Por que a matemática é importante na Física?

Essa sempre foi uma questão muito importante para mim. Nunca me conformei com o jeito como a Física é ensinada nem com o conteúdo das apostilas nas escolas públicas, no ensino médio. Não podemos tirar a matemática da Física e, sim, ensiná-la como uma nova linguagem, desde o ensino fundamental, como ensinamos a gramática. Nesse texto do site http://www.quantumdiaries.org/, onde Byron Jennings, um físico nuclear, faz um artigo sobre a importância da matemática e os argumentos racionais da ciência, ele fala exatamente sobre a importância da matemática na Física.

E eu achei muito legal! Vale a pena ler. Por isso traduzi e resumi, mas se quiserem ler na íntegra, entrem no site e leiam esse e outros artigos interessantíssimos do mundo da Física Quântica:

“O papel da matemática e os argumentos racionais da ciência”

Os cientistas usam a matemática para saber como funciona o Universo e, com isso, fazer previsões precisas e, assim, através dela, poderem ser testadas experimentalmente. Mas não é só isso.

Nem toda ciência tem a matemática envolvida e vice-versa. A astrologia, por exemplo, utiliza uma matemática precisa para calcular as previsões planetárias, mas isso não faz dela ciência. Charles Darwin e Carl Linnaeus em suas obras sobre a Classificação dos seres vivos e a Evolução são exemplos de ciência que foram feitas sem muita matemática (nem por isso deixaram de ser ciência).

(A escola de Athenas - no centro Platão e Aristóteles. Fonte:http://polegaropositor.com.br/filosofiadaciencia/dicotomias-sem-nexo/)

Os antigos filósofos gregos Platão e Aristóteles consideravam, também, o uso da matemática para descrever as suas observações.

Galileu foi criticado por usar a matemática para descrever o movimento. No entanto, desde então, o uso da matemática foi utilizado para descrever fenômenos físicos.

O fundamento matemático é um novo conjunto de ideias. Para o nosso propósito, partindo do ponto de vista científico, tudo o que precisamos saber é que nos ajuda a fazer previsões mais precisas. Nós usamos porque funciona. E isso é tudo.

A matemática está tão entrelaçada como parte da Física que se tornou, de fato, uma linguagem. Isso é o que torna a Física verdadeira, a matemática é parte integral do pensamento científico. Quando os físicos discutem, equações fluem. A matemática continua sendo uma ferramenta totalmente integrada no processo da ciência.

Pessoas que não têm uma formação sólida em matemática são, de certa forma, alienadas da ciência. Podem até traduzir a linguagem matemática para a linguagem comum, mas, algo sempre se perde nessa tradução, em se tratando da mecânica quântica – ou ainda, no caso das partículas, na Física Moderna, a coisa é pior - daí surgem absurdos como o nome “partícula de deus”.

Não há “partícula de deus” na matemática, apenas equações elegantes e, realmente, considerando a sua importância, são equações bastante simples. Levantando a seguinte questão: como você realmente entende a Mecânica Quântica? A resposta é clara: estudando a matemática, pois aí é o verdadeiro ponto de entendimento. Não como alguns argumentos metafísicos sobre o mundo.

A lógica pode ou não dar origem à matemática, mas para a física, o que exigimos dela é que seja útil na medida em que nos ajuda a melhorar nossas previsões. Os argumentos racionais disfarçados de lógica muitas vezes se tornam sedutores, mas ilusórios. Ao contrário da matemática, os argumentos não são 100% confiáveis e esse é o maior problema da filosofia.

Filósofos usam argumentos, supostamente racionais e chegam a conclusões diferentes: Platão, Descartes, Hume e Kant tiravam conclusões muito diferentes. Cientistas obrigam-se a se guiar pela observação: isso é que faz com que a ciência seja correta e eficaz.

Na ciência, começamos com uma ideia e desenvolvemos com argumentos racionais e matemáticos. Verificamos com outros colegas para nos convencer se o argumento está 100% correto, em seguida, a experiência é realizada. A filosofia é como a ciência, mas sem a experiência. Talvez a verdadeira definição de um argumento racional seja a experiência e as observações, pois é aquela que produz resultados. Matemática, lógica e os argumentos racionais são apenas um meio para um fim. As produções de modelos nos permitem fazer previsões precisas. E, no final, é só o sucesso das previsões que contam.