Mecânica Quântica: entre previsões e incertezas

Ao que nos consta, os eventos que lhes foram anteriores (ao

Big Bang) não podem ter tido qualquer conseqüência e,

portanto, não devem fazer parte de um modelo científico do

universo. Devemos, assim, isolá-los do modelo e considerar

que o tempo começou com o Big Bang (HAWKING, 1988, p.77).

Além do reconhecido sucesso, a generalização da teoria da relatividade conduziu ainda a um estranho e indesejável paradoxo:

A maravilhosa teoria da relatividade de Einstein, que descrevia

a gravidade como uma manifestação da curvatura do

espaçotempo, na verdade introduziu uma perturbadora

dualidade na natureza: de um lado estava o palco – o espaço

curvo, a gravidade; de outro os atores – os elétrons, os prótons

e os campos eletromagnéticos – e não havia elo entre eles

(Hobsbawm, 1995, p.521).

Durante os últimos quarenta anos de vida, Einstein trabalhou para conseguir formular uma teoria de campo unificado que unisse gravidade e eletromagnetismo, mas não conseguiu. Teríamos mesmo que conviver com as incômodas e permanentes contradições e incertezas? O físico dinamarquês Niels Bohr achava que sim, que a única maneira era aceitá-las como inevitáveis, pois, tendo em vista a natureza da linguagem humana, não havia como expressar a totalidade da matéria numa descrição única. Não podia haver modelo único diretamente abrangente.

Mecânica Quântica: entre previsões e incertezas

Quase na mesma época da revolução relativista e a partir do estudo da radiação de um corpo ideal denominado corpo negro, Max Planck apresentou para a comunidade científica um resultado matemático que explicava o problema da radiação de cavidade, admitindo que a energia não era algo contínuo como se imaginava na época, mas aparecia, em pequeníssimas quantidades discretas(os quanta). Para explicar outro problema surgido em análises da interação da luz com a matéria, Einstein vai sugerir uma modelo corpuscular para luz e, apoiado na teoria de Planck, definir os fótons como pequeníssimos pacotes de luz que possuem energia e momento. Nascia à Mecânica Quântica. Uma nova e controvertida construção teórica relacionada ao universo das partículas subatômicas que, além de outras coisas, estabelecia como princípio a inevitável incerteza concernente às medidas simultâneas de posição e momento (Δx.Δp > ħ), como também, uma relação de incerteza relativa a medidas simultâneas do tempo e da energia (Δt.ΔE > ħ) . Nesse caso, não nos é permitido observar o átomo no momento exato de um decaimento, nem determinar com certeza a sua duração sem diminuir o conhecimento da energia.

Um elétron num estado excitado cuja probabilidade de transição

espontânea seja elevada (curta duração) tem uma incerteza

grande em sua energia, ou seja, ela é “mal definida”. Por outro

lado a energia do estado fundamental é bem definida, mas um

elétron pode ficar um tempo muito longo (o que corresponde a

uma grande incerteza no tempo) nesse estado, até ser excitado

(MARTINS, 2004, p.84).

Também nos é negado conhecer simultaneamente a posição e a quantidade de movimento de partículas elementares, o que remete novamente à questão para o terreno das probabilidades. Nesse caso, como nos lembra Maturana (2002, p.137), o sistema muda de estado quando é observado, de modo que a própria intenção do observador de antever seu curso estrutural o arranca de seu domínio de previsão. As certezas não são possíveis e o incômodo do indeterminismo se revela na célebre frase de Einstein: “Deus não joga dados”.

Embora considerando que todo o problema ainda seja resolvido dentro de uma mesma lógica matemática que, ao determinar o tamanho da incerteza e controlar as flutuações probabilísticas, fortalece a crença nas leis físicas e em sua capacidade de descrever a realidade até mesmo em seus imprevisíveis escorregões, as conclusões da Mecânica Quântica são, de fato, perturbadoras para o caráter determinístico da Mecânica Clássica, e sugerem uma clara ruptura com o paradigma que sustentava a ciência em sua versão moderna.