As novas descobertas da Ciência: de Einstein a 2016

Palestrante: Israel Bar-Joseph

Nota: 

O Centro de Debate de Políticas Públicas recebeu o pesquisador Israel Bar-Joseph, vice-presidente do Instituto Weizmann, para discutir o papel da pesquisa pura no campo das ciências naturais, no desenvolvimento de novas tecnologias e na ampliação de nossa compreensão do mundo. Sua fala abordou episódios da história da ciência, considerações sobre metodologia científica e a importância da investigação científica no combate aos grandes desafios que a humanidade enfrentará nos próximos anos. Ao fim, Bar-Joseph discutiu a abordagem do Instituto Weizmann acerca da organização de produção científica, enfatizando a importância da interdisciplinaridade e da liberdade de condução das pesquisas pelos próprios cientistas.

Resumo:

• Israel Bar-Joseph iniciou sua fala afirmando que é a pesquisa básica, feita para responder perguntas do tipo “como, quando, por quê?”, que deve guiar a atividade científica. Tentativas de direcionar o esforço de pesquisadores a fim de produzir ciência para resolver problemas específicos – “ciência produtiva”, em suas palavras – leva à ciência medíocre, de pouco impacto e profundidade: o conhecimento deve ser construído bloco por bloco, sem pular etapas.
•  Para ilustrar seu ponto ele resgatou a teoria de ondas gravitacionais proposta por Einstein há 100 anos atrás
• O palestrante afirmou que todo o conhecimento da física, inclusive a fundamentação do experimento citado, provém das ideias de quatro grande pesquisadores do início do século XX que, engajados em pesquisa pura, desenvolveram teorias que ainda no século XXI alicerçam todo a nossa compreensão dos fenômenos naturais.O palestrante nos apresentou brevemente as ideias de J. J. Thomson, Albert Einstein, Ernest Rutherford e Niels Bohr, que entre 1897 e 1915 formularam teorias a respeito da organização do átomo que mudaram a história das ciências naturais.

> Thomson: Joseph John Thomson foi um físico inglês que, no final do século XIX, revolucionou a física. Bar-Joseph nos relatou que, através da observação de feixes de eletricidade em um recipiente selado a vácuo, Thomson identificou partículas muito leves que apresentavam grande razão massa-carga: o elétron. Ele propôs um modelo para compreensão do átomo que ficou conhecido como “o modelo do pudim”. Bar-Joseph cita ainda um suposto brinde de Thomson: “Ao elétron: que ele nunca seja de uso algum para ninguém!”

> Einstein:

– Movimento das partículas: dentre as muitas contribuições de Albert Einstein para a física teórica, a conclusão a partir da observação em microscópio de gotas de água está entre as mais importantes. Bar-Joseph nos contou que em um mesmo ano, 1905, Einstein publicou 4 artigos que revolucionaram a história da física. Em um deles o cientista alemão explicou com enorme precisão como a movimentação de partículas de poeira dentro da água poderia ser explicada pelo choque com moléculas de água. Essa experiência ofereceu uma prova contundente de que átomos existem.

– Relatividade Geral: também em 1905 Einstein sugeriu a teoria da relatividade especial, que atesta que a velocidade da luz é constante, independentemente da movimentação do observador. Nas palavras de Bar-Joseph:

“não importa se eu apontar uma lanterna para um objeto estando parado ou se eu, em cima de um trem em movimento, apontar essa mesma lanterna. A velocidade com que a luz viajará será a mesma“.

O professor israelense também discutiu a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, segundo a qual a atração gravitacional entre massas resulta da deformação do espaço e tempo dessas massas. Bar-Joseph apontou que dois corpos que se chocam movimentam o espaço criando oscilações, denominadas ondas gravitacionais. Segundo o palestrante, 2015 marcou uma nova etapa para as repercussões da teoria de Einstein: um experimento conduzido simultaneamente nos estados de Washington e Louisiana, nos Estados Unidos, foi capaz de, pela primeira vez na história, verificar empiricamente a teoria de Albert Einstein. Duas estruturas enormes, com 4 quilômetros de extensão cada, espelhos nas extremidades e feixes de laser correndo entre eles foram construídas para detectar alterações no padrão das ondas dos lasers causadas por ondas gravitacionais originárias de um grande choque de buracos negros há mais de 1,5 bilhões de anos.

> Rutherford: através da deflexão de partículas bombardeadas sobre uma fina folha de ouro Ernest Rutherford e sua equipe descobriram que os átomos eram constituídos de um núcleo, elétrons que o circundavam e um grande vazio entre eles. Bar-Joseph salientou a dificuldade de concepção dessa ideia, ao apontar que os objetos sólidos que tateamos são na verdade compostos majoritariamente de um grande vazio. O modelo atômico de Rutherford sepultou o modelo de “pudim de passas” de Thomson e serviu como base para os desenvolvimentos teóricos posteriores.

> Bohr: o modelo da estrutura atômica de Bohr permitiu que se explicasse de que forma átomos se transformam em diferentes elementos. Ele propôs um modelo em que elétrons se organizam em órbitas ao redor do núcleo, sendo que as propriedades químicas de cada elemento eram determinadas pelo número de elétrons nas órbitas de seus átomos.

• Bar-Joseph afirmou que as experiências desses 4 homens abriram as portas para toda a física e química como hoje as compreendemos, bem como para diversos aplicações práticas que integraram o nosso cotidiano. Segundo ele, todo dia ao acordamos realizamos atividades que assumimos de prontidão que compreendemos. No entanto, toda essas ideias que temos como dadas um dia já foram revolucionárias, e muitas foram descobertas graças a esses 4 homens.

Q&A

A plateia, constituída de aproximadamente 40 pessoas, dirigiu algumas perguntas ao palestrante. Foram elas:

1. Se nos apoiamos sobre ideias formuladas há cem anos, isso significa que os cientistas de hoje não estão produzindo nada genuinamente novo?

Bar-Joseph argumenta que sim, que a física evolui muito no decorrer do século XX. Lorde Kevin, importante físico do século XIX, disse uma vez que a física, como ele a conhecia, era capaz de compreender todo o mundo e que o assunto já estaria resolvido. Poucos anos após essa afirmação, os desenvolvimentos dos 4 homens citados anteriormente revolucionaram a nossa compreensão do mundo. Portanto, sempre devemos ser cautelosos quanto a afirmações categóricas no âmbito da física. O palestrante também apontou para os desafios que ainda se apresentam para a comunidade científica: pela observação empírica de massas e forças no espaço sabemos que só somos capazes de compreender 7% da composição da matéria existente. Há muito que se avançar ainda.

2. Ao fim e ao cabo, estamos interessados em melhorar nossa qualidade de vida. De que forma essas descobertas contribuíram para o nosso entendimento da saúde humana?

O vice-presidente do Instituto Weizmann afirmou que as grandes ideias no campo da medicina são originárias da física. Como exemplo, ele cita as pesquisas sobre câncer, que envolvem pesquisadores de várias áreas, e a decodificação do genoma humano, que depende da ciência computacional para ser realizada.

3. De que forma os cientistas mediram a distância em que aconteceu o choque entre os buracos negros?

A vibração foi detectada por dois equipamentos idênticos, localizados nos estados de Louisiana e Washington. Sabendo qual é a velocidade da luz e a distância entre esses equipamentos podemos construir um triângulo entre o choque e os dois equipamentos: definir a distância física e no tempo do evento original é um problema geométrico.

4. Como integrar as ciências sociais nas pesquisas interdisciplinares?

Segundo o palestrante, o século XX foi o século da especialização. Para atingirmos novos paradigmas é preciso interdisciplinaridade, que começou envolvendo campos da ciência naturais simplesmente por essas já possuírem uma base em comum. Mas a introdução das ciências sociais nesse movimento está na agenda. Como exemplo, Bar-Joseph cita as investigações no campo da neurociência, que requerem químicos, engenheiros elétricos, bem como psicólogos e sociólogos, e alguns estudos em arqueologia, que através de métodos de datação extremamente sofisticados colocaram em questão as realizações dos Reis David e Salomão, importantes personagens da Bíblia.

5. Como conciliar pesquisa pura e aplicada?

Bar-Joseph argumentou que não há essa divisão. O que existe é ciência bem-feita e malfeita, sendo que a primeira se caracteriza justamente por esclarecer aspectos fundamentais do mundo que nos cerca e que, consequentemente, fundamenta a inovação tecnológica que integrará o nosso cotidiano. O Instituto Weizmann se dedica exclusivamente à pesquisa que tradicionalmente denominaríamos de pesquisa pura. Ainda assim, 30% dos lucros obtidos pela Teva, empresa farmacêutica que é a maior companhia privada israelense, provém das pesquisas do Instituto Weizmann.

6. Com qual frequência observamos grandes revoluções na comunidade científica?

O convidado defendeu que o desenvolvimento científico se dá em saltos, mudanças de paradigma concentrados no tempo que embasam a investigação científica por um longo período, até que emerja uma nova ideia revolucionária. Se for a ciência pura o grande motor do desenvolvimento tecnológico, então devemos ser pacientes: pesquisas hoje que talvez sejam descoladas de visões tidas como consenso podem fundamentar as ideias do futuro. Novamente, os exemplos de Thomson, Einstein, Rutherford e Bohr são elucidativos.

7. Quais as perspectivas para as descobertas científicas nos próximos 30 anos?

Apesar de não conseguir prever com certeza, o palestrante se arriscou a dizer que as crianças nascidas nos anos 2000 viverão mais de cem anos. Afirmou também que o câncer irá desaparecer dentro de 30 anos. Por fim, ele disse que a guerra contra o aquecimento global caminha para uma causa perdida e que nos próximos 30 veremos mudanças climáticas de grande magnitude.

Conclusão

            O Instituto Weizmann no Brasil: para finalizar sua palestra, Israel Bar-Jospeh se dispôs a discutir o papel do Instituto Weizmann na condução de pesquisas de ponta sobre o câncer e como. Segundo ele, o objetivo dos pesquisadores é encontrar formas de tornar o câncer uma doença crônica. O caminho para o sucesso é a pesquisa integrada, que já obteve sucesso ao desenvolver a imunoterapia e ao criar um banco de tumores para pesquisa futura. Instituições brasileiras, como a FAPESP, irão financiar parte das pesquisas do Instituto Weizmann.

Resumo e Nota preparados por: Gabriel D. Jardanovski