Análise crítica: Evolução da Física - O Declínio do Conceito Mecânico

Esta análise crítica refere-se ao capítulo 02 do livro Evolução da Física, intitulado, O Declínio do Conceito Mecânico, de autoria de Albert Einstein e Leopold Infeld, publicado em 1988, pela Editora Guanabara, Rio de Janeiro cuja publicação original é de 1938.

Considerado o livro de divulgação científica, mais conhecido por pessoas ligadas à física.

Como o título do livro sugere, em sua abordagem propõe-se tratar de toda a evolução da física desde a ascensão do conceito mecânico até os conceitos presentes na relatividade constante da física moderna.

A apresentação é feita por meio de uma linguagem não rigorosa[1], induzindo o leitor ao desenvolvimento do raciocínio errônio, do ponto de vista conceitual, e um tanto rebuscada tornando a compreensão difícil ao leigo[2], o que nos sugere que o leitor tenha conhecimentos sobre física e filosofia e ainda desejável ser interessado para que acompanhe pacientemente, com cautela, o raciocínio dos autores, muito embora, haja esforços no sentido de minimizar tais dificuldades por meio de vários exemplos e experimentos. Cumpre-nos ressaltar que a linguagem não rigorosa é proposital como explicitado no Prefácio, momento em que os autores afirmam:

"Não escrevemos um livro didático de Física. Não se encontra aqui curso sistemático algum de fatos e teorias físicas elementares. A nossa intenção foi, antes, esboçar em traços largos, as tentativas da mente humana de encontrar uma conexão entre o mundo das idéias e o mundo dos fenômenos.”

Propositalmente, os autores interrompem um assunto dando início a outro para depois retomá-lo em momentos que julgam oportuno. Observa-se que o texto não trata de abordagens quantitativas permitindo ao leitor, um raciocínio conjunto com os autores ao longo da evolução das idéias da física. Como já implicitamente mencionado anteriormente, exige-se ao longo da leitura, a necessidade de se conhecer antecipadamente os conceitos básicos de física como um todo, mecânica, eletricidade, térmica, ondas, magnetismo e outros.

O capítulo I - A Ascensão do Conceito Mecânico – discorre sobre como o conceito mecânico sofreu evolução além de sugerir que tal conceito tem aplicações em todos os ramos da física.

No segundo capítulo - O Declínio do Conceito Mecânico – objeto de análise neste trabalho, evidenciam-se enormes dificuldades em tentar “salvar” o conceito mecânico quando diante de fenômenos elétricos. Aqui a força não mais é função exclusiva da distância, como observado o experimento de Rowland, há dependência também da velocidade, violando o ponto de vista mecânico, o qual se baseava

“... inteiramente na crença de que todos os fenômenos pudessem ser explicados em termos de forças que dependiam exclusivamente da distância e não da velocidade.”[3]

O texto traz de forma satisfatória recortes com fatos relevantes sobre a evolução da física até 1938, o que aliás não deve ser esquecido, vez que muitos outros avanços ocorreram pós 1938 com o surgimento, inclusive, de novas áreas de investigação dentro da física.

A Mecânica newtoniana foi a grande conquista científica da humanidade durante o século XVIII e boa parte do XIX. Sua influência se estendeu muito além da sua proposta original (estudar as causas do movimento dos corpos e a gravitação). Sua aplicação a sistemas termodinâmicos foi um grande sucesso, e suas conseqüências foram sentidas em campos tão diversos quanto à filosofia e a estatística. O fundamento principal da Mecânica é o conceito de força (ou, mais precisamente, ação). Na Mecânica, uma ação entre dois corpos sempre ocorre ao longo da direção que os une (por exemplo, a força gravitacional), e seu efeito é alterar o estado de movimento dos corpos. O sucesso imediato da Mecânica quando aplicada a sistemas planetários e termodinâmicos motivou sua extensão a outras áreas, como a Eletricidade e a Óptica.

Quando os fenômenos elétricos e luminosos começaram a ser estudados em maior detalhe no século XIX, rupturas começaram a aparecer na estrutura referencial da Mecânica. As dificuldades de explicar a natureza e a propagação da luz, além da origem quase metafísica das forças elétricas e magnéticas, levaram o sistema mecânico de explicação da natureza (reducionista desde a sua origem) ao colapso. O paradigma mecânico, entretanto, resistiu bravamente ao longo do século XIX. Várias tentativas foram feitas para que a teoria fosse "salva" e o paradigma resistiu temporariamente. Sua falência em explicar a constância da velocidade da luz e a aparente inexistência do éter, entretanto, deram origem à relatividade. O fracasso do paradigma mecânico também foi determinante para o surgimento da teoria quântica, quando as explicações baseadas em teses mecânicas (e no eletromagnetismo que dela se originou) sobre o átomo e seus constituintes falharam. Abandonar o paradigma não é um ato fácil, como Thomas Kuhn admite.

Assim como as idéias aristotélicas permanecem enraizadas no "bom senso" diário, a tendência reducionista da Mecânica newtoniana também é sedutora para aqueles que a compreendem e a aplicam - como é o caso dos professores de Física e dos teóricos dessa disciplina. Imaginar um mundo holístico, dominado por princípios relativísticos e apoiado em conexões misteriosas como a incerteza, não é uma tarefa fácil, pois o reducionismo mecânico também já se instalou em nossos corações e mentes. Até mesmo nossas aulas podem acabar sendo entendidas como conhecimentos reduzidos e compartimentados, levando a uma aprendizagem "mecânica" (o trocadilho aqui é inevitável).

Os autores levam o leitor a compreender a evolução da ascensão e do declínio do conceito mecânico deixando claro, não apenas para a mecânica, que novas teorias surgem à medida que as atuais não conseguem explicar os fenômenos observados ou, quando a explicação de um fenômeno baseado nesta teoria, torna-se muito complexa. Como exemplo, citamos um trecho do diálogo entre um crente na teoria corpuscular da luz e um na teoria ondulatória, no qual discutem sobre as complicações de termos usados em suas teorias a fim de explicar fenômenos óticos.

“N: Mas faço objeção a tal suposição. Em primeiro lugar, ela introduz uma nova substância hipotética, e já temos substâncias em demasia em física.... Que dizer do éter, nesse sentido?....

H: .... Mas introduzindo o éter destituído de peso e algo artificial, livra-nos imediatamente dos corpúsculos de luz, muito mais artificiais. Temos apenas uma substância misteriosa, em vez de um número infinito delas, correspondente ao grande número de cores do espectro.” (p. 95-96)”

Pensando na nossa prática pedagógica, esta obra nos remete à reflexões sobre a importância de se usar a história e a filosofia da ciência durante o desenvolvimento de um determinado conteúdo curricular, permitindo aos estudantes que as teorias científicas passam por longos processos de construção e reconstrução, nos quais são criteriosamente testadas, validadas ou não, além de modificadas ou substituídas.

A construção do saber ensinado, bem como do saber a ensinar, apresentado desta maneira, auxilia o aprendiz aproximando-o da ciência, permitindo uma leitura de que ela – a Ciência – ao contrário do que muitos livros de texto sugerem, não está pronta e acabada.

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[1] Como na pág. 69, ao afirmar que esferas menores têm potenciais elétricos maiores, ignorando o fato de se tratar de grandeza física escalar. A exemplo: esferas menores, eletrizadas negativamente, apresentam potenciais elétricos menores.

[2] Há uma preocupação dos autores em relação a quem seriam os leitores, conforme Prefácio: “sua completa carência de qualquer conhecimento concreto de Física e Matemática compensada por um número assaz grande de virtudes...”

[3] EINSTEIN A; INFELD L. A Evolução da Física, p.78

ANÁLISE CRÍTICA
- Título: Evolução da Física.
- Identificação: Capítulo II - O Declínio do Conceito Mecânico.
- Referência: EINSTEIN, A. & INFELD, L. Evolução da Física. Rio de Janeiro: Editora Guanabara, 1988. (Edição original de 1938)