A Física Quântica e o pensamento humano

A New Scientist publicou recentemente um artigo, mostrando que cientistas estão usando agora a misteriosa lógica da física quântica para tentar explicar o processo envolvido no pensamento humano.
O mundo quântico desafia as regras da lógica comum. Partículas rotineiramente ocupam dois ou mais lugares ao mesmo tempo e nem sequer têm suas propriedades bem definidas até que sejam medidas.
Para que possamos entender como eles estabeleceram esta relação é preciso conhecer um pouco da mecânica quântica, e para isso, nada mais adequado do que usarmos explicações práticas, já que a teoria envolvida é um pouco complicada. Vejamos então o caso de uma experiência relativamente simples:

A Experiência da Fenda Dupla
Uma das experiências que ajuda a distinguir a física quântica da física clássica é a Experiência da Fenda Dupla. Suponha que você pulverize algumas partículas em direção a uma placa com duas fendas, e estude os resultados projetados em uma tela. (veja o diagrama que eu traduzi, e que foi fornecido neste link no artigo original da New Scientist).
Se fecharmos a fenda B, as partículas passam pela outra fenda formando um padrão projetado na tela. Se por sua vez, fecharmos a fenda A, um padrão semelhante se formará na tela. Mantendo ambas as fendas A e B, o padrão sugerido pela física clássica deveria ser a soma dos dois padrões, mas no mundo quântico isso não acontece. Quando um feixe de elétrons ou fótons passa pelas duas fendas, eles agem como ondas e produzem um padrão de interferência na parede. O padrão com A e B aberta não é apenas a soma dos dois padrões com A ou B abertos sozinhos, mas algo totalmente diferente, que alterna faixas claras e escuras. Para entender um pouco melhor, assista o vídeo a seguir, que explica esta experiência de maneira bem simples e didática.



Semelhanças com o pensamento  
O artigo da New Scientist cita várias experiências em que o autor, Mark Buchanan, procura relacionar as semelhanças entre a forma do pensamento humano e a lógica envolvida na mecânica quântica. Uma delas foi feita no início de 1990, quando os psicólogos Amos Tversky e Eldar Shafir da Universidade de Princeton testaram o comportamento de algumas pessoas em uma experiência de jogo simples. Os jogadores foram informados de que havia uma chance de ganhar US$ 200 ou perder US$ 100, e foram, então, solicitados a escolher se queriam ou não jogar o jogo pela segunda vez. Quando eram informados de que tinham ganho a primeira aposta (situação A), 69 por cento dos participantes escolheram jogar novamente. Se dissessem que tinham perdido (situação B), apenas 59 por cento queriam jogar novamente. Isso não é surpreendente. Mas quando eles não eram informados do resultado da primeira aposta (situação A ou B), apenas 36 por cento queriam jogar novamente.
A lógica clássica exigiria que a terceira probabilidade fosse igual à média das duas primeiras, mas isso não aconteceu. Como no experimento de dupla fenda, a presença simultânea de duas partes, A e B, parece ter levado a algum tipo de interferência estranha que não respeita probabilidades clássicas.

Outro exemplo de similaridade entre a nossa forma de pensar e a mecânica quântica, dado no artigo, diz respeito ao significado das palavras, que também muda de acordo com seu contexto. Por exemplo, você poderia pensar que se uma coisa também é um Y, em seguida, um "X alto" também seria um "Y alto" - um carvalho alto é uma árvore alta, por exemplo. Mas isso não é sempre o caso. O chihuahua é um cão, mas um chihuahua alto não é um cão alto; "alto" muda de significado em virtude da palavra ao lado dele. "O conhecimento conceitual da estrutura humana é como se fosse quântica, porque o contexto desempenha um papel fundamental", diz o Físico Diederik Aerts da Universidade de Bruxelas, Bélgica.

Minha opinião
Lendo o artigo da revista, achei muito interessante o paralelo feito entre as duas áreas do conhecimento que não são muito simples de serem compreendidas, e não restou-me dúvida sobre uma real semelhança entre elas. Para que os meus leitores se convençam disto também - ou não - recomendo que leiam o artigo completo (em inglês).
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13 comentários:

  1. Olá Jairo,
    Muito interessante esse paralelo. Mas é um pouco complicado de entender para quem não está familiarizado com a física quântica, como eu. O vídeo que você colocou aí em cima acho que traduz tudo. Simplifica demais o entendimento. Se aumentarmos as fendas para 3, 4 ou n, tende ao caos?
    Qunado li a comparação entre os objetos X e Y, dá a entender que Y é um adjetivo de X, e não podemos usá-lo como silogismo: se um chihuahua é um cão e é alto, logo todos os cães são altos. Isso é falso. Lógica Aristotélica.
    Quanto à experiência dos jogadores, parece que entram em contradição, num debate mental e a decisão fica esquisita. Lembrei de um livro "Eu, Robô" de Isaac Asimov, onde dois astronautas ficam em missões testando os modelos de robôs, tentando descobrir os motivos que os levam às contradições, pois estas contradições os inutilizavam.
    Nossa mente é realemnte incrível. Talvez o motivo de apenas 36% dos jogadores resolverem jogar novamente seja uma forma de auto-preservação de nossa mente ante um momneto de "perigo".
    Acho difícil entender essa questão.

    Um abraço meu amigo!

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  2. Excelente postagem, tive bastante dificuldade de entender pelo texto porém como foi dito no comentário acima, o video é bastante interativo e didático. Realmente, concordo que essas duas áreas são muito complicadas para a nossa compreensão porém muito interessante pensarmos em um trabalho paralelo como esse envolvendo-as.

    odiarioeducacional.blogspot.com

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  3. Kleber:
    Não se preocupe se você não compreende satisfatoriamente alguns conceitos da física quântica. Richard Feynman, um dos maiores físicos da história, disse certa vez:

    "Posso dizer seguramente que ninguém entende a física quântica. Se você acha que entendeu alguma coisa sobre mecânica quântica, então é porque você não entendeu nada."

    É por isso que resolvi colocar o vídeo que encontrei no youtube, e que achei bem legal e bem feito. Pelo menos fica fácil entender a questão da participação do observador nas medidas, e como isso altera o resultado das previsões.
    Tentando responder às suas bem colocadas questões, primeiramente quanto ao aumento no número de fendas. Isso aumentaria a quantidade de pontos de interferência construtiva e destrutiva, ou seja, a quantidade de faixas alternando pontos claros e escuros na tela. É certo que os padrões de desenhos projetados dependeriam da distância entre as fendas, e da quantidade delas. Acho que podemos sim, em determinadas condições, obter o caos.

    No caso do X e Y, ambos são substantivos. Confesso que quando li o artigo completo no original, na New Scientist, também fiquei a princípio meio confuso. Depois entendi. Por exemplo, X = carvalho, e Y = árvore. O adjetivo, no caso é alto, certo?
    Ai eles concluem que se o carvalho é alto , ele também é uma árvore alta. Já no caso do chiuahua, X = chiuahua, e Y = cachorro. Neste caso, se o chiuahua é alto, NÃO podemos concluir que ele é um cachorro alto, entende?
    Eles querem dizer então que, dependendo do contexto, o cérebro interpreta de outra forma. Daí a analogia com os diferentes resultados obtidos na experiência da fenda dupla.

    A respeito dos jogadores, também é apenas mais um exemplo que eles dão de coincidência entre resultados não esperados pela probabilidade clássica.
    Enfim, é bom pensar que tentando entender estas questões, estamos navegando na borda limite da nossa compreensão. E isto não deixa de ser de certa forma prazeroso, não acha?

    Abraço

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  4. Flávio:
    Fico contente que tenha gostado, e agradeço seu comentário, informando o que pensa sobre o assunto, que é meio complicado mesmo. Realmente concordo que o video ajudou mais no entendimento. No artigo da New Scientist, parece que eles imaginam que as pessoas já tenham certo conhecimento sobre física quântica.
    Abraço

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  5. Ah Jairo! É interessantíssimo! Às vezes temos que nos livrar de nossos pré-conceitos e abrir a mente para novas experiências. Nossa mente é o nosso limite. Como um professor que tive me disse uma vez:
    "Se não entendeu o texto leia novamente; se ainda não entendeu, leia novamente; ainda não entendeu? Leia novamente!"
    Isso parece dar certo: muitas vezes precisei ler um texto umas 19 vezes para começar a entender. O princípio é se familiarizar com as idéias e depois tentar compreendê-las, mesmo que seja somente uma fração dela.
    Um abraço!

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  6. Olá, Jairo!

    Só sei que nada sei, mas começo a entender mais coisas!

    Você sabe distinguir uma arma de ataque de uma arma de defesa? Pois é! mas, segundo uma resposta de um militar, a resposta é simples: depende da sua colocação em relação à mesma, ou seja: estando por trás dela, você tem uma arma de defesa, enquanto que, se posicionando à frente dela, claro que ela se transformará em arma de ataque.
    Aqui temos uma arma, a física quântica e se a mesma se presta para a defesa ou o ataque, só o nosso pensamento é que estipulará, segundo o que for ditado pela nossa realidade de "mundos entrelaçados" o tudo(matéria) é o nada(energia) e vice-versa!
    Para aqueles que acham que a mecânica quântica é um absurdo, lembro que somos formados pelas mesmas partículas causadoras dos absurdos e estamos só no limiar dessas descobertas!

    Muito interessante a sua postagem, a qual me fez aumentar os meus conhecimentos a respeito do assunto, fazendo a complementação, dessa postagem do meu amigo Jonathan Tejeda, estudante de física que é dono dese blog: http://naturezamatematica.blogspot.com/2008/12/mecnica-quntica-incerteza.html , daí não ter sido difícil para mim entender o recado, ótimo por sinal, da sua bem escrita postagem.

    Um abraço!!!!!

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  7. Valdir:
    Fui até o blog do Jonathan, e achei muito bom. Ele, como físico, talvez possa nos explicar muito melhor algumas destas complicadas questões. Devo lembrar-lhes de que na verdade não tenho tanto conhecimento nesta área, como o de um físico propriamente dito. Sou um simples professor de física, do ensino médio, tentando chegar até onde posso. O meu objetivo, na verdade, quando resolvi divulgar este artigo da New Scientist, foi o de justamente colocá-lo aqui para escutar o que os meus leitores achariam destas comparações que eles fazem, entre a mecânica quântica e o pensamento humano. Para te falar a verdade, fiquei pensando:
    Como ambos os assuntos são bem complicados de entender, e cheios de incertezas, as pessoas que fazem estes tipos de paralelos correm sempre o risco de serem questionadas, mas a pergunta é: Quem estaria suficientemente capacitado nos dias de hoje para dizer que eles não estão certos?
    Assim, como no caso das funções das armas que você cita, fica tão fácil – ou difícil - atacar quanto defender, usando o mesmo instrumento.
    Permita-me apenas uma discordância às suas considerações sobre matéria e energia. Eu aboliria o termo "nada" de sua frase. Preferiria pensar então que matéria e energia seriam duas manifestações de TUDO que existe. O nada, por não existir, não seria mesmo nada, portanto, não poderia ser definido nem como matéria e nem como energia.
    Caramba, rapaz. Agora deu um nó no meu cérebro.
    Mais uma vez obrigado pelo comentário. O que seria de mim sem estas preciosas complementações dos amigos leitores. Sinto que o INFRAVERMELHO aos poucos têm se tornado um blog escrito por vários colaboradores, como você, por exemplo, já que os comentários interessantes e inteligentes acabam complementando a postagem. Portanto, acho que o INFRAVERMELHO já não tem mais um só proprietário, como eu sentia quando comecei a postar, em 2009.
    Valeu, parceiro! Paz aí no Norte .

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  8. Olá Jairo,
    Realemnte não faz sentido termos um blog e não interagirmos com os leitores. Tudo facilita quando o conteúdo é bem escrito e de forma inteligente. Parece que aos poucos a resistência vai sendo vencida e as pessoas começam a comentar.

    Bem, neste link tem um slide bacana sobre a água de nosso planeta. Se tiver um tempinho, vale a pena conferir:

    http://www.4shared.com/file/nC8vyETA/Palestra_Secretaria_da_Educao_.html

    Forte abraço!

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  9. Jairo,
    Encontrei este artigo em um dos blogs listados por você:
    http://afisicasemove.blogspot.com/2011/03/o-estranho-mundo-quantico-captado-em.html
    Um matéria interessante que ajuda a entender um pouco mais sobre as interferêcias. E a idéia de que uma partícula pode estar em dois lugares ao mesmo tempo, tem uma explicação "simples": são apenas probabilidades. É isso mesmo?

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  10. Sim, Kleber. Eu já tinha visto. O Roberto Belissário é outro físico formado pela Unicamp, e que escreve muito bem sobre estes assuntos.
    É uma questão de propabilidades mesmo. O exemplo que ele dá é muito interessante, e como você diz, relativamente simples de entender, apesar de que o simples, em se tratando de física quântica, é complexo.
    Estes links que eu coloco na seção "Ciência & Tecnologia" do INFRAVERMELHO é só de "feras" no assunto. Têm alguns sites, e a maioria dos blogs são de professores. São fontes muito confiáveis, as quais fico atento sempre para ver se capto alguma novidade.
    O Baricentro da Mente também selecionei, na seção que chamei de "Blogs Amigos", cujo autor também é doutor no que faz.

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  11. Olá, Jairo!

    Parabéns, parceiro!
    Essa era uma das postagens que faziam falta nas edições do carnaval da UBM e, nesse ponto... você é o pioneiro! Porque? Até agora, nenhum blog com foco em física e química tinham participado de um carnaval e convenhamos, carnaval é mistureba, portanto, para que não fique aparecendo apenas os assuntos próprios da matemática pura, é claro que precisamos expor trabalhos, tão bem escritos e interessantes, como este aqui, de outras disciplinas, outras ciências que fazem uso do cálculo aplicado. É o tempero que faltava e espero que continue comparecendo às próximas edições do carnaval da UBM.

    Um abraço!!!!!

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  12. É isso aí Valdir! Finalmente nosso amigo Jairo resolveu participar com este belo e complexo artigo. Esperamos que participe também nas próximas edições.

    Abraços!

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  13. Excelente!!! Achei muito bom o vídeo , que por sinal é muito didático , me fez entender a experiência e na minha singela opinião nos leva a pensa , como no vídeo , o que é a matéria?
    Gostaria de sugerir aos colegas a leitura sobre "Bóson w de Higgs" , poderão entender um pouco melhor essa troca de Energia para massa e vice versa.
    Gostari de pedir ao Jairo, se possível, que fale sobre essa partícula e agregados, ainda é um campo muito difícil de entendimento...abraços e obrigado

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