De onde vem o Mol?
“Juro lealdade ao mol, à União Internacional de Química Pura e Aplicada e à massa atômica que representa, um número, bem divisível, com átomos e moléculas para todos” – Sylvia Cooper, estudante secundária de West Virginia, EUA
Hoje, dia 23/10, precisamente das 6h02 da manhã às 6h02 da noite estará sendo celebrado o Dia do Mol, a unidade básica da química representado na constante de Avogadro, 6,02 x 10^23.
Renato Russo já expressou seu ódio à química, e o mol, como uma de suas unidades básicas serve bem para entender por que a matéria é tão pouco apreciada.
É fácil encontrar a definição dada pelos livros-texto do mol. É “a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quanto são os átomos contidos em 12 gramas de carbono-12”. Todos recitamos isso como robôs, mas por quê?
Você sabe de onde vem o mol?
A resposta fundamental está não no carbono-12, mas no hidrogênio-1. Composto de um próton positivo e um elétron negativo, é o átomo mais simples e em um mundo ideal, 1 grama de hidrogênio-1 teria 1 mol de átomos. Seria tão mais simples entender o mol!
Basta pegar uma balança ultra-precisa e medir a massa de 1 próton e 1 elétron para chegar à massa de 1 átomo de hidrogênio, e então calcular quantos átomos desses são necessários para chegar a 1 grama. Vamos fazer isso?
A massa do próton é de 1,67 x 10^-24 gramas. A massa do elétron é 9,11 x 10^-28 gramas, mais de 1.800 vezes menor e para nossos cálculos de verso de envelope, vamos ignorá-la.
Agora, façamos a conta muito complexa da regra de três e vamos dividir:
1 g / (1,67 x 10^-24 g)
Para obter o número aproximado de átomos de hidrogênio-1 contidos em 1 g.
O resultado?
5,99 x 10^23
Parece familiar? É praticamente a constante de Avogadro que celebramos hoje, 6,02×10^23, ou seiscentos e dois quintilhões. Isso não é coincidência, em um mundo “ideal” o valor seria exatamente igual, e seria muito mais fácil entender de onde vem o mol. 1 grama de hidrogênio-1 possuiria exatamente 1 mol de átomos.
De onde vem a diferença? Pode-se pensar que a diferença vem da massa do elétron que desprezamos, mas este é apenas parte do problema. A resposta “porque sim” é porque não se usa o hidrogênio-1 como padrão, e sim o carbono-12. Mas por quê? Por que definimos o mol como o número de átomos em 12 gramas de carbono-12?
Bem, pesar um único átomo é muito complicado. Historicamente, nem o hidrogênio nem o carbono foram usados inicialmente: usava-se o oxigênio, porque ele se combina com quase todos os outros átomos, formando desde o dióxido de carbono no ar ao óxido de ferro da ferrugem, facilitando muito a análise. Mas mesmo nisso havia uma complicação: físicos mediam apenas o isótopo puro de oxigênio-16, porque seus espectrômetros permitiam essa precisão, enquanto químicos lidavam com a mistura de isótopos de oxigênio 16, 17 e 18 que ocorre naturalmente no ar que respiramos – e é extremamente difícil separar isótopos quimicamente. Não vivemos em um mundo “ideal”.
Em 1961 após uma sangrenta batalha, ou melhor, uma pacífica convenção, físicos e químicos chegaram a um acordo e passaram a usar o carbono-12 como referência, que é o que usamos até hoje. Essa nova referência significou que tanto físicos quanto químicos precisaram ajustar suas tabelas apenas um pouco para que houvesse finalmente um padrão unificado.
Mas por que não se usou o hidrogênio-1? E afinal, por que, se a massa de prótons e nêutrons é praticamente idêntica, o peso atômico do carbono-12, com seis prótons e seis nêutrons, não é exatamente 12 vezes maior que o do hidrogênio-1, com um próton?
A resposta é uma bomba. É a energia nuclear que mantém o núcleo unido, e como Einstein formalizou na famosa fórmula, E = mc^2, essa energia equivale a massa. É uma massa muito pequena, a diferença entre usar como referência o hidrogênio, o carbono ou o oxigênio é menor que 1%, mas ela existe e multiplicada pelos quintilhões que existem em apenas 1 grama de hidrogênio, é uma das mais poderosas forças que já dominamos.
É devido a essa energia nuclear, equivalente a massa, que não podemos simplesmente somar a massa individual de prótons e nêutrons para chegar à massa de todos os átomos. É devido a essa, e algumas outras histórias, que não usamos o hidrogênio como referência para o mol, e é por isso que precisamos decorar, arbitrariamente, que o mol é definido por 12 gramas de carbono-12.
Entender de onde vem o mol é entender desde a ideia básica por trás da constante, que dificilmente é ensinada, até os detalhes tanto históricos quanto da própria natureza que fizeram com que tenhamos chegado a essa definição. É um tanto mais complicado, mas uma vez que você compreenda, deve entender a lógica por trás de tudo isso, indo desde a massa de um único próton à energia nuclear que o une a outras partículas para formar átomos mais pesados.
Entender por que o mol é tão importante, e a definição de mol envolvendo 22,4L, bem, essa fica para o Dia do Mol do ano que vem!
Quão grandes são as erupções solares?
Rápido vídeo ilustrando como uma erupção nada incomum pode ultrapassar o comprimento de 30 planetas Terra enfileirados.
Se isso soa impressionante, como realmente é, deve destacar como é impressionante que tenhamos passado a maior parte de nossa história sem fazer ideia de que fenômenos tão vastos acontecem na superfície da estrela que passa sobre nossas cabeças todos os dias.
Porque pensávamos que o Sol era perfeito e imaculado. [via GReader Daniel B Orlandine]
O Terrorismo Culto à Carga
Às 8:46 da manhã daquele dia 11 de setembro de 2001, o vôo American Airlines 11 atingiu a torre norte do World Trade Center. Menos de vinte minutos depois, com todas as câmeras do mundo voltadas ao local, o vôo United Airlines 175 atingiu a torre sul.
Não foi mero acidente, e naquele momento todos perceberam isso. Havia sido planejado. Mil e uma câmeras registraram de todos os ângulos a segunda colisão. Naquela manhã, apenas 19 terroristas, patrocinados pela pequena fortuna de um dos herdeiros de uma família saudita, mataram quase 3.000 pessoas, ferindo mais de 6.000. E mudaram o mundo, para muito pior.
Embora os terroristas sejam mais comumente associados a pilotos Kamikazes da Segunda Guerra Mundial, há uma certa diferença. Kamikazes voavam em aviões de guerra. Os terroristas do 11/9 raptaram aviões de passageiros e os transformaram em armas de guerra.
Neste uso inusitado dos aviões comerciais eles podem ser comparados às tribos que praticavam o Culto à Carga.
Sem entender por que os visitantes longínquos recebiam dos pássaros de metal todo tipo de iguarias, a Carga, os nativos passaram a imitar algo do que viam como invocação mágica. O Culto à Carga.
As origens do Culto à Carga são em verdade um tanto mais complicadas (aqui, um bom texto), assim como os terroristas do 11/9 não eram selvagens que desconheciam os aviões que pilotavam ou mesmo o mundo em que viviam.
Mas no uso selvagem da tecnologia para fins diversos dos quais foi criada, os terroristas praticaram a mais abominável forma de Culto à Carga. Em suas versões mais brandas, este é o culto daqueles que usam computadores para criticar os avanços da ciência, que comem tomates indignados com os progressos da biotecnologia, que não se lembram de ter visto alguém vítima de paralisia infantil mas não vacinam seus filhos.
São aqueles a quem a ciência e tecnologia não são compreendidas nem apreciadas, são apenas rituais, como pressionar um botão vermelho, que devem ser realizados para obter os mágicos resultados.
São os “novos selvagens”.
Você está morto. Bang!
Uma dor lancinante, e o insurgente Taliban está morto. Sem nenhum aviso, sem nenhum som além de seus próprios gemidos, seu companheiro mal compreende a situação e busca o inimigo à sua volta quando também é atingido.
“Eles nunca saberão, mas sua morte foi decidida a 2475 metros dali. Deitado em uma posição camuflada o Sargento Atirador de Elite Craig Harrison e seu observador viram a equipe inimiga”, escreve Carlos Cardoso em um bom texto descrevendo como a tecnologia permite hoje um alcance mortal inacreditável, combinando balística com uma série de cálculos e medidas em tempo real representando avanços na comunicação e processamento de informação.
“É levada em conta a velocidade do vento, a temperatura ambiente, altitude, temperatura, umidade do ar, rotação da Terra, posição geográfica, hora do dia, densidade do ar e vários outros fatores”, e a bala chega não só muito mais rápido, como muito mais longe que qualquer som de seu disparo. O alvo pode morrer antes de ouvir o som do disparo que o matou.
É um prospecto fascinante, principalmente a nós que crescemos brincando de “polícia e ladrão”, nosso bang-bang local, ou mesmo qualquer jogo onde empunhamos armas e saímos disparando contra alvos virtuais. Associamos o bang à morte. Bang, você está morto. Hoje, você pode estar morto antes do bang.
Mas na cobertura da mídia do décimo aniversário do 11/9, acabei assistindo à entrevista de Ethan McCord.
Em 12 de julho de 2007, dois helicópteros Apache usaram um canhão de 30mm para disparar contra alvos em um subúrbio do Iraque. Em torno de uma dúzia de pessoas, inicialmente classificadas como “insurgentes”, morreram.
Pelo menos duas pessoas no primeiro grupo atingido portavam armas: um fuzil e um lançador RPG. Era uma zona de guerra. Mas algo que os soldados entenderam por ainda mais armas eram apenas os equipamentos de jornalistas da Reuters. Não eram armas, eram câmeras.
A quase um quilômetro, do outro lado da distância que separava os protagonistas deste incidente, avançadas câmeras nos Apache registravam tudo. A chuva de balas de grosso calibre também pegou as vítimas de surpresa. Eles não sabiam, mas já estavam mortos. Bang!
Um dos correspondentes agonizava no chão, talvez ainda sem entender bem o que havia acontecido, quando uma van preta se aproxima. Pessoas saem para recolher os feridos, e dizem os soldados, as armas. Os soldados pedem permissão para atirar. Recebem, e mais saraivadas chegam de surpresa. Os ocupantes da van não sabiam, mas já estavam mortos.
Bang! Havia duas crianças no banco da frente da van.
McCord esteve entre os primeiros a chegar e, contrariando ordens superiores, dedicou seus esforços a salvá-las. Só soube no ano passado, quando o vídeo vazou através do Wikileaks, que as crianças sobreviveram.
Algo que me atingiu é que McCord contou como um de seus colegas chega a dizer que a culpa das crianças serem atingidas era do próprio pai que as levava a um cenário de guerra. Havia uma saraivada de balas de grosso calibre, uma carnificina, e ao invés de fugir com suas crianças, o motorista parou seu carro e tentou se envolver.
Mas McCord estava no chão e não no helicóptero. Ele se manchou com o sangue das crianças, este cuja cor nem pode ser registrada pelas câmeras estabilizadas e em espectros de infravermelho a centenas de metros de distância. Ele sabia que não era assim.
Naquele local não se ouvia o helicóptero. Para o motorista da van, que não havia visto a chuva de balas, havia apenas pessoas agonizando no chão. Os Apache não podiam ser vistos, não podiam ser ouvidos. É a avançada tecnologia bélica. A chuva de balas cai, as pessoas morrem. E por vezes mal se escuta o bang.
Lembrei que toda morte, sem exceção, é uma tragédia, e nenhuma tecnologia desenvolvida para matar deveria ser celebrada ou admirada. É apenas porque algumas vidas provocam tragédias ainda maiores que se considera por vezes aceitável e necessário “terminá-las”. Mas toda morte, sem exceção, é uma tragédia e toda tecnologia desenvolvida para matar é instrumento para levar tragédias a cabo com maior eficiência.
Bang.
O Relojoeiro do Ferrofluido nas Bolhas de Sabão
Kim Pimmel combina “bolhas de sabão comuns com um exótico ferrofluido para criar uma instigante história, usando lentes macro e técnicas de lapso de tempo. O corante [vermelho] e o ferrofluido preto deslizam pelas estruturas das bolhas, atraídos pelas forças invisíveis da ação capilar e magnetismo”.
O vídeo deve remeter qualquer espectador a estruturas biológicas, e em especial, à complexidade das estruturas biológicas. E isso não é mera coincidência.
Na própria origem do termo “célula” nas observações de Robert Hooke no século 17, lá estavam as bolhas de sabão. E mesmo nas revoluções biológicas modernas que modelaram a membrana celular com conhecimentos adentrando a físico-química, também lá estavam as bolhas de sabão! Há trechos fabulosos desta ligação entre algo tão mundano com um conceito-chave no entendimento de uma unidade básica da vida em Planar Lipid bilayers (BLMs) and their applications.
E bolhas de sabão ainda podem ser usadas didaticamente para entender melhor o funcionamento da membrana celular (PDF).
Além das bolhas se sabão, o ferrofluido, um líquido suscetível à ação de campos magnéticos, também encontra ligações inusitadas. O que o artista usou aqui é provavelmente feito usando o toner negro de impressoras. O vídeo anterior de Pimmel ilustra essa dança de partículas de toner em resposta a campos magnéticos:
Os nexos da origem das copiadoras fotostáticas mais conhecidas como Xerox é tema para outro post, mas no ferrofluido também está algo da história da ciência, enquanto Michael Faraday utilizava raspas de ferro para ilustrar os então misteriosos e invisíveis campos magnéticos.
Acima, um dos primeiros diagramas representando linhas de força magnéticas, por Faraday em 1832.
O que nos leva ao nexo que une todos estes: a complexidade. Estamos acostumados a associar complexidade a dispositivos artificiais intrincados, ou alternativamente à própria vida, que ao longo de quase toda nossa história só poderíamos presumir também ser algo projetado, por mãos e mentes superiores às nossas.
E, no entanto, a complexidade nos cerca. Bolhas de sabão e principalmente pó de toner de uma impressora são elementos manufaturados, sim, mas quem esperaria ver tanta complexidade neles?
De fato, a complexidade nos cerca e fenômenos intrincados ocorrem à nossa volta, passando ao largo de nossos artifícios bem como daquilo que consideramos vivo. Ela é apenas largamente invisível aos nossos olhos, que do contrário estariam saturados de um universo de fenômenos.
Mesmo quando a complexidade é visível, é comumente tomada como algo banal. Porque se pó de toner em meio a bolhas de sabão em uma bacia de água com um eletroímã ao centro fossem algo que ocorresse naturalmente, provavelmente nos pareceria tão “simples” e banal quanto as cores iridescentes de uma película de óleo sobre a água, dos cristais de gelo sobre uma nuvem.
Há, finalmente, a complexidade visível que é atribuída ao divino, como as cores refratadas do arco-íris. O que não deixa de ser curioso ao constatarmos que em um dia de Sol podemos criar nossos arco-íris simplesmente criando um jato de água com um a mangueira, mas ver algo como o que o artista Kim Pimmel criou requer um pouco mais de trabalho.
Pelo que poderíamos pensar que o deus do arco-íris é menos poderoso ou mesmo menos criativo que Pimmel.
Bio-robôs
“Quando alguém pensar que nosso gênero humano não tem salvação, sempre pode lembrar da história de Alexei Ananenko, Valeriy Bezpalov e Boris Baranov, os três super-heróis de Chernobyl, de quem se diz que salvaram a Europa ou ao menos um ou outro milhão de pessoas a milhares de quilômetros ao redor, num frio dia de abril. Foram à morte conscientemente, deliberadamente, por responsabilidade e humanidade e sentimento da honra, para que o resto de nós pudesse viver”.
Em um fantástico artigo original de Yuri que acabamos de traduzir e publicar em CeticismoAberto, “Os Três Super-Heróis de Chernobyl”, conhecemos um pouco da história dos liquidadores que remediaram o pior acidente nuclear e foram as únicas vítimas diretas de uma explosão que expôs a céu aberto um núcleo ardente de material radioativo. E de toda a história, um dos detalhes que mais me impressionou foi que os liquidadores chamassem a si mesmos de bio-robôs.
Robota
A palavra “Robô” em si mesma foi introduzida por Karel Capek no início do século 20, em uma peça sobre os dilemas de pessoas artificiais servindo aos senhorios humanos. Capek teria considerado inicialmente chamar as criaturas, que podiam pensar como nós, de labori, mas insatisfeito com o termo pediu uma sugestão de seu irmão, que sugeriu “roboti”. Todos esses termos estavam relacionados ao trabalho, à servidão. E foi assim que os robôs, popularizados em larga escala anos depois por escritores como Isaac Asimov, adentrariam o imaginário popular.
As primeiras histórias de Asimov sobre robôs foram todas desenvolvidas sobre a questão de que os robôs, como as mais sofisticadas ferramentas criadas pelo homem para servi-lo, também enfrentavam o dilema entrevisto por Capek entre criador e criatura, por sua vez presente desde a história de Frankenstein. Para resolver estes dilemas Asimov cunhou a ciência da “robótica”, com suas três famosas leis ditando que:
“I – Um robô não deve ferir um ser humano, ou pela inação, permitir que um ser humano seja ferido;
II – Um robô deve obedecer às ordens recebidas de seres humanos, exceto quando estas entrarem em conflito com a Primeira Lei;
III – Um robô deve proteger sua própria existência enquanto esta proteção não entrar em conflito com a Primeira ou Segunda Leis.”
Depois de estabelecer estas leis, Asimov automaticamente passava a questionar e mesmo a transgredi-las; a maior graça de suas histórias é lidar com os furos e paradoxos que as leis podem produzir. Posteriormente Asimov introduziria a Lei 0 da robótica, com a qual brincaria ainda mais:
“0 – Um robô não deve causar mal à Humanidade, ou por inação, permitir que a Humanidade seja prejudicada”.
Bio-robôs
Uma das principais aplicações aos robôs então puramente fictícios de Asimov era em trabalhos de alta periculosidade, incluindo trabalhos no espaço envolvendo alta radiação. Com o desastre em Chernobyl, os robôs fictícios de Asimov tornaram-se realidade. Ainda que o ano fosse 1986 e a tecnologia fosse primitiva em relação àquela que conhecemos hoje, equipamentos por controle remoto já haviam sido usados na prática desde a Segunda Guerra Mundial, e foram colocados em ação nas ações de limpeza essenciais.
Mas aqui estava algo que talvez nem a ficção pudesse antever. Asimov sugeriu que os delicados cérebros positrônicos de seus robôs poderiam ser também vulneráveis a altas doses de radiação. Talvez não esperasse que mesmo os não tão delicados cérebros eletrônicos dos primitivos robôs por controle remoto iriam falhar com as doses extremas de radiação recebidos do contato direto com partes do núcleo do reator expostas.
No vídeo abaixo vemos os equipamentos eletrônicos falhando.
E com a falha dos robôs eletrônicos, entraram em ação os bio-robôs. É uma ironia histórica que os próprios liquidadores talvez apreciassem como uma grande piada em meio à tragédia que ao invés de se chamarem de super-heróis, de atribuírem a si mesmos nomes grandiosos como Messias ou simplesmente Salvadores, eles chamassem a si mesmos de bio-robôs. Simplesmente versões biológicas dos robôs mecânicos que apesar de representar o que de mais avançado a tecnologia podia oferecer então, acabaram mostrando-se de utilidade muito limitada. Com objetivos imediatos simples, os bio-robôs foram por vezes, e como na história de Ananenko, Bezpalov e Baranov, sem esperar retorno cumprir suas missões.
Violaram a terceira lei da robótica, ainda que não tenham sido ordenados à morte, ainda que a tenham encarado para cumprir a prioridade da primeira lei e preservar vidas humanas, e acima de tudo, a lei zero em favor de toda a humanidade.
Não foi em figuras míticas ou em lendas milenares que estes heróis representando o melhor que podemos encontrar em todos nós se inspiraram. Foi na retidão do dever e coragem frente à responsabilidade que um robô, ao mesmo tempo ferramenta e espelho representa que chamaram a si mesmos de bio-robôs.
“1. Podem as máquinas comportarem-se como humanos?
2. Podemos nós?” – Matt Harvey
– – –
*Mais de duas décadas depois de Chernobyl, poderíamos ter criado robôs muito mais avançados, capazes de suportar doses de radiação para que nenhum ser humano precisasse se sacrificar para salvar outros seres humanos. Robôs avançados capazes de reproduzir toda a destreza de mãos humanas, mas ainda muito longe da sofisticação que nos faria pestanejar duas vezes antes de sacrificá-los em favor de uma pessoa. Infelizmente, não foi o que aconteceu mesmo no país mais automatizado do mundo. Nosso heroísmo individual acaba servo diluído do engessamento burocrático e econômico que falha em perceber e discutir as maiores prioridades.
Fukushima-1 e o Fim do Mundo
Como você deve saber, há neste momento uma usina de energia no oriente lançando partículas nocivas na atmosfera, incluindo elementos radioativos, que podem causar doenças e mortes. O que todos deveriam saber é que em conjunto estas usinas já matam centenas de milhares de pessoas todo o ano. E o que todos deveriam realmente saber é que estamos falando de usinas movidas por inofensivos pedaços de carvão.
Surpreendentemente usinas movidas a carvão chegam a lançar mais radioatividade ao ambiente que usinas nucleares pela mesma quantidade de energia produzida. Inofensivos pedaços de carvão mineral contêm quantidades naturais e usualmente desprezíveis de elementos radioativos como urânio e tório. Queime o carvão transformando-o em uma fina fuligem, e a concentração destes elementos radioativos pode aumentar em até dez vezes. Multiplique isto pelas quantidades gigantescas de carvão que devem ser queimadas para produzir energia – apenas a China consumiu 3,2 bilhões de toneladas no ano passado – e ao final as doses estimadas de radiação recebidas por pessoas vivendo nas proximidades de usinas movidas a carvão são iguais ou maiores do que aquelas que vivem ao lado de usinas nucleares.
E ainda assim, tais doses são essencialmente inofensivas. O que sim mata são poluentes muito mais tradicionais.
Em 1952, uma espessa cortina de fumaça cobriu a cidade de Londres e matou 4.000 pessoas em quatro dias. Outras 8.000 vítimas morreriam nas semanas e meses seguintes. A causa não foi uma violenta catástrofe natural sem precedentes. A causa foi a fortuita confluência de eventos meteorológicos – como as familiares camadas de inversão – que fizeram com que poluentes atmosféricos fossem concentrados sobre a cidade.
Enquanto milhares de pessoas morriam, não houve pânico. A cidade que conheceu primeiro tantos dos problemas de megalópoles modernas já havia sofrido com “smogs” anteriores, ainda que este fosse particularmente intenso e incômodo. As vítimas fatais foram indivíduos já fragilizados, como bebês e idosos, ou pacientes que já possuíam problemas respiratórios. Foi apenas ao compilar estatísticas que esta tragédia silenciosa tornou-se clara, motivando legislações como os Clean Air Acts em 1956 que restringiriam a poluição atmosférica.
Tragédias similares deixaram de ocorrer em Londres, mas a poluição atmosférica ainda é uma das principais causas de morte no mundo. Estima-se que tenha sido a causa de morte de meio milhão de pessoas na China apenas no ano passado.
Enquanto milhões morrem, não há pânico.
“É assim que o mundo acaba. Não com uma explosão, mas com um suspiro” – TS Elliot
Você sabe que eu sei que você sabe?
“Esses terráqueos são estúpidos. Isso os torna imprevisíveis”. – V: A invasão (1983)
“Suponha que um pai diga a suas crianças – um menino e uma menina – que não devem se sujar. Elas brincam na rua, e acabam as duas sujando suas testas. As crianças não podem ver a lama em suas próprias testas, já que está acima de seus olhos. Mas cada uma delas pode ver a lama na testa da outra. Como elas querem ver uma à outra levando castigo, nenhuma diz nada. Por acaso, estas crianças também são muito inteligentes, de fato, nunca cometem erros em lógica ou falham em deduzir algo que pode ser deduzido logicamente. Você pode chamá-las de prodígios de lógica. Além disso, elas nunca mentem. Por fim, o pai chega e diz: ‘Pelo menos um de vocês tem lama na testa’. Ele pergunta à garota: ‘Há lama na sua testa?’. Ela responde: ‘Não sei’. O pai então pergunta ao garoto ‘E você, há lama na sua testa?’. Ele responde a contragosto: ‘Sim’”.
Entender este conto de fábulas lógico é simples. O garoto deduziu que tinha lama em sua testa porque caso não tivesse, sua irmã teria visto tal. E como pelo menos um deles estava sujo, ela saberia que seria ela a estar com a testa suja, respondendo ao pai de acordo. Uma vez que ela não sabia se tinha ou não lama na testa, isso só poderia indicar que ela havia visto lama na testa dele. Talvez ela também estivesse suja – como estava – mas ao dizer que não sabia se era ou não pelo menos um dos irmãos que estavam sujos, ela permitiu que o irmão deduzisse que ele sim estava sujo. Elementar.
O que é fascinante aqui é algo que você pode nem ter estranhado a princípio.
Antes que o pai dissesse aos dois que pelo menos um deles tinha lama na testa, cada uma das crianças já sabia disso. Elas haviam visto a lama um na testa do outro. Quando o pai perguntou à garota se ela tinha ou não lama na testa, ela respondeu que não sabia. Não sabia, não podia responder.
Como então estas duas informações que não adicionaram nada ao que os prodígios já sabiam permitiram que o garoto deduzisse algo que previamente não podia deduzir?
“Ao dizer a eles que ‘um de vocês tem lama na testa’ o pai não apresentou nenhuma informação nova, no entanto ele ainda assim alterou o estado do conhecimento: ele fez com que o garoto soubesse que a garota sabia que um deles estava sujo. (…) Se ao invés de informar aos dois filhos em voz alta o pai tivesse chamado cada um deles em privado e dito que pelo menos um deles estava sujo, nenhuma dedução poderia ser feita. O menino não saberia o que o pai havia cochichado à irmã, assim ele não poderia saber que a garota sabia que pelo menos um deles estava sujo”.
Como Sam Alexander, autor de quase todo o texto que você leu até aqui nota, esta fábula “ilustra a sutileza de raciocinar sobre o conhecimento. Deduções não-triviais podem exigir não apenas conhecimento de fatos, mas conhecimento sobre o próprio conhecimento”. O aparente paradoxo traz à lembrança outros casos mais conhecidos, como o problema de Monty Hall.
No problema de Monty Hall, ou a Porta dos Desesperados (clique para mais), entre as muitas formas de entender o resultado contra-intuitivo, uma das mais esclarecedoras é perceber que ao abrir uma porta o apresentador está fornecendo informação valiosíssima. Ao contrário do que faz parecer e do que a maioria das pessoas presume, o apresentador não abrirá uma porta aleatoriamente, porque jamais abrirá a porta com o prêmio. Isso arruinaria todo o suspense e acabaria com o jogo.
Ao revelar uma porta, o apresentador está mostrando qual das portas que o apostador não escolheu inicialmente não contém o prêmio. Se você sabe que o apresentador sabe qual das portas contém o prêmio, e se sabe que o apresentador sabe que não deve abrir essa porta, suas chances de ganhar passem de meros 1/3 para os muito mais atraentes 2/3.
Mais do que uma curiosidade lógica, há uma certa beleza poética no fato de que o conhecimento compartilhado permite chegar a conclusões que cada um dos participantes, isoladamente, não poderia deduzir. Esta situação também é relevante na Teoria de Jogos, e pode ser aplicada. Durante a Guerra Fria, EUA e União Soviética só alcançaram maior estabilidade quando ambos os lados chegaram a um acordo tácito onde o arsenal bélico de um lado seria conhecido pelo outro lado, através de imagens de satélite.
Isto explica algo como o cemitério de aviões nos EUA. Cada um queria ver a lama na testa do outro lado, e cada lado devia saber que o outro sabia que os dois possuíam lama. O ápice desta lógica foi a Destruição Mutuamente Assegurada. Cada um sabia que o outro sabia que qualquer ataque direto levaria inevitavelmente à destruição de ambos. Se cada um soubesse disso, a lógica dizia, nenhum jamais atacaria e a paz estaria assegurada através das mais terríveis armas.
Mas os terráqueos são estúpidos, e isso os torna imprevisíveis. Isso não impediu, obviamente, que cada lado tentasse tomar vantagem e manipular o jogo, de forma que na prática não sabiam realmente se sabiam o que o outro sabia que sabia. Nos períodos de maior tensão, toda a teoria de jogos e toda a fria lógica proposicional, epistemologia e muito mais deu lugar ao simples instinto e à mera sorte. É assustador. O ex-Secretário de Defesa Robert McNamara, conhecido por introduzir no complexo militar-industrial americano técnicas de administração mais “científicas”, comentou em suas memórias sobre a Crise dos Mísseis de Cuba:
“Eu quero dizer isso, e isso é muito importante: no final, nós tivemos sorte. Foi sorte que impediu a guerra nuclear. Nós chegamos a um fio da guerra nuclear no final. Indivíduos racionais: Kennedy era racional; Kruschev era racional; Castro era racional. Indivíduos racionais chegaram muito próximos da destruição total de suas sociedades. E esse perigo ainda existe hoje”.
Anos depois, um desconhecido militar russo teve na ponta dos dedos a decisão de não iniciar o Apocalipse. Todos os alarmes diziam que os EUA haviam disparado uma série de mísse
is que matariam milhões de russos. Seria racional que apertasse o botão vermelho. Não apertou. Como imaginou, o alarme era falso, o avançado sistema de alerta estava confundido algo tão corriqueiro como o Sol com o disparo de mísseis nucleares.
Agora que eu sei que você sabe o que eu sei sobre o que se sabe neste texto, podemos apreciar melhor que ainda não sabemos bem o que sabemos. Devemos prezar e partilhar o pouco que sabemos.
Ordem e Progresso Não-Linear
É objetivamente o avião mais espetacular do mundo. Não só possui linhas agressivas que parecem tão modernas quanto o mais estiloso dos bólidos de Fórmula-1, como é detentor do recorde oficial de velocidade a mais de 3.500km/h riscados no dia 28 de julho de 1976.
Você leu bem, o SR-71 bateu os 3.500km/h no distante ano de 1976, quando a Apple foi fundada por dois jovens barbados e os Ramones lançaram seu primeiro álbum. “O avião mais avançado e mais rápido do mundo voou pela primeira vez 47 anos atrás. O recorde de velocidade tem 35 anos”, destacou Carlos Cardoso em um excelente texto no MeioBit sobre o avião supersônico: “Ainda Que eu voe pelo Vale Da morte…”. Parece um paradoxo tecnológico. Onde está o sucessor do SR-71? E se for assim, onde estão nossos jetpacks? As questões estão entrelaçadas e antes de respondê-las é bom rever rapidamente o que consideramos progresso.
Vivemos cercados por tecnologia progredindo a um ritmo alucinante: computadores, celulares, MP3s, MP4s, MPns. Este ritmo alucinante tem um nome, é a exponencial Lei de Moore verificada há mais de cinco décadas, e como tal, nos acostumamos com ela. Toda a indústria de informação se estruturou em torno deste progresso previsto e concretizado, e com ela, muitos outros setores da sociedade, das finanças ao entretenimento. Assim é fácil esquecer que ela se aplica rigorosamente apenas à tecnologia de informação.
“Se a indústria automotiva tivesse avançado sua tecnologia como a indústria de computadores, estaríamos dirigindo carros custando R$50 que andariam mais de 1.000km/l”, dizia o e-mail que você deve ter recebido pela primeira vez em um computador jurássico. E isto porque automóveis sim progrediram imensamente nas últimas décadas em vários aspectos. “Em 1964 estávamos dirigindo verdadeiras carroças, hoje carros têm mais eletrônica embarcada que aviões de caça. É ABS, controle de tração, sensores de pista, software que detecta quando você VAI perder o controle e reage evitando… até uma Palio com acelerador DBW detecta que o motor vai morrer e força a aceleração sem que você pise mais fundo (aconteceu comigo, me senti no KITT)”, escreveu Cardoso. Note contudo que são todos avanços relacionados diretamente com circuitos integrados.
Se há uma grande diferença que não deva diretamente algo a Gordon Moore, é que seu carro hoje, mesmo um Palio, pode ser Flex. É sua fonte de energia.
Na era dourada da ficção científica sonhava-se com um futuro repleto de carros voadores, jetpacks, conquista espacial e tanto mais. Bem, já foram criados muitos carros voadores, jetpacks e nós sim conquistamos a Lua. Podem ter sido saltos gigantescos para a humanidade, mas aqui está a questão, foram saltos movidos a energia química. Gasolina, querosene, mesmo peróxido de hidrogênio ou hidrogênio líquido são todos combustíveis químicos. Foram assim não por coincidência todos breves saltos, porque a energia química de ligação entre átomos é muito menor que aquela que une seus núcleos. É ordens de grandeza menor que a energia nuclear.
Se apenas tivéssemos à disposição reatores nucleares compactos, então carros voadores, jetpacks e a conquista espacial avançariam no ritmo sonhado pelas visões tecnológicas utópicas do tempo dos Jetsons. Mas você se sentiria confortável com um reator nuclear nas costas? Por trás deste sonhos estava o pré-requisito de uma revolução energética que a tecnologia a princípio permite, mas a riscos e custos ambientais que logo provaram ser inaceitáveis.
E não só o uso da energia nuclear encontrou limitações, como o futuro dourado de progresso linear e contínuo sofreu um enorme golpe quando mesmo a fonte de energia química abundante de que dispúnhamos encontrou seus limites naturais e ambientais.
No gráfico acima [fonte], é fácil entender como os Jetsons no início da década de 1960 podiam sonhar com carros voadores. O consumo de energia aumentava a um ritmo quase tão alucinante quanto uma Lei de Moore – especialmente nos EUA. O progresso energético estava em curso. O início da década de 1960 também foi o período de financiamento e desenvolvimento do que se tornaria o SR-71 e em que John Kennedy prometeu pisar na Lua até o fim da década. O progresso parecia seguro. Parecia.
Este segundo gráfico é menos animador. É o consumo comercial de energia por habitante de 1860 a 1995. Note que a partir da década de 1950 o ritmo de crescimento per capita é ainda mais fenomenal, contudo em meados da década de 1970 o progresso sofre uma queda e então estagnação. Foram as crises do petróleo, quando a produção nos EUA atingiu seu ápice. Passou-se a depender cada vez mais de fontes no Oriente Médio e outros países que quase imediatamente capitalizaram sua nova importância criando cartéis. Logo depois a instabilidade política de tais fontes só se acentuaria, e entre muitas outras consequências as crises levaram à criação no Brasil do PROALCOOL que hoje leva ao seu carro Flex.
O consumo de energia global continua crescendo vertiginosamente, mas a população aumenta a um passo ainda maior. Até o fim deste ano seremos sete bilhões de pessoas, dependendo primariamente de combustíveis fósseis, enfrentando o dilema dos muitos riscos da energia nuclear e a incerteza de fontes alternativas, sem a revolução energética de que os Jetsons dependem, limitados não pela quantidade de energia que conseguimos usar, mas pela que podemos usar. O que, no dia-a-dia, é o que podemos pagar. Os desafios são ainda maiores enquanto a produção mundial de petróleo, Oriente Médio incluído, pode já ter atingido seu ápice.
Relembre agora o ano do recorde do SR-71. 1976. Note que o último ser humano pisou na Lua em 1972, com o encerramento antecipado do programa Apollo. Entre as muitas perspectivas que podem ser oferecidas para não termos voltado à Lua ou não termos quebrado o recorde do SR-71, uma das mais fundamentais é a de encará-los como o canto do cisne de uma era em que energia não era um problema.
Em 1964, podíamos dirigir carroças, mas essas carroças sob certo ponto de vista eram máquinas mais poderosas que as que dirigimos hoje, simplesmente porque consumiam mais energia. Eram muito menos eficientes, mais pesadas, mais barulhentas, mais poluentes. O SR-71 também era menos eficiente que os satélites e aviões espiões não-t
ripulados que o substituíram. Não havia mais razão econômica para manter a frota de SR-71s, como não havia para criar uma próxima geração: ainda que exista um sucessor secreto em atividade hoje, que voe ainda mais rápido e seja mais versátil que satélites de reconhecimento, é pouco provável que seja tripulado. Em 2004 a NASA testou o pequeno X-43, não-tripulado, que atingiu o recorde de velocidade 12.144km/h, quase o triplo do SR-71. Em uma certa ironia, o X-43 foi lançado de um B-52, aeronave que deve prestar serviço por mais de um século.
A ciência tem há mais de trezentos anos progredido vertiginosamente em inúmeras áreas do conhecimento, fundamentando avanços tecnológicos estupendos em ciclos de progresso que parecem eternos enquanto duram. Poucos deles têm sido progressos inexoráveis, e nenhum deles poderá se manter indefinidamente.
Não temos jetpacks para ir ao trabalho, por outro lado hoje podemos trabalhar sem sair de casa. E sem o risco de um acidente radioativo caso deixemos cair café na mochila.
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Leitura recomendada:
- Colonizando o Universo com bombas nucleares
- A Humanidade não merece ir à Lua (I), (II), (III), (IV), (V), (VI)
- O Apocalipse Inevitável (parte I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (fim)
- Archangel: CIA’s Supersonic A-12 Reconnaissance Aircraft
- Aliens and Peak Oil
[Imagem no topo: Drublair.com]
A Mente Científica
O mais fascinante neste curto vídeo sobre a invenção do compatriota japonês Kazuhiko Minawa não é tanto seu fabuloso aparato através do qual uma enguia elétrica ilumina uma árvore de Natal.
É seu entusiasmado comentário sobre as infinitas possibilidades desta tecnologia:
“Se pudéssemos juntar todas as enguias elétricas de todo o mundo, poderíamos iluminar uma árvore de Natal incomensuravelmente gigantesca. Adoraria ver mesmo do espaço o imenso flash de luz que ela lançaria na Terra”.
Carl Sagan lembrava que se a rainha Vitória em meados do século 19 resolvesse encarregar seus melhores cientistas da tarefa de criar uma forma de transmitir imagens em movimento a enormes distâncias, dificilmente teriam sucesso a despeito de mundos e fundos de um Império sobre o qual o Sol nunca se punha. É porque um discreto acadêmico barbudo trabalhando apenas com equações e seu conhecimento sobre os experimentos científicos em fenômenos curiosos mas de pouca ou nenhuma aplicação prática, ainda não tinha escrito “Sobre as Linhas Físicas de Força”.
O sujeito era James Clerk Maxwell, e o que publicaria seria a unificação de duas forças fundamentais do Universo, indicando que a eletricidade e o magnetismo eram um só e que como ondas se manifestavam entre outros fenômenos como a própria luz. Um certo Albert Einstein, com admiração, comentaria a forma e o significado desta façanha:
“Imagine como Maxwell deve ter se sentido quando as equações diferenciais que formulou provaram que os campos eletromagnéticos se propagavam na forma de ondas polarizadas, e à velocidade da luz! Poucos homens no mundo tiveram o privilégio de uma experiência dessa natureza… e levou aos físicos algumas décadas para que toda a significância da descoberta de Maxwell fosse apreendida, tão imenso foi o salto de genialidade imposto às concepções de seus pares”.
O embasamento físico-matemático que criou finalmente permitiria algumas décadas depois feitos tecnológicos como a transmissão de rádio e toda a tecnologia elétrica e eletrônica que passou pela televisão e chega hoje pela série de “tubos” na rede até as linhas que você lê aqui. Maxwell, no entanto, não havia sido comissionado pela rainha nem buscava inventar a televisão. É pouco provável que jamais tivesse imaginado algo como a Internet. O salto intelectual que deu foi parte de sua muito convencional carreira acadêmica e a frase publicada em que comenta a fabulosa descoberta entendendo a luz como forma do campo eletromagnético chama a atenção pela singeleza com que uma das mais importantes ideias científicas da história foi divulgada.
“… dificilmente podemos evitar a inferência de que a luz consiste de ondulações transversais do mesmo meio que é a causa dos fenômenos elétricos e magnéticos”.
Dificilmente podemos evitar imaginar que apesar do tom, Maxwell, antes e mais do que ninguém à sua época, percebeu sim a relevância do que descobrira, ainda que o século do elétron fundamentado em suas ideias ainda estivesse a décadas de distância. E a alegria e o entusiasmo que deve ter sentido poderão ser melhor imaginados por aqueles que entendem a empolgação de um japonês com a ideia de juntar todas as enguias elétricas do mundo para iluminar uma árvore de Natal gigantesca para ser vista do espaço.
É pouco provável que em algumas décadas vivamos no século das enguias elétricas, mas seguramente continuaremos dependendo do espírito científico que preza o conhecimento pelo conhecimento. [vídeo das enguias via MAKE]
Não há conhecimento isolado: qualquer informação só é relevante no contexto de outras. E nada melhor para explorar esta teia de infinitos nexos do que um blog na rede.
Em 100nexos, este autor, 
