Sobre a ‘Estrutura Consciente da Realidade’…(David Deutsch)

“Para enfrentar o desafio que se apresenta diante de nós – nossas noções de cosmologia, e ‘natureza da realidade’ devem nos permitir uma explicação consistente da consciência. Mas, para podermos perceber a relação entre consciência e realidade, nossas noções de consciência devem também nos revelar o significado de seu conteúdo”…  (David Bohm)

Sabedoria.jpgLembro-me de me ser dito…quando criança, que – em tempos idos – ainda era possível a uma pessoa de muita instrução saber tudo o que se podia saber…Foi-me igualmente dito que, hoje em dia, sabe-se tanto, que não era concebível se saber… ainda que numa longa vida… mais do que uma ínfima fração disso.

A última proposição me surpreendeu … e me deixou desapontado. Na verdade, me recusei a nela acreditar. — Não sabia como justificar a minha descrença… Mas, sabia que não queria que as coisas fossem dessa maneira – e invejei os estudiosos de outros tempos.

Não que eu quisesse memorizar todos os fatos que estavam arrolados nas enciclopédias do mundo: pelo contrário, odiava memorizar fatos. Não era essa a expectativa, do sentido que eu tinha – de que fosse possível saber tudo o que se sabia.

Não teria ficado desapontado se me dissessem, que surgem mais publicações por dia, do que uma pessoa pode ler numa vida inteira — ou, que há 600 mil espécies conhecidas de baratas. Nem imaginava que um estudioso antigo, que supostamente sabia tudo o que se sabia, teria de saber todas as coisas desse gênero.

O  que eu tinha em mente era uma ideia mais criteriosa do que se deve considerar como ‘conhecido’…Por isto, eu queria dizer “compreendido”.

A ideia de que uma pessoa possa compreender todo o compreensível, pode ainda parecer fantasiosa…mas, é claramente menos fantasiosa, do que a ideia de que uma pessoa possa memorizar todos os fatos conhecidos. Por exemplo, ninguém consegue memorizar todos os dados observacionais…ainda que de uma área tão reduzida como a do movimento dos planetas, mas astrônomos dominam esse fenômeno. Isto é possível porque compreender não depende de saber muitos fatos, mas sim obter conceitos, explicações e teorias certas. 

Uma teoria comparativamente simples e abrangente pode abarcar uma infinidade de fatos díspares…Nossa melhor teoria do movimento planetário é a relatividade geral de Einstein, que — no início do séc. XX — suplantou as teorias de movimento…e gravidade de Newton. Ela prevê corretamente…em princípio, não apenas todos os movimentos planetários, mas também outros efeitos da gravidade — até aos limites da exatidão das melhores medições.

Quando uma teoria prevê algo ‘em princípio’, isso significa que as previsões se seguem logicamente da teoria – ainda que, na prática, a quantidade de computação necessária para gerar algumas das previsões é tão elevada, que não é tecnologicamente exequível;     ou, até tão elevada, que é fisicamente impossível levá-la a cabo no universo conhecido.

Ser capaz de prever coisas, ou as descrever – por mais exato que seja…não é o mesmo     que compreendê-las. – Previsões e descrições na física são muitas vezes expressas emfórmulas matemáticas’ … Suponha-se que memorizo a fórmula com base na qual poderia… – se tivesse tempo e vontade para tal…calcular qualquer posição planetária registrada nos arquivos astronômicos… – O que eu ganhei exatamente com isso… em comparação com a memorização direta desses arquivos?

A ‘fórmula’ é mais fácil de recordar – porém…encontrar um número nos arquivos pode ser ainda mais fácil do que calculá-lo a partir da fórmula.

Teoria-da-Relatividade    A verdadeira vantagem da fórmula é poder ser usada num número infinito de casos, além do registro de arquivos – podendo assim prever, por exemplo, o resultado de observações futuras. Pode também dar-nos as posições históricas dos planetas com mais rigor  –  pois, os registros arquivados contêm erros de observação. Contudo, apesar da fórmula resumir um número infinitamente maior de fatos do que os arquivos – conhecê-la não é o mesmo que compreender o movimento dos planetas.

Os fatos não podem ser conhecidos resumindo-os apenas numa fórmula,     tal como também o não são, se fizermos uma lista deles no papel, ou…os memorizarmos. – Só explicando-os podemos – assim… compreendê-los.

Felizmente… as nossas mais relevantes teorias incorporam profundas explicações, bem como rigorosas previsões… A ‘relatividade geral, por exemplo, explica a ‘gravidade‘   em termos de uma ‘nova geometria’… “tetradimensional”… do ‘espaço e tempo’ curvos,  onde esta ‘geometria’ se relaciona com a matéria. Tal explicação é o conteúdo da teoria; previsões do movimento planetário são apenas consequências que podemos deduzir da explicação.

Assim, o que torna a teoria da relatividade tão importante não é o fato de poder prever o movimento dos planetas um tanto mais rigorosamente do que a teoria de Newton – mas, antes…o fato de revelar e explicar aspectos antes insuspeitos da realidade… – tal como a curvatura do espaço e do tempo… E, isto é típico da explicação científica…

Teorias científicas explicam objetos e fenômenos da nossa experiência…em termos de uma realidade subjacente, da qual não temos experiência direta.

Entretanto, a capacidade de uma teoria para explicar aquilo que experimentamos, não é o seu atributo de maior valor. Este é a explicação da estrutura da própria realidade… – Pois, mesmo em aplicações práticas, o poder explicativo de uma teoria é fundamental…sendo o seu poder previsível, apenas complementar.

Se isto parece surpreendente — imagine que um cientista extraterrestre tenha visitado a Terra, e nos oferecido um “oráculo” de ultratecnologia de ponta… que pudesse prever o resultado de qualquer experiência científica possível, mas sem dar quaisquer explicações.

Anticítera (computador grego - 150 A.C.)

Anticítera
(computador grego – 150 A.C.)

De acordo com os teóricos experimentais, mal tivéssemos tal oráculo… — as teorias científicas não serviriam para nada, a não ser nos divertir.

Mas, será isto verdadeiro?… Como seria o oráculo usado, na prática?… Teria em si o conhecimento suficiente para construir… digamos, uma ‘nave interestelar’. E como esse saber pode nos ajudar a construí-la?

Se lhe déssemos os planos de uma nave espacial – e…os pormenores de um voo experimental, nos diria do desempenho da nave em tal voo, mas, não poderia, a princípio…concebê-la (…seríamos nós!)

E… mesmo que previsse que a nave por nós concebida explodiria na descolagem, não poderia dizer-nos como prevenir tal explosão… – Isso teria de sermos nós, de novo, a descobrir… E, antes de podermos descobrir… – antes de podermos sequer começar a melhorar os planos da nave, teríamos de entender… entre outras coisas, como a nave deveria funcionar. – Só então teríamos alguma chance de descobrir o que poderia ter causado a explosão na descolagem.

Assim… a previsão – mesmo que seja perfeita e universal – não substitui, pura e simplesmente, a explicação…Afinal, o oráculo teria de ter alguma “interface do utilizador”.

Por outras palavras, já existe um oráculo desses, qual seja, o ‘mundo físico‘. Este nos diz o resultado de qualquer experiência científica possível… – se fizermos a pergunta certa, na linguagem certa (…se fizermos a experiência) apesar de – em alguns casos, não ser prático introduzir uma descrição da experiência (isto é… – construir e operarmos o equipamento).

Uma forma extrema de ‘empirismo‘ – chamada de ‘positivismo (ou positivismo lógico), sustenta que todas as afirmações, para lá das que descrevem ou preveem observações são, não apenas supérfluas, mas destituídas de sentido… Apesar do contra-senso, ainda assim, influenciou o conhecimento teórico científico… – ao longo da primeira metade do séc. XX. 

Uma razão de sua gradual perda de credibilidade é que, apesar da ‘previsão‘ não ser o propósito da ciência, faz parte de seu método.

O método científico, na verdade, envolve postular uma nova teoria para explicar uma dada classe de fenômenos, fazendo depois um teste experimental crucial  –  uma inédita experiência científica em relação à qual a velha teoria prevê um resultado observável, e a nova teoria prevê outro. Nós rejeitamos, então, a teoria cujas previsões se revelam falsas.

Assim, o resultado final de um teste experimental – para decidir entre 2 teorias, depende, efetivamente, das previsões da teoria, e não, diretamente, de suas explicações. – Daí vem a concepção errada de que nada mais há numa teoria científica…a não ser suas previsões.

Mas, testes experimentais não são – de modo algum – o único processo envolvido na evolução do conhecimento científico…  –  A grande maioria das teorias são rejeitadas, porque contêm ‘más explicações’… e não, porque fracassam nos testes experimentais. Rejeitamo-las sem nos darmos ao incômodo de as testarmos…  (O que testamos são           novas teorias que prometem explicar os fenômenos, melhor do que as que já temos.)

Lancamento-de-foguete

Dizer que a previsão é o propósito de uma teoria científica…é confundir os meios com os fins. É como dizer que o propósito de uma ‘nave espacial’ é queimar combustível.

Com efeito, isto é somente uma, das muitas coisas que a nave tem a fazer para cumprir seu legítimo propósito, de transportar sua carga… — de um ponto a outro… — pelo espaço.

Passar em testes experimentais é apenas uma das muitas tarefas que uma teoria tem de cumprir para alcançar o verdadeiro propósito da ciência… — explicar o mundo. E, estas explicações são sempre efetuadas em termos de coisas, que não vemos diretamente…as     leis da natureza … átomos e forças/ interior estelar/ rotação galática/ passado e futuro.

Quanto mais profunda é uma explicação, mais remotas, relativamente à experiência imediata, são as entidades a que tem de se referir. Mas estas entidades não são ficcionais — pelo contrário, — fazem parte da própria estrutura da realidade.

As explicações têm muitas vezes previsões como resultado, pelo menos em princípio. Mas, muitas coisas intrinsecamente imprevisíveis também podem ser compreendidas. – Sendo que, é a ‘compreensão‘…e não mero conhecimento (ou descrição…ou previsão) que estou aqui discutindo.

A compreensão tem origem em ‘teorias explicativas‘… e, devido à generalidade que tais teorias podem ter – a reprodução dos fatos não torna, necessariamente…mais difícil compreender tudo o que se compreende. Contudo, a maior parte das pessoas diria… que não são apenas fatos registrados que têm aumentado a um ritmo incrível, como também   o número e complexidade das teorias… – por meio das quais, compreendemos o mundo.  

Consequentemente…dizem que, tenha, ou não, alguma vez sido possível, a uma só pessoa, compreender tudo o que – a seu tempo – se compreendia, certamente, isso não é possível agora, e está se tornando cada vez mais improvável, à medida que cresce nosso saber.

Aparentemente, cada vez que se descobre uma nova explicação – ou técnica relevante numa dada área…acrescentamos outra teoria à lista obrigatória de alguém que queira       se atualizar; assim, quando o número de tais teorias em qualquer área se torna muito elevado, surge a especialização.

A física, por exemplo…dividiu-se nas ciências da astrofísica, termodinâmica, física das partículas, teoria quântica de campos, e muitas outras. Cada uma delas baseia-se num enquadramento teórico, pelo menos tão complexo quanto a totalidade da física era, há   pelo menos 100 anos atrás; e muitas já estão se fragmentando em sub-especializações.

Ao que parece, quanto mais descobrimos, mais somos – irrevogavelmente empurrados para a era do especialista; e mais remota fica essa hipotética era em que a compreensão de uma única pessoa poderia abranger, aquilo tudo o que era compreendido.

Confrontado com este vasto menu – e, em rápido crescimento…da coleção de teorias do gênero humano — pode-se duvidar que um indivíduo consiga saborear todas as receitas conhecidas, como talvez já tenha sido possível. Mas a ‘explicação é um gênero estranho     de comida…  —  uma porção maior não é… necessariamente… mais difícil de engolir

Uma teoria pode ser ultrapassada por outra que explique mais coisas, de forma mais precisa; e mais fácil de entender – caso em que a teoria anterior se torna redundante;   ao mesmo tempo em que precisamos aprender menos assuntos do que anteriormente.

Nicolau Copérnico 1473-1543)

Nicolau Copérnico
1473-1543)

Foi isto o que aconteceu quando a teoria de Copérnico – da Terra viajando em torno do Sol  –  ultrapassou o complexo sistema Ptolomaico, que havia colocado     a Terra no centro do universo.

Com efeito — uma nova teoria pode ser a simplificação de outra já existente; como quando a notação árabe decimal superou os numerais romanos… – Ou…uma nova teoria pode unificar duas anteriores, dando-nos mais compreensão do que as usar lado a lado…como ocorreu, quando Maxwell e Faraday unificaram as teorias da eletricidade e magnetismo … em uma única…  —  ‘teoria eletromagnética‘.

Mais indiretamente, explicações melhores, em qualquer área, tendem a desenvolver as técnicas, conceitos e linguagem que usamos para tentar compreender outras áreas, de modo que o nosso conhecimento – como um todo, apesar de aumentar, pode tornar-se, estruturalmente, mais compreensível.

Mas – o que distingue a compreensão do mero conhecer?…O que é uma explicação, em contraste com uma mera afirmação factual – como uma descrição correta, ou previsão?

Na prática, reconhecemos a diferença facilmente. Sabemos quando não compreendemos algo, ainda que o possamos descrever e prever com precisão – (por exemplo… o efeito de uma doença conhecida de origem desconhecida); e também, quando uma explicação nos ajuda a compreendê-lo melhor… — Mas… é difícil dar uma definição precisa para ambos.

“Explicação” e “compreensão”…em princípio, dizem respeito ao ‘porquê‘ e não ao ‘como‘ — falam do modo de funcionamento interno das coisas… ao que as coisas realmente são, e não apenas ao que parece que são… ao que tem de ser, e não ao que apenas acontece que é —  às leis da natureza… e, não apenas a aproximações empíricas…Dizem também respeito à coerência, elegância e simplicidade por oposição à arbitrariedade e complexidade, ainda que nenhuma destas coisas seja, também, fácil de definir.

Mas, em todo, e qualquer caso – a compreensão é uma das funções superiores da mente, e cérebro humanos, sendo única. Muitos outros sistemas físicos, como é o caso dos cérebros animais, computadores, e outras máquinas … podem assimilar fatos e agir com base neles. Mas, de momento, nada conhecemos que seja capaz de compreender uma explicação… ou, sequer, querer uma explicação — a não ser a mente humana.

Toda descoberta de uma nova explicação  –  e, todo o ato de compreender uma explicação, dependem da faculdade humana única do pensamento criativo… – “A criatividade é o motor do artista, e o processo de criação quando gera uma novidade… faz com que tudo o que até então sabíamos, deva ser reformulado, para assim podermos alcançar novos significados.”
(Bia Pupin – ‘A Arte Pública’ – ‘Revista Filosofia’ – nº 77) 

De modo semelhante…quando digo que compreendo como a curvatura do espaço e do tempo afeta o movimento dos planetas — mesmo noutros sistemas solares…dos quais posso nunca ter ouvido falar – não estou invocando, a priori, a explicação de todos os pormenores das voltas e desvios de qualquer órbita planetária… – O que quero dizer é   que compreendo a teoria que contém todas essas explicações, e que poderia, portanto, apresentar qualquer uma delas… – dados alguns fatos sobre um planeta particular. E, depois de o fazer, eu deveria poder dizer, em retrospectiva:

Sim… nada vejo no movimento desse planeta… – além de meros fatos,         que não sejam explicados pela teoria geral da relatividade de Einstein”.

quasar (representação)

quasar (representação artística)

Só compreendemos a “estrutura da realidade”, compreendendo teorias que a explicam… – Com uma teoria muito específica, o reconhecimento que esta elucida algum fenômeno – pode em si se tornar uma relevante descoberta…exigindo novas razões.

Os ‘quasares’, por exemplo… foram, durante décadas — um dos grandes mistérios da astrofísica…Pensava-se que fosse necessária uma nova física para explicá-los — mas, hoje, vemos que a ‘teoria da relatividade geral’ e, outras já conhecidas — os explicam.

Consideramos que os ‘quasares‘ são formados por matéria quente caindo em buracos negros. Entretanto, para se chegar a esta conclusão… foram necessários anos de investigação, tanto observacional, quanto teórica… E, agora que pensamos ter obtido alguma compreensão dos quasares… não pensamos que esta seja uma compreensão que já tínhamos. – Explicar os quasares – ainda que por meio de teorias já existentes… – deu-nos uma compreensão genuinamente nova.

Assim, apesar da nossa reserva de teorias conhecidas – bem como de fatos registrados, estar, de fato, aumentando como uma bola de neve, isso não torna, necessariamente, a totalidade da estrutura mais difícil de entender… — Pois, mesmo considerando nossas teorias específicas mais numerosas… e pormenorizadas – elas estão continuamente se correlacionando, na medida em que sua compreensão é incorporada em novas teorias, as quais — reduzidas em número — se tornam mais profundas e gerais.

Por mais geral… digo que cada uma delas nos mostra mais sobre uma maior diversidade de situações do que anteriormente nos diziam várias teorias diferentes… – Por mais profunda… quero dizer que cada uma delas explica mais (inclui mais compreensão) do que a combinação das suas predecessoras.

Há vários séculos, se alguém quisesse construir uma grande estrutura, como uma ponte ou uma catedral teria contratado um ‘mestre-de-obras‘. Ele teria algum conhecimento do que é preciso para dar a uma estrutura força e estabilidade, com um mínimo de gasto e esforço.

Não teria sido capaz de exprimir grande parte deste conhecimento … na linguagem da matemática e da física, como fazemos hoje…Em vez disso, apoiava-se, principalmente, numa coleção complexa de intuições, hábitos e aproximações empíricas – que herdara       do seu mestre, e que depois, talvez, tenha corrigido por estimativa e muita experiência.

Mesmo assim – estas intuições, hábitos, e aproximações empíricas eram…na verdade, teorias, explícitas ou subjacentes, e continham genuíno conhecimento das áreas a que       hoje chamamos engenharia e arquiteturaEra tido como certo, que a inovação se arriscava a ser catastrófica, e os construtores raramente se afastavam muito de certas estruturas e técnicas que tinham sido validadas pela longa tradição.

Já hoje em dia, é bem raro que uma estrutura…mesmo que muito diferente da que se construiu anteriormente… caia – devido a uma concepção deficiente. Tudo o que um antigo mestre-de-obras poderia ter construído, seus colegas atuais podem construir melhor, e com um esforço humano muitíssimo menor.

space station concept art

Podem também, construir estruturas que… dificilmente poderiam ter sido, sequer sonhadas, como arranhacéus, e estações espaciais; usando materiais nunca antes vistos, assim como fibras de vidro – ou cimento armado.

O progresso que nos conduziu até ao nosso estado atual de conhecimento,  não foi alcançado acumulando mais teorias do mesmo tipo que o mestre-de-obras conhecia…  –  Nosso saber, tanto explícito como implícito, além de muito maior … é estruturalmente diferente.

Teorias modernas são menos numerosas — porém…mais abrangentes e profundas… Para cada situação que o mestre-de-obras enfrentava, quando construía algo do seu repertório, ao decidir – digamos… quão espessa deveria ser uma parede estrutural, dispunha de uma intuição… ou aproximação empírica bastante específica  –  a qual, porém… poderia dar respostas inequivocamente erradas, perante a novas situações.

Hoje, deduzimos tais coisas de uma teoria – que é suficientemente geral para que se possa aplicá-la a paredes de qualquer material…em todas as situações — na Lua, debaixo d’água, ou seja, onde for… – A razão dessa ‘universalidade’…é que se baseia em explicações muito profundas de como os materiais e as estruturas funcionam.

Para descobrir a espessura apropriada de uma parede, que será feita de um material pouco conhecido, usamos a mesma teoria que aplicaríamos a qualquer outra parede – porém…os cálculos começam com fatos diferentes – começam com valores numéricos diferentes para os vários parâmetros. Temos de descobrir esses fatos – como a tensão, e a elasticidade do material, mas não precisamos de compreensão adicional.

É por isso que, apesar de compreender incomparavelmente mais do que       um mestre-de-obras antigo, um arquiteto moderno não precisa de uma formação mais longa ou árdua.

Uma teoria típica do currículo atual pode ser mais difícil de compreender … do que qualquer das aproximações empíricas do mestre-de-obras – mas, a quantidade de teorias modernas é muito menor – e seu poder explicativo abrange muitas outras propriedades – tais como beleza…lógica interna, e conexões com outras áreas — que as tornam mais fáceis de aprender.

Sabemos hoje … que algumas das antigas aproximações empíricas estavam erradas, ao passo que outras – são verdadeiras, ou boas aproximações à verdade…e sabemos por que razão isso acontece… — Algumas ainda são usadas… mas já nenhuma delas é fonte da nossa compreensão do que faz uma estrutura ficar de pé.  – Ainda assim, não estou negando que a especialização ocorra em muitas áreas do saber, incluindo a arquitetura.

A ciência da medicina é, talvez, o caso mais frequente citado, da especialização crescente que parece seguir-se, inevitavelmente, do crescimento do conhecimento… à medida que se descobrem novas curas e melhores tratamentos para mais doenças… No entanto… mesmo na medicina, a tendência unificadora também está presente, e… – tornando-se mais forte. 

Certamente que muitas funções do corpo são ainda mal compreendidas, assim como os mecanismos de muitas doenças. Consequentemente … algumas áreas do conhecimento médico ainda consistem – sobretudo…em coleções de fatos registrados, com a perícia e intuição dos médicos que têm experiência em doenças e tratamentos particulares…e as transmitem de uma geração à outra. 

Grande parte da medicina, por conseguinte, ainda está na era da aproximação empírica, e quando novos achados são descobertos há realmente mais incentivo para a especialização. Contudo … à medida que a investigação médica e bioquímica desenvolve explicações mais profundas dos processos de doença (e saúde) no corpo… – a compreensão também cresce.

Conceitos mais gerais estão substituindo outros mais específicos … à medida que se descobrem mecanismos moleculares subjacentes…comuns a doenças diferentes em diferentes partes do corpo (…quando se consegue compreender que uma doença se           insere num enquadramento geral, o papel do especialista diminui.)

Por outro lado, os médicos que se deparem com uma doença pouco conhecida, ou uma complicação rara, podem apoiar-se cada vez mais em teorias explicativas, podendo então, aplicar uma teoria geral para estabelecer o ‘tratamento correto‘ — e…ter a expectativa de que este seja eficaz, ainda que nunca tenha sido usado.

Assim, a questão de se estar tornando mais difícil – ou fácil…compreender tudo o que se compreende, depende do equilíbrio geral entre estes 2 efeitos opostos do crescimento do conhecimento… crescimento da abrangência de nossas teorias, e a sua maior profundidade. A abrangência torna-as mais difíceis – a profundidade…mais fáceis.

'beautiful pictures'

‘beautiful pictures’

Na minha opinião…devagar…mas sem hesitações…  —  a profundidade ganha terreno…   Não nos estamos afastando de um estado — em que a pessoa pode abarcar tudo o que é compreensível — mas… antes — nos aproximando dele.

Não acredito que estejamos perto, ou que, alguma vez…cheguemos a estar, de compreender tudo o que há. O que estou propondo…é a possibilidade de  se compreender todo conhecimento – e isso depende mais de sua estrutura, do que do seu conteúdo.

Mas, é lógico que a estrutura do nosso conhecimento – se pode, ou não … ser exprimível em teorias harmônicas, num todo compreensível… – depende, efetivamente … de como é a estrutura da realidade… — como um ‘todo’.

…Para que nosso conhecimento possa continuar seu ‘crescimento aberto‘…e ainda assim  —  nos aproximarmos da possibilidade de uma…”compreensão total” da realidade — a profundidade das nossas teorias tem de continuar crescendo – suficientemente rápido.

Com efeito, isso só pode acontecer se a “estrutura da realidade for… – em si mesma, muitíssimo unificada, de modo a que possamos compreendê-la cada vez melhor à medida que o nosso conhecimento cresce… E, se isso acontecer, as nossas teorias tornar-se-ão tão gerais…profundas…e integradas entre si… — que, para todos efeitos — serão uma única… “teoria estrutural da realidade“.

Esta teoria não explicará ainda todos os aspectos da realidade, isso é inalcançável. Mas, abrangerá todas as explicações conhecidas, e, aplicar-se-á a toda estrutura da realidade que compreendemos…  Enquanto todas teorias anteriores se relacionavam com áreas particulares – esta será uma teoria de todas as áreas… uma ‘Teoria de Tudo‘. 

Tenho de sublinhar, entretanto, que não me refiro meramente à “teoria de tudo” que alguns físicos de partículas têm a esperança de descobrir em breve…  A teoria de tudodeles, seria uma ‘teoria unificada’, de todas forças básicas conhecidas da física, ou seja: gravidade, eletromagnetismo e forças nucleares. Descreveria todos os tipos de partículas sub-atômicas, e suas propriedades, tais como, massa, spin, carga elétrica, etc.   — e, como interagem entre si.

Dada uma descrição suficientemente precisa do estado inicial de qualquer estado físico isolado, iria, em princípio, prever o seu comportamento futuro… — Nos casos em que o comportamento exato de um sistema fosse intrinsecamente imprevisível — descreveria todos os comportamentos possíveis, e preveria as suas probabilidades.

Com efeito, na prática, os ‘estados iniciais’ de tais sistemas não podem, frequentemente, ser estabelecidos com muita precisão… – além do que…exceto nos casos mais simples, o cálculo de previsões seria demasiado complicado para que fosse levado a cabo…  Porém, mesmo assim… — tal teoria unificada das partículas e das forças… juntamente com uma especificação do estado inicial do universo quando do Big Bang… conteria, em princípio, informação bastante para prever tudo que pode ser previsto. Mas, prever não é explicar.

O que motivaria, então, o uso do termo “teoria de tudo” para                   um pedaço de conhecimento tão restrito, ainda que fascinante?

Penso que é outra perspectiva equivocada da natureza da ciência, auto-sustentada por muitos críticos da ciência — e (lamentavelmente), com aprovação de muitos cientistas, nomeadamente, que a ciência é, essencialmente, reducionista. O que significa que a ciência, necessariamente, explica as coisas, analisando-as em componentes.

A concepção reducionista conduz, naturalmente…a uma classificação de objetos e teorias numa hierarquia, em função de quão próximas estão das teorias previsíveis conhecidas do ‘nível mais baixo’. – Nesta hierarquia, a lógica e a matemática formam o leito rochoso imóvel em que o edifício da ciência se constrói.

A primeira pedra seria umateoria redutiva de tudo”, uma teoria universal das partículas, forças, espaço e tempo… – ao lado de uma teoria do que era o estado inicial do universo. O resto da física forma os primeiros andares. Astrofísica e química estão num nível mais elevado; com a geologia ainda mais acima; e, assim por diante.

O edifício ramifica-se em muitas torres de áreas de níveis cada vez maiores… como a  bioquímica… biologia…  e genética. Nos instáveis  telhados  estratosféricos”  estão empoleiradas áreas como a teoria da evolução, economia, psicologia,  computação… e, demais noções afins.

Hoje em dia temos apenas aproximações de uma “teoria redutiva de tudo”…que já podem prever ‘leis do movimento’ muito precisas — para partículas sub-atômicas. Por estas leis — os computadores atuais calculam com algum rigor o movimento de qualquer grupo isolado…de algumas partículas  —  dado o seu estado inicial.

Mas, mesmo o menor pontinho de matéria visível a olho nu, contém trilhões de átomos, cada um dos quais composto por muitas partículas sub-atômicas em interação contínua com o mundo exterior; de modo que é totalmente impossível prever seu comportamento, partícula a partícula.

Entretanto, complementando as leis exatas do movimento com esquemas aproximativos, podemos prever alguns aspectos do comportamento mais geral de objetos macroscópicos — por exemplo, a temperatura a que um dado composto químico irá derreter, ou entrar em ebulição.  – Desta maneira, grande parte da química elementar foi reduzida à física.

Onde há explicações redutivas, estas são tão desejáveis quanto quaisquer outras explicações. Nos casos em que ciências inteiras são redutíveis a ciências de nível                 inferior, compete a nós, cientistas, descobrir essas reduçõesMas, em relação às             ciências de níveis mais elevados — o programa reducionista é só uma questão de             princípio. Não se espera deduzir princípios de política ou psicologia dos da física.

A razão pela qual as áreas dos níveis mais elevados podem ser estudadas é que…em circunstâncias especiais … o comportamento ‘prodigiosamente’ complexo de vastos números de partículas se decompõe em simplicidade e compreensibilidade… A isto chama-se ‘emergência’, a simplicidade de níveis elevados, emerge da complexidade         dos mais baixos. 

Fenômenos emergentes são fenômenos dos níveis mais elevados… cujos fatos não são simplesmente dedutíveis das teorias de níveis mais baixos. – O propósito das “ciências de nível elevado” é permitir-nos entender fenômenos emergentes, como vida, e redes sociais.

A complexidade nos impede de usar a física fundamental para fazer previsões de nível elevado … de modo que, em vez disso – fazemos uma estimativa do que seriam tais previsões.

A emergência permite-nos fazê-lo com sucesso, tratando-se assim, por suposto, daquelas ciências de nível mais elevado.

Tanto para ‘reducionistas’…quanto para ‘empiristas’ … — a base da hierarquia de previsibilidade da física é, por definição,     a ‘teoria de tudo’…Mas, o conhecimento científico consiste — basicamente — de explicações – e, a estrutura destas, não reflete a “hierarquia reducionista“.

Há explicações em todos níveis da hierarquia…Muitas delas são autônomas, referindo-se apenas a conceitos desse nível particular. Outras envolvem deduções na direção oposta à da explicação redutiva. Isto é, explicam coisas – não as analisando em partes menores, e mais simples – mas, encarando-as como aspectos de coisas maiores, e mais complexas – sobre as quais temos ‘teorias explicativas’.

Com efeito, a expectativa é que a ‘teoria de tudo’ herde praticamente toda sua estrutura explicativa — seus conceitos físicos, linguagem, formalismo matemático…e a forma das suas explicações, das atuais teorias do eletromagnetismo, forças nucleares, e gravidade.

Dessas teorias há 2 na física que são…consideravelmente, mais profundas que todas as outras. – A primeira é a teoria geral da relatividade, nossa melhor teoria do espaço, tempo, e gravidade… A outra…a teoria quântica  é ainda mais profunda. Estas duas  teorias fornecem o quadro de referência explicativo e formal pormenorizado, dentro do qual, todas as outras teorias da física moderna se expressam; além de conter princípios físicos de alcance geral – aos quais… todas as outras teorias se conformam.

A unificação da teoria geral da relatividade com a teoria quântica – fornecendo uma ‘teoria quântica da gravidade‘…tem sido um projeto importantíssimo dos físicos teóricos desde há várias décadas…sendo parte obrigatória de qualquer ‘teoria de tudo‘; sendo que, graças à extensão de suas ramificações – além da física, a teoria quântica é considerada a mais profunda… – Por isso é uma das 4 linhas principais que compõe a nossa compreensão atual da estrutura da realidade.

Antes de dizer quais são as outras 3 linhas, quero citar outro modo pelo qual o reducionismo ‘mal-representa’ a estrutura do conhecimento científico. Não só pressupondo que a explicação consiste sempre em analisar um sistema através       de outros sistemas mais simples e menores – como também, pressupondo que                 toda explicação se faz em termos de acontecimentos posteriores … explicados               pelos anteriores…

                     Por outras palavras…que a única maneira                                                              de explicar algo é formular as suas causas. 

Isto implica que, quanto maior a anterioridade dos acontecimentos, em termos dos quais explicamos algo, melhor é a explicação – de modo que, afinal, as melhores explicações de todas são em termos do ‘estado inicial do universo‘… — Uma “teoria de tudo” que exclua uma especificação do ‘estado inicial do universo’ não é uma descrição completa da realidade física, porque fornece apenas ‘leis do movimento — e, as leis do movimento, por si mesmas, só fazem previsões condicionais, nunca dizendo…categoricamente, o que acontece — apenas o que acontecerá num dado momento … sabendo-se o que estava acontecendo noutro momento anterior.

Apenas no caso de se fornecer uma especificação completa do estado inicial, pode uma descrição completa da realidade física ser, a princípio, deduzida.

Acontece que, as teorias cosmológicas atuais não fornecem uma especificação completa do estado inicial, nem sequer em princípio, apenas afirmam, efetivamente, que o universo era inicialmente muito pequeno, muito quente…e, que tinha uma estrutura bastante uniforme. Sabemos porém…que não pode ter sido perfeitamente uniforme — pois seria incompatível, segundo a teoria… – com a distribuição das galáxias que observamos nos céus hoje em dia.

As variações iniciais de densidade…  –  a “granularidade”  –  teria sido muitíssimo incrementada pela agregação gravitacional (… isto é, regiões relativamente densas teriam atraído mais matéria, tornando-se ainda mais densas) de modo que, teriam         de ser muitíssimo rápidas inicialmente…Mas, por mais ligeiras que tenham sido, são           da maior importância… em qualquer descrição reducionista da realidade… – porque   quase tudo que vemos acontecer à nossa volta…é – em termos de física fundamental, consequência dessas variações.

Ou seja…para que nossa precária descrição reducionista abranja algo além das características mais incompletas do universo observado, precisamos de uma teoria que especifique esses…”desvios fundamentais” da uniformidade.

FlowerpowerGun

Entretanto, independente das limitações        à previsibilidade… impostas pela ‘teoria quântica – as leis do movimento…para qualquer sistema físico, não fazem senão ‘previsões condicionais; sendo, portanto, compatíveis com todas estórias possíveis desse sistema.

Por exemplo, as leis do movimento que regem a bala disparada de um canhão         são compatíveis com todas trajetórias possíveis, uma para cada direção e elevação, para as quais o canhão poderia estar apontando, ao disparar.

Matematicamente, as ‘leis do movimento‘ podem ser expressas como um conjunto de equações, chamadas equações do movimento. Estas, têm muitas soluções diferentes, descrevendo cada uma delas, uma trajetória possível. Para especificar qual das soluções descreve a ‘trajetória efetiva‘ temos de fornecer ‘dados complementares’ sobre o que efetivamente acontece.

Uma maneira de fazer isso é especificar o ‘estado inicial‘  neste caso, a direção em que o canhão apontava. Mas, também há outras maneiras. Por exemplo, poderíamos, igualmente, especificar o ‘estado final‘ a posição e direção do movimento da bala     no momento em que cai no chão. Ou ainda, poderíamos especificar a posição do ponto mais alto da trajetória.

Não importa quais dados complementares informemos, desde que seja escolhida uma solução particular das equações do movimento.  –  A combinação de um desses dados complementares com as ‘leis do movimento’…equivale a uma teoria que descrevetudo         o que acontece à bala de canhão – entre o disparo e o impacto.

De modo semelhante, as leis do movimento para a realidade física, como um todo, teriam muitas soluções  –  cada uma das quais correspondendo     a uma história distinta. Para definir a descrição, teríamos de especificar qual história de fato ocorreu, incluindo suficientes dados adicionais, que resultassem numa das muitas soluções, de suas equações do movimento.

Pelo menos nos modelos cosmológicos simples, uma maneira de fornecer esses dados é especificar o estado inicial do universo. Mas, também poderíamos especificar seu estado final — ou, o estado em qualquer outro momento; ou ainda, poderíamos dar alguma informação sobre o estado inicial, alguma sobre o estado final, e outra sobre os estados intermédios. Em geral a combinação de suficientes dados complementares com as leis do movimento… – equivaleria a uma descrição completa da realidade física. 

Para a bala de canhão, uma vez especificado, digamos, o estado final, é simples calcular o estado inicial, e vice-versa, de modo que não há diferença prática entre diferentes métodos de especificar dados complementares. Mas, para o universo tais cálculos são, na sua maior parte… intratáveis.

singularidade-big bang

Inferimos a existência de “granularidade” nas condições iniciais do universo, partindo de observações de hoje. Mas, isto é um caso excepcional…

A maior parte do nosso conhecimento dos dados complementares (do que realmente acontece) é na forma de…’teorias de nível elevado’ sobre fenômenos emergentes… e assim, é por definição…inexprimível, em termos práticos, como afirmações sobre       o estado inicial do sistema.

Por exemplo, na maior parte das soluções das equações do movimento,  o  ‘estado inicial do universo’ não possui as propriedades adequadas para que a vida se desenvolva… Logo, nosso conhecimento de que a vida se desenvolveu “efetivamente” – é uma parte significativa desses dados complementares.

Podemos nunca saber o que esta restrição implica, especificamente, sobre a estrutura pormenorizada do Big Bang; mas, podemos retirar, diretamente, conclusões a partir dela.

Por exemplo — a mais antiga estimativa precisa da idade da Terra… foi feita com base na teoria biológica da evolução, contradizendo a melhor física da época. Só um preconceito reducionista poderia fazer-nos pensar que esta foi uma forma – de algum modo – menos legítima de raciocínio… Ou, que…em geral, é mais ‘fundamental’ teorizar sobre o estado inicial do que sobre as características emergentes da realidade.

Mesmo no domínio da física fundamental, a ideia de que as teorias do estado inicial contêm nosso conhecimento mais profundo… — (é falsa).

Uma das razões é que isso exclui, logicamente, a possibilidade de explicar o próprio estado inicial… – por que o estado inicial foi o que foi – apesar de termos explicações para muitos de seus aspectos…Além do que, nenhuma teoria do tempo jamais poderá explicá-lo em termos de “algo anterior… mesmo que tenhamos explicações profundas da natureza do tempo – em termos da teoria geral da relatividade, e ainda mais… da teoria quântica

Assim, o caráter de muitas das nossas descrições, previsões e explicações da realidade, não tem qualquer semelhança com a imagem do “estado inicial + leis do movimento”… a que o reducionismo nos conduz.

Tanto a teoria quântica, quanto a relatividade, não têm qualquer privilégio em relação a outras teorias sobre propriedades emergentes… Nenhuma destas áreas do conhecimento pode jamais, apropriar-se de todas as outras. – Cada uma delas tem implicações lógicas para as outras…mas nem todas as implicações podem ser formuladas – pois trata-se de propriedades emergentes de seus domínios. Não obstante, não há razão para depreciar as ‘teorias de nível elevado’…

Richard Dawkins

De fato, os próprios termos nível elevado e nível inferior são enganadores… As leis da biologia – por exemplo … são consequências emergentes de níveis elevados das leis físicas. Porém, logicamente, algumas destas leis são, inversamente, consequências “emergentes” das leis da biologia.

Poderia até ser que…entre elas – as leis que regem os ‘fenômenos biológicos’  –  além de outros fenômenos emergentes – definissem, inteiramente, as leis da física fundamental.   Mas, em todo caso… — quando 2 teorias se relacionam logicamente, a lógica não dita qual delas que determina, no todo…ou em parte, a outra. Isso depende das relações explicativas entre teorias.

As teorias verdadeiramente privilegiadas…não são as que se referem a qualquer escala particular de dimensão ou complexidade, nem aquelas que se situam em qualquer nível particular da hierarquia previsiva, mas…as que contêm as explicações mais profundas.

A estrutura da realidade não consiste apenas de ingredientes reducionistas como espaço, tempo, partículas; mas, também de pensamento, informação, vida e outras coisas às quais essas explicações se referem. O que torna uma teoria mais fundamental – e, menos derivativa…não é sua proximidade da base supostamente previsiva da física – mas…sua proximidade das nossas teorias explicativas mais profundas.

A teoria quântica é, como afirmei, uma dessas teorias. Mas as outras três linhas principais de explicação por meio das quais tentamos compreender a estrutura da realidade são todas de “nível mais elevado” … do ponto de vista da física quântica.

São elas…a teoria da evolução (principalmente a evolução de organismos vivos); a epistemologia (a teoria do conhecimento)…e a teoria da computação (sobre         os computadores – e, o que estes podem… e não podem – em princípio – computar).

Descobrimos conexões — de tal modo profundas e diversificadas — entre os princípios básicos destas 4 áreas aparentemente independentes, que se tornou impossível chegar       à melhor compreensão de qualquer uma delas, sem compreender, também, as outras 3. Todas elas, tomadas conjuntamente, formam uma estrutura explicativa coerente – com alcance tão grande, e abrangendo uma parcela tão importante da nossa compreensão do mundo, que a consideramos – apropriadamente… a primeira genuína Teoria de Tudo.

umbral

Assim, chegamos a um momento da história das ideias … em que o ‘domínio da nossa compreensão’ passa a ser plenamente universal, com suas explicações formuladas sob o extenso “pano de fundo” da universalidade… e todas as novas ideias tendendo a iluminar – não apenas uma área particular, mas, em graus diferentes, todas áreas possíveis e imaginárias. Veremos que não é apenas a física… – ou mesmo a ciência que está aqui sendo unificada e explicada – são também…potencialmente…os domínios da filosofia… lógica e matemática, ética, política e estética…talvez tudo o que hoje compreendemos – e provavelmente muito do que ainda nem tivemos a chance de conhecer.

Que conclusão – pois, daria ao meu eu mais jovem, que rejeitava a proposição de que o crescimento do conhecimento estava tornando               o mundo cada vez menos compreensível?

Concordaria com ele — apesar de hoje pensar que a questão realmente importante, não é ‘se o que a nossa espécie particular compreende pode ser compreendido por um dos seus membros. É, antes, se a estrutura da realidade em si é mesmo unificada e compreensível.

… Há todas as razões para pensar que sim.

David Deutsch (Universidade de Oxford) – do livro ‘The Fabric of Reality’, 1997            (Tradução – Desidério Murcho) … http://criticanarede.com/teoriadetudo.html

consulta e/ou ilustrações:  Anticítera (computador grego) Nicolau Copérnico # Teoria do Construtor diz que o Universo é um ‘transformer’                              *******************(texto complementar)****************************

Fundações da realidade                                                                                                          A teoria quântica poderia mostrar a interface entre a matemática e o mundo físico.

qubit

QUANTIFYING QUBITS A unit of quantum information, or qubit, can be represented as a point on the surface of a sphere. The angles formed by the radius to that point can be used to calculate the odds that the qubit will become 0 or 1 when measured. B. RAKOUSKAS

Quebrar códigos, por exemplo…envolve solucionar o bem complicado problema matemático de encontrar fatores primos de um número enorme  –  com centenas de dígitos.

Mas, como descoberto por Peter Shor, em 1994…algoritmos do computador quântico conseguem solucionar isso,       e as implicações são grandes – como  afirma o físico John Preskill…

Fatoração é … um difícil problema clássico, mas os algoritmos de Shor demonstram que, do ponto de vista  quântico…  –  é um problema fácil”.

Em outras palavras, o processamento de informações quânticas revela algo sobre a relação matemática com a realidade física – algo antes não imaginado… Porém, alguns problemas matemáticos são difíceis, até quanticamente… Entendê-los poderia nos dar uma noção de que tipos de computações matemáticas são possíveis no universo físico.

Um desses problemas, que está sendo estudado pelo cientista Scott Aaronson, é a tese de Church-Turing. Ela, basicamente, indica que qualquer coisa que possa ser computada por um sistema físico também pode ser computada por um ideal computador “universal”, chamado máquina de Turingentretanto, como afirma Aaronson:

É uma falsa afirmação sobre as leis da física… Ela expressa a crença de que, se estas leis forem como um código de computador, então qualquer linguagem de programação para as leis da natureza poderia emular qualquer outra lei”.

Mas, as ideias de Shor atestam que os computadores quânticos poderiam fazer coisas que uma máquina de Turing não conseguiria. – Nesse caso, ou a computação quântica é irreal (o que não parece muito provável), ou a tese de Church-Turing… – no que tange o mundo físico está incorreta…(a não ser que exista uma forma do computador comum simular a física quântica)Ninguém provou isso, mas seria uma incrível descoberta matemática”, conclui Aaronson.

Uma descoberta igualmente incrível seria identificar o princípio físico que exige que a realidade obedeça às regras da mecânica quântica. No começo, os pioneiros quânticos visualizaram a matemática que funciona, e que exige o estranho conceito de múltiplas realidades possíveis. Mas, a questão do porquê matemática tão bizarra funcionava tão   bem era deixada de lado.

Porém, ultimamente, a aventura em busca de um princípio físico pelo qual a mecânica quântica funciona tem ganho força…e a ‘informação quântica’ tem sido o motor disso. teoria-informacao-quantica-pode-revelar-natureza-real-mundo-fisico  [ScienceNews]

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
Esse post foi publicado em física, filosofia e marcado , , , . Guardar link permanente.

Uma resposta para Sobre a ‘Estrutura Consciente da Realidade’…(David Deutsch)

  1. Cesarious disse:

    *******************(2 vídeos c/legendas)********************************

    1) ‘our place in the cosmos‘ (ted/talks)
    David Deutsch coloca a física teórica em ‘banho-maria’ para discutir um assunto mais urgente: a sobrevivência de nossa espécie. O primeiro passo para resolver o aquecimento global, diz ele, é de admitir que há um problema. http://www.ted.com/talks/david_deutsch_on_our_place_in_the_cosmos

    2) A new way to explain explanations (ted/talks)
    Durante dezenas de milhares de anos, nossos ancestrais entenderam o mundo através de mitos, e o ritmo das mudanças era glacial. A ascensão do entendimento científico transformou o mundo em um período de poucos séculos. Porque? O físico David Deutsch propõe uma resposta sutil. 
    http://embed-ssl.ted.com/talks/lang/pt-br/david_deutsch_a_new_way_to_explain_explanation

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