I -
APRESENTANDO A MECÂNICA QUÂNTICA
A mecânica quântica nasceu nos primeiros trinta anos do
século XX, com os esforços dos físicos Louis De Broglie,
Erwing Schroedinger, Werner Heisenberg e outros. É uma
teoria da física muito bem sucedida, pois seus
resultados teóricos se coadunam com os resultados
experimentais de modo esperado.
A mecânica quântica apresenta uma visão probabilista da
realidade, ao contrário da física clássica que nos
apresenta uma visão causalísta do mundo material.
O físico Louis De Broglie propôs que todas as partículas
estariam associadas à ondas, conforme será abordado
posteriormente.
A idéia de De Broglie foi desenvolvida de forma muito
sofisticada e quantitativa por E. Schroedinger em 1926,
através da equação abaixo, válida para qualquer
partícula:
∂ ψ ħ ∂
2
ψ ∂2
ψ ∂2ψ
iħ ------- = - ------- [-------- + --------+-------
﴿
+V ψ (1)
∂ t 2 m ∂ x2
∂ y2
∂z2
Há uma técnica muito importante e equivalente à equação
(1), desenvolvida em 1925 por W.F Heisenberg, conhecida
como mecânica matricial.
Na equação acima usada numa partícula, m é a massa, ψ é
um parâmetro associado à amplitude da onda da partícula,
h é a constante de Plank e V é a energia potencial.
A
condição:
+
ψ
* . ψ
dv
= 1 (2)
-
é chamada "normalização de onda de De Broglie”.
Foi
Max Born quem sugeriu que o valor de ψ2
em
um ponto qualquer exprime a probabilidade de estar a
partícula localizada neste ponto. Considerando-se
um elemento de volume dv, a probabilidade da partícula
ali se encontrar é dada por ψ2
dv. Esta relação estabelece uma conexão
estatística entre a partícula e a onda a ela associada.
Diz-nos onde a partícula provavelmente está e não onde
ele de fato está. Portanto, em mecânica quântica, as
partículas podem estar em vários lugares,
simultaneamente. Repetindo, a mecânica quântica é
uma visão estatística, enquanto que a física clássica
apresenta uma visão causalística da realidade.
II - ALGUMAS CONSEQUÊNCIAS DA MECÂNICA QUÂNTICA
A visão estatística da mecânica quântica acarreta
algumas consequências de extrema importância. Serão
abordadas algumas delas em seguida.
2.1 PRINCÍPIO DA COMPLEMENTARIEDADE
É bem conhecida a experiência de difração da luz
realizada por Young, capaz de demonstrar a natureza
ondulatória da luz (figura 2). Nela, a luz de uma única
fonte, passa através de duas fendas retilíneas,
estreitas e paralelas. A luz que emerge, forma as
conhecidas franjas de difração num anteparo plano
colocado em frente. Na teoria ondulatória clássica são
introduzidos os conceitos de comprimento de onda λ e de
velocidade de transmissão c. Deles, pode-se determinar a
frequência f da luz usando a equação:
c =
f.λ (3)
Figura 1
A teoria ondulatória clássica da luz, oriunda do
eletromagnetismo clássico de Maxwell, difere,
fundamentalmente, da teoria fotônica da luz formulada
por Einstein em 1905, ao estudar o efeito fotoelétrico.
A primeira fornece uma visão contínua da luz enquanto a
segunda, se baseia no ponto de vista desta como
corpúsculos, os fótons.
Na teoria clássica, a energia luminosa poderia crescer
gradualmente, de zero em diante, de forma contínua. Na
teoria fotônica a energia luminosa é sempre múltipla de
um quantum elementar que é a energia de um fóton. Essa
dicotomia, caracterizada pelo fato da luz ser,
simultaneamente, onda e corpúsculo, perdurou até o ano
de 1924, quando o físico Louis De Broglie propôs a
audaciosa idéia de que não apenas a luz, mas todas as
partículas subatômicas têm caráter dicotômico: podem ser
encaradas como ondas ou como partículas. A sua equação
pode ser apresentada do seguinte modo: seja h a
constante de Planck, p o momento linear da partícula (p=
mv) e λ o comprimento de onda associado à essa
partícula, então, pode-se escrever:
h
p = --------
(4)
λ
A equação (4) contém em si o princípio da
complementariedade. Ela nos coloca diante do paradoxo
de que os constituintes da matéria são, simultaneamente,
ondas e partículas. Dependendo do tipo de
instrumentação usada para observar os constituintes
subatômicos, estes podem se apresentar como ondas ou
como partículas.
Em experiências realizadas independentemente por
Davisson e Germer e por G. P. Tomson, usando fontes de
elétrons, foi possível conseguir a difração dessas
partículas, ou seja, os elétrons se comportaram como
ondas.
Como podem os constituintes subatômicos, serem,
simultaneamente, ondas e partículas?
2.2. PRINCÍPIO DA INCERTEZA
Em 1927, Werner Heisenberg enunciou o Princípio da
Incerteza, o qual pode ser definido pela equação abaixo
h
( ∆ P).( ∆ X) ≤ -------
(5)
4π
onde: P = mv = momento linear da partícula;
X = posição da partícula em relação à um
referencial;
∆X = incerteza do momento linear;
∆P = incerteza da posição da partícula.
Vamos tornar claro o que seja incerteza. Suponhamos que
um projétil é disparado sete vezes, com a mesma
velocidade inicial e sob a mesma inclinação do cano da
arma em relação à linha do horizonte. Suponhamos que as
medidas das distâncias atingidas pelo projétil, sejam as
seguintes:
X1 = 3258,6 m
X2 = 3256,3 m
X3 = 3250,2 m
X4 = 3266,1 m
X5 = 3261,6 m
X6 = 3253,5 m
X7 =3252,8 m
A diferença entre a maior e a menor distância alcançada
vale X4 - X3 = 15,4 m. Se, em mil disparos as
variações nos comprimentos situarem-se dentro do valor
15,4 m, então, pode-se dizer que a incerteza na medida
da distância, para aquela arma, disparando sob as mesmas
condições, vale ∆ X = 15,4 m.
Figura 2
A equação (5) nos coloca na posição de observadores com
limitada capacidade de observação. O produto das
incertezas do momento linear e da posição é igual a uma
constante. Em outras palavras, se pretendemos aumentar o
grau de certeza na medida da posição da partícula,
aumentará a incerteza em relação à medida da sua
velocidade e vice-versa. Isto significa dizer que não é
possível se adquirir medidas corretas da posição e da
velocidade das partículas subatômicas. Esta incerteza
nos tira a possibilidade de uma visão realista do mundo,
de uma visão apoiada no ideal greco-romano de medir
corretamente o mundo. Este é o princípio da incerteza.
2.3. O SALTO QUÂNTICO
A energia de um sistema macroscópio pode assumir
qualquer valor finito. A energia cinética de um bloco
macroscópico qualquer poderia ter sua energia cinética E
= ½ mV2 assumindo quaisquer valores entre 0 e
5 000 joules, por exemplo. No nível subatômico é
diferente. É o que se verifica com um elétron ligado a
uma órbita atômica. Se o elétron é perturbado estando
ligado a um átomo, sofrerá transições de modo
inteiramente casual, ou seja, mudará de órbita sem
qualquer "aviso prévio".
Suponha-se um elétron situado numa órbita estável. Se
for atingido por um fóton, o elétron vai adquirir a
energia deste e assim, não poderá permanecer na órbita
onde circulava estavelmente. Sairá procurando outra
órbita mais adequada ao seu novo estado excitado. Mas,
como na física quântica nada é determinado, existem
muitas outras órbitas onde ele pode se alojar. Embora
apenas uma quantidade dessas órbitas ofereça ao elétron
um local estável e permanente, como pode ele "perceber"
qual delas deve usar, a menos que experimente todas? E é
assim que faz o elétron !
Um elétron excitado age ao procurar um outro local
estável como se aplicasse “sensores” enquanto vai
procurando o seu novo lugar em todas as possíveis
acomodações. Até “se decidir” onde viverá (na outra
órbita),ele se comporta como se realmente estivesse
vivendo em todas as possibilidades temporárias. Na
física quântica, esses endereços temporários são
chamados de “transições virtuais”,e o endereço final,
”transição real”. Antes de se decidir a mudar, o
elétron “reside” em todas as órbitas, ao mesmo tempo.
Após explorá-las inteiramente, então o elétron muda e
vai se estabelecer numa órbita de modo permanente,
tendo deixado vestígios da sua passagem em todas as
outras, onde “residiu”. Essa é a idéia da transição,
virtual.
Outro aspecto importante desse fenômeno de transição
virtual é a inexistência de sucessão de acontecimentos,
como ocorre no mundo macroscópico, quando um móvel se
desloca. Quando o elétron “muda” de uma órbita onde tem
energia E1 para outra onde terá energia E2,não se pode
dizer que o estado final é uma consequência do inicial.
Um estado não provocou o outro. O elétron não alcança
E2 porque tinha E1. Os dois estados não guardam entre
si, nenhuma relação de causa e efeito.
Se um elétron que transita numa órbita K, possui
energia E1 e recebe a colisão de um foton com energia
cinética K = hf, de modo que essa
energia seja exatamente igual à diferença entre as
energias do elétron nas órbitas K e L, então, esse
elétron absorverá a energia do fóton e “saltará” como já
foi visto, para a órbita L, ficando com energia E2 (Ver
figura 3)
Neste caso, pode-se dizer:
E2 – E1 = hf
(5)
Figura 3
2.4
EFEITO OBSERVADOR
A teoria quântica leva-nos a encarar o universo como uma
complexa rede de relações entre as diferentes partes de
um todo unificado. Nada pode ser encarado isoladamente.
As partículas são processos em vez de objetos. Segundo
Niels Bohr (1):
“..... as partículas materiais isoladas são abstrações,
sendo que suas propriedades
só podem ser definidas e observadas através de sua
interação com outros sistemas”.
Na
física subatômica, o observador humano não é necessário
apenas para a observação das propriedades de um objeto
mas também, para a definição dessas propriedades. O
observador decide o modo pelo qual se realizará uma
medição e esse modo determinará, de certa forma, as
propriedades do objeto observado. Se a disposição dos
instrumentos de medida é modificada, em consequência,
serão modificadas as propriedades do objeto sob
observação. O observador está envolvido no mundo que
observa, na medida em que influencia as propriedades do
objeto observado.
Sobre este assunto, disse J.Wheeler (2):
“Nada é mais importante acerca do princípio quântico do
que isso, ou seja, que ele destrói o conceito do mundo
como ‘algo que existe lá fora’, com o observador em
segurança e separado dele por uma chapa de vidro de 20
cm de espessura. Até mesmo para observar um objeto tão
minúsculo como um elétron, ele precisa despedaçar o
vidro. Precisa poder atingi-lo. Precisa, então,
instalar o seu equipamento de medida. Cabe a ele
decidir se deve medir a posição ou o momentum. A
instalação do equipamento para medir um deles exclui a
instalação do equipamento para medir o outro”.
Trata-se de uma limitação inerente à realidade atômica.
Na física quântica, não
podemos falar das propriedades de um objeto quântico
em si. Tais propriedades possuem significado no
contexto da interação do observador com o objeto
observado. Como disse Heisenberg:
”O que observamos não é a
natureza propriamente dita, mas a natureza exposta ao
nosso modelo de questionamento.” (3).
É o observador quem decide
a forma pela qual estabelecerá a medição do objeto e
essa disposição determinará, de uma certa forma, as
propriedades do objeto observado. Repetindo, se se
modifica a disposição ou os tipos de instrumentos de
medição, modificar-se-ão, em consequência, as
propriedades do objeto observado.
Em outras palavras, de acordo com o princípio da
incerteza, ao se observar uma partícula em movimento,
podemos optar por medir a posição ou o seu momentum.
Jamais poderemos medir com precisão a posição da
partícula e o seu momentum e vice versa. Além disso, a
medição altera o estado do elétron. Para descrever o
que acontece, temos de cancelar a velha palavra
“observador”, substituindo-a por “participante”. Num
estranho sentido, o universo é um universo participante.
Repetindo mais uma vez, o observador, na física
quântica, não pode assumir o papel de cientista
distanciado. Torna-se, isto sim, uma pessoa envolvida
no mundo que observa, na medida em que influencia as
propriedades dos objetos observados. Ao instalar
o equipamento para medir a velocidade, exclui a
instalação de equipamentos para medir o momentum. Além
disso, a medição, altera o estado da partícula que está
sendo medida. Depois disso, a realidade não será a
mesma. Neste caso, não existe o “observador” e sim
alguém que é um “participante”.
Se elétrons passam através de duas fendas lineares e
paralelas, como foi visto em 2.1, e instalamos
instrumentos para detectar partículas, os elétrons serão
medidos como partículas. Se instalamos instrumentos
para medir ondas, os elétrons serão percebidos como
ondas. Foi o observador (ou a sua consciência) quem
definiu a realidade dos elétrons. Este é o Efeito
Observador.
Com
a mecânica quântica, o papel da consciência torna-se
profundamente relevante no que se refere à compreensão
do mundo. Goswami (4) da Universidade de Oregon,
acredita que a realidade é criada pala consciência, na
sua proposta que ele chama de “Idealismo Monista
2.5 PRINCÍPIO DA NÃO-LOCALIDADE
A mecânica quântica nos dá uma visão descontínua e
probabilista da realidade. A cada partícula está
associada uma probabilidade em relação à sua posição.
Isto é uma decorrência da condição de normalização da
função de onda (equação 4). A teoria da relatividade de
Einstein nos dá uma visão linear e contínua da
realidade. Einstein e a chamada “escola de Copenhagen”,
liderada pelo físico dinamarquês Niels Borh e seus
colaboradores, nunca concordaram entre si. “Nunca,
enquanto viveu, Einstein deixou de lutar com a física
quântica”, escreveu seu biógrafo A. Pais (5). São
famosas as suas cartas e declarações contra a mecânica
quântica. Ele acreditava que esta teoria era uma visão
incompleta da realidade. Numa carta para Ehrenfeld (6),
Einstein escreveu: “Acredito menos que nunca na natureza
essencialmente estatística dos eventos. Assim, decidi
utilizar a pouca energia que me resta em caminhos que
são independentes do alvoroço atual”. Em outra carta
famosa, redigida em 1926 e dirigida ao físico Born (7),
Einstein disse:
“A mecânica quântica é muito impressionante. Mas
uma voz interior me diz que ainda não é coisa real.
A teoria produz um bom resultado, mas dificilmente
nos leva para mais perto do Velho Senhor. Para
todos os efeitos, estou convencido de que Ele não
joga dados”.
Sabe-se que um dos postulados da teoria da relatividade
é a constância da velocidade da luz, independente da
velocidade da fonte luminosa em relação a um referencial
inercial. Sabe-se também que, de acordo com as
previsões da mecânica quântica, um par de partículas em
interação, por exemplo, um par elétron-pósitron oriundos
de um fóton, cujos spins formem um singleto, em sentidos
opostos, caso um dos spins seja alterado (digamos o do
elétron), o outro (o do pósitron), mudará (quase?)
instantaneamente, de modo que a soma dos spins, antes e
depois da alteração, seja sempre zero. Isto ocorre
independente da distância entre o par de partículas (ver
figura 4). A informação da mudança do spin do elétron
viajaria no espaço até alcançar o pósitron, se
propagando com velocidade maior que a da luz ou
instantaneamente, segundo a mecânica quântica.
Ora, se a teoria da relatividade preceitua não haver
informação que se propague no espaço com velocidade
maior que a da luz, deveria transcorrer certo tempo
entre as mudanças nas direções dos spins, do elétron e
do pósitron. Se estão separados um do outro, por uma
distância, suponhamos, muito grande, então, alterado o
sentido do spin do elétron, deveria transcorrer certo
tempo para que o spin do pósitron também sofresse
mudança, de modo que a soma dos seus spins, antes e após
a alteração, seja igual a zero.
Como
ocorre a mudança dos spins, segundo a relatividade e a
mecânica quântica
Relatividade
Mecânica Quântica
Figura 4
Legenda da Figura 4: Como ocorre a mudança dos spins,
segundo a relatividade restrita e a mecânica quântica.
Relatividade:
a)
o par elétron-pósitron no instante t = 0
b) o par elétron-pósitron no
instante t = 1; o spin do elétron foi alterado;
c) o par elétron-pósitron no
instante t = 2, onde o spin do elétron foi alterado em
laboratório. O pósitron ainda não “sabe” dessa mudança
e seu spin permanece inalterado;
d) o par elétron-pósitron no
instante t = 3; a informação sobre a mudança do spin do
elétron, caminha em direção ao pósitron com velocidade
finita máxima, igual à da luz;
e)
o par elétron-pósitron no instante t = 4; a informação
sobre a alteração do spin do elétron chega ao pósitron e
ele fica “sabendo” disso. Somente então, o pósitron
muda seu spin, de modo a manter nula a soma desses
spins. Para que isso ocorresse, transcorreu um certo
intervalo de tempo.
Mecânica Quântica:
a)
o par elétron-pósitron no instante t = 0; os spins estão
em direções opostas:
b) no instante em que é modificado
o spin do elétron, instantaneamente, o do pósitron
também se modifica.
Em 1935, A. Einstein, B. Poldosky e N. Rosen (8)
publicaram um artigo na Physical Review, onde seus
autores acreditaram ter evidenciado a incompletude da
mecânica quântica. A proposta, que ficou conhecida como
“experimento EPR” pelas iniciais dos nomes dos autores,
era um experimento usando duas partículas em interação,
cuja soma dos spins seria nula. Se um deles fosse
alterado, o outro se alteraria instantaneamente, de modo
a manter nula a soma dos spins? A resposta da
mecânica quântica é sim, conforme sabemos. Como a
teoria da relatividade não pode ser contrariada, as
alterações dos spins não seriam instantâneas. Esta,
segundo Einstein, Poldosky e Rosen, seria a prova
definitiva da falha da mecânica quântica, ou melhor, da
sua incompletude. Para a mecânica quântica, as duas
partículas em interação no singleto, seriam um sistema
inseparável.
Em
1982, os físicos Allain Aspect, Philipe Grangier e
Gerard Roger (9), usando um par de fótons emitidos por
uma cascata de cálcio radioativo, conseguiram uma proeza
fascinante: mediram a correlação da polarização linear
dos seus spins, antes e após a alteração de um deles e
verificaram a certeza da predição da mecânica quântica,
ou seja, a correlação entre fótons era instantânea, ou
pelo menos, com velocidade maior que a da luz. Os
fótons com spins iguais a + ½, davam como resultado da
sua soma, o valor zero, antes e após a alteração de um
deles. Einstein estava errado! Este é o princípio da
não-localidade, assim chamado porque parecem
existir variáveis situadas em locais afastados do lugar
onde ocorreu o evento citado.
Em mecânica clássica, se atirarmos um dado sobre uma
mesa e se fosse possível saber todas as variáveis
associadas à sua queda (velocidade de lançamento,
coeficiente de atrito entre ele e a mesa, ângulo de
inclinação das faces em relação à mesa, etc), também
seria possível determinar com precisão a sua posição
final, após sucessivos choques contra a mesa até parar.
Essas variáveis acima referidas, em mecânica clássica,
são chamadas variáveis locais porque residem
dentro dos objetos estudados. As variáveis locais
são importantes também na física subatômica.
Segundo Fritjof Capra (18):
“Na física subatômica.... elas (as variáveis locais)
são representadas por conexões estabelecidas através
de sinais, entre eventos separados espacialmente;
esses sinais, que são partículas e redes de
partículas, respeitam as leis usuais de separação
espacial. Por exemplo: nenhum sinal pode ser
locais, outros tipos de conexões, não locais, veio
recentemente à luz; conexões que são instantâneas e
que não podem ser preditas, nos dias que correm, de
forma precisa, matemática.
“Essas conexões não locais, são concebidas por
alguns físicos como sendo a própria essência da
realidade quântica [.....] As leis da física atômica
são leis estatísticas de acordo com as quais as
probabilidades associadas aos eventos atômicos são
determinadas pela dinâmica do sistema como um todo.
Enquanto na física clássica, as propriedades e o
comportamento das partes determinam as
propriedades e o comportamento do todo, na física
quântica a situação é inversa: o todo é que
determina o comportamento das partes.
“A probabilidade é, portanto, utilizada na física
clássica e na quântica por motivos semelhantes.
Em ambos os casos existem variáveis “ocultas”,
desconhecidas por nós, e essa ignorância nos impede
de fazer predições exatas. Há, no entanto, uma
diferença crucial. Enquanto, na física clássica as
variáveis ocultas são mecanismos locais, na física
quântica elas são não-locais; existem conexões
instantâneas com o universo como um todo. No mundo
cotidiano, macroscópico, as conexões não locais têm,
relativamente, pouca importância. Podemos, por
isso, falar em objetos separados e formular as leis
que descrevem o comportamento deles em termos de
certezas. A medida porém que nos aproximamos de
dimensões menores, a influência de conexões não
locais torna-se mais intensa, as certezas vão
cedendo lugar às probabilidades e torna-se cada vez
mais difícil separar do todo, qualquer parte do
universo.
“A existência de conexões não-locais e, delas
resultante, o papel fundamental da probabilidade é
algo que Einstein nunca teria aceito. Foi
justamente esse o assunto do seu debate histórico
com Bohn, na década de 1920, ocasião em que
Einstein, por intermédio da sua metáfora “Deus não
joga dados” expressou sua oposição à interpretação
de Bohn da teoria quântica”.
A essência da sua discordância em relação a Bohn estava
na sua firme crença numa realidade externa, que
consistia de elementos independentes e espacialmente
separados. Isso mostra que a opinião de Einstein era
essencialmente cartesiana, causalista, realista.
No experimento de Aspect, Grangier e Roger, como poderia
o fóton A, “saber” o exato momento em que foi alterado o
spin do fóton B? O trabalho desses físicos está
causando uma pequena crise na física e talvez, um
paradigma novo esteja em gestação.
O
estudo teórico desse experimento, durante muito tempo
ficou conhecido por “teorema de Bell” (ou experimento
EPR),
por ter sido este o nome do físico que o estudou.
2.6 ESTRANHAS PROPRIEDADES DO ESPAÇO VAZIO
A eletrodinâmica quântica é o resultado da fusão entre a
teoria clássica do campo (eletrodinâmica) e a mecânica
quântica, incorporando ainda a teoria da relatividade.
É um modelo quântico-relativista da realidade
subatômica, sendo uma ferramenta teórica muito bem
sucedida.
Esse modelo evidenciou a existência dos “campos
quantizados”, ou seja, um campo ou interação que pode
assumir a forma de quanta (partículas). Estas, seriam
condensações locais do campo, concentrações que vêm e
vão, perdendo, dessa forma, seu caráter individual e se
dissolvendo no campo subjacente. Partículas e campos são
aspectos diferentes de uma mesma essência. As partículas
seriam uma espécie de “campos condensados”. Sobre este
assunto, disse Einstein(19):
“Podemos então considerar a matéria como sendo
constituída por regiões do espaço nas quais o campo é
extremamente intenso [.....] Não há lugar neste novo
tipo de física para campo e matéria, pois o campo é a
única realidade”.
Na eletrodinâmica quântica, todas as interações de
partículas podem
ser representadas por diagramas de espaço-tempo. A
correspondência exata entre tais diagramas e as
respectivas expressões matemáticas foram estabelecidas
por Richard Feynman em 1949, razão pela qual são
conhecidos por “diagramas de Faynman”. Esses diagramas
prevêem a criação e a destruição de partículas. Prevêem
também que, a partir do vácuo, partículas podem ser
criadas e nele desaparecerem em seguida. As interações
físicas, tais como o campo eletromagnético, decorreriam
da interação entre dois elétrons, sua mútua repulsão, a
emissão de um fóton por um deles e a consequente
absorção deste fóton pelo outro elétron (ver figura 5).
A criação de partículas, nestes casos, só é possível
quando a energia correspondente à sua massa (E = mc2)
é fornecida, por exemplo, num processo de colisão. No
caso das interações fortes ou nucleares, essa energia
não se acha sempre disponível, como nos casos onde duas
partículas conhecidas por núcleons interagem entre si
num núcleo atômico. Em tais casos, a troca de mésons
não deveria ser possível. Entretanto, elas
ocorrem. Dois prótons, por exemplo, podem
Figura 5
trocar um “méson pi”, conhecido por “pion” cuja massa é
aproximadamente 1/7 da massa do próton (ver figura 6).
As razões para que essas trocas ocorram, apesar da
aparente falta de energia para o aparecimento do méson,
podem ser dadas por um efeito quântico vinculado ao
princípio da incerteza. As trocas de mésons aqui
tratadas ocorrem em intervalos de tempo extremamente
pequenos, envolvendo uma grande incerteza de energia.
Essa incerteza é suficiente para possibilitar a criação
de mésons. Estes são denominados partículas
"virtuais", diferindo dos mésons "reais". - que são
criados por processos de colisão - porque só podem
existir durante o tempo curtíssimo permitido pelo
princípio da incerteza. Quanto mais pesados forem
os mésons, menor será o tempo permitido pelo processo de
troca.
Outro modo de escrever o princípio da incerteza, seria:
h
(∆ E). ( ∆ t) ≤
---------
(7)
4π
Figura 6
As teorias de campo da física moderna leva-nos a
abandonar as distinções entre partículas e vácuo. Está
evidenciado pela eletrodinâmica quântica que partículas
virtuais podem aparecer espontaneamente no vácuo e em
seguida, nele desaparecer. A figura 8, representa um
"diagrama de vácuo", onde esse processo ocorre. Um
próton (p),
um antiproton (
)
e um píon ( π ) são formados a partir do vazio e
desaparecem novamente no vácuo. A conclusão que se pode
chegar é que o vácuo está longe de ser vazio. Ao
contrário, contém um número ilimitado de partículas que
passam a existir e desaparecem, continuamente. Há
uma relação bastante dinâmica entre partículas virtuais
e o vácuo. Este, parece "pulsar" num ritmo sem
fim, de criação e destruição.
Figura 7
3. FÍSICA E CONSCIÊNCIA
3.1. PSICOCINESIA E EPR
Wilfried Kugel (12) no seu recente paper apresentado à
43a Convenção da Parapsychological
Association, fala de um modelo teórico denominado
"criptografia quântica", o qual foi desenvolvido por
Charles Bennett e Giles Brassard (13) da Universidade de
Montreal. A explicação de Kugel não está clara e não
foi possível encontrar o trabalho de Bennett e Brassard
de Montreal. O físico Costa de Beauregard (14) imaginou
o seguinte experimento: uma sequência de pares de
partículas em interação EPR são lançadas no espaço,
formando duas sequências, 1 e 2. As partículas da
sequência 1 estão em interação EPR com as da sequência
2. Beauregard (1981) imaginou fótons. Cada
sequência é observada separadamente, em locais distintos
do espaço. Se um "espião" capaz de provocar ação PK,
atua nos spins de uma série aleatória de fótons da
sequência 1, os observadores irão perceber alterações
nos spins das correspondentes partículas da sequência 2.
Com isso, poderia se pensar na transmissão de
informações à distância, usando a Psi, através da
correlação EPR. Assim, teríamos uma aproximação da
física quântica com a parapsicologia. Essa experiência
abriria um bom campo de pesquisa de ligação entre essas
duas ciências.
3.2.PSICOCINESIA E CONSCIÊNCIA
Helmut Schimidt (15) na década de 70, construiu vários
Geradores de Eventos Aleatóreos ou Geradors de Eventos
Randômicos (Randomic Number Generators-RNGs) movidos a
decaimento radioativo. Uma das partes do RNG de Schmidt
constava de um painel com lâmpadas dispostas em círculo
e que poderiam ser ligadas da direita para a esquerda ou
vice versa, dependendo do decaimento do elemento
radioativo nele existente.
Em várias experiências com sensitivos PK, Schmidt
conseguiu obter resultados acima do esperado por acaso,
evidenciando a ação da consciência do comportamento
aleatório da emissão de partículas subatômicas do RNG.
Os trabalhos de Schmidt foram ampliados no Departamento
de Fenômenos Anômalos da Universidade de Prínceton por
Brenda Dunne (16), Roger Nelson (17) e outros. Foi Dean
Radin (18) quem criou a expressão "Campo da Consciência"
para designar o Campo gerado pela mente, capaz de
influenciar os RNGs. Esse campo, ao contrário dos da
física, não decai com a distância.
3.3. CONSCIÊNCIA E NÃO LOCALIDADE
Uma experiência relativamente recente, realizada pelo
neurofisiologista mexicano Jacobo Grinberg-Zylberbaum
(19) e colaboradores, aponta no sentido da consciência
ser um fenômeno não-local. O experimento de
Grinberg-Zylberbaum pode ser descrito do modo abaixo:
Dois sujeitos A e B que tenham história de telepatia
espontânea e interação emocional, foram instruídos a
interagir durante um período de 30 a 40 minutos, até
começarem a perceber a existência de uma "comunicação"
entre eles, quando seriam envolvidos por uma blindagem
de Faraday (espaço fechado e metálico que bloqueia os
sinais eletromagnéticos). A e B seriam mantidos em
compartimentos separados, sem possibilidade de
comunicação sensorial entre ambos. Colocados em um
terceiro local, diferente daquele onde estão A e B,
estavam os pesquisadores monitorando os traçados
eletroencefalográficos de A e A, simultâneamente. Sem
que nenhum deles soubesse, foi mostrado um sinal
luminoso piscante a um deles. A escolha sobre a quem
seria mostrado o sinal piscante, foi aleatória. Ao ser
acendido o sinal luminoso em A ou B, isto provocou um
potencial evocado no cérebro que recebeu o
sinal luminoso que pisca. O potencial evocado é uma
resposta eletroencefalográfica produzida por estímulos
sensoriais, capaz de ser medida pelo traçado
eletroencefalográfico (EEG). Enquanto A e B mantiveram a
"comunicação telepática", o cérebro não estimulado
registrou também um traçado EEG denominado potencial
de transferência, algo que se assemelharia bastante
à forma e à força do potencial evocado do cérebro
estimulado. O aparecimento dos potenciais, evocado e de
transferência, em A e em B, respectivamente, foi
observado de forma simultânea, como se existisse uma
"ligação" entre as duas pessoas. O experimento de
Gringerg-Zylberbaum que ocorreu do modo aqui descrito,
seria uma evidência da não-localidade da consciência,
uma vez que os cérebros-mentes de A e B seriam um
sistema interligado não-localmente. Que tipo de ligação
seria esta? Seria uma forma de campo ainda desconhecida
e que transcende o espaço e o tempo?
4. CONSCIÊNCIA E REALIDADE FÍSICA.
Faz algumas décadas que cientistas e filósofos
reconhecem a necessidade de se incluir a consciência na
visão que temos da natureza.
Jung (20) achava que a psique era formada de quatro
camadas: 1 - o ego; 2 - o inconsciente individual; 3 - o
inconsciente coletivo; 4 - camada psicóide, isto é, não
pertencendo ao reino da psique nem ao reino da realidade
física. Seria uma zona obscura, situada entre a
consciência e a matéria; seria a região da consciência
de onde emergem os casos de influência de mente sobre a
matéria, tais como os poltergeists, a magia cerimonial,
magia produzida por povos aborígenes e casos de
sincronicidade; 5 - esta camada seria o mundo material.
A partir do inconsciente coletivo, à medida que se
caminha em direção à Quarta camada, atravessando-a, o
inconsciente deixa de Ter natureza psíquica para
mergulhar no mundo. Em outras palavras, as camadas mais
profundas da psique perdem seu caráter único e
individual cada vez que nela nos aprofundamos. ”No
fundo, a psique é, simplesmente, mundo “ (21)
5-CONCLUSÕES
Muitos físicos, atualmente, trabalham na construção de
uma mecânica quântica da consciência. Aguarda-se, na
física, teorias mais gerais sobre a realidade, onde a
consciência humana dela fará parte integrante.
Explicitamente, a consciência humana será parte
integrante das futuras teorias da matéria. Geoffrey
Chew (22), Fred Allan Wolf (23), Amit Goswsami (24),
trabalham sobre o assunto. Há outros.
A mecânica quântica contribui fortemente para a
necessidade da visão objetiva do mundo. Ao que parece,
a realidade não é formada por coisas externas,
independentes entre si e independente de nós,
observadores. Ao que parece, a consciência desempenha
um papel cada vez mais importante na construção da
realidade. Diz Goswami (25) que é a consciência quem
constrói a realidade, numa proposta fundamentalmente
idealista. Ele aponta vários aspectos da física
quântica que nos indicam não ser objetiva a nossa
realidade, o nosso mundo.
O físico Albert Einstein e o poeta indiano Rabindranath
Tagore, nobelista de literatura de 1913, mantiveram um
interessante diálogo sobre a objetividade do mundo
físico, na tarde de 14 de julho, na residência do
Professor Kaputh, publicada em Modern Reviw, Calcutá,
1931. O diálogo referido é transcrito abaixo:
Albert
Einstein
La Naturaleza de la realidad
Autor:
Diálogo entre Albert Einstein y Rabindranath Tagore
Fuente: Fundación Unida
Web:
http://www.unida.org.ar
Conversación entre Rabindranath Tagore y el profesor
Albert Einstein, en la tarde del 14 de julio de 1930, en
la residencia del profesor en Kaputh publicada en Modern
Review, Calcuta, 1931. (N. Del E.).
E. - ¿Cree
usted en lo divino aislado del mundo?
T. - Aislado
no. La infinita personalidad del Hombre incluye el
Universo. No puede haber nada que no sea clasificado por
la personalidad humana, lo cual prueba que la verdad del
Universo es una verdad humana.
He elegido un
hecho científico para explicarlo. La materia está
compuesta de protones y electrones, con espacios entre
sí, pero la materia parece sólida sin los enlaces
interespaciales que unifican a los electrones y protones
individuales. De igual modo, la humanidad está compuesta
de individuos conectados por la relación humana, que
confiere su unidad al mundo del hombre. Todo el universo
está unido a nosotros, en tanto que individuos, de modo
similar. Es un universo humano.
He seguido la trayectoria de esta idea en arte, en
literatura y en la conciencia religiosa humana.
E. - Existen
dos concepciones distintas sobre la naturaleza del
Universo:
1) El mundo como unidad dependiente de la humanidad, y
2) El mundo como realidad independiente del factor
humano.
T. - Cuando nuestro universo está en armonía con el
hombre eterno, lo conocemos como verdad, lo aprehendemos
como belleza.
E. - Esta es
una concepción del universo puramente humana.
T. - No puede haber otra. Este mundo es un mundo humano,
y la visión científica es también la del hombre
científico. POR LO tanto, el mundo separado de nosotros
no existe; es un mundo relativo que depende, para su
realidad, de nuestra conciencia. Hay cierta medida de
razón y de gozo que le confiere certidumbre, la medida
del Hombre Eterno cuyas experiencias están contenidas en
nuestras experiencias.
E. - Esto es
una concepción de entidad humana.
T. - Sí, una
entidad eterna. Tenemos que aprehenderla a través de
nuestras emociones y acciones. Aprehendimos al Hombre
Eterno que no tiene limitaciones individuales mediadas
por nuestras limitaciones. La ciencia se ocupa de lo que
no está restringido al individuo; es el mundo humano
impersonal de verdades. La religión concibe esas
verdades y las vincula a nuestras necesidades más
íntimas, nuestra conciencia individual de la verdad
cobra significación universal. La religión aplica
valores a la verdad, y sabemos, conocemos la bondad de
la verdad merced a nuestra armonía con ella.
E. -
Entonces, la Verdad, o la Belleza, ¿no son
independientes del hombre?
T. - No.
E. - Si no
existiera el hombre, el Apolo de Belvedere ya no sería
bello.
T. - No.
E. - Estoy de acuerdo con esta concepción de la
Belleza, pero no con la de la Verdad.
T. - ¿Por qué
no? La Verdad se concibe a través del hombre.
E. - No puedo
demostrar que mi concepción es correcta, pero es mi
religión.
T. - La Belleza es el ideal de la perfecta armonía que
existe en el Ser Universal; y la Verdad, la comprensión
perfecta de la mente universal. Nosotros, en tanto que
individuos, no accedemos a ella sino a través de
nuestros propios errores y desatinos, a través de
nuestras experiencias acumuladas, a través de nuestra
conciencia iluminada; ¿cómo, si no, conoceríamos la
Verdad?
E. - No puedo
demostrar que la verdad científica deba concebirse como
verdad válida independientemente de la humanidad, pero
lo creo firmemente. Creo, por ejemplo, que el teorema de
Pitágoras en geometría afirma algo que es
aproximadamente verdad, independientemente de la
existencia del hombre. De cualquier modo, si existe una
realidad independiente del hombre, también hay una
verdad relativa a esta realidad; y, del mismo modo, la
negación de aquélla engendra la negación de la
existencia de ésta.
T. - La Verdad, que es una con el Ser Universal, debe
ser esencialmente humana, si no aquello que los
individuos conciban como verdad no puede llamarse
verdad, al menos en el caso de la verdad denominada
científica y a la que sólo puede accederse mediante un
proceso de lógica, es decir, por medio de un órgano
reflexivo que es exclusivamente humano. Según la
filosofía hindú, existe Brahma, la Verdad absoluta, que
no puede concebirse por lamente individual aislada, ni
descrita en palabras, y sólo es concebible mediante la
absoluta integración del individuo en su infinitud. Pero
es una verdad que no puede asumir la ciencia. La
naturaleza de la verdad que estamos discutiendo es una
apariencia -es decir, lo que aparece como Verdad a la
mente humana y que, por tanto, es humano, se lama maya o
ilusión.
E. - Luego,
según su concepción, que es la concepción hindú, no es
la ilusión del individuo, sino de toda la humanidad...
T. - En ciencia, aplicamos la disciplina para ir
eliminando las limitaciones personales de nuestras
mentes individuales y, de este modo, acceder a la
comprensión de la Verdad que es la mente del Hombre
Universal.
E. - El
problema se plantea en si la Verdad es independiente de
nuestra conciencia.
T. - Lo que lamamos verdad radica en la armonía racional
entre los aspectos subjetivos y objetivos de la
realidad, ambos pertenecientes al hombre supra-personal.
E. - Incluso
en nuestra vida cotidiana, nos vemos impelidos a
atribuir una realidad independiente del hombre a los
objetos que utilizamos. Lo hacemos para relacionar las
experiencias de nuestros sentidos de un modo razonable.
Aunque, por ejemplo, no haya nadie en esta casa, la mesa
sigue estando en su sitio.
T. - Sí, permanece fuera de la mente individual, pero no
de la mente universal. La mesa que percibo es
perceptible por el mismo tipo de conciencia que poseo.
E. - Nuestro
punto de vista natural respecto a la existencia de la
verdad al margen del factor humano, no puede explicarse
ni demostrase, pero es una creencia que todos tenemos,
incluso los seres primitivos. Atribuimos a la Verdad una
objetividad sobrehumana, nos es indispensable esta
realidad que es independiente de nuestra existencia, de
nuestras experiencias y de nuestra mente, aunque no
podamos decir qué significa.
T. - La ciencia ha demostrado que la mesa, en tanto que
objeto sólido, es una apariencia y que, por lo tanto, lo
que la mente humana percibe en forma de mesa no
existiría si no existiera esta mente. Al mismo tiempo,
hay que admitir que el hecho de que una multitud de
centros individuales de fuerzas eléctricas en movimiento
es potestad también de la mente humana.
En la
aprehensión de la verdad existe un eterno conflicto
entre la mente universal humana y la misma mente
circunscrita al individuo. El perpetuo proceso de
reconciliación lo llevan a cabo la ciencia, la filosofía
y la ética. En cualquier caso, si hubiera alguna verdad
totalmente desvinculada de la humanidad, para nosotros
sería totalmente inexistente.
No es difícil
imaginar una mente en la que la secuencia de las cosas
no sucede en el espacio, sino sólo en el tiempo, como la
secuencia de las notas musicales. Para tal mente la
concepción de la realidad es semejante a la realidad
musical en la que la geometría pitagórica carece de
sentido. Está la realidad del papel, infinitamente
distinta a la realidad de la literatura. Para el tipo de
mente identificada a la polilla, que devora el papel, la
literatura no existe para nada; sin embargo, para la
mente humana, la literatura tiene mucho mayor valor que
el papel en sí. De igual manera, si hubiera alguna
verdad sin relación sensorial o racional con la mente
humana, seguiría siendo inexistente mientras sigamos
siendo seres humanos.
E. -
¡Entonces, yo soy más religioso que usted!
T. - Mi religión es la reconciliación del Hombre Supra-personal,
el espíritu humano Universal y mi propio ser individual.
Ha sido el tema de mis conferencias en Hibbert bajo el
título de "La religión del hombre".
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O diálogo acima, reflete
muito bem a postura objetivista de einstein e a postura
monista idealista de Tagore, inspirada principalmente
nas Upanishads.
Os tibetanos chamam o tempo decorrido entre duas vidas
sucessivas de “bardo”. Também chamam bardo esta nossa
experiência humana dentro desta realidade material. Se
Goswami e os místicos tibetanos estão certos, viveremos
um “sonho” nas nossas vidas? Será que nossa realidade
física não é assim tão concreta? Se um elétron pode
ser, simultaneamente, uma onda e uma partícula,
viveremos num mundo difícil de ser compreendido? Como
pode um objeto ser, ao mesmo tempo, duas coisas
distintas? Não estará a mecânica quântica nos apontando
para o fato de que a realidade dentro da qual vivemos, é
uma espécie de “sonho”? Será que as realidades física e
psíquica, são aspectos diferentes de uma mesma realidade
maior, denominada por Jung de “unus mundus”?
6 - BIBLIOGRAFIA
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2 -
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frustation. Physics today v. 23, pg 23-28;
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universo autoconsciente.
Rio de Janeiro, Rosa dos Tempos, 1998;
25 -
IDEM. Idem;
