O materialismo histórico, a física do plasma e o Big Bang

Reproduzo abaixo um texto extraído da Revista A VERDADE, revista teórica da Quarta Internacional (edição nº 15 de novembro de 1995).

Escrito pelo físico estadunidense Eric J. Lerner, o texto ajuda a compreender o método do Livre Pensamento: o materialismo. No caso, o materialismo histórico, desenvolvido e defendido por Karl Marx e Friedrich Engels e utilizado por milhares de estudos acadêmicos e militantes até hoje.

Serve também para demonstrar como, na ciência, não existem verdades absolutas e enfoques diferentes podem chegar a resultados diferentes. No caso, ele explicita a divergência entre duas “escolas” da física (a física de partículas e a física de plasmas) sobre o enfoque do estudo da cosmologia.


Cem anos após Engels, onde está o enfoque histórico nas ciências?

Eric Lerner*

Marx e Engels desenvolveram um método, o materialismo histórico, que eles consideravam válido não só para estudar a evolução social da humanidade, mas também o universo em seu conjunto – ou seja, seus sistemas de evolução, tanto biológicos quanto físicos. A essência de seu enfoque é que a realidade só pode ser compreendida de um ponto de vista histórico, e que as leis que regem o funcionamento de uma sociedade, de um organismo ou, mesmo, de uma entidade física eram, elas próprias, o produto da história, e não um ordenamento definido por qualquer poder eterno. Ainda mais, Marx e Engels estabeleceram qual é a força motriz da evolução universal – a saber, que todo sistema tende, por seu próprio crescimento e existência, a destruir as condições que permitem tal existência.

Todo sistema, seja social, biológico ou físico, atinge inevitavelmente um ponto crítico a partir do qual deve ser ou aniquilado, ou substituído por uma nova forma de organização, graças à qual a evolução pode se desenvolver num ritmo mais rápido e num nível de organização superior.

Engels viveu o suficiente para ver essa abordagem histórica crescer no terreno das ciências naturais. A aceitação da evolução biológica, o conhecimento da história geológica e a crescente utilização dos métodos históricos em astronomia, para o estudo da evolução e origem das estrelas e dos sistemas estelares, pareciam anunciar o fim da antiga visão de um mundo regido por leis imutáveis.

Por certo, a visão histórica predominante era linear e considerava a evolução como um processo sem crise, refletindo a confiança em si do capitalismo do fim do século 19, durante seu período mais durável de crescimento e estabilidade. Mas, em todo caso, o predomínio de uma visão histórica da natureza parecia razoavelmente garantida para Engels.

O que aconteceu com essa visão histórica do universo nas ciências naturais, cem anos após a morte de Engels?

Aparentemente, a abordagem histórica do universo parece não ter sobrevivido ao final do período de expansão capitalista. Caso se considere a cosmologia e a física das partículas, largamente divulgada pela mídia e popularizada, a história parece ter sido substituída por um platonismo bizarro e caótico, onde o Criador utilizou as leis eternas da beleza matemática para ordenar o universo durante um “Big Bang”. O ato mesmo da observação pode ter uma intervenção misteriosa no universo material pela operação da mecânica quântica; o próprio universo, longe de evoluir, deve degenerar durante eternidades para, finalmente, chegar à destruição e ao vazio total.

Como na filosofia de Platão, as idéias matemáticas reinam sobre o mundo real, e astrofísicos como Stephen Hawking mergulham no estudo do Espírito divino, na esperança de encontrar a “teoria que tudo explica”, a equação matriz que determina o universo.

É evidente que, desde o início do século, em relação mais ou menos direta com a derrocada da prosperidade capitalista durante a Primeira Guerra Mundial, as idéias do platonismo tiveram um largo alento. Tanto na mecânica quântica quanto nos estudos sobre a relatividade, o predomínio de uma visão puramente matemática da natureza adquiriram um peso enorme. Ao invés das equações matemáticas serem consideradas como uma descrição dos processos em curso na natureza, houve um retomo à idéia muito antiga de que as equações matemáticas eram a realidade que governava, de algum jeito, a natureza. Esta abordagem não é absolutamente inerente ao conteúdo físico da mecânica quântica ou da relatividade, mas vem de maneira como essas teorias foram interpretadas por Bohr, Heisenbcrg e Einstein.

Mas seria totalmente errado afirmar que a abordagem histórica da ciência morreu. De um lado, por fora das áreas muito restritas mas dominantes da astrofísica e da física das partículas, numerosos cientistas estudam seu próprio campo de um ponto de vista globalmente histórico, seja, por exemplo, em geologia ou em biologia. Mesmo em astronomia, a grande maioria dos cientistas não se preocupa com os arcanos teológicos da teoria do “Big Bang” em seu trabalho cotidiano mas, antes, com a evolução das estrelas e dos planetas, o que requer uma abordagem histórica. Ainda mais importante, ao nível mais fundamental, o ressurgimento do platonismo nas ciências é questionado sob diversas formas, com um sucesso crescente.

O conflito entre esses dois enfoques fez surgir um método histórico mais aprofundado nas ciências físicas. O trabalho de dois prêmios Nobel, Hannes Alfven e Ilya Prigogine é, desse ponto de vista, fundamental.

Alfven foi o fundador da pesquisa moderna em física dos plasmas. O plasma, um gás condutor de eletricidade, representa a estado dominante da matéria no universo, apesar de raro na terra – as galáxias de estrelas e o espaço entre elas é preenchido por plasma. Nesse estado, o gás é quente o bastante para que os elétrons sejam arrancados dos átomos, o que lhes permite fácil movimento e transporte de correntes elétricas.

Os plasmas têm extensas aplicações em tecnologia, sendo sua eventual utilização no controle da fusão termonuclear uma das mais animadoras, o que virtualmente forneceria uma fonte de energia própria, a baixo preço e ilimitada. Reconheceu-se a contribuição de Alfven à fundação da física dos plasmas concedendo-lhe o Prêmio Nobel em 1970 (ele morreu em março de 1995, em seu país de origem, a Suécia). Mas a contribuição mais significativa de Alfven à ciência é a audaciosa reformulação da cosmologia, sua crítica ao “big bang” e sua formulação de uma alternativa histórica, a de um universo de plasma – um universo em evolução, sem começo e sem fim.

Para Alfven, a maior divergência entre seu enfoque e o dos astrofísicos partidários do “big bang” é uma divergência de método.

“Quando os homens refletem sobre o Universo, há sempre um conflito entre o enfoque mítico e o empirismo científico”, ele explicou. “Nos mitos, busca-se descobrir como os deuses puderam criar o mundo, que princípio perfeito eles necessariamente utilizaram”.

Este é o método da cosmologia convencional hoje: parte-se de uma teoria matemática, deduz-se a maneira como o Universo deve ter começado e, sobre essa base, se procede ao estudo do cosmos. O “big bang” é um erro científico porque ele busca fazer derivar o Universo atual, produto da história, de uma perfeição hipotética do passado. Todas as contradições entre os fatos observados são o produto deste erro fundamental.

O outro método, é o utilizado por Alfven.

“Hoje pensei que a física astronômica deveria se uma extrapolação da física de laboratório, que nós deveríamos partir do Universo atual e remontar progressivamente ao passado, rumo a épocas mais incertas’’.

Este Método parte da observação – observação em laboratório, a partir de sondas espaciais, observação do Universo em geral – e depreende teorias destas observações, ao invés de partir da teoria e da matemática puras.

Segundo Alfven, a evolução do Universo no passado deve ser explicável a partir dos processos que ocorrem no Universo hoje; os acontecimentos que se produzem nas profundezas do espaço podem ser explicados nos mesmos termos que os fenômenos que nós estudamos em laboratório sobre a Terra.

Tal enfoque exclui conceitos como o Universo surgindo do nada, o início dos tempos ou o “big bang”. Como não vemos, em lugar nenhum, qualquer coisa surgir do nada, não há qualquer razão para pensar que isso ocorreu num passado longínquo. A cosmologia do plasma avalia, ao contrário que, uma vez que observamos hoje um Universo que evolui e se modifica, este sempre existiu e sempre evolui, e continuará a existir e a evoluir infinitamente. Este enfoque não está apenas firmemente ancorado numa compreensão histórica do próprio Universo. Baseado nesse ponto de vista metodológico, Alfven desenvolveu
uma crítica aprofundada e geral da cosmologia, que ele situou num contexto sócio-histórico e chamou de “pêndulo cosmológico”. Ele desenvolveu a idéia que, cm milênios, a cosmologia oscilou como um pêndulo entre uma abordagem mítica e uma abordagem científica.

Os mitos dos primeiros povos foram seguidos pelos esforços científicos dos Jônios e dos primeiros Gregos, a seguir o pêndulo retomou ao mito da perfeição matemática, com Ptolomeu e Platão, que a seguir se confundiu com os mitos da criação dos cristãos. Estes últimos recuaram diante da renovação científica do século 16 que, por sua vez, foi seguido pelo renascimento do mito no século 20 e pela batalha por uma cosmologia científica da atualidade.

Alfven considerava a fascinação dos astrofísicos de hoje pela perfeição matemática como o elemento central de seu enfoque mítico:

“A diferença entre o mito e a ciência é a diferença entre a inspiração divina e a ‘razão pura’, de um lado, e as teorias desenvolvidas sobre a base da observação direta do mundo real, de outro lado. (Trata-se da) diferença entre a fé nos profetas e o pensamento crítico, entre o ‘Credo quia Absurdum‘ (acredito, porque é absurdo) de Tertullian e o ‘De omnibus est dubitandum’ (tudo deve ser submetido à dúvida) de Descartes. Tentar escrever uma grande ópera cômica conduz, necessariamente, ao mito. Buscar substituir a ignorância pelo conhecimento, em domínios cada vez mais amplos do espaço e do tempo, é obra de ciência”.

Dado que o Universo é, majoritariamente, constituído de plasma, Alfven deduziu que os fenômenos do plasma, os fenômenos de eletricidade e magnetismo, e não simplesmente a gravidade, deviam ser o fator dominante na evolução do Universo. Ele demonstrou, através de teorias concretas, como as vastas correntes e campos magnéticos modelavam o sistema solar e as galáxias. Com a revelação deste universo plásmico, através de sondas e telescópios enviados ao espaço, as idéias de que foi pioneiro foram, cada vez mais, largamente aceitas. Sua visão de um Universo infinito em perpétua evolução é a única que corresponde ao que sabemos da evolução, no plano físico, biológico e social.

O enfoque histórico e plásmico da cosmologia continha um ponto de vista minoritário diante do “big bang”. Mas, durante os trinta anos seguintes à primeira formulação dessa abordagem por Alfven, uma parccla limitada, mas crescente, de cientistas (dentre os quais o autor deste artigo) desenvolveram suas teorias. E, durante a última década, um fluxo crescente de observações questionou quase todas as previsões da teoria do “big bang”, demonstrando sua falta de fundamento científico.

O problema mais grave e mais conhecido da teoria do “big bang” é o fato de existirem objetos no Universo que, simplesmente, são muito grandes para terem sido criados após o “bang” original. Há vastos conglomerados de galáxias, chamados de complexos quasar, cujo diâmetro ultrapassa um bilhão de anos-luz. Esses conglomerados foram descobertos cm 1986, por R. Brent Tully e seus colegas da Universidade do Havaí.

Esta descoberta causou pânico entre os defensores do “big bang”, pela ameaça que representa a tal teoria. O “big bang” considera que o Universo começou por ser inteiramente liso, e que a extrema variedade observada atualmente pelos astrônomos é o resultados de atrações gravitacionais produzidas ao longo de bilhões de anos. Mas, medindo a velocidade de deslocamento das galáxias e as distâncias que elas tiveram que percorrer para se afastar dos quasars, os cientistas podem estimar o tempo que seria necessário para formar essas estruturas. Sendo as velocidades observadas da ordem de 1/600 da velocidade da luz (500 km/s) e as distâncias percorridas de, pelo menos, cem milhões de anos-luz, a idade mínima desses quasars é de, aproximadamente, 60 bilhões de anos, três vezes a idade presumida do próprio Universo.

Mas, tipicamente, os astrofísicos resolveram o problema, afirmando: “Bem, nós não sabemos como essas estruturas foram criadas, mas isso não contradiz nossa teoria”. Esta crise sobre “a idade do Universo” se aprofunda rapidamente. Os astrofísicos estimam o tempo transcorrido desde o “big bang” medindo a relação de Hubblc, que associa as distâncias entre as galáxias à sua velocidade presumida. É difícil medir precisamente essas distâncias, mas recentes progressos dão estimativas relativamente baixas da idade do Universo, entre 8 e 11 bilhões de anos. Isto cria, ainda, novos problemas. Mesmo nossa galáxia parece mais velha que o Universo!

Nos últimos quatro anos, um segundo postulado fundamental, o da abundância de elementos leves, foi por terra. A teoria do “big bang” prevê uma abundância de hélio, sendo o segundo elemento mais abundante o deutério c, a seguir, o lítio, em função da densidade do Universo. Para que essa teoria se comprove, deve haver uma densidade única que confirme as previsões corretas para esses três elementos, ao mesmo tempo. Mas as observações recentes sobre a abundância de hélio nas galáxias longínquas mostraram que ela era inferior à prevista pela teoria.

Ao mesmo tempo, se adapta a teoria para que as previsões sobre o hélio sejam corretas, as previsões sobre o deutério passam a ser oito vezes superiores às observadas —bem além da margem de erro. Portanto, esta base da teoria do “big bang” também se esboroou.

Os astrofísicos partidários da teoria do plasma, ao contrário, demonstraram como os processos que ocorrem no Universo hoje – essencialmente processos relacionados às forças familiares do eletromagnetismo – podem ter criado os enormes conglomerados de galáxias a partir de filamentos contidos em campos magnéticos, além de terem gerado tanto a energia de fundo das microondas – uma espécie de chiado de rádio universal – quanto elementos leves como o hélio, durante reações termonucleares das estrelas mais velhas.

Os filamentos de plasma densos que flutuam entre as galáxias podem ter dispersado esta energia, dando-lhe um banho uniforme, uma neblina de rádio, similar à neblina ótica criada na Terra pelas gotas de água. Novas observações confirmaram essa teoria em detalhes e, presentemente, há um número crescente de astrônomos suplicando que se abandone o barco do “big bang” e voltando-se, com interesse, para a teoria do plasma.

É absolutamente possível que, na próxima década, o enfoque histórico da cosmologia volte a dominar. O trabalho do cientista belga Ilya Prigogine completa o da cosmologia do plasma, pois se refere ao papel do tempo e da história como fundamentos da teoria física. O trabalho de Prigogine, no campo da termodinâmica, o estudo das transformações de energia em processos físicos evidenciaram os paradoxos aparentes da visão física do tempo.

Na física convencional, há duas versões do tempo, que se contradizem entre si e, ambas, contradizem a realidade da evolução tal qual se observa na natureza. De um lado, há o tempo de Einstein, o tempo enquanto quarta dimensão. Na visão einsteineana, o tempo se desenvolve como uma carta em quarta dimensão. O ano um bilhão a.C., o ano um bilhão d.C. e o ano de 1995 existem, todos, numa mesma realidade. O “presente”, o passado e o futuro não existem. Tudo neste mundo está predestinado. Neste tempo einsteineano (que, em muitos aspectos, se assemelha às primeiras idéias de Newton), o tempo é reversível. As equações que governam todos os movimentos são idênticas, quer o tempo avance ou recue; não há, portanto, direção no tempo. O tempo de Einstein contradiz os dados mais fundamentais da observação e, de imediato, a existência de seres humanos conscientes capazes de observação.

Em nossa consciência há um presente, um passado e um futuro. Contudo, para Einstein, tal consciência só pode ser uma ilusão. Isso cava um enorme abismo entre a visão cotidiana do Universo e a visão científica convencional, e coloca o estudo da consciência humana fora do reino da compreensão científica.

Mas há uma outra noção de tempo, também convencional – o tempo da termodinâmica convencional. É o tempo irreversível, que caminha numa só direção, governado pela segunda lei da termodinâmica

Desse ponto de vista, os ovos podem ser mexidos, mas jamais reconstituídos, pois todos os processos conduzem a estados de desordem cada vez maiores, que crescem numa medida chamada de “entropia”. As estrelas se extinguem, os organismos morrem e se decompõem, todo o Universo vai do “big bang” a um estado de imobilidade, uma extinção do calor onde nada mais se produz.

Esse tempo irreversível contradiz o tempo de Einstein. Se as leis da física são reversíveis, como podem existir processos irreversíveis definindo, todos, uma mesma direção de tempo? E mais, esta noção do tempo como decomposição contradiz a observação absolutamente geral que, em todo Universo, como na terra, a evolução tende, em longos períodos, do mais simples para o mais complexo, da desordem para a ordem.

As galáxias e as estrelas emergem de um plasma homogêneo e lançam sua energia no espaço. A vida se desenvolve a partir de elementos químicos simples e evolui para formas cada vez mais complexas. A inteligência surge e sociedades se desenvolvem. Em toda parte, os fluxos de energia aumentam e os sistemas se afastam cada vez mais do ponto de equilíbrio, do estado onde não há qualquer fluxo de energia.

Essas duas visões convencionais do tempo são profundamente estranhas à história – numa, não há direção do tempo de jeito nenhum, na outra, o tempo se dirige unicamente rumo a uma decomposição crescente.

Mas Prigogine demonstrou que há um outro enfoque, que elimina os paradoxos das noções convencionais. Para Prigogine, a reversibilidade das leis físicas fundamentais se baseia numa abstração errônea da realidade. Num sistema real típico, por menor que seja, a mínima mudança na direção de uma só partícula se transforma rapidamente, após algumas colisões com outras partículas, numa situação inteiramente diferente. A maioria dos sistemas são “caóticos”.

Isso não significa que seu resultado não possa ser previsto numa base estatística. Mas este crescimento inerente à instabilidade significa que, mesmo teoricamente, é impossível inverter o movimento das partículas de maneira perfeitamente precisa e, ainda, ver suas ações se reproduzirem retrospectivamente, como num filme que se rebobina. O mais infinitesimal dos erros se tomaria enorme numa fração de segundo, e o ovo quebrado não mais poderia ser reconstituído, mas apenas ser mexido um pouco mais. Apenas uma precisão infinitamente perfeita, que exigiria uma quantidade de informação infinita (impossível mesmo teoricamente) poderia permitir tal reversão.

Da mesma forma, apenas uma tal precisão impossível permitiria a previsibilidade infinita suposta na noção einsteineana do tempo. O determinismo perfeito do tempo de Einstein é, conseqüentemente, uma ilusão. O mundo real e uma criação permanente, produzido por uma malha infinitamente complexa de instabilidades e interações. Como diz Prigogine: “O tempo é uma criação. O futuro, simplesmente, não existe”.

A irreversibilidade existe em todos os níveis do universo físico, mesmo a nível das leis fundamentais e das partículas elementares. O tempo real não e, tampouco, o da decomposição rumo ao caos.

Prigogine provou que não há uma tendência à desordem senão nos sistemas que já estão próximos de um estado de equilíbrio. De maneira geral, onde os sistemas estão longe do equilíbrio, a instabilidade conduz à captação de energia, a um crescimento dos fluxos de energia, à criação de novas formas de ordem e a um movimento que se afasta do equilíbrio.

A evolução da vida na Terra não é, portanto, um desvio bizarro em meio a uma tendência geral à desordem – é uma expressão de uma tendência geral do Universo. Pesquisas recentes em cosmologia do plasma confirmaram esta tendência rumo a uma ordem crescente e a fluxos crescentes de energia, a taxas de evolução crescentes em escala cósmica.

E mais, Prigogine aplicou as idéias fundamentais desenvolvidas por Marx e Engels ao modo como a evolução ocorre no mundo físico: ele mostrou que, de maneira geral, um dado sistema de instabilidades, uma dada rede de fluxos de energia atinge seus limites, seja porque a fonte dessa energia sc esgota, seja porque as instabilidades atingem seu limite máximo.

Nessa etapa, como nas sociedades, uma crise ocorre, seguida ou pelo estabelecimento de um novo sistema de instabilidades baseado nas estruturas já existentes, ou pela destruição temporária, conduzindo a um sistema de organização inferior.

A tendência geral, contudo, e a do estabelecimento sempre renovado de novos tipos de relações, de novas leis físicas: as reações nucleares nas estrelas liberam elementos químicos; sua interação química produz organismos vivos, a evolução biológica leva a sociedades inteligentes etc. Prigogine reconheceu,  explicitamente, a continuidade entre suas teorias e as do materialismo histórico.

“Nós descrevemos… uma natureza que poderia ser chamada de “histórica”, isto é, capaz de desenvolvimento e de inovação”.

Escreveu em seu livro “A Ordem advinda do Caos” (em co-autoria com Isabell Stengers).

A idéia de uma história da natureza como parte integrante do materialismo foi afirmada por Marx e, mais detalhadamente, por Engels. Os desenvolvimentos contemporâneos cm física, a descoberta do papel construtivo desempenhado pela irreversibilidade, levantaram, cntrc as ciências naturais, uma questão que foi, por muito tempo, a questão dos materialistas. Para cies, compreender a natureza significava compreendê-la “como capaz de produzir o homem e a sociedade”.

O trabalho de Prigogine, ainda controverso, é cada vez mais aceito nos círculos da termodinâmica. O estudo dos sistemas caóticos, que vem em parte do trabalho de Prigogine, tornou-se um campo científico atual e cm pleno desenvolvimento. E crescem as aplicações tecnológicas da termodinâmica do não-equilíbrio. Mas as implicações mais amplas deste enfoque histórico só se aplicam aqui e ali.

Como noutras épocas da história, o avanço ou recuo das idéias científicas reflete o avanço ou o recuo da sociedade como um lodo. Mas esta relação vai nos dois sentidos, e o desenvolvimento de concepções históricas nas ciências reforçará, como ocorreu no passado, as forças que trabalham no sentido da mudança histórica da sociedade.


Eric Lerner é pesquisador em física dos plasmas e escritor.
Publicou um livro,
“O Big Bang Nunca Ocorreu”, da Editora Vintage Books.
Militante operário
de longa data, é um dos fundadores do
Sindicato Nacional dos Escritores dos
Estados Unidos.

Para saber mais:

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2 pensamentos sobre “O materialismo histórico, a física do plasma e o Big Bang

  1. Pingback: Ciência, ilusão e o apetite pelo fascínio | Livre Pensamento

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