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Eletromagnetismo e Relatividade
Capítulo V do Livro A Equação do Elétron e o Eletromagnetismo

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Alberto Mesquita Filho

Editora Ateniense, São Paulo, 1993
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Reprodução proibida para fins comerciais

 

 

 

1- Do Eletromagnetismo Clássico à Física Moderna

a) Introdução

////////Em decorrência dos sucessos obtidos pelos cientistas precontemporâneos, e dentro do clima de euforismo positivista que imperava na segunda metade do século passado, o homem chegou a acreditar visualizar a pedra filosofal. Tudo indicava que o derradeiro passo, em ciência, estava prestes a ser dado. Ciência e verdade pareciam imiscuírem-se e confundirem-se em tamanha extensão que o cientista de então julgou-se liberto dos cânones filosóficos, passando a pregar uma "ciência com bases puramente científicas". Tal euforia não durou mais do que uma geração. Veio então a crise, o terremoto, o caos. E foi neste contexto que se formaram os maiores físicos do nosso século: redescobriram a filosofia, reestruturaram a lógica, e remodelaram a ciência.

////////Das ruínas emergiram duas grandes teorias: a relatividade e a física quântica. E se, por um lado, tais teorias anulavam o eletromagnetismo de Maxwell, por outro, e paradoxalmente, davam-lhe consistência. Com efeito, e por mais que se diga o contrário, a física clássica não morreu; e a pretensa revolução, se é que houve, ainda não se consolidou, conforme pode-se deduzir dos currículos das escolas de física e dos pareceres emitidos, nas últimas décadas, pelos mais eminentes físicos da atualidade. Aliás, dentre os seus criadores, incluindo os mais pragmáticos e conformistas defensores da completeza da física moderna, não houve um que ignorasse essa realidade. Heisenberg, por exemplo, assim se referiu ao tema:

"Embora a física clássica seja o fundamento "a priori" da física atômica e da teoria quântica, ela não é correta em tudo." (1).

////////Os construtores da física moderna nem sempre trilharam caminhos paralelos. Freqüentemente se desentenderam, degladiaram-se mesmo, como soe acontecer nos períodos áureos de desenvolvimento científico. Desde então, e até hoje, persiste uma amigável dissensão que, uma vez solucionada, entrará para a história como um episódio de raro esplendor, a revelar o elevado grau de maturidade científica de seus participantes. O difícil, a meu ver, será a tarefa, destinada aos historiadores, de classificar as correntes científico-ideológicas que polarizaram a física do século XX. Rótulos não faltaram: idealistas, materialistas, neopositivistas, pragmáticos, existencialistas, realistas, racionalistas, etc. Não obstante, sempre foi possível identificar tão somente duas importantes correntes de pensamento, ainda que dinâmicas, ou seja, evolutivas, e ainda que cada uma comportasse, respeitados os paradigmas que as caracterizavam, divergências internas. Sem demérito aos demais e, no sentido de simplificar, podemos rotular tais correntes como: os que pensam(avam) em consonância com Einstein e os que pensam(avam) em consonância com Bohr.

////////Dirá o leitor, e com razão, que estou fugindo do tema; e que as querelas entre Einstein e Bohr já foram por demais comentadas, pouco havendo a acrescentar. É verdade. Mas há um aspecto sobre o assunto que me chamou a atenção (2) e que gostaria, aqui, de insistir: muitos procuraram verificar onde Einstein ou Bohr erraram; poucos procuraram verificar onde ambos acertaram. Por outro lado, e para justificar minha fuga ao tema, direi o que não é surpresa para o leitor: a física moderna firmou suas bases sobre o eletromagnetismo de Maxwell. Também não é surpresa para o leitor que a física moderna leva a previsões corretas, o que, de maneira alguma, justifica a atitude pragmática que, conforme apontou Selleri (3), leva-nos ao seguinte absurdo: "Se uma idéia ou uma teoria funciona e promove o êxito, é boa, isto é, é verdadeira." Mas, se o eletromagnetismo clássico levou-nos a teorias que funcionam, uma teoria que oponha-se ao eletromagnetismo clássico deverá, para ser coerente, conter os princípios que geraram estes sucessos, mesmo que nos aponte para uma direção diametralmente oposta. E, com efeito, chegamos, em outros capítulos, a um sistema de equações que, à primeira vista, e à luz da realidade física, denotam um certo grau de incompatibilidade; incompatibilidade esta que se desfaz através de um raciocínio que, embora estranho ao que nos acostumamos chamar por física clássica, apóia-se na lógica clássica. E mais do que isso: leva-nos a enxergar como clássicos determinados efeitos aparentemente não clássicos. Daí a razão da fuga.

b) Física e Realismo

////////Mas o quê, de fundamental, existe na física moderna para que a consideremos não clássica? Qual é a nova estrutura lógica que remodelou a física? Em que, fundamentalmente, e deixando o proselitismo de lado, Einstein e Bohr discordaram? E em que concordaram? "Será o desenvolvimento futuro ao longo da linha escolhida na Física Quântica, ou será mais provável que sejam introduzidas novas idéias revolucionárias na Física?" (4) Não tenho a pretensão de responder, a contento, a todas estas perguntas mas, sim, a de colocar o leitor frente a frente com as mais elementares peças de um quebra-cabeças, ainda a ser montado, que polarizou a coletividade de físicos de nosso século. Os parágrafos a seguir, por exemplo, foram construídos de modo a denunciar o inter-relacionamento entre os seguintes termos: realismo, física clássica (incluindo o eletromagnetismo), física quântica e relatividade.

////////Falar em relatividade, a um tempo em que somente estudamos, sem esgotar o assunto, campos estáticos (5), pode parecer uma tarefa imprudente, sendo oportuno então esclarecer que vou apenas fazer uma abordagem heurística. E, com efeito, a teoria da relatividade restrita teve, como finalidade inicial, livrar a teoria de Maxwell de aparentes contradições. São de Einstein as seguintes palavras, que se seguem aos postulados da teoria em sua primeira apresentação:

"Estes dois postulados são suficientes para chegar a uma eletrodinâmica de corpos em movimento, simples e livre de contradições, baseada na teoria de Maxwell para corpos em repouso." (6)

////////Por corpos em repouso entenda-se cargas elétricas e portadores de correntes elétricas; tanto é que alguns autores (7) traduziram esta expressão, originalmente em alemão, por corpos estacionários.

////////Segundo Hawking, a relatividade geral é uma teoria clássica, posto que "ela não dá conta do princípio da incerteza da mecânica quântica, como deveria fazer, para ter consistência com outras teorias" (8). A grande maioria dos físicos da atualidade parece não se utilizar desta linha de demarcação, proposta por Hawking, entre física clássica e moderna. Em geral, a relatividade é considerada uma teoria não clássica; no entanto, os caracteres clássico ou moderno aparecem-nos, quase sempre, como de distinção subjetiva. French, por exemplo, ao comentar a transição entre a relatividade de Galileu e a de Einstein, diz: "Surgiram conseqüências aparentemente opostas à nossa intuição e ao nosso senso comum, coisa que não acontecia com as teorias clássicas." (9) Note-se que o princípio da incerteza também gera conseqüências que se opõem à nossa intuição e ao nosso senso comum.

////////Freqüentemente ouve-se dizer que, segundo Einstein, a estranheza do princípio da incerteza repousa em seu caráter não realista. Ora, o realismo é uma "doutrina medieval (em voga no renascimento, quando do desenvolvimento da física clássica), originada na teoria das idéias de Platão (e portanto, em princípio, não se opõe ao idealismo), segundo a qual os universais existem por si, independentemente das coisas em que se manifestam" (10). Se aceitarmos esta definição para o realismo e, ao que tudo indica, Einstein a aceitou, pelo menos em parte e, se procurarmos verificar, nos vários estágios de conhecimento pelo qual o homem passou, o que lhe significou os conceitos "universal" e "coisas em que se manifestam", constataremos que, em última análise, nada mais estaremos fazendo do que acompanhar a evolução do realismo; e a evolução do realismo, como veremos, confunde-se com o que chamamos história das ciências empíricas.

////////Conseqüentemente, estando a teoria quântica apoiada na experimentação e levando, como leva, a previsões que se confirmam experimentalmente, certa ou errada, queiramos ou não queiramos, ela é uma teoria realista, como realistas são todas as teorias da ciência experimental.

////////Mas se ciência e realismo se entrelaçam, que dizer das correntes científicas classificadas como antagônicas ao realismo? A resposta é simples: Não existe antagonismo. Em verdade, a ciência clássica desenvolveu-se sob o clima de realismo herdado da ciência antiga. Em meio aos sucessos que então se verificaram, surgiram as linhas ou correntes interpretativas da realidade científica; ou seja, o realismo desdobrou-se em facções. Alguns cientistas conservaram a generalidade e, conquanto não tenham fundado nenhuma corrente nova de pensamento científico, passaram a ser taxados de realistas ou neo-realistas. Outros, a exemplo dos positivistas, amputaram partes da ciência; não obstante, sendo cientistas, são também realistas e, como tais, desenvolvem teorias de elevado valor científico, conquanto restritas às suas convicções íntimas.

Continua em Parte II:
    2- A Evolução do Realismo

 

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Referências:

  1. BORN, M.; P, AUGER; E. SCHRÖDINGER; W. HEISENBERG: Problemas da Física Moderna, Ed. Perspectiva, São Paulo, 1969. Voltar

  2. MESQUITA Filho, A.: Duelo entre gigantes, Rev. Nova Stella (Cefisma), n.o 6, p.11-19, São Paulo, 1985 (uol.ciencia: 01/mar/99). Voltar

  3. SELLERI, F.: Ensaio sobre os fundamentos da microfísica, Editorial Fragmentos Ltda, Lisboa, 1990. Voltar

  4. EINSTEIN, A.; L. INFELD: A Evolução da Física, Zahar Edit., Rio de Janeiro, 1980. Voltar ao item 1b acima - Voltar ao capítulo 3, item f

  5. Este capítulo, no original (capítulo V), antecede o item 7 do artigo "A Equação do Elétron e o Eletromagnetismo", apresentado neste Web Site. Voltar

  6. EINSTEIN, A.: Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento, 1905, em Textos Fundamentais da Física Moderna, vol.1, O Princípio da Relatividade, Fund. Calouste Gulbenkian, Lisboa, 1958. Voltar ao item 1b acima - Voltar ao capítulo 3, item f  

  7. KITEL, C.; W. D. KNIGHT; M. A. RUDERMAN: Curso de Física de Berkeley, vol.1, Mecânica, Ed. Edgard Blücher Ltda, São Paulo, 1973. Voltar

  8. HAWKING, S. W.: Uma breve história do tempo, Ed. Rocco Ltda, Rio de Janeiro, 1988. Voltar

  9. FRENCH, A. P.: Relatividad Especial, MIT Physics Course, Editorial Reverté S.A., Barcelona, 1978. Voltar

  10. FERREIRA, A. B. H.: Novo Dicionário Aurélio, Ed. Nova Franteira S.A., Rio de Janeiro, 1986. Voltar