IV Escola de Física Jayme Tiomno

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História da Física Quântica para Maiores: Introdução aos debates teórico-metodológicos e a uma historiografia madura da Física

Ministrante: André Fantin (DFEP-IFUSP)

Formato: À distância

Horário: 16 às 18h.

Dias: 08 a 12 de agosto.

Carga Horária Total: 10h.

Descrição: A Física Quântica é tomada por desde cientistas, filósofos, sociólogos e educadores, até pelos próprios atores históricos que a engendraram, como o exemplo paradigmático do que se convencionou chamar uma “revolução científica”: uma revisão conceitual, metodológica e mesmo filosófica profunda de uma disciplina científica.

Talvez por isso, a crônica dessa revolução tenha marcado não só a divulgação da Física no último século, mas também seu ensino: a “ordem histórica” costuma ditar a tônica dos cursos de “Física Moderna e Contemporânea”.

Essa história começou a ser escrita enquanto a Física Quântica ainda era construída, por cientistas tornados cronistas do momento ímpar que reconheciam estar vivendo, e foi objeto de intenso trabalho dos historiadores da ciência profissionais que se formavam naquela geração. O projeto Sources for History of Quantum Physics, organizado por Thomas Kuhn, Paul Forman e Lini Allen, foi um dos mais importantes projetos de arquivo voltado à História da Ciência.

Devido a grande atenção que recebeu de historiadores, houve muito material produzido e a História da Física Quântica acabou repleta de debates teórico-metodológicos e controvérsias que transcendem sua especificidade temática, tendo importância mais ampla para a História das Ciências. Devido ao nível de especialização exigido da profissionalização do historiador da ciência, essas temáticas escapam, em geral, ao domínio do físico ou do professor de Física que se interessa pelo assunto.

Assim, nesse curso de curta duração procuraremos apresentar uma seleção de tópicos dessa área que cobrem tanto o conteúdo mesmo dessa história fascinante, informada pelo melhor da historiografia da ciência, quanto os debates dessa mesma historiografia, não fugindo ao dissenso onde este impera, de maneira a ser informativo ao estudante de Física com curiosidade histórica, ao professor de Física que procura tomar uma decisão informada acerca de adotar ou não a abordagem histórica em suas aulas de Física Moderna, e formativo ao estudante de História das Ciências que quer integrar-se a sua área de pesquisa.

Pré-requisitos: Espera-se do estudante noções gerais de Física Básica para acompanhar as aulas.

Programa do curso:

  • Aula 1.
    • Apresentação do Programa
    • Introdução ao campo de História da Física Quântica
    • Max Jammer e a História Conceitual da Física Quântica

  • Aula 2.
    • O que realmente aconteceu em 1900?
      • Max Planck: Revolucionário ou Conservador?
      • Debate Historiográfico acerca da obra de Planck e das origens da Física Quântica:
        • Martin Klein;
        • Thomas Kuhn;
        • Olivier Darrigol.

  • Aula 3.
    • A Dualidade Onda-Partícula na História:
      • A "revolução experimental" dos anos 1890-1910;
      • A tradição de pesquisa com raios-X e o mistério de sua natureza;
      • As propostas monistas de Einstein e Stark;
      • Maurice e Louis de Broglie;
      • A tese de doutorado de Louis de Broglie: enfim, o dualismo

  • Aula 4.
    • História da Mecânica Quântica
      • Antecedentes:
        • Velha Teoria Quântica
        • Teoria da Dispersão
        • Princípio da Correspondência
      • Os "Jovens Turcos": Heisenberg, Born e Jordan
    • História da Mecânica Ondulatória:
      • Schrödinger e a analogia óptico-mecânica
      • As equações de Schrödinger
    • Mecânica Quântica vs. Mecânica Ondulatória: o problema da "visuabilidade";
    • Brevíssimo comentário sobre a Mecânica de Dirac, a formalização de Von Neumann e a palestra Como de Niels Bohr (Complementaridade)

  • Aula 5. A tese de Forman: seria a Mecânica Quântica culturalmente determinada?
    • Cultura de Weimar e acausalidade;
    • As interpretações causais da Mecânica Quântica: evidência positiva da tese de Forman?
    • O debate Historiográfico:
      • Críticas de Helge Kragh e Norton Wise;
      • Réplica de Forman

Bibliografia:

  • BADINO, M. What Have the Historians of Quantum Physics Ever Done for Us? . Centaurus, v. 58, n. 4. 2016. pp. 327-346.

  • BLUM, A. S., JÄHNERT, M., LEHNER, C., & RENN, J. Translation as heuristics: Heisenberg’s turn to matrix mechanics. Studies in History and Philosophy of Science. Part B, Studies in History and Philosophy of Modern Physics, v. 60, 2017. pp. 3-22.

  • BADINO, M. What Have the Historians of Quantum Physics Ever Done for Us? . Centaurus, v. 58, n. 4. 2016. pp. 327-346.

  • DARRIGOL, O. From c-numbers to q-numbers: The classical analogy in the history of quantum theory. University of California Press, Los Angeles. 1992.

  • FORMAN, P. Weimar Culture, Causality and Quantum Theory, 1918-27: Adaptation by German Physicists and Mathematicians to a Hostile Intellectual Environment. In: CARLSON, C, KOJEVNIKOV, A. & TRISCHLER, H. Weimar Culture and Quantum Mechanics: Selected Papers by Paul Forman and Contemporary Perspectives on the Forman Thesis. Imperial College Press & World Scientific Publishing, Londres & Cingapura. 2011. pp. 85-203.

  • FORMAN, P. The Reception of the Forman Thesis in Modernity and Post-Modernity. In: FREIRE JR., O. The Oxford Handbook of the History of Quantum Interpretations. Oxford University Press, Oxford. 2022.pp. 871-887.

  • JAMMER, M. The Conceptual Development of Quantum Mechanics. McGraw Hill Companies, New York. 1966.

  • JAMMER, M. The Philosophy of Quantum Mechanics: The Interpretations of Quantum Mechanics in Historical Perspective. Wiley, New York. 1974.

  • JÄHNERT, M. & LEHNER, C. The Early Debates about the Interpretation of Quantum Mechanics. In: FREIRE JR., O. The Oxford Handbook of the History of Quantum Interpretations. Oxford University Press, Oxford. 2022. pp. 135 -173.

  • JOAS, C. & LEHNER, C. The Classical Roots of Wave Mechanics: Schrödinger’s transformations of the optical-mechanical analogy. Studies in History and Philosophy of Science Part B -Studies in the History and Philosophy of Modern Physics, v. 40, n. 4. 2009. pp. 338-351.

  • KRAGH, H. Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century. Princeton University Press, New Jersey. 2002.

  • KUHN, T. S. Black-Body Problem and the Quantum Discontinuity, 1894-1912. The University of Chicago Press, Chicago. 1978.

  • MARTINS, R. A. & ROSA, P. S. História da teoria quântica: a dualidade onda-partícula, de Einstein a De Broglie. Editora Livraria da Física, São Paulo. 2014.

  • WHEATON, B. R. The tiger and the shark: empirical roots of wave-particle dualism. Cambridge University Press, Londres. 1983.

  • WISE, M. N. Forman Reformed, Again. In: CARLSON, C, KOJEVNIKOV, A. & TRISCHLER, H. Weimar Culture and Quantum Mechanics: Selected Papers by Paul Forman and Contemporary Perspectives on the Forman Thesis. Imperial College Press & World Scientific Publishing, Londres & Cingapura. 2011. pp. 415-433.