Durante a leitura do livro Gigantes da Física : Uma História da Física Moderna através de oito biografias, de autoria de Richard Brennan, cheguei ao trecho sobre o Princípio da Incerteza, que já foi tema da seguinte postagem: Por que o contador influencia a medida?. Segue transcrição das páginas 182,182,183,184:
Na primavera de 1927, Werner Heisenberg, então com apenas 26 anos, propôs a Zeitschrift für Physik um curto artigo intitulado " Sobre o conteúdo perceptivo da cinemática da mecânica quântica teórica". Essse texto de 27 páginas, enviado da Dinamarca para a revista, continha a forumulação do famoso Princípio da Incerteza na Mecânica Quântica (também conhecido como Princípio da Indeterminação) assegurou a Heisenberg um lugar na história da ciência. Isso porque o princípio da incerteza tem amplas implicações não só parara a física subatômica como para todo o conhecimento humano.
A compreensão que está no cerne do Princípio da Incerteza surgiu das tentativas teóricas para determinar a órbita exata dos elétrons num átomo. Para determinar a posição de um elétron em circulação em um átomo, é necessário iluminá-lo d alguma maneira; isto é, um feixe de alguma radiação eletromagnética de comprimento de onda curto dve ser concentrado no elétron. Essa radiação iluminante, contudo, comporta-se como um grupo de partículas, e estas- ou até só uma delas-, ao colidir com o elétron, alteram-lhe a posição. Mais ou menos como uma bola de bilhar que atinge e move uma outra. Portanto, o próprio ato de iluminar o elétron apara observá-lo e medir sua posição altera-lhe o movimento e, consequentemente, deixa de ser possível medir sua posição com certeza.
Pode-se faer uma analogia simples, que ajuda a explicar o princípio, com uma sala de aula cheia de estudantes. O diretor da escola não tem como descobrir por observação direta como os alunos se comportam normalmente porque o mero fato de sua entrada na sala de aula os faz se comportarem de uma menira atípica. Para dar um outro exemplo, quando se tenta medir a temperatura da água quente de uma chaleira sobre o fogão, a própria insrção de um trmômetro na água muda sua temperatura-não muito, é claro, mas o suficiente para tornar a exatidão impossível. O mesmo se aplica a todas as quantidades físicas. O ato da observação sempre altera o observado de maneira a tal impedir uma medida indiscutível.
(...)Heisenberg mostrou que, na verdade, a incerteza impregna toda a natureza; não é um mero efeito colateral anômalo do trabalho com variáveis experimentais muito diminutas. A incerteza está sempre presente, é inescapável.
(...)Que diferença faz a inexatidão para nós que vivemos no mundo mais amplo, o macrocosmo? A resposta é que, embora todas as medidas envolvam alguma grau d incerteza, na escala macroscópica ele não é significativo. Podemos continuar voando de São Francisco para Nova York com a certeza de alcançar nosso destino final. Não tingiremos exatamente o alvo, mas estaremos suficientemnte próximos. Podemos até lançar satélites nas profundezas do espaço com segurança de que, ainda que nossos cálculos tenha sido um pouquinho inexatos, o erro será tão pequeno que nenhum instrumento de medida poderá detectá-lo.
Ainda assim, pode ser filosoficamente pertubador compreender que há uma inexatidão inerente em tudo o que fazemos, em cada medição que fazemos. Alguns matmáticos gostariam de acreditar que quando fazem todos os seus cálculos da manira mais acurada possível, o resultado é inteiramente previsível. Mas não é o que acontece com o Princípio de Heisenberg. A própria tenativa de conhecer com absoluta precisão qualquer fato físico é fundamentalmente invasiva. Devemos por isso desistir da investigação científica? Obviamente não. A pesquisa científica prossegue, mas temos nova compreeensão de suas limitações.
Com o tempo, as implicações do princípio da incerteza d Heisenbrg começaram a mergir. Primiro so físicos quânticos aceitaram as ideias de Heisenberg, depois outros cintistas, e finalmente uns poucos do público esclarecido em geral. Com essa aceitação veio a compreensão pertubadora de que a incerteza não está confinada ao laboratório.
Logo se descobriram analogias com a mcânica quântica em muitos outros campos, e começou-se a fazer perguntas inquietantes sobre o próprio conhecimento. Haveria alguma área da investigação humana m que o conhcimento poderia ser pensado como absolutamente certo e correto? Mesmo no campo da matemática, por muito tempo considrado a cidadela da certeza, surgiram dúvidas. O matmático austríaco Kurt Godel mostrou no início da década de 1930 que no interior de qualquer sistema lógico, por mais rigidamente estruturado que seja, sempre há questões que não são possíveis resolver com certeza, sempre se pode descobrir contradições e imprecisões que nele se ergueiraram.
(...)A influência de Eisenberg foi tão difusa que pode ser detectada até no mundo da ficção. Num artigo publicado no The New York Times Book Review, um crítico disse a propósito de uma romancista: "Ela conhece bastante sobre Heisenberg para compreender que o ato de observar altera o objeto que está sendo observado; ou, em termos literários, que o ato de contar a história altera a história que está sendo contada."
Na primavera de 1927, Werner Heisenberg, então com apenas 26 anos, propôs a Zeitschrift für Physik um curto artigo intitulado " Sobre o conteúdo perceptivo da cinemática da mecânica quântica teórica". Essse texto de 27 páginas, enviado da Dinamarca para a revista, continha a forumulação do famoso Princípio da Incerteza na Mecânica Quântica (também conhecido como Princípio da Indeterminação) assegurou a Heisenberg um lugar na história da ciência. Isso porque o princípio da incerteza tem amplas implicações não só parara a física subatômica como para todo o conhecimento humano.
A compreensão que está no cerne do Princípio da Incerteza surgiu das tentativas teóricas para determinar a órbita exata dos elétrons num átomo. Para determinar a posição de um elétron em circulação em um átomo, é necessário iluminá-lo d alguma maneira; isto é, um feixe de alguma radiação eletromagnética de comprimento de onda curto dve ser concentrado no elétron. Essa radiação iluminante, contudo, comporta-se como um grupo de partículas, e estas- ou até só uma delas-, ao colidir com o elétron, alteram-lhe a posição. Mais ou menos como uma bola de bilhar que atinge e move uma outra. Portanto, o próprio ato de iluminar o elétron apara observá-lo e medir sua posição altera-lhe o movimento e, consequentemente, deixa de ser possível medir sua posição com certeza.
Pode-se faer uma analogia simples, que ajuda a explicar o princípio, com uma sala de aula cheia de estudantes. O diretor da escola não tem como descobrir por observação direta como os alunos se comportam normalmente porque o mero fato de sua entrada na sala de aula os faz se comportarem de uma menira atípica. Para dar um outro exemplo, quando se tenta medir a temperatura da água quente de uma chaleira sobre o fogão, a própria insrção de um trmômetro na água muda sua temperatura-não muito, é claro, mas o suficiente para tornar a exatidão impossível. O mesmo se aplica a todas as quantidades físicas. O ato da observação sempre altera o observado de maneira a tal impedir uma medida indiscutível.
(...)Heisenberg mostrou que, na verdade, a incerteza impregna toda a natureza; não é um mero efeito colateral anômalo do trabalho com variáveis experimentais muito diminutas. A incerteza está sempre presente, é inescapável.
(...)Que diferença faz a inexatidão para nós que vivemos no mundo mais amplo, o macrocosmo? A resposta é que, embora todas as medidas envolvam alguma grau d incerteza, na escala macroscópica ele não é significativo. Podemos continuar voando de São Francisco para Nova York com a certeza de alcançar nosso destino final. Não tingiremos exatamente o alvo, mas estaremos suficientemnte próximos. Podemos até lançar satélites nas profundezas do espaço com segurança de que, ainda que nossos cálculos tenha sido um pouquinho inexatos, o erro será tão pequeno que nenhum instrumento de medida poderá detectá-lo.
Ainda assim, pode ser filosoficamente pertubador compreender que há uma inexatidão inerente em tudo o que fazemos, em cada medição que fazemos. Alguns matmáticos gostariam de acreditar que quando fazem todos os seus cálculos da manira mais acurada possível, o resultado é inteiramente previsível. Mas não é o que acontece com o Princípio de Heisenberg. A própria tenativa de conhecer com absoluta precisão qualquer fato físico é fundamentalmente invasiva. Devemos por isso desistir da investigação científica? Obviamente não. A pesquisa científica prossegue, mas temos nova compreeensão de suas limitações.
Com o tempo, as implicações do princípio da incerteza d Heisenbrg começaram a mergir. Primiro so físicos quânticos aceitaram as ideias de Heisenberg, depois outros cintistas, e finalmente uns poucos do público esclarecido em geral. Com essa aceitação veio a compreensão pertubadora de que a incerteza não está confinada ao laboratório.
Logo se descobriram analogias com a mcânica quântica em muitos outros campos, e começou-se a fazer perguntas inquietantes sobre o próprio conhecimento. Haveria alguma área da investigação humana m que o conhcimento poderia ser pensado como absolutamente certo e correto? Mesmo no campo da matemática, por muito tempo considrado a cidadela da certeza, surgiram dúvidas. O matmático austríaco Kurt Godel mostrou no início da década de 1930 que no interior de qualquer sistema lógico, por mais rigidamente estruturado que seja, sempre há questões que não são possíveis resolver com certeza, sempre se pode descobrir contradições e imprecisões que nele se ergueiraram.
(...)A influência de Eisenberg foi tão difusa que pode ser detectada até no mundo da ficção. Num artigo publicado no The New York Times Book Review, um crítico disse a propósito de uma romancista: "Ela conhece bastante sobre Heisenberg para compreender que o ato de observar altera o objeto que está sendo observado; ou, em termos literários, que o ato de contar a história altera a história que está sendo contada."
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