente indetectável) que seja absoluta. A ideia de que deve haver uma distância absoluta entre dois pontos contém o mesmo tipo de falácia. Existe, é claro, uma diferença de detalhe; a direção relativa acima mencionada é relativa a uma posição particular do observador, enquanto a distância relativa é relativa a uma velocidade particular do observador. Podemos mudar de posição livremente e assim introduzir grandes mudanças de direção relativa; mas não podemos mudar a velocidade apreciavelmente - as 300 milhas por hora atingíveis por nossos dispositivos mais rápidos são insignificantes demais para serem contadas. Consequentemente, a relatividade da distância não é uma questão de experiência comum como a relatividade da direção. É por isso que infelizmente temos uma impressão enraizada em nossas mentes de que a distância deve ser absoluta. 

Se concebemos o mundo físico como intrinsecamente constituído por essas distâncias, forças e massas que agora são vistas como tendo referência apenas ao nosso próprio referencial espacial, estaremos longe de uma compreensão adequada da natureza das coisas. 

Eddington conclui sobre as molduras de espaço: Molduras de espaço são um método de partição que consideramos útil para cálculo, mas não desempenham nenhum papel na arquitetura do universo. Sendo assim, teremos que varrer as molduras do espaço antes de podermos ver o plano da Natureza em seu significado real. A natureza mesma não prestou atenção a elas, e elas só podem obscurecer a simplicidade de seu esquema. Não pretendo sugerir que devemos reescrever inteiramente a física, eliminando toda referência aos referenciais de espaço ou quaisquer quantidades referidas a eles; a ciência tem muitas tarefas a cumprir, além de apreender o plano último de estruturação do mundo. Mas se desejamos ter uma visão sobre este último ponto, então o primeiro passo é escapar dos referenciais espaciais irrelevantes. Isso envolverá uma grande mudança em relação às concepções clássicas, e importantes desenvolvimentos seguirão de nossa mudança de atitude. O reconhecimento da relatividade nos leva a buscar uma nova forma de desvendar a complexidade dos fenômenos naturais. 

Eddington ainda utilizava o nome "Éter" em seus estudos e exposições, como nos trechos a seguir: A teoria da relatividade está evidentemente ligada à impossibilidade de detectar a velocidade absoluta; Movimento é mudança de posição em relação a algo; se tentarmos pensar na mudança de posição em relação ao nada, toda a concepção desaparece. Mas isso não resolve completamente o problema físico. Em física, não devemos ser tão escrupulosos quanto ao uso da palavra absoluto. O movimento em relação ao éter ou a qualquer referencial universalmente significativo seria chamado de absoluto. Porém nenhum "quadro etéreo" foi encontrado. Só podemos descobrir o movimento relativo aos marcos materiais espalhados casualmente pelo mundo; 

Isso não significa que o éter foi abolido. Precisamos de um éter. O mundo físico não deve ser analisado em partículas isoladas de matéria ou eletricidade com interespaço sem características. Temos de atribuir tanto caráter ao interespaço quanto às partículas, e na física atual é necessário um grande exército de símbolos para descrever o que está acontecendo no interespaço. Postulamos que o éter carrega as características do interespaço, assim como postulamos que a matéria ou a eletricidade carregam as características das partículas. Talvez um filósofo possa questionar se não é possível admitir apenas os caracteres sem imaginar nada para apoiá-los - eliminando assim o éter e a matéria de uma só vez. Mas isso não vem ao caso. 

No século passado (19), acreditava-se amplamente que o éter era um tipo de matéria, com propriedades como massa, rigidez, movimento, como a matéria comum. Seria difícil dizer quando essa visão morreu. Provavelmente durou mais tempo na Inglaterra do que no continente, mas acho que mesmo aqui deixou de ser a visão ortodoxa alguns anos antes do advento da teoria da relatividade. Logicamente foi abandonado pelos numerosos investigadores do século XIX que consideravam a matéria como vórtices, nós, esguichos, etc., no éter; pois claramente eles não poderiam ter suposto que o éter consistia em vórtices no éter. Mas pode não ser seguro presumir que as autoridades em questão eram lógicas. 

Hoje em dia concorda-se que o éter não é um tipo de matéria. Sendo imaterial, suas propriedades são sui generis. Devemos determiná-los por experimento; e como não temos base para nenhum preconceito, as conclusões experimentais podem ser aceitas sem surpresa ou apreensão. Características como massa e rigidez que encontramos na matéria estarão naturalmente ausentes no éter; mas o éter terá características próprias novas e definidas. Em um oceano material podemos dizer que uma determinada partícula de água que estava aqui há alguns momentos agora está ali; não há afirmação correspondente que possa ser feita sobre o éter. Se você tem pensado no éter de uma forma que dá por certo essa propriedade de identificação permanente de suas partículas, você deve revisar sua concepção de acordo com a evidência moderna. Não podemos encontrar nossa velocidade através do éter; não podemos dizer se o éter agora nesta sala está fluindo pela parede norte ou pela parede sul. A pergunta teria um significado para um oceano material, mas não há razão para esperar que tenha um significado para o oceano imaterial do éter. Em outro texto sobre as estrelas, Eddingtom afirma: “Na verdade, é razoável dizer que o fluxo de energia radiante é um vento; pois embora as ondas de éter não sejam usualmente consideradas materiais, elas têm as principais propriedades mecânicas da matéria". Cientistas posteriores a Eddington afirmam que ele se referia ao eletromagnetismo quando mencionava o éter, mas neste último trecho, ao explicar que o "fluxo de energia radiante é um vento", ele poderia estar falando do plasma (que era chamado de matéria radiante) e/ ou dos ventos solares? É uma dúvida que certamente pode ser sanada lendo as obras do astrofísico inglês e comparando-as uma com as outras... 

Eddington diz que muitas vezes lhe perguntam se a contração de FitzGerald realmente ocorre. Como no exemplo: É realmente verdade que uma haste em movimento se encurta na direção de seu movimento? 

A resposta não é totalmente simples: Por exemplo, o encurtamento da haste móvel é verdadeiro, mas não é realmente verdadeiro. Não é uma afirmação sobre a realidade (o absoluto), mas é uma afirmação verdadeira sobre as aparências em nosso quadro de referência. 

Um objeto tem diferentes comprimentos em diferentes quadros (molduras) de espaço e qualquer objeto com uma medida "x" poderia ter metade desta medida em algum quadro ou outro. A afirmação de que o comprimento do objeto em elevadíssima velocidade é encurtado, é verdadeira, mas não indica nenhuma peculiaridade especial sobre o objeto; apenas indica que nosso quadro adotado é aquele em que seu comprimento é encurtado. Se não fosse em nosso quadro, teria sido no de outro observador. 

Eddington então conclui: "Talvez você pense que devemos alterar nosso método de manter contas do espaço de modo a fazê-las representarem diretamente as realidades. Isso daria muito trabalho para prover o que, afinal, são transações bastante raras. Mas, de fato, conseguimos atender ao seu desejo. Graças a Minkowski, foi encontrada uma forma de contabilidade que exibe realidades (coisas absolutas) e saldos. Não houve grande pressa em adotá-lo para propósitos comuns porque é um balanço quadridimensional." 

 Frente a multiplicidade de quadros de espaço, cada um tão bom quanto qualquer outro, as ideias clássicas da física necessariamente definidas e únicas, perdem sentido. A solução simples tem sido desistir da ideia de que um deles está certo e os outros são imitações espúrias, e aceitá-los em bloco; de modo que distância, força magnética, aceleração, etc., são quantidades relativas, comparáveis com outras quantidades relativas já conhecidas por nós, como direção ou velocidade. Em geral, isso deixa inalterada a estrutura de nosso conhecimento físico; apenas devemos desistir de certas expectativas quanto ao comportamento dessas quantidades e de certas suposições tácitas baseadas na crença de que são absolutas. Em particular, uma lei da Natureza que parecia simples e apropriada para quantidades absolutas pode ser totalmente inaplicável a quantidades relativas e, portanto, requer alguns ajustes. Embora a estrutura do nosso conhecimento físico não seja muito afetada, a mudança nas concepções subjacentes é radical. Viajamos muito longe do antigo ponto de vista que exigia modelos mecânicos de tudo na Natureza, visto que agora não admitimos nem mesmo uma distância única definida entre dois pontos. A relatividade do esquema atual da física nos convida a pesquisar mais profundamente e encontrar o esquema absoluto subjacente a ela, para que possamos ver o mundo em uma perspectiva mais verdadeira. 

Impactos e Novos Caminhos

Assim, as descobertas de Einstein e Minkowski abrem um horizonte não só na física como também nas ciências em geral, ao romper com as bases filosóficas da física clássica/ newtoniana - Mais precisamente rompeu com o monismo materialista (ou simplesmente materialismo), que serviu de base para toda a corrente principal das ciências desde o final do séc 18 até o início do séc 20. Há quem diga que a teoria quântica não contradiz o materialismo (não anotei o autor, talvez eu corrija esta falta mais tarde), porém este simples argumento já parece contrário ao de Eddington, quando este diz que as descobertas sobre a estrutura dos átomos é um dos maiores abalos na física clássica. 

Enfim, com a "queda da física clássica" mencionada por Eddington, deveriam cair também o reducionismo e o cientificismo. Isto não significa que qualquer afirmação aleatória possa ser considerada ciência e sim que é preciso se ater à epistemologia desta - A fenomenologia por exemplo questionou os pressupostos das ciências clássicas devido ao seu reducionismo claramente relacionado ao materialismo, além de trazer a questão da intencionalidade no método de construção de conhecimento e a importância da ausência de pressupostos. Esta ausência de pressuposto traz a possibilidade de uma construção de conhecimento com menos vieses, possivelmente como Sócrates e Platão buscavam fazer na "Grécia Clássica", através da "presunção da ignorância". 

 Também é preciso repensar velhas negações e ataques aos outros saberes - A ciência não existe para negar ou atacar a filosofia nem as religiões; Cada saber (científico, filosófico, religioso...) tem suas características e funções, que podem ou não apresentar eventuais intersecções entre si. Críticas destrutivas não pertencem originalmente a campo do saber algum - São meras opiniões geralmente motivadas por sentimentos negativos e/ ou por intenções de eliminação, pois um verdadeiro saber, seja científico, filosófico ou religioso, deve fazer críticas construtivas - Não se denuncia algo errado ou nocivo, colocando "nada" em seu lugar, nem colocando algo mais nocivo. Quando Rutherford, Minkowski e Einstein desenvolveram seus estudos e teorias, eles certamente não o fizeram para eliminar teoria alguma, seja científica, filosófica ou religiosa - Eles fizeram buscando conhecimento, certamente com alguma humildade, ou seja, assumindo que não se sabia tudo e que era preciso desvendar mais sobre o universo, sobre a realidade ou até mesmo sobre a existência em si.

Referências:

Tradução de: Eddington, A. S. - The Nature of Physical world; 1948 (Electronic Reproduction 2022); 

https://super.abril.com.br/tecnologia/arthur-stanley-o-pai-das-estrelas-eddington/ acessado em 20/04/2023