Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã Formador[a] UFCD / UC Data Contextualização / Objectivos Orientação Pedagógica Mafalda Alemão STC – Saberes Fundamentais 29.Abril.2010 Leis e Modelos Científicos Universo: Constituição e Interacção Trabalho individual Quem somos? Há questões tão velhas quanto a própria humanidade: Quem somos? De onde viemos? Para onde vamos? Estamos sós? Respostas sempre as houve. Ou de líderes supostamente iluminados ou de religiões que, por natureza, se pretendem definitivas. No entanto, nunca houve uma resposta cabal que sossegasse e satisfizesse a humanidade, e cada um de nós. Nos últimos séculos, uma nova via de procura de respostas tem feito o seu caminho: a ciência. Por definição de ciência, todas as respostas que encontra são provisórias, nunca definitivas. Mas a novidade desta via é que se socorre de mecanismos racionais e lógicos, de um método, aliás, daquilo que distingue a humanidade de tudo o mais que é conhecido. À pergunta “Estamos sós?” é possível responder com alguma fundamentação científica; usando esses mesmos mecanismos racionais e lógicos, esse método. O resultado não é uniforme mas coloca-nos novas interrogações e uma necessidade imperiosa de reflectir. A seguinte equação pretende calcular a possibilidade de existência de outras civilizações inteligentes e com capacidade de comunicação na nossa galáxia (N). N = R x fp x ne x fl x fi x fc x L R – este termo é uma taxa e representa o número de estrelas (semelhantes ao sol) que se formam anualmente na Via Láctea. No fundo é o resultado da divisão entre o número de estrelas, semelhantes ao Sol, que existem e a idade da nossa galáxia. Não existe consenso sobre o valor desta taxa, até porque será variável, mas estará no intervalo entre 1 e 20. 1. O que é uma galáxia? Qual é o tamanho da nossa galáxia (Via Láctea) e de que tipo é? R: È uma cumulação de estrelas, poeiras e gás, a nossa galáxia Via láctea é gigante tem cerca de 1011 de estrelas é a segunda maior, do tipo espiral. Pág | 1 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 Recurso Didáctico Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã 2. Todas as galáxias juntam, o que é que formam? 3. O que é uma estrela? R: Uma estrela é um corpo celeste luminoso formado de plasma, por causa de sua pressão interna, produz energia por fusão nuclear transformando moléculas de hidrogénio em hélio. 4. Proponha um valor e justifique a sua escolha. R: Valor 7. Penso que deve existir algumas estrelas semelhantes ao sol no Universo mas como se encontram a uma distância superior tornam-se invisíveis. fp – é uma fracção do número de estrelas semelhantes ao Sol e que formou um sistema planetário. Pelo conhecimento que se tem do mecanismo de nascimento, evolução e morte de estrelas e planetas, é consensual estimar entre um décimo a metade o número de estrelas com sistemas planetários. 5. Como nascem as estrelas e os planetas? R: As estrelas nascem da fragmentação e colapso gravitacional das nuvens de gás e poeira que existem no seio da galáxia (as nebulosas). Os planetas nascem (não se sabe ao certo) “é que eles são formados das sobras de uma nebulosa que não se condensam sob acção da gravidade para formar uma proto-estrela. Em vez disso, essas sobras se tornam um fino disco proto-planetário de pó e gás que gira em volta de proto-estrela e começa se condensar sobre concentrações locais de massa dentro de discos conhecidos como planetesimais. Essas concentrações ficam cada vez mais densas até que eles colapsam pela gravidade para formar-se proto-planetas Depois que um planeta consegue um diâmetro maior do que uma lua terrestre, ele começa a acumular uma atmosfera extensa. Isto amplia a razão de captura do planetesimal por um factor de dez” Fonte wikipédia. 6. Como evolui a nossa estrela e como morrerá? R: A nossa estrela o Sol, formou-se a cerca de 4,57 bilhões de anos atrás “quando uma nuvem molecular entrou em colapso. A sua evolução é determinada através de modelagens computacionais de evolução estelar; e nucleocosmocronologia. O Sol está aproximadamente na metade da sequência principal. Em cerca de 5 mil milhões de anos, o hidrogénio no núcleo solar esgotará, quando acontecer" Quando isto ocorrer, o Sol entrará em contracção devido à sua própria gravidade, elevando a temperatura do núcleo solar até 100 milhões de Kelvin, suficiente para iniciar a fusão nuclear de hélio, produzindo carbono, entrando na fase do ramo gigante assimptótico.A fusão de hélio sustentará o Sol por cerca de 100 milhões de anos, quando então o hélio no núcleo solar esgotará. O Sol não possui massa o suficiente para converter carbono em oxigênio, e portanto, não explodirá como uma supernova. Ao invés disso, após o término da fusão de hélio, intensas pulsações térmicas farão com que o Sol ejete suas camadas exteriores, formando uma nebulosa planetária. O único objeto que permanecerá após a ejeção será o extremamente quente núcleo solar, que resfriará gradualmente, permanecendo como uma anã branca com metade da massa atual (com o diâmetro da Terra) Pág | 2 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 R: Todas as galáxias juntas, formam o Universo. Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã por bilhões (mil milhões) de anos. Este cenário de evolução estelar é típico de estrelas de massa moderada e 7. Proponha um valor e justifique a sua escolha. R: Opto pelo valor 2, acredito que no Universo que é gigantesco deve haver poucas mas algumas estrelas como o Sol. ne – é o número de planetas, em estrelas semelhantes ao Sol e com planetas, que tem condições para o desenvolvimento da vida. É consensual escolher um valor entre 0,5 e 3. 8. Indique quais as condições necessárias para haver vida? E para vivermos na Terra? R. As condições necessárias são água potável e oxigénio. 9. Proponha um valor e justifique a sua escolha. R: Opto pelo valor de 2. Porque penso que se houver água nesses locais é o suficiente para desenvolver vida. fl – é uma fracção do número de planetas com condições para a existência de vida e onde essa vida se desenvolveu. Isto realmente aconteceu. Veja-se o nosso planeta. Formado há 4600 milhões de anos, a vida apareceu logo 1000 milhões de anos depois dessa formação. É consensual que o aparecimento de vida é inevitável, onde existam condições para isso; qualquer valor maior que 0 até 1 é válido. 10. Necessitarão todos os seres vivos das mesmas condições? R: Penso que não. 11. Proponha um valor e justifique a sua escolha. R: Opto pelo valor de 1, porque penso que mesmo os planetas que não há vida humana, deve existir pelo menos bactérias. fi – é uma fracção do número de planetas onde se desenvolveu vida e essa vida evoluiu até formas inteligentes. Veja-se o nosso planeta e nós. A vida apareceu na Terra há 3600 milhões de anos, no entanto só existe vida inteligente (a nossa espécie) há cerca de 1 milhão de anos; claro que tudo muda se considerarmos que a inteligência não é uma característica só humana mas, isso sim, partilhada por outras espécies; aí, a inteligência terá aparecido há centenas de milhões de anos; qualquer valor maior que 0 até 1 é válido. A herança de Darwin A herança de Darwin é extraordinária: grande logo à partida, tem rendido juros que se têm acumulado neste século e meio e continua a render! Como um biólogo ilustre disse, "nada na biologia faz sentido a não ser à luz da evolução". A teoria da evolução é uma grande teoria unificadora na Biologia pois Pág | 3 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 baixa. “ Fonte wikipédia. Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã permite explicar de uma maneira bastante simples toda a variedade e complexidade do mundo vivo, muitos anos, grandes efeitos. Foi assim que a partir de organismos primitivos chegámos à riqueza do mundo vivo que hoje vemos. Foi assim que a partir de seres unicelulares se chegou ao homem. A origem da vida continua a ser algo misterioso, mas o seu desenvolvimento passou a ser claro. Darwin não conhecia os mecanismos da genética, mas, desde que estes se conhecem, percebe-se que as pequenas causas são alterações genéticas (pode sempre haver erros numa cópia). Essas pequenas causas serão ocasionais, mas o processo de selecção natural, que tem a ver com a melhor adaptação ao meio, faz com que umas espécies triunfem ao passo que outras não. Por exemplo, a nossa triunfou ao passo que as trilobites não. Na gigantesca árvore da vida nós estamos num ramo sobrevivente tal como milhões de outras espécies. Mas muitos outros ramos terminaram. Esta visão racional da história da vida, baseada em todas as observações e experiências disponíveis, não tem sequer nenhuma outra que lhe faça frente. Pode haver falhas aqui e ali, mas são falhas de pormenor numa visão global que faz sentido. Darwin, baseado nas suas cuidadosas e prolongadas observações na viagem à volta do mundo, teve uma intuição de génio e, como compreensão geral da prodigiosa biodiversidade, essa intuição não foi ultrapassada. Darwin mudou a nossa visão do mundo tal como, na física, Galileu. Curiosamente, o ano Darwin é também o ano de Galileu, que assinala os 400 anos das primeiras observações astronómicas feitas com o telescópio. Tal como Galileu, Darwin baseou-se na observação. Tal como este verificou regularidades no Universo. Tal como ele, trouxe uma nova visão do lugar do homem. E, tal como ele, enfrentou a incompreensão, nomeadamente por parte de alguns poderes eclesiásticos. O lugar central do homem no Universo ficou seriamente abalado com Galileu e o lugar especial do homem no conjunto dos seres vivos não ficou menos abalado com Darwin. O triunfo maior de Darwin será talvez encontrar vida noutros sítios do Universo e descobrir que também aí as leis da evolução funcionaram, dando resultados provavelmente ainda mais diversos e surpreendentes daqueles, já de si tão diversos e surpreendentes, que encontramos no planeta Terra. A revista "New Scientist" pediu recentemente a vários cientistas para dizer qual foi mais importante, se Galileu se Darwin. Uns são por Darwin, outros por Galileu. Eu não sei decidir: apesar de ser físico, sou pelos dois... Os dois, cada um à sua maneira, fizeram com que hoje saibamos melhor onde estamos e quem somos. Há quem pense que o homem terá descido do seu pedestal, eu, como muitos outros cientistas, penso que esse pedestal era falso. Somos parte do vasto e variado Universo. Não somos estranhos num sítio estranho, mas sim uma parte natural de um Universo que, embora ainda mal conhecido, cada vez conhecemos mais e melhor. Aliás, enquanto não se encontrar vida inteligente noutros sítios do Universo, somos a única parte do Universo que quer saber dele, que o quer Pág | 4 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 incluindo neste a nossa espécie. O sábio inglês afirmou que pequenas causas fazem, ao longo de muitos e Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã compreender, e que, felizmente, o consegue compreender. A ciência é uma forma de cultura e, com Galileu Ao contrário de Galileu, Darwin enfrenta ainda hoje alguma incompreensão. Os inimigos de Darwin são os inimigos da ciência, os descendentes daqueles que ontem condenaram Galileu. Há quem pense, pasme-se, que a ideia de criacionismo, assente num leitura literal da Bíblia (ao fim e ao cabo a mesma leitura que fizeram os que condenaram Galileu), está em disputa com a ideia da selecção natural de Darwin. Não está, não jogam sequer uma com a outra porque simplesmente são de campeonatos diferentes. Ciência e religião são dimensões humanas diferentes, que, apesar das suas grandes diferenças, podem coexistir pacificamente. Quando disputam uma com a outra, como por vezes acontece, pode ser mau para uma e para outra. Os criacionistas, que se encontram em largo número nas igrejas evangélicas (nos Estados Unidos, inquéritos sociológicos mostram que a maior parte das pessoas acredita em Galileu, mas não em Darwin), recusam-se a aceitar as regras do jogo da ciência, que passam por aceitar as decisões do "árbitro" que é o Universo, que "apita" através da observação e da experiência. Por mim, são livres de jogarem o jogo deles, uns com os outros, mas não nos obriguem a jogar com eles. Eu não quero jogar com eles! Eu quero jogar o jogo da racionalidade e não o da irracionalidade. E a sociedade moderna, que assenta largamente no "jogo da ciência", na progressiva compreensão do Universo em que vivemos, faz bem em não querer nem jogar nem sequer pagar nem assistir ao jogo deles. Se o fizesse correria o grande risco de deixar de ser moderna. Carlos Fiolhais 12. A evolução é um facto. Descreva a Teoria da Evolução de Darwin por selecção natural. 13. Segundo o Neodarwinismo, que outros mecanismos intervêm na evolução. 14. Quais as duas visões do mundo apresentadas no texto? 15. Defina inteligência (dê a sua opinião e não a de outros!)? 16. Que espécies se poderão encaixar na sua definição de inteligência? 17. Proponha um valor e justifique a sua escolha. fc – é uma fracção do número de planetas onde se desenvolveu vida inteligente e essa vida conseguiu desenvolver tecnologia para comunicar por ondas electromagnéticas. Veja-se o nosso planeta e nós. Desde finais do século XIX que comunicamos voz nas frequências das ondas rádio; desde 1936 que associamos imagem a essa comunicação; essas emissões escapam-se do nosso planeta e podem chegar a qualquer ponto do Universo; se alguém a captar, ficará a saber que não está só. Existem programas, a decorrer, com o objectivo de escutar o Universo à procura de outros seres. Esses programas (programas SETI) baseiam-se na escuta do espectro de frequências na esperança de encontrar sinais ordenados (tais Pág | 5 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 e Darwin, a nossa cultura ficou mais rica. Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã como os nossos) que provem a existência de outros seres inteligentes. Qualquer valor maior que 0 até 1 é 18. Os programas SETI têm um custo. Concorda com estes gastos? Justifique a sua posição. 19. Proponha um valor e justifique a sua escolha. L – este termo é uma estimativa, em anos, da duração de uma civilização que desenvolveu tecnologia sofisticada. Veja-se o nosso caso. Há pouco mais de 100 anos que comunicamos via rádio. Há cerca de 100 anos que conhecemos o átomo e o núcleo atómico. Esse conhecimento permitiu dominar a energia nuclear que tanto pode fornecer energia barata como destruir-nos com uma bomba. Com capacidade de auto-destruição, já existimos há 65 anos. 20. Reflicta sobre as formas de organização da sociedade e como se devem relacionar os seus agentes, com vista à salvaguarda da espécie humana. 21. Proponha um valor e justifique a sua escolha. 22. Quantas civilizações inteligentes e com capacidade de comunicação para fora do seu planeta existirão na nossa galáxia? (Aplique a equação dada com os valores que definiu). 23. Estima-se, por defeito, que existam 100000 milhões de galáxias no Universo. Quantas civilizações existirão, então, no Universo? Futuro próximo? Estamos perto de uma revolução tecnológica que terá o nome de “Revolução da Robótica”. Estamos perto, muito perto, de ter robôs a partilhar o nosso dia-a-dia nas tarefas domésticas, como companhia, como colegas de trabalho, como assistentes de todo o tipo de actividades. É fascinante o que pode acontecer, e de facto esta revolução que se aproxima é bem a demonstração do génio e da capacidade do homem em fazer ciência e reinventar o seu futuro. Como é que esta história fascinante começou? Por incrível que pareça a história da robótica funde-se com a história da humanidade. A robótica não é uma invenção do século XX, nem do nosso milénio sequer. Fez parte do tempo e das reflexões de muitos dos melhores pensadores da nossa história comum: passou pela Grécia antiga, pelos árabes, andou com Leonardo Da Vinci, Nicola Tesla e muitos outros. Quando teve as condições próprias desenvolveu-se e está prestes a mudar a forma como vivemos. A robótica moderna tem cerca de 50 anos. Teve o seu desenvolvimento potenciado pelo aparecimento do transístor e o desenvolvimento de componentes em semiconductor, e com eles dos computadores, dos sensores e actuadores, da informática e da capacidade de projectar e simular mecanismos complexos. Também beneficiou muito do I&D em novos materiais e soluções estruturais robustas e mais leves. Pág | 6 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 válido. Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã Uma boa revisão do estado actual e perspectivas futuras da robótica é apresentada no livro ciência e tecnologia). Esse livro recebeu agora dois prémios PROSE (em Physical Sciences and Mathematics, e em Engineering Technologies), organizados pela Associação Americana de Editores, reconhecendo o mérito dos sucessos obtidos pela comunidade científica mundial na área ao longo destes 50 anos. Os editores do livro (Bruno Siciliano, presidente do IEEE Robotics and Automation Society e professor na Universidade de Nápoles, e Oussama Kathib, professor na Universidade de Stanford) reuniram 64 autores de todo o mundo (um português) com o objectivo de abranger todas as áreas da robótica. Isto são coisas positivas e que nos deixam de olhos postos no futuro. Mas, existe um lado negro e até assustador. Num livro recente (Wired to War), Peter Singer, Director da 21st Century Defense Initiative, lança um alerta sobre a possibilidade de usar a tecnologia robótica em aplicações militares letais e cruéis. Na verdade, isso também está próximo de acontecer. Robôs usados como soldados sem escrúpulos e letais, que fazem o trabalho sujo em cenários de guerra complicados, ou em acções terroristas. Na verdade, um robô não precisa de uma promessa de uma vida eterna com 72 virgens para fazer atentados ou cumprir uma missão assassina. Basta ser programado para isso ou controlado à distância. Essa tecnologia robotizada e sem intervenção humana já existe, e é usada pelos militares para missões de alto risco. Quando for capaz de ser autónoma (aquilo que já sabemos fazer em muitas situações), isto é, quando for capaz de analisar o cenário e tomar decisões tendo em conta os objectivos que lhe foram fixados, permitirá construir máquinas temíveis, cruéis, muito eficazes e verdadeiramente assustadoras. Também não me deixam nada orgulhoso os desenvolvimentos de robótica usados para a indústria do sexo. Máquinas parecidas com homens e mulheres que podem ser usadas como parceiro sexual. Funcionam, dizem. E como muitos diriam, têm a vantagem de ter um botão de ON e OFF. Como em tudo na vida, podemos optar pela ciência e por usá-la para melhorar a nossa vida, fazendo justiça à nossa capacidade criativa. Mas também podemos criar situações terríveis que colocam em risco aquilo que somos. Como sempre podemos escolher, e eu sei que escolheremos bem. Norberto Pires 24. Apresente argumentos para: a) Defender as perspectivas futuras da robótica. b) Atacar as perspectivas futuras da robótica. 25. À luz deste texto e da sua opinião diga: a) Como é que sociedades cada vez mais técnicas podem alienar o homem? b) Poderão, sociedades cada vez mais técnicas, libertar o homem da servidão? Pág | 7 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 “Handbook of Robotics”, editado em 2008 pela prestigiada editora Springer (a maior editora mundial de Dossier Técnico Pedagógico Projecto: 5742/2008/22 Acção: 5742/2008/22-481039-6-3 Área de Formação: 481. Ciências Informáticas Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos Referencial de Formação: 481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas Nível de Formação: 3 Modalidade de Formação: EFA – NS Local de Formação: Lourinhã 26. Que consequências podem daí resultar para a estrutura da sociedade? Bom trabalho! Pág | 8 Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223 27. Que regras delinear para minimizar as desvantagens da robótica para a sociedade?