5 lições vitais que os cientistas aprendem que podem melhorar a vida de todos
As regiões empoeiradas que os telescópios de luz visível não conseguem penetrar são reveladas pelas imagens infravermelhas do instrumento HAWK-I do ESO, mostrando os locais de formação de estrelas novas e futuras onde a poeira é mais densa. Crédito da imagem: ESO / H. Drass et al.
A ciência pode ser um dos empreendimentos humanos mais complexos, mas as lições que ela ensina podem ser aplicadas muito além da ciência.
Prefiro a crítica mais aguda de um único homem inteligente à aprovação impensada das massas. – Johannes Kepler
Avanços científicos podem ser raros, mas nunca ocorrem em um vácuo intelectual. O reconhecimento de Newton de que ele estava sobre os ombros de gigantes nunca foi mais verdadeiro do que é hoje, onde os titãs do passado lançaram as bases para nosso ponto de vista hoje. No entanto, a história da ciência não é apenas uma simples linha cheia de progresso, mas um conjunto sinuoso de caminhos que se cruzam, voltam, becos sem saída e muito mais. De vez em quando, uma nova viagem por um caminho leva você a um novo destino, e se você puder entender onde está e como chegou lá, a recompensa é uma nova descoberta.
A evolução da estrutura em grande escala no Universo, de um estado inicial uniforme ao Universo agrupado que conhecemos hoje. Crédito da imagem: Angulo et al. 2008, pela Universidade de Durham.
A maioria de nós não se tornará cientista, e a maioria de nós que o fizer nunca terá uma descoberta que mudará o mundo da magnitude de Albert Einstein, Charles Darwin, Barbara McClintock ou Edwin Hubble. Mas os grandes avanços do passado não trazem apenas lições para os cientistas. Ao observar como eles foram feitos, que confluência de eventos e falsos começos aconteceram para torná-los possíveis e como essas mentes brilhantes (e às vezes muito, muito sortudas) juntam as peças relevantes, podemos aprender algumas lições muito valiosas que se aplicam a cada uma de nossas vidas. Não é preciso ser um cientista de foguetes para fazer uso dessas cinco lições incrivelmente valiosas.
O mecanismo darwiniano para a evolução depende de mutação e seleção natural e pode resultar em novas espécies ao longo do tempo criadas a partir de um único ancestral comum. Crédito da imagem: Elembis do Wikimedia Commons.
1. A maioria das novas ideias acaba sendo errada, mas vale a pena persegui-las de qualquer maneira. Você não deve ter vergonha de estar errado. É uma das coisas mais difíceis de aprender, principalmente em uma sociedade que valoriza tanto estar certo. No entanto, ninguém entra em um campo científico sabendo como tudo funciona, e mesmo quando você sabe tudo tão bem quanto qualquer pessoa viva, boas ideias ainda são uma raridade. O fato de que os organismos vivos que povoam este planeta mudam com o tempo é óbvio, mas o mecanismo dessas mudanças foi muito debatido por séculos, e ainda há debates sobre os pontos mais delicados desses mecanismos hoje.
Mas a coisa mais importante que permitiu a Darwin descobrir seu mecanismo sobre biodiversidade, mutação e seleção natural foram as evidências e ideias que vieram antes e simultaneamente às suas. Os trabalhos de Georges Cuvier, Jean-Baptiste Lamarck, Alfred Wallace e outros eram bem conhecidos e influentes, e apresentaram hipóteses testáveis para mecanismos pelos quais a evolução poderia funcionar. Através das evidências reunidas nas ilhas Galápagos, as ideias de Darwin (e de Wallace) emergiram como a principal teoria, mas sem o trabalho de outros cientistas brilhantes cujas ideias se revelaram erradas, a evolução como a conhecemos pode nunca ser tão bem compreendida.
A Terra e o Sol, não tão diferentes de como poderiam ter aparecido 4 bilhões de anos atrás. Crédito da imagem: NASA/Terry Virts.
2. Configurar o problema corretamente é muitas vezes mais difícil do que resolvê-lo. Quando você resolve um problema de matemática na escola, muitas vezes você só precisa conhecer os passos aritméticos, algébricos ou geométricos para chegar à solução. Mas no mundo real, os sistemas são confusos e complexos. Ser capaz de resolver o problema é a parte fácil, mas ser capaz de separar as partes irrelevantes do problema para os principais fatores que contribuem é a parte difícil. Se quiséssemos saber exatamente como a gravitação afeta a Terra, precisaríamos saber as posições e massas de cada partícula no Universo para fazer esse cálculo e depois calcular a atração gravitacional entre todas elas. É uma noção absurda, pois exigiria um computador tão poderoso quanto o próprio Universo. Em outras palavras, chegar a uma solução exata é praticamente impossível.
Mas ao modelar a Terra como um único objeto de sua massa e volume medidos, e as outras massas relevantes – o Sol, os planetas, a Lua, a galáxia, o resto do Universo – conforme apropriado, podemos chegar a uma solução muito facilmente. A chave não é forçar o caminho para uma solução, mas identificar os contribuintes relevantes para qualquer aspecto que você esteja tentando medir e deixar o resto para trás. Para as marés, precisamos apenas da Lua, do Sol e dos oceanos da Terra; para o movimento da Terra ao redor do Sol, precisamos da relatividade geral e de todos os planetas também; para o movimento da Terra através do Universo, precisamos do Sol, da galáxia e da velocidade do grupo local. Configurar o problema é a parte difícil. Depois de entender como fazer isso, é possível chegar a uma solução prática.
O comportamento gravitacional da Terra ao redor do Sol não se deve a uma atração gravitacional invisível, mas é melhor descrito pela Terra caindo livremente através do espaço curvo dominado pelo Sol. Crédito da imagem: LIGO/T. Pilha.
3. Fazer um grande avanço geralmente requer desafiar suas suposições. A lei da gravitação de Newton era a lei indiscutível que governava o Universo durante séculos na época em que Einstein surgiu. No entanto, foi a capacidade de Einstein de imaginar um universo onde a gravidade de Newton estava fundamentalmente errada, e apenas uma aproximação do universo real. Muitos modelos de gravidade alternativa foram apresentados e tentados ao longo dos anos, apenas para cair no esquecimento quando Newton emergiu triunfante. Mas existiam alternativas matemáticas para o espaço euclidiano plano e tridimensional, e o fato bem aceito de que o Universo era assim permaneceu uma suposição não comprovada.
Ao tratar o espaço-tempo como um tecido quadridimensional, distorcido pela presença de matéria e energia, Einstein – com a ajuda de vários matemáticos e outros físicos – conseguiu chegar à Relatividade Geral. Para fazer isso, ele teve que descartar uma série de suposições tácitas: que o espaço era fixo e absoluto, que o tempo passava na mesma velocidade para todos, que os relógios em locais diferentes poderiam ser perfeitamente sincronizados. A menos que você mesmo estude a Relatividade Geral, raramente ouve falar de cientistas como Hermann Minkowski, Simon Newcomb, Hendrik Lorentz, Bernhard Riemann, Marcel Grossman ou Henri Poincare, mas todos eles fizeram contribuições incríveis para fazer Einstein superar essas suposições newtonianas. Ao fazer isso, ele revolucionou nossa imagem do Universo.
Modelo sólido platônico de Kepler do sistema solar de Mysterium Cosmographicum (1596). Crédito da imagem: Johannes Kepler.
4. Seguir sua intuição nunca o levará tão longe quanto fazer as contas. Apresentar uma teoria bonita, poderosa e convincente é o sonho de muitos cientistas em todo o mundo, e tem sido desde que existem cientistas. Quando Copérnico apresentou seu modelo heliocêntrico, era atraente para muitos, mas suas órbitas circulares não podiam explicar as observações dos planetas, assim como os epiciclos de Ptolomeu – por mais feios que fossem – explicavam. Cerca de 50 anos depois, Johannes Kepler baseou-se na ideia de Copérnico e apresentou seu Mysterium Cosmographicum: uma série de esferas aninhadas cujas proporções poderiam explicar as órbitas dos planetas. Exceto, os dados não se encaixavam direito. Quando ele fez as contas, os números não bateram.
Mas o que contribuiu para os números foi o uso de elipses em vez de círculos. O fato de que Kepler realmente fez as contas, jogou fora sua ideia de círculos, esferas aninhadas e geometria perfeita para substituí-los por elipses feias, mas mais ajustadas, levam às leis do movimento planetário que correspondem ao nosso entendimento atual. As três leis de Kepler ainda são amplamente utilizadas hoje e ajudaram a dar origem à lei da gravitação de Newton. Nada disso teria acontecido se ele não tivesse feito o trabalho quantitativo – a matemática – e seguido aonde isso levava.
As observações originais de 1929 da expansão do Universo pelo Hubble, seguidas por observações subsequentemente mais detalhadas, mas também incertas. Crédito da imagem: Robert P. Kirshner (R), Edwin Hubble (L).
5. Você nunca saberá se existe uma maneira melhor de fazer algo, a menos que você a teste. No início da década de 1920, as pessoas supunham que o Universo era estático. Afinal, não parece expandir ou contrair; parece permanecer o mesmo ao longo do tempo. Cientistas como Alexander Friedmann e Georges Lemaître apresentaram modelos teóricos dentro da Relatividade Geral onde o Universo se expandiu, mas Einstein – um fã estático do Universo – permaneceu impassível, mesmo dizendo a Lemaitre: Seus cálculos estão corretos, mas sua física é atroz. Mas a única maneira de saber é testando.
Somente quando o Hubble descobriu a distância até as galáxias, e acrescentou as medidas de suas velocidades, isso foi realmente testado. Com a divulgação de seus dados de 1929 – e o subsequente trabalho teórico de Howard Percy Robertson – o Universo em expansão (e a Lei de Hubble) entrou em moda. Foi um teste crítico e tão bem-sucedido que o Universo em expansão continua sendo um modelo de sucessos teóricos e observacionais até hoje.
O Universo é um lugar incrível, e do jeito que veio a ser hoje é algo que vale a pena aprender com o melhor de nossas habilidades. Crédito da imagem: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA); J. Blakeslee.
Embora a maioria de nós nunca alcance avanços científicos tão maravilhosos, não há razão para não sermos bem-sucedidos nessas mesmas cinco arenas em todos os aspectos de nossas vidas. Falhar em algo, ter uma má ideia ou simplesmente estar errado não são negativos; são simplesmente passos necessários ao longo do caminho para o sucesso, seja para você ou para aqueles que viajam com você. Resolver um problema é algo que só pode acontecer depois de formulado corretamente, e dar passos em direção a essa formulação correta é valioso por si só. Identificar e desafiar suas suposições muitas vezes pode ser fundamental para fazer um grande avanço; o mundo pode não precisar funcionar da maneira que atualmente o concebemos. Você deve sempre fazer as contas se quiser ter certeza; confiar demais em sua intuição é uma receita para o desastre. E não há desculpa para não confrontar até mesmo as ideias mais sagradas que você tem com os dados que o Universo e o mundo fornecem.
Você não precisa ser um cientista para apreciar essas lições científicas. De fato, aprendê-los é a única maneira de afastar a ignorância que nos ameaça, ou mesmo reconhecê-la onde ela existe.
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