Waldir@Artiletra

(Publicado no Artiletra nº 63/64, de Dezembro de 2004)

I
(prólogo)

E se tudo o que pensamos que existe for apenas uma simulação de computador? A saga Matrix provoca a ideia, com a ajuda de surpreendentes efeitos visuais - criados justamente por computadores -, que parecem incrivelmente reais.

Grande parte da filosofia e ciência tem sido dedicada aos limites do que podemos conhecer. Platão afirmou que o eu pensamos ser a realidade não é mais que uma mera sombra da “verdadeira” realidade. Einstein destronou a crença secular iniciada por Newton e sucessivos deterministas do tempo e espaço fixos, universais e infinitos, demostrando que tudo é relativo, e que o tempo e o espaço são afectados pelas forças da física, ou seja, que a realidade é diferente de pessoa para pessoa. Mas foi Descartes quem foi mais longe, afirmando que a única coisa que se pode ter certeza é de que nós próprios existimos, mas tudo o resto pode ser apenas um sonho ou uma ilusão criada por um génio maligno… ou, segundo os irmãos Wachowski (os realizadores da trilogia Matrix), por um gigantesco sistema informático.

Mas o que a maior parte das pessoas não sabe é que existem actualmente propostas científicas sérias de que todo o Universo, incluindo nós mesmos, seja em essência o resultado de um grande computador. Já em fins dos anos 60, o alemão Konrad Zuse sugeria que todo o Universo estaria tendo lugar nas entranhas lógicas de um computador. Zuse não era um maluco qualquer: ele construiu os primeiros computadores electromecânicos programáveis do mundo, desenvolveu a primeira linguagem de computador de alto-nível, e, entre tantas outras coisas, criou o primeiro programa de xadrez em um computador.

A sugestão de Zuse fazia referência ao tipo de computador em particular que estaria ‘envolvendo’ o nosso Universo, denominado autómato celular. O conceito deste tipo de computador foi criado por outro grande pioneiro, o matemático húngaro John von Neumann, nos anos 40 - a propósito, como uma base da ideia de sistemas lógicos que fossem auto-reprodutores e que imitassem assim a própria vida.

Para entender basicamente o que são autómatos celulares, e eles são um tanto diferentes do computador a que estamos acostumados, começamos com um tabuleiro de xadrez. Deite fora as peças, e fique apenas com o tabuleiro. Cada casa do tabuleiro é uma célula, e cada uma destas células pode ser branca ou preta. Agora, a cor destas células não depende mais do padrão monótono e fixo do xadrez, mas pode mudar de acordo com regras simples implementadas dentro de cada uma delas. Estas regras são executadas em todas as células simultaneamente, sempre que um relógio bate. O tabuleiro é agora um autómato celular.

Cada célula deste autómato pode, por exemplo, ter o seguinte conjunto de regras:

- se houver exactamente três células imediatamente vizinhas brancas, ela deve ficar ou continuar branca.
- Se houver duas células vizinhas brancas, a sua cor não deve mudar. 
- Se houver menos de duas ou mais de três vizinhas brancas, deve ficar ou continuar preta.

E isso é tudo. Você deve ter percebido que elas são muito simples. Mas a partir delas, executadas em cada célula do nosso autómato, uma ordem incrível de complexidade pode surgir.

Isso foi demonstrado de forma bela por um programa de computador que se tornou uma febre nos anos 70: o Game of Life de John Conway. Usando exactamente as regras descritas acima, cada célula branca estava ‘viva’, e as pretas, ‘mortas’. Em uma época que hoje já parece remota, onde o tempo dos computadores era caríssimo, horas e horas foram gastas por pesquisadores fascinados observando como uma ordem inesperada surgia: quadrados piscando, triângulos andando e flechas zunindo, tudo em padrões complexos mudando, a cada batida do relógio.

E resulta que mesmo um autómato celular de regras simples como o Game of Life de Conway pode funcionar como um computador universal: isto é, representando informação como células brancas ou pretas, e dispondo diversas outras células de forma determinada, este simples jogo de computador pode em tese simular qualquer computador imaginável, dando seus resultados como um determinado padrão de células.

III
(onde entra o universo)

A capacidade de computação universal de autómatos celulares simples nos leva de volta às especulações de que o Universo seja um computador. Essa especulação fantástica deriva essencialmente de um: a de que o Universo seja discreto, em outras palavras, que seja em essência digital.

O mundo pode parecer contínuo, analógico em muitos aspectos: basta olhar para o arco-íris que parece variar suas cores continuamente. Mas apenas parece: a luz é composta de partículas discretas chamadas fotões. No mundo do infinitamente pequeno, regido pelas leis da física quântica, o infinitamente pequeno simplesmente não existe: as acções se dão em “pacotes” (quanta), de forma discreta. Até mesmo o tempo e o espaço não são contínuos: existe uma quantidade mínima de tempo e espaço passível de ser medida, chamados tempo e espaço de Planck (as outras quantidades mínimas são também apelidadas de Planck). E um Universo em que tempo e espaço ocorrem aos pulsos é justamente o universo dos autómatos celulares.

A ideia é de que algum modelo de autómato celular pode, com efeito, ser programado para funcionar como a Física do Universo. Aliás, os recentes desenvolvimentos da Física moderna levam cada vez mais os cientistas apensar que todas as leis da física são equacionáveis numa única expressão, a chamada Teoria de Tudo, ou Teoria M.

Várias teorias já comprovaram inclusivamente a unificação de três das quatro grandes forças da natureza (electromagnetismo, força nuclear “forte” e força nuclear “fraca”) numa só, quando as condições se aproximam das do big bang; só a gravidade ainda não pôde ser juntada a estas, e na tentativa dessa unificação há diferentes correntes que vão especulando enquanto os resultados dos aceleradores de partículas vão “pingando”.

De referir que dos dois grandes pilares da física moderna (a teoria da relatividade de Einstein e a teoria quântica de Maxwell, uma terá que desabar: as duas teorias dão resultados totalmente corretos nas suas àreas de acção (uma no infinitamente grande e outra no infinitamente pequeno), mas entram em colapso quando são conjugadas. ou seja: uma delas está errada, e mais cedo ou mais tarde irá cair, pois não podem haver conjuntos diferentes de leis para um mesmo universo. Em suma, o universo poderia ser um autómato celular que, de acordo com as condições iniciais, daria resultados que dependeriam dum conjunto de regras bastante simples (as leis da física).

IV
(grandes questões )

O que é mais intrigante no meio de tudo isto é que de entre os vários modelos de universo possíveis (curvo fechado: esferérico, curvo aberto: hiperbólico, ou plano), a curvatura do nosso é exactamente a mais adequada para que durasse o suficiente para tornar viável a probabilidade de surgir vida, inteligência: uma ínfima variação em qualquer das constantes da física (as condições iniciais), como a carga de um electrão, daria resultados catastróficos, ou seja, o universo se fecharia em poucos milhões de anos por força da gravidade (que se sobreporia à aceleração da velocidade de expansão provocada pelo Big Bang, anulando-a depois de um certo tempo e depois retardando-a, o que levaria ao que os cientistas denominram de Big Crunch, ou seja: o universo colapsaria num único ponto originando um super-buraco negro), ou então expandir-se-ia cada vez mais rapidamente, tornando a matéria tão dispersa que tudo se dissiparia num vácuo frio e escuro, para todo o sempre.

Ora, não obstante termos escapado de destinos tão trágicos (pois ambos os casos teriam acontecido pouco depois do Big Bang, antes da formação das próprias estrelas), temos outro problema: é a Entropia, a grande vilã enunciada na 2ª Lei da Termodinâmica, que prevê a irreversibilidade dos processos físicos: a desordem (energia não utilizável) aumenta sempre, pelo que o nosso universo durará muito mais que o provável (se as condições iniciais forem aleatórias, é quase impossível que este universo tenha surgido, pois encontra-se num equilíbrio precaríssimo, tal como descrito no parágrafo anterior ), mas acabará por se tornar numa massa homogénea e sem vida (tal como um copo em que misturamos água quente com água fria: a água acaba por ficar morna, e nunca poderemos voltar às condições iniciais – a não ser gastando quantidades enormes de energia).

Isto leva-nos a pensar,  pela extrema improbalilidade de o nosso universo ter surgido por acaso, em 3 possibilidades:

1. Existem diversos universos, e se são expontâneos possivelmente são criados no “lado branco” de buracos negros (incluindo big crunchs), havendo uma rede infinita (ou não) de universos-fénix, nascendo das cinzas dos precedentes;

2. Existem diversos universos, mas foram criados, ou seja, há um “laboratório” onde são testados aleatoriamente condições inicias, estando nós dentro de um dos (ou do!..) testes bem sucedidos, isto é, ganhámos a “lotaria cósmica”;

3. Existe apenas um único universo, que foi criado cuidadosamente para ser como é, e isto nos levaria à ideia não só de um Criador, como também de um Programador, que teria criado e programado um autómato celular (o universo) com as condições iniciais (as leis da física) para dar resultados concretos (nós?…)

A este propósito, em um de seus melhores contos, o famoso cientista e escritor de ficção científica Isaac Asimov (autor do romance que serviu de argumento ao filme I, Robot) escreveu sobre “A Última Pergunta”: como evitar o destino do nosso Universo em expansão, a morte térmica. O ano é 2061, e como não poderia deixar de ser, a pergunta é feita a um computador. Depois de um breve silêncio, o computador informa: “Dados insuficientes para uma resposta”. E ao longo de centenas bilhões de anos, a humanidade expande-se pelo Universo e funde-se com seus computadores - sempre para descobrir que a última pergunta ainda não pode ser respondida. Ao fim, quando todo o Universo é englobado pelo Computador, quando o caos já reina, ele finalmente chega a uma resposta. Mas já não há ninguém para conhecê-la excepto ele mesmo. A resposta deve ser dada então por demonstração, e a entropia do Universo será revertida. E o Computador diz: “Que se faça a luz!”. E houve luz.

V (epílogo)

Em ‘O Mochileiro das Galáxias’, Douglas Adams conta que fomos criados para computar a resposta da Grande Questão da Vida, do Universo e Tudo.
A resposta? 42