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Mecânica Quântica para iniciantes

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Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Carlos Costa em 2011-02-26, 17:25

Mecânica quântica? Só de ouvir o nome ficamos doentes. Parece ser algo complicado (e é), mas aqui vou tentar explicar essa teoria em termos simples. No entanto, isso não significa que você vai passar a compreender a mecânica quântica. Como Niels Bohr disse: “quem disser que compreende a mecânica quântica, é porque não a compreendeu”. Parece algo estranho, não? Sim, pois é. A mecânica quântica desafia o nosso senso comum.

A mecânica quântica é a teoria que descreve o comportamento do universo ao nível microscópico; somos compostos por átomos e partículas subatómicas e a mecânica quântica explica o comportamento dessas unidades básicas. Daí o nome: mecânica (explicar o comportamento) quântica (do mundo microscópico, o quântico).

No mundo da nossa escala – planetas, seres humanos, formigas – conseguimos seguir as leis de Newton: se soubermos a posição de algo, direcção e velocidade, conseguimos determinar a sua posição passada e futura (ignorando as variáveis, claro). As bolas de bilhar seguem um comportamento previsível e tudo o resto também parece respeitar as Leis do Movimento e a Teoria da Relatividade de Einstein.

Bem, e quanto ao mundo microscópico? Como se comportam os átomos e as partículas subatómicas? O comportamento das unidades mais básicas da natureza pode ser considerado esquizofrénico: as partículas subatómicas conseguem estar em dois lugares ao mesmo tempo, comportam-se tanto como ondas e como partículas e conseguem sair do ponto A e chegar ao B… antes de sair do A; também conseguem sair do ponto A e chegar ao ponto B,C,D,E (etc, etc) ao mesmo tempo! Nunca conseguimos determinar com total exatidão onde se encontra e para onde se dirige uma partícula subatómica; se quisermos saber a posição de um eletrão, por exemplo, perdemos a informação da sua direcção, e vice-versa. Existe sempre uma incerteza (Princípio da Incerteza de Heisenberg) no mundo microscópico. Para ajudar à festa, as partículas subatómicas estão em perpétuo movimento e podem desaparecer do seu quarto e aparecer na China ou em Júpiter… instantaneamente!

O nosso universo parece que tem dois comportamentos: à nossa escala é previsível e aborrecido, ao nível dos átomos é imprevisível e louco. Os cientistas tentam por isso “unificar” o que sabemos sobre o macro e microcosmos em uma única teoria: a denominada “Teoria de Tudo”.

A mecânica quântica consegue determinar com total exatidão o comportamento do microcosmos, mas ninguêm consegue explicar esse comportamento. Podemos dizer que aproveitamos o sucesso que a teoria teve (toda a nossa tecnologia digital é baseada na mecânica quântica, tal como muitas outras tecnologias importantes), mas o microcosmos comporta-se de tal maneira estranha que o nosso senso comum não o consegue compreender.

Existem três explicações para esse comportamento esquizofrénico da natureza ao nível dos átomos e partículas subatómicas, mas nenhuma delas é aceite oficialmente pela comunidade científica. Podemos dizer que o mais importante é que a mecânica quântica funciona, sendo que as explicações podem ficar para os filósofos.


Última edição por Carlos Costa em 2012-03-03, 13:38, editado 1 vez(es)

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Pascoal em 2011-08-22, 21:48

É de facto um quebra-cabeças... Eu acho que vi Michio Kaku explicando isso, ele deu até o mesmo exemplo de estar num momento em casa e no outro em Júpiter, mas eu não percebi bem isso. Acho que com esta explicação fiquei a perceber um pouco mais, mas mesmo assim, não totalmente. Já agora, gosto das suas postagens.

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Carlos Costa em 2011-08-23, 17:39

Olá Pascoal.

Procura numa biblioteca por o livro "O Universo Elegante", de Brian Greene, que num dos seus capítulos tem uma introdução muito boa à mecânica quântica. Wink

Quanto à explicação de Kaku, é o seguinte: os eletrões, e demais partículas subatómicas, não ocupam uma posição específica no espaço-tempo, mas estão espalhados em ondas de probabilidade; o eletrão pode estar aqui, como pode estar noutro lugar qualquer... como também pode estar em todos os lugares ao mesmo tempo. Por exemplo, os eletrões que neste momento circulam por o teu computador, não ocupam uma posição específica dentro dele; os eletrões estão em todo o teu computador, em ondas de probabilidade, e podem desaparecer de dentro dele e aparecer, instantaneamente, na lua Europa.

Explicar isto não é fácil, porque o microcosmos comporta-se de uma maneira diferente do macrocosmos. Estamos habituados ao mundo à nossa escala, e tentar compreender a mecânica quântica é quase impossível. É como se a estrutura do nosso cérebro não estivesse organizada para compreender a mecânica quântica. É tão difícil e sem lógica como tentar explicar o que havia antes do tempo ou vai haver depois do universo terminar... são paradoxos da linguagem e da experiência.

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Pascoal em 2011-08-24, 15:48

Obrigado.

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Carlos Costa em 2011-08-25, 17:11




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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Pascoal em 2011-08-25, 17:19

Foi feito por si Carlos?

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Carlos Costa em 2011-08-25, 17:21

Não, os vídeos foram feitos por um tal matmania1... que parece ser um físico profissional - por o menos ficamos com essa ideia ao avaliar a exatidão das suas explicações.

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por danilom em 2012-02-29, 13:04

Carlos Costa escreveu:É como se a estrutura do nosso cérebro não estivesse organizada para compreender a mecânica quântica.
Isso é algo que a filosofia vem tentando considerar sobre tudo o que sabemos, mas sempre foi considerado como algo "imbecil" porque já evoluímos o suficiente para racionalizar tudo. Você realmente acredita nessa possibilidade ou foi apenas uma analogia simbólica?

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Carlos Costa em 2012-03-03, 13:35

Desculpa, mas "imbecil" é achar que podemos raciocinar sobre tudo. Nós, seres humanos, evoluímos para sobreviver, não evoluímos para raciocinar...

Ninguém entende a mecânica quântica, é impossível compreendê-la. Por exemplo, no mundo quântico uma partícula sai de A e chega a B antes de sair de A. O raciocínio não é suficiente para explicar isto. Os próprios físicos admitem que não compreendem a mecânica quântica, apenas a utilizam no seu trabalho.

Quanto à Filosofia, o problema não é o mundo nem somos nós, quando vistos separadamente; o problema somos nós a tentar compreender o mundo. O mundo não existe para ser compreendido, não existe para nenhum propósito ou objetivo, e não encerra em si nenhuma verdade a ser alcançada. Todas essas ideias são criadas por nós, são ideias puramente humanas...

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por danilom em 2012-03-03, 21:27

O macrocosmo é compreensível e previsível.
O microcosmo é o macrocosmo.
Logo, o microcosmo é compreensível e previsível.

É um silogismo bem generalista, mas que representa bem a minha ideia sobre a mecânica quântica. Ainda não aprendemos a observar da maneira correta. "...tudo é átomos e vácuo"(Demócrito), se entendemos átomos e vácuo em grandes quantidades e a uma distância considerável, o mesmo deve ser possível em micro-escala.

Não estudo mecânica quântica e podes querer usar isso contra o meu argumento. Mas peço que se fizerdes isso, primeiro proves inválido ou falso o meu argumento.

E mais uma coisa que não entendo: muitos dizem que o próximo passo da evolução é nossas mentes passarem a entender o 4D e afins. E dizes que não evoluímos para raciocinar, mas para sobreviver. No entanto, muitas das coisas que raciocinamos hoje, nem de longe seriam necessárias para nossa sobrevivência.

E já somos a raça dominante, onde a maneira como nascemos, não influencia nossa atratividade nem capacidade de sobrevivência, visto que temos médicos e cirurgiões plásticos. Com isso, podemos por um fim na nossa evolução, porque seleção natural, em nós, tornou-se impraticável.

Visto que "estagnamos" na evolução, sua opinião é de que nunca compreenderemos a mecânica quântica?

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Carlos Costa em 2012-03-05, 17:26

Lembra-te que a evolução não terminou, continuamos a evoluir. Daqui a alguns milhões de anos nós seremos muito diferentes do que somos atualmente. A nossa biologia adapta-se às condições climáticas e geológicas do planeta. Somos, em boa verdade, o produto do clima e da geologia da Terra.

Quanto à mecânica quântica, volto a referir que é incomprensível.
Vê os vídeos em Tudo sobre a Incerteza na Mecânica Quântica para compreenderes o que digo. Wink

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por danilom em 2012-03-05, 20:44

Carlos Costa escreveu:Lembra-te que a evolução não terminou, continuamos a evoluir. Daqui a alguns milhões de anos nós seremos muito diferentes do que somos atualmente. A nossa biologia adapta-se às condições climáticas e geológicas do planeta. Somos, em boa verdade, o produto do clima e da geologia da Terra.

Aqui está um exemplo de falácia muito comum, mas que pode causar erros catastróficos.
Existe uma grande diferença entre adaptação e evolução. Adaptação, é algo que acontece pela vivência. Nosso corpo é altamente adaptável e isso é algo indiscutível.

Já a evolução, acontece por modificações aleatórias que causam mutações nos seres. Algumas mutações acabam trazendo vantagens para uma espécie, o que faz com que a taxa de mortalidade dessa espécie mutante, seja menor do que a espécie original. Depois de algum tempo, acaba-se tendo mais exemplares da espécie mutante que pode coexistir com a espécie original ou substituí-la por completo. É o que vemos acontecer com as super-bactérias.

O atalho perigoso que essa falácia utilizou, foi utilizar o argumento:
Somos, em boa verdade, o produto do clima e da geologia da Terra.
Esse argumento é verdadeiro, se utilizado em um contexto específico. Os seres que sobrevivem em altas temperaturas, o fazem através de mutações que sofreram e lhes proporcionaram uma "vantagem" relativa ao calor. Neste contexto, podemos utilizar o atalho para representar a evolução, que está implícito na frase.

No entanto, percebemos uma discrepância ao aplicar esta frase a humanos, que não necessitam mais de evolução para adaptarem-se ao meio. Conseguimos viver no espaço, regiões polares, subterrâneo, submersos porque evoluímos? Não. Conseguimos por que nos adaptamos. Não evoluímos e adquirimos guelras, nós nos adaptamos, construindo ferramentas que nos possibilitassem morar lá.

Na evolução, está implícita a morte. A morte seleciona os seres com mais capacidades, isso é a seleção natural. Se a evolução tivesse continuado, provavelmente não teríamos tantas pessoas com apendicite, ou talvez com asma. Mas não deixamos a seleção natural ocorrer, não selecionamos pessoas. Ao invés disso, nos adaptamos.

Então não, não estamos evoluindo. O fazemos em vida, não será passado para a geração seguinte geneticamente. O que fazemos é adquirir conhecimento e registrar, para que outros tenham tempo de estudar coisas a frente do que já estudamos. Com base nisso, mais uma vez te pergunto Carlos:

danilom escreveu:Visto que "estagnamos" na evolução, sua opinião é de que nunca compreenderemos a mecânica quântica?

E não, não acho que a mecânica quântica seja incompreensível. O conteúdo dos vídeos que me indicaste, já eram de meu conhecimento. Acho que não leu meu post anterior, porque não deu atenção a meu pedido:

danilom escreveu:
O macrocosmo é compreensível e previsível.
O microcosmo é o macrocosmo.
Logo, o microcosmo é compreensível e previsível.
...
Não estudo mecânica quântica e podes querer usar isso contra o meu argumento. Mas peço que se fizerdes isso, primeiro proves inválido ou falso o meu argumento.

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Natan vinícius em 2012-03-17, 12:23

Nossa, me deu até dor de cabeça quando eu estava lendo isso

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por danilom em 2012-03-17, 12:27

Natan vinícius escreveu:Nossa, me deu até dor de cabeça quando eu estava lendo isso
Por que? Você é daqueles que lê opinião de biólogos e toma como verdade sem pensar por si mesmo? Daí faz sentido sua afirmação, mas por favor, vamos discutir sobre isso. Veja essas duas coisas que peguei na internet:

Análises no genoma humano mostram que os genes associados com o tamanho do cérebro evoluíram há cerca de 37.000 anos atrás (Evans et al. 2005; Mekel-Bobrov et al. 2005).

Há poucos milhares de anos, uma mutação genética permitiu o consumo de leite entre pessoas adultas, que antes não tinham tolerância à lactose (Durham 1992) ( http://veja.abril.com.br/201206/p_112.h tml ).

Algumas pessoas recentemente adquiriram mutações que aumentam a resistência ao vírus da AIDS (Dean et al. 1996; Sullivan et al. 2001) e a doenças cardíacas (Long 1994; Weisgraber et al. 1983).

Alguém percebeu uma discrepância nas comparações de evolução? As duas primeiras, tratam de características comuns a espécie homo sapiens, a última trata de uma mutação em "um" exemplar da espécie. Em alguns milhares de anos, se a África continuar como está, provavelmente selecione este gene, mas isso acontecerá em todo o mundo?

Quantas pessoas hoje em dia, conseguem disseminar a AIDS em países evoluídos? O suficiente para selecionar este gene? A não ser em populações extremamente pobres e totalmente vulneráveis ao meio, nossa tecnologia dispensa a seleção natural.

Outra que encontrei:
Os pesquisadores analisaram características importantes para a saúde humana em dados de uma pesquisa realizada durante 60 anos com 2000 mulheres dos Estados Unidos, e descobriram, através do número de filhos de cada uma das mulheres, que a diferença neste número mostra que a seleção natural está favorecendo mulheres um pouco mais baixas, mais gordinhas, com menores níveis de pressão sanguínea e colesterol, que têm filhos quando estão mais novas, e que atingem a menopausa mais tarde.

Desde quando saúde, em um país como os EUA, é motor para a seleção natural? Antes de fecharem os olhos, só porque um biólogo conceituado disse isso, pensem um pouco: quantas pessoas morrem num país como os EUA, por serem mais propensas a tuberculose, malária ou qualquer outra doença? Agora, desconsiderando as mutações benéficas para a saúde, o fato de nos EUA, elas estarem reproduzindo mais, não quer dizer absolutamente nada.

Isso significa apenas que a cultura dos EUA, vem mudando de acordo com o tempo e trazendo novos conceitos para a população. Lhes garanto que na Coréia, o gosto por mulheres magras continua o mesmo. O gosto por mulheres peitudas e bundudas no Brasil, continua o mesmo.

Como falei antes, a morte é necessária para ocorrer a seleção natural. Morte ou rejeição de um parceiro sexual. Estamos vendo isso hoje? Por que morte ou rejeição do parceiro, é essencial para a seleção natural? Porque sem ela, a taxa de disseminação de qualquer gene mutante, é mínima. Pra cada reprodução do gene, existem outras muitas do gene "comum". Tornando impossível a evolução desse gene, a não sem em regiões isoladas.

E por mais que indivíduos portadores de um gene mutante, se isolem geograficamente e depois de representarem uma quantidade significativa, vão "para o mundo" disseminar este gene, a taxa de disseminação continuará mínima. Se não houver morte ou rejeição, um gene mutante não consegue disseminar. E como rejeição, em mundo como o que vivemos, quase não existe, como evoluiremos?

As pessoas não procuram os mais inteligentes, procuram os que combinam consigo. Nossa situação cultural, nos levou ao ponto de procurarmos semelhantes a nós. Aí vem um me dizer: as mulheres estão preferindo homens sem pelo, por isso, esses genes vão prevalecer. Mentira. Até o Tony Ramos pode se depilar e passar seus genes a diante. Nossa tecnologia chegou a um ponto em que estética e saúde, quase não fazem diferença.

Além de que, todos quando nascemos, somos vacinados. "Nunca" ganharemos imunidade geneticamente a nenhuma das doenças a que nos vacinamos. Quando digo "ganharemos", me refiro a raça humana.

Alguém gostaria de expressar sua opinião sobre isso?

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Kuntima em 2013-06-05, 08:55

Eureka !
Para poder simplesmente querer entender a mecânica quantica, temos primeiro que deitar todos nossos conceito que consideramos ser verdade, pois a logica do universo já existia antes, isso desde a sua propria criação, estou convencido que com o avanço da ciência, as proximas gerações vão rir da nossas conclusões ! Niels Bohr sem sombras de duvidas é um mestre, um genio da humanidade, mais como genios não são deuses, eles tambem erram, a historia comprova isso.

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 2013-06-05, 12:59

O maior dilema da mecânica quântica é este:

Estudamos a física para entender a natureza. Se tivermos de simplesmente "aceitá-la" como ela nos é apresentada, somos remetidos a uma situação de resignação religiosa semelhante ao dogma da trindade:

"Devemos aceitar Deus como Ele nos é revelado".

Eu não acredito em gnomos, pois eles adoram nos enganar.

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por jocax em 2013-06-05, 15:07

Permita-me deixar um "pitaco"
Podemos de certa forma "entender" a mecanica quantica se
supusermos q ela foi gerada pelo Nada-Jocaxiano:

http://stoa.usp.br/jocax/files/1208/7309/O+Nada-Jocaxiano.html


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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Cezar Breda em 2013-08-14, 09:20

Você consegue compreender completamente um atomo? Ou o que é a eletricidade? Ou a força de atração? Sim ou não?
Aí está a resposta!

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 2016-01-30, 07:31

Carlos Costa escreveu:Desculpa, mas "imbecil" é achar que podemos raciocinar sobre tudo. Nós, seres humanos, evoluímos para sobreviver, não evoluímos para raciocinar...

Ninguém entende a mecânica quântica, é impossível compreendê-la. Por exemplo, no mundo quântico uma partícula sai de A e chega a B antes de sair de A. O raciocínio não é suficiente para explicar isto. Os próprios físicos admitem que não compreendem a mecânica quântica, apenas a utilizam no seu trabalho.

Quanto à Filosofia, o problema não é o mundo nem somos nós, quando vistos separadamente; o problema somos nós a tentar compreender o mundo. O mundo não existe para ser compreendido, não existe para nenhum propósito ou objetivo, e não encerra em si nenhuma verdade a ser alcançada. Todas essas ideias são criadas por nós, são ideias puramente humanas...

Carlos,
Esse discurso cai como uma luva para quem governa o mundo Razz .

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Re: Mecânica Quântica para iniciantes

Mensagem por 5909 em 2016-02-22, 20:46

olá gostaria de aprender mais sobre o assunto teria alguma dica de livros ou algo sobre física quântica

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