O universo elegante

O ESQUEMA QUÂNTICO

A mecânica quântica é um esquema conceitual que possibilita a compreensão

das propriedades microscópicas do universo. E assimcomo a relatividade especial e

a relatividade geral demandaram mudanças radicais na nossa visão do mundo

quanto às coisas que se movem muito depressa ou têmmassas muito grandes, a

mecânica quântica revela que na escala das distâncias atômicas e subatômicas o

universo tem propriedades ainda mais espantosas. Em1965, Richard Feynman, um

dos maiores expoentes da mecânica quântica, escreveu:

Houve uma época em que os jornais diziam que só havia doze pessoas no

mundo que entendiam a teoria da relatividade. Acho que essa época nunca existiu.

Pode ter havido uma época em que só uma pessoa entendia, porque foi o primeiro a

intuir a coisa e ainda não havia formulado a teoria. Mas depois que as pessoas

leram o trabalho, muitas entenderam a teoria da relatividade, de uma maneira ou de

outra; certamente mais de doze. Por outro lado, acho que posso dizer sem medo de

errar que ninguém entende a mecânica quântica.

1

Feynman disse isso mais de trinta anos atrás, mas aobservação tem plena

vigência nos dias de hoje. Ele quis dizer que as teorias da relatividade especial e

geral requerem uma revisão drástica da nossa maneira de ver o mundo, mas

quando se aceitam os princípios básicos que as informam, as implicações sobre o

espaço e o tempo, ainda que novas e estranhas, podem ser deduzidas diretamente,

por meio de um raciocínio lógico cuidadoso. Se vocêrefletir com a intensidade

adequada sobre a descrição do trabalho de Einstein que fizemos nos capítulos

anteriores, reconhecerá, ainda que só por um momento, a inevitabilidade das

conclusões a que chegamos. A mecânica quântica é diferente. Por volta de 1928,

muitas das fórmulas e regras matemáticas da mecânica quântica já haviam sido

reveladas e desde então ela se converteu na fonte das previsões numéricas mais

corretas e precisas de toda a história da ciência. Mas, de algum modo, quem faz

mecânica quântica sempre se vê seguindo fórmulas estabelecidas pêlos fundadores

da teoria — procedimentos de cálculo de execução simples — sem chegar nunca a

entender por que esses procedimentos funcionam nem o que significam. Ao

contrário do que ocorre com a relatividade, poucas pessoas, se é que existe alguma,

serão capazes de entender a "alma" da mecânica quântica.

Que dizer disso? Será que o universo opera no nívelmicroscópico de maneira

tão estranha e obscura que a mente humana — que evoluiu ao longo de muitos

milênios com o fim de manejar os fenômenos cotidianos da nossa escala de

tamanho — não é capaz de compreendê-lo totalmente? Ou será que em função de

um acidente histórico os cientistas elaboraram uma formulação da mecânica

quântica tão desengonçada e incompleta, embora quantitativamente precisa, que

tolda a verdadeira natureza da realidade? Ninguém sabe. Talvez no futuro alguém

mais hábil consiga chegar a uma nova formulação querevele por completo os

"porquês" e os "o quês" da mecânica quântica. Talvez não. A única coisa que

sabemos com certeza é que a mecânica quântica demonstra de modo absoluto e

inequívoco que vários conceitos básicos essenciais para o nosso entendimento do

mundo cotidiano perdem totalmente o sentido nos domínios microscópicos. Em

conseqüência, temos de alterar significativamente tanto a nossa linguagem quanto o

nosso raciocínio para tentarmos compreender e explicar o universo nas escalas

atômica e subatômica.

Nas seções seguintes desenvolveremos os aspectos básicos dessa

linguagem e descreveremos algumas das maiores surpresas que ela nos traz. Se a

mecânica quântica lhe parecer bizarra ou mesmo ridícula enquanto avançamos pelo

caminho, tenha presentes duas coisas. Primeiro, além da coerência matemática, a

única razão pela qual se pode acreditar na mecânicaquântica é o fato de que ela faz

previsões que foram verificadas com precisão extraordinária. Se aparece uma

pessoa que é capaz de contar inumeráveis aspectos íntimos da sua infância com

uma constrangedora riqueza de detalhes, é difícil não lhe dar crédito quando ele diz

que é o seu irmão desaparecido.

Segundo, você não será o único a reagir assim diante da mecânica quântica.

Em maior ou menor medida, essa sensação é compartilhada por alguns dos físicos

mais consagrados de todos os tempos. Einstein recusou-se a aceitá-la por completo.

Até mesmo Nieis Bohr, um dos principais pioneiros eproponentes da teoria

quântica, observou que se você não ficar tonto de vez em quando ao pensar em

mecânica quântica, é porque não entendeu nada.