O Corpo como Máquina

Ou mais do que uma única máquina: o corpo humano como uma indústria, completa com inúmeros sistemas de controle, produção e… operários! Você com certeza já deve ter visto alguma ilustração gráfica utilizando a metáfora de máquinas e linhas de produção para explicar como nosso corpo funciona, e a animação acima, obra do artista alemão Henning Lederer deve ser a primeira versão animada em detalhes, com um toque especial.

No “entrelaçamento entre ciência, cultura, arte e tecnologia”, Lederer rendeu uma homenagem animando o pôster original de Fritz Kahn, “O Homem como um Palácio Industrial”, criado em 1927. Há quase um século, Kahn é a inspiração, senão a fonte direta, para todos os gráficos de homens gigantes com maquinário industrial que conhecemos. Você pode ver a ilustração original clicando na imagem abaixo.

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Kahn, médico berlinense, foi o escritor e ilustrador que popularizou ciência e em particular, descobertas das ciências médicas e biológicas através de livros maravilhosamente ilustrados, indo muito além de simplesmente reduzir a complexidade de sistemas biológicos ao que hoje podem parecer antiquados mecanismos. O caminho inverso também se aplicava, em uma época de extrema confiança no progresso tecnológico Kahn mostrava como diversas estruturas orgânicas incorporavam soluções de engenharia das mais sofisticadas.

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Ao que ainda veja este tipo de ilustração como “reducionista” ou “cartesiana”, deve ser curioso notar que esta arte tenha sido produzida na Alemanha no período entre-guerras. Ainda mais que Fritz Kahn fosse judeu. Seus livros foram banidos e queimados, e o médico, autor e artista fugiu até se abrigar nos EUA, com ajuda de Albert Einstein, em 1941. Inevitável que se associe a visão do corpo humano como máquina aos terrores da máquina genocida do nazismo.

Ao que relembro que Kahn era judeu. E médico. A metáfora do corpo humano como indústria não deve ser banida como um terror nazista. É valiosa justamente por seu entendimento simplificado e intuitivo, e os trabalhos originais de Kahn são de uma beleza incrível. Podem ser adoravelmente antiquados, com rádios-galena e linhas de produção que hoje mesmo poucas indústrias ainda possuem, mas não é que com um pouco de animação por computador até o original de 1927 não se torna divertido e novo para as crianças de hoje?

Descartar os trabalhos de Kahn, isso sim é obra de Hitler. [via Nerdcore]

O Segredo de Gregor Samsa

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Quer algo pior do que uma barata gigante? É você tornar-se uma barata gigante. É uma das obras mais famosas de Franz Kafka, A Metamorfose, onde o autor, digno de um Processo, em verdade nunca diz exatamente no que o protagonista, Gregor Samsa, se transformou. Todos presumimos – ou nos é ensinado! – que Samsa transformou-se em uma barata, mas o termo original em alemão, Ungeziefer, não é nem mesmo rigorosamente traduzível como “inseto”!

Tudo isso já tornaria a apreciação dos muitos significados de “A Metamorfose” mais saborosa – Samsa, além de todos seus problemas é injuriado como uma barata – mas Aberron de Fogonazos há alguns dias blogou sobre algo ainda mais curioso, e que efetua o nexo entre a literatura e a entomologia.

Resulta que ninguém menos que o autor russo Vladimir Nabokov, mais conhecido por escrever sobre outros temas, também era um entomologista! E um estudioso de insetos particularmente dedicado, capaz de, orgulhoso, distinguir espécies através da comparação sob microscópio da genitália dos bichos. O Museu de História Natural de Harvard ainda possui o “gabinete de genitália” de Nabokov. Estendendo-se por fim sobre o russo, o paleontólogo Stephen Jay Gould analisou a relação entre a literatura e a entomologia de Nabokov.

Retornando a Kafka a ao nexo, finalmente: Nabokov lecionou sobre A Metamorfose de Kafka, e não apenas como autor, mas também como entomologista, tentou definir em que tipo de inseto Gregor Samsa se transformou depois de seu “sono agitado”. Da transcrição de sua palestra:

“Muitos falam em barata, o que claro não faz sentido. Uma barata é um inseto achatado com grandes pernas, e Gregor não é nada achatado: é convexo em ambos os lados, barriga e costas, e suas pernas são pequenas. Ele se parece com uma barata em apenas um aspecto: sua cor é marrom. Só isso”.

O que Samsa seria então?

Ele é apenas um grande besouro. (Devo adicionar que nem Gregor nem Kafka viram esse besouro muito claramente)”.

Uma barata, por sua repulsividade, talvez ainda soe mais impactante e absurda no contexto da Metamorfose, mas considere melhor o besouro:

“[Samsa] tem uma enorme barriga convexa dividida em segmentos e costas duras e redondas sugerindo um abrigo para asas. Em besouros esses abrigos escondem pequenas e frágeis asas que podem ser expandidas e então podem levá-lo por quilômetros e quilômetros em um vôo errático. Curiosamente, Gregor o besouro nunca descobriu que possuía asas sob a carapaça dura de suas costas”.

Nabokov completa:

“Esta é uma observação muito boa de minha parte para ser apreciada por todas suas vidas. Alguns Gregors, alguns Joãos e Marias não sabem que possuem asas”.

E é assim que, certa manhã, ao despertar de um sonho inquieto Gregor Samsa havia se transformado em uma criatura capaz de voar, sem no entanto nunca tê-lo percebido. A beleza e o significado disto, intencional ou não, só poderia vir de um entomologista. [via Fogonazos]

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Vídeo do trabalho “Cat and Mouse in 0g” da artista americana Lyn Hagan: o gato realmente esteve em microgravidade dentro um avião em trajetória parabólica. [via Reino da Almofada, Ila Fox]

Super-Homem: Uma Teoria Unificada para seus Superpoderes

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“Desde tempos imemoriais o homem tem buscado explicar os poderes de Kal-El, também conhecido como Super-Homem. Siegel et al. sugeriram que sua superforça seja consequência de sua origem em outro planeta cuja densidade e, assim, gravidade, é muito maior do que a nossa. A seleção natural no planeta de Krypton teria desta forma dotado Kal El com músculos mais eficientes e maior densidade óssea; explicando, em primeira ordem, os poderes extraordinários do Super-Homem. Embora concisa, esta teoria provou-se inacurada. É agora claro que o Super-Homem de fato voa ao invés de apenas pular bem alto; e seu sopro congelante, visão de raio-X e de calor também não seriam respondidos pela teoria de Siegel.
Neste trabalho, propomos uma nova teoria unificada para a fonte dos poderes; isto é, todos os poderes extraordinários do Super-Homem seriam a manifestação de uma única habilidade sobrenatural, ao invés de um conjunto de várias. É nossa opinião a de que todos os poderes reconhecidos de Super-Homem podem ser unificados caso seu poder seja a habilidade de manipular, da escala atômica à de quilômetros, a inércia de sua própria matéria e a de qualquer outra com que esteja em contato”.
[Ben Tippett: A Unified theory of Superman’s Powers (PDF)]

Inércia. Esta seria a chave para todos os superpoderes de Super-Homem, na Grande Teoria Unificada elaborada por Ben Tippett e descrita no estilo e formato de um paper científico. O trabalho tem causado furor desde que foi divulgado há pouco mais de uma semana, e parece uma das teorias mais promissoras no entendimento deste enigma imemorial.

Considere, por exemplo, que se Super-Homem fosse apenas um sujeito com muita, muita força, capaz de levantar dezenas de toneladas – com apenas um braço – isso ainda assim não explicaria bem o comportamento observado em inúmeros quadrinhos, séries e filmes. Uma figura do trabalho de Tippett ilustra o problema (read on para a continuação):

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O que você vê?

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A imagem é completamente segura para o trabalho. Olhe com atenção. Há um ombro escondido. Está tudo em sua mente. [via @barryandstuart, Richard Wiseman]

“Experimento”, de Frederic Brown (1954)

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“Senhores: a primeira Máquina do Tempo”, apresentou, orgulhosamente, o professor Johnson a seus dois colegas. “De fato, trata-se de um modelo experimental em escala reduzida. Ele operará apenas com objetos pesando cerca de um quilo e para distâncias em direção ao passado e ao futuro de vinte minutos ou menos. Mas funciona”.

O modelo em escala reduzida se parecia com uma balança, daquelas usadas em agências de correio – exceto por dois dials na parte debaixo da plataforma.

O professor Johnson segurou um pequeno cubo de metal. “Nosso objeto experimental”, disse, “é um cubo de metal pesando mais ou menos meio quilo. Primeiro, vou mandá-lo cinco minutos na direção do futuro”.

Ele inclinou-se para a frente e regulou um dos dials da máquina do tempo. “Observem os seus relógios”, disse.

Eles olharam os seus relógios. O professor Johnson colocou cuidadosamente o cubo na plataforma da máquina. O objeto desapareceu.

Cinco minutos depois, no segundo exato, o objeto reapareceu.

O professor Johnson o recolheu. “Agora cinco minutos na direção do passado”. Ele regulou o outro dial. Segurando o cubo em sua mão olhou para o seu relógio. “Faltam seis minutos para as três horas. Eu vou agora ativar o mecanismo – colocando o cubo na plataforma – exatamente às três horas. Conseqüentemente, ao faltarem cinco minutos para as três, o cubo desaparecerá da minha mão e aparecerá na plataforma cinco minutos antes de eu colocá-lo ali”.

“Como você poderá colocá-lo ali, então?”, perguntou um dos colegas.

“Enquanto a minha mão se aproxima, ele desaparecerá da plataforma e aparecerá na minha mão para ser posto ali. Três horas. Reparem, por favor”.

O cubo desapareceu da sua mão.

O cubo apareceu na plataforma da máquina do tempo.

“Vêem? Daqui a cinco minutos eu o colocarei ali, mas ele já está ali!”

Seu outro colega franziu as sobrancelhas ao olhar para o cubo. “Mas”, disse, “e se, agora que ele já apareceu cinco minutos antes de você o colocar ali, você mudasse de idéia sobre fazer isso e não o pusesse ali às três horas? Não estaria envolvido aqui certo tipo de paradoxo?”

“Uma idéia interessante”, respondeu o professor Johnson. “Eu não havia pensado nisso; será interessante fazer um teste. Muito bem, eu não vou…”

Não sucedeu nenhum tipo de paradoxo. O cubo continuou onde estava.

Mas todo o resto do Universo, professores e tudo o mais, desapareceu.

Tradução de Gustavo Bernardo, original de Fredric Brown, From these ashes (Framingham, USA: Nesfa Press, 2001; p. 548).

Brown foi um mestre dos contos curtos, e no mesmo ano de 1954 também escreveu o espetacular “Resposta”. Mais alguns contos originais em inglês no Project Gutenberg. [imagem sxc.hu]

Como andar de bicicleta? Uma bicicleta com rodinhas… dentro da roda

ResearchBlogging.org

Algum dia a próxima geração poderá rir de nossas histórias de como aprendemos a andar de bicicleta, com rodinhas e arranhões. Este não é um informecial, ou mesmo um post pago, mas a Gyrowheel parece uma idéia simples e fabulosa.

Incorporando uma roda dentro de outra roda de bicicleta padrão aro 12, a roda interna gira movida por um motor e bateria – todos embutidos – e então… mágica, ou melhor, física! O conjunto passa a estabilizar a bicicleta, facilitando com que a criança aprenda a andar com duas rodas sem depender das rodinhas, dominando a bicicleta muito mais naturalmente até não precisar mais do auxílio tecnológico. Confira o vídeo acima para ver bicicletas andando sozinhas.

O que faz a Gyrowheel estabilizar a bicicleta, ou mesmo andar sozinha sem cair por um bom trajeto, é o efeito giroscópico, o mesmo que faz o pião manter-se estável mas… que não é a explicação para que andemos de bicicleta!

Ao contrário do que muitos materiais didáticos afirmam, o efeito giroscópico criado pelas rodas de uma bicicleta comum é quase desprezível e não explica a bicicleta. As rodas não são tão pesadas e bicicletas não andam tão rápido. Muitas demonstrações didáticas do efeito giroscópico utilizando rodas de bicicleta talvez contribuam para a noção, que no entanto já foi refutada com experimentos incluindo a idéia engenhosa do professor David Jones em 1970 (PDF) de incluir uma roda que gire em sentido contrário, anulando assim os efeitos giroscópicos… mas ainda permitindo que se ande de bicicleta!

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Na imagem acima, o doutor Hugh Hunt da Universidade de Cambridge anda em sua bicicleta equipada com o anulador de efeito giroscópico, conhecido também como “roda verde sem contato com o chão girando no sentido contrário”. Duas rodas girando em sentidos contrários anulam o efeito giroscópico uma da outra. E mesmo sem ele, não há nenhuma diferença notável em conduzir a bicicleta.

A primeira parte do segredo para não cairmos está na verdade em outro fenômeno comumente mal interpretado, a força centrífuga. Quando você sente que vai cair para a esquerda, você gira o guidão para o mesmo lado, começando assim a fazer uma curva para esquerda. Assim, aproveita instintivamente sua velocidade, seu momento, para jogá-lo pela força centrífuga na direção contrária. É assim que, girando o guidão para onde está caindo, evita cair! Puristas físicos, por favor, perdoem os erros conceituais nesta explicação (e os corrijam nos comentários!).

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Há muito mais efeitos em ação no simples fato de andar de bicicleta, e fiquei surpreso com a quantidade, certa polêmica e como estudos importantes da dinâmica de bicicletas sejam tão novos quanto “A Estabilidade de Bicicletas” (PDF), de Lowell e McKell, publicado em 1982, onde modelam matematicamente os experimentos de Jones, mostrando como o efeito centrífugo descrito acima é utilizado em nossas bicicletas graças ao “caster”, o ângulo entre o eixo do guidão e o ponto de contato da roda dianteira com o chão.

Seus modelos da estabilidade indicam que esta é de fato a segunda, e principal parte do segredo para andar de bicicletas. Já se perguntou por que o garfo dianteiro das bicicletas é inclinado para frente? É o ângulo de caster, que faz justamente com que a roda vire na direção em que a bicicleta está caindo, garantindo que o “efeito centrífugo” funcione mesmo sem um condutor! Nunca imaginei que aquele ângulo pudesse ser o principal fator para a estabilidade de uma bike, permitindo que andemos mesmo “sem as mãos”.

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Aliás, sem um condutor, sozinha, a bicicleta também consegue andar um tanto. Como? Ela se torna muito mais leve, com um centro de gravidade muito mais baixo, e isso faz com que efeitos giroscópicos se tornem relevantes, somando-se também ao caster. Efeitos giroscópicos também podem ser relevantes em outras situações, principalmente em motocicletas a maiores velocidades, e se a esta altura você já está confuso com todos os efeitos em ação, leve para a casa a idéia de que o efeito giroscópico não é o que nos permite andar sobre duas rodas, e sim a foça centrífuga que aproveitamos mexendo no guidão enquanto andamos, e não se aborreça muito com o resto da complicação. Rigorosamente, ainda não há um entendimento científico pleno e consensual sobre como andamos de bicicleta!

É notável que em pouco mais de um século tenhamos refinado na prática, antes de compreendê-la na teoria, esta pequena grande maravilha tecnológica a ponto de que em sua simplicidade, a bicicleta esconda uma série de efeitos e fenômenos dinâmicos e complexos… que mesmo uma criança pode controlar intuitivamente!

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Assim, ao ensinar seus filhos a andar de bicicleta, não confie no efeito giroscópico: para que ele fosse significante você provavelmente teria que empurrar a bicicleta a dezenas de km/h. Deixe que ela aprenda intuitivamente, sentindo a tendência natural da bicicleta a virar o guidão no sentido da queda, para que a força centrífuga deixe tudo nos eixos novamente.

Ou confie no efeito giroscópico em uma bugiganga de certa tecnologia, que é a Gyrowheel. E não, você não ouviu o barulho de moedas caindo por aqui porque como repito este não é um post pago, só calhou de ser um texto inesperadamente longo a partir de uma quinquilharia curiosa relacionada com a inesperada complexidade física de andar de bicicleta. Foi uma surpresa para mim ao menos. Há uma lista completa de referências sobre a dinâmica de bicicletas aqui.

O efeito giroscópico é fascinante em si mesmo, tão fascinante que já chegou a ser confundido, e mesmo promovido, como anti-gravidade! Mas esta já é outra história. [via Neatorama, HypeScience, imagem final sxc.hu]

Referências

  • Jones, D. (2006). From the Archives: The Stability of the Bicycle Physics Today, 59 (9) DOI: 10.1063/1.2364246
  • Lowell, J. (1982). The stability of bicycles American Journal of Physics, 50 (12) DOI: 10.1119/1.12893

Sexo Selvagem com Animal em Extinção

Dificilmente poderia imaginar que algum dia publicaria uma nota intitulada “sexo selvagem com animal em extinção”. O título pode sugerir uma espécie das mais doentias de perversão, mas o que é ainda mais inesperado é que o título descreva acuradamente uma cena de verdadeiro amor e respeito aos animais. Como? Basta assistir ao trecho acima do programa da BBC, “Last Chance to See”.

Na série de documentários britânica, o humorista Stephen Fry e o zoologista Mark Carradine viajam pelos confins do planeta em busca de animais no limiar da extinção – daí o nome da série, grosso modo “Última Chance de Ver”. Foi na Nova Zelândia que se encontraram com o peculiar Kakapo, que significa papagaio noturno em Maori, ou como Douglas Adams o descreveu, “o maior, mais gordo e menos capaz de voar papagaio do mundo”. É realmente muito gordo, pesando até três quilogramas, e suas asas realmente não servem para o vôo. É também uma espécie em risco crítico de extinção: há hoje pouco mais de 100 Kakapos vivos, há vinte anos a população chegou a menos da metade disto. Em todo o planeta.

O Kakapo em especial com que se encontraram era macho, e como Fry brinca, só pensa assim em uma coisa. Ele rapidamente tenta acasalar com o zoologista Mark Carradine. “É a coisa mais engraçada que já vi na vida… você está sendo currado por um papagaio raríssimo”, ri o tempo todo Fry durante a técnica peculiar de cópula do pássaro. Alusões a Monty Python e papagaios mortos, sendo esta a BBC, ainda ficam implícitas.

Ao final vemos como Carradine se machucou um tanto com a brincadeira iniciada espontaneamente pelo raríssimo bicho, mas a primeira coisa que pergunta quando tiram o papagaio de seu pescoço é se ele está bem. Por certo, Carradine pode ter alguns arranhões no pescoço e um pouco menos de dignidade, mas os arranhões saram e a dignidade, brincadeiras à parte, só é maior pelo respeito ao valor de um dos pouco mais de 100 representantes da espécie. Por mais gorda e incapaz de voar que seja, é uma espécie única, e este indivíduo em particular forneceu alguns dos momentos mais divertidos em documentários sobre a natureza em um bom tempo.

A “perversão” do Kakapo é engraçada, mas a GrrlScientist nota que o comportamento não é incomum em pássaros criados em cativeiro, e especialmente entre papagaios. Há assim um lado triste aqui. “Depois de assistir ao vídeo, me pergunto de quantos filhotes este indivíduo já foi pai, porque ele pode nem mesmo ver outros pássaros como parceiros”, pondera a ornitologista. Isto é, como foi provavelmente criado em cativeiro, o estranho amor que expressou por humanos pode ser uma indicação de sua incapacidade de perpetuar a espécie. Um tanto agridoce. [via 3QD]

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