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História das Equações de Maxwell

Não posso deixar de usar o meu blog para linkar para este fantástico ensaio com um breve histórico das equações de Maxwell.

Para os totalmente leigos, as Equações de Maxwell são um conjunto de equações que decreve o comportamento de campos elétricos e magnéticos. Junto com algumas relações auxiliares, como as relações constitutivas (que descrevem a propriedade de materiais) e a Lei de Lorentz (que explica as forças elétricas e magnéticas), a teoria de Maxwell descreve como a corrente sai da tomada e alimenta a sua televisão e também por que o ímã gruda na sua geladeira (mas não na esquadria de alumínio).

Desde 2015, minha vida profissional é dedicada a estudar a resolver as Equações de Maxwell. A todos os acadêmicos que lêem este blog, um conselho: não tenham medo de se debruçar profundamente sobre uma teoria. Sim, eu tive de voltar a estudar muito cálculo vetorial, revisar métodos de soluções de equações diferenciais, ler artigos e livros, e nada disso foi “perda de tempo”. Hoje meu trabalho envolve muito mais simulações numéricas que soluções analíticas de equações, mas as Equações de Maxwell continuam presentes — apenas é um computador que está resolvendo-as. E todo o trabalho gasto na teoria rende dividendos agora, porque quando eu vejo o resultado da simulação eu sei como ele deveria se comportar, e tenho uma ideia do que é preciso fazer se quero que o resultado seja de um determinado jeito. Nunca dêem ouvidos àquelas pessoas que dizem que não é preciso estudar Cálculo ou Física porque as simulações de computador fazem tudo por você.

O que me chama a atenção também é o esforço de Oliver Heaviside em transformar as Equações de Maxwell na forma vetorial; que belo exemplo de trabalho profundo e de como a disposição em “se isolar do mundo e atacar uma atividade intelectual realmente difícil quando necessário” (como falei no outro texto) pode causar um impacto muito grande.

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Precisão

Se eu algum dia tiver de fazer um discurso em alguma formatura para (supostamente meus) estudantes, eis algo que falaria: não se esqueçam das habiliades que vocês aprenderam durante a faculade e não pensem que elas só se aplicam ao seu “emprego”.

Eu sou um engenheiro mecânico. Nunca trabalhei como um per se (por toda a minha curta vida profissional trabalhei em universidades, ainda que em parcerias com empresas), mas sim, eu me considero um engenheiro. Não é meu trabalho ou minha ocupação, mas é uma parte integral da minha personalidade. Quando me deparo com algum objeto novo, não consigo evitar pensar em como ele foi fabricado (isso que as disciplinas de fabricação foram as de que eu menos gostei). Quando eu ponho água para ferver, naturalmente eu filosofo por alguns momentos no que está acontecendo, termodinamicamente, à água. E me dói a cabeça ver um ar condicionado na parte inferior de uma parede (é raro mas acontece, acreditem).

Eu tenho pensando muito sobre isso desde que me formei. E ainda assim, muitas vezes me esquecia de uma importante lição de engenheria e fazia muitas coisas erradas em relação a uma das atividades que mais me traz prazer: cozinhar.

Não faz muito tempo, eu assisti a Julie & Julia, um filme absolutamente maravilhoso sobre culinária (não vou dar nenhum detalhe sobre o roteiro, então apenas logue no Netflix e assista), que me lembrou de algo que eu vinha negligenciano: cozinhar demanda esforço. É uma forma de expressão de ciência que requer amor e cuidado. O maior objetivo de alguém que cozinha deveria ser reunir pessoas queridas e aproveitar boa comida. E é aí que entra a lição esquecida: precisão.

Eu muitas vezes tenho a pretensão de me considerar um bom cozinheiro. E minha escola de pensamento vai nas linhas de “esqueça as medidas e o trabalho duro, vamos simplificar coisas e comer uma comida boa”. Vamos apenas jogar essa pizza no forno por alguns minutos, ou deixar esse molho ferver, e quem se importa com contar o tempo. Mais frequentemente que eu gostaria de admitir, minha comida estava levemente queimada, ou com excesso de algum ingrediente, ou apenas sem gosto nenhum.

Precisão e o poder das medidas são pilares de engenheria. Lord Kelvin (lembra das aulas de Física e da escala aboluta de temperatura?) dizia que medir é necessário para conhecer. Eu venho treinando para ser um cientista e uma grande parte disso é estudar estatística para melhor quantificar a precisão (embora, tecnicamente falando, precisão não é um termo técnico) de um resultado. O que não é medido não pode ser melhorado. E da mesma maneira que as dimensões e formas dos nossos objetos cotidianos são o resultado de muitos testes, também as quantidades dos ingredientes e os tempos de cozimento não são aleatórios.

É claro que, com o tempo, você pega o feeling da coisa e passa a ter uma noção melhor das proporções, mesmo sem olhar a receita e medir cuidadosamente. Mas a culinária é ciência, e a ciência requer pelo menos que pensemos.

Deus não é mensurável

O Papa Francisco, recentemente, deu uma declaração de que a noção do Big Bang e da evolução está perfeitamente de acordo com a existência de Deus. Nas suas palavras:

Quando lemos sobre a criação no Gênesis, corremos o risco de imaginar que Deus era um mágico com uma varinha capaz de fazer tudo. Mas não é isso. […] Deus criou os seres humanos e permitiu que se desenvolvessem de acordo com leis internas que deu a cada um para que alcancem sua realização.

O Papa declarando publicamente isso e você aí, ainda preocupado com ciência vs. religião.


Tenho uma relação curiosa com a religião. Estudei sempre em um colégio de freiras, mas minha família nunca foi praticante. Não lembro por quê, resolvi fazer crisma, entrei para um grupo jovem, ia à missa todo domingo — sozinho. Então, duas coisas aconteceram que fizeram com que eu largasse a Igreja. Primeiramente, o padre da minha paróquia foi persuadido a assumir outra paróquia, e todo mundo ficou sabendo que isso aconteceu porque ele era muito querido na nossa comunidade e o pároco da Igreja Matriz estava ficando com ciúmes.

Em segundo, na época da visita do Papa Bento XVI, um bispo disse que “ficar” transforma meninas em garotas de programas, uma declaração que, além de ser machista por definição, deveria ser a última das preocupações quando um país com tantos problemas sociais recebe um Papa.

Saí da Igreja (o grupo jovem do qual participava ter sido dissolvido por contenção de gastos foi outro agravante). Comecei a ler Dawkins, e, bastante aborrecido com esses acontecimentos, cheguei a me considerar ateu, embora, a cada visita a uma igreja (por turismo ou por batizados e outras missas comemorativas), algo dentro de mim murmurasse que isso não podia ser verdade.

Nessa época, eu estava começando a faculdade de Engenharia, cheia das aulas de Física e Matemática, o que só incentivava o meu lado “pró-ciência”. Eu me acomodei e achei que o certo para mim era continuar a não ir à Igreja. Sobre a existência ou não de Deus, eu preferia simplesmente não pensar nisso.

Em 2013, comecei a namorar uma menina maravilhosa bastante católica (que, creio também, foi Deus quem colocou em minha vida), e em dezembro passei alguns dias na casa da minha sogra, que vai à missa todo dia. Foi nesse período que as minhas dúvidas contra a Igreja começaram a se tornar dúvidas pró-Igreja. O que eu estava observando ali era uma senhora ouvir a Palavra de Deus todo dia e tentando passar os valores cristãos básicos a seus netos (que já considero meus sobrinhos), valores de humildade, respeito e amor. Tão básico, tão senso comum, e tão esquecido.

Algum tempo depois que eu e minha namorada retornamos à nossa cidade, resolvemos voltar a ir à missa, e hoje esse momento é aguardado por mim durante toda a semana. É quando eu paro, e sento, e só escuto músicas positivas, observo um ritual muito bonito, e vejo o padre falando de ações sociais, e de agradecimento e de perdão.

Na prática, ser católico não significa aquelas coisas que Dawkins e os inimigos da religião sempre pregam, de que ser religioso é ser cego, é acreditar em mágica, é ser inimigo da razão. Ser católico (e não posso discursar sobre as outras religiões por ignorância, mas suspeito que a sua mensagem não seja muito diferente) é simplesmente uma questão de cultivar uma boa relação com Deus e com o outro. Levar uma vida boa não é uma questão de que Deus está nos observando e se cometermos pecado ele vai nos punir, e sim de que Jesus abriu os nossos olhos de que isso, uma vida vivida para os outros, é que leva a uma vida plena. Eu vou à Igreja pelo motivo mais egoísta possível, que é porque eu me sinto muito bem ali, e ao fazer isso eu me torno mais altruísta.


Eu sou um cientista em formação, e acredito que minha religiosidade não interfere no meu trabalho. Quando me deparo com um problema, o caminho que eu sigo não é dizer que “isso acontece porque Deus quer”, mas sim pedir a Deus que me ajude a encontrar as equações certas.

Quando eu rezei a Deus pela cirurgia de meu avô, eu sei que o que fez a cirurgia dar certo foi a competência dos médicos, e que isso é um resultado direto do seu estudo. Ainda assim, tanta coisa pode dar errado: um médico menos capacitado pode ser escolhido, ou o anestesista pode estar em um mau dia, ou o coração do meu avô pode estar enfraquecido, ou um instrumento pode ter sido mal esterilizado. São tantos fatores combinados que achar que a nossa racionalidade humana tem o controle absoluto é ingenuidade. Rezar a Deus é um ato de humildade.

A nossa inteligência não é incompatível com nossa religião. Eu continuo defendendo a ciência e acreditando no poder da lógica, das provas e da experimentação, mas eu reconheço que a ciência não explica tudo. Eu aceito as cada vez mais presentes indicações de que o homem conhecido como Jesus de Nazaré teria até irmãos, mas isso não invalida a minha crença de que existiu um homem santo, verdadeiramente Filho de Deus, que veio espalhar uma mensagem de amor, morreu na cruz e ressucitou.

Na consagração da hóstia, como todo católico, acredito que o corpo de Cristo se faz presente. Aposto que, se medirmos a massa da hóstia antes e depois da consagração, a massa será a mesma, mas isso não invalida a religião e nem todas as nossas teorias. A ciência só consegue lidar com o que pode ser medido ou calculado, e Deus não é mensurável.

Coisas que aprendi com o mestrado: na graduação não há tempo para pensar

Esta é uma série sobre o que eu aprendi com o mestrado.


Não que quem leia este blog não saiba, mas no Ensino Médio eu era parte de uma daquelas tribos esquisitas que gostava mais de Física que de Educação Física. Tinha gente bem pior que eu, claro, que adorava discutir a origem do universo ou as implicações da mecânica quântica, mas eu realmente queria entender o máximo possível por achar tudo aquilo fascinante. E uma das minhas maiores frustações intelectuais foi sair da escola sem ter entendido aquele negócio chamado de quantidade de movimento.

O leitor talvez lembre das aulas do Ensino Médio (se já o concluiu), dizendo que a quantidade de movimento de uma partícula era o produto da sua massa pela sua velocidade. Mas e daí? O que é isso?

Talvez seja mais provável que o leitor lembre da famosa Segunda Lei de Newton, que diz que a força resultante sobre uma partícula é o produto da sua massa pela sua aceleração. Esta é a equação básica da Mecânica e uma das Equações Fundamentais da Engenharia Mecânica (nome pomposo meu). Este é um conceito mais fácil de entender: existe uma coisa, um tipo de ação, chamado força, que faz um objeto mudar de velocidade; objetos de maior massa (maior inércia) aceleram menos.

Voltemos à quantidade de movimento. Quando entrei na faculdade, achei que ia entender melhor esse conceito, mas as disciplinas das primeiras fases lidam com situações muito simples, assumindo que tudo é uma partícula. De repente, você começa a saltar para disciplinas mais sofisticadas, como Mecânica dos Fluidos e Dinâmica, e está usando a quantidade de movimento a todo instante sem nem saber direito o que é. Novamente, frustrei-me ao me formar sem saber o que era isso.

Depois, quando fiz as disciplinas do mestrado, veio a luz.


Uma situação muito interessante e fácil de visualizar é uma roda d’água.

Enchanting Waterwheel

(Foto do Peter Kurdulija no Flickr.)

A água vem por um cano, entra em contato com a roda, que passa a girar; ao mesmo tempo, a água segue uma determinada trajetória, numa determinada velocidade. Todos podemos concordar que a roda faz força sobre a água, o que nos estimula a aplicar a Segunda Lei de Newton. Mas qual é a “massa” da água? A roda faz força sobre uma porção de água, mas essa porção não é um corpo rígido; parte da água que bate na roda vai seguir por um caminho, parte por outro. Num instante seguinte, a água que estava em contato não está mais, dando lugar a outra quantidade de água. Como definir uma partícula para a qual aplicamos a Segunda Lei? Se escolhemos uma gota de água, de massa fixa, até poderíamos aplicar esse modelo, mas a força que age sobre ela seria altamente dinâmica (existe a força da pressão atmosférica, a força da pressão da própria água etc).

É muito mais fácil analisarmos este problema de outra forma. Imagine o escoamento da água como um todo. Diferentes locais vão exibir diferentes velocidades. A força da roda age sobre um ponto; este ponto por sua vez faz força sobre outro ponto, que age sobre outro ponto e assim por diante. A água que é acelerada pela ação da força “empurra” outra região da água.

A essa informação sobre forças que é transmitida ao longo de um escoamento é dado o nome de quantidade de movimento. O problema da roda d’água é um problema de transferência de quantidade de movimento, que é uma forma mais generalizada da Segunda Lei de Newton. O produto da massa pela velocidade é apenas uma forma matemática de expressar esse conceito, e não é o conceito em si.


Eu só pude aprender esse tipo de coisa no mestrado porque eu tive tempo para pensar. Na faculdade, fazendo mais de 20 créditos por semestre, com todos os prazos de provas e trabalhos, e mais um emprego, estágio, iniciação científica etc, é impossível pensar, e isso é uma das coisas que aprendi com o mestrado.

Não sou pedagogo, nem filósofo, nem especialista em políticas públicas. Também não quero me gabar, dizendo que sou muito mais inteligente só porque fiz mestrado (inteligência é algo muito relativo). Quero apenas dizer, como alguém que saiu da graduação e continuou os estudos, que ali se aprende o básico do básico, e que é importante todos terem isso em conta. Não é possível ter uma formação abrangente em apenas cinco anos, e o preço a pagar é essa falta de tempo para ter discussões do mestrado.

Claro, aprofundar-se é um objetivos de se fazer pós-graduação. Com o mestrado, aprendi o quanto me faltam alguns conceitos básicos, e sei que quando terminar o doutorado ainda vai haver muito a aprender.

Acreditem, só sei que nada sei não é apenas um clichê.

Resenha: Rápido e Devagar

Você está andando na rua, serelepe, falando ao telefone com sua mãe. Andar e conversar amenidades no telefone são duas coisas bastante naturais, e o seu cérebro é suficientemente poderoso para coordenar as duas atividades em paralelo — você consegue até desviar de um buraco enquanto presta atenção no que a sua mãe diz. Mas de repente ela revela que seu primo ganhou na loteria.

Imediatamente você para.

Processar esse tipo de informação não é algo para o qual o seu cérebro tem respostas prontas, e assim ele precisa concentrar esforço nessa atividade nova. Você não consegue fazer duas coisas complexas ao mesmo tempo.

Não é difícil achar exemplos desta dicotomia: processamos algumas coisas de forma rápida e automática, e outras de forma mais devagar. Demoramos um segundo para calcular 4 * 5 e alguns minutos para computar 27 * 31. Passamos por alguém na rua e em instantes reconhecemos um rosto familiar, enquanto que às vezes simplesmente não conseguimos lembrar o rosto daquele colega de escola. Quando saímos da auto-escola, precisamos pensar quando é a hora de trocar a marcha; depois de algum tempo, sem olhar já sabemos em que marcha estamos, e nem nos damos conta do ato.

Esta dupla forma de pensar não é apenas mais uma característica da nossa mente, mas, como defende o psicólogo israelense-americano Daniel Kahneman em Rápido e devagar: duas formas de pensar, é central ao próprio ato de pensar e possui implicações profundas na nossa vida.


Este livro é com certeza um dos mais profundos que já li, e tenho certeza de que vai demorar muito tempo para processar a quantidade de informação que esta obra traz.

Rápido e devagar é longo e denso; eu não tenho formação alguma em psicologia e consegui compreender este livro, mas ele está longe de ser uma leitura fácil. Trata-se da apresentação das principais ideias de Kahneman sobre o funcionamento da mente e a tomada de decisões.

A ideia básica é que nosso processo de pensamento é regulado por dois sistemas: o Sistema 1, rápido e automático, e o Sistema 2, devagar e analítico. O Sistema 1 cresceu por razões evolutivas; sobrevivia quem conseguia rapidamente analisar o cenário e evitar predadores, ao mesmpo tempo em que conseguia alcançar a caça. Como engenheiro, não posso deixar de observar tudo como uma questão de economia de energia (que é uma das bases do argumento do livro): pensar (atividade do Sistema 2) é custoso, então o Sistema 1 toma controle sempre que pode..

Agora, pensar de forma automática pode economizar energia, mas exige alguns comprometimentos; o Sistema 1 aceita respostas razoáveis, mesmo que não estejam sempre certas, e cria cenários onde eles sempre não existem. Bons exemplos disso são aquelas ilusões de ótica sobre comprimento de linhas; o Sistema 1 não consegue perceber muita diferença entre as linhas e não passa o controle para o Sistema 2, que o instruiria a pegar uma régua.

Outro de meus exemplos preferidos está ligado ao conceito de tensão cognitiva. Você sabe que comer doce faz mal, e o Sistema 2 o impede de comer; mas o seu Sistema 1 sabe que vai ter prazer imediato, e o incita a comer. Então, quando você fica cansado, ou com dor, ou sob estresse, a parte analítica do seu cérebro fica sobrecarregada, e o Sistema 1 dá sinal verde para você comer aquele chocolate todo (ou beber a cerveja toda).

A partir dessa premissa básica (de que usamos respostas automáticas, mas nem sempre certas, para economizar energua), o livro se desenvolve mostrando implicações cada vez mais profundas. No meu capítulo preferido, o autor diz:

Se lhe fosse concedido um único desejo para seu filho, considere seriamente desejar que ele ou ela seja uma pessoa otimista. Otimistas são normalmente pessoas alegres e felizes, e portanto populares; são pessoas resilientes e adaptáveis aos fracassos e dificuldades, suas chances de depressão clínica são reduzidas, seu sistema imune é mais forte, elas cuidam melhor da saúde, sentem-se mais saudáveis do que os demais e de fato têm probabilidade de viver mais.

O otimismo é muito bom e fácil porque não é preciso grande esforço para ignorar riscos — é algo que adoramos fazer. Uma premissa básica de Rápido e Devagar é que somos péssimos estatísticos por natureza, e temos dificuldade em lidar com incertezas e variações. Assim, a nossa resposta automática é ignorar tudo isso e tomar decisões com baixíssimo grau de sucesso como montar um negócio próprio ou comprar um apartamento por uma pechincha num lugar duvidoso. Sempre achamos que comigo não vai acontecer.

Em outra parte, merece destaque a Teoria da Decisão , uma das áreas importantes da carreira de Kahneman e que lhe valeu o Prêmio Nobel de Economia. Nessa parte, aprendemos que, devido à nossa falta de habilidade com estatística (mesmo em estatísticos treinados) tomamos decisões que são surpreendentemente irracionais (vale ler com atenção o trecho sobre como é mais vantajoso comprar o seguro com a maior franquia possível e evitar garantias estendidas).


O livro tem alguns defeitos pequenos. É dividido em partes (que tratam, basicamente, da estrutura dos dois sistemas, das heurísticas e vieses que regem nosso pensamento, do problema da confiança e otimismo excessivos, da Teoria de Decisão e dos conflitos entre recordar e viver), mostrando as diferentes faces dessa questão das formas de pensar, mas dentro de cada parte é difícil compreender a lógica para a divisão de capítulos.

Também, por ser um livro que trata de estatística e economia, o autor menciona alguns conceitos e funções matemáticas, e eu realmente acho que mostrar as equações e alguns gráficos faria muito bem ao leitor. Ao contrário da crença popular, as equações tendem a simplificar o texto (quando o autor sabe usá-las).

Estes defeitos não tiram os méritos de Rápido e Devagar. Este livro e a sua ideia de que evitamos pensar de maneira muito profunda tem um impacto tão grande em mim que, desde que o terminei, vivo analisando alguns exemplos do cotidiano à luz de suas teorias. Acho que isto é uma boa medida da sua qualidade.

Quadros negros e bancadas

Uma alegria em meio a tantas tragédias

Nas últimas semanas, passamos por muitas tragédias, como a queda do avião em Santos, matando o candidato Eduardo Campos, e a morte de Robin Williams, para ficar apenas nas mais noticiadas. Estamos todos um pouco acostumados a ver isso nos jornais, mas parece que a intensidade aumentou recentemente.

Em meio a tanta tristeza, uma notícia excelente passou quase batida: o brasileiro Artur Ávila ganhou a Medalha Fields. A medalha é tão importante quanto o Nobel, sem os constantes escândalos políticos e com o detalhe de só premiar jovens (de até 40 anos), como incentivo para as pesquisas futuras. No seu livro Symmetry: A Mathematical Journey, Marcus du Sautoy reflete sobre o seu aniversário de 40 anos (tradução livre minha):

Eu não fico terrivelmente incomodado com aniversários, mas para um matemático 40 é significativo; não por causa de uma numerologia fantástica e esotérica, mas porque geralmente se acredita que aos 40 você já fez seu melhor trabalho. Matemática, diz-se, é um negócio para jovens.

Todos esperamos que Ávila faça ainda muitos bons trabalhos, mas antes dos 40 anos ele foi longe. Ganhou o maior prêmio que um pesquisador brasileiro já ganhou.

Esse prêmio vai mudar o Brasil?

É claro que não, e provavelmente nem vai haver um aumento significativo dos inscritos para o vestibular de Matemática. Não vamos ser ingênuos e acreditar que no ano que vem já vamos ganhar outros prêmios, quem sabe até um Nobel.

Mas podemos usar esse prêmio para um como um lembrete. Um lembrete de que é possível fazer carreira em ciência, mesmo no país dos apaixonados por trabalho em escritórios e fascinados por firmas reconhecidas. Um lembrete de que existem pessoas que não foram feitas para esse tipo de trabalho, mas sim para serem pesquisadores, viver na frente de quadros negros e bancadas de laboratório.

Vamos também usar esse prêmio para discutir o ensino da Matemática no Brasil. Como engenheiro e pesquisador, alguém que está em contato constante com a Matemática, nada fica mais distante da realidade que as tabuadas decoradas no Ensino Fundamental, ou dos professores de cursinho fazendo a turma repetir as músicas para decorar as fórmulas. Vamos ensinar essas crianças a pensar mais. Vamos estimular o pensamento abtrato e criativo que é a base da Matemática. Vamos explicar o significado dos teoremas, em vez de passar exercícios que envolvem apenas a aplicação mecânica de equações.

E vamos parar de chamar a Matemática de “inútil”. Por acaso a História é útil, ou as aulas de Artes são úteis? As escolas não são profissionalizantes, e as diferentes disciplinas ajudam a desenvolver diferentes habilidades. A Matemática é um ciência e uma linguagem por si só, um dos maiores feitos da mente humana. A Física de Newton reinou absoluta por séculos até que Einsten começou a questioná-la, mas o Teorema de Pitágoras será válido para sempre.

Mas Fábio, você poderia explicar qual o trabalho de Ávila?

Não, não posso. Mesmo sendo engenheiro, Mestre em Engenharia, candidato a doutor, eu não me arrisco a entender o trabalho dele. É uma matemática muito mais avançada que a minha compreensão permite. As reportagens geralmente fazem menção aos estudos dele sobre “sistemas dinâmicos”, o que para o engenheiro é um termo bastante genérico para designar qualquer coisa que varie no tempo. É claro que o trabalho dele é muito mais sofisticado que isso.

Ao Artur: parabéns, e obrigado por fazer de nós, pessoas que sonham em ser cientistas, mais esperançosos na nossa profissão.

Palavra-chave: ciência

Um dos podcasts que acompanho é o Palavra Chave Podcast, do psicólogo
Fellipe Salgado, que oferece análises do cotidiano sob um ponto de
vista psicológico. Os assuntos são sempre relevantes e interessantes,
Fellipe demonstra saber o que fala e se esforça em fazer muita pesquisa,
e o podcast tem uma duração que acho ideal: cerca de 20 minutos, mais ou
menos o tempo de translado entre minha casa e a universidade. Perfeito.
Fica a dica.

O último episódio fala de ciência, inspirado na notícia de que o bóson
de Higgs, ou a partícula de Deus, rendeu o prêmio Nobel de Física aos
seus teóricos
. A partir daí, Fellipe traz algumas questões sobre o
“fazer ciência” e sobre o que a tal “verdade científica” significa.

Na qualidade de engenheiro, ou seja, “um cara das exatas” como gostam de
me chamar, gostaria de oferecer meu ponto de vista em dois pontos
principais. Repare que isso é minha opinião e não representa de maneira
alguma uma crítica ao Fellipe. Ele também é estudante de mestrado e sabe
que discordar faz parte.

Não existe Eureka

Fellipe pondera como o psicólogo de Peter Higgs (que deu nome ao bóson)
reagiria se seu paciente agora famoso chegasse e tivesse dito ter
descoberto uma partícula de Deus. Será que não seria um caso de delírio
de grandeza?

Não pesquisei a fundo em entrevistas com Higgs, mas se tem algo em que
acredito, baseado nessa minha minúscula experiência na carreira
científica, é que não existem momentos de Eureka. Higgs, muito
provavelmente, não largou o lápis e pensou “Senhor, descobri a Sua
partícula”. Vamos pensar num cenário mais iterativo. Higgs estava
resolvendo um problema teórico e fez uma hipótese simplificativa:
“suponha que exista uma partícula com uma propriedade tal”. Para sua
surpresa, essa partícula teórica resolvia o problema. Algum tempo
depois, ele deve ter tido a ideia de usar essa mesma partícula em
problema semelhante, e viu que também funcionava. Higgs foi então
refinando o modelo e viu que ele explicava muita coisa.

Pode ser que eu esteja enganado, mas vamos combinar que esse cenário é
muito mais plausível. Fazer ciência é um processo criativo, e
criatividade é iterativa por natureza. Você começa com um rascunho e
vai refinando.

O que é uma lei científica?

O outro comentário que me fez refletir é sobre a questão de ciências
“objetivas” e “subjetivas”. Por exemplo, a Física é tida como uma
ciência objetiva: a Lei da Gravidade é verdadeira e ponto. Por sua vez,
a psicologia é bastante subjetiva. A analogia usada é entre “átomos”,
que podem ser visualizados, e a “memória”, que é difícil de definir.

O próprio Fellipe depois questiona isso, dizendo que a física pode ser
subjetiva e a psicologia, objetiva. Mas deixe-me reforçar esse ponto.

A “Lei da Gravidade” não é verdadeira, porque não existe uma lei da
gravidade. O que é existe é o fato de que, empiricamente, quando você
solta um objeto ele tende a cair. Entretanto, e aí é que está, nada
garante que amanhã não seja descoberto um material que não caia. As
“leis” da Física, como a Segunda Lei de Newton, ou as Leis da
Termodinâmicas, não são provadas, como é, por exemplo, o Teorema de
Pitágoras. Nós temos confiança nelas com base na estatística, na
ausência de contra-exemplos.

Basta você ver que a “Lei da Gravidade” já mudou de forma. Newton disse
que era uma força e Einstein disse que é uma deformação do espaço.
Atualmente, trabalha-se com a hipótese de que é um campo gerado por uma
partícula ainda a ser descoberta, o gráviton.

Reconhecer as limitações da ciência não é criticá-la, mas admitir que
ainda temos muito a aprender. A natureza é muito mais complexa do que a
mente humana é capaz de entender. É nosso papel, como cientistas, de
criar abstrações que expliquem os fenômenos, chegando numa solução
plausível — e essas abstrações geram resultados fabulosos.

Como engenheiro, estudando mais a fundo a área de Termodinâmica de
Misturas e de Refrigeração, eu me questiono o tempo todo. Essa equação
de estado é válida? Essa hipótese de sistema adiabático é realista? Só
assim é possível aprender alguma coisa.

A palavra-chave é ciência. Federico Viticci do MacStories escreveu:
ciência é aquilo que injeta fótons no seu corpo para matar o câncer.
Como não se maravilhar com isso?

Resenha: Subliminar

Há algum tempo, resenhei aqui O Poder do Hábito, um livro que
tenta mostrar como hábitos, ações automáticas que não envolvem nosso
pensamento, regem nossa vida. O livro é bom, mas eu reclamei da falta de
explicações científicas. O Poder do Hábito não é um livro que discute
o inconsciente, preocupando-se apenas em mostrar histórias.

Mas existe um livro científico sobre o inconsciente, e esse é
Subliminar, de Leonard Mlodinow.

Mlodinow também dá exemplos, mas eles são apenas argumentos em favor de
ideias científicas. Aprendemos, por exemplo, que pessoas praticamente
cegas são capazes de detectar emoções nos rostos das pessoas; a evolução
nos treinou a usar o máximo poder cognitivo para processar rostos de
outros humanos, uma habilidade imprecindível numa espécie social.
Aprendemos também que, para poupar energia, o cérebro “fabrica” imagens
e lembranças; com o rápido movimento dos olhos produzindo imagens
borradas, restam lacunas que o cérebro tem de preencher. Fato semelhante
acontece com a memória, que não é, segundo pesquisas recentes, um
arquivo de computador intacto dentro de nossa cabeça. Memórias podem ser
plantadas, e vítimas de estupro podem reconhecer o algoz errado. Nem
tudo de que nos lembramos aconteceu.

A premissa do livro é clara: o inconsciente nos domina. Grande parte das
nossas ações não são controladas por nós. Mlodinow, um cientista por
formação, faz questão de provar cada ponto, e exibir seus argumentos com
claridade. Além disso, o fato do autor ter formação em Física, uma área
estrangeira ao tema do livro, nos faz pensar que estamos aprendendo
neurobiologia com ele.

(Mlodinow ter sido colaborador no roteiro de MacGyver também
não é ruim.)

O livro tem duas partes; na primeira, mais curta, o autor discute a
alternância de ações conscientes e inconscientes (e como, afinal, se dá
essa troca). A colaboração entre mecanismos é que governa nossa
complicada atividade cerebral.

A segunda parte tem foco no aspecto social: como vivemos em sociedade de
maneira subliminar. Um dos exemplos sensacionais envolve uma pesquisa de
Harvard onde um grupo de mulheres asiáticas fez um teste de matemática,
depois de responder um questionário. Um grupo respondeu perguntas sobre
sua origem, enfatizando o fato de serem asiáticas (e portanto “boas em
matemática”), outro respondeu perguntas sobre temas femininos (e
mulheres, segundo o estereótipo, são “ruins em matemáticas”), e um
terceiro grupo, de controle, respondeu perguntas neutras. Surpresa: as
mulheres que foram induzidas a se ver como asiáticas foram melhores que
o grupo de controle, que foi melhor que o grupo que se indentificou
apenas como “mulheres”. Conclusão: mulheres que vivem numa sociedade que
diz que ciências exatas é coisa de homem inconscientemente são afetadas
pelo preconceito.

Subliminar é muito bem escrito, tem muitas histórias interessantes (e
com referências) e faz você pensar. Você deve ler.

Por que usar uma balança na cozinha

Na última edição de The Magazine, Joe Ray escreveu esse excelente
artigo sobre a importância de se usar medidas baseados na massa, e não
no volume, dos ingredientes de receitas culinárias. Segundo ele, isso
torna as receitas muito mais reprodutíveis, além de necessitar apenas de
uma balança (em contraste com um conjunto de
medidores-colheres-tigelas).

Se o leitor não se importar, deixe eu acrescentar um pouco de
termodinâmica à sua explicação. Vocês sabem, coisas de engenheiro.

O principal argumento a favor de usar a massa e não o volume como
referência é que, pondo de maneira simples, a massa é uma medida
absoluta
da quantidade de matéria, enquanto que o volume é uma
propriedade termodinâmica. Quando você diz “1 kg de água”, isso quer
dizer a mesma coisa aqui, no Japão e na Estação Espacial Internacional.
Com essa informação, é possível saber exatamente a quantidade de
moléculas de água. Um quilograma é um quilograma, definido conforme o
padrão internacional (que está variando). Porém, “um litro de água”
não é nem de longe tão preciso. O bom engenheiro, ao ler uma receita que
pede um litro de algum líquido, imediatamente se pergunta: “a que
pressão e temperatura?”.

Considere uma garrafa de água colocada no congelador. A garrafa estufa
e eventualmente estoura. O seu volume aumentou, sem que você tenha
adicionado água. Ou seja, o volume não indica de maneira precisa quanto
de água há.

É claro que essas variações de volume da água (e da maioria das outras
substâncias usuais na cozinha) em relação à temperatura são pequenas
nas condições ambientes (caso contrário haveria erros grosseiros), mas
existem três agravantes:

  1. Os pequenos erros (aqui entendidos como a diferença entre a
    quantidade correta de um determinado ingrediente que a receita
    pede e aquele que você efetivamente adiciona, baseada no volume) dos
    diversos ingredientes se somam
  2. A medição de volume é bastante subjetiva (você tem de comparar um
    risco num copo com o nível do líquido) enquanto que com uma balança
    digital você lê diretamente o valor
  3. A medição de volume de pós é altamente dependente da quantidade de
    ar entre os grãos. Experimente medir duas xícaras de farinha antes e
    depois de sacudir o recipiente

O uso de uma balança na cozinha surte mais efeito em receitas que exigem
maior controle, como o autor mesmo fala. Mas isso não quer dizer que
você não possa se beneficiar.