A. Force - FORCE AND MATTER

30-11-2010 20:43

CHAPTER 2


In the nature nothing is lost, nothing is created, and all is transformed.”

The law of mass conservation – Antoine Laurent Lavoisier (1714–1789), Chemist.

We still do not know what energy is. We still do not know why energy is a very strange thing.” – Richard Feynman (1918–1988), Quantum physicist.

Neste capítulo, vamos nos concentrar no conceito de Força, tanto do ponto de vista da física como da filosofia, desde os tempos mais antigos até os dias atuais. No primeiro foco, vamos apresentar uma visão científica da Força e, no segundo, uma visão filosófica.

1. Visão Científica da Força

Atualmente, sabemos que todos os organismos e substâncias em concentrações de fato feito de átomos, como previsto por Demócrito (460-370 aC). Cada combinação de átomos, por sua vez, é composto de uma infinidade de partículas subatômicas mantidos juntos por apenas quatro forças fundamentais da natureza, cujas intensidades aumentam no fim da seguinte forma.

A Gravidade

A gravidade é a força que mantém nossos pés sustentam a Terra e que mantém ligado o sistema solar e galáxias. Se a força da gravidade pode ser interrompido de alguma forma, de repente, que seria jogado fora para o espaço externo imediato a uma velocidade de 1,700 km por hora. Além disso, sem a gravidade, o Sol, que permanece unida graças a esta força, explodiria em uma erupção catastrófica de energia. Sem a força gravitacional, a Terra e os outros planetas que giram fora do sistema solar nas profundezas do espaço super-gelado e as galáxias se desintegraria em centenas de bilhões de estrelas. O conceito moderno de alguns físicos sábio é que os resultados da gravidade de uma deformação do espaço-tempo. Agora, uma grande controvérsia científica existe sobre este assunto. (5)

O Eletromagnetismo

Eletromagnetismo é a força que mantém os elétrons da esfera eletro atômicas dos átomos ligados ao núcleo atômico com a energia de dez elétron-volts, aproximadamente. Esta força é responsável pela iluminação de nossas cidades e funcionamento dos nossos equipamentos. As revoluções industriais e eletrônicos nos deu as lâmpadas incandescentes e fluorescentes, televisão, telefone, computador, rádio, radar, microondas, telefones celulares, etc, todos os subprodutos da força eletromagnética. Sem essa força, nossa civilização seria estagnado por várias centenas de anos, de volta a um mundo primitivo iluminado por luz de velas e tochas. É fácil compreender que o domínio da força eletromagnética de James Clerk Maxwell (1831 - 1879), a partir do ano de 1860, revolucionou o nosso estilo de vida. Para nós a sentir que é suficiente para ocorrer um apagão, quando, por algumas horas, nós somos forçados a viver nossas vidas repetindo os hábitos dos nossos antepassados do século passado. Atualmente, as estatísticas nos informam que mais de metade da riqueza industrial do planeta deriva, de uma forma ou de outra, a partir do uso da força eletromagnética. A civilização moderna, sem o uso da força eletromagnética, seria inconcebível. (5)

A força nuclear fraca

A força nuclear fraca é a força que controla o decaimento radioativo (radioactividade) de átomos. É a força fraca dos radioisótopos utilizados em equipamentos hospitalares modernos sob a forma de elementos marcador radioativo que abriu as portas para a medicina nuclear. Nesse sentido, a tecnologia de diagnóstico e tratamento permitem produzir imagens do cérebro vivo, de imediato, que são detectáveis em uma tela de computador, sendo possível observar o que se acredita ser a transformação do pensamento (e não sua geração) e emoções (aqui Também, não a sua produção), através do decaimento radioativo dos átomos de carbono transportado de açúcar no cérebro pelo fluxo de sangue (5, 6).

A força nuclear forte

A força nuclear forte (5, 7) é a força que mantém prótons e nêutrons unidos no núcleo atômico, com energia da ordem de dez milhões de elétron-volts. É um milhão de vezes mais forte que a força eletromagnética. É a força nuclear forte que lhe dá o poder imenso do Sol, do mesmo modo, para todas as estrelas, inquestionável e fontes inesgotáveis de energia. Sem a força nuclear forte, as estrelas se desvanece, e todo o espaço seria uma escuridão total. Sem o Sol, a vida na Terra pereceria e os oceanos congelar. É a força nuclear do Sol, que torna possível a vida na Terra. Esta força foi dominado pela tecnologia moderna e humana é a responsável pela geração de energia elétrica nas usinas nucleares, mas também é aquela força que, ao explodir uma bomba atômica de hidrogênio libera uma quantidade tão grande e devastadora de energia, que pode ser comparado a um pedaço do sol caindo sobre a Terra. A partir da descoberta da bomba atômica (1945), a história humana, pela primeira vez, enfrentou um novo jogo e complicado de opções políticas que ele era capaz, inclusive, levar à aniquilação total da vida na Terra.

Com o conhecimento da força nuclear forte, pudemos finalmente compreender e entender a máquina colossal de energia que existe no interior do Sol e das estrelas, mas também poderíamos prever, pela primeira vez, o risco de exterminar a humanidade.

2. A Teoria da Relatividade e Física Quântica

Podemos afirmar sem exagero que o domínio de cada uma dessas quatro forças fundamentais da natureza mudou toda a face da civilização humana durante os últimos três séculos, principalmente no século 20. Por exemplo, quando Newton tentou resolver matematicamente sua teoria da gravitação, por não ter condições aplicáveis de cálculo, ele foi forçado a desenvolver uma nova matemática (cálculo diferencial e integral) e de formular as suas leis da gravitação notório e do movimento celeste. (5) As leis da mecânica, por sua vez, ajudou na criação da Revolução Industrial, que levantou a humanidade dos incontáveis milênios de estagnação, de trabalho e pobreza opressiva.

Portanto, é fora de dúvida que, sempre que os cientistas descobriram os segredos de cada uma das quatro forças fundamentais da natureza, que alterou o curso da história da civilização moderna. A história moderna confirma que algumas das maiores inovações científicas fluiu da compreensão e uso gradual dessas quatro forças fundamentais da natureza.

Sujeitos que somos com os preceitos das quatro forças fundamentais, nesta fase, temos de perguntar: eles podem ser unificados em apenas uma super-força? Será que eles são as manifestações de uma realidade mais profunda, totalmente desconhecida pela ciência atual?

Atualmente, existem duas teorias físicas que explicam, em parte, as características misteriosa dessas quatro forças fundamentais da natureza. A Teoria da Relatividade Geral ea teoria quântica, em seu conjunto, os dois tem que explicar a soma total do conhecimento físico no nível fundamental, sem qualquer exceção. Essas duas teorias são as mais bem sucedidas de todos os tempos, tendo passado sob a testes de milhares de experiências e desafios científicos. É desta forma que as leis da química e da física pode ser explicada por estas duas teorias.

Descrever e explicar os fenômenos do mundo subatômico - o microcosmo, a teoria quântica é aplicada maravilhosamente. No entanto, ao contrário, descrever e explicar os fenômenos macrocósmico - o espaço estrelado, o mundo das estrelas, das galáxias, buracos negros e da criação do universo - os fundamentos, em sua essência, mantêm-se em Teoria Geral do Relatividade. (5)

É a teoria quântica que explica três das quatro forças fundamentais da natureza (a força electromagnética, a força nuclear fraca ea força nuclear forte), acima mencionado, através do intercâmbio de pequenas quantidades muito de energia, chamados quanta. Quando uma lâmpada é acesa dentro e uma corrente de luz é emitida, por exemplo, trilhões e trilhões de fótons ou quanta de energia começam a se mover de sua fonte - a fonte emissora. Todos os fenômenos eletromagnéticos, envolvendo a emissão de luz de qualquer tipo, radiações e ondas como as aplicadas em transmissões de rádio, TV, radar, microondas, raios X, raios laser, etc, são causados pela movimentação desses fótons minúscula de energia. Igualmente, a força nuclear fraca é governada pela troca dos chamados partículas subatômicas tão W-bósons, evitando assim que a grande maioria dos átomos se desintegra, naturalmente, devido ao fenômeno da radioatividade. A força nuclear forte, por outro lado, é explicada pela presença de partículas elementares conhecidas como quarks, mantendo assim os prótons do núcleo, bem perto uns dos outros através da troca de glúons, isto é, um outro tipo de partícula nuclear , responsável pelo chamado efeito tão de "colagem" ou estabilização de prótons. Hidrogênio (o primeiro elemento da Tabela Periódica dos Elementos), é o único átomo privados deste mecanismo por possuir apenas um próton em seu núcleo. (5, 6)

No entanto, a teoria quântica está em forte contraste com a Teoria Geral de Einstein da Relatividade, que postula uma abordagem completamente diferente para explicar a força da gravidade. A teoria de Einstein, que exige a quarta dimensão (o espaço-tempo), nos ensina que todo movimento no espaço é processado de acordo com uma trajetória curva, levando-nos a uma definição completa de uma nova força. Segundo ele, o conceito de força é alterada por um conceito mais elegante, que leva em conta a curvatura do espaço: a força da gravidade não é nada mais do que o epifenômeno da deformação do espaço. Segundo essa teoria, a Terra se move ao redor do Sol em uma forma curva, porque o espaço-tempo, por si só, é curvo. Neste novo contexto, a gravidade não é uma "força", mas um epifenômeno da deformação do espaço-tempo. (5) Assim, num certo sentido, a gravidade não existe, o que move os planetas e as estrelas é a distorção do espaço-tempo, é um continuum de quatro dimensões: três espaciais e uma temporal.

Os cientistas se encontram, para que 50 anos mais, em uma encruzilhada, tentando resolver este enigma científico representado pela incompatibilidade entre essas duas teorias. Albert Einstein, ele próprio, autor de A Teoria da Relatividade Especial (conversão de matéria em energia, com a fórmula E clássico = mc ²) e da Teoria da Relatividade Geral (o que explica a gravidade), trabalharam na solução desse problema durante o últimos trinta anos de sua vida, sem sucesso. Eles são diferentes pontos de vista físico - as quantidades de energia (quanta) de um lado contra o continuum do espaço-tempo do outro lado, exigindo para diferentes tratamentos matemáticos para descrever seu comportamento. Esta é a raiz do problema. Todas as tentativas feitas pelos melhores mentes do século 20 com o objetivo de unificar a Teoria Quântica com a teoria da gravidade, não. Sem dúvida, o maior problema da segunda metade do século 20 enfrentado pelos físicos desta geração é a unificação desses dois modelos físicos em apenas uma teoria, que ainda não foi formulada, mas é habitualmente designada como "Teoria de Tudo.

Houve um que comparou este triste estado de coisas como uma mãe natureza que tem duas mãos e que nenhum deles se comunica com o outro. Nada poderia ser mais embaraçoso ou patético do que ver alguém cuja mão esquerda agiram em total ignorância sobre a "mão direita, disse o físico Michio Kaku, que enfrenta esse dilema (5).

3. A teoria das supercordas

Os físicos mais renomados em todo o mundo, incluindo muitos prêmios Nobel, são incessantemente trabalhando nesta questão, buscando uma solução para o problema, não sem enfrentar grandes discussões e controvérsias intensas entre si. Ele está agora aberto para a discussão da Nova Teoria das Supercordas, que preocupa os cientistas em todo o mundo por os próximos cinquenta anos do século 21, da mesma forma que a teoria quântica atraído a sua atenção durante os últimos cinqüenta anos. É uma teoria suficiente "louco" por ter sido correta. Ele postula que qualquer matéria e energia pode ser reduzida para segmentos infinitesimais carregados de energia que vibram em um universo de 10 dimensões. (5) Mas, é uma teoria sedutora, que soa bonito, mas traz incoerências demais! As cordas podem vibrar em diferentes freqüências, como as cordas de um violino. Cada freqüência, por sua vez, corresponde a uma das quase três centenas de partículas subatômicas já descoberto pelos físicos. O grande problema dessa nova teoria é que é preciso reinventar uma nova matemática para tratar das equações de extrema complexidade necessária à sua demonstração. Edward Witten, do Instituto de Estudos Avançados de Princeton (EUA), considerado como o sucessor de Albert Einstein, é um deles, que estão trabalhando nesta tarefa desafiadora. (5)

Para resumir: as "notas" da supercordas são as partículas subatômicas, as "harmonias" das supercordas são as leis da física e do "universo", e que pode ser comparado a uma sinfonia de supercordas vibrando.

Quando a corda vibra, no entanto, faz o continuum espaço-tempo junto a deformar-se. Surpreendentemente, os cientistas afirmam que um cálculo detalhado mostra que as forças das supercordas o continuum espaço-tempo a ser torcido exatamente como Einstein previu inicialmente. Se essa nova teoria passa a ser demonstrada, embora apenas matematicamente, os físicos estariam em posse de uma descrição harmoniosa que vai unificar a Teoria Quântica com a teoria do continuum espaço-tempo. (5)

4. Ver filosófica da Força

Não devemos perder de vista que a separação entre filosofia e ciência, como um conteúdo pragmático, é muito recente e ela se tornou uma realidade em meados do século 19. Assim, os pensadores anteriores a 1850, que dedicou à especulação metafísica do desconhecido ou para o estudo da natureza, todos estavam teve como pessoas sábias e não como filósofos ou cientistas ou mesmo intelectuais, uma vez que esses conceitos foram introduzidos mais recentemente. Alguns deles tinham o conhecimento de um enciclopedista muito profunda e diversificada era de seu conhecimento. (9) A separação, hoje aceito, de conhecimento de tantos dissociada da chamadas ciências exatas (matemática, química e física), ou que variam através da especialização de investigação, ou com os objectivos profissionais (filosofia, psicologia, sociologia, etc .), foi mais precisamente estabelecida após a Revolução Industrial. Assim, a filosofia moderna nasceu como conseqüência e como necessidade para a hora do Racionalismo Renée Descartes (1596 - 1650), juntando-se e realinhar os mais avançados conceitos da metafísica, ética, moral, política, força e matéria, espírito e corpo, consciência, causalidade, substância, etc Estes conceitos, principalmente na compreensão exata da dualidade corpo-espírito, da consciência e de milhares de fenômenos associados a eles, constituem um grande desafio para a ciência.

Sob o ponto-idealista de vista filosófico, tudo o que existe decorre de uma razão universal, da supremacia absoluta. Por exemplo, para Georg Wilhelm Friedrich Hegel (1770 - 1831), um filósofo alemão Kant, a partir da escola idealista post, o mundo (Terra) é a forma bem-sucedida de realização. Seu princípio deriva da idéia absoluta de um ideal superior e princípio racional divinizado pelas religiões, o princípio de que, no processo de auto-desenvolvimento, conhece a sua própria essência através da natureza e da história humana, ou dizer, este princípio é estar em perene evolução. Há uma abordagem indireta, aqui, o princípio da evolução. (18) Concepções análogas do mundo são devidas a vários filósofos do idealismo objetivo. Já os idealistas subjetivos consideram os objetos do mundo exterior como algo derivado do mundo interior do homem, das suas sensações e percepções. Devemos lembrar que os objetos possuem propriedades, que são características da matéria em si, enquanto que a própria Força comandos dos movimentos e transformações e, na sua forma mais evoluída, possui atributos.

Mas, voltemos um pouco mais no tempo. Na segunda metade do século 17, Gottfried Wilhelm Leibniz (1.646-1.716) pensar profundamente sobre o conceito de substância e, juntamente com ele, ele introduziu o conceito de mônada, este último, inspirado, por analogia, Demócrito atomista teoria e também as idéias de Giordano Bruno. (8, 13) Segundo Leibniz, "[...] de uma coisa para ser realmente um ser - uma substância - ela precisa ser realmente uma entidade, dotada de uma verdadeira unidade. A unidade substancial requer uma entidade indivisível e naturalmente indestrutível ".

Agora, a matéria como nós a percebemos, é extensa (que ocupa um local no espaço) e infinitamente divisível (incluindo o átomo em si - a unidade questão fundamental), e portanto não pode ser a substância real, ou dizer, sua própria essência . (8) A essência é único (de gênero - é representado pela força fundamental) e, ao mesmo tempo, pode tornar-se individualizada (espécie - o mundo físico, representado pela questão fundamental), indivisível, eterna e inesgotável. O ser verdadeiro deve possuir unidade (Força), e, de certa forma, o corpo (matéria) são extensos e divisíveis, e eles não representam essa unidade (Força). A partir desse raciocínio lógico, quase palpável, Leibniz criou o conceito de mônada. A unidade está em mônadas, que são pontuais (partículas da Força) e indivisível e, assim, responder à verdadeira realidade das coisas. Força e Matéria, quando unidas, representam a nossa realidade física, a Força atuando sempre sobre o assunto, que é inerte em relação ao movimento. (10) Os termos de Força e Matéria, escrito com as iniciais maiúsculas, foram introduzidas por nós aqui e nas considerações que se seguem, com o objetivo de atualizar esses conceitos.