A História da Luz: há mais de 2 mil anos ela instiga filósofos e cientistas

Desde o filósofo grego Empédocles até os dias atuais, a luz é objeto de estudo

O que ocorre nos olhos que nos permite ver? A informação que vemos sobre o mundo vem de fora ou está dentro dos olhos? A visão depende da luz? Afinal, o que é a luz? Uma onda? Uma partícula?

Essas foram questões que dividiram filósofos e cientistas por mais de 2 mil anos. Entre os gregos antigos, havia várias teorias para tentar explicar a luz e a visão. Os primeiros questionamentos nesse sentido foram algo como ‘Os homens enxergavam porque algo saía dos olhos ou porque algo entrava nos olhos?’ Primeiramente, acreditou-se que a visão era resultado de raios emitidos pelos olhos.

No século 5 a.C., o filósofo Empédocles, que postulou que tudo era composto de quatro elementos (terra, fogo, água e ar), foi um dos mais influentes em sua época sobre a questão da luz. Ele acreditava que o olho humano havia sido feito por Afrodite e que essa deusa da beleza e do amor havia acendido o fogo dentro desse órgão. Portanto, era essa luz emitida pelos olhos que permitia a visão.

Para Empédocles, esse fogo interno “tocava” os objetos e, ao retornar para a pupila, trazia informações sobre eles, como se fossem tentáculos. Por sua vez, os objetos também emitiam um tipo de fogo que carregava suas informações, como a cor e a forma. Assim, o fenômeno da visão ocorria quando o fogo interno dos olhos entrava em contato com o fogo externo dos objetos.

Mas a teoria de que a luz emanava dos olhos deixava questões em aberto: por que não é possível enxergar num lugar escuro? Que relação tem a luz do dia com o fogo emitido pelos olhos?

O matemático Euclides, famoso por seu livro sobre geometria, questionou-se sobre a natureza da luz. Ele se perguntava como era possível fechar os olhos, à noite, e, ao abri-los, ver imediatamente a luz das estrelas distantes? Para ele, isso só seria possível se a luz emitida pelos olhos viajasse com velocidade infinita.

As ideias de Empédocles sobre a luz foram criticadas pelos atomistas, filósofos que acreditavam que as coisas eram feitas de diminutas partículas, os átomos. Lucrécio, por exemplo, escreveu, em 55 a.C., que a luz e o calor do Sol eram compostos de átomos, que, assim que disparados, viajavam, sem perder tempo algum, através do ar. Para os atomistas, os objetos emitiam átomos em todas as direções e entravam nos nossos olhos, produzindo a visão.

Porém, a teoria atomista não explicava outros tantos questionamentos: as partículas desprendidas de um objeto não se chocavam contras as do objeto? Elas passariam umas pelas outras sem interagir? Como a imagem de um objeto muito grande encolheria para caber nos olhos?

O matemático árabe Alhazen (Foto: Reprodução TV)

A hipótese de que algo saía dos olhos foi duramente criticada pelo matemático e astrônomo árabe Alhazen – também conhecido como Ibn Al-Haytham –, que viveu no século 10 da era cristã. Para Alhazen era absurdo supor que uma emanação fluindo do olho seria capaz de preencher os céus visíveis quase simultaneamente ao levantar de nossas pálpebras.

Para ele, uma das propriedades da luz é afetar o olho, e é uma propriedade da visão ser afetada pela luz. A sensação visual, portanto, só é adequadamente explicada em termos da luz que chega aos olhos, vinda de um objeto. Num pensamento semelhante ao dos atomistas, Alhazen defendeu que a luz solar era feita de diminutas partículas que viajavam em linha reta, com grande velocidade, mas finita, e que eram refletidas pelos objetos para dentro de nossos olhos. Alhazen estudou não só a reflexão da luz pelos corpos, mas também a passagem dela por eles, fenômeno chamado refração.

Pelo conjunto de sua obra, reunida nos sete volumes do livro Óptica, publicado em latim em 1270, Alhazen é considerado, por muitos estudiosos da cultura árabe, como o primeiro físico experimental da história. Isso porque ele usou a câmara escura para estudar os fenômenos luminosos e provar suas ideias, principalmente a de que eram os objetos que emitiam luz e não os olhos.

Quase seis séculos se passaram até que surgisse uma contribuição importante para o entendimento dos fenômenos ópticos. Isso foi feito pelo astrônomo alemão Johannes Kepler. Em seu livro A parte óptica de astronomia, de 1604, considerado um dos marcos da óptica moderna, ele explica a formação da imagem no olho e apresenta uma teoria matemática para explicar o funcionamento de uma câmara escura. Também explicou problemas de visão, como a miopia (dificuldade de enxergar de longe) e a hipermetropia (de perto).

Kepler afirmou que a imagem do objeto observado é formada na retina – e não na lente do olho, o cristalino, como acreditava Alhazen. Mas não se perturbou com o fato de que a imagem aparecesse de cabeça para baixo nessa parte ao fundo do olho.

Em 1611, em outra obra importante, Dioptrica, Kepler, para quem a velocidade da luz era infinita, traça as bases das leis da passagem da luz através de um sistema de lentes. Ele mostra, por exemplo, como duas lentes convexas podem tornar os objetos maiores, embora invertidos. Esse é o princípio usado nos telescópios astronômicos.

Mas qual a importância de Kepler para o entendimento dos fenômenos ópticos?

René Descartes (Foto: Reprodução TV)

A história do pensamento sobre a natureza da luz pode ser dividida em duas correntes: 1) aqueles que defendiam ser a luz uma onda e 2) os que acreditavam se tratar de um corpúsculo. Como vimos, os atomistas e Alhazen eram adeptos desta última, sendo que a teoria corpuscular foi retomada por pensadores no século 17, como o francês Pierre Gassendi. Já a visão da luz como sendo uma onda teria adeptos de peso, como o filósofo e matemático francês René Descartes e o inglês Robert Hooke, que viveram no século 17.

Descartes defendia que o espaço era preenchido com algo que ele chamou de ‘plenum’, que transmitia pressão da fonte de luz até os olhos. Portanto, não era uma coisa material – partícula, átomo ou fogo – que realmente se deslocava de uma fonte luminosa até o olho.

Adepto de Kepler, Descartes apelou para um experimento bizarro para comprovar o argumento do astrônomo alemão de que a imagem se formava na retina de cabeça para baixo. Olhou através de um olho de boi do qual havia arrancado a retina e viu que a imagem realmente era invertida.

Descartes, para quem a velocidade da luz era finita, dedicou-se a um dos problemas mais difíceis até então da óptica: a refração, ou seja, a passagem da luz de um meio para o outro, como do ar para a água. Ele apontou a forma de calcular o desvio que ela sofre nesse processo. Além disso, ele tentou explicar o arco-íris.

Influenciado pelas ideias de Descartes, o matemático e físico holandês Christiaan Huygens desenvolveu uma teoria baseada na concepção de que a luz seria uma onda que se propaga pelo éter, um meio que, segundo os filósofos antigos, permeava todo o espaço. Isso o fez discordar de aspectos da teoria sobre luz e cores de Isaac Newton, baseada numa concepção corpuscular da luz. Para Huygens, a luz se comportava como uma série de ondas, que transmitiam o movimento de uma a outra – como a transferência de movimento de uma bolinha a outra.

Com sua teoria ondulatória da luz, Huygens explicou satisfatoriamente vários fenômenos ópticos, como a propagação retilínea da luz, a refração e a reflexão. Para ele, a luz se propaga com velocidade enorme, mas finita. Seus estudos podem ser consultados em seu mais conhecido trabalho sobre o assunto, o Tratado sobre a luz, de 1690. A teoria ondulatória de Huygens, no entanto, foi eclipsada pela teoria corpuscular de Newton, que prevaleceu ao longo de todo o século 18. A fama e o alcance das ideias desse cientista inglês desempenharam um papel essencial nessa preponderância.

O físico inglês Isaac Newton defendeu a teoria corpuscular da luz. Ele foi influenciado pelas ideias do atomista Gassendi. Essa visão causou grande controvérsia com outro cientista inglês, igualmente influente, Robert Hooke, que, poucos anos antes, havia publicado sua teoria ondulatória da luz. As ideias de Newton, no entanto, prevaleceriam, disseminadas pelo século 18 por seus seguidores.

No final do século 19, no entanto, a concepção ondulatória da luz passou a ser predominante. Agora, a luz visível era apenas um dos vários tipos de ondas eletromagnéticas, que podem viajar no espaço sem qualquer matéria que sirva de suporte para elas. Diferentemente do som, a luz pode viajar no vácuo, com uma velocidade de 300 mil km por segundo, o que permite a ela dar várias voltas em torno da Terra em um piscar de olhos. A velocidade da luz é um limite na natureza.

Albert Einstein (Foto: Reprodução TV)

O resultado de um experimento publicado pelo inglês Thomas Young foi fundamental para o estabelecimento da visão ondulatória da luz. No chamado experimento da dupla fenda, a luz, depois de atravessar dois orifícios muito pequenos feitos sobre um obstáculo, incide sobre um anteparo, formando nele um fenômeno que é típico das ondas: a interferência.

Foi o físico alemão Albert Einstein, no início do século passado, que, mais uma vez, inverteu esse cenário. Ele demonstrou que a luz é formada de partículas, diminutos pacotes de energia, denominados fótons. No final da década de 1900, Einstein perceberia que o entendimento de vários fenômenos naturais só seria completo se a luz fosse entendida como sendo tanto uma onda quanto um corpúsculo.

A confirmação final sobre a realidade física do fóton foi obtida apenas na metade da década de 1920. Um dos experimentos que comprovaram a existência dos fótons foi feito pelo físico norte-americano Arthur Compton. Nele, Compton demonstrou que, quando um fóton colide com um elétron, ambos se comportam como partículas.

Em meados da década de 1950, já no final de sua vida, Einstein costumava dizer que qualquer um achava saber o que era o fóton. Mas, na verdade, as pessoas não sabem. Porque a natureza do fóton ainda continua um mistério.

Afinal, o que é a luz?

Fonte: GLOBO CIÊNCIA

Do céu para os hospitais

Por: Sofia Moutinho (Ciência Hoje On-line)

Método para identificar galáxias, estrelas e planetas distantes é adaptado para a detecção de tipos graves de câncer de mama. A 'troca de figurinhas' entre astrônomos e médicos ajuda no encaminhamento para o tratamento adequado.

Na esquerda, foto de células de câncer tratadas com reagente pronta para ser submetida ao programa. Na direita, o objeto comum dos astrônomos: espaço sideral repleto de estrelas, planetas e galáxias. (fotos: Simon Shears | M. Kornmesser/ ESO)

            Uma técnica usada para identificar gigantescos objetos astronômicos fotografados por telescópios agora pode ser aplicada na detecção de minúsculas células cancerosas vistas através de microscópios. A ideia da interessante troca é de pesquisadores da Universidade de Cambridge, na Inglaterra.

            Os cientistas do Centro de Pesquisa de Câncer e do Instituto de Astronomia da instituição formaram uma parceria para adaptar um programa de análise de imagens que identifica galáxias, estrelas e planetas no céu para ele passar a apontar células de tumores de câncer de mama agressivos.

           
          Existem tumores de diferentes níveis de severidade e a identificação do estágio exato em que se encontram ajuda a direcionar o tipo de tratamento mais adequado em cada caso. Os cientistas conseguem saber se um câncer é de categoria agressiva pela presença de determinadas proteínas que a célula tumoral produz. Hoje, a detecção dessas proteínas é feita pela visualização de amostras em microscópios, um processo que pode tomar muito tempo.

            Com o programa, a identificação dos tumores é automatizada e mais de 5 mil imagens podem ser analisadas por dia

            O programa de astronomia adaptado faz esse trabalho de modo automático e mais rápido. Os cientistas só precisam jogar sobre as amostras de tumor uma substância que reage com as células e deixa uma mancha marrom onde há a proteína que procuram. Feito isso, basta deixar que o software processe fotografias das amostras e identifique, sozinho, as células marcadas.

            “A medicina moderna está dando os primeiros passos no sentido de prever o sucesso ou a falha de tratamentos específicos para determinados perfis de câncer”, comenta um dos pesquisadores envolvidos na iniciativa, o oncologista Carlos Caldas. “Mas, para isso, precisamos verificar milhares de amostras de tumores no microscópio. Com esse processo automatizado, podemos analisar mais de cinco mil imagens por dia.”

            O programa já foi testado com tumores de duas mil pacientes e se mostrou tão eficaz quanto os métodos tradicionais. Os cientistas agora planejam repetir os testes com mais amostras e refinar o programa para detectar outros elementos.

 

Troca de experiências

           A ideia de usar as ferramentas da astronomia na medicina surgiu depois que cientistas do grupo participaram de um congresso que reuniu físicos, astrônomos e cientistas de biomédicas justamente para compartilharem conhecimentos.

            Pode ser difícil de ver semelhanças entre as áreas, mas o líder da pesquisa, o oncologista Raza Ali, conta que logo de cara soube como aproveitar a expertise dos colegas astrônomos.

            “É incrível que nosso software usado para procurar planetas que podem abrigar vida fora do sistema solar possa agora ser usado para ajudar vidas de pacientes de câncer aqui na Terra”

            “Os astrônomos desenvolveram uma grande caixa de ferramentas de análises de imagens para diferentes problemas que encontram”, diz. “Eles tipicamente identificam e descrevem estrelas e planetas, mas se você parar para pensar, esses objetos são, em certo sentido, parecidos com as células de câncer que estamos interessados. Eles usam programas para procurar características comuns a esses objetos em meio a trilhões de astros. Nós fazemos a mesma coisa com as células de câncer.”

            O astrônomo Nicholas Walton, que ajudou Ali a adaptar o programa de identificação de astros, se diz satisfeito com a colaboração interdisciplinar. “É incrível que nosso software usado para procurar planetas que podem abrigar vida fora do sistema solar possa agora ser usado para ajudar vidas de pacientes de câncer aqui na Terra.”

A queda do muro entre ciências e humanidades

Neste ano, comemora-se meio século da publicação de 'A estrutura das revoluções científicas', do físico e filósofo norte-americano Thomas Kuhn (1922- 1996).

 

            Qualquer lista relacionando os 100 livros mais relevantes e influentes do século passado não poderia deixar A estrutura das revoluções científicas de fora, sob pena de ter seus critérios de escolha devidamente contestados. As ideias contidas nessa obra transformaram radicalmente a imagem da ciência que predominara até então.

            Como consequência, as áreas de história, sociologia e filosofia da ciência nunca mais foram as mesmas depois de 1962. O livro inspirou até os chamados science studies (estudos sobre ciência), campo responsável pelas mais ricas discussões sobre a ciência nos nossos dias.

            A estrutura - traduzida pela primeira vez no Brasil em 1975 - deixou marca indelével em praticamente todos os campos do saber, a ponto de o filósofo norte-americano Richard Rorty (1931-2007) ter sentenciado que Kuhn contribuiu para remodelar a cultura humana como um todo - notadamente, para borrar a fronteira demarcatória entre ciências naturais, sociais e humanas.

            O sucesso da obra não deve, todavia, ser identificado apenas com a atitude de aprovação. Pelo contrário. Se houve autor alvo de ataques contundentes (e virulentos), esse foi Kuhn. Tanto assim que empregou, em grande medida, sua produção acadêmica pós-1962 para responder às críticas, alegando sempre ter sido mal compreendido.

 

Críticas - O que teria levado Kuhn, então, a sofrer tamanha 'perseguição'? Em grande parte, isso se explica pelo modo como ele descreveu o desenvolvimento da ciência, uma vez que este se distinguia substancialmente da forma como, até então, o progresso científico fora interpretado. A nova imagem de ciência proposta por Kuhn pode ser assim esquematizada: ciência normal - crise - revolução científica - nova ciência normal, e assim sucessivamente.

            Em linhas gerais, a ciência normal é uma modalidade de pesquisa conduzida sob os auspícios de um paradigma, sendo este responsável por instaurar um consenso em vários níveis (metodológico, epistemológico, ontológico e axiológico) no interior de uma comunidade.

            Nessa fase, os cientistas lidam com 'operações de limpeza' em seu trabalho cotidiano, no sentido de precisar resolver, de maneira personalizada e criativa, quebra-cabeças; ou seja, aprofundar o conhecimento sobre os 'fatos'; aprimorar o próprio paradigma; e aumentar a correspondência dos 'fatos' com esse último.

            No período de ciência normal, a pesquisa progride de modo linear e cumulativo, graças ao consenso generalizado engendrado pelo paradigma. A confiança no paradigma pode ser quebrada, entretanto, quando os quebra-cabeças da prática normal se tornam anomalias, isto é, problemas que, a princípio, não são mais passíveis de solução.

            A crise instaurada em função da estagnação do paradigma vigente pode ter como desfecho possível uma revolução científica, episódio de desenvolvimento não cumulativo em que um paradigma é substituído por outro, incompatível com o anterior.

            Foi, efetivamente, com relação ao tópico das revoluções científicas que Kuhn despertou a ira de seus contemporâneos. Afinal, a leitura mais comum compreende que Kuhn estaria comparando - ao afirmar que, na disputa entre paradigmas concorrentes, não se pode recorrer a critérios estritamente lógicos e empíricos para decidir a querela - a ciência com outras formas de conhecimento normalmente consideradas 'irracionais' ou 'subjetivas'.

            Inclusive, no livro, Kuhn estabelece analogias surpreendentes entre essas formas de conhecimento e a revolução científica: mudança de perspectiva (gestalt), diálogo de surdos, revolução política, conversão religiosa etc. Tudo isso para ilustrar a tese - denominada por ele incomensurabilidade - segundo a qual não haveria possibilidade de se estatuir um juiz neutro para bater o martelo, de modo inequívoco, em prol de um dos dois lados.

            Paradigmas, portanto, argumentariam sempre de forma autorreferente, não havendo possibilidade de se lançar mão da coerência lógica e racional, nem da correspondência com a verdade sobre a natureza.

 

Provocação - Nada poderia soar mais provocador para os defensores da ciência como modelo de racionalidade e objetividade. Em obras posteriores, Kuhn tentou desfazer os mal-entendidos sobre seu 'irracionalismo', 'subjetivismo', 'relativismo'... Sua alegação básica foi afirmar que a incomensurabilidade, ao contrário do que pensaram seus adversários, seria justamente a condição necessária para que a ciência continuasse progredindo, no sentido de investigar parcelas da realidade até então desconsideradas.

            A incomensurabilidade propiciaria o advento de novas especialidades científicas - daí sua proposta estar afinada com as concepções que defendiam uma racionalidade especial da ciência.

            Sem querer entrar nessa disputa por ora, o fato é que, curiosamente, suas ideias foram incorporadas principalmente pelas áreas ligadas às ciências sociais e humanas, tendo havido até, a partir da década de 1970, verdadeira corrida em busca de paradigmas perdidos nas diversas disciplinas. Em contrapartida, nas ciências naturais - originalmente o objeto de análise de A estrutura - a recepção das ideias kuhnianas passaram ao largo do entusiasmo.

            Seja como for, só o fato de Kuhn não ter explicado a ciência em termos apenas de metodologia - tendo cunhado a noção mais abrangente de paradigma (visão de mundo e valores compartilhados) - representa grande avanço em comparação à concepção de inspiração positivista predominante à época - e, talvez, ainda hoje. Isso sem contar outras contribuições igualmente importantes.

 

O autor - A compreensão da relevância da publicação de A estrutura seria incompleta ou injusta se não falássemos algo sobre seu autor. Não só o conteúdo do livro é inovador, mas também o que tornou possível sua existência. Kuhn só foi capaz de nos legar obra tão significativa porque viveu a experiência da interdisciplinaridade de modo intenso.

            Mais do que isso, Kuhn transitou entre as ciências naturais e as ciências sociais e humanas de modo exemplar, valendo lembrar que, por exemplo, no período final (1958-1959) de gestação de A estrutura, trabalhou no Centro de Estudos Avançados em Ciências do Comportamento, na Califórnia (EUA), que foi fundamental para que concebesse a ideia de paradigma como consenso, ao ter convivido com o dissenso reinante entre os cientistas sociais.

            Tendo doutorado em física teórica, Kuhn deu uma guinada para a história e a filosofia da ciência, mas sem ter perdido seu interesse original naquela área. Na verdade, é como se Kuhn tivesse feito esse movimento de 'sair' de sua área de formação para buscar ferramentas que lhe permitissem conhecê-la melhor, olhando-a de fora. E, ao entrar nas humanidades, levou toda sua bagagem de cientista, que lhe permitiu causar, 'naturalmente', verdadeira revolução dentro daquelas.

            A trajetória de Kuhn nos inspira a não pensar mais em termos de dentro e fora, uma vez que seu grande legado foi ter derrubado as fronteiras entre ciências e humanidades. A questão persistente é: como podemos levar para o nível institucional, sem perda da espontaneidade, o que Kuhn fez 'naturalmente' durante toda a sua vida?

(Portal Ciência Hoje)

Os Dois Risquinhos que Formaram o Brasil Moderno

 (Crédito imagem: Alfredo Marques/CBPF)

 

            O antropólogo Daniel Miller, em seu primoroso texto ‘Artefacts and the meaning of things’ (Artefatos e o significado das coisas), coloca a seguinte questão: que objetos preservar para a posteridade em um museu da cultura material contemporânea?

            Tarefa complexa, e museu certamente gigantesco.

            O próprio Miller desfia parte do problema: casas e navios, muito grandes; algodão doce e guirlandas, efêmeros… Ele pergunta: “Entrariam todos os modelos de espelhos de carro? E marcas de xampu?”

            Dada a subjetividade da tarefa, ouso aqui apontar item que deveria constar de dito museu no Brasil: a fotografia em destaque nesta página, com dois risquinhos centrais, em forma de ‘L’. Lasca (significativa) do Brasil moderno se deve aos fatos ocasionados por essa imagem de abstração ímpar – cujo original, colado em cartolina dura, tem repousado, por anos, atrás de armário pesado, em Petrópolis, na casa de seu dono, Alfredo Marques, hoje pesquisador aposentado do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, no Rio de Janeiro (RJ).

            A história entremeada nesse punhado de pontinhos pretos em fundo bege tem a ver com o estabelecimento, no Brasil, dos alicerces político-administrativos da forma de cultura que o historiador marxista Eric Hobsbawm diz ter sido a mais influente no século passado, a ciência – e que tão pouca atenção merece dos departamentos de história de nossas universidades.

            Nossa fotografia remete à época em que a física nuclear era a vedete das ciências. A imagem é o ponto alto do emprego da fotografia como detector pelos físicos, técnica que ganhou seu formato pleno no início do século passado, quando o microscópio passou a ser usado para perscrutar, na dimensão do milionésimo de metro, os efeitos da radioatividade no interior da fotografia – esta, por sinal, nada mais era do que um suporte (vidro, papel etc.) sobre o qual era despejada finíssima camada de gelatina em que estão dispersos grãos de um sal de prata sensível a partículas de luz (fótons) e a partículas elementares dotadas de carga elétrica (elétrons, prótons etc.).

            A união da fotografia com o microscópio – a esse binômio, somem-se poucos vidros de reagentes para revelação – permitiu, nas décadas seguintes, fazer ciência de ponta de forma simples e barata – inclusive no Brasil, como veremos.

            Na década de 1920 e na seguinte, basicamente na Europa, a técnica se aprimorou, abarcando, além de fenômenos e constituintes do núcleo atômico, os mistérios dos raios cósmicos (radiação extraterrestre que bombardeia a Terra a todo instante). Porém, até então, a técnica só havia confirmado descobertas obtidas por outros detectores – o nêutron, em 1932, é o caso emblemático dessa lista de confirmações, apesar de esse fato ser bem pouco conhecido, mesmo pela historiografia da física.

            A imagem que abre este ensaio – na verdade, um mosaico de fotos menores feitas com o auxílio de um microscópio e colocadas em sequência – foi publicada na prestigiosa revista científica Nature, em24 de maio de 1947. Ela imortaliza a primeira descoberta da técnica, que, depois da Segunda Guerra, foi batizada técnica das emulsões nucleares – emulsão nuclear é só um nome pomposo para uma chapa de fotografia em preto e branco na qual se aumentou tanto a espessura da camada de gelatina quanto a concentração do sal de prata. As empresas Ilford e Kodak se tornariam as principais fabricantes desse tipo de fotografia, desenvolvida e produzida sob encomenda para os físicos.

            As emulsões nucleares viraram um tipo de detector ideal para países europeus que tentavam (sem praticamente verbas) reconstruir sua ciência no pós-guerra – Itália sendo o caso emblemático. Razão já apontada aqui: simples e barata. Mas há, pelo menos, mais dois motivos: i) era ideal para ser empregada por físicos que haviam tido formação universitária bem precária nos anos de guerra e agora queriam fazer pesquisa; ii) os raios cósmicos, ultraenergéticos, são fornecidos gratuitamente pela natureza – portanto, nada de despesas construindo aceleradores de partículas caríssimos, iniciativa que a então Europa, destruída pelo conflito, não podia tomar.

            A figura acima fez do Laboratório H. H. Wills, da Universidade de Bristol (Inglaterra), o templo maior da técnica. Para lá, em tempos ainda de pouca fama dessa instituição, seguiu, no inverno de 1946, o jovem físico brasileiro César Lattes (1924-2005). Ao final daquele ano, Lattes e seu ex-professor na Universidade de São Paulo, o físico italiano Giuseppe Occhialini (1907-1993), decidiriam expor emulsões nucleares no Pic du Midi, nos Pirineus franceses, a 2,8 mil m de altitude. A esperança era a de que um fragmento ainda desconhecido de matéria deixasse sua trajetória impressa nas chapas – por sinal, um lote delas continha, além do sal de prata, o elemento químico boro. E isso parece ter sido importante para os desdobramentos [Em tempo: sou da opinião de que, com base na documentação histórica que sobreviveu até nossos dias, a iniciativa tanto da exposição das chapas quanto do carregamento delas com boro foi de Lattes].

            Cerca de um mês depois, as chapas foram recolhidas e reveladas por Occhialini – e isso, indica a documentação, teria ocorrido no final de 1946. E lá, em meio a uma selva de risquinhos, estavam aquele dois, em forma de ‘L’. O clima no H. H. Wills, com seus cerca de 20 integrantes, ganhou momento. Dois traços semelhantes aos da imagem foram encontrados, mas um deles, o de maior extensão, ‘saía’ da fotografia – tecnicamente, os físicos diziam que o traço não parava na emulsão. Esse evento também está lá na Nature de 24 de maio.

            Pouco depois (dias, talvez), foram avistadas as duas trajetórias da imagem em questão. Depois de muita discussão – e isso provavelmente se estende do final de 1946 até o envio do artigo para a Nature –, os físicos do H. H. Wills concluíram que o traço de menor extensão era o méson pi (hoje, píon), partícula corajosamente proposta 13 anos antes pelo físico japonês Hideki Yukawa (1907-1981) para explicar por que os integrantes do núcleo (prótons e nêutrons) permanecem colados – essa ousadia teórica e a comprovação experimental por Bristol fizeram de Yukawa o primeiro Nobel do Japão, em 1949.

            O traço mais longo –0,6 mm de comprimento, daí a necessidade de um microscópio para visualizar essas dimensões – era um ‘elétron’ pesado (na época, méson mi; hoje, múon) [Em tempo: acredita-se que o boro tenha ajudado a imagem em questão a não se apagar com o tempo.]

            A descoberta teve repercussão significativa na comunidade internacional. Um dos motivos: mostrava que havia dois mésons de natureza distinta, encerrando uma das controvérsias científicas mais abrasadas (e interessantes) do século passado sobre a constituição da matéria. As melhores mentes do planeta se envolveram nessas discussões, tanto teóricos quanto experimentais.

            Porém. O H. H. Wills só tinha, naquele momento, dois eventos mostrando a desintegração (ou decaimento) de um méson pi em um múon. Serviu para comprovar a descoberta de um (píon) e a natureza do outro (múon). Mas, mesmo numa época em que a imagem tinha força de comprovação, dois era um número baixo de eventos, impossibilitando calcular propriedades dessas duas partículas.

            Lattes volta à cena. Vai ao Departamento de Geografia da Universidade de Bristol, ‘descobre’ o monte Chacaltaya, na Bolívia, a mais de 5 mil metros de altitude. Consegue algum dinheiro com a universidade e segue para os Andes com caixas de emulsões nucleares. Deixa as chapas expostas lá por cerca de um mês e volta para recolhê-las.

            Ao revelá-las, em Bristol, a equipe do H. H. Wills encontra centenas de eventos, sendo cerca de 30 deles decaimentos completos – ou seja, as duas trajetórias nos limites da emulsão – do píon em múon. Com base nesses achados, Lattes, Occhialini e Powell publicam dois artigos no final daquele 1947, com a relação das massas dessas duas partículas, por exemplo. Outro desdobramento da viagem de Lattes à Bolívia: a ‘descoberta’ de Chacaltaya para a comunidade científica de físicos. E isso teve desdobramentos importantes para a física no Brasil e na América Latina – mas é história para outra oportunidade.

            A esta altura, o leitor deve estar se perguntando qual a relação desse mosaico abstrato com a modernização do Brasil.

            À resposta, então.

            No final de 1948, depois de palestras e uma visita ao físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962), em Copenhague, por conta da repercussão da descoberta do píon, Lattes pôs seu plano em ação: ver se o então maior acelerador do mundo, no Laboratório de Radiação, na Universidade da Califórnia, em Berkeley, poderia produzir píons.

            O brasileiro chegou a Berkeley no início de 1948. Cerca de 10 dias depois, trabalhando com o norte-americano Eugene Gardner (1913-1950), indicou a presença de trajetórias características de píons nas emulsões nucleares.

            A produção por máquina (ou artificial) do píon teve enorme repercussão nos EUA. Razão principal: foi a solução de uma situação que já começava a ficar constrangedora para o idealizador daquele equipamento, Ernest Lawrence (1901-1958), Nobel de Física de 1939, que havia enterrado no chamado sincrociclótron uma pequena fortuna para época (US$ 1,7 milhão), dinheiro obtido junto ao governo e à iniciativa privada dos EUA. O acelerador, afinal, havia sido construído para produzir… píons. Mas, em quase um ano e meio de funcionamento, aquela lasca específica de matéria, objeto do desejo de teóricos e experimentais, teimava em não dar as caras por lá.

            Lattes personificava, naquele momento, nas palavras do historiador da ciência Peter Galison, a transferência de uma técnica da Europa – onde ela havia nascido e se desenvolvido nas últimas quatro décadas – para os EUA, onde ela ainda engatinhava.

            A confirmação de que o homem podia produzir píons mostrava – e isso é importante – que a tecnologia empregada no sincrociclótron (estabilização de fases, no vocabulário da física) funcionava. E, com ela, seria possível construir máquinas maiores – está aí, a meu ver, a raiz das dezenas de aceleradores de partículas que inundaram os EUA a partir da década de 1950.

            Com a desculpa de que havia produzido o píon, mas não sabia bem por quê, Lawrence arrancou milhões da poderosa (e rica) Comissão de Energia Atômica dos EUA. E o gigantesco Bévatron, muito mais potente que o sincrociclótron, entrou em funcionamento em 1954, para produzir antimatéria.

            Lawrence sempre ‘vendeu’ o píon com um tipo de salvador da humanidade, prometendo que a partícula não só combateria o câncer, mas também daria origem a novas fontes de energia (intra)nuclear e tecnologias inovadoras para bombas nucleares (a dita bomba mesônica). A imprensa norte-america reagiu a isso, cobrindo amplamente a produção do píon, comparando (sem modéstia) o feito a uma nova descoberta da América. O New York Times foi taxativo: resultado mais importante da física daquele 1948. Os astros da vez eram Lattes e Gardner – este morto precocemente. Capa de revistas semanais, ensaios de fotos para a prestigiosa Time-Life, reportagens do NYT, coletivas de imprensa, palestras…

            A gratidão de Lawrence pode ser medida por seu gesto: ofereceu gratuitamente ao Brasil um acelerador de partículas ou a possibilidade de o país enviar técnicos para os EUA para aprenderem a construir esses equipamentos – que já eram vistos, devido ao início da Guerra Fria, como tecnologias sensíveis. Para o Brasil, porém, nenhum desses dois cenários se concretizou. Em um entusiasmo sem fundamentos – capitaneado pelo almirante Álvaro Alberto da Mota e Silva (1889-1976) –, resolveu-se, anos mais tarde, por conta própria, construir um acelerador ainda mais potente que o sincrociclótron. Falhamos fragorosamente. Faltava dinheiro, equipamentos adequados e recursos humanos especializados.

            Há alguns indícios históricos (e não mais do que isso) de que Álvaro Alberto, ao se contrapor aos planos de doção e/ou construção de Lawrence, tenha criado uma rusga com Lattes. Reforça essa hipótese o fato de a imagem que abre este ensaio ter sido feita pelo físico brasileiro – que pediu a assinatura nela de Powell e Occhialini – para presentear o almirante. No entanto, virou presente de Lattes a seu grande amigo Alfredo Marques.

            No Brasil, os feitos científicos de Lattes foram propagandeados pelo físico José Leite Lopes (1918-2006), que viu no fato de termos “nosso herói da Era Nuclear” – expressão atribuída a Lattes pelo jornalista e escritor Bernardo Kucinski, que, ainda na década de 1990, generosamente, me indicou a existência de documentação histórica no H. H. Wills e fez crescer em mim o interesse pela história contada aqui – a chance de levar adiante os anseios da comunidade de físicos e de outros cientistas da época: pesquisa, ensino e dedicação integral nas universidades.

            Leite, sempre articulado, reuniu em torno dele, além de cientistas, militares, artistas, intelectuais, empresários e jornalistas. Desse movimento, nasceu o Centro Brasileiro de Pesquisa Físicas, no Rio de Janeiro (RJ), tendo Lattes, aos 24 anos de idade, como seu primeiro diretor científico. A reboque do CBPF, veio o então Conselho Nacional de Pesquisas (hoje, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) e várias instituições ligadas à estrutura político-admnistrativa da ciência no Brasil, bem como centros de pesquisa e universidades.

            Ciência era parte de nosso projeto de nação.

            Aqueles dois risquinhos alavancaram a modernidade (científica, pelo menos) do Brasil. Aquela fotografia, a meu ver, merece, portanto, lugar em nosso (improvável) museu da cultura material do povo brasileiro.

            Para finalizar, um historiador da física italiano que andou vasculhando os arquivos do Centro para a História da Ciência da Real Academia Sueca de Ciências, em Estocolmo, onde estão os arquivos relativos ao Nobel, informou: há lá pasta com etiquetas das quais constam dois nomes, Gardner e Lattes. É provavelmente resultado da indicação dos então dois jovens cientistas ao prêmio. Muito certamente, como já foi dito, lobby do próprio Lawrence e colegas.

            Seria grande serviço à história da ciência desse país saber o que há naquela pasta.

 

Por Cássio Leite Vieira

Publicado em 08/07/2012, Revista Pittacos.