Humanidades

Dez chaves para a realidade do Prêmio Nobel Frank Wilczek
Para compreender a nós mesmos e nosso lugar no universo, “devemos ter humildade, mas também respeito próprio”, escreve o físico em um novo livro.
Por Jennifer Chu - 13/01/2021


“Experimentar a profunda harmonia entre dois universos diferentes - o universo das belas ideias e o universo do comportamento físico - foi para mim uma espécie de despertar espiritual. Tornou-se minha vocação. Não fiquei desapontado. ” - Frank Wilczek Créditos: Imagem: Christine Daniloff, MIT, banco de imagens

Na primavera de 1970, as faculdades de todo o país explodiram com protestos estudantis em resposta à Guerra do Vietnã e ao tiroteio da Guarda Nacional contra estudantes manifestantes na Kent State University. Na Universidade de Chicago, onde Frank Wilczek era estudante de graduação, aulas regulares eram “improvisadas e semivoluntárias” em meio à turbulência, como ele se lembra.

Foi durante essa época turbulenta que Wilczek encontrou um conforto inesperado e uma nova compreensão do mundo na matemática. Ele decidiu assistir a uma aula com o professor de física Peter Freund, que, com um zelo "próximo ao êxtase", conduziu os alunos por meio de teorias matemáticas de simetria e maneiras pelas quais essas teorias podem prever comportamentos no mundo físico.

Em seu novo livro, “Fundamentals: Ten Keys to Reality”, publicado hoje pela Penguin Press, Wilczek escreve que as lições foram uma revelação: “Experimentar a profunda harmonia entre dois universos diferentes - o universo das belas ideias e o universo da física comportamento - foi para mim uma espécie de despertar espiritual. Tornou-se minha vocação. Não fiquei desapontado. ”

Wilczek, que é o Professor de Física Herman Feshbach no MIT, desde então fez contribuições inovadoras para a nossa compreensão fundamental do mundo físico, pelo qual foi amplamente reconhecido, principalmente em 2004 com o Prêmio Nobel de Física, com o qual compartilhou físicos David Gross e David Politzer. Ele também é autor de vários livros populares de ciência sobre física e história da ciência.

Em seu novo livro, ele destila a compreensão coletiva dos cientistas do mundo físico em 10 grandes temas filosóficos, usando as teorias fundamentais da física, da cosmologia à mecânica quântica, para reformular as idéias de espaço, tempo e nosso lugar no universo.

“Com o progresso, passamos a considerar as pessoas e criaturas como tendo valor intrínseco e merecedoras de profundo respeito, assim como nós”, escreve ele. “Quando nos vemos como padrões na matéria, é natural traçar nosso círculo de parentesco muito amplo.”


“As pessoas lutam contra o que é o mundo,” Wilczek disse ao MIT News . “Eles não estão preocupados em saber exatamente o que é a lei de Coulomb, mas querem saber mais sobre questões como os antigos gregos perguntavam: O que é o espaço? Que horas é? Então, no final, cheguei a 10 afirmações, nos níveis da filosofia, mas apoiadas em fatos muito concretos, para organizar o que sabemos. ”

Uma montanha-russa renascida

Wilczek escreveu a maior parte do livro no início desta primavera, no meio de outra época tumultuada, no início de uma pandemia global. Seu neto nasceu quando Wilczek estava traçando a estrutura de seu livro e, no prefácio, o físico escreve que viu o bebê começar a construir um modelo do mundo, com base em suas observações e interações com o meio ambiente, “ com curiosidade insaciável e poucos preconceitos. ”

Wilczek diz que os cientistas podem tirar uma dica da maneira como os bebês aprendem - construindo e podando modelos mais detalhados do mundo, com uma perspectiva aberta e imparcial semelhante. Ele pode se lembrar de ocasiões em que sentiu sua própria compreensão do mundo mudar fundamentalmente. O curso da faculdade sobre simetria matemática foi um dos primeiros exemplos. Mais recentemente, o surgimento da inteligência artificial e do aprendizado de máquina o levou a repensar "o que é o conhecimento e como ele é adquirido".

Ele escreve: “O processo de nascer de novo pode ser desorientador. Mas, como um passeio na montanha-russa, também pode ser estimulante. E traz este presente: para aqueles que nascem de novo, no caminho da ciência, o mundo passa a parecer fresco, lúcido e maravilhosamente abundante. ”

“Padrões em questão”

O livro de Wilczek contém ampla oportunidade para os leitores reformularem sua visão do mundo físico. Por exemplo, em um capítulo intitulado “Há muito espaço”, ele escreve que, embora o universo seja vasto, há outra escala de vastidão em nós. Para ilustrar seu ponto de vista, ele calcula que existem cerca de 10 octilhões de átomos que constituem o corpo humano. Isso é cerca de 1 milhão de vezes o número de estrelas no universo visível. As multidões dentro e fora de nós não são contraditórias, diz ele, mas podem ser explicadas pelo mesmo conjunto de regras físicas.

E, de fato, o universo, em toda a sua diversidade, pode ser descrito por um conjunto surpreendentemente pequeno de regras, conhecidas coletivamente como o Modelo Padrão da Física, embora Wilczek prefira chamá-lo por outro nome.

“O chamado Modelo Padrão é o culminar de milênios de investigação, permitindo-nos entender como a matéria funciona, de forma muito completa”, diz Wilczek. “Portanto, chamá-lo de modelo e padrão é uma espécie de oportunidade perdida de realmente transmitir às pessoas a magnitude do que foi alcançado pela humanidade. É por isso que gosto de chamá-lo de 'núcleo'. É um corpo central de compreensão a partir do qual podemos construir. ”

Wilczek leva o leitor a muitos dos principais experimentos, teorias e revelações que os físicos fizeram na construção e validação do modelo padrão e suas descrições matemáticas do universo.

Incluídas nesta viagem científica muitas vezes alegre são breves menções das próprias contribuições de Wilczek, como seu trabalho ganhador do Nobel que estabelece a teoria da cromodinâmica quântica; sua caracterização do áxion, uma partícula teórica que ele batizou em homenagem a um sabão em pó de mesmo nome (“Era curto, cativante e se encaixaria bem ao lado de próton, nêutron, elétron e píon”, escreve ele); e sua introdução do anyon - um tipo inteiramente novo de partícula que não é um férmion nem um bóson.

Em abril, e depois separadamente em julho, os cientistas fizeram as primeiras observações de anyons, quase 40 anos depois que Wilczek propôs pela primeira vez sua existência.

“Eu estava começando a achar que isso nunca aconteceria”, diz Wilczek, que estava terminando seu livro quando as descobertas se tornaram públicas. “Quando finalmente aconteceu, foi uma bela surpresa.”

A descoberta de anyons abre possibilidades para que as partículas sejam usadas como blocos de construção para computadores quânticos e marca outro marco em nossa compreensão do universo.

Ao encerrar seu livro, Wilczek escreve sobre “complementaridade” - um conceito em física que se refere a duas teorias aparentemente contrastantes, como as teorias de onda e partícula da luz, que podem explicar separadamente o mesmo conjunto de fenômenos. Ele aponta para muitas teorias complementares da física ao longo do livro e estende a ideia à filosofia e às maneiras pelas quais aceitar visões contrastantes do mundo pode nos ajudar a expandir nossa experiência.

“Com o progresso, passamos a considerar as pessoas e criaturas como tendo valor intrínseco e merecedoras de profundo respeito, assim como nós”, escreve ele. “Quando nos vemos como padrões na matéria, é natural traçar nosso círculo de parentesco muito amplo.”

 

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