Uma nova forma de fazer Física?

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Desde o século passado, a computação tem contribuído para diversos avanços na ciência. Alguns exemplos são o Projeto Genoma Humano, a prova do Teorema das Quatro Cores e o Grande Colisor de Hádrons, do CERN.

Quando a Computação é aplicada para problemas de Física, chamamos essa área de Física Computacional. Alguns problemas de Biologia e Sociologia, por exemplo, também são estudados pela Física Computacional, mas isso não vem ao caso neste texto.

Costumamos dividir o conhecimento em áreas para que possamos ter um entendimento melhor (ainda que aproximado) das limitações e relações destas áreas. No entanto, a divisão tem que estar minimamente de acordo com a realidade, precisa fazer sentido, senão ela pode dar uma visão deturpada de como aquele conhecimento é construído. Esse é justamente o ponto que quero abordar aqui, mais especificamente, sobre como é dividida a Física.

Há alguns dias, venho pensando sobre uma afirmação que costuma aparecer em livros e palestras de Física Computacional. Essa afirmação é a de que a Física atual é dividida em teórica, experimental e computacional.

Como a Física era tradicionalmente dividida em teórica e experimental, a afirmação acima diz que Física Computacional é uma forma diferente de se fazer física, que não se encaixa bem só em experimental e nem apenas na parte teórica. O argumento de quem faz a afirmação acima costuma ser o seguinte:

Físicos eram tradicionalmente divididos entre teóricos e experimentais. Estas divisões indicam duas formas de “acessar a natureza”. Os experimentais diretamente e os teóricos indiretamente.

Um físico computacional cria modelos computacionais, gera e analisa dados.  Criar modelos é algo teórico, afinal, são criações… Gerar e analisar dados é trabalho do experimental. Portanto, o físico computacional está num meio termo entre teoria e experimento. Logo, temos uma nova forma de fazer física.

O problema desse raciocínio é a pressuposição (errônea) de que os dados gerados são diretos. Sabemos que isso não é verdade, já que eles não vêm de um teste na natureza. Então, se os dados são indiretos, quem gera e analisa isso são os teóricos. Um exemplo é obter soluções de uma equação e analisar elas – as soluções são dados gerados e a análise é feita sobre estes dados, que são indiretos. Gerar e analisar dados indiretos é parte do trabalho do teórico. Segue que um físico computacional, como foi descrito, é teórico.

E como ficam os experimentais que usam computação? Bom, se a parte computacional deles é minerar e analisar dados, não há contradição, pois não criam dados e os dados que analisam são de testes na natureza. 

Assim, de acordo com o que usam de computação, os físicos podem ser denominados apenas como teóricos ou experimentais. Não há necessidade da terceira opção.

Resumindo:

– Se o físico usa computação para criar modelos computacionais, gerar e analisar dados, ele é teórico.

– Se o físico usa computação para minerar e analisar dados, ele é experimental.

É natural que pessoas envolvidas diretamente com Física Computacional tenham um forte viés para concordar que essa é a terceira forma de fazer Física – e o mesmo se aplica a mim. Isso ajuda a área a crescer, pois dá mais visibilidade para ela. No entanto, isso precisa ser feito de forma correta: com argumentos consistentes e divulgação do que há de interessante na área.

Referências / Saiba mais:

[1] Sobre o curso de Física Computacional

[2] Física Computacional – Professor da USP Explica #3

[3] Física Computacional: a Física do presente (e do futuro)

[4] Por que Física Computacional?

[5] Livro Computational Physics de Nicholas J. Giordano

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