Programação
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Atualizado em outubro. Atividade 1 será em 17/10.
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[2024] Bem-vindas e bem-vindos ao curso presencial de FiFi! A seguir vocês encontrarão o cronograma parcial da disciplina, com um resumo do mesma, até a primeira prova, marcada inicialmente para 10/10. Aproveitei gravações de áudios feitos em 2020 (de até 15 minutos cada, para caber no whatsapp) para servir de auxílio para quem perder um "Encontro" presencial. O curso se divide em "Aulas", cada qual tendo um capítulo das Notas de Aula, mas nem todas as aulas serão tema de um encontro. Aulas que não são vistas são numeradas com números imaginários, e são atividades optativas. Copiei o moodle da disciplina de 2023, mas ainda não fiz as substituições correspondentes após o Encontro 15. Usarei, de início, as Notas de Aula de 2022. Quanto à Avaliação, consistirá de duas provas em classe.
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Este encontro versa sobre a Aula 1, que corresponde ao Cap. I das Notas de Aula, especificamente as seções I. 1, 2, 5 e 8. As outras seções são leitura optativa, assim como dois textos adicionais: "A controvérsia das cordas" de Smolin & Polchinki (2006-7, 9 pgs.) e o capítulo "Contra a filosofia" de Weinberg (1992), especialmente as pgs. 133-7.
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Os físicos precisam de filosofia?
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Os físicos precisam de filosofia? Oito atividades dos físicos, ontologia & epistemologia, Einstein e o oportunista inescrupuloso
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Ornitologia para pássaros, filosofia nas crises científicas segundo Kuhn, e definição de controvérsia científica.
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Confirmação e falseabilidade de teorias, e Smolin acusando a teoria das cordas de não ser falseável.
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Ajuste fino de constantes, princípio antrópico e a hipótese de criação divina.
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Smolin, L. & Polchinski, J. (2019), “A controvérsia das cordas”, 9 pgs, baseado em Smolin (2006), The trouble with physics, Houghton Mifflin, New York, e Polchinski (2007), “All strung out?”, American Scientist 95(1): 1.
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Weinberg, S. (1996), Sonhos de uma teoria final, Rocco, Rio de Janeiro, (orig.: 1992), Cap. VIII, pp. 133-51, 227-29. Focar nas pp. 133-37.
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Tradução da resenha do livro de Richard Dawid (2013), String theory and the scientific method, 2a ed., Cambridge University Press, New York, 202 pgs. Resenha escrita por Osvaldo Pessoa Jr., “Are untestable scientific theories acceptable?”, Science & Education, 25(3), 2016, pp. 443-8.
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Aula 2, correspondendo às seções II. 1, 3, 4, 5, 6 e 7. Sobre Filosofia da Mente, duas leituras optativas são Chalmers (1995) e Fodor (1981). Adicionei também duas leituras curtas de Mach sobre o assunto.
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O que é a Física? Por que a Física Moderna é contraintuitiva?
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O que é a intuição? Diversos domínios da física moderna são contraintuitivos, incluindo o mesoscópico.
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A física da consciência. Quália e o experimento mental do quarto de Mary.
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Três maneiras de caracterizar o que é a Física. A análise feita por Moritz Schlick.
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Sobre a natureza do vazio: vacuístas x plenistas.
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Chalmers, D.J. (1995), “O enigma da experiência consciente”, trad. L.M.S. Augusto, versão preparada pelo professor. Original em Scientific American 273(6): 80-86.
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Fodor, J.A. (1981), “O problema mente-corpo”, trad. Saulo F. Araujo, versão preparada pelo professor. Original: “The mind-body problem”, Scientific American 244(1): 124-32, 148.
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Mach, E. (1886), “Comentários introdutórios: antimetafísico”, trechos do Cap. I do livro Analysis of sensations, 1959, traduzidos pelo professor, 4 pgs. [Mach 5]
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Mach, E. (1886), “Paralelismo psicofísico”, trechos do Cap. IV do livro Analysis of sensations, 1959, traduzidos pelo professor, 2 pgs. [Mach 6]
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Este encontro corresponde ao Cap. III das Notas de Aula, seções 1,2,3. Segue também o texto do Debate Planck x Mach (1909-10), que é leitura optativa. Outra leitura optativa de Filosofia da Ciência é o texto de Okasha (2002) sobre realismo x antirrealismo.
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A ciência deve apenas descrever o que é observável, ou deve lançar hipóteses sobre a realidade que estaria por trás dos fenômenos? Qual a verdade sobre a verdade?
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Definições de realismo e antirrealismo (fenomenismo).
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Discussão das Figs. III.1 (esquema da relação entre teoria e realidade) e III.2 (relações de ordem superior, tipo meta-metateórico).
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Tradução de trechos preparada pelo professor a partir da tradução completa dos três artigos em Toulmin, S. (org.) (1970), Physical reality, trad. Ann Toulmin, Harper & Row, New York, pp. 1-52.
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Cap. IV do livro Philosophy of science: a very short introduction, Oxford University Press, 2002, pp. 58-76. Tradução de L.H. Marques Segundo & S.R.N. Miranda, 2011.
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Este encontro corresponde ao Cap. III das Notas de Aula, seções 4 e 5. Leremos trechos do texto de Heisenberg (1969). Como leitura optativa sobre as concepções de verdade, trechos de Haack (2002).
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Duas concepções opostas de verdade: correspondencial e relativista.
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Outras concepções de verdade: praticalismo, pragmaticismo, coerencial e deflacionária.
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Heisenberg, W. (1996), “A mecânica quântica e uma conversa com Einstein (1925-1926)", in Heisenberg, A parte e o todo, trad. Vera Ribeiro, Contraponto, Rio de Janeiro, pp. 73-85. Orig. em alemão: 1969. Versão de Portugal: Diálogos sobre física atómica (1975).
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Haack, Susan (2002), "Teorias da verdade", cap. 7 de Filosofia das lógicas, trad. C.A. Mortari & L.H.A. Dutra, Ed. Unesp, São Paulo (orig.: 1978), seleção inicial do capítulo, pp. 127-42.
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Este é o primeiro encontro imaginário, numerado com números imaginários. Trata-se de um capítulo das Notas de Aula que não foi discutido em classe, no caso, o Cap. IV, que explora diversos temas ligados ao antirrealismo. Como leitura optativa, Geymonat (1986) discorre sobre aspectos sociais ligados ao positivismo (em inglês). Adicionei também duas leituras optativas curtas de Mach.
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Os vários sentidos de "empirismo".
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Há observações neutras, ou toda observação é carregada de teorização? Construtivismo. Mudanças de Gestalt.
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Instrumentalismo e as cinco teses do Positivismo.
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Descrição da Fig. IV.3, mapeando realismos e antirrealismos.
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Geymonat, L. (1986), “Il positivismo”, Scientia 121: 1-5. Traduzido para o inglês: “Positivism”, trad. I. McGilvray. Scientia 121: 7-11. (Tradução para o português em preparação)
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Mach, E. (1868-82), “A natureza econômica da investigação física”, trechos preparados pelo professor, 4 pgs., traduzidos de dois textos dos Popular scientific lectures, 1898. [Mach 7]
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Mach, E. (1867-96), “Sobre a transformação e adaptação das ideias científicas”, trechos preparados pelo professor, 3 pgs., traduzidos a partir de dois textos dos Popular scientific lectures, 1898, e um texto do Knowledge and error, 1976. [Mach 8]
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Este é o segundo encontro imaginário, sobre o Cap. V das Notas de Aula, não discutido em classe. Leitura imaginária optativa: relato sobre os paradoxos de Zenão feito por Aristóteles.
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O espaço e o tempo são contínuos ou discretos?
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Pano de fundo dos paradoxos de movimento e da pluralidade de Zenão, discípulo de Parmênides.
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Argumento de G.E.L. Owen (1957) contra a divisibilidade do espaço e do tempo, a partir de quatro experimentos mentais de Zenão.
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Discussão dos paradoxos: holismo aristotélico e visões modernas.
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Aristóteles (c. 350 AEC), “Comentário sobre os Paradoxos de Zenão”, trechos extraídos da Física, preparados pelo professor, 4 pgs., baseados na versão em inglês de R. Waterfield, Oxford U. Press, 1996, pp. 142-6, 161-2, 219-20.
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Mais um encontro imaginário, correspondendo ao Cap. VI das Notas de Aula. Como leitura optativa de Filosofia da Matemática, um texto de Wigner (1960).
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Objetos matemáticos existem independentemente? Como explicar a importância da matemática nas ciências naturais?
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Questão ontológica: objetos matemáticos existem independentemente?
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Existe o infinito? Cantor e os infinitos contável e incontável.
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Questão de aplicação: a utilidade da matemática. Por que a matemática é tão importante na física?
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Números imaginários descrevem a realidade física?
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Wigner, E.P. (1960), Communications in Pure and Applied Mathematics 13: 1-14, tradução preparada pelo professor, 11 pgs.
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Este encontro corresponde à Aula 7, ou Cap. VII das Notas de Aula.
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O tempo físico precede o tempo subjetivo? É absoluto ou relativo? É denso ou discreto? Qual sua estrutura macroscópica? A seta do tempo é dirigida pela entropia? O tempo teve início?
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O tempo físico precede o tempo subjetivo? Propriedades intuitivas do tempo. O tempo é absoluto ou relativo? Há tempo sem mudança?
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O tempo é denso ou discreto? Espacialização do tempo vs. Vir-a-ser. A estrutura macroscópica do tempo.
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A seta do tempo. A questão do início do tempo.
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Este encontro refere-se à Aula 8, correspondendo ao Cap. VIII das Notas de Aula, seções 1-5. As seções 6 e 7 (prova de McTaggart) são optativas, assim como a parte 3 do áudio. Como leitura optativa e difícil, o texto de McTaggart (1927). O Cap. VIII escrito teve alteração nas quatro primeiras seções em relação ao áudio (que é de 2020). Adicionamos também o texto de Prior (1970) sobre o presentismo (em inglês).
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Somos uma minhoca em 4D? O futuro é aberto? O tempo existe?
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Eternismo, minhocas em 4 dimensões, o problema da mudança e a teoria das partes temporais (perdurantismo).
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Modalidades temporais, presentismo, visão tradicional do tempo, universo em bloco evoluindo, lógica temporal.
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O argumento de McTaggart da irrealidade do tempo. Discussão e críticas do argumento. OPTATIVO.
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McTaggart, J.M.E. (1927), “A irrealidade do tempo”, trechos do Cap. XXXIII de sua obra The Nature of Existence, vol. II, pp. 9-31, traduzidos pelo professor, 5 pgs.
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Prior, A.N. (1970), “The notion of the present”, Studium Generale 23: 245-48, republicado in Fraser, J.T.; Haber, F.C. & Müller, G.H. (orgs.) (1972), The study of time, Springer, Berlim, pp. 320-23.
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Este encontro corresponde à Aula 9, ou ao capítulo IX das Notas de Aula. O foco principal será a seção IX.1 das Notas de Aula. As outras seções são mais técnicas, envolvendo a Teoria da Relatividade. Se houver dificuldade, o aluno pode pular as seções IX.2,3 (correspondendo à parte 2 do áudio). A seção IX.5 (parte 4 do áudio) discute a equivalência entre massa e energia, que não será abordada em aula. No final, trazemos três textos sobre relatividade, de leitura optativa.
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Qual a concepção do tempo, segundo a Teoria da Relatividade?
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O tempo segundo a Teoria da Relatividade Restrita. Citações de Minkowski e Langevin. Experimento mental dos gêmeos viajantes.
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Dilatação do tempo e contração dos comprimentos. Estudo da figura de foguete de dois relógios passando por asteroide com dois relógios. OPTATIVA
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Cinco interpretações da Teoria da Relatividade Restrita.
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Equivalência entre massa e energia: E=mc²: três interpretações. OPTATIVA
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“Experimentos relativísticos: 1. Dilatação temporal de múons” (3 pgs.). Material didático preparado pelo professor em 2012.
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“Experimentos relativísticos: 2. Paradoxo dos gêmeos em aviões” (3 pgs.). Material didático preparado pelo professor em 2012.
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Fernflores, F. (2012), “A equivalência entre massa e energia”, trad. R.S. Lapa, Pólemos (Brasília) 1(2): 210-6. Original online no Stanford Encyclopedia of Philosophy: “The equivalence of mass and energy” (versão 2019).
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Continuação da discussão sobre a Física e a Filosofia do Tempo.
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Mais uma aula imaginária, correspondendo ao Cap. X das Notas de Aula.
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Como explicar a gravidade sem forças à distância?
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Hilemorfismo e a física aristotélica. Atomismo greco-romano.
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Naturalismo animista. A filosofia mecânica.
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A física e cosmologia de Descartes.
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A explicação da gravidade segundo a filosofia mecânica. Teoria cinética da gravitação.
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Outra aula imaginária, correspondendo ao Cap. XI das Notas de Aula. Como leitura optativa, o texto de Rankine (1855).
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Qual o estatuto ontológico do conceito de força?
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Newton: mecanicismo com forças à distância (resumo histórico de sua trajetória).
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Lei da aceleração no movimento circular. A lei 1/r² da gravitação.
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Definições e leis no "Principia".
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A natureza da força: Newton era realista? Teorias hipotéticas e abstrativas.
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Rankine, William J.M. (1855). Tradução de 4 pgs. das seções iniciais do artigo “Outlines of the science of energetics”, Proceedings of the Royal Philosophical Society of Glasgow 3: 121-41. Republicado em Miscellaneous scientific papers, ed. W.J. Millar, Charles Griffin, London, 1881, cap. XII, pp. 209-28.
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Este encontro corresponde à Aula 12, ou seja, ao Cap. XII das Notas de Aula. Como leituras "obrigatórias", os trechos de Newton (1668-84, 1687) e Mach (1883). Na prática, enfocamos neste encontro apenas a defesa do espaço absoluto de Newton.
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O espaço é absoluto ou relativo?
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Referenciais inerciais e não-inerciais.
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O experimento do balde, de Newton, a favor do espaço absoluto. O experimento mental dos globos ligados por uma corda.
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A defesa do espaço relativo: Leibniz, Berkeley, Mach. Princípio de Mach. Mecânica relacional.
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Princípio de Mach e a Teoria da Relatividade Geral. Einstein, de Sitter, Taub, Wheeler.
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Newton, I. (1668-87), “Movimento circular verdadeiro e absoluto”, trechos preparados pelo professor (3 pgs.) a partir do “De Gravitatione et aequipondio fluidorum” (1668-73 ou 1684), in Unpublished scientific papers of Isaac Newton, ed. A.R. Hall & M.B. Hall, Cambridge U. Press, pp. 89-121, 1962, e de Newton (2008 [1687]), Principia, Edusp, São Paulo, pp. 48-51.
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Mach, E. (1883), "As ideias de Newton sobre tempo, espaço e movimento", trechos traduzidos pelo professor (3 pgs.) do Cap. II, seção VI, do livro The science of mechanics, trad. T.J. McCormack, Open Court, Chicago, 1902, pp. 222-38.
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Texto de Stanley Jaki (1978) sobre o cálculo de deflexão de luz pelo Sol feita por J.G. von Soldner em 1801.
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Neste encontro, continuamos a discussão anterior, examinando a defesa do espaço relativo por Leibniz, Berkeley e Mach, e iniciando a exploração do princípio de Mach.
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Continuaremos a discussão sobre a Filosofia do Espaço, revendo o princípio de Mach, e estudando a atitude de Einstein com relação a este princípio. O que diz a Teoria da Relatividade Geral sobre o espaço absoluto?
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Ler as Notas de Aula do Cap. XIII, especialmente as seções 1,2 e 3. A seção 2 é bem didática, mas não foi gravada em áudio. A leitura optativa de Callender & Hoefer acompanha a seção XIII.8.
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Como entender que o espaço 3D pode ser curvo? E o espaço-tempo?
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As geometrias não euclidianas.
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Teoria das superfícies curvas. OPTATIVO.
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Abstrações da geometria métrica. OPTATIVO
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O espaço-tempo de Minkowski. Filosofia da física do espaço-tempo: quatro grupos de problemas.
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Callender, C. & Hoefer, C. (2002), Philosophy of space-time physics”, in Machamer, P. & Silberstein, M. (orgs.), The Blackwell guide to the philosophy of science, Blackwell, Oxford, pp. 173-98.
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Além de fazermos uma discussão geral, iniciamos a leitura do texto do Debate Planck-Mach (disponibilizado no Encontro 3).
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Este encontro corresponde à Aula 14, ou Cap. XIV das Notas de Aula. Como leitura optativa, Paty (2004) para uma abordagem diferente sobre o determinismo. Fizemos também uma atividade em aula, em que os alunos escreveram sua opinião sobre o fisicismo.
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A natureza é determinista ou há eventos sem causa suficiente?
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Determinismo e previsibilidade. O demônio de Laplace.
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Probabilidade: seis interpretações.
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Definições de aleatoriedade. Caos determinístico e sensibilidade extrema a condições iniciais.
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Violação do determinismo na mecânica clássica.
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Paty, M. (2004), "A noção de determinismo na física e seus limites”, Scientiae Studia 2: 465-92.
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Mais uma aula imaginária, correspondendo ao Cap. XV das Notas de Aula. Os áudios correspondentes foram gravados em 2020.
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Qual é o lugar das causas finais na física (e na ciência)?
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Paradigmas e programas de pesquisa: Kuhn, Lakatos, Laudan.
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Programas de pesquisa rivais na Mecânica Clássica: forças (Newton, Euler) x trabalhos virtuais ou conservação de energia (Leibniz, Jacob Bernoulli, d'Alembert, Lagrange).
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Princípios de mínima ação: Heron, Fermat, Maupertuis, Euler , Lagrange, Hamilton, Jacobi. Causas finais na Física.
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Há juízos sintéticos a priori? Princípios constitutivos e regulativos em Kant.
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Aula imaginária, correspondendo ao Cap. XVI das Notas de Aula.
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Por que e como axiomatizar as teorias físicas ?
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Discussão dos princípios newtonianos no séc. XIX
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Críticas ao método de Mach. Axiomatização de teorias matemáticas (exemplo do plano de Fano).
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Axiomatização dedutivista da Mecânica Clássica.
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O debate entre axiomatizações operacionais e dedutivistas. Contexto da descoberta e contexto da justificação.
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Começaremos a discutir os pontos do Roteiro de Estudos abaixo.
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Este capítulo ainda está em preparação. Parte-se do (divertido) paradoxo da inversão do espelho, mas só depois escreveremos sobre as simetrias na Física. Além disso, há uma breve apresentação sobre leis científicas. Não há áudios correspondentes.
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Por que o espelho inverte esquerdo-direito, mas não cima-embaixo? O que é uma simetria? O que são leis científicas?
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Corresponde ao áudio da Aula 18, ou ao Cap. XVIII das Notas de Aula. A parte 4 do áudio é optativa, assim como a seção XVIII.5 das Notas. Este Encontro incluiu também o Cap. XIX, ver a seguir.
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Qual é a natureza da luz?
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Inferências dedutivas, indutivas e abdutivas.
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Teoria corpuscular da luz: falsa mas didática. Ondas eletromagnéticas: da ressonância de Schumann a raios gama cósmicos.
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Natureza ondulatória da luz: interferência destrutiva no interferômetro de Mach-Zehnder.
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OPTATIVO: Princípio de Huygens-Fresnel. Feynman e o princípio de soma sobre histórias.
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Este encontro corresponde à Aula 19, ou ao Cap. XIX das Notas de Aula. Como leitura extra, um texto do professor sobre o misticismo quântico. O conteúdo desta aula foi dado juntamente com a aula anterior, já que tivemos duas aulas suspensas (Encontro 90 Anos Física na USP).
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O que é um fóton? Qual o significado do teorema de Bell?
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Detecção de luz como fótons.
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Física Quântica = ondas + detecção quantizada
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O dilema de Bell: abandonar realismo ou localidade, parte 1.
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O dilema de Bell: abandonar realismo ou localidade, parte 2.
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Pessoa Jr., O. (2010), “O fenômeno cultural do misticismo quântico”, in Freire Jr., O.; Pessoa Jr., O. & Bromberg, J.L. (orgs.), Teoria Quântica: Estudos Históricos e Implicações Culturais, Eduepb, Campina Grande e Livraria da Física, São Paulo, pp. 279-300.
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Esta aula corresponde ao Cap. XX das Notas de Aula. Como texto de leitura para as próximas três aulas, "Introdução a 'Sobre as linhas de força de Faraday'" (1855), de Maxwell.
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Ampère e o magnetismo como epifenômeno.
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Faraday e a analogia entre circuitos e linhas de força
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O método das analogias segundo Maxwell.
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Maxwell: analogias com quantidades e intensidades. O uso de modelos mecânicos.
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Maxwell, J.C. (1855), seção introdutória do artigo “On Faraday’s lines of force”, publicado nos Transactions of the Cambridge Philosophical Society 10 (1864) 27-65.
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Aula corresponde ao Cap. XXI das Notas de Aula.
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Critérios para estabelecer o que é real: observável, invariante, concebível, causalmente potente.
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Ação por contato e localidade espaço-temporal. Definição e interpretações de campo.
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Potenciais escalares são reais? O potencial vetor é real?
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O efeito Aharonov-Bohm. Duas interpretações para o experimento.
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Aula correspondendo ao Cap. XXII das Notas de Aula., e ao áudio da Aula 22. As partes 3 e 4 do áudio são optativos (correspondendo às seções XXII.3 e 4). Não há áudio correspondendo à seção XXII.5, também optativa. Esta aula acabou não sendo dada, por conta do cancelamento de duas aulas no Encontro 90 anos Física USP.
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Duas tradições de pesquisa no eletromagnetismo.
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Forças magnéticas violam o princípio de ação e reação?
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Linhas de força são reais? OPTATIVA
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O eletromagnetismo clássico seria uma teoria inconsistente? OPTATIVA
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Este encontro corresponde ao Cap. XXIII das Notas de Aula. Como leituras optativas, os textos de Stallo (1882) e a controvérsia da energética em Lübeck (1895). Além disso, dois trechos de Mach, o primeiro em sua fase atomista e o segundo já anti-atomista.
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Conservação de energia. Energia não tem individualidade.
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Aumento de entropia. Energia livre.
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Visões do mundo físico no séc. XIX.
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A controvérsia do atomismo.
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Corresponde ao Cap. XXIV das Notas de Aula. Como leitura optativa, texto de Boltzmann (1905).
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Como explicar a irreversibilidade do mundo macroscópico? O que é o caos molecular?
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Reversível vs. irreversível.
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Teoria cinética dos gases. Teorema-H: prova mecânica da irreversibilidade estrita.
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Teorema-H (continuação). Hipótese do caos molecular.
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Modelo do vento e árvores (Fig. XXIV.4).
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Boltzmann, Ludwig (1905), "Acerca da mecânica estatística", trad. Sílvio R. Dahmen, Revista Brasileira de Ensino de Física 28: 259-66, 2006.
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O presente Encontro corresponde ao Cap. XXV das Notas de Aula. No áudio não aparece a discussão da seção XXV.3 sobre o conceito de desordem.
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Resumo da discussão. Teoria probabilista de entropia.
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Efeito dos grandes números e grão grosso. Discretização de estados e hipótese ergódica.
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Efeito dos grandes números: exemplo do gás separado por pistão.
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Conclusão da discussão: flutuações para estados de menor entropia.
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Este encontro corresponde ao Cap. XXVI das Notas de Aula. Como leitura optativa sobre a escala microscópica, Purcell (1977).
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O demônio de Maxwell: introdução histórica. Dissipação de energia na observação.
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Limites físicos da computação.
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Demônio e apagamento de memória. Críticas à abordagem informacional de Landauer-Bennett.
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Catraca e lingueta em movimento browniano. Motores moleculares.
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Purcell, E.M. (1977), Life at low Reynolds number, American Journal of Physics 45: 3-11.
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Esta foi uma aula especial dado pelo posdoc Filipe Pamplona.
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Para este encontro não há áudio da aula gravada. Seguem-se as notas de aula (Cap. XXVII) e o texto do Anderson, "Mais é diferente" (1972). Como leitura optativa, um texto posterior de Anderson.
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O mundo da escala macroscópica é redutível ao do mundo nano?
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Anderson, P.W. (1972), “Mais é diferente: simetria quebrada e a natureza da estrutura hierárquica da ciência”, tradução preparada pelo professor, original “More is different”, Science 177, pp. 393-6.
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Anderson, P.W. (2011), “Emergence vs. reductionism”, in Anderson, More and different: notes from a thoughtful curmudgeon, World Scientific, Singapore, p. 134-39.
Leitura optativa.
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A princípio, neste encontro discutiremos o texto de Anderson, "Mais é diferente".
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A Avaliação 2 será realizada no horário de aula, no dia 03/12, e consistirá de quatro questões, mencionadas no roteiro de estudos abaixo. As questões serão formuladas de maneira a indicar para o(a) aluno(a) os passos de resolução.