("Le mécanisme et l'expérience", Revue de Metaphysique et de Morale 1, pp. 534-7 (1893); tradução para o inglês, Stephen Brush, Kinetic Theory, vol.2, p.203)

RESUMO Os defensores da concepção mecanicista do universo encontraram diversos obstáculos em suas tentativas de conciliar o mecanicismo com os fatos da experiência. Na hipótese mecanicista, todos os fenômenos devem ser reversíveis, enquanto a experiência demonstra que muitos fenômenos são irreversíveis. Foi sugerido que a aparente irreversibilidade dos fenômenos naturais se deve simplesmente ao fato de as moléculas serem pequenas demais e numerosas demais para que nossos sentidos grosseiros consigam processá-las, embora um "demônio de Maxwell" pudesse fazê-lo e, assim, impedir a irreversibilidade.

A teoria cinética dos gases é, até o momento, a tentativa mais séria de reconciliar o mecanismo e a experiência, mas ainda enfrenta a dificuldade de que um sistema mecânico não pode tender a um estado final permanente, devendo sempre retornar, eventualmente, a um estado muito próximo do seu estado inicial. Essa dificuldade só pode ser superada se estivermos dispostos a assumir que o universo não tende irreversivelmente a um estado final, como parece indicar a experiência, mas que eventualmente se regenerará e inverterá a segunda lei da termodinâmica.

Todos conhecem a concepção mecanicista do universo que seduziu tantos homens de bem, e as diferentes formas em que ela foi apresentada. Alguns representam o mundo material como sendo composto de átomos que se movem em linha reta devido à sua inércia; a velocidade e a direção desse movimento não podem mudar, exceto quando dois átomos colidem.

Outros admitem a ação à distância e supõem que os átomos exercem uns sobre os outros uma atração (ou repulsão) que depende da distância entre eles, segundo alguma lei. O primeiro ponto de vista é claramente apenas um caso particular do segundo; o que vou dizer será igualmente válido para um e para o outro. As conclusões mais importantes aplicam-se também ao mecanicismo cartesiano, no qual se assume uma matéria contínua.

Talvez fosse apropriado discutir aqui as dificuldades metafísicas subjacentes a essas concepções; porém, não possuo a autoridade necessária para tal. Em vez de discutir com os leitores desta resenha aquilo que eles conhecem melhor do que eu, prefiro abordar temas com os quais eles estão menos familiarizados, mas que podem lhes interessar indiretamente.

Pretendo abordar os obstáculos que os mecanicistas encontraram ao tentar conciliar seu sistema com os fatos experimentais, e os esforços que fizeram para superá-los ou contorná-los.

Na hipótese mecanicista, todos os fenômenos devem ser reversíveis ; por exemplo, as estrelas poderiam percorrer suas órbitas no sentido retrógrado sem violar a lei de Newton; isso seria verdade para qualquer lei da atração. Portanto, esse não é um fato peculiar à astronomia; a reversibilidade é uma consequência necessária de todas as hipóteses mecanicistas.

A experiência, ao contrário, demonstra uma série de fenômenos irreversíveis. Por exemplo, se juntarmos um corpo quente e um corpo frio, o primeiro cederá seu calor ao segundo; o fenômeno inverso jamais ocorre. O corpo frio não apenas não devolverá ao corpo quente o calor que lhe foi retirado durante o contato direto, como também, independentemente do artifício empregado, utilizando outros corpos como intermediários, essa restituição será impossível, a menos que o ganho obtido seja compensado por uma perda equivalente ou significativa. Em outras palavras, se um sistema de corpos pode passar do estado A para o estado B por um determinado caminho, ele não pode retornar de B para A, seja pelo mesmo caminho ou por um diferente. É essa circunstância que descrevemos ao dizer que não só não existe reversibilidade direta , como também não existe reversibilidade indireta .

Houve muitas tentativas de escapar dessa contradição; primeiro, houve a hipótese de Helmholtz sobre os "movimentos ocultos". Lembremos o experimento realizado por Foucault e Pantheon com um pêndulo muito longo. Esse aparelho parece girar lentamente, indicando a rotação da Terra. Um observador que desconhece o movimento da Terra certamente concluiria que os fenômenos mecânicos são irreversíveis. O pêndulo sempre gira no mesmo sentido e não há como fazê-lo girar no sentido oposto; para isso, seria necessário mudar o sentido de rotação da Terra. Tal mudança é, obviamente, impraticável, mas para nós é concebível; não seria para um homem que acreditasse que nosso planeta é imóvel.

Não seria possível imaginar que existam movimentos semelhantes no mundo molecular, ocultos para nós, que não levamos em consideração e cujo sentido não podemos alterar Essa explicação é sedutora, mas insuficiente; ela demonstra por que não há reversibilidade direta ; porém, pode-se mostrar que ainda é necessária a reversibilidade indireta .

Os ingleses propuseram uma hipótese completamente diferente. Para explicá-la, farei uma comparação: se tivéssemos um hectolitro de trigo e um grão de cevada, seria fácil esconder esse grão no meio do trigo; mas seria quase impossível encontrá-lo novamente, de modo que o fenômeno parece ser, em certo sentido, irreversível. Isso ocorre porque os grãos são pequenos e numerosos; a aparente irreversibilidade dos fenômenos naturais deve-se igualmente ao fato de as moléculas serem pequenas demais e numerosas demais para que nossos sentidos grosseiros consigam processá-las.

Para esclarecer essa explicação, Maxwell introduziu a ficção de um "demônio" cujos olhos são suficientemente aguçados para distinguir as moléculas e cujas mãos são pequenas e rápidas o bastante para agarrá-las. Para tal demônio, se acreditarmos nos mecanicistas, não haveria dificuldade em fazer o calor passar de um corpo frio para um corpo quente.

O desenvolvimento dessa ideia deu origem à teoria cinética dos gases, que é até agora a tentativa mais séria de conciliar mecanismo e experiência. No entanto, nem todas as dificuldades foram superadas.

Um teorema, fácil de provar, afirma que um mundo limitado, governado apenas pelas leis da mecânica, sempre passará por um estado muito próximo do seu estado inicial. Por outro lado, segundo as leis experimentais aceitas (se lhes atribuirmos validade absoluta e estivermos dispostos a levar suas consequências ao extremo), o universo tende a um certo estado final, do qual jamais se afastará. Nesse estado final, que será uma espécie de morte, todos os corpos estarão em repouso à mesma temperatura.

Não sei se já foi observado que as teorias cinéticas inglesas conseguem se desvencilhar dessa contradição. O mundo, segundo elas, tende inicialmente a um estado em que permanece por um longo tempo sem mudanças aparentes; e isso é consistente com a experiência; mas não permanece assim para sempre, se o teorema citado acima não for violado; ele simplesmente permanece ali por um tempo enormemente longo, um tempo que é maior quanto mais numerosas forem as moléculas. Esse estado não será a morte final do universo, mas uma espécie de sono, do qual ele despertará após milhões e milhões de séculos. De acordo com essa teoria, para ver o calor passar de um corpo frio para um corpo quente, não será necessário ter a visão aguçada, a inteligência e a destreza do demônio de Maxwell; bastará ter um pouco de paciência.

Seria ótimo poder parar por aqui e esperar que um dia o telescópio nos mostre um mundo em processo de despertar, onde as leis da termodinâmica sejam invertidas.

Infelizmente, surgem outras contradições; Maxwell fez esforços engenhosos para resolvê-las. Mas não tenho certeza de que tenha tido sucesso. O problema é tão complexo que é impossível tratá-lo com rigor absoluto. Somos então forçados a formular certas hipóteses simplificadoras; são elas legítimas São autoconsistentes Não creio que sejam. Não pretendo discuti-las aqui; mas não há necessidade de uma longa discussão para contestar um argumento cujas premissas aparentemente contradizem a conclusão, onde se encontra, na prática, reversibilidade nas premissas e irreversibilidade na conclusão.

Assim, as dificuldades que nos preocupam não foram superadas, e é possível que nunca o sejam. Isso equivaleria a uma condenação definitiva do mecanicismo, caso as leis experimentais se mostrassem nitidamente diferentes das teóricas.

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