Mas por que aprender isso?

Por que eu nunca vou poder ser um professor de matemática:

aluno: Professor! Será que a gente vai usar essa álgebra algum dia?

professor: Você não. Mas talvez uma das crianças espertas use.

Mas afinal, onde eu vou usar isso na vida? Depois de assistir um vídeo do porta dos fundos refletir muito, resolvi escrever um post sobre uma das perguntas mais annoying  frequentes em toda a história da humanidade (pelo menos do ponto de vista de um professor XD ). Muita gente sai do colégio com a sensação que passou anos aprendendo um monte de coisas que não tem nenhuma, ou muito pouca utilidade na vida.  Afinal, será que aprender báscara é útil para alguém que pretende fazer medicina? E aquelas aulas de física que muita gente acha entediante?  Por que alguém que quer ir para alguma área das humanas precisa passar por isso? E biologia, química, geografia, história? Será que todo mundo precisa mesmo aprender tudo isso?

Bom, nessa discussão acho que é importante se dar conta que a utilidade de aprender algo tem diferentes níveis. O mais básico tem a ver com você precisar usar aquele conhecimento diretamente na sua vida, como por exemplo aprender a ler e a escrever: você lê e escreve o tempo todo, independente da sua área. Num nível um pouco mais acima,  aprender um pouquinho sobre diferentes áreas te ajuda a ter uma visão menos alienada sobre o mundo em que você vive e te dá algumas ferramentas básicas que te permitem escolher mais conscientemente pra que lado você quer ir na vida. Existe ainda um outro nível, que tem a ver com as capacidades que você desenvolve quando aprende algo, mesmo que não use aquilo diretamente na sua vida.

 Vamos então ao primeiro nível, aquele em que você usa diretamente o que você aprendeu. Muita gente acha que a maior parte do que aprendemos no colégio não entra aqui, mas isso não é necessariamente verdade. Um dos problemas é que as pessoas normalmente não aprendem suficientemente bem os conteúdos a ponto de conseguir usá-los diretamente no seu dia-a-dia. E se você não aprende a usar certas ferramentas, talvez você ache que não precisa delas e acabe encontrando maneiras bem menos eficientes de fazer o que elas fariam por você.

- Não, obrigada!

- Nós estamos muito ocupados.

Um dos exemplos que mais me salta aos olhos são conhecimentos básicos de matemática, como regra de 3, probabilidade, saber ler e construir gráficos. Já cancei de ler artigos de determinadas áreas, em que as pessoas colocam os dados obtidos na pesquisa em tabelas enormes, ao invés de usar gráficos, que poderiam facilitar bastante a interpretação dos dados. Mas há também muitos exemplos mais cotidianos. As pessoas não sabem fazer contas com frações, não conseguem saber se um produto é proporcionalmente mais caro do que outro quando as quantidades são diferentes (e muitos comerciantes tiram proveito disso, dizem que na compra de uma quantidade maior de determinado produto o preço diminui, quando na verdade uma simples regra de 3 mostraria que ele aumenta). 

Outro ponto importante (e não vou nem entrar na questão de certos conhecimentos em física serem importantes pra evitar alguns acidentes) é o problema da propagação de pseudociências, que ganha muita força com a ignorância da população inclusive em conhecimentos básicos de ciência. Os shampoos de íons ou DNA vegetal (íons são apenas átomos que perderam ou ganharam elétrons em reações, e DNA vegetal só significa que colocaram alguma planta no shampoo), a meditação quântica (ou pensamento quântico, vibrações, energia que a pessoa emana), colchões magnéticos e a tal da síndrome da escassez magnética (sim, descobri que vendedores de colchões magnéticos propagam essa besteira), a crença de que a terra é plana, homeopatia, antivacinação (e aqui, conhecimentos básicos de estatística ajudariam), etc.  É claro que alguns dos casos envolvendo pseudociências  podem não se tratar de desconhecimento puro e simples. Às vezes são preferências baseadas em diferentes tipos de crenças, influenciadas pelas visões de mundo das pessoas, que geralmente têm um papel importante na maneira como elas enxergam uma série de coisas (por isso que se chamam "visões de mundo" e não "visões de < alguma coisa super específica >" :-p).  Mas ok, não pretendo entrar muito nessa questão aqui, porque não é o objetivo deste post e esse tema é bem complexo, acho inclusive que todo mundo sem excessão é afetado em algum nível por isso (e infelizmente alguns desses níveis são bastante prejudiciais para a sociedade).

Bom, como comentei, esses problemas estão relacionados ao primeiro nível de utilidade de um conhecimento, aquele em que você usa diretamente o que aprendeu. Mas é interessante notar que eles não se resumem a esse nível. Quando você não aprendeu coisas básicas sobre como o mundo funciona, você se torna uma presa muito mais fácil de idéias distorcidas da realidade, inclusive charlatanismo.  Além disso, eu arriscaria dizer que a chance de você viver numa bolha é maior. Você não conhece o universo de possibilidade que existem por aí. Você não conhece o passado, não faz idéia como funciona toda a tecnologia que você usa, ou como o seu corpo funciona. Fico chocada com as noções distorcidas que as pessoas tem de matemática, por exemplo, e do que se pode fazer com ela. A maioria das pessoas acha que matemática se limita a fazer contas com números, sendo que toda a tecnologia que temos vem de princípios matemáticos. Agora imagina se as pessoas fossem direcionadas desde cedo para áreas específicas, não aprendendo conhecimentos mais gerais? E se as pessoas quisessem mudar de área em algum ponto? Além de isso dificultar bastante a migração de pessoas entre diferentes áreas, dificultaria também (ainda mais) a comunicação entre essas áreas e as pesquisas interdisciplinares (escrevi sobre interdisciplinaridade nesse post).

Além desse nível, a questão das capacidades que você desenvolve durante o aprendizado é extremamente importante. O raciocínio objetivo e lógico que você exercita quando está aprendendo matemática e física, por exemplo, poderia ser extremamente útil em outras áreas, e é uma pena que as pessoas usem isso tão pouco. Já vi tantas regras, em diversos contextos, que massacram o pensamento lógico num nível que dói no fundinho da alma. Outro problema que surge por causa da falta de raciocínio lógico são as famosas falácias, que são basicamente argumentos baseados em erros lógicos, e são tão frequentes que existe toda uma classificação, separando em categorias as falácias usadas em discussões, mas esse assunto fica para um próximo post.

Para finalizar esse post, quero responder mais diretamente uma das perguntas que fiz lá no início contando um causo. Afinal, por que alguém que pretende fazer medicina precisa aprender báscara?

Uma das coisas que aprendemos em alguns cursos de graduação das exatas é o Cálculo Diferencial e Integral (e para aprender isso você precisa ter aprendido funções, incluindo como resolver báscara, no colégio). O Cálculo foi descoberto por Newton e Leibniz, independentemente, no século 17, e é extremamente útil para trocentas mil coisas. A maior parte dos modelos matemáticos que usamos para descrever comportamentos e fenômenos em geral envolve coisas que aprendemos nessa área. No cálculo diferencial basicamente descrevemos variações infinitamente pequenas de coisas (como a velocidade instantânea, por exemplo). E no cálculo integral somamos essas variações, então podemos, por exemplo, saber qual é a área embaixo de uma curva em um gráfico. Infelizmente esse tipo de coisa não é ensinado em cursos de medicina, por exemplo. Mas afinal, por que alguém da medicina precisaria de cálculo?? Bom, em 1994 uma pesquisadora de medicina publicou um artigo em que ela descreve um método que ela desenvolveu pra calcular a área embaixo de certas curvas metabólicas. O método que ela "inventou" (que inclusive levou o nome dela) foi basicamente uma versão rudimentar do cálculo (descoberto há séculos atrás!). Como eu disse antes, se você não aprende a usar certas ferramentas, talvez você ache que não precisa delas e acabe encontrando maneiras bem menos eficientes de fazer o que elas fariam por você. Dito isso, parabéns pra ela por ter tido essa idéia.

Um último comentário que acho importante colocar aqui, é que não acho que o currículo e a maneira como os conteúdos são ensinados no colégio sejam perfeitos. O ensino básico no Brasil tem um monte de defeitos (inclusive a falta de apoio, em todos os níveis, aos professores). Parte desses problemas talvez venha inclusive da era industrial, em que o foco era gerar trabalhadores de "linha de montagem". Mas isso não significa que os conhecimentos que você aprende no colégio são inúteis. 

Geometria, Buracos Negros, a Tardis e o Título do Blog - 10 anos de Blog

Há mais ou menos 10 anos atrás eu escrevia a primeira postagem desse blog: uma poesia bastante pessoal que acabei apagando um tempo depois (isso explica por que a primeira postagem oficial do blog, que também é uma poesia, se chama "mais uma").  Nessa mesma época, escolhi o título que mais parece um texto, por que eu quase não sou prolixa para o blog: a vida é uma caixinha de surpresas que não obedece a geometria euclidiana. Agora, depois de 10 anos, me dei conta de que nunca me dei ao trabalho de escrever um post sobre esse título. Então acho que já está mais do que na hora. :)

Bom, pra quem passou muito tempo sem acesso à civilização humana e não sabe, naquela época um grupo de comediantes, os Melhores do Mundo, ficou muito conhecido por um "discurso motivacional" que eles faziam, contando sobre a vida de Joseph Climber, um personagem fictício nada afortunado, digamos assim (você pode assistir aqui).

Uma das frases desse show que ficou mais famosa foi "a vida é uma caixinha de surpresas", geralmente dita antes de algum desastre acontecer com o Joseph.

Esse vídeo me fez rir até doer pelo menos umas 100 vezes pensar bastante sobre como a vida é tão cheia de surpresas que se ela fosse uma caixinha provavelmente seria muiiiito maior por dentro. Então se você pudesse olhar ela por fora, pensaria que a quantidade de coisas ali dentro seria bem menor do que de fato é, e por isso a vida te surprenderia (positiva ou negativamente) tantas vezes, mesmo quando você achasse que já esgotou todas as possibilidades. E é aí que entra a geometria e a história fica interessante.

Tesserato

A geometria é aquela área da matemática que trata de formas, tamanhos e distâncias no espaço. Diversos conceitos básicos de geometria já eram conhecidos desde a época dos antigos egípcios, por causa da necessidade de medir as terras, já que as cheias do Nilo destruiam as delimitações entre essas  propriedades.  Mas lá pelo século III a.C  aconteceu algo muito importante nessa área. Um matemático chamado Euclides organizou o conhecimento em geometria desenvolvido até então e propôs um sistema com 5 axiomas que seriam a base da geometria. Aqui acho que é importante lembrar que axiomas nada mais são do que componentes de uma definição. Por exemplo, uma brasileira pode ser definida pelos seguintes axiomas:

• Uma brasileira é um ser humano
• Uma brasileira é uma mulher
• Um brasileira é alguém nascido no Brasil ou naturalizado brasileiro

Euclides fez algo parecido com a geometria. Propôs 5 axiomas, ou postulados, a partir dos quais seria possível obter tudo o que se sabia nessa área. A geometria que surge desses postulados é uma geometria plana, em que não há volumes. O quinto desses postulados é aquele que diz que duas retas paralelas nunca se encontram (só no infinito). Esse quinto postulado incomodou matemáticos por muitos séculos. O que eles achavam era que esse postulado pudesse decorrer dos outros quatro, e nesse caso ele não seria parte da definição, apenas uma consequência, e por tanto seria redundante manter ele na posição de postulado. Só que eles não conseguiam provar isso de jeito nenhum. Notem que na definição de brasileira que coloquei ali em cima acontece algo assim. O axioma "Uma brasileira é um ser humano" é desnecessário já que o segundo postulado diz que uma brasileira é uma mulher, e até onde sabemos uma mulher é necessariamente um ser humano. Já no caso do quinto postulado de Euclides não foi bem assim. No século XIX alguns cientistas, incluindo Gauss, e depois Riemann (aluno de Gauss) desenvolveram as geometrias não euclidianas, que surgem quando o quinto postulado não é levado em conta (o que significa que ele faz diferença sim, não decorre dos outros postulados). Nesse caso a geometria deixa de ser plana e passa a ser possível descrever fenômenos como a gravidade, que é uma curvatura do espaço-tempo.

-Não é verdade. Linhas paralelas se encontram sim. Inclusive, Pedro, estou grávida.

Ok, mas e o que isso tem a ver com a tal da caixinha maior por dentro do que por fora? Bom, com as geometrias curvas surgem possibilidades muito interessantes, inclusive a gravidade, como mencionei. Entre essas possibilidades surgem os objetos maiores "por dentro do que por fora". Um exemplo real desses objetos são buracos negros.

 Um buraco negro é o estágio final de uma estrela super massiva, que por não ter mais como produzir energia suficiente, no seu interior, para compensar o peso da sua matéria, acaba colapsando em um objeto menor com uma gravidade tão intensa que nem a luz consegue escapar. Como eu comentei antes, a gravidade é consequência da curvatura do espaço tempo, então efeitos gravitacionais intensos significam deformações maiores no espaço e no tempo. Pra entender essas deformações imagine que mapeamos o espaço e o tempo em quatro eixos, 3 de espaço e um de tempo.

exemplo com 2 dimensões de espaço

O que acontece ao redor de objetos massivos é que o eixo de tempo se inclina em direção a eles. Quanto mais perto do objeto maior é o efeito, e mais devagar passa o tempo (e é por isso que somos puxados em direção à terra,  analogamente ao que acontece quando uma das rodas dianteiras de um carro anda mais devagar que a outra, fazendo ele girar em torno daquela roda).  No caso do buraco negro esses efeitos são tão intensos que no seu interior, do ponto de vista de quem está do lado de fora, o que era dimensão de tempo passa a ser de espaço enquanto que uma das dimensões de espaço passa a ser a dimensão de tempo. Nesse caso o volume dentro de um buraco negro é infinito (uma das dimensões de espaço ocupa todo o eixo que era de tempo fora do buraco negro, com o passado, presente e futuro), enquanto do lado de fora ele é um "esferóide" de tamanho finito. Ou seja, finito por fora e infinito por dentro.

Esse é um exemplo bem extremo. Poderíamos pensar em efeitos gravitacionais menos drásticos. Mas existem outras possibilidade conceituais de objetos maiores por dentro do que por fora que são bem interessantes também, como é o caso da Tardis, a famosa nave do Dr. Who. No caso dela, o que acontece é que no seu interior é possível acessar outras dimensões (o número de dimensões acessadas no interior seria maior do que do lado de fora de modo que a área superficial de dentro seria maior do que a de fora e você teria acesso a fatias tridimensionais desse espaço). Esse vídeo do Because of Science dá uma explicada rápida na idéia (na segunda metade do vídeo) de um jeito bem didático, com direito a desenho:

 

Voltando então à questão do surgimento do blog, a minha idéia era explorar algumas das surpresas contidas nessa caixinha bem maior por dentro do que por fora, que é a vida, de um ponto de vista um tanto quanto nerd. E aqui estamos nós, 10 anos e 5 postagens depois  :-p.  Allons-y!

Interdisciplinaridade na Pesquisa Científica

Interdiciplinaridade: você está fazendo isso errado...

Faz bastante tempo que quero escrever um post sobre interdisciplinaridade. Mas minha mente sempre acaba vagando sobre as diversas razões pelas quais essa abordagem é tão útil e em qual delas eu deveria me focar mais. Nesse caso, como em vários outros, achei que seria interessante começar pelas raízes históricas, e claro, o conceito de interdisciplinaridade.

Bom, interdisciplinaridade tem a ver com combinar diferentes áreas do conhecimento a fim de entender/estudar/modelar alguma coisa. É claro que esse termo só faz sentido num contexto em que o conhecimento é dividido em diversas áreas e subáreas. Essa divisão  é necessária quando o conhecimento se torna tão vasto que o jeito mais eficiente para seres vivos de curta duração (menos de 100 anos) e capacidade mental limitada lidarem com ele é dividí-lo em partes menores e repartir essas partes entre as pessoas.

 Conforme o cohecimento cresce ainda mais, essas partes são divididas em outras partes menores ainda,  que por sua vez são divididas ainda mais, e assim surge o especialista em unha encrevada do mindinho do pé direito. Brincadeiras a parte, especialistas acabam vindo muito a calhar quando o conhecimento é muito vasto e a nossa capacidade de armazenamento e processamento de informação é limitada. Então nesse caso a estratégia "dividir e conquistar" faz todo o sentido.

Mas nem tudo são flores.  Essa abordagem tem uma série de efeitos colaterais que vem do fato de que essas divisões que impomos no conhecimento são um tanto quanto artificiais. Mas como assim artificiais? Bom, antigamente (tipo épocas dos filósofos gregos da Grécia antiga) o conhecimento era como uma grande caixa com poucas subdivisões. Uma boa parte dessa caixa era conhecida como filosofia, que abrangia desde conhecimentos muito básicos de física, química e matemática, até religião, política,  etc. O conhecimento a respeito de diversas coisas na natureza era desenvolvido por engenharia reversa (tão rudimentar que frequentemente ficava só na adivinhação), que é quando você tenta entender os princípios por trás do funcionamento de algo observando esse algo em funcionamento. Muitos conhecimentos em ciência foram obtidos desse jeito. Newton, por exemplo, desenvolveu uma área super importante da matemática (o cálculo diferencial) por perceber que era uma peça importante que faltava para descrever certos comportamentos relacionados aos movimentos, em física. Esses comportamentos estão por toda parte ao nosso redor e o que ele fez foi basicamente identificar os princípios por trás deles e descrevê-los matematicamente. Essa foi uma das descobertas mais impressionantes de todos os tempos por ser extremamente necessária para descrevermos uma infinidade de comportamentos. Note que quando você observa um objeto, fenômeno, alguma coisa na natureza, essa coisa tem diferentes aspectos. O jeito mais natural de estudar esse problema seria focar nele e em que métodos e coisas eu precisaria aprender para entender como ele funciona ou seja lá qual for o objetivo. Uma outra abordagem seria dividir diferentes aspectos desse problema em diferentes áreas. Então diferentes pessoas desenvolvem muito conhecimento em cada uma dessas áreas e cada grupo estuda esse objeto sob uma perspectiva específica (é claro que diferentes áreas do conhecimento não necessariamente estudam o mesmo fenômeno ou seja lá o que for, mas esse exemplo ilustra bem o ponto que quero fazer, além de ser real em alguns casos). Hoje em dia essa segunda abordagem é bem mais comum. Isso porque, como falei, o conhecimento é bastante vasto e não é viável saber tudo sobre tudo. Consequentemente o que acontece é que quando um especialista olha para um problema, ele tem uma tendência a analisar esse problema sob uma perspectiva moldada dentro da área dele, utilizando as ferramentas que ele aprendeu, o que muitas vezes é suficiente para os propósitos dele. Um pintor, por exemplo, não necessariamente precisa entender todos os processos neurais e físicos envolvidos na nossa percepção de cor para fazer um quadro bem feito (embora Leonardo da Vinci talvez discordasse, já que ele desenvolveu não apenas seu conhecimento em matemática, mas também em anatomia e outras áreas com o objetivo de aperfeiçoar suas obras, mas isso fica para um outro post). Só que é preciso manter em mente que essa separação é só uma aproximação da realidade: você descarta coisas que não são essenciais e foca no que parece mais relevante para os seus objetivos.  Mas essa abordagem nem sempre é suficiente. É o caso da primeira figura que coloquei lá em cima, com os cegos tateando um elefante. Se esses cegos não se comunicam, é muito difícil chegar a uma idéia realista do que é um elefante. E é aí que entra a interdisciplinaridade.

interdisciplinaridade

 A interdisciplinaridade é basicamente uma forma de reestabelecer a comunicação entre diferentes aspectos de um objeto de estudo. Mas mais do que isso, é uma forma de enriquecer a pesquisa combinando métodos e técnicas de diferentes áreas. Aqui entra também a questão da importância da diversidade na pesquisa. Grupos de pessoas com backgrounds diferentes têm um potencial maior para desenvolver soluções mais criativas.

 Eu poderia ficar mais um tempão aqui desdobrando cada aspecto interessante que surge nessa discussão, mas acho que por hoje já divaguei o bastante. Só quero deixar por último esse pensamento: em pesquisa científica nós estamos frequentemente tateando na natureza em busca de respostas, como os cegos com o elefante. Então,  pode ser útil levar em conta outras perspectivas. :)