domingo, 24 de fevereiro de 2013

Mais é Diferente

Na semana passada, participei de um simpósio no Curso de Verão  do IF-USP junto com o prof. Renato Jardim. O tema era o conceito de "Mais é Diferente" em Física (em particular, em Física do Estado Sólido).

Phil Anderson
"More is Different" é o título de um influente artigo publicado por Phil Anderson na revista Science em 1972 (Anderson viria a ganhar o prêmio Nobel em 1977). Essencialmente, é uma crítica ao conceito de reducionismo em Física, a idéia de que, sabendo-se como funcionam partes elementares da matéria, pode-se inferir "com um pouco de imaginação" o comportamento coletivo de sistemas de muitas partículas.

A tese do reducionismo é bem ilustrada pelo comentário de Carl Anderson que, após descobrir o pósitron em 1932, afirmou que "o resto é química". A premissa é que se você conhece extremamente bem quais as propriedades de todas as partículas elementares (quarks, elétrons, pósitrons, etc.), a extrapolação para entender o comportamento de núcleos, átomos, moléculas, células, planetas e galáxias é uma simples questão computacional.

Phil Anderson argumenta que essa tese é equivocada em um nível fundamental. Diz, no texto da Science, que "o comportamento de grandes e complexos agregados de partículas elementares não pode ser entendido em termos de uma simples extrapolação das propriedades de algumas poucas partículas." Por conta disso, "a cada nível de complexidade, propriedades completamente novas aparecem e o entendimento desses novos comportamentos requer pesquisa que considero de natureza tão fundamental quanto qualquer outra." Em outras palavras, quando temos sistemas de muitas partículas, a complexidade da interação entre elas leva a comportamentos novos (e leis novas) que não podem ser preditas com base apenas no comportamento de uma partícula e do conhecimento das interações fundamentais.

Uma analogia é a seguinte: imagine que você saiba tudo (mas tudo mesmo!) sobre células (todas as reações químicas, funções, como uma célula interage com outras, etc.). Esse conhecimento não pode ser extrapolado para prever, por exemplo, comportamentos sociais (relações humanas, eventos históricos, ocupação geográfica do espaço, etc.) embora, fundamentalmente, pessoas sejam feitas de células.

Por quê? Porque à medida que células interagem, formando tecidos, cérebros e pessoas; e pessoas interagem formado comunidades e sociedades, novas "leis fundamentais" emergem. E são essas leis (e não as reações químicas nas células) que, em última instância, determinam os comportamento coletivo. Isso é o que chamamos em Física de fenômenos emergentes. Outro exemplo mais atual de fenômenos emergentes são as "redes sociais": mesmo que você saiba tudo sobre células e transistores e fibras ópticas, você não conseguiria prever o sucesso do Facebook ou o declínio do Orkut no Brasil.

Em suma, o que Anderson quer dizer é que Química não é apenas Física aplicada, como Biologia não é Química aplicada como Psicologia ou Antropologia não são, simplesmente, Biologia aplicada. E que as Leis que regem os fenômenos em cada um desses níveis de complexidade são igualmente fundamentais.

Tudo o que você queria saber sobre análise de dados


Paper interessante no arXiv: "Tudo o que você queria saber sobre análise de dados mas tinha medo de perguntar" (via Doug Natelson).

O texto é voltado para Físicos (em especial os que trabalham com simulações de Monte Carlo) mas é acessível para engenheiros, matemáticos e cientistas em geral.