Mitos e teorias mal-interpretadas

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Parece estranho, mas faz todo o sentido: quanto mais abundantes forem as informações, e quanto mais rápidas elas chegarem até nós, mais ficamos desinformados. Não, não é um paradoxo, é uma simples constatação da realidade. E a mídia, sobretudo a não-especializada, apenas contribui para que falácias continuem a ser propagadas.

Mas não tema, nem tudo está perdido! Ora, se os meios de comunicação podem alienar, eles conseguem muito bem fazer o processo inverso e esclarecer. Vamos desmascarar apenas algumas concepções errôneas de ciência em geral, já que eu não sou milagreiro para sequer listar todas.

Equivalência massa-energia e a bomba atômica

E = mc²

Uma das equações mais famosas do mundo, apesar de nem todos a compreenderem. À primeira vista, parece muito claro: energia é igual à massa multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado. Considerando o envolvimento de Einstein no projeto Manhattan, é comum que a equivalência massa-energia seja associada ao processo de fissão nuclear.

Durante a fissão nuclear, o núcleo de um átomo é dividido em vários fragmentos, cuja massa total é ligeiramente menor que a do átomo original. Então será que essa diferença de massas é transformada em energia? Contudo, o mesmo pode ser dito a reações químicas de forma geral, como a reação entre oxigênio e hidrogênio: a soma das massas iniciais é menor do que a soma das massas das moléculas de água resultantes. Mas essas reações certamente não liberam tanta energia.

Logo, há outros fatores envolvidos que, se envolvem a equivalência massa-energia, não é de forma tão contundente quanto se pode imaginar. Sugiro dar uma passada neste texto curto para compreender melhor de onde sai tanta energia.

Aí pode surgir a pergunta: então o que a equivalência massa-energia realmente diz? Simplesmente que energia e massa — mais especificamente, massa relativística, propriedade que determina o quão difícil é mudar a velocidade ou direção de um corpo — fazem parte da mesma propriedade física. Sempre que temos massa, temos energia associada; sempre que temos energia, temos massa associada.

O que é teoria mesmo?

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Uma das respostas mais comuns a argumentos científicos é que "é apenas uma teoria". E ainda bem que é! Toda descoberta científica passa por algumas etapas:

1. Observação e descrição do fenômeno ou grupo de fenômenos.
2. Formulação de uma hipótese para explicar e prever resultados de novas observações.
3. Verificar a validade da hipótese em novas observações.
4. Se a hipótese for considerada adequada (confiável e consistente), formula-se uma teoria ou lei científica descrevendo a hipótese em termos de princípios e equações.

Como se vê, não há nada de mágico ou arbitrário em uma teoria científica, pois trata-se de uma hipótese rigorosamente testada. Fica aí um excelente motivo para ensinar ciência nas escolas: muitos ainda parecem confusos à respeito do método científico e o que constitui a atitude científica diante do mundo. E, claro, a ciência faz parte do legado da humanidade e é parte essencial do nosso cotidiano.

Uma última palavrinha: fica claro que uma teoria não é absoluta, muito pelo contrário. Ela é necessariamente limitada, pois baseia-se em modelos de representação da realidade e observações realizadas. Nada impede que novas observações sejam feitas e contradigam as previsões da teoria, e de fato foi o que sempre aconteceu na história da ciência.

Os estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso

Com sorte, seu professor do ensino médio deve ter alertado que aquela "tia" boazinha do primário deu uma noção bastante simplificada – e insuficiente – da natureza física da matéria. Vejamos: pela definição clássica e intuitiva, areia é considerada um sólido. Mas se você colocar areia em uma ampulheta, ela não vai escoar com o passar do tempo, como um fluido qualquer? Ora, sólidos não deveriam fluir por aí.

Encontramos então um problema com nossa percepção. Por essas e outras questões, hoje em dia usamos um modelo que leva em conta as propriedades físicas da matéria e as forças intermoleculares entre as partículas, ao invés de noções qualitativas. Isso nos leva a não 3, mas 7 estados da matéria:

• Sólido
• Líquido
• Gás
• Plasma
• Condensado de Bose-Einstein
• Gás Fermiônico
• Superfluido de polaritons

P versus NP e o fim da criptografia

GPG por mbernet (CC BY-NC-SA 2.0).

Nesta pequena aula sobre análise de algoritmos, vimos que algoritmos podem ser classificados de acordo com sua ordem assintótica. Um algoritmo que consome tempo O(n) no pior caso é dito polinomial; se for O(log n), é logarítmico; e por aí vai. Um problema é de classe P se um algoritmo que o resolve pertence à ordem O(n^k), ou seja, um algoritmo polinomial. Similarmente, um problema é de classe NP se um algoritmo que o resolve pertence à ordem O(k^n), um algoritmo exponencial.

Evidentemente, problemas NP são muito mais difíceis de serem resolvidos que os problemas P. Ora, então qual é a vantagem deles? Um ótimo exemplo é a criptografia, que envolve problemas muito difíceis de serem resolvidos; mais notadamente, a fatoração de inteiros enormes. Veja mais sobre os fundamentos matemáticos e computacionais envolvidos nos sistemas de criptografia.

A questão aqui é que não se sabe se os problemas NP na verdade podem ser resolvidos com algoritmos polinomiais, ou seja, se P = NP. Mas será que temos muita coisa a temer? Primeiramente, uma demonstração de que P = NP não precisa necessariamente ser construtiva, ou seja, informar um modo de transformar um problema NP em P.

Em segundo lugar, também não é necessário que as soluções sejam práticas, já que um algoritmo que pertence à ordem O(n^9999999999999) não é muito mais prático do que um que pertence à ordem O(2^n). A última consideração é notar que as coisas na prática não funcionam exatamente como idealizado; por exemplo, uma aplicação que assume P != NP não depende de uma demonstração desse fato para funcionar ou não.

Portanto, P = NP implica na anulação automática de qualquer sistema de criptografia? Dificilmente. Mas o problema tem sim seus méritos e vale a pena ser investigado, nem que seja pelo prêmio de 1 milhão de dólares.

Fontes

Complexidade de Algoritmos - Problema P versus NP
FísikanaRede: Os 7 Estados da Matéria
From E=mc² to the atomic bomb - Einstein Online
Introduction to the Scientific Method - Hypotheses, Models, Theories and Laws
Misconceptions about P = NP