A relação entre Ernst Mach e Einstein

Seminário – Filosofia da Ciência – Faculdade de Filosofia da Universidade de São Paulo (USP)

Aluno (ouvinte): Bruno de PierroProfessor: Osvaldo Pessoa Jr.

Junho / 2012

Os Dois Perfis de Mach

O Físico

Crítica ao Espaço

Absoluto

O Epistemólogo

As sensações são “tijolos do mundo real”

Na análise do filósofo Paul Feyerabend – Adeus à Razão (1987)

DEPOIMENTO DE EINSTEIN"vejo a grandeza de Mach em seu ceticismo e

independência incorruptíveis; nos meus anos mais jovens, no entanto, a posição epistemológica de Mach também me influenciou muito - uma posição que hoje me parece essencialmente insustentável”.

Nos últimos anos de vida, Einstein aceitava as críticas de Mach à

física, mas não a posição epistemológica.

Mach argumentou em defesa de princípios intuitivamente plausíveis e contra uma abordagem indutiva em uma série de passos.

Para Mach, agir assim não era um erro, pois se o

fosse...

“Então todos estaríamos compartilhando dele. Além disso, é certo que só o instinto mais forte, combinado com o poder conceitual também mais forte, pode fazer de uma pessoa um grande cientista".

Trata-se, portanto, de:

1• Reconstruir ativamente os fatos...

2• ...com a ajuda de conceitos exatos e ...

3• ...controlá-los de maneira científica

E Einstein fez uso de princípios.

Ao enfrentar uma situação difícil, ele tentou descobrir leis verdadeiras por meio de esforços construtivos baseados em fatos conhecidos, mas perdeu a esperança de conseguir sucesso dessa maneira. Guiado pelo exemplo da termodinâmica, que começa com princípios e não fatos, ele se convenceu de que apenas a descoberta de um princípio universal levaria a resultados seguros.

O experimento mental Se eu perseguir um raio de luz com a velocidade C (a velocidade da luz no vácuo), devo observar esse raio de luz como se fosse um campo eletromagnético oscilando espacialmente em repouso.

No entanto, parece não haver tal coisa, seja com base na experiência, seja de acordo com as equações de Maxwell

Isso tem a ver com o que Mach escreveu certa vez:

"não importa se o experimento é realmente realizado, se já não houver dúvida quanto a seu sucesso".

Completando depois que esse procedimento está adequado à economia de pensamento e à

estética da ciência.

Mach: "realmente, a ansiedade para provar leva a um rigor falso e erroneamente concebido; algumas declarações são consideradas mais seguras e como a base necessária e incontestável para outras, embora apenas a mesma certeza ou até um grau menor dela".

Einstein e Mach concordavam, no entanto, os princípios devem ser capazes de ser testados pela experiência, e é preciso que isso ocorra. O perigo, porém, está na ameaça de novas experiências, que trazem fator novo ao princípio.

O Princípio de Mach

A sua superfície deforma-se, elevando-se no bordo, adquirindo uma forma côncava, devido à força centrífuga. Quanto mais depressa rodar o balde mais

pronunciada será esta forma côncava.Pára-se o balde. A água continua a rodar e a sua superfície mantém a

forma côncava. A água regressa gradualmente à sua posição de equilíbrio, novamente com uma superfície

plana.

balde

1.O balde roda mas a água não

2.A superfície da água mantem-se

plana

3.A rotação do balde vai-se gradualmente comunicando à água

(por atrito), que começa também a

rodar

• Newton explica a deformação da superfície da água, atribuindo-a à força centrífuga que se desenvolve relativamente ao espaço absoluto. No entanto, diz Einstein, o espaço absoluto é uma pura abstração, não é observável, e fica por explicar a verdadeira causa da elevação da água no bordo.

• Mach atribui esta elevação à presença das outras massas do universo. A água roda, não apenas relativamente ao balde, mas também relativamente a todas as outras massas - estas podem, por isso, ser consideradas como a causa da força centrífuga.

Do ponto de vista do balde e da água é todo o universo que roda.

De acordo com Mach, a força centrífuga é, portanto, um efeito gravitacional dinâmico das massas que rodam.

OU SEJA,

Na concepção de Mach, o espaço absoluto deve ser substituído por uma abordagem relativista, em que qualquer movimento -uniforme ou acelerado - só faz sentido quando colocado em referência a outro corpo. Ou seja, no caso da água, deve-se especificar se ela está rodando em relação ao balde ou em relação à Terra ou em relação às estrelas.

Mas se todo movimento é relativo, como podemos medir a

inércia de um corpo?

• Segundo Mach, o observador deve sentir a necessidade de conhecimento das conexões imediatas das massas do universo. Irá pairar antes dele como uma visão ideal para os princípios de toda matéria, a partir do qual movimentos acelerados e de inércia resultarão da mesma maneira.

• Einstein interpretava o Princípio de Mach assim: inércia é originada de um tipo de interação entre corpos.

• Aliás, foi Einstein quem primeiro cunhou o termo Princípio de Mach

Este é o filósofo da Ciência Paul Feyerabend –

austríaco, escreveu o clássico Contra o Método. Morreu em 1994

Einstein deu ênfase ao caráter fictício dos princípios gerais. Ele quis dizer que não há nenhum caminho

lógico a partir da experiência (e isso, para ele, significava sensações imediatas) para os princípios.

Mach poderia ter concordado com essa interpretação restrita, pois ele não só observou como enfatizou o

conflito (lógico) entre princípios e experimentos especiais e aconselhou cientistas a adaptarem os

últimos aos primeiros e não o contrário. Mas Mach não admitia que os princípios eram “criados livremente

pela mente humana”.

Talvez iremos então perceber que as primeiras estruturas que surgiram eram inconsciente e

biologicamente forçadas sobre os seres humanos por circunstâncias materiais e que seu valor só pôde ser

reconhecido depois de elas terem começado a existir e de se provarem úteis.

Falar de “criações livres” desconsidera essa rede complexa de determinantes, substituindo-a por uma descrição ingênua e fictícia e engana o pesquisador sobre sua tarefa. Pois – e esse é o alerta de Mach –

qualquer encadeamento de pensamento que se afaste do instinto perde contato com a realidade e causa

“excessos irreais e tristes e monstruosas teorias especiais”

No livro “Como Vejo o Mundo”

(1953), Einstein diz:

O método do teórico implica que, como base

em todas as hipóteses, ele utilize aquilo que se

chamam princípios, a partir dos quais pode

deduzir consequências. Sua atividade portanto

se divide principalmente em duas partes. Em

primeiro lugar, tem de procurar estes princípios

e em seguida desenvolver as consequências

inerentes a eles. Para a execução do segundo

trabalho recebe na escola excelentes

instrumentos (...) O pesquisador tem antes que

espiar, se assim se pode dizer, os princípios

gerais da natureza, enquanto detecta, através

dos grandes conjuntos de fatos

experimentais, os traços gerais e exatos que

poderão ser explicitados nitidamente.

E diz mais...

Princípios lógicos e bem formulados chegam a consequências total ou quase totalmente exteriores aos limites do domínio atualmente acessível a nossa experiência. Então, por longos anos, se fará necessário um trabalho empírico, às apalpadelas, para afirmar que

os princípios da teoria poderiam descrever a realidade.

EIS A EXATA SITUAÇÃO DA TEORIA DA RELATIVIDADE

A reflexão sobre os conceitos fundamentais de tempo e espaço provou-nos que o princípio da constância da velocidade da luz no vácuo, que se deduz da ótica dos corpos em movimento, absolutamente não nos obriga a aceitar a teoria de um éter imóvel (...) As leis naturais não se modificam quanto à forma, quando se abandona um sistema de

coordenadas original (experimentado) por um novo sistema, que efetua um movimento de translação uniforme ao primeiro. (...) Mas por outro lado essa teoria ainda é

insuficiente, porque o princípio de relatividade privilegia o movimento uniforme. Do ponto de vista físico, sem dúvida não se pode atribuir um sentido absoluto ao

movimento uniforme (...) Ora, se se toma o princípio da relatividade no sentido lato, foi demonstrado que se obtém uma extensão indefinida da teoria da relatividade. Assim

somos conduzidos a uma teoria geral da gravitação, incluindo a dinâmica.

FÍSICA INDUTIVA X FÍSICA DEDUTIVA

Einstein:

“A física indutiva questiona a física dedutiva”

A indução é o raciocínio que, após considerar um número suficiente de casos particulares, conclui uma verdade geral. A indução, ao contrário da dedução, parte

da experiência sensível, dos dados particulares.

Os físicos da época de Newton acreditavam que os conceitos e as leis fundamentais da física não constituem, no sentido lógico, criações espontâneas do espírito humano, mas antes que se pode deduzí-los por abstração, portanto por um recurso da lógica. Base absolutamente fictícia.

Einstein: “Toda tentativa de deduzir logicamente, a partir de experiências elementares, os conceitos e as leis fundamentais da mecânica está voltada ao malogro (fracasso)”.

Einstein: “Estou convencido de que a construção exclusivamente matemática nos permite encontrar os conceitos e os princípios que os ligam entre si. Dão-nos a possibilidade de compreender os fenômenos naturais. Os conceitos matemáticos utilizáveis podem ser sugeridos pela experiência, porém em caso algum deduzidos. Naturalmente a experiência se impõem como único critério de utilização de uma construção matemática para a física. Mas o princípio fundamentalmente criador está na Matemática”.

• Os argumentos físicos de Mach constituem filosofia da Ciência que difere do positivismo, está de acordo com a prática de pesquisa de Einstein .

• Quando Mach e Einstein divergiam, era Einstein que falava sobre positivismo, enquanto Mach dava uma descrição mais complexa do conhecimento científico e do senso comum.