“Podemos utilizar a ciência e a matemática para dar sentido ao mundo”

 Caros Leitores;

Professor na Universidade Estadual do Arizona, nos Estados Unidos, e diretor do Beyond, centro da universidade que busca respostas para as grandes questões da ciência e filosofia, Davies lecionou em diversas instituições ao longo da carreira. Em 1999, o asteroide 1992 foi oficialmente batizado como 6870 Pauldavies em sua homenagem e, em 2007, o físico foi condecorado com a Ordem da Austrália.

No Brasil para participar do Quantum Bio BR Summit, evento promovido pelo Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR) em parceria com a Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e realizado entre 21 e 22 de novembro, Davies falou à GALILEU sobre biologia quântica, fé e ciência, e o futuro da humanidade.

Você está no Brasil para um congresso sobre biologia quântica. O que esse campo da ciência estuda?

Nós ainda estamos tentando entender. Estou envolvido com esse assunto há mais ou menos 20 anos. Ele trata de uma evidência de que o efeito quântico exerce um importante papel na biologia. E quando eu digo efeito quântico, entende-se que a física quântica explica a química, e a química explica a biologia. E muitos podem dizer “é claro, a vida é mecânica quântica porque depende da química”. Mas, na verdade, olhamos para coisas que envolvem efeitos quânticos esquisitos, como o emaranhamento, que é quando duas partículas separadas podem se comunicar uma com a outra de um jeito bem estranho. Ou superposições, que é quando você joga uma moeda e pode dar cara ou coroa, mas num nível atômico pode dar cara e coroa ao mesmo tempo.

Efeitos como esses podem ter influência na biologia. Então a grande pergunta que eu sempre faço é: existem apenas algumas pequenas e estranhas peculiaridades envolvidas ou a mecânica quântica é realmente essencial para entender a biologia de maneira fundamental? E nós ainda não sabemos a resposta para isso.

De que maneiras a biologia quântica pode nos ajudar a entender a origem e o sentido da vida?

A origem da vida é um dos principais problemas da ciência. Realmente não sabemos como ela começou. Sabemos mais ou menos quando, pelo menos na Terra. Mas não conhecemos os processos que transformam a inexistência de vida em vida. Não sabemos como uma mistura de elementos químicos pode se transformar em algo vivo. E é óbvio que a mecânica quântica tem algum papel nisso, porque a vida é molecular. Muita gente acredita que a melhor descrição para a vida é química, mais informação — informação essa que está armazenada num nível molecular, no DNA, o código da vida. A vida surgiu a partir de certa complexidade molecular.  Não sabemos como, e esse é um dos grandes mistérios.

 E qual é a definição de vida?

Eu passei a definição de “química mais informação”. E coincidentemente, um dos principais temas da conferência é a informação. Você mede informação em bits, a partir do código binário, uma teoria proposta por Claude Shannon no final dos anos 1940. Então estamos bastante confortáveis com o fato de a biologia se tratar de armazenar, processar e transmitir bits de informação. Além do mais, esses bits são encriptados no nosso código genético. Assim, a informação é armazenada no DNA na forma de um código que precisa ser decodificado, como um computador. Mas na mecânica quântica há uma generalização dos bits em algo chamado q-bit. Para explicar, voltemos à moeda: pode dar cara ou coroa. Quando você olha, recebe um bit de informação. Mas no nível quântico, há uma superposição de cara e coroa. O estado quântico pode ser uma mistura de ambos. Assim, essa informação extraída dos sistemas quânticos é chamada de q-bits. Então, um problema ainda não resolvido é se devemos definir a vida em termos não apenas de bits de informação, mas também de q-bits. E há uma pequena quantidade de evidências de que esse pode ser o caso, embora haja muito ceticismo. Eu tenho a mente aberta a respeito do assunto.

Como essa abordagem difere da maneira tradicional que estudamos a biologia e física?

As pessoas costumam utilizar o modelo de bolas e varetas para estudar química. Talvez você se lembre da escola, quando eles mostravam uma molécula de metano ou algo do tipo, e havia as bolas representando os átomos e as varetas representando as ligações. Eu acho que a maioria dos biólogos acreditam que a vida pode ser explicada somente a partir desse modelo de química, mas ele representa apenas formas e tamanhos de moléculas e as forças de ligação entre elas. Eles realmente não precisam de nenhum modelo quântico. Mas eu costumo abordar as esquisitices quânticas e digo que há mais para explicar a vida do que bolas e varetas. Isso é um fator central no campo da biologia quântica. Mas depois de 20 anos em que estou envolvido nisso, continuo agnóstico, continuo não tendo certeza.

Nos últimos anos temos visto o termo “quântico” sendo usado por uma gama de pseudociências, como coaching quântico, cura quântica, medicina quântica. Qual a sua opinião sobre essa apropriação do seu campo de estudos?

Isso me deixa louco. Toda hora tem gente pegando terminologias e usando-as de forma errada. É muito chato. Na geração anterior, usavam o termo “energia” de um jeito muito desleixado. Físicos definiram energia de uma maneira muito precisa, mas as pessoas falavam sobre ela com uma conotação mística. Da mesma forma, estão fazendo isso como o quântico. Costumava ser considerado apenas um termo técnico. Agora, acho que pelo fato de a mecânica quântica ter aspectos estranhos inerentes, as pessoas pensam que é algo misterioso. E se tivermos algo misterioso e colocarmos o termo quântico na frente, de algum jeito esse mistério ganhará algum respeito. Mesmo que seja telepatia, fantasmas ou o que for, basta colocar a palavra quântico que as pessoas vão pensar “oh, talvez faça sentido”. E isso me deixa louco.

Como você lida com isso? 

Respondo honestamente que, para mim, a palavra “quântico” já tem uma definição precisa. Não dá para dizer que, só por existir a palavra, podemos usá-la de qualquer jeito para conferir respeitabilidade a campos que não são respeitáveis. Ao mesmo tempo, você mencionou o termo “medicina quântica”, e há aplicações reais da mecânica quântica na medicina, como o uso de fótons para mudar propriedade das células. Então não há dúvidas de que há aspectos quânticos na medicina. 

Você escreveu livros sobre Deus e fé, e afirmou que a ideia de que a ciência é apartada da fé não é verdade. Por quê? 

Diria que isso está absolutamente correto, porque nossa ciência é baseada na noção de que existem leis profundas da física, por exemplo. E é necessário ter fé de que essas leis realmente existem e não são apenas invenções humanas aplicadas ao mundo físico. Você não pode ser um cientista se não achar que existe uma ordem real na natureza. Este é o ponto de partida da ciência, embora não haja um motivo absoluto para o mundo ser do jeito que é. Você tem que aceitar com fé que as coisas vão acontecer, que quando o amanhã chegar, o Sol surgirá de acordo com as leis da física do mesmo jeito que ocorreu hoje. Outra coisa que todos os cientistas acreditam, mas não costumam assumir explicitamente, é que não apenas há uma ordem real na natureza, mas que os seres humanos podem entendê-la. Que a natureza não é só ordenada, mas inteligível. Os seres humanos e outras criaturas talvez possam, por meio da racionalidade, compreender a natureza profunda da realidade. Podemos escrever equações que conectam o movimento dos buracos negros com o da Lua. Temos equações que nos dizem o que se passa dentro dos átomos. Tudo isso é inteligível. E é tão fascinante, porque vai contra toda a nossa intuição, nosso senso comum. Ainda assim, podemos utilizar a ciência e a matemática para dar sentido ao mundo por meio de coisas como a mecânica quântica.

Você acha que é possível ou necessário traçar uma linha entre ciência e religião? Como separá-las? 

Traçar essa linha entre ciência e religião é difícil. Existe uma área de estudos, que eu gosto bastante, em que a ciência e a religião andam juntas. Trata-se do estudo científico da religião. Antropologia, história da religião, história das ideias. Há um exemplo óbvio de como pode ser útil para as pessoas seguirem certas crenças religiosas: entender se elas lidam melhor com condições médicas. E você pode estudar isso cientificamente. Então há algumas áreas em que a ciência e a religião legitimamente andam juntas. Mas o meu interesse real é na natureza da realidade. 

O que você acha que vai acontecer com a humanidade quando nosso planeta não for mais habitável? 

A escala de tempo para isso é muito grande, provavelmente na ordem de cerca de 4 bilhões de anos. É tempo suficiente para nos mudarmos para algum outro lugar. Mas eu não sei se a humanidade irá sobreviver tanto tempo porque, assim como muitos outros, acho que o advento da inteligência artificial realmente ameaça a nossa existência. Significa que os humanos, que por tanto tempo dominaram a vida na Terra, deixarão de ser a forma dominante de inteligência. E o que será de nós se criarmos máquinas ou sistemas que podem se unir em rede, como uma vasta e superior inteligência divina? Honestamente, não sei o que faremos, se seremos felizes sendo um espécie de bichos de estimação, se iremos obedecer às IAs ou algo do tipo. E a humanidade pode ainda morrer por outros motivos. Simplesmente não consigo imaginar os seres humanos vivendo na Terra por outros 4 bilhões de anos. Essa parece ser uma visão sombria, mas não é necessariamente. Isso porque nosso valor não é só a nossa forma física, mas nossas conquistas intelectuais. Nossa cultura, nossos valores. E não há motivo para que isso não seja perpetuado por meio da inteligência artificial. 

Você acha que é possível ou necessário traçar uma linha entre ciência e religião? Como separá-las?

 Traçar essa linha entre ciência e religião é difícil. Existe uma área de estudos, que eu gosto bastante, em que a ciência e a religião andam juntas. Trata-se do estudo científico da religião. Antropologia, história da religião, história das ideias. Há um exemplo óbvio de como pode ser útil para as pessoas seguirem certas crenças religiosas: entender se elas lidam melhor com condições médicas. E você pode estudar isso cientificamente. Então há algumas áreas em que a ciência e a religião legitimamente andam juntas. Mas o meu interesse real é na natureza da realidade. 

Seu último livro é chamado O que está comendo o Universo?. Qual a resposta para essa pergunta? 

O subtítulo é a resposta real, porque ele diz “e outras perguntas cósmicas”. É um livro de 30 capítulos, cada um representa uma dessas questões não respondidas sobre o Universo. Mas essa coisa específica que está comendo o Universo se refere a uma espécie de quebra-cabeças quântico identificado a partir do Big Bang. Quando você olha para as estatísticas, o Universo é de uma quase total perfeição quântica. Isso porque há algumas manchas, a mais famosa delas é como um buraco no céu, localizado no hemisfério Sul, na constelação de Eridanus. Parece que alguma entidade cósmica arrancou com uma mordida um pedaço do Universo, e ninguém tem ideia de qual é a explicação para isso. Pode ser que o nosso Universo seja um de muitos universos, como uma bolha no espaço, em que há outras bolhas, outros Big Bangs espalhados pelo espaço e tempo. E essa mancha pode ser o resultado de outras bolhas invadindo a nossa ou talvez engolindo o nosso Universo. Mas tudo isso é especulação. Gostaríamos de entender por que o Universo começou quase perfeito e o que criou essas manchas ou defeitos em larga escala. E essa é apenas uma das questões ainda sem resposta.

Além desse empolgante questionamento, o que mais você deseja que a ciência descubra? 

Algo que todo mundo fala é sobre a matéria escura e a energia escura. Parecem a mesma coisa, mas são muito diferentes. Não sabemos o que são. Não sabemos do que a maior parte do Universo é feita. A matéria física, de que eu e você somos constituídos, corresponde a apenas 4% do total da massa do universo. E há cinco vezes mais matéria escura do que isso. São tipos de partículas muito fracas que interagem com a matéria normal, e que não sabemos o que são. Provavelmente foram feitas no Big Bang e estão ao nosso redor, passando por nós enquanto falamos. Só sabemos que elas existem porque conseguimos vê-las no efeito gravitacional. E há a energia escura, que é o misterioso vácuo do espaço. Aparentemente, até mesmo no espaço há energia, e essa energia tem um efeito antigravitacional. Gostaríamos de entender o que ela é, como se origina. Essas são duas grandes questões. Há ainda outra questão técnica que surgiu nos últimos cinco anos mais ou menos, que é uma dor de cabeça para os astrônomos: a constante de Hubble. Edwin Hubble propôs uma medida de quão rápido o Universo está se expandindo. E há duas maneiras de mensurar isso que dão resultados bem diferentes, com uma discrepância de 10%. Mas ninguém sabe o motivo. As observações estão sendo feitas de maneira errada ou está faltando algo? Não sabemos como responder. Outra coisa que um grande número de pessoas está preocupado em compreender é se há uma teoria abrangente, uma teoria de tudo, capaz de unir todas as forças da natureza, incluindo a gravitação, e explique por que há três dimensões do espaço, o tempo, e o que são as partículas e forças. Por fim, adicione a essa lista, que é bastante extensa, o problema do que aconteceu antes do Big Bang. Ele foi a origem de todas as coisas físicas e o começo do tempo? Ou, como mencionei antes, haveriam vários bangs, um após o outro através do espaço e tempo, formando um multiverso que não tem começo nem fim. 

E você acha que um dia teremos respostas para essas perguntas?

Sim. Pode ser que algumas nunca consigamos responder com base no método científico, como certos aspectos da consciência, por exemplo. Mas acho que para essas questões cosmológicas e físicas, não há motivo para que não possamos respondê-las. Na verdade, podem haver dois motivos. O primeiro é ficarmos sem dinheiro. Tudo bem ter uma boa ideia, como a teoria das cordas ou algo do tipo. Mas a menos que você consiga testá-la com um acelerador de partículas como o Grande Colisor de Hádrons, mas numa escala muito maior, essa ideia não terá utilidade. E nós simplesmente podemos deixar de ter orçamento para isso. A humanidade pode facilmente decidir que não irá gastar enormes somas para testar. Sobre o segundo motivo, sempre achei curioso como os seres humanos são capazes de decodificar a natureza de maneira tão espetacular a ponto de entendermos coisas como o interior do núcleo atômico, o espaço, as distorções no tempo. Ao mesmo tempo, não enxergamos as leis ocultas da natureza e esse subtexto matemático que nos envolve. A gente não vê as leis da física, vemos somente os objetos físicos. Há uma noção abstrata das leis da física que os seres humanos desenvolveram através de processos mentais, escrevendo equações que descrevem as leis aplicadas ao Universo real. Mas por que somos capazes disso? E há alguma garantia de que no futuro teremos a habilidade intelectual de compreender ainda mais profundamente as leis da realidade?

Fonte: Revista Galileu / Por Marília Marasciulo  /  Publicado 29-11-2022

https://revistagalileu.globo.com/ciencia/noticia/2022/11/podemos-utilizar-a-ciencia-e-a-matematica-para-dar-sentido-ao-mundo.ghtml

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Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.

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