Somos capazes de medir buracos negros, mas não somos capazes de curar um resfriado
Albert Einstein disse que "a propriedade mais incompreensível do universo é que é compreensível". E ele ficou surpreso não sem razão. Como resultado da evolução, o cérebro humano desenvolveu um sistema de adaptação, mas sua arquitetura neural básica quase não mudou desde que nossos ancestrais dissecaram a savana e lidaram com as dificuldades da vida. E, de fato, é impressionante que esse mesmo cérebro nos permita encontrar significado no mundo quântico e no espaço, em conceitos que se afastaram do “senso comum” do mundo cotidiano em que nossa evolução ocorreu.
Mas acho que, em algum momento, a ciência pressionará os freios. E isso pode acontecer por duas razões. Otimista - limpamos e delineamos determinadas áreas (por exemplo, física atômica) para que não haja mais nada a acrescentar. Outro, mais perturbador, é que alcançaremos os limites da capacidade do nosso cérebro. Pode haver conceitos necessários para uma compreensão completa da realidade física, da qual não teremos mais idéias do que o macaco sobre o darwinismo ou a meteorologia. E algumas descobertas terão que esperar pela inteligência pós-humana.
Em geral, o conhecimento científico é surpreendentemente fragmentado - e os enigmas mais profundos costumam estar em algum lugar próximo. Hoje, podemos
interpretar de forma convincente
os resultados de medições mostrando a colisão de dois buracos negros localizados a mais de um bilhão de anos-luz da Terra. Enquanto isso, pouco conseguimos no tratamento do resfriado comum, apesar dos tremendos avanços na epidemiologia. O fato de termos certeza da existência de um fenômeno cósmico misterioso e distante, ao mesmo tempo em que nos encontramos em uma posição difícil devido às coisas cotidianas, não é tão paradoxal quanto parece à primeira vista. A astronomia é muito mais simples que a biologia e outras ciências humanas. Buracos negros, que nos parecem exóticos, são um dos objetos mais simples da natureza. Eles podem ser descritos com precisão por equações simples.
Como determinamos a complexidade? A questão de quão longe a ciência pode ir depende em parte da resposta. Algo composto de apenas alguns átomos não pode ser muito complicado. Grandes coisas também não precisam ser complicadas. Apesar de seu tamanho enorme, a estrela é um objeto bastante simples. Seu núcleo é tão quente que moléculas complexas são destruídas e não há compostos químicos lá; assim, de fato, permanece um gás amorfo dos núcleos atômicos e dos elétrons. E você pode considerar um cristal de sal, composto por átomos de sódio e cloro, compactados muito firmemente para criar uma rede cúbica repetida. Se você pegar um cristal grande e cortá-lo, sua estrutura permanecerá praticamente inalterada até você separá-lo em átomos individuais. Mesmo que seja grande, um pedaço de sal não pode ser chamado de complexo.
Átomos e fenômenos astronômicos - muito grandes e muito pequenos - podem ser bastante simples. Mas entre eles começam as dificuldades. A parte mais difícil de todas são os seres vivos. O animal possui estruturas internas em todas as escalas, desde proteínas em células separadas até membros e órgãos principais. Ele não pode existir cortado em pedaços, pois um cristal de sal continua a existir quando é cortado. Está morrendo.
Às vezes, o entendimento científico é apresentado na forma de uma hierarquia, organizada à maneira dos pisos de um edifício. Tudo o que está conectado com sistemas mais complexos fica mais alto e tudo o que é mais simples é mais baixo. A matemática fica no porão, acima dela está a física de partículas, depois o resto da física, depois a química, a biologia, a botânica e a zoologia e, finalmente, o behaviorismo e as ciências sociais (a economia, é claro, alega cobertura).
A classificação das ciências não está em disputa, mas surge a questão de saber se as ciências no primeiro andar - em particular a física de partículas - são mais profundas ou mais abrangentes que outras. Em certo sentido, é. Como o físico
Stephen Weinberg explica em Dreams of a Final Theory, 1992, todas as respostas explicativas apontam para baixo. Se você, como uma criança teimosa, repete “por que, por que, por quê?”, Você se encontra no nível das partículas. Do ponto de vista de Weinberg, todos os cientistas são
reducionistas . Eles têm certeza de que tudo, mesmo que arbitrariamente complexo, seja uma solução da
equação de Schrödinger - a equação básica que controla o comportamento do sistema de acordo com a teoria quântica.
Mas a explicação dos reducionistas nem sempre é a melhor ou a mais útil. "Mais significa diferente",
disse o físico Philip Anderson. Tudo arbitrariamente complexo - florestas tropicais, furacões, comunidades humanas - consiste em átomos e obedece às leis da física quântica. Mas mesmo que essas equações pudessem ser resolvidas para grandes aglomerados de átomos, elas não nos dariam a iluminação que os cientistas estão procurando.
Os sistemas macroscópicos contendo um grande número de partículas demonstram propriedades emergentes que são melhor compreendidas em termos de conceitos novos e irredutíveis, adequados para um determinado nível do sistema. Valência,
gastrulação (diferenciação celular durante o desenvolvimento embrionário),
impressão e seleção natural são exemplos desses fenômenos. Mesmo um fenômeno que não é tão misterioso quanto o fluxo de água em tubulações ou rios é melhor compreendido em termos de viscosidade e turbulência do que na forma de relações de átomos individuais. Especialistas em mecânica de fluidos não prestam atenção ao fato de que a água consiste em moléculas de H2O; eles podem entender como as ondas quebram e quando uma curva faz com que o fluxo seja interrompido apenas porque apresentam o líquido como uma substância contínua.
Novos conceitos são especialmente importantes para a compreensão de coisas especialmente complexas - por exemplo, a migração de pássaros ou o cérebro humano. O cérebro é uma coleção de células; uma imagem é um conjunto de pigmentos químicos. Mas é importante e interessante como as estruturas e os padrões aparecem quando subimos os níveis - o que pode ser chamado de manifestar complexidade.
Portanto, o reducionismo é, em certo sentido, verdadeiro. Mas ele raramente é fiel em um sentido útil. Apenas 1% dos cientistas estuda física de partículas ou cosmologia. Os 99% restantes trabalham em níveis mais altos da hierarquia. Eles são limitados pela complexidade de seu tópico, não pela falta de entendimento da física subnuclear.
Então, na verdade, a analogia entre a ciência e o edifício é ruim. Uma base fraca põe em risco a estrutura do edifício. Por outro lado, as ciências de nível superior que trabalham com sistemas complexos não sofrem com fundamentos não confiáveis. Cada nível da ciência tem suas próprias explicações individuais. Fenômenos de diferentes níveis de dificuldade devem ser entendidos em termos de vários conceitos irredutíveis.
Grandes avanços podem ser esperados em três frentes: muito pequeno, muito grande e muito complexo. No entanto, atrevo-me a sugerir que existem limites para o nosso entendimento. Os primeiros que conseguem atingir esses limites podem ser as tentativas de entender sistemas muito complexos - como o nosso cérebro. Talvez grupos complexos de átomos, sejam eles o cérebro ou as máquinas eletrônicas, não sejam capazes de aprender tudo sobre si mesmos. E podemos encontrar outra barreira se tentarmos seguir ainda mais as setas de Weinberg: se elas conduzem à geometria de muitas dimensões que os especialistas em teoria das cordas desenham para si mesmos. Os físicos talvez nunca entendam os fundamentos do espaço e do tempo porque sua matemática será muito complexa.
Minha afirmação sobre as limitações da cognição humana foi
contestada por David Deutsch , um destacado físico teórico que surgiu com o conceito de "computadores quânticos". Em seu livro provocador e maravilhoso, O começo do infinito (2011) [O começo do infinito], ele diz que qualquer processo é basicamente computável. Isso é verdade. No entanto, a capacidade de calcular algo não é igual à capacidade de entendê-lo. Um belo padrão
fractal , um
conjunto de Mandelbrot , é descrito por um algoritmo de várias linhas. Sua forma pode até ser construída em um computador de poder modesto.
Mas nem uma única pessoa com apenas um algoritmo à sua frente pode imaginar esse desenho extremamente complexo como se pudesse imaginar um quadrado ou um círculo.
O campeão mundial de xadrez Garry Kasparov escreve no livro “Pensamento Profundo” (2017) que “uma pessoa com uma máquina” pode fazer mais do que individualmente. Talvez novas descobertas sejam feitas usando a simbiose aprimorada dessas duas entidades. Por exemplo, no desenvolvimento de medicamentos e na pesquisa em ciência dos materiais, o uso de simulações em computador oferece mais e mais oportunidades do que experimentos de laboratório. Se os carros serão capazes de nos superar qualitativamente - e se tornar razoáveis - ainda é um ponto discutível.
O pensamento abstrato, acessível ao cérebro biológico, predeterminou o surgimento da cultura e da ciência. Mas essa atividade, que não dura mais do que várias dezenas de milênios, talvez sirva como um breve precursor para mentes pós-humanas mais poderosas - que apareceram não devido à seleção darwiniana, mas ao "desenvolvimento racional". Pode-se discutir se o futuro pertence a máquinas pós-humanas orgânicas ou super-inteligentes eletrônicas. Mas seremos inapropriadamente antropocêntricos, acreditando que uma compreensão abrangente da realidade física está sujeita ao homem e que não haverá segredos deixados para nossos descendentes distantes.