Edward Lorenz
Era meteorologista, mas revolucionou todas as áreas da ciência, da biologia
à economia passando pela física. Descobriu acidentalmente o efeito borboleta
e, como era genial, percebeu que tinha vislumbrado algo de fundamental
Edward Lorenz morreu no dia 16 de abril de 2008, aos 90 anos, de cancro, na sua casa em Cambridge, perto de Boston - e do MIT, onde era professor emérito e onde, nos anos 1960, descobrira o hoje famoso "efeito borboleta", que deu origem à não menos célebre "teoria do caos". O efeito borboleta diz que existem sistemas naturais cuja evolução nada tem a ver com o acaso - pois pode ser descrita com fórmulas matemáticas perfeitamente "deterministas" e até relativamente simples -, mas que, apesar disso, são totalmente imprevisíveis.
São tão sensíveis às condições em que se desenrolam que, partindo de condições iniciais quase idênticas, podem evoluir para desfechos totalmente díspares. O estado do tempo é um deles, porque a atmosfera é um sistema cujo comportamento é extremamente sensível à temperatura, umidade, etc., a cada instante - em suma, ao mero bater das asas de uma borboleta. Os cientistas falam então em "caos determinístico", juntando assim duas noções que até Lorenz eram tão incompatíveis como a ordem e a desordem.
O impacto do trabalho de Lorenz não se limitaria à meteorologia; desde então, a sua descoberta tocou praticamente todas as áreas das ciências exatas e sociais - e até o estudo dos mercados bolsistas. "Ao mostrar que certos sistemas determinísticos apresentam limites formais de previsibilidade, Ed pregou o último prego no caixão do universo cartesiano e fomentou [a teoria do caos], que alguns chamam a terceira revolução científica do século XX, a seguir à relatividade e à física quântica", diz Kerry Emanuel, especialista de ciências da atmosfera, num comunicado emitido ontem pelo MIT. Curioso, portanto, que apesar de ter recebido grandes prêmios científicos, como o Crafoord ou o Kyoto, Lorenz nunca tenha tido um Nobel.
Nascido no Connecticut em 1917, Lorenz estudou primeiro matemática no Dartmouth College e em Harvard, e em 1948 doutorou-se em meteorologia no MIT. E, no início dos anos 60, decidiu dedicar-se a tentar fazer a previsão do tempo com a ajuda de computadores.
No início dos anos 1960, Edward Lorenz, estava convencido de que os computadores de grande porte usavam grande efeito no planejamento de testes de armas e no lançamento de satélites em órbita que ajudariam a produzir previsões meteorológicas precisas. Dado que o clima é determinado por um conjunto de fatores mensuráveis, como temperatura, pressão e velocidade do vento, a sabedoria convencional da época era que um modelo sólido, um conjunto completo de dados e um poderoso dispositivo de processamento de números poderia, em princípio. Preveja as condições meteorológicas no futuro. Com esse objetivo em mente, Lorenz construiu um conjunto simples de equações para a convecção de ar e as programou em seu computador Royal-McBee, do tamanho de um gabinete, baseado em tubo de vácuo.
Ele inseriu um conjunto inicial de dados, ligou o computador e esperou pela impressão. Colocando a saída ao lado da máquina, ele decidiu redigitar alguns dos dados e rodar o programa por mais tempo. Digitando-o meticulosamente, ele ficou surpreso ao descobrir que o programa produzia uma previsão radicalmente diferente. Por fim, ele percebeu que a impressão do computador tinha arredondado os dados, e o que ele havia inserido foi ligeiramente diferente na segunda vez do que no primeiro. De alguma forma, mesmo para um conjunto direto e determinista de equações, uma mudança minuciosa nas condições iniciais produzia um comportamento radicalmente diferente.
Foi durante o Inverno de 1961, quando Lorenz estava a fazer simulações meteorológicas utilizando um modelo matemático simples para simular a atmosfera terrestre, que aconteceu algo que, não fosse ele genial, lhe poderia ter passado totalmente despercebido.
Cálculos errados?
Um dia, como conta o norte-americano James Gleick no seu best-seller Caos (Gradiva), Lorenz quis repetir uma dessas simulações durante mais tempo. Mas em vez de reutilizar os dados iniciais de primeira simulação, utilizou sem querer dados ligeiramente arredondados, porque o computador, que manipulava números com seis casas decimais, imprimia-os com apenas três - e Lorenz, ao reintroduzir os dados para repetir a simulação, utilizou os que tinha no "print" do computador em vez dos dados originais. Só que os resultados da segunda simulação foram totalmente diferentes dos da primeira.
A primeira reação de Lorenz foi que o computador tinha uma avaria qualquer. Mas rapidamente percebeu o que tinha acontecido: tudo se devia ao facto de ele ter alterado as "condições iniciais" da simulação. O responsável pela enorme divergência dos resultados finais da primeira e da segunda simulação a partir de uma discrepância numérica mínima (inferior a 0,1 por cento) não se devia a um erro técnico. Era algo de inerente aos fenômenos meteorológicos.
Lorenz publicou em 1963, um artigo no Journal of the Atmospheric Sciences que é hoje considerado um clássico. Nele, concluía que "a previsão [meteorológica] a longo prazo é impossível seja qual for o método, a menos que as condições atuais sejam exatamente conhecidas", acrescentando que, "visto que as observações meteorológicas são inevitavelmente imprecisas e incompletas, a previsão precisa a muito longo prazo não existe".
Nesse mesmo ano, Lorenz deu uma conferência na Academia das Ciências de Nova Iorque sobre a sua descoberta. E não falou de borboletas mas de gaivotas. Disse o seguinte: "um meteorologista fez notar que se a teoria estiver correta, o bater das asas de uma gaivota poderia mudar o curso da meteorologia para sempre."
O seu trabalho seria porém ignorado durante ainda uma década. E pode-se dizer que Lorenz quase deve a consagração do seu trabalho... a uma borboleta.
Foi em Dezembro de 1972, quando do congresso anual da Associação Americana para o Avanço da Ciência (a AAAS, que publica a Science), em Washington, DC. "Antes da conferência de Washington", explica o próprio Lorenz no seu livro The Essence of Chaos, de 1993, "eu tinha por vezes usado as gaivotas como símbolo da sensibilidade [às condições iniciais].
A passagem para a borboleta deveu-se na verdade ao moderador da sessão, o meteorologista Philip Merilees, que não conseguiu entrar em contacto comigo quando precisou de apresentar os títulos das conferências". Como a palestra de Lorenz não tinha título, Merilees decidiu escolher Pode o bater das asas de uma borboleta no Brasil desencadear um tornado no Texas?. A borboleta fez o que a gaivota não tinha conseguido. O resto é história.
Observação: Dois sistemas que partem de uma configuração idêntica, mas com diferenças imperceptíveis pequenas nas condições iniciais (menores que um único átomo), manterão o mesmo comportamento por um tempo, mas com o tempo, o caos fará com que eles divirjam. Depois que o tempo tiver passado, seu comportamento parecerá completamente não relacionado entre si.
