Ano VIII / Nº 323

Texto publicado 
na revista Super, edição de novembro de 2002

Outras reportagens

Realismo fantástico


Teorias formuladas nos últimos 100 anos 
reescreveram o conhecimento e revelaram aspectos da 
realidade jamais imaginados antes pelo homem

Por Jomar Morais    

Para entender a aventura da ciência moderna e suas estranhas teorias que desafiam o senso comum, melhor relembrar dois ícones do conhecimento no século XX: o dinamarquês Niels Bohr e o austríaco Karl Popper. Confrontado certa vez com uma hipótese nada ortodoxa, Bohr, um físico do porte de Albert Einstein, disse que a questão não era saber se a idéia era maluca, mas se era suficientemente maluca para ser verdade. Popper, considerado um dos maiores filósofos da ciência, certamente concordaria com Bohr, mas até certo ponto. Ele achava que a verdade é simplesmente inatingível e, por isso, propôs a divisão da realidade em três partes: o real, sobre o qual jamais teremos o completo conhecimento, a realidade dos sentidos e a realidade das idéias. As duas últimas, segundo o filósofo, ajudam-nos a chegar mais próximo da primeira.

É difícil duvidar de Bohr e Popper quando se lança um olhar sobre a trajetória da ciência nos últimos 100 anos. Os sentidos e as idéias levaram os cientistas a descortinar aspectos inimagináveis daquilo que é (ou parece ser) o real, traduzidos em um conjunto de teorias que, não raro, arranham ou demolem concepções antes sólidas e inabaláveis. Idéias incríveis, especialmente no campo da física, redesenharam em nossas mentes o universo, o planeta, o homem, a marcha do progresso e o próprio sentido da vida e do conhecimento. Mais: arrancaram-nos em definitivo o confortável senso de estabilidade que, até então, nos dera a impressão de que tudo podia ser previsto e controlado.

"O século XX foi profetizado no ditado do pensador grego Heráclito, segundo o qual ninguém consegue mergulhar a mão duas vezes no mesmo rio", diz o divulgador científico Charles Flowers, autor de 58 livros, entre eles Instability Rules (Normas Instáveis, ainda não editado no Brasil), que registra as idéias mais fascinantes da ciência numa época de atualização sucessiva do conhecimento. Como a água do rio que flui incessantemente, tudo se move. O presente, ainda que isso nos assuste, torna-se passado instantaneamente. E isso afeta coisas, seres, idéias. "A ciência busca padrões", dizia Popper. Na prática, essa é uma meta alcançada através das teorias, modelos matemáticos que descrevem e codificam as observações dos cientistas. Mas o que é a boa teoria, a boa ciência? "A boa teoria é aquela que descreve uma série de fenômenos com base em postulados simples e faz previsões que podem ser testadas", afirma Stephen Hawking, um físico americano adepto do positivismo de Popper. "Se as previsões concordam com as observações, a teoria sobrevive àquele teste, embora nunca se possa provar efetivamente que esteja correta. Por outro lado, se as observações discordam das previsões, é preciso descartar ou modificar a teoria."

Até quando as teorias revolucionárias da atualidade continuarão concordando com as observações dos cientistas? Impossível prever com precisão, mas, a julgar pela produção frenética dos pesquisadores, certamente elas serão aperfeiçoadas ou substituídas em tempo mais breve que o de suas antecessoras no mundo quase estável da ciência clássica. Antes que a próxima mudança aconteça, no entanto, vale a pena conhecer um pouco de algumas dessas idéias incríveis da saga recente do conhecimento.

A corrida do universo

A cosmologia nunca mais foi a mesma depois de Edwin Hubble, um americano excêntrico que falava com sotaque britânico, e de uma engenhoca chamada espectrógrafo, então utilizada para analisar a composição química da matéria. Na década de 1920, Hubble, usou pela primeira vez o aparelho para medir a radiação das estrelas e, ao observar as alterações nas ondas de luz, constatou: o céu não é plácido. Todas as galáxias se movem a uma velocidade espantosa, afastando-se umas das outras, exceto em alguns casos. O universo inteiro está se expandindo. A prova disso são as ondas longas, registradas em vermelho na espectrografia - um sinal de que o emissor da onda está se afastando do observador. No sentido contrário, a onda torna-se mais curta e exibe tons azulados no espectro.

A luz visível ocupa apenas 2% do espectro eletromagnético, próximo ao centro. Em direção aos extremos da escala, são registrados diferentes tipos de altas e baixas energias, como é o caso dos raios X, gamma, radiações ultravioleta, microondas e ondas de rádio. Assim, com o espectrógrafo acoplado telescópio, novos milhares, milhões de astros se tornaram vísiveis ou mensuráveis, agigantando a concepção de cosmo. Nos anos 20, o universo retratado pela ciência tinha o tamanho da Via Láctea, a galáxia de 100 bilhões de astros onde estão o Sol e a Terra; coube a Hubble e seu espectrógrafo ampliarem exageradamente essa imagem. Foi ele quem primeiro percebeu que Andrômeda, tida então como uma nuvem de gás, é um conglomerado de estrelas maior que a Via Láctea e, excepcionalmente, se desloca em nossa direção à velocidade de 80 quilômetros por segundo. Depois disso, outras nebulosas, muitas distantes da Terra até 11 bilhões de anos-luz, foram reconhecidas como galáxias – calcula-se agora que elas são mais de 50 bilhões -, que se deslocam rumo à borda do universo a 1 100 quilômetros por segundo.

A descoberta do universo em expansão permitiu um surgimento de uma nova hipótese para o início de tudo: a teoria do big bang ou grande explosão. O raciocínio é que, se as galáxias estão se afastando uma das outras, provavelmente já estiveram juntas no passado, concentradas num ponto de densidade infinita que em algum momento explodiu. Isso teria acontecido entre 12 e 15 bilhões de anos atrás.

O imprevisível mundo quântico

Um corpo pode ocupar apenas um lugar no espaço, certo? Assim ensina a física clássica, de Isaac Newton, aquela cujas leis nos permitem prever e controlar eventos no mundo macro e mandar espaçonaves para outros planetas. Mas não é assim que as coisas funcionam no nível subatômico, onde estão os alicerces da matéria. Elétrons, por exemplo, podem estar em dois lugares ao mesmo tempo. Prótons podem passar através de barreiras fisicamente impermeáveis. Partículas podem se comunicar com outras situadas a milhões de anos-luz no espaço, a uma velocidade superior à da luz, um marco que Albert Einstein considerava o limite universal da rapidez. Aliás, partículas como o elétron podem até "escolher" ser isso mesmo ou apenas onda, apresentando-se ora como matéria, ora como energia - e simplesmente desaparecendo no intervalo entre um e outro estado até que a observação humana ou um aparelho eletrônico registre a sua presença. Nesse mundo tudo são probabilidades, a incerteza - a impossibilidade de prever simultaneamente a posição e o movimento de uma partícula -é o princípio que rege todos os eventos.

Parece conto de fada, mas não é. Os fenômenos incríveis desse nível infinitesimal da realidade são atestados por equações complicadas e raras provas experimentais obtidas em aceleradores de partículas com quilômetros de extensão. Um enredo que começou em 1900, quando o físico alemão Max Planck anunciou que a luz e outras formas de energia radiante não se apresentavam como ondas contínuas, mas como discretos pacotes de fótons (partícula elementar de massa nula) que ele chamou de "quanta". A descoberta, segundo Planck, poderia explicar a taxa de radiação dos corpos escuros, um dos problemas insolúveis da física clássica, porém só mais tarde se pôde entender a plena extensão de suas implicações. Como resultado, foi estabelecido um conjunto de novas teorias, conhecido como mecânica quântica, que revolucionou o conceito de realidade.

Um dos pontos fundamentais para esse novo entendimento foi a constatação, pelo físico britânico Ernest Rutherford, de que, tal como a luz, a existência do elétron é governada pela descontinuidade: ele não se submete a uma órbita fixa em torno do núcleo do átomo, mas costuma saltar de um ponto para outro, sem percorrer uma trajetória no espaço, só existindo concretamente em cada posição durante algum tempo. Isso sinalizou a revelação bombástica de que todos os objetos sólidos – inclusive o corpo humano - são constituídos quase que inteiramente de espaço vazio, uma imagem impressionante deduzida dos experimentos de Rutherford. Levando em conta os padrões subatômicos, um átomo seria algo como uma ervilha (o núcleo) no centro de uma área do tamanho de sete campos de futebol, rodeada de alguns grânulos de poeira (os elétrons) espalhados na imensa superfície.

Os postulados da física quântica foram consolidados por físicos como o alemão Werner Heisenberg e o próprio Niels Bohr, que a princípio considerou a teoria de Rutherford uma loucura, mas fiel ao seu próprio critério de avaliação de novas idéias (você viu isso no início deste texto, lembra?), acabou convencido de que a hipótese era suficientemente maluca para ser verdade. A teoria quântica é aplicada na tecnologia a laser e nas telecomunicações e, nos últimos anos, uma rede de cientistas tem trabalhado no projeto de construção de um computador quântico cuja velocidade de processamento poderia transformar em brinquedo as máquinas mais poderosas em funcionamento. No limite, alguns físicos extrapolam as teorias quânticas para a explicação da vida e do universo, incluindo o conceito de consciência – uma consciência cósmica, unitiva – como a origem do colapso quântico que proporcionaria a materialização daquilo que existe primordialmente num infinito mar de probabilidades.

A dança dos continentes

Não existe terra firme. Os continentes são móveis, bailam sobre a crosta terrestre e já estiveram juntos, há mais de 200 milhões de anos, em um único supercontinente, fraturado depois pelo magma que emerge das profundezas do planeta. Mesmo uma criança que observasse o mapa mundial poderia imaginar algo nessa direção, ao perceber os recortes continentais que se encaixam como peças de um quebra-cabeça. O Brasil não parece ajustar-se à costa oeste da África? O norte da África e a Europa não cabem nas reentrâncias das Américas do Norte e Central? Mas, no final do século XIX, quando o pesquisador alemão Alfred Wegener transformou essa idéia intuitiva em teoria quase ninguém aceitou e ele foi alvo de zombaria na comunidade científica. Wegener não conseguiu reunir provas concretas de como o continente original se dividiu, mas acenou com evidências fortes de sua existência: a identidade de relevo, flora, fauna e fósseis entre continentes separados pelo oceano, como é o caso da América do Sul e da África, e a presença de em ilhas do Ártico de imensos depósitos de vegetais típicos da zona tropical.

Somente na segunda metade do século XX, a idéia incrível de Wegener pôde ser comprovada por novas observações do fundo do oceano que resultaram na teoria das placas tectônicas. Desde, então, sabe-se que os continentes deslizam nas águas, assentados sobre tais placas, as quais, periodicamente, colidem, dando origem a montanhas e vales no fundo dos oceanos ou a abalos sísmicos que, juntamenrte com as erupções vulcânicas, ajudam a redesenhar, lentamente, o mapa da Terra.

A caixa preta dos genes

Foi o abade austríaco Gregor Mendel quem criou a genética, na segunda metade do século XIX, depois de observar o desenvolvimento de 30 000 pés de ervilha ao longo de várias gerações da planta. Ele descobriu que a hereditariedade não resultava de uma simples mistura de características e formulou o conceito de genes dominantes e recessivos para explicar os traços de uma descendência. Mendel não sabia, mas estava começando a abrir talvez a mais importante caixa preta da vida, que só no século seguinte seria melhor investigada. O grande passo para o esclarecimento dos enigmas – e eles são muitos, a maioria ainda não resolvida – foi a descoberta, pelos biólogos ingleses James Watson e Francis Crick, da estrutura em dupla hélice do DNA, a molécula de ácido desoxirribonucleico que carrega o código genético.

Watson e Crick mostraram que os filamentos de DNA são um tipo de linguagem química formada por apenas quatro letras, cujas combinações determinam a formação,o funcionamento e a herança a ser transmitida por cada indivíduo. São elas A, T, C e G, correspondentes às quatro bases químicas – adenina, guanina, timina e citosina - que dirigem a criação de amino-ácidos necessários à produção de proteínas que funcionam como hormônios, enzimas, anticorpos e outras moléculas biológicas essenciais. O achado de Watson e Crick culminou no chamado Projeto Genoma Humano que, há quatro anos, presentou a ciência com o mapeamento de nosso código genético.

Sabe-se agora que cada pessoa carrega nos 30 trilhões de células de seu corpo uma enorme seqüência de moléculas ordenadas, correspondentes às letras A, T, C, G - o nosso genoma. Ele tem cerca de 3,2 bilhões de letras, distribuídas em 23 pares de estruturas chamadas cromossomos. O gene previsto por Mendel é a parte do genoma que codifica uma proteína. Segundo os cientistas somente entre 40 000 e 100 000 genes, que correspondem a cerca de 3% a 5% das letras do genoma, seriam ativos. A parcela restante tem a função de regular a ação dos genes ativos ou simplesmente não teriam qualquer função. Considerando que dois seres humanos apresentam seqüências 99,9% idênticas, as pequenas diferenças que fazem de cada indivíduo um ser único seriam determinadas por uma parcela ínfima de genes, hoje objeto de pesquisas avançadas.

A caixa-preta dos genes ainda está repleta de enigmas que só futuramente serão decifrados, tornando mais claros os limites da genética, do ambiente, da cultura e de fatores ainda desconhecidos no perfil biopsicológico de cada indivíduo.

O Jardim do Éden, o espaço mitológico onde, segundo a Bíblia, Deus criou o primeiro homem, ficava na África e Adão era negro. Hominídeos, espécies das quais teriam derivado a humanidade, podem ter se espalhado antes por outras partes do planeta, conforme atestam os registros fósseis, mas há poucas dúvidas sobre um detalhe: a espécie humana surgiu entre 100 000 e 200 000 em savanas ou florestas do leste da África, migrando em seguida para outros pontos da Terra. É o que está escrito no DNA, a nossa impressão digital genética. A descoberta foi possível graças a um tipo específico de ácido desoxirribonucleico gerado fora do núcleo da célula, conhecido como DNA mitocondrial, que só as mulheres transmitem aos filhos. Na prática, isso funciona como uma árvore familiar química, cujas raízes foram identificadas pelos geneticistas no continente africano.

As pesquisas do DNA mitocondrial derrubaram a idéia de que o homem teve origem na Europa, predominante desde 1856, quando foram encontrados os primeiros esqueletos de neandertales, os ancestrais humanos que viveram no vale do Neander, na Alemanha. E sepultaram o viés preconceituoso que influenciou os estudos sobre a origem da espécie até o início do século XX. A questão agora, propõe Flowers, é saber se o Homo sapiens, este animal que conquistou o mundo, é o ápice do desenvolvimento da espécie humana – uma pergunta que as evidências do processo evolutivo parecem responder de modo claro. "Não há razão para pensar assim", diz Flowers. "Se nós somos um ponto no caminho, não o ponto final, então nos beneficiamos dos que nos antecederam e certamente transmitiremos benefícios à espécie que surgir de nosso próximo salto".

A idéia de construir máquinas que pensam tem pelo menos quatro séculos, mas foi devido ao surgimento da ciência cognitiva, na década de 1950, que se tornou uma obsessão da modernidade. Com o rápido desenvolvimento da computação, logo se imaginou que o sonho não tardaria a virar realidade. Afinal, predominava na época a suposição de que a lógica binária dos computadores é repetida, ainda que metaforicamente, pelo cérebro na construção do pensamento. Depois se percebeu que havia muito mais complicadores.

O matemático inglês Alan Turing, inventor do chamado ''teste de Turing" - destinado a constatar se uma máquina pensa - argumentou que, por mais poderoso fosse um computador, ele sempre apresentaria buracos nos programas. Resolvido um problema, a sombra de um paradoxo maior aparecia, em um nível cada vez mais sofisticado, erigindo dificuldades a uma definição precisa da fronteira entre um comportamento inteligente e outro não-inteligente. Para Turing, o cientista que quebrou os códigos de comunicação do Exército de Hitler, permitindo a vitória dos aliados na II Guerra Mundial, o desafio, até hoje intransponível, é criar uma máquina capaz de responder a situações de maneira flexível, aproveitar as vantagens que uma situação fortuita, conferir sentido a mensagens ambíguas e formular idéias novas – as características fundamentais de um comportamento inteligente.

Até aqui, os computadores têm sido seres inflexíveis e obedientes a instruções. Além disso, lembra Flowers, os cientistas cognitivos têm cautelosamente excluído da pesquisa da inteligência artificial as emoções e todos os aspectos confusos da personalidade para os quais, aparentemente, não existem explicações fisiológicas, como é o caso da consciência.

Há quem ache que o caminho para a inteligência artificial é compor longas séries de regras, em formalismos estritos, para fazer com que máquinas inflexíveis possam se comportar de maneira flexível. No ser humano, a flexibilidade da inteligência e a própria consciência consistiriam em navegar por este imenso sistema de regras. A questão é saber que regras podem reproduzir numa máquina a maleabilidade do comportamento inteligente – um obstáculo que, para ser superado, exige mais conhecimentos sobre os segredos do cérebro humano.

A clonagem, produção de um indivíduo geneticamente idêntico a outro, é uma das idéias mais polêmicas da ciência moderna. Ela consiste na inserção do genoma completo de uma célula adulta em um óvulo, e posteriormente seu desenvolvimento em uma "barriga de aluguel". A ovelha Dolly, concebida num laboratório do Reino Unido em 1998, foi o primeiro caso de clonagem de mamífero. Não demorou para que se esbarrasse na questão crucial da clonagem de humanos (já ensaiada por alguns pesquisadores), envolvida com obstáculos mais de natureza ética do que tecnológico-científica.

Uma das grandes esperanças no processo de clonagem é o seu uso para fins terapêuticos, a partir da reprodução das chamadas células-tronco. Trata-se de células primitivas que dão origem a todas as demais, o que leva os cientistas a projetar para o futuro próximo a regeneração de células mortas no caso de doenças degenerativas nervosas, como Parkinson e Alzheimer, e em pacientes que tiveram infarto do miocárdio ou sofrem de diabetes, cirrose hepática e outras doenças.

Ainda que a clonagem de seres humanos venha a se concretizar, os indivíduos nascidos dessa forma jamais serão as cópias perfeitas imaginadas pelas pessoas. A idéia de identidade total não se aplica a um clone humano, conforme demonstra a clonagem que há milênios é realizada pela própria natureza no caso de gêmeos univitelinos. Seus genomas são idênticos, já que se originam dos mesmos espermatozóide e óvulo dos seus pais, mas ainda durante a gestação eles se diferenciam a partir da forma como interagem com as condições intra-uterinas. Apesar das semelhanças em termos de anatomia interna e externa, os gêmeos chegam à vida adulta como duas pessoas distintas, cada uma com sua personalidade e trajetória de vida.

Instability Rules – the ten most amazing ideas of modern science, Charles Flowers, John Wiley & Sons, Nova York, 2002