A ode de uma professora de biologia para Sir David Attenborough

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Por Anna Kuchment
Publicado na Scientific American

Molly Josephs, que ensina a 5ª, 7ª e 9ª série de biologia na The Dalton School em Manhattan, escreveu-me recentemente sobre o valor educacional dos filmes de natureza para crianças. “Eu adoraria escrever algo sobre o poder, a inteligência e a importância dos filmes da natureza para as famílias assistirem juntas, a fim de cultivar a curiosidade e o amor ao mundo natural”, escreveu ela.

Minha resposta foi: “Sim!” E agora, com a palavra, Molly:

Eu ensino na “selva de concreto” de Manhattan. No primeiro dia de aula, prometo aos meus alunos que até o final da biologia do 9º ano, eles estarão apaixonados pelo mundo natural e pela grande diversidade da vida. Embora eu não possa sempre trazê-los para a natureza, sempre posso trazer a natureza para eles.

Eu tenho uma arma secreta de inspiração, um modelo de professor clandestino chamado Sir David Attenborough, o porta-voz não oficial da Unidade de História Natural da BBC. Ele tem um entusiasmo sutil e uma voz mágica. Ele fala em um elegante sotaque inglês e tem um sincronismo fantástico. Também faz filmes sobre a natureza há décadas, mas parece nunca envelhecer.

Na aula de biologia, começamos o ano com uma visão geral de algumas ecologias básicas. Com um projetor, posso cobrir as paredes da sala de aula com clipes do meu arquivo da Unidade de História Natural da BBC e observar meus alunos se perderem nos segredos da natureza.

Sentam-se boquiabertos, perambulando por desertos com camaleões e florestas tropicais brasileiras com lagartixas-pigmeus. No decorrer do ano, eles gritam de riso com as agressivas batalhas territoriais e ficam de bocas abertas do apropriadamente chamado peixe de sorriso sarcástico (Neoclinus blanchardi). Nada supera as táticas de fuga dos sapos venenosos da Venezuela. Sempre há gritos deliciosos enquanto se ouve os mimetismos encantadores das aves liras da Nova Zelândia. Eles se contorcem enquanto assistem a um canguru nu, viscoso e sem pelos, subir na bolsa da mãe. Todos perdem o autocontrole total quando veem as formigas bala enlouquecerem e germinarem espinhos fúngicos de seus cérebros. A ciência é divertida. A natureza é incrível. Quando usados ​​para ilustrar um assunto, esses videoclipes específicos são ferramentas de ensino valiosas. É muito mais difícil esquecer um conceito quando você testemunhou pessoalmente um exemplo disso.

O brilho de Sir Attenborough e da Unidade de História Natural da BBC não reside apenas em suas imagens chocantes, mas também na narração inteligente. A narrativa fornece insights científicos que provocam genuíno fascínio intelectual. Attenborough comunica perfeitamente princípios evolucionários e ecológicos.

Não há nada como tocar a pele emborrachada de um golfinho, observar uma tarântula rastejar em seu ombro, cheirar uma floresta enevoada ou segurar uma minhoca na mão. Mas, enquanto observo meus alunos em suas caminhadas com David Attenborough, fica muito claro: eles acham que estão bem ao lado dele e nunca esquecem o que aprendem na selva.

Se você e sua família querem ser inspirados e fascinados pela diversidade da vida, ou se você está simplesmente procurando por material valioso para assistir com seus filhos, aqui estão minhas recomendações:

Série Life da BBC e Discovery’s

Se você for como eu e meus alunos, ficará chocado e espantado com as estranhas soluções que os organismos desenvolveram para enfrentar os muitos desafios da vida. A filmagem é magnífica e a narração é clara e informativa. Esta série realmente transmite a estranheza e a beleza, a unidade e a diversidade e a maravilha das formas de vida neste planeta.

O foco é na vida de vertebrados (que possuem espinha dorsal), mas também há episódios sobre plantas, insetos e o mar profundo. Na maior parte, cada episódio apresenta um grupo específico de animais, como pássaros, mamíferos, primatas ou anfíbios e répteis. A série fornece exemplos prolíficos das adaptações mais extraordinárias da evolução. As pessoas se conectam com as criaturas e suas estratégias impressionantes de sobrevivência.

Planeta Terra

Depois de assistir a um episódio, você vai se apaixonar por este planeta.

Ao longo dos episódios, você irá percorrer perfeitamente as profundezas e superfícies da Terra. Cobrindo todos os continentes e os polos, esta série é majestosa em sua grandeza. Cada episódio, na maior parte, apresenta certo tipo de paisagem, sejam rios, cavernas, florestas, montanhas e muito mais. Cada cenário reproduz componentes para uma ampla variedade de criaturas.

Você vai assistir a um tubarão pesando milhares de libras contorcer-se no ar enquanto se impulsiona das profundezas do oceano. Você verá a primeira filmagem de leopardos da neve selvagem do Himalaia enquanto eles caçam e escalam penhascos. Nas cavernas mais profundas e escuras, você se espantará ao ver o que só poderia ser uma ficção científica doentia… contudo é real. Nos picos das montanhas mais altas, você experimentará vistas quase impossíveis. Você testemunhará os maiores padrões de migração do planeta. A escala é alucinante.

No mundo dos filmes de vida selvagem, o Planeta Terra foi um divisor de águas completo. Ele redefine o que um “filme da natureza” poderia ser. Esta série levou dez anos para ser feita, usa a tecnologia HD e algumas das filmagens vieram do espaço!

O Planeta Terra captura a Terra em toda a sua glória e nos leva aos lugares mais selvagens e intocados do mundo. No entanto, no final, nos episódios decisivos, você descobrirá que nenhum lugar escapou da maior força de todas: a humanidade.

Planeta Azul

Quando criança, eu assisti com determinado zelo religioso. Ela inspirou minha paixão pela biologia marinha. Ao longo da série de oito partes, você irá se tornar uma testemunha da maior sinfonia da vida. Com formações de redemoinhos de anchovas e migrações de baleias azuis, a majestade da vida marinha está presente em todos os episódios. Cada segmento abrange uma paisagem oceânica diferente, que vai do leito oceânico extraterrestre às costas dos corais, do oceano aberto aos mares congelados. Esta série introduz em seu público uma grande apreciação pela diversidade sob a superfície do oceano. Depois de assistir pela primeira vez, senti que finalmente tive visão em um mundo onde antes era cega. O Planeta Azul foi a primeira série marinha abrangente e também, como o Planeta Terra, empurrou os limites da nossa capacidade de experimentar a grandeza do nosso mundo.

Além destes três, eu recomendo altamente a Life of Mammals de David Attenborough, Private Life of Plants, Life in the UndergrowthIn Cold BloodThe Life of Birds, e todos os seus outros filmes.

Nave espacial que se esquiva de detritos poderia usar tecnologia semelhante à Bitcoin

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O lixo espacial cobre a Terra, criando obstáculos para futuras naves espaciais. Créditos: NASA/Orbital Debris Program Office.

Por Elizabeth Howell
Publicado no Space

As futuras naves espaciais poderiam pensar por si próprias usando a mesma tecnologia que alimenta o Bitcoin.

Um novo subsídio da NASA de US$330.000 apoia o trabalho de desenvolver naves espaciais autônomas que poderiam tomar mais decisões sem intervenção humana. Um exemplo poderia ser o de permitir que espaçonaves se esquivassem de destroços espaciais em um planeta ou lua distantes mais rápido do que um humano na Terra poderia auxiliar a longínqua sonda, de acordo com uma declaração sobre a pesquisa.

“Estou honrada que a NASA tenha reconhecido meu trabalho e estou animada para continuar desafiando a capacidade da tecnologia de pensar e agir por conta própria”, acrescentou.

Se comprovada, a pesquisa em estágio inicial de Wei Kocsis seria especialmente útil em ambientes de espaço profundo, onde a espaçonave que se comunica com a Terra deve, atualmente, esperar por horas por uma resposta. Em vez disso, seu trabalho permitiria que a nave espacial realizasse tarefas usando a tecnologia blockchain.

No mundo da moeda digital, o blockchain é usado para registrar transações com segurança, sem a necessidade de uma central de gerenciamento de banco de dados, como um banco. Existem muitas variantes de moedas digitais, mas a mais popular é conhecida como Bitcoin. O novo trabalho usa tecnologia incorporada em uma moeda digital diferente, chamada Ethereum, que não apenas grava as transações, mas também pode executar código descentralizado, como executar automaticamente uma transação quando as condições são atendidas.

A concessão da NASA Early Career Faculty (ECF), de Wei Kocsis, usaria a tecnologia blockchain da Ethereum para esses contratos de autoexecução, também chamados de “contratos inteligentes”, para aprimorar a tomada de decisões digitais em naves espaciais. “Neste projeto, a tecnologia blockchain da Ethereum será explorada para desenvolver uma infraestrutura de computação e redes descentralizadas, seguras e cognitivas para a exploração do espaço profundo”, disse ela.

A Universidade de Akron não disse quantos levariam até que a tecnologia de Wei Kocsis funcionasse. Mas este projeto marca a primeira vez que a NASA explorou aplicações blockchain para comunicações espaciais e navegação, disse Thomas Kacpura, gerente de programa de comunicações avançadas do Centro de Pesquisa Glenn da NASA.

Em uma entrevista à ETHNews, ele observou que se a tecnologia blockchain funcionar neste contexto, “suportaria o processamento descentralizado entre os nós da rede espacial da NASA de maneira segura”, e acrescentou que a rede poderia ser dimensionada para um crescimento futuro.

Telecinese e Teoria Quântica de Campos

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Por Sean Carroll
Publicado no Preposterous Universe

Em frente à grande disseminação de crendices populares, parece válido detalhar a afirmação que fenômenos parapsicológicos são inconsistentes com as leis da física conhecidas. O ponto principal aqui é que, enquanto certamente existem muitas coisas que a ciência moderna não entende, também há muitas coisas que ela de fato entende, e elas simplesmente não permitem telecinese, telepatia, etc. O que não significa dizer que nós possamos provar que essas coisas são reais. Nós não podemos, mas essa é uma afirmação completamente sem valor, uma vez que a ciência nunca prova nada; a ciência simplesmente não funciona assim. Em vez disso, ela acumula evidências empíricas a favor ou contra várias hipóteses. Se nós pudermos mostrar que fenômenos psíquicos são incompatíveis com as leis da física que nós entendemos no momento, nossa tarefa será apenas balancear a relativa plausibilidade de que “algumas pessoas foram vítimas de pesquisas malfeitas, testemunhos não confiáveis, viés de confirmação e desejo de acreditar” contra “as leis da física que foram testadas por uma enorme quantidade de experimentos rigorosos e de alta precisão ao longo de muitos anos estão erradas em alguma maneira tangível, mas microscópica, que ninguém nunca notou”.

O conceito crucial aqui é que, na estrutura moderna da física fundamental, não apenas nós sabemos certas coisas, mas nós possuímos uma compreensão bastante precisa dos limites do conhecimento confiável. Nós entendemos, em outras palavras, que ainda que surpresas inevitavelmente surgirão (enquanto cientistas, isso é tudo que nós torcemos), há certas classes de experimentos que são garantidos de não gerarem resultados empolgantes – essencialmente porque o mesmo ou equivalentes experimentos já foram realizados.

Um exemplo simples é providenciado pela Lei da Gravidade de Newton, a famosa lei do inverso ao quadrado. É uma lei bem-sucedida da física, boa o suficiente para mandar astronautas para a Lua e de volta. Mas ela certamente não é uma verdade absoluta; de fato, nós já sabemos que ela é falha, devido à condições da relatividade geral. Ainda assim, há um regime no qual a gravidade newtoniana é uma aproximação eficaz, boa pelo menos até uma acurácia bem definida. Nós podemos dizer com confiança que se você está interessado na força devido à gravidade entre dois objetos separados por uma certa distância, com certas massas, a teoria de Newton dá a resposta com precisão. A grandes distâncias e grandes precisões, o domínio de validade é formalizado pelo formalismo parametrizado pós-newtoniano. Há um conjunto numerável de maneiras pelas quais a moção de partículas-teste podem desviar da gravidade newtoniana (bem como da relatividade geral), e nós podemos te dizer quais são os limites em cada uma delas. A pequenas distâncias, o comportamento de inverso ao quadrado da lei da gravidade certamente para de funcionar; mas nós podemos te dizer exatamente a escala acima na qual ela não irá parar de funcionar (cerca de um décimo de um décimo de um milímetro). Nós podemos quantificar o quão bem esse conhecimento se estende à diferentes tipos de materiais; nós sabemos muito bem que as leis de Newton funcionam bem para a matéria ordinária, mas que a precisão para a matéria escura é compreensivelmente não tão boa.

Esse conhecimento tem consequências. Se nós descobrirmos um novo asteroide indo rumo à Terra, nós podemos usar com confiança a gravidade newtoniana para prever a sua órbita futura. De um ponto de vista rigoroso, alguém poderia dizer “Mas como você sabe que a gravidade newtoniana funciona nesse caso em específico? Ela não foi testada para esse asteroide em específico“. E isso é verdade, porque a ciência nunca prova nada. Mas não vale a pena se preocupar, e qualquer pessoa fazendo essa sugestão não seria levada a sério.

Tal como asteroides, também é assim com seres humanos. Nós somos criaturas do universo, sujeitas às mesmas leis da física que todo o resto. Como todos sabem, há muitas coisas que nós não entendemos sobre neurociência e biologia, para não mencionar as leis da física. Mas há muitas coisas que nós de fato sabemos, e só as características mais básicas da teoria quântica de campos são suficientes para descartar a ideia que podemos influenciar objetos à distância puramente através do pensamento.

O exemplo mais simples é a telecinese, a habilidade de mover um objeto remotamente usando poderes psíquicos. Para propósitos de definição, vamos considerar o poder de entortar colheres, reivindicado não apenas por Uri Geller, mas também pelo autor e negacionista climático Michael Crichton.

O que as leis da física têm a dizer sobre entortar colheres? Abaixo, nós vamos pela lógica.

  • Colheres são feitas de matéria ordinária

Isso soa incontroverso, mas vale a pena explicar. Colheres são feitas de átomos, e nós sabemos do que átomos são feitos – elétrons ligados por fótons em um núcleo atômico, que por sua vez consiste de prótons ou nêutrons, que por sua vez são formados de quarks ligados por gluons. Cinco espécies de partículas no total: quarks up e down, glúons, fótons e elétrons. Só isso.

Não há espaço para tipos extras de partículas misteriosas penduradas, como uma aura, à matéria de uma colher. Isso é porque nós sabemos como as partículas se comportam. Se houvesse algum outro tipo de partícula na colher, ela teria que interagir com matéria ordinária que sabemos estar ali – de outra forma, ela não iria se ligar, ela iria apenas passar direto, assim como neutrinos passam através da Terra praticamente sem perturbações. E se tivesse algum tipo de partícula que interagisse com as partículas ordinárias da colher com força o suficiente para grudar na colher, nós conseguiríamos facilmente fazê-la em experimentos. As regras da teoria quântica de campos relacionam diretamente as taxas de interação entre partículas com a facilidade com as quais podemos criá-las no laboratório, dada energia suficiente. E nós sabemos exatamente quanta energia está disponível em uma colher; nós sabemos as massas dos átomos e a energia cinética das moções termais do metal. Considerando-as juntas, nós podemos dizer sem medo de errar que quaisquer partículas novas que possam existir em uma colher já teriam sido detectadas em experimentos há muito tempo.

Novamente: imagine que você inventou um novo tipo de partícula relevante à dinâmica das colheres. Me diga sua massa e suas interações com a matéria ordinária. Se for muito pesada ou interagir de maneira muito fraca, ela não pode ser criada ou capturada. Se for suficientemente leve e de interação forte, ela já terá sido criada e capturada muitas vezes nos experimentos já realizados. Não há meio-termo. Nós entendemos completamente o regime das colheres, apesar do que você ouviu no Matrix.

  • A matéria interage através de forças

Nós sabemos já há um bom tempo que a forma de mover um objeto é exercer força sobre ele – a Lei de Newton, F=MA, é pelo menos a segunda equação mais famosa da física. No contexto da teoria quântica de campos, nós sabemos precisamente como forças surgem: através da troca de campos quânticos. Nós sabemos que só dois tipos de campos existem: bósons e férmions. Nós sabemos que forças macroscópicas só surgem a partir da troca de bósons, não de férmions; o princípio de exclusão proíbe os férmions de se acumularem no mesmo estado para criarem um campo de força de longo alcance coerente. E, talvez, mais importante, nós sabemos que forças podem se acoplar às propriedades dos campos de matéria que compõem um objeto. Essas propriedades incluem localização, massa, spin, e várias “cargas” como carga elétrica ou número de bárion.

É aqui que entra o ponto anterior. Colheres são apenas um certo arranjo de cinco tipos de partículas elementares – quarks up e down, glúons, elétrons e fótons. Então se houvesse alguma força que se move ao redor da colher, ela vai ter que se acoplar à alguma dessas partículas. Uma vez que você me diga quantos elétrons, etc, existem na colher, e o arranjo de suas posições e spins, nós podemos dizer com confiança como qualquer tipo de força em particular irá influenciar a colher; nenhuma informação adicional é necessária.

  • Só existem duas forças de longo alcance fortes o suficiente para influenciar objetos macroscópicos – eletromagnetismo e gravidade

Claro, nós trabalhamos duro para descobrir diferentes forças na natureza, e até agora identificamos quatro: gravitação, eletromagnetismo, e as forças nucleares forte e fraca. Mas as forças nucleares são de curto alcance, menor que o diâmetro de um átomo. Gravitação e eletromagnetismo são as únicas forças detectáveis que se propagam por grandes distâncias.

Poderia ou a gravitação ou o eletromagnetismo serem responsáveis pelo entortar colheres? Não. No caso do eletromagnetismo, seria ridiculamente fácil detectar os tipos de campos necessários para exercer força suficiente para influenciar uma colher. Para não mencionar que o cérebro humano não é construído para gerar ou focar esses campos. Mas o verdadeiro ponto é que, se fossem campos eletromagnéticos causando o entortar das colheres, seriam muito, muito notáveis (e o foco seria em influenciar imãs e circuitos, não entortar colheres).

No caso da gravitação, os campos são simplesmente fracos demais. Gravidade se acumula em proporção à massa da fonte, então o arranjo de partículas dentro do seu cérebro terá um efeito gravitacional muito menor do que a simples posição da sua cabeça – e isso é muito fraco para mover colheres. Uma bola de boliche seria mais eficiente, e a maioria das pessoas concordaria que uma bola de boliche passando por uma colher tem um efeito insignificante.

Poderia haver uma força, ainda não detectada pela ciência moderna? Claro! O próprio autor original do texto já propôs algo assim. Físicos não são mente fechada a respeito de tais possibilidades; eles são muito empolgados com elas. Mas eles levam os limites experimentais muito a sério. E esses limites mostram de forma inequívoca que qualquer nova força precisa ser ou de alcance muito curto (menos de um milímetro), ou muito mais fraca do que a gravidade, que já é uma força extremamente fraca.

O ponto é que tais forças são caracterizadas por três coisas: o seu alcance, a sua magnitude e sua fonte (a que elas se acoplam). Como discutido acima, nós sabemos quais as fontes possíveis relevantes à colheres: quarks, glúons, fótons e elétrons. Então tudo que temos de fazer é um grupo de experimentos que procure por forças entre diferentes combinações dessas partículas. E esses experimentos já foram feitos! A resposta é: quaisquer forças que ainda possam estar se escondendo por aí são ou de alcance (muito) curto demais para afetar objetos do dia a dia, ou (muito) fracas demais para ter efeitos observáveis.

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Aqui está um gráfico dos atuais limites dessas forças, do grupo Eot-Wash na Julianne’s home institution. Esse gráfico em particular é para forças que se acoplam ao número total de prótons mais nêutrons; gráficos similares existem para outras fontes possíveis. O eixo horizontal é o alcance da força; ele varia de alguns milímetros à dez bilhões de quilômetros. O eixo vertical é a potência da força, e a região acima da linha colorida foram excluídas por um ou mais experimentos. Em escalas de metros, relevantes para entortar colheres com a sua mente, a força nova mais forte possível de existir seria de um bilionésimo da força da gravidade. E lembrem-se, a gravidade é fraca demais para entortar uma colher.

É isso. Terminamos. A lição profunda é que, ainda que a ciência não saiba de tudo, ela também não é “vale-tudo”. Tem regimes bem definidos de fenômenos físicos onde nós sabemos sim como as coisas funcionam, ponto final. O lugar para procurar por novos e surpreendentes fenômenos é fora desses regimes. Você não precisa preparar elaborados protocolos de duplo-cego para emitir julgamentos para as habilidades dos supostos psíquicos. Nosso conhecimento das leis da física as descartam. Especulações em contrário não são a providência de bravos visionários, e sim os sonhos de um lunático.

Uma linha de raciocínio similar seria aplicável à telepatia ou outros fenômenos parapsicológicos. É um pouco menos decidido, porque, no caso da telepatia, a influência está supostamente viajando entre dois cérebros humanos, em vez de um cérebro com uma colher. O argumento é exatamente o mesmo, mas há aqueles que gostam de fingir que nós não entendemos como as leis da física funcionam dentro do cérebro humano. É certamente verdade que há muita coisa que não sabemos sobre o pensamento e consciência na neurociência, mas o fato é que nós entendemos as leis da física no regime cerebral perfeitamente bem. Para acreditar algo diferente, você teria que imaginar que os elétrons individuais obedeceriam à leis físicas diferentes por residirem no cérebro humano, em vez de um bloco de granito. Mas se você não se importa com violar as leis da física em regimes onde elas foram exaustivamente testadas, então realmente vale tudo.

Alguns irão argumentar que a parapsicologia pode ser tão legitimamente “científica” quanto a paleontologia ou a cosmologia, desde que siga a metodologia de investigação científica. Mas essa é um atitude muito ignorante para ser sustentável. Se parapsicólogos seguissem o método científico, eles iriam olhar para o que sabemos das leis da física, perceber que o objeto de estudo desejado já foi descartado, e dentro de trinta segundos declarar o fim do ramo. Qualquer coisa diferente disso é pseudociência, com a mesma certeza que podemos classificar assim ramos como a astrologia, frenologia ou cosmologia Ptolomaica. A ciência é definida pelos seus métodos, mas também obtém resultados; e ignorar esses resultados é violar esses métodos.

Admito, porém, que é verdade que tudo é possível, já que a ciência não prova nada. É certamente possível que o próximo asteroide que se aproxime obedeça a uma lei de inverso ao cubo, em vez de uma de inverso ao quadrado; nós nunca saberemos com certeza, nós só podemos falar em probabilidades e possibilidades. Dito isso, eu colocaria a probabilidade de algum tipo e fenômeno parapsicológico vir a ser verdadeiro em torno de (substancialmente) um bilhão para um. Nós podemos comparar isso com o sucesso bem estabelecido da física de partículas e teoria quântica de campos. O orçamento total para físicos de alta-energia no mundo todo é de provavelmente alguns bilhões de dólares por ano. Portanto, eu alegremente aceitaria patrocinar pesquisas em parapsicologia ao nível de alguns poucos dólares por ano. Diabos, eu estaria até disposto a subir para uns vinte dólares por ano, só por segurança.

Que nunca seja dito que eu sou qualquer coisa além de um indivíduo de mente aberta.

Esta instalação artística usa a atividade neuronal para criar estruturas multidimensionais

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Melting Memories é uma instalação artística de Refik Anadol que tenta representar visualmente a atividade cerebral relacionada à memória. Ela consiste em uma grande tela de LED e combina pinturas, projeções de luz e formas tridimensionais que resultam em uma espécie de Stargate bastante alucinante.

De acordo com Anadol, os dados procedem de medições EEG (eletroencefalograma) tomados no laboratório Neuroscape da Universidade da Califórnia e que medem a atividade das ondas cerebrais: “esses conjuntos de dados constituem as peças com as quais se constroem os algoritmos que o artista precisa para produzir as estruturas visuais multidimensionais da instalação” que são observadas na obra Melting Memories.

Para quem não está conseguindo visualizar o player, clique aqui.