sexta-feira, 10 de dezembro de 2010

Dos Números à Alquimia- alguns "mistérios" desvendados


 "(...)O matemático americano Edward Kasner pediu uma vez a seu sobrinho de nove anos para inventar um nome para um número extremamente grande — dez elevado a potência de cem 10¹ºº(10 elevado a 100), o um seguido de cem zeros. O garoto chamou-o de "googol" ( em inglês: Google , o nome daquela em presa famosa). Aqui está ele: 10.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. Nós também podemos criar nossos próprios números grandes e dar nomes a ele. É só tentar. Existe um encanto especial nisto, principalmente quando se tem nove anos.
  Se um googol parece grande, consideremos um googol-plexo. É o dez elevado a potência de googol, isto é, o um seguido de googol zeros. Por comparação, o número total de átomos em nosso corpo é de cerca de 10 elevado a 28,e o número total de partículas elementares — prótons, nêutrons e elétrons —no universo
observável é de cerca de 10 elevado a 80.Se o universo fosse um sólido compactado com nêutrons, por exemplo, de modo a não haver espaço em nenhum lugar vazio, ainda haveria so-mente cerca de 10 elevado a 128 partículas nele, pouco mais do que googol, mas trivialmente pequeno se comparado a um googolplexo. E, embora esses números, o googol e o googolplexo, não sejam próximos, eles não chegam perto da idéia do infinito. Um goo-golplexo está precisamente tão longe do infinito quanto o número um. Podemos tentar escrever um googolplexo, mas é somente uma ambição. Um pedaço de papel grande o suficiente para conter todos os zeros de um googolplexo escritos explicitamente não poderia ser atestado no universo conhecido.Felizmente há um modo mais simples e bem conciso de se escrever um googolplexo: 10¹º*¹ºº -infinito ou .
 
Em uma torta de maçã queimada, o carvão será principalmente carbono. Noventa cortes e chegaremos a um átomo de carvão, com seis prótons, seis nêutrons em seu núcleo e seis elétrons em sua nuvem exterior. Se retirarmos um pedaço do núcleo, por exemplo, com dois prótons e dois nêutrons, não serão núcleo de um átomo de carbono, mas sim o núcleo de um átomo de hélio. Este corte ou fissão do núcleo atômico ocorre em armas nucleares e em máquinas convencionais de potência nuclear, embora não seja o carbono que se parte. Se fizermos o nonagésimo primeiro corte na torta de maçã, se partirmos um núcleo de carbono, não faremos um pedaço ainda menor de carbono, mas alguma coisa a mais, um átomo com propriedades químicas inteiramente diferentes. Quando cortamos um átomo, transmutamos os elementos.
  Suponhamos que prosseguíssemos. Os átomos são formados de prótons, nêutrons e elétrons. Podemos partir um próton? Se bombardearmos os prótons com altas energias de outras partículas elementares, outros prótons, por exemplo, começaremos a ver de relance unidades mais fundamentais escondendo-se dentro do próton. Os físicos propõem que as chamadas partículas elementares como prótons e nêutrons são, na verdade, formadas de partículas ainda mais elementares chamadas quarks, que aparecem em uma variedade de "cores" e "sabores", pois suas propriedades foram denominadas em uma tentativa pungente de tornar o mundo subnuclear um pouquinho mais familiar. Serão os quarks os últimos constituintes da matéria, ou serão eles também compostos de partículas ainda menores e
mais elementares? Chegaremos nós a um ponto final em nossa compreensão da natureza da matéria, ou haverá uma regressão infinita em partículas cada vez mais fundamentais? Este éum dos grandes problemas sem solução da ciência. A transmutação dos elementos foi realizada em laborató-rios da idade medieval em uma pesquisa chamada alquimia. Muitos alquimistas acreditavam que toda a matéria era uma mistura de quatro substâncias elementares: água, ar terra e fogo, uma antiga especulação jônica. Alterando as proporções relativas da terra e do fogo, por exemplo, eles pensavam que seriam capazes de transformar o cobre em ouro. O campo da alquimia estava apinhado de homens encantadores, mas em-busteiros e pesquisadores, como Cagliostro e o Conde de Saint-Germain, que pretendiam não somente transmutar os elementos, mas também possuir o segredo da imortalidade. Algumas vezes o ouro era escondido em um bastão com um fundo falso para aparecer miraculosamente no momento cruciante ao término de uma árdua demonstração experimental. Tendo a opulência e a imortalidade como chamarizes, a nobreza européia descobriu-se transferindo grandes somas para os praticantes desta arte duvidosa. Mas houve alquimistas sérios, como Paracelso e mesmo Isaac Newton. O dinheiro não foi totalmente desperdiçado, novos elementos químicos como o fósforo, o antimônio e o mercúrio foram descobertos. Em verdade, a origem da química moderna está ligada diretamente a estas experiências. (...)"                           Carl Sagan- em Cosmos Ilustrado

De Onde Viemos e Para Onde Vamos?

  Muitos falam em teoria da criação, porém não a compreendem; muitos mencionam a teoria do big bang como explicação para a origem do universo, mas mal sabem o motivo que levou nós cientistas a suspeitar que  o universo estava concentrado num unico ponto há muitos bilhões de anos; muitos falam, falam, cogitam, mas não buscam uma base mais sólida para responder tais perguntas, sempre usam o senso comum ou senso religioso, e não buscam outras ferramentas como o senso filosófico ou científico, mas afinal, quando surgiu o universo? Como foi este começo? Ele um dia terá um fim?
 Segundo o primeiro livro de Moisés, Gênesis, a Terra os céus, o universo, e tudo o mais, foi criado em apenas 7 dias. Na verdade 6, pois segundo o livro no sétimo dia Deus descansou (eu acho que entendo a atitude do criador em descansar, não é para qualquer um criar vida, matéria, energia e um universo em 6 dias, e claro, criar o dia do descanço, foi a melhor idéia desde a criação do universo). Mas esta é apenas uma teoria, e não uma verdade absoluta. Por muitos séculos, essa teoria esteve em destaque, porque ela explicava com certo nível de satisfação (pelo menos para a maioria) a origem do universo. Isso com o tempo foi se tornando um dogma, um "fato" indiscutível, e assim novas teorias quando surgiam não sobreviviam e morriam nas fogueiras junto com seus criadores.
  Ainda bem que eu nasci num lugar e numa época onde não é proibido pensar, pois só pelo o que eu já escrevi em alguns dos  meus posts aqui no blog, eu já estaria numa fogueira a muito tempo. 
   Após um período chamado Renascimento Cultural e Científico,os pensadores puderam divulgar suas teorias sem medo de morrerem numa fogueira, e assim discutir sobre a origem do universo.
  Muitos anos depois (cerca de 4 séculos) a raça humana já detinha um considerável poder sobre a astronomia (através de Galileu ,Newton, etc.), aviação (irmãos Write e Santos Dumont), matemática e filosofia (Aristóteles, Platão, Godel, Euler, Gauss,etc.), entre muitas outras áreas do conhecimento.
  Até meados de 1925 e 1935 pensava-se que o universo era estático e imutável, e que sempre esteve da mesma forma, nunca mudou e nunca mudaria. Albert Einstein quando publicou sua teoria da relatividade geral após ficar 10 anos pensando, imaginava um universo estático assim como pensou Isaac Newton.
  Até que um homem contariou os maiores gênios de sua época: Lamaitre.



Muitos dizem que a teoria do Big Bang foi feita por ateus, mas foi o padre jesuíta belga Georges Lemaître (1894-1966), quem propôs a teoria do Big Bang em 1927.
    Lemaître teve muita audácia para divulgar seu modelo. A comunidade científica no início do século XX,como já mensionei, acreditava num universo estacionário, ou seja, parado e sempre do mesmo tamanho. Conforme o modelo cosmológico newtoniano. O próprio Einstein acreditava nisso e diminuiu o trabalho de Lemaître dizendo: “seus cálculos estão corretos, mas seu conhecimento de física é abominável”. Entretanto em 1929, o astrofísico americano Edwin Hubble provou observacionalmente que as galáxias estavam todas se afastando umas das outras. Exatamente como o jesuíta havia previsto,  por meios teóricos, apenas dois anos antes. Esta prova era contundente e o sábio físico alemão voltou atrás. Einstein e Lemaître proferiram várias palestras juntos e numa delas, de pé depois de aplaudir, Einstein disse que aquela era “a mais bela e satisfatória explicação da criação” que ele já ouvira.
  Esta teoria tem algumas falhas, porém é na minha opinião uma das melhores. Quando Hubble observou que as galáxias estavam se afastando uma das outras e que as mais distantes estavam mais rápidas que as mais próximas, ele pôde perceber que há muitos anos (mas muitos mesmo) ,as galáxias estavam todas concentradas num único ponto, que Lamaître chamou de átomo primordial, e Hubble também calculou que o universo tem no mínimo 13 bilhões de anos. Ou seja, o universo estava concentrado num único ponto a aproximadamente 13 bilhões de anos,e provavelmente tal universo não foi feito em apenas 6 dias, pois para que a matéria se organize para formar galáxias, planetas e tudo o mais, são necessários no mínimo uns 4 bilhões de anos.
 Teorias análogas à do big bang surgiram, como a do Big Crunch, que diz o seguinte: Assim como  o universo surgiu de um único ponto, ele acabará confinado num único ponto, e se expandirá novamente, num ciclo infinito (teorias budistas fazem alusão a esta hipótese também, porém com muitos séculos de adiantamento).
 O Big Crunch pode ser compreendido observando esta concepção artistica.
  Mas para que ocorra o movimento inverso das galaxias, é necessário que o universo tenha uma massa acima de um nível crítico, se ele tiver tal quantidade de massa, dizemos que ele é fechado, se ele tiver uma quantidade de massa menor que esse nível crítico, o universo se expende para sempre e dizemos que ele é aberto, e se o universo tiver a quantidade de massa igual ao nível crítico, o universo é neste caso estático ou  plano.
 
Para resolver o problema é preciso ter algumas informações: A massa do universo, a densidade do universo, a proporção de matéria escura, matéria e antimatéria, etc. Essas informações se consegue apenas fazendo experiências, porém tais experiências são quase impossíveis (afinal quem conseguirá pesar o universo? aonde encontrar uma balança tão grande?).
  Pelo que vimos, estamos cada vez mais próximos de uma resposta melhor e  mais convincente e conveniente. Na verdade se a teoria do Big Crunch estiver certa, o universo nunca surgiu, pois sempre existiu, e se tiver errada o universo é aberto.
Caso o universo seja aberto, ele se expandirá para sempre, e vai ficar  cada vez mais frio.
Essas são os modelos mais satisfatórios conseguidos pela espécie humana para descrever o universo em larga escala até o presente momento.

Um Algoritmo - Um Robô Com Sentimentos e Pensamentos?

   Os robôs poderão algum dia ter sentimentos? Poderão pensar?...
 Quando assisti o filme Wall-E, pude perceber que os atores principais não eram humanos, e sim robôs, e mais, eles agiam como humanos agem: dormiam, comiam, pensavam, tinham curiosidade, tinham sentimento...
  Mas será que é possível isso acontecer? Os robôs poderão algum dia pensar, sentir, tomar decisões próprias sem a ajuda de humanos?
  Já postei aqui neste blog algumas idéias a respeito do que pensamento e à respeito do que é um ser vivo (veja "O Design da Inteligência" e "O Maior Ser Vivo que Existe", aqui neste blog mesmo), e por estas lógicas, fica claro que um robô como o Wall-E também é um ser vivo, apesar de a biologia não considerar por motivos convenientes, mas para entender isso é melhor ler o que eu já postei aqui...E também tudo que existe pensa, porém a várias formas de pensar:
 Digamos um pessoa comum lendo este texto. Até aqui tal pessoa absorveu 161.000 bytes de informação ao ver a imagem inicial dos robozinhos e aproximadamente 1.040 caracteres até aqui, e mesmo assim a cada momento a quantidade de informação que você deve estar recebendo agora deve exceder muito do que ao final deste post terá, toda essa informação deve estar na paisagem a sua volta, os sons que você ouve, a temperatura do ar que você sente, das idéias que você cria lendo este texto...
 Já , em outra situação, se um papagaio tentar fazer isso tudo, ele não irá absorver toda essa informação com eficiência, pois ele não possui muitas conexões entre seus neorônios.
 Porém, se você está lendo isto aqui através de um computador ou outro meio, significa que este meio absorveu toda a informação contida aqui, coisa que quase ninguém consegue fazer (quase, porque existem autistas que possuem um poder extraordinário na memória), mas absorver informação não significa pensar, então por isso que os computadores não tem ciência do que está escrito aqui.
  Algoritmo. Esta palavra irá nos ajudar a responder se os robôs poderão ter sentimentos, pensar... algum dia. ALGORITMO:
  (a)    Um algoritmo é uma sequência finita de instruções bem definidas e não ambíguas, cada uma das quais pode ser executada mecanicamente num período de tempo finito e com uma quantidade de esforço finita.O conceito de algoritmo é frequentemente ilustrado pelo exemplo de uma receita, embora muitos algoritmos sejam mais complexos.
 (b) Eles podem repetir passos (fazer iterações) ou necessitar de decisões (tais como comparações ou lógica) até que a tarefa seja completada.
 (c)Um algoritmo corretamente executado não irá resolver um problema se estiver implementado incorretamente ou se não for apropriado ao problema.
  Um exemplo de algoritmo é este:
De (a) temos uma idéia intuitiva e heurística, de (b) temos um complemento da definição, e por (c) fica claro que o algoritmo usado neste exemplo não serviria para tomar uma decisão diferente, como por exemplo escalar um jogador de um time de vôlei, ou contar quantas folhas tem uma árvore , porém ele é útil para uma ordenação das colunas, (ordenação quircksort de uma matriz de valores ao acaso).
Da mesma forma uma pessoa resolve problemas, os humanos assim como todos os animais aprendem através de algoritmos biológicos, que se desenvolvem em nosso intelecto com o tempo, devo ressaltar que é muito mais de 1 ou 2 algoritmos, é um conjunto de algoritmos que se interconectam, quanto mais conexões tivermos, mais interconectado estará os algoritmos, e mais rápido resolveremos um problema qualquer. Por exemplo, se quisermos cortar um tomate em fatias usamos o algoritmo "corta tomates em fatia", se quisermos picado usamos outro algoritmo,... a mesma coisa para os outros animais, se uma coruja estiver com fome, ela primeiro usa o algoritmo "visualizador de comida" depois de encontrar usa o algoritmo "voar até a presa" e depois "pegar a presa" ... se neste processo os algoritmos não se conectarem a coruja provavelmente não consiguirá capturar a sua presa, pois esta também tem algoritmos específicos, como o algoritmo "fugir de coruja" ou algoritmo "pé na tábua", etc. Mas há problemas em  que nenhum algoritmo biológico consegue resolver: Sou um ser humano e quero voar, que algoritmo devo usar para isso?
Com certeza não será o"abrir asas".Neste caso é preciso novos algoritmos que não são tão simples de conseguir: "algoritmo pensar em como voar"- "algoritmo fazer uma asa artificial"- testar a asa artificial- se não deu certo pensar em outra coisa- se deu certo melhorar...E até que o objetivo seja alcançado o ser humano já adquiriu novas técnicas e conhecimentos, tudo através dos algoritmos, e mais, nossa mente é uma grande caixa cheia de algoritmos e espaço para colocar novas coisas.Se uma pessoa sente afeto por outra pessoa ,seja amor romântico, materno, amizade, existe um algoritmo responsável pela expressão destes na pessoa, que é nada mais nada menos que a indução de substâncias como dopamina, feniletilamina e ocitocina no cérebro e corrente sanguínea...
O mesmo pode acontecer com robôs:
                                       
Se algum dia conseguirmos fazer um algoritmo tão complexo como o do ser humano, artificialmente, e introduzi-lo em máquinas como os andróides da figura, provavelmente eles serão capazes de se apaixonar, ou de sentir medo, ciúme, em resumo, sentir. Além disso, se a técnologia permitir, sensores ultra sensíveis podem substituir as terminações nervosas de um humano e assim o robô terá sensibilidade como visão, olfato, paladar, tato e poderá até mesmo sentir prazer num beijo, ou dor caso se  machuque...
 É possível sim um robô pensar e tomar decisões próprias, pois ao obter um algoritmo complexo, o robô conseguirá ao longo do tempo resolver problemas independentemente dos outros, como os humanos fizeram, ao inventar o avião, ou mandar o Homem a lua,etc.
  Se você  nunca pensou nestas coisas, espero ter ajudado a expandir os seus conhecimentos, e imaginação, e espero que guarde estas informações e as utilize ,usando seu algoritmo complexo que demorou mais de 10 bilhões de anos para chegar no que é hoje, para melhor entender o mundo ao seu e nosso redor. Por isso,dou um conselho: não desperdice esta capacidade de compreensão com qualquer coisa, e a use para o bem de todos (ou pelo menos da maioria), porque só assim teremos uma humanidade melhor, com robôs ou sem.