A mística e o glamour do Prêmio Nobel

por Carlos Alberto dos Santos

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Há algumas semanas, Gilberto Morbach, um dos editores deste espaço, sugeriu-me como pauta a elaboração de ensaios curtos sobre alguns laureados com o Prêmio Nobel de Física. Trata-se de um tema fascinante sobre o qual já produzi pequenos textos em tempos idos. Coincidentemente, no último dia 5 o portal Phys.Org publicou uma matéria com o sugestivo título Os ganhadores do Prêmio Nobel têm padrões de carreira diferentes dos pares, na qual destaca um artigo recentemente publicado na Interface, uma revista da Royal Society[1]. Trata-se de uma nova abordagem para um antigo e recorrente tema: padrões de produtividade, colaboração, autoria e impacto da elite científica. Sobre este tema, a literatura exibe, desde os anos 1930, uma miríade de artigos, que vai da historiografia à sociologia da ciência, passando pela epistemologia. Mas é na sociologia da ciência onde se originam os mais relevantes estudos, sendo Robert King Merton (1910-2003) reconhecido como o criador da área, na forma como a conhecemos na atualidade.

Obviamente que a sociologia da ciência engloba todas as áreas e circunstâncias da atividade científica, mas o que pretendo neste ensaio é circunscrevê-la ao contexto em cujo centro repousa o Prêmio Nobel de Física. E para melhor apreciar os ensaios específicos que virão na sequência, convém que uma abordagem geral do assunto seja feita para a definição do contexto no qual os futuros ensaios estarão inseridos.

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Robert King Merton durante a solenidade de entrega do título de Doutor Honoris Causa na Universidade de Leiden, em 1965 (Fonte: Wikimedia Commons)

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Em 1895, um ano antes de sua morte, Alfred Nobel (1833-1896) redigiu seu testamento, no qual destinou 94% de todo seu patrimônio para anualmente premiar pessoas que tenham realizado grandes serviços à humanidade. Em parte do testamento, ele explicita[2]:

Todo o resto da fortuna realizável que deixarei após minha morte será usado da seguinte maneira: o capital depositado em títulos seguros por meus executores constituirá um fundo, cuja renda será distribuída anualmente como recompensa às pessoas que, durante o ano passado, prestaram à humanidade os maiores serviços. Essas receitas serão divididas em cinco partes iguais. A primeira será atribuída ao autor da descoberta ou invenção mais importante no campo da física, a segunda ao autor da descoberta ou invenção mais importante em química; a terceira ao autor da descoberta mais importante em fisiologia ou medicina; a quarta ao autor da obra literária mais notável de inspiração idealista; a quinta à personalidade que mais ou melhor contribuiu para a aproximação dos povos, à supressão ou redução de exércitos permanentes, à montagem e propagação de conferências de paz. Os prêmios serão concedidos: para a física e a química, pela Academia Sueca de Ciências, para a fisiologia ou medicina pelo Instituto Karolinska de Estocolmo, para a literatura pela Academia de Estocolmo e para o campeão da paz por uma comissão de cinco membros eleitos pelo parlamento norueguês. Desejo expressamente que os prêmios sejam concedidos sem considerar a nacionalidade, para que sejam concedidos aos mais dignos, escandinavos ou não.

Paris, 27 de novembro de 1895.

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Alfred Nobel e a primeira e última página de seu testamento, que contém quatro páginas manuscritas (Fonte: Nobel Organization)

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Em 29 de junho de 1900, o Rei da Suécia promulga os Estatutos da Fundação Nobel, cujo texto inicia com a parte do testamento transcrita acima.

Depois que a sociologia da ciência adquiriu seu merecido status acadêmico, o Prêmio Nobel (PN) passou a ocupar sua posição de destaque na literatura pertinente. De todo o amplo espectro temático, limitar-me-ei àquela porção onde encontram-se os estudos sobre o Prêmio Nobel de Física (PNF). Mesmo um ensaio com pouca amplitude temática como essa que estou definindo, permite-nos apresentar facetas recorrentes em outros setores da comunidade científica, uma vez que a literatura tem mostrado que inúmeros elementos sociológicos são comuns a todas as áreas científicas contempladas pelo Prêmio Nobel.

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A importância do tema e a primazia pela descoberta científica

Esses são os principais elementos para a concessão do PN, mas não são poucos os casos em que a premiação é questionada justamente por não considerar corretamente nem a importância do tema, nem a primazia da descoberta. Por exemplo, raramente um graduado em física vai lembrar ou justificar o PNF de 1908, concedido a Gabriel Lippman (1845-1921), quando entre os nomeados encontravam-se Max Planck (1858-1947) e Wilhelm Wien (1864-1928). O segundo ganharia o prêmio em 1911, e em 1918 seria a vez do primeiro. Esse é um, entre tantos dos casos que alimentam a mística do PN. Em um dos próximos ensaios tratarei deste curioso caso. Este também é o caso do PNF de 1912, concedido ao engenheiro Nils Gustaf Dalén (1869-1937) pela invenção de reguladores automáticos, usados em sistema de iluminação doméstica e em faróis marítimos.

Definir a importância de uma pesquisa científica em relação a outras, na época em que elas vêm a público na literatura científica, não é uma tarefa simples. São raros os casos em que isso tem a quase unanimidade da comunidade científica. O primeiro PNF, em 1901, foi concedido a Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), pela descoberta dos raios-X, em novembro de 1895[3]. Em termos de repercussão imediata, a descoberta de Röntgen é um caso raríssimo na história da física. Em 1896, menos de um ano após a descoberta, aproximadamente 49 livros e panfletos e 1.000 artigos já haviam sido publicados sobre o assunto. Só no Comptes Rendus, revista da Academia Francesa de Ciências, foram publicados 130 artigos no primeiro semestre de 1896. Um levantamento feito por Jauncey no jornal norte-americano St. Louis Post-Dispatch, mostra que entre 7 de janeiro e 16 de março de 1896, quatorze notas foram publicadas sobre a descoberta e outros estudos relacionados[4].

Mesmo assim, a indicação de Röntgen não foi unânime, embora tenha sido largamente majoritária. Ele obteve dezessete indicações, contra seis de Philipp von Lenard (1862-1947), que ganharia o PNF em 1905. Outros dez cientistas foram indicados, com um ou dois votos.

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(A) Primeira radiografia obtida por Röntgen, em 22 de dezembro de 1895, e tornada pública. Mão esquerda da sua esposa, Anna Bertha Röntgen; (B) Mão do anatomista Albert von Kolliker, obtida na única apresentação pública de Röntgen sobre sua descoberta, em 23 de janeiro de 1896 (Fonte: Wikimedia Commons)

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Igualmente difícil, em alguns casos, é a definição da primazia pela descoberta. Quando são vários pesquisadores envolvidos em um mesmo trabalho, como definir qual ou quais deles merecerão o prêmio? A história do PN está cheia de casos de “injustiça”. No Brasil fala-se muito da injustiça praticada contra César Lattes (1924-2005), que foi deixado de lado em 1950, quando o PNF foi atribuído a Cecil Frank Powell (1903-1969), com quem Lattes trabalhou durante a descoberta do méson pi. Neste caso, Giuseppe Occhialini (1907-1993), que também participou da descoberta, foi igualmente deixado de lado.

Outro caso questionado ocorreu em 2007. O PNF foi concedido a Albert Fert (1938) e Peter Grünberg (1939-2018), pela descoberta da magnetorresistência gigante. O artigo mais citado sobre esse assunto, produzido pelo grupo de Fert, tem como primeiro autor Mário Norberto Baibich (1950), professor do Instituto de Física da UFRGS, que de fato foi responsável pelas primeiras medidas que resultaram na premiada descoberta. Naquele ano a Folha de São Paulo o entrevistou[5] chamando-o de “quase Nobel”. A curta entrevista não permitiu que Baibich entrasse em detalhes a respeito de como o PN é concedido a alguém. Em breve, deverei fazer um ensaio sobre os casos Lattes e Baibich.

Essa questão da primazia pela descoberta científica foi discutida por Merton em um artigo seminal nos anos 1950[6].

Mais tarde, em outro ensaio, abordarei alguns casos relacionados com a radioatividade. Por exemplo, pode ser questionada a inclusão de Antoine Henri Becquerel (1852-1908) na premiação de 1903, ao lado de Marie Curie (1867-1934) e Pierre Curie (1859-1906). A observação do fenômeno que hoje conhecemos como radioatividade, foi feita e registrada pioneiramente por Becquerel. No entanto, ele não conseguiu interpretar corretamente o fenômeno, o que foi feito pelo casal Curie. Nesse sentido pode-se dizer que Becquerel não descobriu a radioatividade [3], [7], seus experimentos apenas instigaram o casal Curie a fazer novos experimentos, e que com metodologia diferente chegassem à descoberta do fenômeno.

O inverso desse caso ocorreu na premiação de 1935. Em 1932, o casal Irène Joliot-Curie (1897-1956) e Frédéric Joliot-Curie (1900-1958) realizaram experimentos que permitiram a descoberta do nêutron. Todavia, eles não interpretaram corretamente os resultados e pensaram que estavam observando um raio gama de altíssima energia. Tão logo tomou conhecimento do trabalho do casal Joliot-Curie, James Chadwick (1891-1974) foi discuti-lo com seu mentor Ernest Rutherford (1871-1937), que lhe sugeriu repetir o experimento e tentar explicar os resultados a partir da hipótese de uma partícula neutra com massa similar à do próton. A existência dessa partícula era uma antiga hipótese de Rutherford. Foi assim que Chadwick provou que aquilo que o casal Joliot-Curie pensava ser um raio gama, era na verdade o nêutron.

Se o Comitê Nobel de Física (CNF) usasse a mesma lógica da premiação de 1903, onde a primazia pela descoberta da radioatividade foi compartilhada por Becquerel e o casal Curie, Chadwick e o casal Joliot-Curie deveriam compartilhar a primazia pela descoberta do nêutron. Mas, não foi isso que aconteceu.

Há uma história folclórica, que corre nas alamedas dos campi e nas animadas conversas de botequins, segundo a qual Rutherford teria viajado a Estocolmo para obrigar o Comitê Nobel de Física (CNF) a dar o prêmio apenas a Chadwick, pois o comitê estava propenso a premiar o casal Joliot-Curie. Jamais vi essa bravata escrita em textos da literatura pertinente.

O que os documentos confiáveis[8] registram é o seguinte. Em 1934, Irène obteve 9 indicações para o PNF, Frédéric obteve 6, e Chadwick obteve 7. O comitê não conseguiu se definir a quem premiar. O curioso é que Otto Stern (1888-1969) obteve 15 indicações, entre as quais algumas de gente muito importante, como Niels Bohr (1885-1962), Max von Laue (1879-1960) e Max Planck (1858-1947). Stern seria premiado em 1943. Neste caso, tudo indica que foi uma questão de atribuição à importância do tema. Ou seja, o CNF estava convencido da importância superior da descoberta do nêutron. Então, teria sido mais simples se o comitê tivesse seguido o procedimento de 1903, quando premiaram Becquerel e o casal Curie. Ao invés disso, não conseguiram superar o impasse e deixaram de conceder o PNF em 1934.

Não conheço na literatura uma discussão detalhada sobre essas polêmicas em torno das premiações em 1934 e 1935. Não sei qual a razão, mas naquele ano de 1934, Rutherford não participou da nomeação de candidatos ao PNF. Obviamente que ele era o mais influente defensor de Chadwick, mas não sei qual era sua argumentação contrária ao compartilhamento do PNF entre seu pupilo e o casal Joliot-Curie. Essa sugestão tinha sido apresentada em 1934 por Reinhold Fürth (1893-1979) e Hantaro Nagaoka (1865-1950). Werner Heisenberg (1901-1976) tinha feito a mesma sugestão, mas esqueceu de enviar a carta para o comitê. Em 1935 ele repetiu a sugestão.

O fato é que Rutherford conseguiu convencer os comitês de física e química a premiarem, em 1935, respectivamente Chadwick pela descoberta do nêutron, e o casal Joliot-Curie pela descoberta da radioatividade artificial, ou, dito de outro modo, pela síntese de novos elementos radioativos. Em defesa de Chadwick ele escreveu uma carta com quatro páginas, endereçada ao Comitê de Física, com o seguinte parágrafo final[9]:

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Todo o trabalho de Chadwick é caracterizado pela originalidade do método, precisão da medição e julgamento na interpretação dos resultados. Ele desempenhou um papel notável na abordagem pioneira à propriedade dos núcleos e à transformação dos elementos.

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Não sei se Rutherford estava se referindo aos equívocos de interpretação do casal Joliot-Curie quando mencionou precisão da medição e julgamento na interpretação dos dados. Embora ao final tenha tido sucesso na sua sugestão, parece que isso não veio sem estresse. Por exemplo, no Comitê de Química o casal Joliot-Curie obteve apenas três indicações, uma delas do próprio Rutherford. Outros candidatos tiveram mais indicações: Walther Norman Haworth (1883-1950) teve cinco indicações, Paul Karrer (1889-1971) e Robert Robinson (1886-1975), quatro cada um. Os dois primeiros dividiram o PNQ de 1937, e Robinson foi premiado em 1947.

No Comitê de Física a sugestão de Rutherford também deve ter enfrentado alguma oposição. É bem verdade que com 12 indicações, Chadwick era o preferido do Comitê. Contudo, Rutherford era o único físico de renome a defender a premiação unicamente a Chadwick. Outros sete cientistas de menor expressão o seguiram. Entre as seis indicações de compartilhamento do prêmio entre Chadwick e outros candidatos  podem ser destacados: Louis de Broglie (1892-1987), Heisenberg e Maurice de Broglie (1875-1960) que indicaram o compartilhamento entre Chadwick e o casal Joliot-Curie, e Bohr que indicou o compartilhamento entre Otto Stern e o casal Joliot-Curie.

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Visita de Marie Curie (sentada) e sua filha Irène Joliot-Curie (de chapéu) ao Museu Nacional do Rio de Janeiro, em 2/8/1926. A partir da esquerda: Alípio de Miranda, homem não identificado, Hermillo Bourguy de Mendonça, Heloísa Alberto Torres, Alberto Betim Paes Leme, Irène Joliot-Curie, Bertha Lutz (Fonte: Wikimedia Commons)

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As premiações de 1903, 1934 e 1935 ilustram muito bem essa questão da primazia pela descoberta no que concerne ao PN. No entanto, essa é uma questão recorrente, não apenas na disputa pelo PN, e em certo sentido é benéfica para o avanço da ciência[10]. Quem inventou o cálculo, Isaac Newton (1642-1727) ou Gottfried Leibniz (1646-1716)? Quem teve a ideia de fazer os experimentos que desembocaram na descoberta da fissão nuclear, Otto Hahn (1979-1968) ou Lise Meitner (1878-1968)? A quem se deve dar o crédito pela descoberta da estrutura da molécula do DNA, James Watson (1928) ou Rosalind Franklin (1920-1958)? Polêmica à parte, se não tivesse falecido quatro anos antes, é quase certo que Rosalind estaria entre os ganhadores do Prêmio Nobel em Fisiologia ou Medicina em 1962. Restaria saber no lugar de quem, uma vez que no máximo três prêmios são concedidos em cada ano.

A lista com essas rivalidades produtivas é longa e comporta diferentes abordagens analíticas. Sob a ótica da sociologia da ciência, há um estudo referencial que Merton publicou em 1957[6], quando essa disciplina estava começando a se estabelecer na arena acadêmica. Boa sugestão para uma primeira leitura e para compreender a contribuição do contexto sociológico ao surgimento dos casos acima. Minha abordagem restringe-se à física, mas Merton afirma que o padrão de disputa pela prioridade da descoberta é comum a todas as áreas científicas, incluindo as ciências sociais e a psicologia. Aliás o padrão é tão comum, que os alemães compuseram uma palavra para isso Prioritätsstreite, disputa de prioridade, em bom português.

Há casos em que o autor deixa de ter o devido reconhecimento simplesmente por ter feito a descoberta prematuramente[11], quando ela não se enquadrava no paradigma científico da época. Este é o caso da descoberta do transistor, o dispositivo que modelou a era da comunicação moderna. Ninguém sabe como seria nossa vida hoje não fosse a descoberta dos semicondutores e a invenção do transistor, façanha que ainda levanta dúvidas: quem de fato inventou o transistor? Julius Edgar Lilienfeld (1882-1963), em 1926 ou William Bradford Shockley (1910-1989), John Bardeen (1908-1991) e Walter Houser Brattain (1902-1987) em 1947? Os três últimos ganharam o PNF de 1956, o primeiro é praticamente ignorado pela historiografia, embora tenha apresentado o primeiro dispositivo precursor do transistor, em patente submetida em 1926, e aprovada em 1930:

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Uma invenção relacionada a um aparato para controlar o fluxo de uma corrente elétrica entre dois terminais de sólido condutor, a partir da aplicação de um potencial em um terceiro terminal; o aparato é particularmente adaptável à amplificação de correntes alternadas, tais como prevalecem, por exemplo, em comunicação de rádio (Trecho inicial da patente submetida em 8/10/1926, e aprovada em 28/1/1930).

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Em 1928 ele aperfeiçoou o dispositivo e submeteu outra patente, aprovada em 1933. O esquema que ele apresenta é exatamente o mesmo utilizado para os transistores patenteados por Bardeen e Brattain.

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Segunda patente de Julius Edgar Lilienfeld com a descrição do efeito de campo, conceito fundamental para a fabricação de transistores. A patente foi submetida em 1926 e aprovada em 1930 [12]
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Deixarei para um ensaio futuro o detalhamento dessa história. O importante no contexto do presente ensaio é chamar a atenção para o fato de que a falta de reconhecimento da descoberta de Lilienfeld talvez tenha a ver com sua prematuridade. Na época da descoberta ninguém sabia o que fazer com aquele dispositivo. Ou seja, o transistor estava ali, mas o conhecimento para compreendê-lo só começaria a surgir anos depois. E a transformação desse conhecimento em um produto industrial só veio 20 anos depois, exatamente em 1947. A história é ótima, mas ficará para depois.

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A 41ª Cadeira

Assim como a Academia Brasileira de Letras, a Academia Francesa possui apenas 40 cadeiras, distribuídas entre intelectuais de todas as áreas. Por causa dessa limitação, inúmeros intelectuais de peso jamais chegam à Academia, quer seja porque são rejeitados, porque não se candidatam, ou porque morrem antes de serem eleitos. Em 1855, Arsène Houssaye (1815-1896) cunhou a expressão 41a Cadeira a ser preenchida por intelectuais que mereciam participar da Academia. Ele mesmo talvez um membro dessa categoria. Anos depois, seu filho Henry Houssaye (1848-1911) foi eleito, em 1894, e passou a ocupar a cadeira 14. Entre os famosos intelectuais franceses ocupantes da 41a Cadeira da Academia, destacam-se: Balzac, Baudelaire, Descartes, Diderot, Flaubert, Molière, Pascal, Proust, Rousseau, Stendhal e Zola.

Inspirado nessa história, Merton passou a usar a mesma expressão para se referir a cientistas que mereceriam o PN, sem jamais tê-lo recebido. Já foi dito acima, nem sempre é fácil definir com precisão o merecimento de uma contribuição científica quando comparada a outras. Os parâmetros estritamente técnico-científicos envolvidos nesse tipo de definição são amplos e complexos e a situação fica ainda mais complexa quando se leva em conta aspectos sociológicos, quase sempre presentes nas decisões do CN, que não podem ser divulgadas. A única coisa pública é a relação de indicados e de quem os indicou[8], e mesmo assim depois de 50 anos da premiação. Hoje só temos acesso aos dados até 1965. Então, pelo número de indicações temos ideia dos candidatos preferidos pelo CN, mas não sabemos por que em determinados casos o(s) mais indicado(s) não foi(ram) o(s) premiado(s).

Recentemente consultei 50 amigos formados em física. Pedi que indicassem três cientistas para a 41a Cadeira do PN. O mais votado foi César Lattes, com 19 votos, seguido de Nikola Tesla (1856-1943), com 12 votos e Arnold Sommerfeld (1868-1951), com 10 votos. Todos eles foram indicados ao PN, mas jamais ganharam. Tesla teve uma indicação em 1937, e Lattes teve quatro indicações, uma em cada ano, de 1951 a 1954. Em 1950, ano da premiação do seu colega de trabalho Powell, Lattes não foi indicado. Em um próximo ensaio tratarei desses dois casos.

Sommerfeld talvez seja o mais notável ocupante da cadeira 41 na área da física. De 1917 até o ano de sua morte, foi indicado 84 vezes. Entre seus 38 estudantes de doutorado ou de pós-doutorado, cinco foram agraciados com o PN de física, e um com o de química: Werner Heisenberg (1901-1976), Wolfgang Pauli (1900-1958), Hans Bethe (1906-2005), Max von Laue (1879-1960), Peter Debye (1884-1966) e Linus Pauling (1901-1994).

Ashley G. Smart[13] usa a expressão also-rans (fracassado, perdedor) para se referir aos ocupantes da 41a Cadeira no PN. Prefiro a expressão de Merton, mas sou extremamente grato a Smart pelo seu exaustivo trabalho resumido na figura abaixo, para o caso do PNF. Ele classifica os perdedores do PN em dois grupos: cientistas que contribuíram para uma descoberta digna de um Nobel e foram ofuscados por colaboradores e concorrentes; e gigantes incontestáveis em seu campo que simplesmente partem atrás do problema errado. No eixo vertical são agrupados os primeiros, enquanto os segundos são agrupados no eixo horizontal.

No primeiro grupo destacam-se Walther Gerlach (1889-1979), Lester Germer (1896-1971) e Seth Neddermeyer (1907-1988), e no segundo caso Smart destaca Jan Oort (1900-1992), George Hale (1868-1938), Augusto Righi (1850-1920) e Henri Poincaré (1854-1912). Pairando sobre todos, Sommerfeld, sobre o qual teci comentários acima. Para muitos historiadores, Sommerfeld desafia qualquer categorização, como essa definida por Smart, e provavelmente não foi premiado porque não teve nenhuma grande conquista que se lhe pudesse atribuir individualmente. Era essencialmente um formador de grandes cientistas, tanto que sua árvore acadêmica talvez seja a mais frondosa da história da física, pelo número de alunos e colaboradores que ganharam o Nobel.

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Ocupantes da Cadeira 41 na área de física [13]
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Todos esses ocupantes da Cadeira 41, destacados por Smart, merecem consideração, mas o espaço aqui está ficando curto, razão pela qual discutirei apenas o caso Stern-Gerlach. Em futuros ensaios enveredarei por outros fascinantes casos, não esquecendo, sobretudo, das mulheres ocupantes da Cadeira 41.

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Afinal, Bohr estava certo? Nem tanto!

Qualquer estudante de física na universidade estuda o famoso experimento de Stern-Gerlach (ESG), que os livros didáticos dizem estar relacionado com a descoberta do spin do elétron. O leitor não precisa saber o que isso significa. Só quero dizer que a história não é bem assim. O conceito de spin só foi elaborado três anos depois, e a conexão do fenômeno com o spin do elétron só foi reconhecida cinco anos depois. Quando o experimento foi realizado, em 1922, deixou todos os estudiosos da teoria quântica em polvorosa. Ninguém sabia explicar o fenômeno. Talvez os primeiros a apresentarem uma discussão teórica tenha sido Albert Einstein (1879-1955) e Paul Ehrenfest (1880-1933), em artigo publicado na sacrossanta Zeitschrift für Physik, e intitulado Observações teóricas quânticas sobre o experimento de Stern e Gerlach.

A história é extraordinária. Tem experimentos precursores abandonados por causa da Primeira Guerra Mundial, e retomados no pós-guerra em outras circunstâncias e sem a participação do cientista pioneiro. Depois, tem pioneiro da segunda fase que abandona a área e provavelmente por causa disso deixa de ganhar o PNF. Mas, acima de tudo, foi este experimento que pela primeira vez convenceu físicos e químicos da natureza quântica da matéria, como descrita no modelo de Bohr. No entanto, Stern não acreditava no modelo de Bohr. Quando em 1921, publicou na Zeitschrift für Physik, o artigo: Um modo experimental para examinar a quantização espacial em um campo magnético, ele queria provar que Bohr estava errado!

Para melhor apreciarmos a importância do ESG e tentarmos compreender o porquê de Gerlach não ganhar o Nobel, convém olharmos em retrospectiva a história da eletricidade e do magnetismo. Dois séculos antes de Cristo, os gregos já observavam fenômenos elétricos e magnéticos. Da Magnésia, onde a magnetita foi descoberta, até a fabricação da primeira bússola, a civilização levou mais de dois séculos. Os primeiros estudos formais só apareceram no Século 17, quando William Gilbert (1544-1603) publicou o icônico De Magnete. A ele é atribuído o termo eletricidade. Mais outro século foi necessário até que os estudos seminais de Gilbert fossem transformados em leis com expressão matemática. Isso se deu entre meados do Século 18, até meados do século seguinte. Por volta dos anos 1860, James Clerk Maxwell (1831-1879) reuniu as leis da eletricidade e do magnetismo em quatro equações, hoje conhecidas como as equações de Maxwell para o eletromagnetismo clássico, que ao lado das leis de Newton e da termodinâmica constituem o arcabouço conceitual da física clássica. Essa física clássica vai ser profundamente remodelada pela física moderna, no início do Século 20, com a contribuição de Planck, Einstein, Bohr, entre tantos. O ESG é peça fundamental nessa revolução da física. Aliás, Jeremy Bernstein[14] acha que toda a mecânica quântica está resumida no ESG.

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Fotografia datada em8/2/1922 e enviada por Walther Gerlach a Niels Bohr, com a mensagem: ‘Prova experimental da quantização direcional. Meus parabéns pela confirmação da sua teoria’ [15]
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De 1922 a 1943, Gerlach foi indicado 28 vezes, e Stern, 73. Até 1933, o CNF via os dois mais ou menos em pé de igualdade para ganhar o prêmio, mas a partir de 1934 as indicações passaram a ser claramente favoráveis à indicação apenas de Stern, que finalmente foi premiado em 1943, pelo desenvolvimento do método do feixe molecular, e pela descoberta do momento magnético do próton. Provavelmente para justificar a premiação única, o CNF não mencionou a descoberta da quantização direcional no campo magnético. Mas, foi esta descoberta que fez a conexão entre o modelo de Bohr, que só funcionava bem para átomos de hidrogênio, com a nova teoria quântica surgida dos trabalhos de Erwin Schrödinger (1887-1961) e Heisenberg, por volta de 1925. Portanto seria justo que, à descoberta da quantização direcional no campo magnético fosse concedida o PNF. A teoria de Bohr previa três linhas a serem obtidas no experimento. O fato de se observar apenas duas, era por causa do spin do elétron, que só foi descoberto em 1925, e portanto não fazia parte do modelo de Bohr. A propósito, na apresentação feita por Erik Hulthén, em 10/12/1944, quando o prêmio de 1943 foi entregue, o experimento Stern-Gerlach é enfaticamente citado[16].

A pergunta que fica é: por que o CNF mudou seu comportamento a partir de 1933? Creio que ninguém sabe precisamente a resposta. Pode-se pensar que tenha sido pelo fato de Gerlach ter se envolvido com o projeto nuclear do terceiro Reich. Mas, isso não faz sentido se levarmos em conta que Otto Hahn ganhou o PNF de 1944. Elisabeth Crawford[17] define três dificuldades que os indicados ao PNF enfrentam para ganhar o prêmio: (a) Trabalhar em uma área que não desperte o interesse de nenhum membro do CNF; (b) Ter realizado trabalhos que impeçam o comitê de conceder o prêmio. O estatuto Nobel define que o prêmio deve ser concedido a uma descoberta, e não ao trabalho de uma vida, ou ao conjunto da obra, como ocorre com o Oscar; (c) Não ter fortes apoiadores ao longo de alguns anos.

Nenhuma dessas dificuldades foi enfrentada por Gerlach. É provável que este caso seja devido a outro aspecto não abordado por Elisabeth Crawford, mas já discutido por outros historiadores. Refiro-me ao crédito dado pela paternidade da descoberta, uma questão recorrentemente presente na literatura historiográfica. A questão é: quem é o verdadeiro líder no assunto que resultou na descoberta, assim considerado pelo CNF? Apenas o testemunho de seus membros pode responder a essa questão. Até 1974, os arquivos das decisões dos comitês eram secretos. Os historiadores só tinham mesmo que fazer inferências a partir de indicadores indiretos. Depois daquele ano, os estatutos da Fundação Nobel foram alterados para permitir acesso aos documentos com mais de 50 anos. Elisabeth Crawford foi a primeira historiadora da ciência a fazer uma pesquisa exaustiva nos arquivos da Real Academia Sueca de Ciências. Em um de seus relatos ela menciona o caso da fissão nuclear, quando Otto Hahn foi premiado, e Lise Meitner foi ignorada[18]. Seria interessante que Crawford utilizasse as informações desses arquivos para discutir o caso Stern-Gerlach. Como ela ainda não o fez, me dou o direito de levantar algumas especulações para privilegiar Otto Stern na premiação de 1943.

É provável que o CNF tenha considerado o status da técnica de feixe molecular mais importante do que as descobertas que dela resultaram. E neste sentido a importância superior de Stern é inquestionável. Credita-se a ele a invenção do método, por volta de 1919. Na verdade, foi o aprimoramento do método rudimentar inventado por L. Dunoyer em 1911, que caiu no esquecimento durante a Primeira Guerra Mundial. Sabe-se que Gerlach tentou utilizar, sem sucesso, o método de Dunoyer em 1912, e nada publicou sobre isso.  Em 1921, logo depois de publicar o artigo supra citado, Um modo experimental para examinar a quantização espacial em um campo magnético, Stern convidou Gerlach para ajudá-lo a fazer o experimento. Então, já de partida percebe-se que era Stern o “pai da ideia”.

A partir de 1926, Stern começa a expandir a investigação com o uso do que ele denominava método dos raios moleculares, sem a colaboração de Gerlach, que realiza investigações em outras áreas, sobretudo na área do magnetismo. Os trabalhos de Stern abrem uma linha de pesquisa em difração atômica, importantíssima para o avanço da física. É nessa época que fica clara a utilidade do método dos raios moleculares para a física nuclear. Ou seja, Stern migra do estudo da parte externa do átomo, para a interna, o núcleo. Em 1933, em colaboração com Immanuel Estermann (1900-1973) e Otto Frisch (1904-1979) ele descobre o momento magnético do próton, uma das razões para ganhar o PNF. Apesar disso, a história fez justiça à importância da descoberta e à contribuição de Gerlach.

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Em fevereiro de 1922, Otto Stern e Walter Gerlach fizeram a descoberta fundamental da quantização espacial de momentos magnéticos nos átomos neste edifício do Physikalischer Verein, Frankfurt am Main. Importantes desenvolvimentos físico-técnicos do século XX são baseados no experimento de Stern-Gerlach, como o método de ressonância magnética nuclear, relógio atômico ou laser. Otto Stern recebeu o Prêmio Nobel por essa descoberta em 1943 (Fonte: Wikimedia Commons)

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Este caso Stern-Gerlach justifica outros na história do Prêmio Nobel, incluindo os casos dos brasileiros citados no início deste ensaio, Cesar Lattes e Mário Baibich. O CNF privilegia o grande líder da área merecedora do prêmio. O grande líder, no jargão da comunidade, o pai da ideia, é aquele que persiste no tema ao longo de vários anos, o faz avançar e conta com a colaboração de diferentes pesquisadores.

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Notas

[1]      J. Li, Y. Yin, S. Fortunato, and D. Wang, “Scientific elite revisited: patterns of productivity, collaboration, autorship and impact,” J. R. Soc. Interface, vol. 17, p. 20200135, 2020.

[2]      E. Crawford, La Fondation des Prix Nobel Scientifiques 1901-1915. Paris: Belin, 1984.

[3]      A. Villani, C. A. dos Santos, J. M. F. Bassalo, and R. A. Martins, Da revolução científica à revolução tecnológica: tópicos de história da física moderna e contemporânea. São Paulo: Livraria da Física, 2019.

[4]      G. E. M. Jauncey, “The birth and early infancy of X-rays,” Am. J. Phys., vol. 13, pp. 362–379, 1945.

[5]      Redação, “‘Não me sinto injustiçado’, diz físico brasileiro,” Folha de São Paulo, São Paulo, 10-Oct-2007.

[6]      R. K. Merton, “Priorities in Scientific Discovery: A Chapter in the Sociology of Science,” Am. Sociol. Rev., vol. 22, no. 6, pp. 635–659, 1957.

[7]      R. de A. Martins, Becquerel e a descoberta da radioatividade: uma análise crítica. Campina Grande: Eduepb / Livraria da Física, 2012.

[8]      Nobel-Prize-Org, “Nomination and Selection of Nobel Laureates,” Nobel Prize Organization, 2020. [Online]. Available: https://www.nobelprize.org/nomination/. [Accessed: 20-Jun-2020].

[9]      A. Brown, The Neutron and the Bomb. A biography of Sir James Chadwick. Oxford: Oxford University Press, 1997.

[10]    M. White, Rivalidades produtivas: disputas e brigas que impulsionaram a ciência e a tecnologia. Rio de Janeiro: Editora Record, 2003.

[11]    E. B. Hook, Prematuridade na descoberta científica. Sobre resistência e negligência. São Paulo: Perspectiva, 2007.

[12]    J. E. Lilienfeld, “Method and apparatus for controlling electric currents,” USA patent#140363, 1930.

[13]    A. G. Smart, “How to almost win the physics Nobel,” Phys. Today, vol. 29 sep, pp. 1–10, 2016.

[14]    J. Bernstein, “The Stern-Gerlach Experiment-Was Sind und was Sollen.”

[15]    B. Friedrich and D. Herschbach, “Stern and Gerlach: How a Bad Cigar Helped Reorient Atomic Physics,” Phys. Today, vol. Dec. 2003, pp. 53–59, 2003.

[16]    E. Hulthén, “Award ceremony speech,” Nobel Prize Organization, 1944. [Online]. Available: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1943/ceremony-speech/. [Accessed: 20-Jun-2020].

[17]    E. Crawford, “Nobel population 1901-50: Anatomy of a scientific elite,” Phys. World, vol. November, pp. 31–35, 2001.

[18]    E. Crawford, “Nobel: Always the Winners, Never the Losers,” Sci, vol. 282, no. 5392, pp. 1256–1257, 1998.

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Agradeço ao professor Luiz Fernando Ziebell, do Instituto de Física da UFRGS, pela cuidadosa leitura do manuscrito.

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Carlos Alberto dos Santos

Carlos Alberto dos Santos é professor aposentado pelo Instituto de Física da UFRGS. Foi Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação da UNILA e pesquisador visitante sênior do Instituto Mercosul de Estudos Avançados. Premiado com o Jabuti em 2016 (3º. Lugar na categoria Ciências da Natureza, Matemática e Meio Ambiente), atualmente é professor visitante no Instituto de Física da UFAL.