Como é a Natureza

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Na verdade, o juízo que fazemos acerca da natureza tem o viés humanista, isto é, a natureza não possui, em si mesma, atributos do tipo inteligência, discernimento, afetos, desejo, volição ou alguma razão e propósito para fazer o que quer que seja. Apenas os seres de suficiente complexidade, como o humano (mas não só), concebem em suas mentes tais qualidades. A natureza não possui mente e, “a fortiori”, consciência. O que alguns denominam “consciência cósmica” é algo inteiramente sem fundamento, como também a noção de “Gaia”. A evolução do Universo se dá de maneira cega, à mercê das forças titânicas dos elementos, guiados pela aleatoriedade. Por acaso surgiu, neste rincão, uma espécie como a nossa, que se debruça sobre tais coisas e “filosofa”. Além disto, ela talvez seja capaz de interferir de modo consciente e com objetivo na evolução da vida e do cosmo, provido que seja tempo suficiente para que se atinja um nível de compreensão e domínio técnico de ferramentas capazes de tal proeza (se, antes disto, ela não destruir a si mesma). Enquanto isto, possivelmente, outras congêneres, em outras plagas, estejam com idênticos propósitos ou até mesmo, agindo nesse sentido.

A consciência, como atributo da mente, é uma ocorrência (um epifenômeno) do organismo (em especial do cérebro, mas não só), que advém de sua extrema complexidade estrutural e dinâmica, não tendo relação alguma com uma pretensa realidade sobrenatural, o dito “espírito”. A concepção monista fisicalista é a única consistente com todos os dados e, a cada dia, apesar das contestações, a neurociência progride em seu afã de explicar de modo puramente natural todo o psiquismo. Mas ainda é cedo para se ter um quadro definido. No entanto, isto não significa que ele não exista, pois tudo isto é muito recente. Deixemos passar umas boas centenas ou milhares de anos.

Os conceitos de belo e de feio também são humanos e inteiramente estranhos à natureza. De fato, há muito de belo na natureza. Nós consideramos belo aquilo que nos proporciona uma sensação agradável, quando o cérebro interpreta o que os sentidos lhe comunicam, à luz de nossa vivência. Como somos seres que surgiram neste planeta tendo evoluído em adaptação a suas condições, consideramos belo o que nos propicia uma adaptação satisfatória ao meio. Mas existe muita coisa feia, horrível mesmo na natureza. A noção de que a natureza seja perfeita absolutamente não procede. Senão não existiriam doenças que causam sofrimentos atrozes e mortes em agonias insuportáveis. Não haveria pessoas más e cruéis, não haveria predadores que caçam e matam para comer suas presas, que fogem apavoradas de seu cruel destino. Não haveria cataclismos climáticos, como furacões e tsunamis, que matam justos e pecadores, como não haveria terremotos e erupções vulcânicas. No mundo dos pequenos insetos e dos micro-organismos reina um apavorante terror para a sobrevivência: os vírus destruindo as bactérias, os anticorpos lutando contra os germes. A vida, em seu nível profundo é uma constante e horrível guerra. A evolução é uma batalha de sobrevivência. E no nível cosmológico, galáxias fagocitando-se, estrelas explodindo, buracos negros descomunais engolindo milhares de estrelas nos núcleos dos quasares. Tudo isso, se analisado estatisticamente, mostra que a feiúra é mais abundante que a beleza neste Universo. Não estou dizendo que não haja beleza na natureza, mas sim que ela não é bela, o que tem outro significado. Isto não é uma questão de se acreditar e sim de se constatar.

Quanto às doenças, mesmo que se tenha o maior cuidado, delas nem sempre se escapa, pois nem todas provém de contaminação, podendo ser hereditárias ou congênitas ou, ainda, resultante de exposição à radiação cósmica, o que não se consegue evitar. Mesmo as infecciosas podem se estabelecer em uma pessoa que tenha o máximo de precauções higiênicas e em lugares em que o estado toma todos os cuidados com a saúde pública. Os danos causados por catástrofes naturais, mesmo que não saibamos quem sejam os justos ou os pecadores, certamente não selecionam as vítimas por nenhum critério, a não ser o acaso, que alguns chamam de sorte ou azar. De fato, a natureza não é bela nem feia, nem burra nem inteligente, nem fria nem calorosa para com nenhum ser existente. Ela é completamente indiferente a todos esses aspectos e suas ações não se pautam por nenhum critério ético ou estético. Tais valores são construtos humanos, que também podem ser encontrados em animais mais evoluídos ou nos que ainda estão por vir na seqüência da evolução.

No entanto nós possuímos estes valores, e eles surgiram porque cultivá-los propicia, no todo do tecido social (já que somos gregários) a maximização do bem estar, da paz, da harmonia, enfim, da felicidade, o que resulta em vantagem evolutiva, pela garantia da procriação e do sucesso adaptativo ao ambiente, condições que não se cumpririam satisfatoriamente se o homem não cultivasse um comportamento ético e de valorização do bom e do belo. Imagine como a humanidade logo se aniquilaria se, por exemplo, a gatunagem fosse erigida como norma geral de procedimento para todas as pessoas. Quem produziria os bens a serem roubados? O progresso e o bem estar que propiciaram a explosão demográfica da espécie humana são resultantes da prática de valores relacionados à cooperação, à convivência harmônica, à solidariedade, a honestidade e a justiça. Na natureza, contudo, nada disto existe.

Em resumo, a poesia da natureza e a beleza que se pode ver em muitas coisas são patentes e motivo de um sentimento de enlevo e êxtase contemplativo, que também partilho com todos. A ternura, o carinho e o deslevo de uma mãe amamentando seu filhinho, um gesto de solidariedade, enfim, há inúmeros exemplos comoventes de beleza e bondade, não só humana, mas provindo de todos os seres da natureza. Concordo plenamente. O que estou dizendo é que tudo o que existe de belo na natureza (e é muita coisa), não a caracteriza como "bela", pois não se trata de uma regra geral, sempre presente, mas de um aspecto acidental, mesmo que bastante ocorrente. Da mesma forma que existe a beleza, existe a feiúra, mesmo horrível, o sofrimento, a maldade, a dor. A natureza, em sí, é indiferente a tais aspectos. Ela não é boa nem má, nem bela nem feia. Existe beleza e existe feiúra, existe bondade e existe maldade. Só que estes conceitos não estão nas coisas em sí, mas no modo com que nós, humanos, as vemos. Inclusive, isto varia com o tempo, o lugar e a cultura do observador. Por isto é que digo que não há uma razão para a natureza ser fria e burra, simplesmente porque ela não é fria e burra. Ela é indiferente. Ela não possui os atributos de inteligência e nem de sentimentos. Então não se pode dizer que ela seja burra e nem que seja fria. Tais qualificativos não se lhe aplicam. Nós é que temos uma tendência de antropomorficar as ações da natureza, tanto que inventamos o conceito de deus como um ser interveniente na natureza, possuidor de inteligência, sensibilidade, volição e poder, isto é, deus foi criado à imagem e semelhança do homem.

A beleza e a bondade existem sim e são objetos de especial valor e merecedores da máxima aplicação de esforços em sua obtenção. Mas são valores humanos. Numa natureza desprovida de seres conscientes e sensientes, não existiriam tais categorias.

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Energia

     .Energia é um conceito muito falado e pouco compreendido, além de ser, muitas vezes, atribuído a coisas que, absolutamente, nada têm a ver com energia. Energia é um conceito físico, e, como tal, um construto abstrato humano, não correspondente, necessariamente, a algo concreto na natureza. Os conceitos e as teorias físicas, todavia, permanecem enquanto fizerem sentido e conduzirem a interpretações adequadas da realidade objetiva, de modo a permitir a previsão e o controle do comportamento da natureza.

    

     Muito do que se considera como sendo “Energia”, na verdade trata-se de conceitos que melhor seriam descritos por palavras como “Disposição”, “Ânimo” ou outras de natureza psicológica e não física. Para um organismo biológico, a única coisa que fornece energia é o alimento, ou a luz solar, no caso de plantas clorofiladas. Demonstrações de afeto não “passam” energia, nem tampouco “chás”, “florais”, ou “incenso”. Drogas como guaraná, ou os ditos “energéticos”, na verdade atuam no sistema nervoso, criando um estado de alerta potencializado, mas não fornecem energia. Apenas habilitam o organismo a acelerar o consumo da energia disponível. Açúcar, amido e os demais carboidratos, bem como proteínas é que fornecem energia ao organismo. Orações, “passes” e “benzeduras’, além de outros rituais tampouco.

    

     É preciso entender que energia não é uma entidade. O Universo não é feito de "matéria e energia", mas sim de campos, que se apresentam como matéria e radiação em suas quantizações ou campos de força estáticos não quantizados. Esses campos é que possuem ou não energia. Ela é, pois, um "atributo" das entidades constitutivas do Universo e de seus conglomerados, que são os sistemas e, em particular, os corpos. Sistema é qualquer subconjunto do Universo, constituído de campos, radiação e matéria. Um sistema que possua uma fronteira nítida é um corpo. Para se trabalhar com o atributo energia dos sistemas, associa-se a ele uma "grandeza", também denominada "energia", a que podemos dar um valor passível de medição, de caráter escalar, isto é, expressa exclusivamente por um valor, sem orientação espacial, e extensivo, isto é cumulativo aditivamente. O que representa esta grandeza?

    

     De modo intuitivo podemos dizer que energia é a grandeza que mede aquilo que um sistema consome ao realizar algo. E realizar algo significa interagir com outros sistemas e alterar suas configurações e seus estados, quer mudando seu movimento, sua distribuição espacial ou outras características que ele apresente, como eletrização, temperatura, estado de agregação, magnetização etc. A alteração de tudo isto se dá com o dispêndio de energia, que funciona como se fosse dinheiro, na economia da natureza. Por configuração entendemos a disposição espacial das partes do sistema e por estado a condição que, além da configuração, considera como o sistema está ou tende a evoluir no tempo.

    

     O mais importante sobre a grandeza energia, que lhe confere uma enorme importância no estudo dos sistemas físicos e sua evolução, é que ela obedece a uma “Lei de Conservação”. Isto quer dizer que energia é uma grandeza que não se perde nem se cria, apenas se transforma ou se transfere, sendo o total uma constante para um sistema isolado, isto é, que não interaja com a vizinhança. E como o Universo, por definição, é um sistema isolado, pois não tem vizinhança, a energia total do Universo é uma constante, quer dizer, não varia com o passar do tempo. O curioso é que, levando em conta que as energias potenciais podem ser negativas (quando a interação é atrativa e se escolhe o zero na configuração em que não se tem interação), é possível que, incluídas todas as interações, a energia total do Universo seja exatamente ZERO. Portanto a possibilidade de que o Universo tenha surgido do nada, não viola a conservação da energia. Mas, mesmo que violasse, como não havendo nada também não há leis a que se obedecer, a passagem da inexistência para a existência do Universo não teria que obedecer a leis que vigoram enquanto ele existe.

     

     Nas interações há, pois, a possibilidade dos sistemas trocarem energia e podemos fazer uma contabilidade disto (débito, crédito, saldo). A quantidade de energia trocada (o pagamento ou recebimento, dependendo do ponto de vista), é medida por dois tipos de grandeza: trabalho e calor. A interação envolve realização de trabalho quando é possível detectar aplicação de força entre os sistemas, que, em decorrência, sofrem deslocamento, na totalidade ou em alguma parte. E o calor é transferido quando na interação há diferença de temperatura entre os sistemas ou subsistemas sem nada que impeça a energia de fluir. Mas o calor é um conceito macroscópico, só perceptível em sistemas de muitas partículas. Entre partículas elementares (prótons, elétrons), só se troca energia por realização de trabalho. Calor é, pois, uma espécie de trabalho líquido global entre as partículas dos sistemas, que não acarrete uma aplicação de força e um deslocamento macroscópico desses sistemas.

    

     À energia que um sistema possui pelo fato de estar em movimento chamamos cinética. Considerando o sistema como um todo, tal energia é medida pela metade do produto da massa (grosso modo a quantidade de matéria) do sistema pelo quadrado de sua velocidade. Como a velocidade é um conceito relativo, assim também o é a energia cinética. O trabalho que uma bala de fuzil pode fazer depende de sua velocidade relativa ao alvo. Para escaparmos da morte por fuzilamento, basta, pois, que saiamos correndo com a mesma velocidade da bala que, assim, em relação a nós, estará parada e não nos fará mal. Isto, de fato, é o que ocorre com as baterias anti-aéreas que tentem alvejar um avião que já passou, atirando por trás.

    

     À energia que um sistema possui por estar submetido a um campo de força denominamos potencial. Seu significado está em que, permitindo-se que a força do campo aja sobre o sistema, ele se deslocará, adquirindo velocidade e, pois, energia cinética, cujo valor consideramos que antes estava armazenado no campo de força da interação.

    

     Energia Interna de um sistema é a totalidade de todas as energias cinéticas e potenciais de todos os constituintes do sistema, incluindo partículas e campos, bem como a energia associada à massa (de repouso) de todas as partículas. Isto inclui as energias cinéticas translacionais, rotacionais e vibracionais e as energias potenciais (referentes a todas as interações) intermoleculares, interatômicas, intra-atômicas, nucleares e qualquer outra espécie que se considere, desde que medida com relação ao centro de massa do sistema.

    

     A Energia Externa é a totalidade das energias cinéticas e potenciais, de toda ordem do sistema, considerado como um todo, com relação às interações que experimenta com outros sistemas externos a ele e o movimento que faz em relação a algum referencial externo a ele.

    

     Energia Total é a soma dessas duas.

    

     É importante frisar que não conhecemos o valor absoluto nem da Energia Interna nem da Externa, pois as potenciais são valores de calibre, que dependem da definição do zero e as cinéticas são relativas ao referencial. As equações da Termodinâmica dizem respeito a variações de energia, que são diferenciais exatas, isto é, variações de alguma função bem definida do estado do sistema e as correlacionam com o trabalho de configuração (que se dá pela mudança da configuração) ou dissipativo (que se dá sem mudança na configuração) e o calor, que são diferenciais inexatas (ditas pfaffianas), isto é, cujo valor não depende só da mudança na configuração, mas também do modo como esta mudança ocorreu, isto é da sua história (das situações intermediárias experimentadas). Por isto existe variação da energia, mas não existe variação do trabalho e do calor.

    

     Quanto à temperatura de um sistema de partículas, trata-se de uma grandeza proporcional apenas à energia cinética translacional por partícula, sendo a constante de proporcionalidade igual dois sobre a constante de Boltzmann dividido pelo número de graus de liberdade de movimento das partículas. Isto, para um gás ideal monoatômico, por exemplo, com 3 graus de liberdade de movimento, equivale a dizer que, para cada kelvin (ou grau Celsius) de temperatura, as moléculas têm uma energia média de 2,07 × 10-23 joules.

    

     Como todo sistema interage com sua vizinhança emitindo e absorvendo radiação eletromagnética, podemos, pela análise do espectro desta radiação (intensidade versus freqüência) definir sua temperatura por comparação com a curva de radiação de corpo negro (ou de cavidade) correspondente. Na verdade, os corpos reais não são negros, logo esta temperatura não corresponderá à temperatura cinética anteriormente mencionada. Além do mais, o conceito de temperatura supõe um sistema em equilíbrio térmico. Para sistemas fora do equilíbrio seria preciso definir partes do sistema que possam ser consideradas em equilíbrio. Há também a questão da definição do que seja a temperatura de uma superfície, bem como a de sistemas de fluxo aberto.

    

     A questão absolutamente não é simples e a própria Física Estatística não dá boa conta do recado. O que podemos dizer é que, realmente, não conseguimos medir a energia de um corpo em sua totalidade e, mesmo que pudessemos, a temperatura não depende do total de energia, mas de parte dela. E se o corpo tiver a complexidade de um organismo biológico, como um pedaço de madeira, então a coisa fica complicadíssima. O que podemos obter são as variações de temperatura a partir das variações da energia interna, que, por sua vez, dependem do trabalho e do calor, que são modalidades de se transferir energia.

    

     A não ser que consideremos como sistema a totalidade do Universo, todo sistema possui uma vizinhança que é, simplesmente, o resto do Universo, fora o sistema. E o que é um sistema? É um subconjunto do Universo definido sem ambigüidade, de tal forma que se possa dizer, a cada momento, o que pertence ou não pertence a ele e qual a sua fronteira. A fronteira pode ser fixa ou móvel bem como o seu conteúdo. As energias cinéticas das partes constitutivas do sistema, medidas em relação a seu centro de massa, adicionadas às energias potenciais devidas às interações entre suas partes, constituem sua Energia Interna. A energia cinética do sistema como um todo, considerado em seu centro de massa, medidas em relação a um referencial externo, bem como as energias potenciais devido às interações das partes do sistema com o que estiver fora dele constituem sua Energia Externa.

    

     Em Relatividade, a totalidade da energia interna do sistema (incluindo a da massa de repouso das partículas constitutivas) é Energia Própria do sistema, que determina sua ação gravitacional ativa e passiva, bem como sua resposta inercial às tentativas de alterar seu estado de movimento. Portanto é correto que possamos obter o valor da energia interna de um sistema por seu comportamento gravitacional, sempre lembrando que, nas equações de Einstein, que seriam aplicadas, os coeficientes da métrica são funções da massa do corpo central, que na relatividade inclui todo o tipo de energia interna, avaliadas numa aproximação limite de campos fracos, obtida pela escolha do calibre no qual o potencial é nulo no infinito, de modo a se identificar com a solução newtoniana. Assim o valor de energia total, mesmo relativisticamente calculado, não deixa de ser um campo de calibre. Além do mais, a escolha da origem no corpo, mesmo que sempre possível, não deixa de ser uma arbitrariedade, que altera o valor da energia total, mas não da interna.

    

     A impossibilidade de atingirmos o Zero Absoluto não está contida na Segunda Lei da Termodinâmica, que, a princípio, não proíbe um Ciclo de Carnot de rendimento 100%, desde que o reservatório frio esteja no Zero Absoluto. Ela está na Terceira Lei da Termodinâmica, esta sim, que proíbe que se atinja o Zero Absoluto. Mas são leis independentes. Um bom apanhado deste assunto se encontra em um livro para engenheiros, muito bom:

SEARS, F.W. & SALINGER, G.L. - “Termodinâmica, Teoria Cinética e Termodinâmica Estatística” - Guanabara Dois.

    

     O ambiente ou vizinhança é o complemento de um sistema, isto é, o resto do Universo. Assim, haveria três energias. A do sistema, a da vizinhança e a da interação do sistema com a vizinhança, incluindo, neste caso, a energia cinética do movimento relativo deles. Esta energia não é interna a nenhum deles, mas externa a ambos. Quando se calcula a energia total de um sistema isto não inclui a energia interna da vizinhança, mas apenas a da interação da vizinhança com o sistema. Invertendo o papel do sistema com a vizinhança, vê-se que, se forem somadas as duas energias totais, esta da interação mútua será computada duas vezes. E claro que a energia pode ser adjetivada, segundo vários critérios, como potencial, cinética, interna, externa, própria etc.

    

     Denominamos exergia à máxima parte da energia interna que pode ser transformada em trabalho útil quando um sistema é levado de um estado qualquer ao equilíbrio com seu ambiente. Nesta definição não está sendo levada em conta variações da energia externa do sistema no processo (que também podem produzir trabalho útil, entendido como de configuração e não dissipativo). Para calculá-la consideramos a transformação dividida em duas, uma adiabática, isto é, termicamente isolada, até atingir a temperatura do ambiente e outra isotérmica, isto é, à temperatura constante, até atingir a pressão do ambiente. O trabalho dessas duas é a exergia, que pode ser calculada exatamente. Mas isto é mais uma questão tecnológica. Para considerações puramente físicas, não interessa a utilidade da energia.

    

     A propósito, neste contexto, considero que a convenção de sinal para o trabalho em Termodinâmica é errada. O trabalho deve ser considerado positivo quando aumenta a energia do sistema, isto é, quando é realizado “sobre” ele e não “por” ele. Deveriamos ter   dW = - pdV ,   sendo a primeira lei   dU = dQ + dW.   Assim tudo fica muito mais lógico, apesar de menos prático. Não acho que a praticidade ou utilidade sejam valores superiores à coerência lógica.

    

     Para melhor entendimento de tudo o que foi dito, analisemos um exemplo.

    

     Consideremos o Universo constituído de quatro partículas A1, A2, B1 e B2 e subdividido em dois sistemas, A e B, sendo B o ambiente de A e A o ambiente de B.

    

     Consideremos as energias:

    

TA1cm = energia cinética de A1 em relação ao centro de massa de A;

TA2cm = energia cinética de A2 em relação ao centro de massa de A;

VA12 = energia potencial das interações entre A1 e A2;

c²MA1 = energia da massa de repouso de A1;

c²MA2 = energia da massa de repouso de A2.

 

     À soma dessas energias denominamos “Energia Interna de A” = UA.

    

TB1cm = energia cinética de B1 em relação ao centro de massa de B (ambiente de A);

TB2cm = energia cinética de B2 em relação ao centro de massa de B (ambiente de A);

VB12 = energia potencial das interações entre B1 e B2;

c²MB1 = energia da massa de repouso de B1;

c²MB2 = energia da massa de repouso de B2.

 

     À soma dessas energias denominamos “Energia Interna de B” = UB = energia interna do ambiente de A.

    

Vext = VA1B1 + VA1B2 + VA2B1 + VA2B2 = energia potencial das interações entre as partículas de A e as partículas de B. Esta energia não é interna nem a A nem a B (seu ambiente).

 

TAext = energia cinética do centro de massa de A (com a soma das massas de A1 e A2) em relação a um referencial externo a A.

 

     À soma Vext + TAext = EAext, denominamos “Energia Externa de A”.

    

     À soma EAext + UA = EA, denominamos “Energia Total de A”.

    

     De modo análogo procedemos com relação a B e determinamos a “Energia Externa de B”, que é o ambiente de A, bem como a “Energia Total de B”.

    

     Se somarmos as energias totais de A e de B (seu ambiente) não obtemos a energia total do Universo porque, neste caso, estaremos somando duas vezes a Vext.

    

     Isto é mais ou menos como achar a união de dois conjuntos que possuem uma intercessão (que, no caso, é a interação entre o sistema A e seu ambiente B).

    

     É claro que a energia interna de A adicionada à energia interna de B não dá a energia total do Universo, pois fica de fora a energia da interação entre A e B.

    

     Além do mais, para considerarmos as trocas entre os sistemas A e B, é preciso que as energias cinéticas sejam todas calculadas em relação a um mesmo referencial, que pode ser o centro de massa de um deles. Neste caso, ele não teria a componente cinética da energia externa

    

     Quanto à temperatura de A, neste exemplo, ela seria dada pela expressão (TA1cm + TA2cm)/2, em unidades de energia por partícula, já que A só tem duas partículas (o 2 do denominador). E a temperatura do ambiente seria (TB1cm + TB2cm)/2.

A temperatura de equilíbrio do sistema e seu ambiente seria (TA1cm + TA2cm + TB1cm + TB2cm)/4.

     

     Outra questão relativa à energia que não é bem esclarecida é a sua relação com a massa, expressa pela equação E = mc², devida a Einstein. Isto significa que massa, no fim das contas, nada mais é do que uma manifestação da energia. Vamos entender primeiro o que significa massa. Como energia, trata-se de um atributo dos sistemas, no caso, aquele que lhes confere a propriedade de resistir às mudanças em seu estado de movimento, quando instado a tal pelas interações com o resto do Universo. É interessante que outra propriedade dos sistemas, que lhes confere a capacidade de exercer, ativa e passivamente, interação gravitacional, que poderíamos denominar de “carga gravitacional”, por analogia com a “carga elétrica”, revela-se rigorosamente proporcional à sua massa. Assim podemos confundir os dois conceitos, inclusive usando a mesma unidade para medir a grandeza a eles associada, denominada, simplesmente, “massa”. A Relatividade Geral toma como postulado que esses atributos são a mesma coisa no “Princípio da Equivalência” e identifica a gravitação não como uma interação, mas como uma manifestação geométrica do espaço-tempo, indistinguível da inércia.

    

     Assim o comportamento inercial e gravitacional de um sistema, que na Relatividade Geral é o grau de curvatura que ele imprime ao espaço-tempo, é função de sua massa. Mas em que consiste esta massa, em termos de outras propriedades possuídas pelo sistema? Simplesmente no total de sua energia interna. Como visto, ela inclui as energias cinéticas e potenciais das partes do sistema em relação a seu centro de massa, além da energia da massa de repouso de seus constituintes. Assim, a massa de um núcleo atômico inclui as energias potenciais entre os nucleons (prótons e nêutrons), devido às interações eletromagnéticas e nucleares forte e fraca e as energias cinéticas das vibrações, rotações e translações (em relação ao centro de massa do núcleo) de tudo o que ele é feito mais as energias dos campos de força existentes dentro dele. Quando um núcleo se rompe numa fissão, cada parte tem menos massa que o núcleo original, sendo a diferença transformada em energia cinética dos subprodutos, que, devido à caoticidade do sistema macroscópico, significa aumento da temperatura, e em energia radiante dos fótons emitidos. Isto é que faz funcionar os reatores nucleares e as bombas atômicas.

    

     Mas o que é a massa de uma única partícula subatômica elementar, como um elétron ou um quark, que não se subdivide em nada mais primitivo? Esta partícula é uma quantização do campo primordial do vácuo, isto é, trata-se de uma condensação de campo. E o campo possui uma energia potencial da interação que ele exerce. Este campo é tanto eletromagnético quanto nuclear e fraco. A energia dessas interações concentradas na partícula consiste na sua massa, pela relação E = mc². Na Teoria das Supercordas, cada partícula dessas é um anel de supercorda, que exibe diversos modos de oscilação, torção e rotação, sendo a energia desses modos a responsável pela massa. Cada tipo de partícula elementar é caracterizado por um conjunto de modos e freqüências de movimentos, que lhe dá a massa que ela possui.

    

    Finalizando quero comentar os conceitos de “Energia Mecânica” e de “Energia Térmica”, muito usado na Física elementar e na Engenharia. A energia mecânica de um sistema além de toda a sua energia externa, inclui também uma parte da energia interna que é a energia cinética das partes em relação ao centro de massa do sistema que pode ser atribuída a porções macroscópicas do sistema, em bloco. Isto se dá, por exemplo, com a energia rotacional de um corpo rígido, a energia vibracional de um corpo elástico, desde que compartilhada coletivamente por porções macroscópicas do sistema, bem como energias de vórtices de flúidos em bloco. A energia térmica é, assim, a parte da energia interna que não pode ser atribuída a movimentos “em bloco” de porções macroscópicas do sistema. Sua característica principal é ser caótica, isto é, para qualquer pequena porção do sistema mas que possua dimensões macroscópicas, o movimento das partículas que o constituem possui uma quantidade de movimento resultante nula. Caso não seja nula, teremos um movimento global que possuirá uma energia mecânica, como é o caso do vento, por exemplo.

    As energias potenciais internas, também podem contribuir para a energia mecânica, se forem associadas a porções macroscópicamente organizadas do sistema, como a energia armazenada em uma mola comprimida. Mas pertencerão à energia térmica se não se puder associar a uma interação global de uma parte do sistema com outra, como é o que se dá com a energia potencial intermolecular ou interatômica que caracteriza o fato do sistema estar no estado sólido, líquido ou gasoso. Essas energias potenciais são térmicas.

    No caso do som, as energia potenciais e cinéticas das partículas do meio propagante associadas á onda sonora são mecânicas, enquanto as mesmas energias associadas ao movimento caótico das partículas é térmica. Os conceitos de energia mecânica e térmica só se aplicam a sistemas de muitas partículas, que, normalmente, podem ser tratados como um meio contínuo, que seja rígido, deformável ou flúido.

    A quantidade “U” que aparece nas equações da Termodinâmica, de fato, não é a energia interna, mas sim a energia térmica. De qualquer modo, pode-se dizer que a energia total de um sistema seja a soma de sua energia interna com a externa ou a soma de sua energia térmica com a mecânica. Em símbolos, para um sistema:

E = energia total;

X = energia externa;

I = energia interna;

U = energia térmica;

M = energia mecânica;

V = energia potencial interna ordenada;

V’ = energia potencial interna caótica;

K = energia cinética interna ordenada;

K’ = energia cinética interna caótica;

Vo = energia potencial externa;

Ko = energia cinética externa.

Então:

X = Vo + Ko ;      U = V’ + K’ ;      I = U + V + K ;      M = X + V + K

E = X + I = U + M = V0 + K0 + V + K + V’ + K’.

    

Em uma próxima postagem comentarei outro importante conceito físico, a "Entropia".

Pensamentos escolhidos (de minha autoria)

“Você sempre tem a ver com tudo aquilo de que toma conhecimento”

“A maior parte de tudo quanto vale a pena nesta vida é completamente inútil”

“Ser bom é mais valioso do que ser justo. O bom é sempre justo mas o justo pode não ser bom”

“Eu sempre acho que estou com a razão porque, no momento em que não achar, eu mudo de opinião”

“Só a loucura é capaz de dar sentido à vida”

“Na caminhada da vida o que importa menos é o destino da viagem. A própria caminhadada é que é importante. A sabedoria consiste em curtir a viagem, apreciar a paisagem e nunca deixar para ser feliz quando o futuro chegar”

“O sucesso não garante a felicidade. Persiga o bem e a virtude, esquecendo o sucesso e, mesmo, a felicidade. Então ela lhe será concedida”

“Inteligente é a pessoa que tem a humildade de fazer da sua inteligência uma alavanca para mudar o mundo”

“O valor de uma pessoa não está no que ela tem, nem no que ela pode, no que faz ou no que sabe, mas sim no que ela é”

“A arte não necessariamente exprime o belo, mas o feio, expresso pela arte, necessariamente é belo”

Sexo e sociedade - algumas propostas

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Em relação ao comportamento sexual sadio na sociedade, faço as seguintes propostas:

1) Toda mulher, ao nascer, deveria ter seu hímen perfurado pelo obstetra ou o pediatra que assiste ao parto. Assim não haveria nenhuma virgem e a questão careceria completamente de significado.

2) Que seja abolido em definitivo a instituição legal do matrimônio, permanecendo a união consensual dos amantes para amparo e prazer mútuo mas sem nenhuma obrigação econômica recíproca, com a total responsabilidade individual pelo próprio provimento. Quanto à prole gerada, a responsabilidade é compartilhada pelos dois genitores.

3) Que as uniões sejam livres e abertas, entre pessoas de sexos opostos ou do mesmo sexo, incluindo a possibilidade das uniões plurais (poligamia e poliandria), temporárias ou permanentes, com ou sem cohabitação.

Tais proposições em absoluto caracterizam comportamente licencioso ou devasso, mas apenas liberto de qualquer coerção à manifestação livre e franca do amor, de forma respeitosa, dedicada e responsável.

A primeira proposta, realmente, eu coloquei como provocação. É claro que não vejo necessidade disto, como também considero a circuncisão e até mesmo o batismo em uma religião, que a criança não tem como escolher livremente se deseja aderir, um abuso. Mas eu a coloquei para, justamente, mostrar que a exigência de virgindade é uma coisa inteiramente descabida. Pelo contrário, é extremamente saudável que as jovens tenham experiência sexual pré-matrimonial, o mesmo acontecendo com os rapazes, num clima de companheirismo, amor e amizade entre colegas. Tal atitude deveria até fazer parte de uma educação sexual integrada e não hipocritamente centrada na biologia da reprodução. Educação sexual é uma educação não só cientificamente ginecológica, mas, principalmente, afetiva. Ensinar a namorar, a transar, a dar e receber prazer nesta atividade que é uma das mais básicas e fundamentais da existência, só superada, pela pressurização, respiração, alimentação, excreção, proteção contra o frio e segurança contra os predadores. Isto estando satisfeito, a finalidade da vida é a perpetuação da espécie, que se dá pelo sexo (por enquanto). Então, ensinar como fazer sexo e bom sexo, inclusive com aulas práticas, deve ser um programa institucional da escola. Como também ensinar a cozinhar, a costurar, a dirigir, a fazer consertos hidráulicos, mecânicos e elétricos, a ter um planejamento econômico, a falar em público. A escola não ensina nada disso, que é importante para a vida prática, além do conhecimento acadêmico de matémática, física, química, biologia, geografica, história, sociologia, economia, psicologia, português, inglês, espanhol, francês, chinês, literatura universal, artes plásticas, música et coetera.

Quanto às religiões, enquanto elas não sejam inteiramente abolidas, naquilo em que suas prescrições forem de encontro à maximação da felicidade e criem constrangimentos à liberdade individual, desde que esta liberdade não fira a liberdade o direito e a felicidade do outro (não se pode ter a liberdade de roubar e de matar, mesmo em nome de deus ou do estado), que sejam revogadas. Não é possível, em nome da tradição e da cultura de um povo, preservar costumes preconceituosos ou opressivos. Se alguma religião os prescreve, ela está errada, de um ponto de vista ético (mas não moral) e tal prescrição deve ser removida da doutrina, pois a ética é superior à moral. Isto é, um preceito moral só pode ser mantido se também for ético, caso contrário não.

O valor do Ceticismo

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O ceticismo é uma premissa para a filosofia. Quem filosofa é sempre cético. Não há como refletir-se racionalmente sobre a realidade, dogmaticamente preso a alguma concepção inflexível. Antes de tudo, ao se examinar qualquer coisa, há que se ter duas posturas. A primeira é a de que a verdade seja o valor supremo a ser buscado. A segunda é que se tem que estar disposto a renunciar a suas convicções face à verdade. Mas há uma terceira: Que nunca se sabe quando se está de posse da verdade. Isto é o ceticismo. Não a negação da possibilidade de se alcançar a verdade, mas a postura metodológica de sempre duvidar de que a tenha alcançado. Como agir então? Aceitando, provisoriamente, a melhor explicação como a que mais provavelmente se aproxima da verdade, até novos conhecimentos. E que melhor explicação é esta? Aquela que passa pela mais exigente bateria de testes, comprovações e verificações estando, até então, vencedora de todas as contestações. Assim progride o conhecimento.

Uma crença, pelo contrário, fundamenta-se na opinião revelada de alguém a quem se atribui autoridade para isto, aceita sem contestação. A crença não admite ser refutada dentro da sua área de aceitação. Quem ousar tal coisa perde a identidade de crente naquela crença. Por isso nenhuma crença pode ser critério de verdade. Um critério de verdade é um procedimento metódico de refutação de uma assertiva, que permanece como verdade enquanto não conseguir ser refutada. Assim considera o cético. Mas ele tem suas crenças e crê no valor do ceticismo, por exemplo. Mas esta não é uma crença elevada a um status de dogma. O próprio cético é cético em relação ao seu ceticismo. Ele o adota como ferramenta de trabalho, enquanto produz resultados confiáveis. E até o momento tem sido assim.

Considero o ceticismo uma salutar postura metodológica de abordagem da realidade. Não a vertente pirrônica, que considera inatingível qualquer conhecimento. Isto não caracteriza o verdadeiro cético. É uma atitude mais própria de uma pessoa dogmática em sua crença num ceticismo mal interpretado. Pelo contrário, o verdadeiro ceticismo rejeita qualquer postura dogmática e qualquer crença não fundamentada. Do que se trata, então? Em primeiro lugar o ceticismo metodológico considera que a realidade é passível de apreensão e proposições verdadeiras podem ser feitas sobre ela. Todavia reconhece não haver garantia “a priori” da veracidade de qualquer afirmativa sobre a realidade (entendida como o que a coisa em si mesma seja). Assim coloca a dúvida como um mecanismo de busca da verdade, no sentido em que incita à procura de mais evidências e comprovações que façam aproximar-se cada vez mais da verdade. Isto não exclui crenças, desde que tenham fundamento. Por exemplo, eu creio na validade do método científico, porque ele conduz a resultados confirmados. No momento em que sua aplicação conduzir a proposições falsas, deixo de crer. Mas não creio nas palavras das escrituras sagradas de nenhuma religião, só porque são sagradas. Nem nos Vedas, nem no Talmude, nem na Bíblia, nem no Corão, nem em Allan Kardec. Mas creio em valores pregados por Buda e por Cristo, no que eles se revelam sábios, prudentes e úteis para uma vida mais valiosa, elevada e feliz. Mesmo não crendo em mediunidade, tenho grande respeito e admiração pela figura de Chico Xavier, por exemplo, visto a sabedoria das palavras que ele proferiu em quase tudo o que escreveu (para mim de sua própria lavra). Quanto a terem sido ditadas por espíritos, não digo peremptoriamente que não, mas só aceito com base em evidências palpáveis.

Do mesmo modo que a credulidade ingênua é objeto de zombaria por parte das pessoas mais sensatas, um ceticismo sem medidas realmente provoca desdém. Mas a incredulidade completa não é a marca do ceticismo. Não há como levar nada adiante sem que se tenha alguma crença. A começar pela existência do mundo exterior, pois não há prova cabal de que a única realidade não seja o conteúdo interno da minha mente. O ceticismo não é uma doutrina, mas sim, uma ferramenta de trabalho. A apreensão da realidade e a construção do saber não dispensam a intuição e a proposição de hipóteses levantadas pela imaginação. Todavia elas só serão incorporadas ao arcabouço do conhecimento científico se passarem pelo crivo do teste e da comprovação experimental ou observacional, nem que seja de suas conseqüências logicamente deduzidas.

Passo a considerar a questão do que seja a verdade. Para mim, trata-se uma adequação entre a realidade e o que se diz a respeito dela. A verdade não é uma propriedade dos entes e sim das proposições. É, pois, lógica e não ontológica. O conhecimento se dá por construção de assertivas a respeito do mundo (científicas ou não). Serão verdadeiras? Como sabê-lo? E se a verdade é uma adequação à realidade, o que é a realidade? Essas questões levam a supor que não se pode saber certamente que se está dizendo a verdade a respeito de algo e, logo, que o conhecimento nunca é definitivo. Mas não se suspende o juízo. A verdade pode ser aproximada cada vez mais, sempre que se proponha metodologicamente a testá-la com todos os recursos de que se disponha. E a concordância a respeito confere, sempre provisoriamente, o status de verdadeira a uma proposição. Que a qualquer momento pode ser derrubado por uma única evidência contrária.

Quanto ao cientificismo (ou um empirismo exclusivista) trata-se também de uma postura tão dogmática quanto um racionalismo irredutível. Não existem juízos sintéticos “a priori” e nem tudo provém exclusivamente dos sentidos. A metafísica existe (mas não tem nada de sobrenatural). Em suma, isto é o ceticismo, uma postura metodológica sensata e prudente. Nada de crenças infundadas, nada de dogmas. Mas também nada de dúvida universal. É fácil ver que a afirmação “duvido de tudo” é incoerente, pois, então se deveria duvidar de que se duvida. Alguma postura é sempre preciso se aceitar sem prova (como axioma) para dar partida ao trabalho de construção do conhecimento. Mas isto é diferente de uma “fé” religiosa, porque é sempre questionável, no sentido em que seria abandonada, se deixar de ser proveitosa.

A afirmativa “se eu penso, então eu existo” não implica em “se eu não penso, então eu não existo”, mas sim em “se eu não existo, então eu não penso” (modus tollens). Para mim o fulcro disso tudo tem a ver com a rejeição do conceito de “Matrix”. A primeira certeza, a da própria existência, pode ser tirada, sem dúvida alguma, da constatação do ser pensante de que ele pensa. Pode-se duvidar da existência do mundo exterior (solipsismo), mas não da própria existência, porque, em se duvidando está se pensando, logo, existe o pensador. A partir desta base, pode ser construído todo um arcabouço de uma compreensão da cognição e da realidade, mesclando o empirismo com o racionalismo. Sobre o que se pensa? Sobre o que os sentidos comunicam à mente. E com essas impressões, a estrutura da mente constrói argumentos, raciocínios, conclusões, que passam a ser o ponto de partida para novos raciocínios, com a juntada de novas percepções sensoriais. E assim vai sendo construída a visão do mundo que cada um tem. Mas a pedra angular é o aceite da própria existência.

Pode-se concluir que o mundo exterior existe realmente, mesmo que se duvide disso, e a dúvida metódica é um poderoso instrumento de pesquisa. Mas não a consideração apriorística de que nada pode ser conhecido. Por isso o ceticismo de Descartes é diferente do de Pirro e consiste na base da ciência moderna. Ser “cartesiano” é duvidar racionalmente das percepções e aplicar judiciosamente a razão para construir o edifício do conhecimento. Quando se diz “certeza”, isto já significa que é absoluta. Tenho para mim (e isto é que é filosofar, ou seja, estudar, analisar, refletir e concluir por si mesmo, e não ficar citando opiniões alheias - que podem ser estudadas, só para que se forme a própria) que não há como se ter certeza de coisa alguma, exceto o “cogito, ergo sum” com que Descartes principia seu ceticismo metodológico, ao considerar pelo menos uma certeza, a da existência de sua própria consciência. Toda a realidade exterior pode ser uma ilusão, mesmo que eu considere que não seja. A plausibilidade de que o mundo seja real é bem forte, de modo que o aceito e, a partir daí, construo minha visão e meu modo de interagir, sem, contudo, estar garantido. Para mim, este é o único modo de se proceder, salvo melhor juízo.

Brahms: emoção, razão e arte

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De um modo mais amplo o que se entende por “emoção” engloba uma série de manifestações somáticas, entre elas o rubor ou palidez facial, o tremor ou enrijecimento muscular, a sudorese, a dilatação ou contração das pupilas, a expressão dos lábios e dos olhos, as lágrimas e muito mais. Num nível mais elaborado de controle consciente, a emoção se expressa pelas palavras, pelos gestos, pelo que se escreve ou se cria, em termos de arte. Se bem que os primeiros sinais dificilmente podem ser objeto de controle racional, os últimos certamente o são. É possível medir o que se diz, mesmo em situações de extremo calor emocional. Ou os gestos que se faz (controlar-se e não dar um murro, por exemplo). Assim o artista, ao criar, usa sua inspiração e sobre ela aplica seu conhecimento técnico do domínio da arte que está a produzir. Isto é especialmente verdadeiro na música, ainda mais a erudita (é possível produzir-se uma obra de arte plástica sem um domínio de técnicas refinadas, mas, na música erudita não). Nessa fase ele pode deixar fluir a emoção e produzir sua obra apenas dando formato técnico àquilo que brota de seu peito. Ou aplicar sua inteligência e sua racionalidade em dar a essa inspiração uma forma estudada e polida, dentro de uma estrutura estabelecida. Na música isto sempre é feito em grau maior ou menor. Alguns elaboram menos a inspiração, outros mais. Este é o caso de Brahms. É um compositor que expressa intensa emoção de um modo disciplinado por sua férrea vontade e sua prodigiosa inteligência. Acho isso notável. Em geral vejo que (nem sempre) as grandes inteligências são acompanhadas de refinada sensibilidade e elevado padrão de moralidade. É o “fator global” da inteligência.

Emoção, sentimento e razão
Enquanto a emoção é uma reação inconsciente, o sentimento é consciente e, de certa forma, racionalizado. Medo, ansiedade, ódio e outras emoções surgem involuntariamente, como reação orgânica a estímulos externos e internos (uma lembrança, por exemplo) e se manifestam somaticamente (taquicardia, sudorese, rubor, palidez). Já os sentimentos são consentidos e voluntários e podem provir de uma emoção ou mesmo gerá-las. Não é possível desenvolver uma atividade mental puramente racional. Este processo é evocado ou gera sempre componentes emocionais. Até para se demonstrar um teorema matemático. A razão não funciona sem a emoção. Está tudo imbrincado na estrutura neurológica do organismo. O psiquismo, apesar de principalmente associado ao sistema nervoso, é uma propriedade global do organismo, envolvento a parte glandular, visceral, sensorial e motora. Assim o artista, em especial o músico, não é capaz de produzir uma obra sem envolver emoção, sentimento e razão. A chamada "inspiração" é apenas uma parte (talvez a menor) do trabalho criativo do artista. Acicutado pelos sentimentos que lhe produzem emoções, a inteligência do artista opera sobre sua criação, produzindo uma obra aparentemente despretenciosa, mas, de fato, produto de intensa concentração e extenso e, mesmo, exaustivo trabalho. Grande parte do valor estético da obra provém, principalmente, do investimento de inteligência que o artista faz sobre sua criação.

Meus compositores prediletos
Dos inúmeros compositores da música erudita, minha lista de preferidos é, pela ordem, Brahms, Beethoven, Bach, Mozart, Schumann, Wagner, Schubert, Liszt, Chopin, Tchaikovsky, Dvorak, Haydn e Verdi (claro que também aprecio outros). Das obras de Brahms, as sinfonias são minhas preferidas, 1ª, 4ª, 2ª e 3ª, nesta ordem. Os movimentos lentos são sublimes. Depois vém o “Réquiem Alemão” e, então o concerto para violino, os de piano, o duplo concerto, as aberturas, as variações, os dois quintetos, os três quartetos, os corais para órgão, as sonatas, as baladas e, especialmente, os lieds.

Porque sou mais Brahms
Aprecio muito Mozart por seu melodismo fluente, suas harmonias bem postas, seu estilo galante, sua forma correta, sua orquestração luminosa. Mas acho um tanto frívolo, superficial. Para mim Haydn, menos genial mas igualmente talentoso, com estilo bem semelhante ao de Mozart, é mais profundo. Beethoven, então, nem se diga. Além de todas as qualidades de Mozart, tem uma dramaticidade muito mais marcante. Sua música é grave e vibrante ao mesmo tempo. Sua invenção é sem par. Ora é de um lirismo capaz de enlevar o espírito às alturas. Ora é marcialmente arrebatador. Quem reuniu essas qualidades em um outro gênero foi Verdi, na ópera, em que Beethoven não se sentia à vontade. Mas, para mim, o maior de todos foi Brahms. É o herdeiro de Beethoven já num contexto romântico em que ele soube, como ninguém, disciplinar a emoção mais tocante e apaixonada com um rigor formal de suprema elaboração, sem comprometer a expressão dos sentimentos, aliando sua altíssima sensibilidade com a máxima inteligência musical e uma férrea vontade e dedicação ao árdua trabalho de compor como quem esculpe o mármore e dele tira vida, como Michelângelo ao seu Moisés: Parla! Realmente, Brahms não foi inovador em coisa alguma. Ele é um epígono do classissismo dentro do romantismo. Como o foi J. S. Bach dentro do barroco. De certa forma Wagner também o foi. Mas Brahms levou ao supra-sumo a expressão da beleza por meio da música. A beleza que vém, não só do mundo, mas, principalmente, de dentro da alma do homem. A beleza da sensibilidade e da inteligência, aplicadas com vontade ao mister da criação musical. Brahms alia força e delicadeza, vigor e lirismo numa construção de impecável rigor, chegando a ser áspera. mas de sublime sentimento.

Como é Brahms
Na segunda metade do século 19, Brahms navegava contra a corrente da música, conduzida por Berlioz, Liszt e Wagner. Seu portentoso vigor, contudo, ensejou a continuidade da tradição germânica de Bach, Haydn, Mozart, Beethoven, Schubert, Mendelsohn e Schumann e o surgimento de nomes como o eslavo Dvorak, e o francês Cesar Franck. Dentre as quatro sinfonias de Brahms, vejo a primeira como a mais severa, a segunda a mais lírica, a terceira a mais sombria e, no entanto, enérgica e a quarta a mais magestosa e arcaica. Todas associam um exacerbado romantismo, na linha do "Sturm und Drang" (Goethe, Schiller) alemão ao mais completo arcabouço acadêmico formal, na herança de Beethoven. Em Brahms vejo a síntese dialética do romantismo de Schumann com a dramática arquitetura de Beethoven (como se vê em sua mestria no uso da forma sonata em seu desdém pelo poema sinfônico), bem como do rico passado musical alemão de Bach com a renovação da harmonia e da orquestração, que ele levou às últimas consequências, quase impressionistas.