Baixe Física e Arte (José Cláudio Reis et al) e outras Notas de estudo em PDF para Física, somente na Docsity! 2 9 F Í S I C A /A R T I G O S substituída por outra, em que muitos tipos de atores contribuem para as diversas mudanças sociais que ocorrem em cada lugar, ao longo do tempo. É necessário que a história das ciências ultrapasse também a descrição mítica dos “grandes gênios” e seja capaz de estudar toda a complexidade e riqueza do real desenvo l v i m e n t o histórico de cada passo. Ro b e rto de An d rade Ma rt i n s é físico, doutor em lógica e filosofia da ciência. É professor do In s t i- tuto de Física da Un i versidade Estadual de Campinas (Unicamp), onde coordena o Grupo de Hi s- tória e Teoria da Ciência. Foi presidente da SociedadeBra s i l e i ra de História da Ciência (SBHC) e da Associação de Filosofia e História da Ciência do Cone Sul (AFHIC). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Whittaker, E. T., A history of the theories of aether and electricity, New Yo r k: Humanities Press, 1973; Miller, A.I., A l b e rt Einste i n’s special theory of relativity, Reading: Addison-Wesley, 1981; Pais, A., Subtle is the Lord… The science and the life of Albert Einstein, Oxford: Oxford U n i ve rs i ty Press, 1982; Galison, P.L., Gordin, M., Ka i se r, D. (e d s. ) , Sc i e n ceand so c i ety: the history of modern phys i cal sc i e n ce in the twentieth century. Volume 1: Making special relativity, New York: Rou- tledge, 2001. 2. E i n stein, A., “Zur Elekt rodynamic bewe g ter Körper”, A n n alen der Physik 17: 891-921. 1905. FÍSICA E ARTE: A CONSTRUÇÃO DO MUNDO COM TINTAS, PALAVRAS E EQUAÇÕES José Claudio Reis, Andreia Guerra e Marco Braga I N T RO D U Ç Ã O Buscar relações entre física e arte não é uma tarefa fá- cil. Normalmente, ambas são consideradas territórios distantes, mundos opostos do conhecimento. A física é o campo da razão, do rigor descritivo da natureza e da pre c i s ã o. Já a arte está associada à intuição, à criatividade, e à liberdade de criação. En t retanto, esse distanciamento é falso uma vez que, tanto a física como a arte, não se resumem àqueles campos, sendo muito mais amplas do que possa pare c e r. Muito já se escreveu sobre as relações entre a construção da perspec- tiva pelos artistas do Renascimento e as novas concepções espaciais da ciência moderna (1). Au t o res com Pi e r re T h u i l l i e r, Sa m u e l Edgerton, Pierre Francastel, entre outros, escreveram bastante sobre esse tema. Mostraram, por exemplo, a importância dos estudos artísticos de Galileu para que ele, ao olhar a lua com o telescópio, a d e s c re vesse como tendo crateras e montanhas, e não como sendo constituída apenas por manchas, como fez o astrônomo britânico Thomas Harriot, quase no mesmo ano que seu colega italiano. Seria essa relação entre ciência e arte um acidente de percurso ou se pode- riam perceber elos entre esses dois campos ao longo da história? Talvez o contexto de desenvolvimento da teoria da relatividade, que agora faz 100 anos, possa nos indicar pistas. A N T EC E D E N T ESDE 1905 Quando, em 1905, Einstein apre s e n t o u seu artigo “El e t rodinâmica dos corpos em mov i m e n t o s”, ele solu- cionou alguns problemas que a física clássica, baseada na mecânica de Newton e no eletromagnetismo de Maxwell, não havia sido capaz de vislumbrar. Com isso, estabeleceu uma nova visão de natureza. A física defro n t a va-se, no final do século XIX, com vários pro b l e- mas. Muitos físicos, dentre eles William Thompson, acre d i t a va m que a resolução desses problemas levaria a uma explicação final sobre a na t u reza. Felizmente, para as gerações futuras que se intere s s a r a m pelas explicações da natureza, essa crença não se concre t i zou. A física seguiu rumos absolutamente impensáveis com o advento do século XX. Um desses problemas referia-se à propagação das ondas eletromag- néticas e, conseqüentemente, à detecção do éter, bem como à apa- rente falta de simetria entre a mecânica newtoniana e o eletromag- netismo de Ma x well. Este aspecto teve grande influência sobre o desenvolvimento da teoria da relatividade que Einstein iria formu- lar a partir de 1905. Ele tinha uma preocupação estética em relação às explicações para a natureza, fazendo com que a falta de simetria entre a mecânica e o eletromagnetismo lhe parecesse insustentável. Henri Poincaré, em sua célebre conferência: “Os princípios da física matemática”, proferida no Congresso Internacional das Artes e das 3 0 F Í S I C A /A R T I G O S Ciências, em 1904, em St. Louis (EUA), colocou vários questiona- mentos a respeito dos problemas a serem enfrentados pelos físicos do início do século XX. “A ciência está a ponto de experimentar uma mudança de orientação? Os objetivos e os métodos da ciência se apresentarão dentro de dez anos aos nossos sucessores imediatos com as mesmas luzes que vemos hoje ou, pelo contrário, seremos testemunhas de uma pro- funda transformação?” Poincaré estava bem consciente dos problemas da física de seu tempo, chegando a apontar possíveis soluções. Infelizmente não acreditou completamente nas possibilidades que vislumbrou. Ele teve total condição intelectual de formular a teoria da re l a t i v i d a d e , poiscompreendiaoprincípioda relatividadetãobemquantoEi n s t e i n (T h u i l l i e r, 1994), como podemos ver em sua palestra de St. Louis: “ De todos esses resultados surgiria uma mecânica completamente n ova que, antes de tudo, viria caracterizada pelo seguinte fato: nenhuma velocidade poderia ultrapassar a velocidade da luz – como nenhuma temperatura pode ultrapassar o zero absoluto –, porque os corpos oporiam uma inércia crescente às causas que tendessem ace- lerar seu movimento, e essa inércia se faria infinita ao aproximar-se da velocidade da luz”. (Poincaré, 1986). Aqui estão resultados importantes da relatividade que Einstein pro- pôs no ano seguinte. O postulado do limite máximo para a veloci- dade de propagação de qualquer coisa, é a dependência da massa (inércia) com a velocidade. Só que Poincaré recusou as implicações físicas que viriam dessa hipótese e acabou optando pelo éter. “Assim, em lugar de supor que os corpos em movimento experimen- tam uma contração no sentido do movimento e que essa contração é a mesma independentemente da natureza do corpo e das forças a que, por ventura, está submetido, não poderíamos fazer uma hipó- tese mais simples e mais natural? Caberia imaginar, por exemplo, que é o éter o que se modifica ao fazer-se em movimento relativo com respeito ao meio material que penetra, e que, uma vez modificado, não transmite as perturbações com a mesma velocidade em todas as direções”.(Poincaré, 1986). Podemos dize r, com Pi e r re Thuillier (1994) e Miller (2001), que Poincaré compreendia o princípio da relatividade, mas não lhe atri- buiu o mesmo status que Einstein. Considerou-o apenas um fato experimental que poderia ser ignorado pelos físicos, principalmente se quisessem conservar seus “velhos hábitos”. Einstein refletindo sobre questões similares rompeu com a tradição e assim chegamos no cerne da teoria de 1905: as mudanças introdu- zidas por Einstein nos conceitos newtonianos de tempo, espaço, massa, energia e simultaneidade. Todos esses conceitos que até então eram considerados absolutos, ou seja, invariáveis para mudanças de referencial, passam a ser relativos. A relatividade geral, por sua vez, fez com que as geometrias não- euclidianas passassem a ter uma realidade até então inimagináve l . Essas geometrias deixaram de ser apenas uma abstração matemática para ter uma concretude que não possuía na mecânica newtoniana, onde o espaço era descrito a partir da geometria euclidiana. Como o espaço-tempo eisnteniano tem suas características relacio- nadas com a matéria, esta irá dar-lhe uma conformidade que acabará por produzir os efeitos gravitacionais que na mecânica newtoniana eram atribuídos ao campo gravitacional. Não temos mais uma atra- ção gravitacional entre os corpos, mas uma matéria que ao deformar o espaço-tempo permite que os objetos que estejam próximos à deformação sintam seu efeito. A órbita da Terra passa então a ser determinada, não pela atração So l - Terra, mas pela deformação espaço temporal que esses corpos produziram ao seu re d o r. O espaço-tempo não pode mais ser visto como um recipiente vazio que pode ser preenchido da forma que quisermos, ele não é mais inde- pendente da matéria, mas está condicionado por ela. Assim, a geo- metria do espaço não é um a priori. Novamente deparamo-nos com um resultado pouco convencional. Como os efeitos dessa deformação são sentidos também pela luz, ela não percorre sempre trajetórias retilíneas. A luz se propaga através do espaço-tempo, se esse for curvo em alguma região a luz não terá outra opção que não a de seguir esse caminho que foi encurvado pela presença da matéria. Ao resolver as incongruências da física clássica relativamente ao éter, à propagação das ondas eletromagnéticas e à gravitação, Ei n s t e i n alterou significativamente a percepção da realidade. Tempo e espaço já não são mais os absolutos newtonianos. A gravidade passa a ser uma propriedade geométrica do espaço-tempo quadridimensional. As implicações das redefinições de conceitos como: espaço, tempo, massa, energia, simultaneidade e outros, foram imensas tanto para a física quanto para outros ramos do conhecimento. Dentro da física, elas inauguraram um novo campo de pesquisas, bem como uma nova forma de conceber a natureza. Fora dela, muitas foram as rea- ções tanto de entusiasmo como de crítica, e até mesmo de repúdio. F Í S I CA E LITERAT U RA A relatividade introduziu mudanças sobre a forma de interpretação da natureza que extrapolaram em muito os limites da física. Ela, ao mesmo tempo, incorporou muito daqueles anseios do universo cultural europeu do início do século XX. Segundo Lewis S. Feuer, citado por Thuillier (1994), Einstein esteve longe do universo acadêmico por muito tempo, parte de sua forma- ção se processou no ambiente rico e revolucionário da Zurique do início do século XX. Outra questão a ser destacada, levantada pelo historiador da ciência Arthur Miller (1996), é que não é surpreendente o fato de Einstein ter concebido, ainda em 1895, a experiência de pensamento sobre as conseqüências de se viajar a velocidade da luz, em termos visuais, de imaginação, quando era estudante em Aarau na Suíça. Isto porque a escola em que estudava era dirigida por seguidores do educador Johann Heinrich Pestalozzi, para quem o conhecimento está fun- dado na visualização e intuição. Esses aspectos particulares da vida de Einstein não refletem a totalidade das questões levantadas no uni- verso cultural da relatividade. Reflexões sobre o tempo e o espaço não eram exc l u s i vos dos que construíam a ciência. As novidades das geometrias não-euclidianas incomodavam muitos que viviam naquele ambiente. Se voltarmos um pouco no tempo, 1879/1880 encontramos o escri- tor russo Dostoiévski falando-nos, no livro Os irmãos Kara m a zov sob o impacto das chamadas geometrias não-euclidianas.