4. O Relacionamento Campo-Efeito

4.1. Considerações sobre o método:

        Uma região do espaço é sede de um campo quando aí é possível caracterizar uma propriedade física dada por uma função da posição e do tempo [32]. Nesta definição está implícito um processo de medição que, para campos de interação, subentende um efeito sobre um objeto de prova. É importante notar que, para um mesmo campo, a propriedade observada pode ser diferente se os objetos de prova considerados forem diferentes. Feita esta ressalva e voltando à definição acima podemos concluir que o campo é caracterizado por seus efeitos e não por sua causa.

        O que dizer sobre o método? Ao se referir às dificuldades inerentes à elaboração de teorias eletromagnéticas de campo, Einstein comentou: "A ausência de um método sistemático impediu-nos que chegássemos a uma solução." [33]

        Em minha opinião, qualquer método científico deve ter, como normas absolutas:

1) não desprezar dados experimentais confirmados;
2) não preencher lacunas teóricas com conceitos experimentalmente controvertidos;
3) não proteger teorias obsoletas, ainda que dotadas de elegância e beleza matemáticas;
4) não salvar equações que se mostraram incompatíveis com a experimentação, por mais que nos sejam simpáticas e/ou abrangentes;
5) tornar explícitas as metas a serem alcançadas em cada etapa da teorização;
6) propiciar revisões de resultados obtidos em etapas anteriores;
7) propiciar o desenvolvimento de teorias gerais (não ser limitante);
8) propiciar condições para que as teorias sejam passíveis a críticas;
9) dotar as teorias desenvolvidas de coerência interna;
10) abominar todo e qualquer tipo de preconceito.

        Os cientistas em geral concordam, defendem e enfatizam estas regras. Por motivos ignorados, raramente as seguem, como vimos no capítulo anterior.

        Em teorias de campo, o grande passo foi dado por Newton. Trezentos anos após, o derradeiro passo está ainda por ser dado; e a grande maioria dos físicos do nosso século não acredita nessa possibilidade. Constituem exceções importantes Schrödinger, De Broglie e Einstein, para os quais, citando Popper, "o cientista não deve abandonar a busca de leis universais, nem as tentativas de explicar causalmente qualquer tipo de evento". [op. cit. 22]

        Na verdade, sabemos muito sobre campos: em que age, como age e as conseqüências destas ações; e sabemos como produzí-los. Se deixarmos de lado o paradigma da ignorância, guiarmo-nos rigorosamente pelas normas apresentadas e focalizarmos a atenção para o agente causal elementar do campo, que é exatamente o que nos falta, chegaremos, sem dúvida alguma, nos alicerces de uma teoria de campo consistente. Vencida esta etapa, conhecidos os fundamentos, poderemos evoluir para o que seria, a rigor, a primeira fase da teoria, ou a fase dedutiva. A partir daí, e conhecendo-se a causa, ainda que por hipótese, poderemos estimar seus efeitos, chegando assim às equações de campo: esta é a segunda fase, ou a fase analítica da teoria, e que será o tema principal deste capítulo. Se a teoria for consistente, suas equações deverão nos revelar uma surpresa: "além do conceito de campo não haverá qualquer conceito referente a partículas" posto que, e por opção nossa, excluímos a causa ao definirmos o campo.

        Analisemos agora a ressalva feita no início do item: a propriedade que caracteriza um campo pode diferir se os objetos de prova considerados forem diferentes. Este inconveniente, em geral, pode e deve ser evitado. A força, por exemplo, nem sempre é uma boa propriedade para caracterizar um campo de forças pois seu valor somente é função da posição quando referido a um mesmo objeto de prova. No caso do campo elétrico o artefato adotado pela teoria clássica é simples: define-se a propriedade E como sendo a força por unidade de carga,

em que esta última (q) é dada pela lei de Coulomb.

        O artefato será eficiente se, e somente se, todo elemento sensível ao campo puder ser imaginado como uma das esferas carregadas utilizadas na experiência de Coulomb. Uma partícula que não tenha essa propriedade, ou seja, que não possa ser pensada como uma carga elétrica puntiforme, apresentará, no campo considerado, um comportamento anômalo. Esta anomalia deve-se muito mais à má caracterização do campo do que a uma propriedade inerente à partícula (variáveis escondidas).

        Inúmeras foram as experiências efetuadas no século XX que mostraram um comportamento anômalo de elétrons quando submetidos a campos caracterizados pela expressão 4.1; e uma coletânea destas anomalias pode ser encontrada em qualquer livro de texto de física moderna.

        Existem, no entanto, algumas condições muito particulares nas quais o elétron simula um comportamento clássico, como se realmente possuísse uma carga q; e esta será a brecha que utilizaremos, no próximo item, para, com as hipóteses 1 a 4, penetrarmos no misterioso mundo das partículas elementares. Procuraremos interpretar estas raras situações experimentais no sentido de estabelecer o vínculo natural a nos levar à equação do elétron prevista na hipótese 3.