A criação científica segundo Poincaré e Einstein



Baixar 190.33 Kb.
Página1/4
Encontro31.05.2018
Tamanho190.33 Kb.
  1   2   3   4


A criação científica segundo Poincaré e Einstein, tradução de Sérgio Alcides, Estudos Avançados (São Paulo, Br), 15, n° 41 (jan-abr.), 2001, 157-192.

A criação científica segundo Poincaré e Einstein*

Michel Paty**


Resumo

Poincaré e Einstein baseiam sua concepção da descoberta e da invenção científicas como um processo criador sobre a “livre escolha” de conceitos e idéias teóricos por parte do pensamento. Essa “liberdade lógica” com relação aos dados factuais se estabelece sobre a crítica humeana da indução, sobre a recusa do empirismo puro e sobre uma concepção da inteligibilidade racional tributária de Kant, ao mesmo tempo que sobre a crítica do apriorismo kantiano. Sublinhando a proximidade de suas convicções a esse respeito, apesar de suas concepções filosóficas divergentes sob outros aspectos (convencionalismo de Poincaré, realismo crítico de Einstein), examinamos como esse traço central das epistemologias desses dois cientistas-filósofos se situa em comparação com outros pensadores, do passado e de sua época, e como ele foi possibilitado pela evolução da matemática e da física no período imediatamente anterior. Procuramos relacioná-lo aos processos de invenção científica tais como eles próprios os experimentaram em suas inovações criadoras.


Abstract: Scientific creation according to Poincaré and Einstein

Poincaré and Einsten based their conception of scientific discovery and invention as creative process on the “free choice” by thought of theoretical concepts and ideas. This “logical freedom” with respect to factual data is settled on the humian critique of induction, on a refusal of pure empiricism, and on a conception of rational inteligibility indebted to Kant but combined at the same time with a critique of kantian apriorism. We emphazise the proximity of their convictions in this respect, despite differences in their philosophical ideas in other matters (Poincaré’s conventionalism, Einstein’s critical realism), and we compare this central feature of the two scientists-philosophers’ epistemologies with others conceptions taken from thinkers of the past as well as contemporary to them. We consider also how this common interest and epistemological attitude had been made possible by the evolution of mathematics and of physics in the immediately preceding period. We try to put these in connection with the processes of scientific invention as experienced by themselves in their creative innovations.


Palavras-chave: epistemologia, filosofia, história das idéias, matemática, física, racionalidade, invenção, criação científica, Poincaré, Einstein.

Key words: Epistemology, philosophy, history of ideas, mathematics, physics, rationality, invention, scientific creation, Poincaré, Einstein.
A Alberto Luiz da Rocha Barros

In memoriam
1
Confluências
Henri Poincaré e Albert Einstein, apesar das significativas divergências de suas respectivas filosofias do conhecimento científico (o primeiro conciliava a seu modo elementos de empirismo e convencionalismo, enquanto o segundo professava um realismo e um racionalismo críticos), tinham em comum a convicção (entre outras), de central importância para o assunto que aqui nos ocupa, de que as idéias científicas, na elaboração das teorias físicas e matemáticas, são “construções livres do pensamento”. Neste sentido, eles entendiam que elas não são induzidas de maneira lógica e unívoca, necessária e compulsória, a partir dos dados da experiência, e que elas não estão além disso inscritas numa estrutura inata ou a priori do pensamento. É nesse espaço de liberdade que entra a idéia da criação no trabalho científico que conduz à descoberta. Poincaré e Einstein insistiram ambos da maneira mais clara nesse aspecto que era, para eles, a característica mais importante da atividade do conhecimento, e que se situava efetivamente no centro de suas epistemologias.

É importante, de fato, apreender diretamente, na medida do possível, as relações efetivas entre os problemas oriundos da filosofia do conhecimento e a atividade do conhecimento em si. O conhecimento científico não se reduz a seus conteúdos seguros, a suas proposições e seus efeitos, e compreende em suas dimensões o próprio trabalho do pensamento que o estabelece. Sob este aspecto, o testemunho de criadores científicos excepcionais como Poincaré e Einstein é evidentemente insubstituível. É tanto mais significativo que ambos esses cientistas tenham sido verdadeiros filósofos, de modo que sua feição intelectual os levava a pôr filosoficamente para si próprios questões de natureza filosófica.1

O tema da invenção, da “criação”, no domínio do pensamento científico surgiu de fato diretamente relacionado a todas as outras questões filosóficas postas pela ciência enquanto “pensamento”, atividade intelectual eminentemente racional, que tem a sua sede, antes de qualquer comunicação ou juízo consensual, em inteligências singulares, subjetivas. Considera-se, em particular, que a atividade criadora do pensamento racional é condicionada pela inteligibilidade dos “objetos” que são propostos à sua compreensão e a seus julgamentos. A este respeito, não se pode deixar de remeter, ainda que brevemente, a Descartes e aos filósofos que depois dele se preocuparam com as condições da possibilidade de um conhecimento racional, seja para criticá-las, como Hume, ou para estabelecê-las, como Kant.

Contudo, a filosofia – a dos filósofos e a dos cientistas (ou savants) – em geral não se preocupou tanto com a dimensão criadora do pensamento científico: de um lado, provavelmente, graças a uma concepção de ciência que via esta última como formas já acabadas, “verdadeiras” ou “certas”, e não como um trabalho em constante reelaboração; mas também, sem dúvida, devido à aparente contradição entre o interesse por verdades objetivas e a atribuição de importância às subjetividades que são sua fonte (e que no fundo não deixam de ser sua sede). Evocaremos, então, certas doutrinas filosóficas anteriores ao período que nos interessa, o de Poincaré e Einstein. Por outro lado, paralelamente à relativa indiferença filosófica por tudo o que concerne à invenção e à criação científicas, constata-se ao longo do século XIX, com os novos avanços dos conhecimentos científicos, notadamente na matemática e na física, o estabelecimento de condições intelectuais propícias para a consideração desse problema.

Tais apresentações permitirão que vejamos como os pensamentos de Poincaré e Einstein sobre a criação científica se situam na confluência dessas novas perspectivas (em suas lições sobre a natureza das proposições da ciência) com o pensamento crítico da filosofia, ainda que este apontasse para outros projetos. A aguda consciência do sentido de suas próprias pesquisas lhes terá favorecido o olhar reflexivo, levando-os a questionar o trabalho de seu próprio pensamento, fazendo a junção, ao que parece ainda inédita, entre a experiência criadora e a reflexão sobre suas condições filosóficas. Depois da apresentação dessa experiência tal como eles próprios a puderam relatar, examinaremos como eles a relacionaram a suas respectivas concepções filosóficas, testemunhando afinal em favor da inscrição racional da invenção e da criação científicas, e portanto em favor de seu pleno alcance filosófico.
2
INVENÇÃO E INTELIGIBILIDADE
Os filósofos, e entre eles freqüentemente aqueles que foram ao mesmo tempo pesquisadores científicos (os “cientistas-filósofos”), interessavam-se sobretudo, a propósito da ciência, pela natureza desta sob a forma daquilo que determina a sua verdade e aponta o erro. Sendo criadores eles próprios, pareciam dar bem pouca atenção a seus próprios atos de invenção ou descoberta enquanto atos de criação, e em geral não se consideravam como tais. Os problemas que os preocupavam eram principalmente a compreensão e a inteligibilidade das proposições enunciadas, bem como a sua justificação lógica e racional.

O próprio Descartes é um bom testemunho do movimento desse pensamento filosófico, cioso de alcançar a justificativa das razões em busca de verdades, sem se preocupar o bastante com as circunstâncias das descobertas e com as vias pelas quais o espírito chega a forjar as certezas e se deixa iluminar pela evidência. Para ele, a razão devia suspeitar da imaginação, e a doutrina do conhecimento devia evitar que esta última tomasse a dianteira. Ainda assim, Descartes, mais que qualquer outro, dava grande importância à intuição, pois a seu ver era através da intuição que se produzia a iluminação da evidência que constituía, para ele, o momento da compreensão, prolongado pela reflexão que apela à dedução e à memória e se relaciona à evidência pela constituição de certezas. Mas se tratava de uma intuição racional entendida antes de mais nada como uma função sintética do entendimento.2

Nas Regras para a direção do espírito, Descartes estabeleceu aquelas que para ele deveriam ser as condições da inteligibilidade, e elas incluíam as condições da invenção (que a seu ver eram sobretudo da ordem da descoberta), já que toda compreensão por parte de um sujeito é, em certa medida, reinvenção; assim sendo, ele as remetia desde logo ao enunciado do método.3 A ponto de suster a redação das Regulae, deixando-as inacabadas, para expor quase dez anos depois um Discurso do método plenamente organizado.4 Com isso ele se voltou para a experiência do conhecimento, buscando-se compreender aí os fundamentos da certeza a que elas conduziam. Os objetos desse conhecimento, sempre portadores de elementos novos (para nós), eram considerados como já presentes em toda eternidade: ao descobrir, alcançamos a verdade, de essência eterna e divina.

Descartes, portanto, não negava a invenção como capacidade do intelecto, mas pretendia submetê-la a critérios normativos, ao “método”. Neste sentido, sua atitude com relação às suas próprias inovações é característica. Se ele declarava que as curvas mecânicas (ou transcendentes) não pertencem à sua Geometria,5 livro que acompanhava o Discurso do método como sua ilustração, isso era devido à definição por ele proposta das curvas geométricas (ou algébricas), a saber, que podiam ser engendradas por uma só transformação finita e contínua de um ponto a outro a partir de uma linha reta ou de um círculo. Mas isto não o impediu de estudar, dando mostras da maior inventividade, as curvas mecânicas (por exemplo, a ciclóide6), inclusive desenvolvendo reflexões antecipadoras de certos aspectos do cálculo diferencial e integral.

Na verdade, para ele não se tratava de descoberta, mas sobretudo de experiência, no sentido de fazer a experiência, ou o exercício, da razão. A descoberta propriamente dita que ele mesmo reconheceu foi a do método. O que a seu ver merecia a qualificação de descoberta ou de invenção era, pode-se dizer, da ordem do meta-científico, ou seja, do filosófico (tomando estes termos no seu sentido atual). E sua iluminação no outono de 1619, determinante de sua vocação, foi precisamente desta ordem, transcendente ao generalizar pela filosofia as suas inovações matemáticas.7

Se temos privilegiado Descartes, é porque ele foi, entre os pensadores clássicos, aquele que primeiro se preocupou com a atividade do pensamento racional no âmbito da singularidade de uma subjetividade.8 Seria necessário mencionar em seguida as doutrinas que se dedicaram a descrever os processos cognitivos ou a estabelecer as suas condições, incluindo as impressões dos sentidos e da sensibilidade na formação das idéias, de Locke a Condillac, Berkeley, Diderot, d’Alembert, Hume, Kant... e aos pensadores seguintes, do século XIX (de Ampère a Helmholtz, Mach, Pierce, W. James...), até os dois autores que ora nos ocupam.

Mas não é a nossa intenção fazer uma história das idéias sobre a criação científica. Notemos apenas que os filósofos que se interessaram pela criação em geral a reportaram às atividades que provêm diretamente da imaginação, ou seja, das artes, em conformidade, afinal de contas, com a classificação tradicional das atividades mentais segundo as três “faculdades da alma”: memória, razão, imaginação.9 É verdade que um Diderot, por exemplo, situava também a imaginação entre as primeiras fontes do pensamento das ciências da natureza, mas ao preço de favorecer exclusivamente as ciências empíricas, apoiando-se sobre o recurso às analogias, levando à indução baconiana, e depreciando a matemática e a física racional, que ele considerava um “domínio acabado”.10

Com regra geral, as ciências eram consideradas no século XIX em função de seus objetivos concebidos segundo suas “relações verdadeiras”, o que subentende a idéia de uma “classificação natural”,11 e essa preocupação quase exclusiva relegava a um segundo plano, ou mesmo ocultava, a questão das vias pelas quais elas eram trazidas à luz através do trabalho do pensamento dos cientistas. Os conteúdos científicos importavam antes de mais nada, e a ciência era freqüentemente concebida de um modo normativo, conforme um esquema de pensamento ressaltado e sistematizado pela filosofia positivista.12 Interessando em particular aos conteúdos da matemática e da física, subjacente à idéia da descoberta, estava a naturalidade da coisa descoberta, já presente em potencial, mas ainda não identificada, que nos é dada, ao termo de um processo de pensamento, e que sobretudo não é realmente inventada. Ou, caso fosse, não o seria senão a título de pensamento ancilar de uma ordem que o ultrapassa, e era esta a ordem que interessava à filosofia.

Ou ainda, uma vez que seus conteúdos de conhecimento, seus saberes, eram tidos como objetos de invenção de uma subjetividade, era preciso esforçar-se – tal era o principal objetivo da ciência – no sentido de eliminar esse “coeficiente individual que se encontra em todo indivíduo no ato de conhecimento”, mesmo que isto signifique admitir que no final das contas sempre resta na verdade da ciência uma irredutível dimensão humana.13

O interesse pelos processos mentais com relação às impressões dos sentidos e pela descrição psicológica das funções intelectuais aumentou consideravelmente na segunda metade do século XIX, no bojo do desenvolvimento de pesquisas sobre a fisiologia da percepção (notadamente com Hermann von Helmholtz14), sobre a psicofisiologia das sensações (com Ernst Mach15), e do advento da psicologia, à qual de bom grado se referem tanto os cientistas quanto os filósofos (William James, Théodore Ribot16, Henri Bergson, seu discípulo Edouard Le Roy, etc.). Essa circunstância contribuiu também, inegavelmente, para favorecer a distensão epistemológica entre o conceitual e o empírico, como se vê, por exemplo, nas epistemologias dos próprios Helmholtz e Mach. Favoreceu, da mesma forma, sobretudo pelo viés da psicologia, o interesse pelos processos de invenção no pensamento comum e no pensamento científico.

No entanto, o que mais atraía atenção eram os mecanismos do pensamento considerados por si sós, em detrimento dos efeitos dessa invenção sobre o conhecimento. A maioria desses pensadores professava uma filosofia empirista ou pragmatista, e, embora concebessem a existência de uma invenção de formas artificiais no nosso conhecimento, estas para eles permaneciam secundárias com relação à prática e à ação. As teorias não eram mais que folhas provisórias da árvore dos conhecimentos - foi mais ou menos assim o escreveu Ernst Mach, neste ponto preocupado sobretudo com a crítica dos conceitos indevidamente erigidos em absolutos.17

Quanto a William James, filósofo do pragmatismo puro,18 do “empirismo radical da prática”, na expressão de Abel Rey,19 era por equívoco que o acusavam de pôr a utilidade acima do conhecimento. Bergson, que justamente lhe atribuía a intenção contrária, reconhecia em sua doutrina a originalidade de ver, numa “verdade nova”, uma “invenção”, ao contrário das outras, que veriam aí tão somente uma “descoberta”.20 Essa concepção se relaciona em parte, no que concerne a James, com uma concepção particular de verdade. Conforme sua doutrina, para retomar as palavras de Bergson, “a verdade de ordem intelectual é uma invenção humana que tem o efeito de utilizar a realidade, em vez de a ela nos introduzir”.21 Com relação ao nosso problema, essa idéia de uma verdade que se constitui para frente, submetida às “correntes da realidade”, tende a esvaziá-la de um sentido preciso numa dada situação, de modo a fazê-la perder, em particular, qualquer possibilidade de ser caracterizada racionalmente.

A filosofia de Bergson, não obstante a sua essência inteiramente distinta e, além disso, a sua insatisfação perante tal concepção de realidade, é consonante com o pragmatismo puro de James sob muitos aspectos. Ambos têm em comum particularmente um antiintelectualismo, e as verdades que importam para eles são mais sentidas e vividas do que pensadas. A filosofia bergsoniana da consciência, fundada na experiência interior, tem um papel importante na invenção, na intuição e na imaginação criadoras. Se Bergson criticava a concepção kantiana de uma verdade já dada na manifestação do real,22 ele via na atividade mental criadora antes de mais nada um exemplo dessa “crescente materialização do imaterial que é característica da atividade vital”, sendo portanto um potencial da natureza em devir.23 Entretanto, talvez mais que os outros, apesar de sua minimização das idéias teóricas, ele se atinha aos efeitos do esforço mental voluntário sobre a formação e a organização das idéias. Retomaremos adiante algumas de suas observações, de acordo com aquilo que veremos em Poincaré e Einstein.

O filósofo Abel Rey, por sua vez, falava da “invenção da ciência”, em particular da “invenção matemática”, e da matemática como “invenções primordiais da razão teórica”, insistindo sobre a distância entre “tamanho potencial de possibilidades, tamanha criação de relações virtuais” e uma ciência do real.24 Ele retomava, de fato, as concepções de Poincaré sobre a matemática como “criação arbitrária do espírito, (...) a mais impressionante manifestação de sua própria fecundidade”, que este último “inventou” “por ocasião da experiência”.25 Apresentando a matemática tal como a temos, enquanto concepção arbitrária do espírito, usada na experiência e assim desenvolvida na direção que conhecemos, segundo a concepção de Poincaré, Rey pretendia sublinhar a diferença entre esta última e aquela dos pragmatistas: para Poincaré, a ciência e a razão vêm em primeiro lugar e “ultrapassam de muito o campo da utilidade”.26

Outros filósofos também deram lugar a estas dimensões, como Émile Meyerson, que se dedicou a penetrar “o enigma do caminho do pensamento” na atividade científica, bem como no pensamento comum.27 Contemporâneo de Einstein, pode-se dizer que Meyerson encerra o período aberto pela filosofia sobre a invenção das idéias científicas. Também a ele voltaremos em nossa conclusão, adiante.

O universo filosófico tinha assim aberto o caminho para a idéia de uma invenção das formas teóricas, mas raramente concebendo que se poderia tratar aí de um campo de investigação para a própria filosofia. Viam-na sobretudo como uma dimensão ou uma circunstância que deveria ser levada em conta, seja para insistir sobre a sua fragilidade ou o seu caráter relativo, seja para reforçar as regras da cientificidade, tendo esta perdido, por assim dizer, as suas bases naturais.28 É assim que, na linhagem do positivismo e do pragmatismo, mas associados ao logicismo, o empirismo e o positivismo lógicos que floresceram no século XX, bem como seus herdeiros, dissidentes ou não, tentaram esvaziar da filosofia a invenção e a criação científicas como momentos irracionais, necessários, mas incontroláveis e passageiros.29 Outros construíram então para o conhecimento, sobre essa no man’s land filosófica, doutrinas da a-racionalidade.30 Mas essa seria uma outra história.


3
O DISTANCIAMENTO DOS OBJETOS DE PENSAMENTO
Não foi por acaso que a tomada de consciência sobre a invenção na atividade científica só teve início no século XIX (e bem mais para os seus finais): sem dúvida, foram decisivos os acontecimentos que a partir de então se deram na matemática e na física. Com efeito, é a época em que vemos afrouxar o laço até então apertado entre a matemática e a natureza, com a invenção das matemáticas que pareciam contradizer a “evidência” da experiência comum - tais como as geometrias não-euclidianas - ou ainda puramente abstratas ou formais.

A física, a partir do mesmo período, também se desenvolveu através da elaboração de teorias cada vez mais matematizadas, recorrendo a grandezas de expressão simbólica abstrata à maneira matemática, cujo caráter de construção tornava-se mais visível do que nas formulações anteriores. A constituição da física teórica nos seus diversos domínios (a ótica, a eletricidade, o magnetismo, a termodinâmica), pela sua matematização analítica ao modo da física matemática, de que a Mecânica analítica de Lagrange31 representava a mais perfeita expressão para a mecânica, deixava entrever com crescente evidência a distância entre os domínios da experiência imediata e a abstração da teoria formalizada. A mecânica de Hamilton retomava a de Lagrange sob uma roupagem teórica e conceitual bem diferente, na qual as grandezas não correspondiam mais a conceitos fundados sobre noções comuns. Passou-se a admitir como princípio físico fundamental uma propriedade aparentemente muito formal como o princípio do mínimo de ação na sua expressão variacional dada por Hamilton.

Mesmo os dados fenomênicos mais importantes escapavam à operação de conhecimento direta, demandando a constituição de abstrações intermediárias, conceitos ou grandezas inseparáveis da matemática usada para concebê-las, tais como as noções de campo, energia, potencial...

Em termodinâmica, se o primeiro princípio (a conservação da energia) ainda estava conforme as concepções anteriores da física, fundadas sobre a mecânica, o segundo, formulado aproximadamente ao mesmo tempo, revelava a sua natureza claramente abstrata e interpretativa. O segundo princípio da termodinâmica, a saber, o aumento da entropia com o tempo nos sistemas fechados – exprimindo a irreversibilidade das transformações – apresentava-se sob uma forma afastada da intuição física imediata (antes de sua tradução nos termos da mecânica estatística).32 Daí em diante já não se tratava de uma descrição direta dos fenômenos tais como a mecânica ainda os concebia. A entropia, com efeito, era uma função construída, exprimindo uma propriedade estrutural entre as grandezas, difícil de conceber simplesmente, demandando uma interpretação física que não parecia direta nem evidente como era o caso, pensava-se, de outros conceitos e princípios da física.

Mas também estes últimos eram então questionados, assim como os da matemática, mesmo os mais geralmente aceitos, como por exemplo, na física, o espaço e a geometria, o tempo e a simultaneidade, ou os princípios da mecânica newtoniana. Notava-se que eles eram modificáveis e passíveis de evolução: já não eram concebidos como absolutos e naturais, percebendo-se o seu caráter de construções do pensamento. Na matemática, evocaremos ainda a noção de conjunto, que parecia muito abstrata, e que se revelaria de considerável importância: também o foi para o pensamento matemático e epistemológico de Poincaré.

Desde então se pôs o problema da natureza desses conceitos e de suas proposições e princípios, de seu estatuto. Para uns, eles se reduziam a proposições empíricas. Para outros, tratava-se de proposições de caráter racional, mas que já não eram a priori e imutáveis. Elas eram racionais enquanto propostas pelo pensamento para estruturar os dados da experiência, mas sempre seria possível reformá-las. Quanto ao seu estatuto propriamente dito, restava optar se eram criações do pensamento a partir ou não dos dados primários, hipóteses ou seleção de convenções.

Não era preciso muito mais para se pensar que, no fundo, todos os elementos teóricos, inclusive os que pareciam mais “naturais”, fossem, e assim eram, na verdade desde sempre, construídos mentalmente sem que tivessem sido jamais dados em correspondência direta com os objetos e os fenômenos do mundo físico. Pense-se no tempo e na duração, no espaço contínuo, no ponto material sem dimensão, e em outros conceitos do gênero, expressos de modo quantitativo exato por grandezas matemáticas adequadas. Tais abstrações são elaborações do pensamento, postas em correspondência com os elementos supostos do mundo real, e justificadas pelo êxito dessa relação. Esta correspondência, porém, não diz respeito aos elementos isolados, teóricos por um lado, factuais por outro, e sim aos sistemas que formam esses elementos através de suas relações mútuas, a saber, para os elementos conceituais, a teoria própria, e, para os elementos factuais, o dado da experiência (este, também, global) apropriado a essa relação.

Assim, as teorias passam a ser construídas, inventadas e postas por uma decisão do pensamento. Tal decisão, decerto, é orientada, no caso da física, para uma representação descritiva e explicativa dos fenômenos da natureza e, no caso da matemática, para a consistência interna de seus conteúdos próprios. Em outras palavras, a construção, que resulta de uma invenção, é, nos dois casos, submetida a restrições. Mas nem por isso deixa de ser uma invenção, uma criação.

Apesar da abertura em direção a tais idéias, em razão de evidências adquiridas, esse campo de reflexão tem sido muito pouco estudado pela filosofia no curso do século que agora termina, predominantemente inspirada, no que diz respeito ao conhecimento, no positivismo e no empirismo lógicos. Ainda que admitindo a existência do momento de invenção, de criação, no processo de elaboração científica, consideravam-no como algo que escapa ao racional e importa somente para a psicologia (ou, mais tarde, para a sociologia). A distinção entre um “contexto de descoberta” e um “contexto de justificação”, este considerado como o único digno de atenção por parte da filosofia, permaneceu largamente aceita até bem recentemente. Mesmo um Imre Lakatos considerava necessário “reconstruir racionalmente” os conteúdos científicos depois de sua descoberta, o que significava considerá-los como muito pouco racionais no seu surgimento.33 Assim, a invenção científica escapava totalmente à filosofia do conhecimento.34

Não era esta a posição de Poincaré, ainda que os positivistas lógicos o considerassem um de seus principais inspiradores, nem a de Einstein, que sempre insistiu no aspecto de criação livre (no sentido lógico) pelo pensamento humano de proposições e conceitos científicos. Nossos dois cientistas-filósofos, neste sentido, são exceções. Em todo caso, foi no contexto indicado de tomada de consciência epistemológica da distância entre as proposições teóricas e os dados “imediatos” que eles desenvolveram suas próprias concepções sobre a invenção e a criação científicas.


4
POINCARÉ E A INVENÇÃO DAS FUNÇÕES FUCHSIANAS
Não é muito freqüente que os cientistas, mesmo quando se preocupam com o significado de idéias produzidas por seu pensamento, em seu trabalho de pesquisa, voltem atrás para repassar o processo de invenção e o momento criador que eles experimentaram, tentando descrevê-los ou deles prestar contas. Em geral, preferem explicar as suas descobertas reorganizando-as de outra maneira, que lhes pareça racionalmente justificada. “Substituem o andamento real de seu pensamento e suas experiências por outro que posteriormente lhes parece mais lógico e oportuno”, observou o físico Edmond Bouty, concluindo, ainda que de bom grado: “Já fazem daí matéria de ensinamento”.35 O que conta, para a maioria, é o edifício ulteriormente reestruturado que resulta de obras provisórias.

Mesmo Poincaré, que em contraste com essa posição afirmava que o cerne da sua filosofia do conhecimento era o tema da invenção científica,36 raramente se dedicou ao exercício de tentar repassar a gênese de suas idéias. Ele o fez pelo menos a propósito de uma de suas maiores descobertas matemáticas, a das funções fuchsianas, e a descrição que ele deixou a respeito se tornou célebre. É verdade que ele a apresentou em conferência na Sociedade de Psicologia de Paris – a psicologia, juntamente com a sociologia, ocupavam então o proscênio, como ciências humanas jovens e promissoras, e ainda não destacadas da filosofia. Já eram, no fundo, a filosofia e a psicologia cognitivas...

Poincaré procurou, assim, sob o título “A invenção matemática”, analisar a série de pensamentos que o conduziu a imaginar esses novos seres matemáticos.37 Ainda que em parte psicológica, a descrição não é estranha à pesquisa racional de uma abordagem filosófica. Tentaremos, a partir desse relato, seguir passo a passo a racionalidade na invenção, ou a criação, científica, esclarecendo-a em seguida através das concepções epistemológicas que Poincaré expôs alhures.

O relato de Poincaré apresenta uma série de várias fases de um trabalho mental antes consciente, depois inconsciente, depois novamente consciente e de novo inconsciente, etc. Ressaltemos desde já que, mesmo nos momentos de trabalho inconsciente do espírito, esse trabalho é preparado por uma atividade racional anterior.

O processo toma o seu ponto de partida num problema que Poincaré colocou inicialmente, a partir da leitura dos trabalhos de Lazarus Fuchs, que lhe fora recomendada por seu professor Charles Hermite, assim como na questão posta em concurso em 1878 pela Academia de Ciências de Paris, sobre a teoria das equações diferenciais lineares de uma variável.38 Poincaré pensava a princípio que uma certa classe de funções, como soluções de equações diferenciais lineares, não poderia existir: essa formulação do problema determinou o primeiro momento de um trabalho voluntário e consciente, mas que não parecia chegar a uma conclusão: “Desde quinze dias, eu procurava demonstrar que não poderia haver qualquer função análoga à que depois eu viria a chamar de funções fuchsianas. (...) Eu experimentava um grande número de combinações e não chegava a nenhum resultado”.39

Depois dessa fase de trabalho consciente e intensa reflexão, sobreveio outra, correspondendo a um estado de “consciência subliminar”, em seus próprios termos, depois de uma noite de insônia consecutiva à ingestão de café preto... A descrição se torna então psicológica, mas sem por isso deixar de remeter ao movimento do pensamento em geral: este se ocupava de escolher as combinações de idéias, e acabou evidenciando “a existência de uma classe de funções fuchsianas, derivadas da série geométrica”. Poincaré as remeteu em seguida a outras classes de funções que formam as atualmente chamadas “funções automórficas”.

Poincaré indica ter feito, depois da fase do “estado não-consciente” de seu pensamento, a experiência de um tipo de desdobramento, como se o seu eu, consciente mas inativo, observasse o seu eu inconsciente (coisa rara, no dizer de Jacques Hadamard, que viria a comentar esse excepcional testemunho).40 Assim, ele via seu próprio eu como a sede de uma atividade viva e desordenada, as idéias (cuja natureza não é especificada no relato) surgindo em profusão e se contrapondo umas às outras. “Eu as sentia como que colidindo entre si”, conta ele, “até que duas delas se engancharam, por assim dizer, formando uma combinação estável”.41 Na manhã seguinte, ele tinha estabelecido a existência das funções fuchsianas derivadas da série hipergeométrica, que ele logo descreveria do seguinte modo: “A função fuchsiana é para a geometria de Lobatchewski o que a função duplamente periódica é para a de Euclides”.42 Uma segunda fase, longa, de trabalho consciente, levou-o em seguida à descoberta de uma outra classe de funções transcendentes, as séries e funções tetafuchsianas, generalizando uma propriedade particular das funções elípticas.

Seguiu-se a esse período uma nova experiência de descoberta imediata e fortuita, ligada a um trabalho inconsciente. Durante uma excursão geológica, quando pensava em coisa completamente diversa, no caminho de Caen a Coutances, ao subir no estribo de um ônibus, como relatou Poincaré, “ocorreu-me a idéia, sem que aparentemente nada em meus pensamentos anteriores me preparasse para isso, de que as transformações de que eu me tinha utilizado para definir as funções fuchsianas eram idênticas às da geometria não-euclidiana”.43 Foi uma certeza imediata, que não atrapalhou a conversação logo retomada e que ele pôde mais tarde verificar à saciedade. Um terceiro período de trabalho sobre tema bem diferente (um problema de aritmética), sem maiores resultados, foi mais uma vez seguido de uma iluminação súbita, com a certeza de que “as transformações aritméticas das formas quadráticas ternárias indefinidas eram idênticas às da geometria não-euclidiana”. Poincaré concebeu assim uma generalização de funções fuchsianas para além da série hipergeométrica. Uma última dificuldade então o deteve, também resolvida no termo de um processo inconsciente da mesma natureza que os precedentes.44

Tal como é relatado, o trabalho do pensamento nas fases “inconscientes semiconscientes” fica bastante obscuro, o que na verdade nada tem de surpreendente. As “idéias que se engancharam” são proposições novas, sem equivalente anterior: elas ganham aqui, como em outros relatos e análises de experiências de compreensão ou criação,45 a forma de símbolos ou signos, como diria mais tarde Albert Einstein, imagens mentais abstratas servindo como elementos do pensamento que joga ao combiná-las, num jogo que pretende “ser análogo a certas conexões lógicas que são objeto de pesquisa” (entre os conceitos que os signos representam).46

Antes de retomar o relato de Poincaré, destacamos que as novas funções transcendentes, “automórficas”, fornecem as soluções para numerosas equações diferenciais lineares algébricas, ou seja, com coeficientes racionais. A construção dessas funções se deu por extensão de propriedades das funções obtidas a partir da propriedade das equações correspondentes, de respeitar certos grupos de transformações.

Completemos agora esse relato de uma “invenção matemática” pelo exame de análises epistemológicas em que Poincaré apresentou as proposições da matemática (e também da física), que esclarecem mais profundamente os “caminhos da racionalidade” na criação científica que ora investigamos. Mas, antes, devemos nos ater a uma outra experiência de “invenção”, desta vez na física, acompanhando o processo através do qual Einstein foi levado a estabelecer a teoria da relatividade, que apoiaremos também, depois, com suas análises epistemológicas. Assim cruzando os fios desse “paralelo”, poderemos apreender melhor o parentesco entre essas experiências intelectuais e também entre suas concepções correspondentes sobre elementos dos atos de “criação racional”.
5
EINSTEIN E A INVENÇÃO DAS TEORIAS DA RELATIVIDADE
Einstein formulou sua teoria da relatividade em dois momento, que correspondem a duas formas, a teoria da relatividade restrita, alcançada em 1905 (mas “ruminada” ao longo de quase dez anos), e a teoria da relatividade geral, cuja primeira idéia lhe ocorreu em 1907, e que foi apresentada em sua forma acabada em 1915.47 Essas duas etapas de sua teoria, que correspondem de fato a duas teorias distintas, ainda que a segunda possa ser vista como um prolongamento ou uma radicalização da primeira, constituem invenções científicas no pleno sentido da expressão. Não pretendemos aqui analisá-las completamente, enquanto tais, dando conta do processo de sua gênese em toda a sua complexidade: seria tarefa difícil, quiçá impossível, se a pretendêssemos exaustiva, e os aspectos psicológicos, em particular, permanecerão inacessíveis. Limitar-nos-emos a investigar aí os elementos significativos da racionalidade própria a esse trabalho do pensamento, bem como o “salto lógico” que constitui a criação científica.

A criação, mesmo quando se dá no domínio científico, transcende a racionalidade linear tanto quanto a lógica, e mesmo somente a partir dos pontos de vista filosófico ou epistemológico, não devemos nos ater a estas da maneira como as poderíamos reconstituir depois – com todos os sedimentos de interpretações e reestruturações teóricas. O aporte do trabalho de Einstein nos dois casos era, tal como os problemas que ele estudava, de natureza racional, como o foi também a sua resposta particular (e o mesmo vale, em geral, para as invenções científicas de outros pesquisadores). Toda a questão está em saber se o caminho da criação que vai da formulação do problema até sua solução é também, e até que ponto, dessa natureza, bem como se é possível seguir o fio dessa racionalidade.

No que diz respeito à gênese da relatividade restrita, da qual sabemos ter sido elaborada a partir de dificuldades da teoria eletromagnética, ainda que seu aporte tenha mais tarde ultrapassado essa teoria em particular, o próprio Einstein apresentou diversas vezes preciosas indicações, não exaustivas, mas coerentes entre si. Em suas “Notas autobiográficas”, redigidas em 1946, ele indica como “na época em que [ele] era estudante, o tema que mais [o] fascinava era sem dúvida a teoria de Maxwell”.48 Desde seu segundo ano no Polytechnicum de Zurique, ele “reencontr[ou] o problema da luz, do éter e do movimento da Terra”, problema que nunca mais o abandonaria. Também se sabe, através de outra reminiscência, mais antiga e de difusão restrita (trata-se de uma conferência pronunciada em 1922, em Kioto, no curso de sua viagem ao Japão, e só publicada em inglês há bem pouco tempo), como lhe ocorreu a idéia da teoria da relatividade. “Foi há cerca de dezessete anos”, declarou ele em 1922, “que a idéia de tentar desenvolver o princípio da relatividade me ocorreu ao espírito”.49 Essa idéia originou-se “no problema da ótica dos corpos em movimento”. Tratava-se do problema do éter e da possibilidade de demonstrar o movimento da Terra com relação a este.

Dispomos, além disso, de alguns raros testemunhos contemporâneos diretos, através de cartas a amigos guardadas ou redescobertas, que confirmam essa preocupação: podemos acompanhar nessa correspondência, a partir de setembro de 1899, a Mileva Maric, sua futura esposa, depois em 1901 a seu colega Marcel Grossmann, em seguida a Michele Besso, o amigo do Bureau des brevets, o interesse constante de Einstein pelos problemas que o conduziram à teoria da relatividade restrita em 1905.50 Aludindo mais tarde a esse período, ele ressaltaria a convicção que tinha na época de que, em face dos problemas da eletrodinâmica, “somente a descoberta de um princípio formal para o movimento”, a exemplo da termodinâmica, poderia conduzir “a resultados seguros”.51

Também sabemos que um fenômeno físico específico tem um lugar estratégico na reflexão e no encaminhamento das idéias de Einstein: “O fenômeno da indução eletromagnética me permite formular o postulado de um princípio de relatividade (restrita)”.52 A importância desse fenômeno em seu pensamento é confirmada por outros textos:53 ele constitui uma espécie de arquétipo da relação entre os fenômenos eletromagnéticos e a relatividade dos movimentos. Em resumo, o campo magnético e o campo elétrico exercem um sobre o outro uma ação recíproca cujo efeito resultante é sempre o mesmo, não importando qual dos dois é posto em movimento e qual permanece em repouso. No entanto, observou Einstein, a teoria eletromagnética então disponível – a de Maxwell e Lorenz – explicava o surgimento de uma corrente no circuito eletromagnético fechado por dois processos diferentes segundo cada um dos casos: o éter em repouso absoluto, lugar e apoio suposto desses campos, introduzia de fato uma assimetria na natureza dos fenômenos (indução magnética num caso, força eletromotriz no outro).

“A idéia de que estivessem em jogo dois casos essencialmente distintos era para mim insuportável”, escreveu Einstein:54 não podia ser senão uma diferença de pontos de vista, e não uma diferença real. A seus olhos, a teoria tratava de fenômenos físicos reais, e não deveria partir de um ponto de vista particular sobre eles. Sua formulação do problema teórico estava, portanto, orientada por um programa de objetividade que, num certo sentido, sobredeterminava o seu pensamento físico em relação a uma simples preocupação com os dados empíricos e as equações (quer dizer, com aquilo que hoje é freqüentemente chamado de uma modelização). Mas nem por isso ela deixava de pertencer ao campo da racionalidade. O confronto entre a exigência metateórica (que, de fato, entranha a sua concepção mesma da teoria) e o estado de coisas encontrado fazia com que ele assim explicitasse duas idéias teóricas correlatas e expusesse o seu caráter fundamental: o de um princípio de relatividade estendido da mecânica ao eletromagnetismo, e o de uma invariabilidade das leis dos movimentos relativos. Não se nota aqui nada além de uma linha de raciocínio conscientemente percorrida, que estabelece as condições de uma formulação particular – original – das dificuldades da teoria eletromagnética:55 a saber, em final de contas, o confronto entre duas proposições físicas de cunho teórico tomadas como princípios: o princípio da relatividade e o da constância da velocidade da luz (expressão, para Einstein, daquilo que a teoria eletromagnética de Maxwell tem de mais fundamental).

Do confronto das duas proposições surgiu a solução, que consiste em reformar o espaço e o tempo. O fio de uma racionalidade direta já não parece suficiente, aqui, para guiar sozinho o movimento do pensamento: a dificuldade era de fato um obstáculo real, que demandava, para que se seguisse adiante, um verdadeiro salto conceitual. Einstein nada mais nos disse a esse respeito, e sem dúvida não teria sabido reproduzir exatamente a seqüência de reflexões que acompanhou a tomada de consciência da dificuldade. Não conhecemos senão o momento da saída: o espaço e o tempo, que servem para exprimir os fenômenos físicos e os movimentos dos corpos, deviam ser concebidos como grandezas plenamente físicas, portanto submetidas elas mesmas aos dois princípios, o que deveria conduzir à mudança da sua definição.

Como a reflexão de Einstein passou do enunciado da dificuldade a uma tal solução, que corresponde, de fato, à inversão do problema? Deixando de considerar os dois princípios como irreconciliáveis (a velocidade da luz, enquanto estremecimento do éter, não poderia ser a mesma em todos os referenciais de inércia, o que contrariava o princípio da relatividade), ele os admitiu como fundamentais e reconstruiu sobre eles toda a física. Ou melhor, toda a teoria do movimento enquanto tal, ou seja, toda a cinemática, e as modificações da física propriamente dita (pois não se tratava nesse momento de uma reconstrução, mas de um ajuste) viriam em seguida.

É que os dois princípios irreconciliáveis não estavam sozinhos, mas constituíam um complexo conceitual com as propriedades que os acompanhavam. O obstáculo que se erguia perante o pensamento pode ser visto como um nó de conceitos imbricados, no qual nada permite à primeira vista a identificação dos fios que possibilitam a resolução do novelo embaraçado. Somente um tipo de apreensão sintética imediata, mais intuitiva do que analítica, deu a ver, de súbito, depois de várias semanas de esforços infrutíferos, uma via de saída, os fios a serem puxados.

Entre as propriedades que sustentavam os dois princípios, uma saltou à vista, proposição implícita que os estreitava. Einstein a indica em suas retrospectivas: era a regra de adição galileana das velocidades. A partir daí, não havia mais apenas duas, e sim três proposições que, tomadas em conjunto, eram irreconciliáveis. Tal foi o fio que permitiu o desfecho: se fosse suprimida a regra das velocidades, os dois princípios poderiam ser conciliados, mediante uma outra regra de composição a ser buscada. Era preciso ter a idéia mencionada acima da inversão de perspectiva teórica, e também pensar no espaço e no tempo como grandezas físicas, contrariamente a suas definições absolutas admitidas por Newton. Eis aí toda uma rede de reflexões, incluindo a crítica dos conceitos físicos (e a influência, entre outras, da análise de Mach), que deve ter tido um papel relevante, por meio de um apelo sintético da intuição. No trabalho teórico sobre essas grandezas, uma vez ultrapassado o obstáculo, o lugar ocupado pela questão da simultaneidade e pela crítica de seu caráter absoluto é revelador da complexidade dessas noções em conjunto, ligando-se além disso à tomada de consciência da impossibilidade de ações instantâneas à distância.

Podemos identificar com bastante precisão o que foi, em Einstein, o momento da invenção de sua solução (solução da dificuldade identificada), que determinou sua descoberta da teoria da relatividade. Esta comporta, a partir da ordenação das relações entre os conceitos físicos, e em primeiro lugar entre os espaços e os tempos, uma parte de dedução (as equações de transformação que fazem a passagem de um referencial de inércia a outro), depois do momento de intuição sintética que abriu o caminho, e a reconstrução das grandezas no percurso desse caminho a partir de então balizado.

Mas onde se situa o ato propriamente criador? Bem se nota que ele caracteriza todo o movimento do pensamento, desde a própria fixação de um alvo para si, pela escolha de suas próprias razões, através de uma formulação dos problemas condicionada por uma certa exigência de inteligibilidade, depois a identificação das dificuldades a superar, em seguida a formulação de um princípio de uma solução, até as modalidades do trabalho mais comum (no que ele tem de essencialmente demonstrativo e dedutivo) de estabelecimento das relações de grandezas que são o corpo da teoria. Esse trabalho de criação se utiliza do raciocínio (que não encerra apenas dedução, mas é também construtivo ao constituir os objetos) tanto quanto da intuição, termo pelo qual designamos aqui uma percepção (intelectual) sintética de um complexo de conceitos. Acrescentemos ainda que o raciocínio, mais explícito, e a intuição, concebida neste sentido, não são dois modos de pensamento em oposição, já que na escolha de seus caminhos o raciocínio é freqüentemente guiado pela intuição (o que é evidente no caso aqui estudado).

Pode-se seguir de maneira semelhante a gênese, no pensamento de Einstein, da teoria da relatividade geral como extensão do princípio da relatividade e generalização da teoria da relatividade restrita a quaisquer movimentos. A constituição de tal teoria também comporta diversas fases, que podemos retraçar mais facilmente que no caso anterior. Cada uma delas foi pontuada por publicações importantes, e as reflexões e as observações do autor que acompanhavam seu andamento ou dele faziam a retrospectiva, em número bem maior, esclarecem certos aspectos característicos de seu trabalho, em particular as suas intenções programáticas.

Mas tampouco aí isto significaria que uma reconstituição completa seja possível. Se um fio de racionalidade clara corre ao longo do trabalho de elaboração dessa teoria de um novo gênero (uma teoria das invariâncias conducente a uma espécie de geometria da gravitação), ele se perde em diversas retomadas nos nós complexos que somente uma intuição de gênio e a aquisição de uma habilidade no manejo do formalismo matemático poderiam resolver. A criação, talvez aqui mais do que em qualquer outro caso, torna-se manifesta, e Einstein tinha plena consciência disto.

A consciência desse salto explícito do pensamento criador para edificar, do início até o fim (ou quase isso) uma teoria física que parecia então radicalmente nova foi fundamental para seu pensamento físico e epistemológico. Esta consciência radicalizou sua concepção da natureza do trabalho teórico e reorientou em parte sua maneira de abordar os problemas físicos, modificando sua concepção do papel da matemática. Este exprimia a partir de então melhor que tudo, a seu ver, o salto criador necessário à representação teórica da realidade física. “É na matemática que reside o princípio criador” – chegou ele a escrever, a esse propósito.56 No entanto, esta fase, cujo sentido não nos deve iludir (o trabalho matemático permite realizar uma demanda física),57 foi precedida por outras, em que a inteligência criadora se apoiava, mais classicamente, como a anterior, sobre um pensamento dos fenômenos, de seus principios e conceitos.

Na origem da teoria da relatividade geral, encontravam-se duas considerações de natureza conceitual, ambas ligadas com uma crítica da inércia, propriedade fundamental dos corpos materiais e de seu movimento. A primeira concernia a natureza dos referenciais de inércia, animados por movimentos retilíneos e uniformes uns em relação aos outros, aos quais apenas se aplicava o princípio de relatividade da primeira teoria (relatividade restrita aos movimentos inerciais). A escolha desse tipo de movimento é arbitrária, observou Einstein, porque nós é que escolhemos os movimentos inerciais dentre todos aqueles que existem na natureza. Reencontra-se aqui a exigência de objetividade para as teorias: com essa diferença frente à anterior (a indução eletromagnética no caso da relatividade restrita), sem o apoio de qualquer evidência dada pelos fenômenos. Para Einstein, ela não deixava de corresponder a uma exigência fundamental, filosófica, sobre a natureza e sua representação. Seguia-se daí a necessidade de estender o princípio de relatividade a quaisquer movimentos, superando o “privilégio” concedido aos movimentos inerciais.

A outra consideração, formulada ao mesmo tempo que a primeira, tratava do conceito de massa inercial, que caracteriza, de fato, tal como a relatividade restrita o estabelecia, não somente os corpos mas também as trocas de energia: apesar de o laço que estabelece entre a energia e a inércia, a teoria da relatividade restrita se calava acerca da relação entre a inércia e o peso. O efeito desse questionamento foi a formulação do princípio da igualdade da massa inercial e da massa gravitacional (o “princípio de equivalência”).

Na gênese das idéias de Einstein, esta segunda razão parece ter sido a que mais suscitou a sua reflexão, fazendo com que ele tomasse consciência do caráter imperativo da primeira (todos os fenômenos podiam ser tratados no quadro da relatividade restrita, exceto a gravitação, devido à sua ligação com os movimentos acelerados). Ela se traduzia para ele numa “experiência de pensamento” (“Gedenkenexperiment”), que ele próprio qualificou mais tarde como “o pensamento mais feliz da [sua] vida”, resumido na seguinte frase: “Se alguém cai num movimento de queda livre, ele não sente o próprio peso”.58 Isso equivale a transcrever a igualdade (a identidade) da massa inercial e da massa gravitacional numa equivalência entre um campo de gravidade, ou de gravitação, homogêneo, e um movimento uniformemente acelerado. Einstein assim se dava conta de que não se tratava tanto de incorporar o campo de gravitação à teoria da relatividade (restrita), mas sobretudo de utilizá-lo como meio de ultrapassar a covariância privilegiada dos movimentos inerciais, generalizando-a a todos os tipos de movimentos. Ele esperava que tal generalização lhe “fornecesse de um só golpe a solução do problema da gravitação”.59 A essência da teoria da relatividade geral se encontrava, portanto, nesse pensamento, e o artigo de 1907 esboçava, em conclusão ao que fora exposto da teoria da relatividade restrita, o programa de sua pesquisa nessa direção.

É possível seguir quase que passo a passo seus esforços para realizar esse projeto até a instauração da teoria da relatividade geral no final do ano de 1915.60 Mencionemos aqui apenas, ainda que não o possamos detalhar, o primeiro “momento matemático” da invenção, que data de 1912: Einstein percebia então a insuficiência do espaço euclidiano e a necessidade de uma formalização matemática do problema da covariância geral sobre o modo do espaço-tempo (relativista) de Minkowski, estendido com a ajuda do cálculo tensorial absoluto de Ricci e Levi-Civitta.61 Era-lhe agora necessário “criar pela matemática”,62 chegando às equações que em todos os pontos do espaço-tempo apresentavam a métrica não-euclidiana em função do campo de gravitação nesse ponto.
6



Compartilhe com seus amigos:
  1   2   3   4


©ensaio.org 2017
enviar mensagem

    Página principal