Por que os físicos devem estudar história?

030516_equations_7

Matemático e físico Inglês Sir Isaac Newton (1642 – 1727) contempla a força da gravidade em ver uma maçã cair no seu pomar, por volta de 1665. – Hulton Archive / Getty Images

Assim como a física não é uma coleção de fatos sobre o mundo físico, a história não é uma lista de nomes e datas,mas uma forma de pensar que pode ser poderosa e esclarecedora. Algumas coisas sobre a física nem sempre são preenchidas na escola ou nos anos de graduação em ciências de forma geral. Essa bagunça tornam a compreensão um pouco mais difícil quando lidamos com pessoas de fora das ciências naturais ou dentro da própria pesquisa, mesmo que mais raro para o segundo.

As interações sociais realmente influenciam no que os cientistas produzem. Muitas das vezes, os físicos aprendem essa lição da maneira mais difícil. Em vez disso, eles poderiam equipar-se para o mundo colaborativo real, não o solidário que nunca existiu. A história pode ajudar, pois há todo um campo acadêmico da história da ciência. Da mesma forma que em uma comunidade, as histórias mudam a forma de como ela pensa, uma perceptiva histórica sobre a ciência pode ajudar os físicos a entender o que está acontecendo quando eles praticam seu ofício e fornecer várias ferramentas que são úteis para os próprios físicos.

A Física é um esforço social

A pesquisa é feita por pessoas e as pessoas têm gostos e desgostos, egos e preconceitos. Os cientistas, como todo mundo, se apegam a suas ideias favoritas, as vezes muito mais do que deveriam. Um caso clássico é o éter eletromagnético, um conceito que dominou física para a maioria no século 19. Mesmo quando se tornou claro que a hipótese do éter estava causando mais problemas do que resolvendo, os físicos continuaram a usá-la como uma ferramenta explicativa, mesmo por muitos anos após 1905 a teoria da relatividade especial de Einstein declarou supérfluo. A história da física está repleta de belas teorias que ordenou por hora foram mantras.

Assim como a maioria das pessoas, os cientistas vem de algum lugar e tendem a proteger seus lares.Porém é fácil esquecer que há 100 anos, durante a I Guerra Mundial, os cientistas britânicos se recusaram a falar com os seus colegas alemães do outro lado das trincheiras. Mesmo após o fim dos combates, os alemães e seus aliados durante a guerra foram oficialmente proibidos de aderir a organizações científicas internacionais. Durante a Segunda Guerra Mundial, o espectro de uma bomba atômica nas mãos de Adolf Hitler aterrorizado físicos aliados em abrir a caixa de armas nucleares de Pandora. Muitos dos cientistas envolvidos lamentou suas ações depois, mas a guerra e nacionalismo para fazer um impulso potente.

Esses incidentes não são exceções. Os físicos não são figuras desinteressados sem pontos de vista políticos, preferências filosóficas e sentimentos pessoais. A história da ciência pode ajudar a desmantelar o mito do gênio puramente racional vivendo fora do mundo todos os dias, mesmo que algumas séries de TV coloquem esse esteriótipos fazendo da física e algumas outras ciências naturais menos humana.

Tornar a física mais “humana” por analogias táteis ou mesmo mostrar que muitos grandes cientistas normalmente são grandes professores é algo bom, especialmente para os alunos do universo do aluno.Muios estudantes promissores muitas vezes desistem das ciências por ela está desconectada de sua realidade. Pesquisadores de educação científica descobriram que aqueles estudantes perdidos perdiam o interesse, admiração,curiosidade por que muitos professores não ensinavam aquilo que primeiramente chamaram sua atenção. Muitas vezes, isso incluem técnicas que são colocadas sem um contexto histórico. Narrativas históricas sem levantar questões conceituais, filosóficas, políticas, éticas ou sociais que mostram a importância da física para a própria vida dos alunos muitas vezes são ignoradas. 

Provavelmente, nos primeiros dias da relatividade geral, deve ter sido extremamente difícil para se tornar proficientes naquelas ideias sem contato direto com Alberto Einstein ou com pessoas do seu círculo interno. E quando a grande guerra estava no auge, alguns físicos poderiam obter esse contato. A relatividade geral se tornou amplamente conhecida somente após Willem de Sitter, na Holanda  em contato pessoal com Einstein, passar os conceitos relativistas para Arthur Eddington no Reino Unido. Felizmente, Eddington era um pacifista e um dos poucos cientistas britânicos dispostos a olhar para uma teoria alemã [1]. Física só funciona quando as pessoas falam uns com os outros e comunicação nem sempre é fácil.

A física não e óbvia

Tudo parece óbvio em retrospecto. Livros didáticos apresentam resultados experimentais como sendo auto evidente e teorias como a necessidade de, no máximo, algumas páginas de matemática para serem provadas verdadeiras. Mas exposições cristalinas escondidas em uma enorme quantidade de trabalho e confusão que vai para chegar a conclusões científicas. A história da física pode nos lembrar como é difícil para justificar ideias de heliocentrismo a teoria de que atômica agora parecem tão óbvias

PT.3.3235.figures.online.f7

Galileo Galilei mostra o doge de Veneza como usar um telescópio (1958, Guiseppe Bertini)

Complexidade, não simplicidade, descartou a prática da ciência. Toda descoberta saiu de uma mistura confusa de pessoas, ideias, acidentes e argumentos. Geralmente é preciso um grande esforço para entender o que uma observação ou teoria significa, assim como uma hipótese realmente significativa em um problema. O experimento da gota de óleo Millikan, por exemplo, aparece nos livros didáticos como um modelo de delineamento experimental clara e interpretação teórica imediatamente persuasivo. No entanto, mesmo uma rápida olhada em cadernos de laboratório de Robert Millikan mostra como imensamente difícil era para ele fazer seu trabalho experiência. (A Figura 2 mostra uma página do caderno de amostra).

A natureza raramente dá uma resposta direta. Assim, os pesquisadores da ciência, por vezes, seguem caminhos cegos e geralmente, comumente chamado de tentativas e erros. Uma vez que um resultado robusto foi alcançado, os cientistas tendem a minimizar todo o trabalho duro que entrou nela; simplicidade parece mais convincente do que a complexidade. Mas a complexidade é bastante tranquilizadora. Estudantes e jovens pesquisadores ficam muitas vezes animados ao saber que a física precisa de muito trabalho para acontecer e isso de certa forma é bom para validar esse esforço, mesmo que posteriormente essas descobertas não sejam apresentadas com o formalismo que poucos entendam.

figura 2 – Caderno de Milikan

Toda vez que os físicos discordam sobre como interpretar um conjunto de dados, eles fornecem novas provas de que a física não é óbvia. Alguns dados só tem significado a partir de um certo ponto de vista. Arno Penzias e Robert Wilson viram o excesso de baixa frequência na sua antena (mostrado na Figura 3 ), e não a radiação cósmica de fundo. Foi só quando eles olharam para o ruído à luz da cosmologia do Big Bang que pareceu importante.

A história da física sugere que geralmente há várias maneiras de abordar um problema. Eletrodinâmica quântica surgiu de seus antecessores não porque era claramente superior, mas porque Freeman Dyson mostrou que as abordagens de renormalização de Richard Feynman, Julian Schwinger, e Shin’ichiro Tomonaga foram todos equivalentes. Nenhuma dessas abordagens independentes estavam erradas, elas só precisava ser reformulada. Mesmo os diagramas de Feynman, que agora são indispensáveis, não eram tão claros quando apareceram pela primeira vez. Dyson, mais uma vez, foi fundamental para a aceitação de uma nova ideia. Coisas que agora parecem obvias como esse diagrama, passaram por uma fase de aceitação e aprendizado de sua importância e quase todas começaram dessa forma [2]

A Física precisa de muitos tipos de pessoas

A boa física, não necessita apenas de trabalho árduo para suas descobertas, mas uma boa dose de criatividade, o que muitas vezes pode ser de difícil aceitação. Você nunca pode dizer que ideia a estranha ajudará a esclarecer a observação confusa ou fornecer a chave para interpretar uma equação. História da ciência nos revela a estranho ensopado de conceitos que eram necessárias para o desenvolvimento da física.

Considere a segunda lei da termodinâmica. Sua formulação e interpretação foram em grande parte devido ao Lord Kelvin mas este não veio para termodinâmica como uma lousa em branco. Havia motivação religiosa em suas descobertas, pois fazia sentido à luz do salmo 102. A experiência pessoal forneceu as ferramentas que ele precisava para lidar com fenômenos da segunda lei. Podemos comparar com outros trabalhos o estudo da termodinâmica que vieram de concepções diferentes, porém encontramos um ponto de convergência. A interação de várias abordagens está atrás da nossa visão moderna, que não teríamos se não fosse pelas estranhas ideias de Kelvin( ou não).

Robert Wilson (à esquerda) e Arno Penzias fiscalizar a sua antena de rádio. Os dois homens metade do Prêmio Nobel de Física 1978 compartilhados “pela descoberta da radiação cósmica de fundo.” O que eles realmente viu, porém, foi ruído de baixa frequência da antena. Só com a interpretação adequada foi a observação digno de um Nobel.

De perspectivas estranhas mas em última análise úteis muitas vezes vêm de campos e disciplinas aparentemente distantes do problema em questão. O físico Luis Alvarez levou a experiência em isótopos para seu filho, Walter Alvares, e ajudou a resolver o mistério da extinção dos dinossauros. A história da ciência mostra o quanto é importante para os cientistas de diferentes campos para falar uns com os outros. Conversa entre grupos separados é saudável. Aparentemente problemas isolados são muitas vezes estreitamente ligados, e você nunca sabe onde vai encontrar a ideia estranha que resolve suas dificuldades.

A melhor estratégia para incentivar diversas ideias é cultivar uma comunidade diversificada. Grupos sub-representados que oferecem diferentes maneiras de pensar são muitas vezes as fontes de ideias frescas e novos métodos. Existem numerosos exemplos impressionantes, e eles levaram a representantes de comunidades marginalizadas tornando-se visível no mainstream. Por exemplo, como Marietta Blau desenvolveu a técnica de emulsão nuclear foi distintivo de alguém na periferia. Como mulher judia em guerras na Áustria, Blau era duplamente excluída. As mulheres eram frequentemente recusadas entrada para laboratórios, por vezes, com o fundamento de que o seu cabelo era muito inflamável. Judeus raramente foram autorizados a ocupar cargos de alto escalão, mesmo antes da ascensão dos nazistas. Tais restrições significava que, se Blau queria estudar partículas, ela teve que desenvolver detectores baratos, portáteis que poderiam ser feitas com materiais comumente disponíveis. Com suas técnicas das margens, ela criou uma ferramenta de observação essencial que foi totalmente surpreendente para aqueles na comunidade da física em grande parte homogênea do tempo [3]

Grupos sub-representados geralmente são marginalizados por causa da inércia cultural ou decisões deliberadas feitas há muito tempo. Por essa razão, muitos que trabalham para aumentar a diversidade na física sem vem na obrigação de ajudar a corrigir um erro social. Feynman teve sua admissão negada à Universidade Colúmbia, porque alguém lá decidiu que tinha muitos estudantes judeus. A decisão que agora parece absurdamente equivocada.

Em 2015 John Roberts, chefe de justiça da Suprema Corte dos Estados Unidos, ficou intrigado com a ideia de que a diversidade pode ser útil na física. (Veja aqui). As observações de Roberts foram decepcionantes, mesmo que a ideia por trás deles não é incomum:

O ideal da ciência como uma empresa monolítica de pura racionalidade esconde eficazmente a importância de diferentes perspectivas e pontos de vista. No entanto, essa importância é claramente documentado na história da ciência, o que pode ajudar a esclarecer tanto porque a física é feito principalmente por homens brancos e por isso que muitas vezes pode ser um fator limitante para o progresso futuro. A história da física é um exemplo fantástico da importância da diversidade intelectual e institucional

Muitas maneiras diferentes de pensar podem ser exercida sobre um problema, e eles devem ser encorajados. Porém este é aspecto social que advêm de um passado sombrio que ainda carrega consequências em nossa sociedade contemporâneas, a ciência é só um exemplo.

Ainda hoje na academia é comum observar pesquisadores que parecem como alguém que tem visto milhares de árvores a vida toda, porém nunca viram uma floresta. O conhecimento do contexto histórico e filosófico dá esse tipo de independência de preconceitos de sua geração de pesquisadores a partir do qual a maioria dos cientistas tendem a sofrer. Esta distinção, marcada por aspectos sociais e filosóficos, e o que distingue um mero artesão ou especialista e um candidato real. De certa forma, há muitos artesões, mas relativamente poucos cientistas entre os físicos contemporâneos!

Eu ouvi preocupações, embora, que tais histórias são uma distração que fazem exame do tempo longe da instrução da ciência ou da pesquisa quantitativa. Uma boa estratégia é integrar a história ao ensino e ao pensamento. Isso fará com que os físicos sejam melhores cidadãos do mundo e ajudem a atrair estudantes afiados para carreiras de ciências. Mesmo para pesquisadores em não-ciências, a história da ciência é uma excelente maneira de aumentar a alfabetização científica e engajamento conjunto com o pensamento científico e principalmente com os fatos.

No final, a história da ciência expõe os cientistas a novas formas de pensar e os obriga a reexaminar o que já é conhecido. Tal flexibilidade intelectual é essencial para qualquer disciplina, mas é particularmente importante para campos tão influentes e rígidos quanto a física e outras ciências. Como sabemos o que sabemos e como poderia ser diferente?

O texto versionado e adaptado
Physic today : Why should physicist study history, Matt Stanley,2016

Referências e leituras

 

Physic today : Why should physicist study history

aeon.con : The string theory war show us how science needs phylosophy

[1]M. Stanley,   Isis 94, 57 (2003).An Expedition to Heal the Wounds of War

[2] American Scientist 93, 156 (2005) :Physics and Feynman’s Diagrams

[3] P. Galison,   Image and Logic: A Material Culture of Microphysics, U. Chicago Press (1997).

 

 

Anúncios

2 comentários sobre “Por que os físicos devem estudar história?

  1. Pingback: Texto do dia dos professores e o Feyman no Brasil |

  2. Pingback: Texto do dia dos professores e a passagem do Feynman pelo Brasil |

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s