Física, arte e simetria

Texto de Brian Greene no "Universo Elegante" (ed. Cia das Letras)

Juízos estéticos não solucionam problemas científicos. Em última análise, as teorias são julgadas pela maneira como se comportam diante dos resultados frios e implacáveis das experiências. Essa última observação merece, no entanto, uma qualificação de imensa importância. Enquanto uma teoria está em construção, o seu estado incompleto de desenvolvimento muitas vezes impede a comprovação experimental de suas implicações específicas. De toda maneira, os físicos são forçados a fazer escolhas e julgamentos a respeito da direção a ser dada às pesquisas relativas à nova teoria. Algumas dessas decisões são ditadas pela coerência lógica interna; é justo requerer que uma teoria sensata não caia em absurdos lógicos. Outras decisões são guiadas por uma avaliação das implicações qualitativas das experiências realizadas em um contexto teórico com relação a outro; em geral, não nos disperta interesse uma teoria que não tenha a capacidade de relacionar-se com alguma coisa que exista no mundo à nossa volta.

Mas é bem verdade que algumas decisões dos físicos teóricos baseiam-se no sentido da estética - a sensação de que as estruturas teóricas têm uma elegância e uma beleza naturais, que condizem com o que vemos no mundo físico. Evidentemente, nada garante que essa estratégia conduza à verdade. Quem sabe, no âmbito mais profundo, a estrutura do universo não é tão elegante quanto a nossa experiência nos levou a crer, ou quem sabe, ainda, venhamos a descobrir que os nossos critérios estéticos precisam sofisticar-se muito mais para que possamos aplicá-los a situações pouco comuns.

De todo modo, especialmente agora, quando entramos em uma era em nossas teorias descrevem áreas do universo que dificilmente podem ser alcançadas experimentalmente, os físicos recorrem à estética para guiá-los pelos caminhos, e evitar obstáculos e becos sem saída. Até aqui, esse procedimento tem propiciado orientação válida e esclarecedora.

Na física como na arte, a simetria é parte integrante da estética. Mas na física, ao contrário da arte, a simetria tem um significado muito concreto e preciso.

(...)

Os cientistas descrevem duas propriedades das leis físicas - o fato de que elas não dependem da ocasião (tempo) ou do lugar (espaço) em que foram invocadas - como simetrias da natureza. Com isso eles querem referir-se ao fato de que a natureza trata todos os momentos do tempo e todos os lugares do espaço de forma idêntica - simétrica -, fazendo com que as mesmas leis estejam em operação em todas as partes. O efeito causado por essas simetrias é o mesmo que exercem na música e na arte em geral - o de uma profunda satisfação; eles revelam ordem e coerência no funcionamento da natureza. A elegância, a riqueza, a complexidade e a diversidade dos fenômenos naturais que decorrem de um conjunto simples de leis universais é parte integrante do que os cientistas querem dizer quando empregam o termo "beleza".

(...)

Na verdade, seguindo cuidadosamente essa noção precisa de simetria até as suas últimas implicações matemáticas, no transcurso das últimas décadas os cientistas apresentaram teorias em que as partículas de matéria e as partículas mensageiras têm uma relação muito mais íntima do que antes se pensava ser possível. Tais teorias, que unem não só as forças da natureza mas também os componentes materiais, contêm o maior grau possível de simetria e por essa razão são chamadas supersimétricas. A teoria das supercordas é, ao mesmo tempo, a pioneira e o exemplo máximo dos esquemas supersimétricos.

***

Crédito da imagem: Mandelbot set (passo 11)