As Linguagens do Conhecimento

ORELHA

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Qual é a conexão entre Einstein e os aparelhos de GPS que colocamos em nossos carros? Por que ainda não conseguimos falar com computadores? E o que são as linguagens do conhecimento?

O professor Osvaldo Novais responde a essas e a outras perguntas, conectando fios aparentemente soltos em diversos ensaios bem tramados que tratam de ciência, tecnologia e, é claro, das linguagens do conhecimento. É somente por meio destas, das línguas naturais e das linguagens dos formalismos matemáticos, que podemos entender o mundo e, principalmente, nós mesmos. Foi somente por meio delas que pudemos chegar às estrelas, ou criar produtos que salvam milhões de vida por ano.

E será somente por meio delas que guiaremos nossa espécie a um futuro melhor, em que todos terão acesso às ferramentas capazes de mudar o mundo.

CAIO NOVAIS DE OLIVEIRA – Editor

1A CAPA

ORELHA

Osvaldo Novais é professor do Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, doutor pela Universidade de Bangor, no País de Gales. É membro da Academia de Ciências do Estado de São Paulo. Suas principais áreas de pesquisa são nanotecnologia e processamento de línguas naturais. Foi um dos fundadores do Núcleo Interinstitucional de Linguística Computacional (NILC), que desenvolveu o revisor gramatical ReGra, agraciado com 2 prêmios de inovação tecnológica. É editor associado da revista Journal of Nanoscience and Nanotechnology.

Recebeu o Prêmio Scopus 2006, outorgado pela Elsevier do Brasil e a Capes, como um dos 16 pesquisadores brasileiros com maior produção científica, com base no número de publicações, citações e orientações.

© 2014 Todos os direitos desta edição são reservados ao autor

Novais, Osvaldo.

As linguagens do conhecimento / Osvaldo Novais; Caio Novais de Oliveira (editor). – São Carlos : Editora Cubo, 2014.

94 p.

ISBN 978-85-60064-48-9

1. Linguagens do conhecimento. 2. Física. 3. Computação. 4. Linguística computacional. I. Novais, Osvaldo. II. Oliveira, Caio Novais de, ed. III. Título.

Capa, projeto gráfico, diagramação e normalização

Sumário Prefácio............................................................................................................................... 7 Nota do Editor..................................................................................................................9 Capítulo 1 – Introdução................................................................................................11 Capítulo 2 – Divulgando ciência e tecnologia...................................................... 15 Começo, meio e fim................................................................................................... 16 Informação é conhecimento?.................................................................................. 17 A comunicação com a sociedade ........................................................................... 18 Quão complicado é um trabalho científico?....................................................... 20 Se escrever é preciso, resumir é essencial ...........................................................22 Inglês como língua franca........................................................................................25 Aprendendo a escrever em inglês .........................................................................26 A Lei de Murphy........................................................................................................28 Descobertas por acaso..............................................................................................30 Do concreto e abstrato.............................................................................................. 31 Matemática, a Rainha...............................................................................................33 O Vestibular e a escolha de uma carreira – I.......................................................34 O Vestibular e a escolha de uma carreira – II.....................................................36 O que você vai ser quando crescer?.......................................................................37 Uma Proposta para a Educação no Brasil ...........................................................39 A incrível estória do menino que enxugava gelo................................................42 De que formação precisamos..................................................................................43 As linguagens do conhecimento

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Capítulo 3 – Do que é feito o mundo ......................................................................47 Do que somos feitos ..................................................................................................48 Do que é feita a riqueza de um país rico ..............................................................50 As forças da Natureza............................................................................................... 51 Einstein e a relatividade...........................................................................................53 O GPS é a Teoria da Relatividade no nosso dia a dia.........................................55 Precisão de um relógio atômico para encontro amoroso.................................56 Por que nanotecnologia............................................................................................58 Nanotecnologia chega ao Nobel ............................................................................59 Por que a água é mole e a pedra é dura................................................................ 60 O pão nosso de cada dia............................................................................................62 O mundo maravilhoso dos plásticos .....................................................................63 TV de Plástico.............................................................................................................65 O sal que já valeu ouro..............................................................................................66 A Revolução na Farmácia.........................................................................................67 Capítulo 4 – Nós e as máquinas.................................................................................69 Comunicação com as máquinas.............................................................................70 Tradução automática para a Internet................................................................... 71 Controle remoto e comportamento humano .....................................................73 Internet para as máquinas.......................................................................................74 Igualdade e Redes Sociais .......................................................................................76 Matemática para estudar línguas...........................................................................78 Pode ser quântico o computador do futuro........................................................ 80 Degustando café com uma língua eletrônica......................................................82 Convergência de tecnologias...................................................................................84

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Capítulo 5 – Epílogo......................................................................................................86 O diagnóstico médico do futuro ............................................................................87 Por que em breve poderemos falar com o computador!...................................89 PLN baseado em aprendizado de máquina............................................ 90 Computador ou máquina personalizada................................................. 91 A educação de uma máquina...................................................................... 91 Gestação de uma máquina...........................................................................92 Máquina pode ter sentimento?..................................................................93 As ciências do Século XXI.......................................................................................93

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Prefácio* Crianças têm uma imaginação fértil e um maravilhoso senso de curiosidade, o que pode até lhes representar perigo. Imagine que elas pensem que a noite vem das paredes! De alguma forma, sua imaginação e curiosidade vão sendo contidas e controladas. Ao mesmo tempo, suas habilidades linguísticas se desenvolvem, passando da fala infantil para a de um adulto, e ganham conhecimento de outras línguas.

A maioria de nós nunca realmente considera a matemática como uma linguagem, assim como não imaginamos a música dessa maneira. No entanto, a matemática é a única linguagem que permite transmitir conceitos de uma forma abreviada e quantitativa, que usamos todos os dias em nossas compras, na produção de ternos (medição), no uso do dinheiro (economia), na manutenção do carro (engenharia) e na ciência da computação. Na verdade, a influência da matemática se estende desde coisas simples do cotidiano a cálculos complexos, incluindo conceitos abstratos e filosóficos.

Como leigo, não sendo cientista ou matemático, tive dificuldades com a matemática. Agora, porém, tenho consciência de como é importante em nossas vidas. Por perceber essa importância fiz esforço para compreender a linguagem da matemática, que tem evoluído ao longo do tempo para dar conta de determinadas necessidades, por exemplo calcular os ciclos da Lua e do

*Tradução do original em inglês pelo Editor.

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Sol para as estações do ano, calcular os ângulos para edifícios, e desenvolver armamentos e novos diagnósticos e tratamentos de saúde.

Compreender matemática vale a pena, mesmo que seja apenas para perceber sua importância em nosso cotidiano, desde cálculos simples até a filosofia.

Neste livro, o professor Osvaldo Novais torna o assunto compreensível em linguagem clara para o leigo entender.

Aproveite a leitura!

Barry Timmons, Aveiro, Portugal, Janeiro de 2014

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Nota do Editor Por que as linguagens do conhecimento são essenciais As sete maravilhas da Antiguidade clássica têm em comum sua gênese, isto é, a engenhosidade e o trabalho humanos que as erigiram, e a sua absoluta fragilidade. Das obras listadas por Antípatro, apenas a pirâmide de Quéops ainda mantém-se de pé. Em sua busca por perenidade, a humanidade vê-se contra si mesma e a Natureza, que não se furta em destruir nossas vãs tentativas de imortalidade material.

Há um alento nessa luta: as edificações e as pessoas que as fizeram não estão mais aqui, mas a memória de seus feitos permanece. Essa informação atravessa gerações porque é transmitida por um meio mais resiliente do que qualquer tijolo, do que qualquer alicerce que se tenha notícia: a linguagem.

Esta é a capacidade humana de comunicação e expressão que é realizada por meio das línguas naturais como o português e o inglês.

O latim e o grego clássicos, línguas de povos que determinaram o rumo da História do hemisfério ocidental, já não existem exceto em registros escritos.

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Elas evoluíram, se transformaram em várias outras línguas que são hoje faladas em todo o mundo. Mesmo mudando, seu legado é perceptível em cada aspecto de nossa vida e de nossa cultura. Se hoje falo uma variedade brasileira do português, é porque o latim vingou, e praticamente todo o conhecimento que a língua lácia veiculou está à minha disposição.

A ressalva a ser feita é que, em sua luta pela permanência, a linguagem precisa de um meio material para perdurar. É por isso que a escrita sempre teve um status importante, ainda mais atualmente: seu domínio implica a capacidade de acessar tudo que já foi dito em uma certa língua e de tornar perene tudo o que se quer dizer. Mesmo com a limitação imposta por essa necessidade, é mais fácil transpor palavras escritas da tábua ao papiro, do papiro ao papel, e do papel ao microchip do que impedir o terremoto que destruiu o Farol de Alexandria.

A linguagem – por meio das línguas naturais – nos permite, portanto, acessar o passado da humanidade, desde histórias de guerras mundiais aos pensamentos mais íntimos de um indivíduo. E quanto ao outro lado da moeda, àquilo que não pode ser expresso por palavras, mas que tem imenso valor em nossa jornada humana? A matemática também oferece uma janela ao passado, mas seu objetivo é sempre olhar para frente e planejar o futuro.

Sem a linguagem dos formalismos matemáticos não teríamos nenhuma das inovações tecnológicas que possibilitaram um salto de qualidade na vida de bilhões de seres humanos.

Este é um livro que enfatiza o quanto cada lado da moeda depende do outro.

As línguas naturais precisam das ferramentas dos formalismos matemáticos para serem cada vez mais facilmente acessadas e duradouramente gravadas; e, sem as línguas naturais, a matemática certamente nem existiria. Ambas as linguagens, infelizmente, têm sido negligenciadas. Ambas precisam ser resgatadas, pois elas são as linguagens do conhecimento.

Caio Frederico L. C. Novais de Oliveira (Editor) Araraquara, Março de 2014 10

Osvaldo Novais

Capítulo 1

Introdução Em 2007 fui convidado a escrever uma coluna sobre ciência e tecnologia, publicada a cada dois domingos num jornal de São Carlos, no estado de São Paulo. A jornalista que fez o convite me deixou à vontade para escolher o tópico de minha preferência, com a recomendação de que seria bom se a coluna tratasse de assuntos mais abrangentes do que apenas os relacionados à física. A linguagem deveria ser acessível ao leitor não especializado em ciências. Pensei inicialmente em basear as colunas nos temas mais próximos de minha pesquisa, que podem ser classificados como sendo de nanotecnologia e de processamento de línguas naturais. Em nanotecnologia, exploraria ideias da produção e controle de materiais na escala nanoscópica, que equivale à escala de tamanho de moléculas. Por processamento de línguas naturais entende-se o uso de computador para tratar fenômenos linguísticos e desenvolver ferramentas, como tradutores automáticos, corretores gramaticais e sistemas de busca na Internet.

Decidi, entretanto, tentar abordar questões mais gerais de formação de profissionais, tendo como público-alvo jovens em fase de escolha de cursos de nível superior e universidades, além de tratar de aspectos de ciência e tecnologia que afetam nosso cotidiano. Para este último objetivo, o público-alvo seria o de cidadãos – com qualquer tipo e nível de formação – interessados em se informar sobre avanços tecnológicos. Uma preocupação subjacente a esses objetivos foi a de proporcionar à sociedade, ainda que numa contribuição extremamente capítulo 1 | Introdução

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modesta, até pelo alcance apenas local das publicações, sugestões sobre o valor da educação e conhecimento para uma nação.

Daí surgiu a ideia de focalizar as colunas do jornal nas linguagens do conhecimento. Este termo, que eu não havia visto na literatura, se refere às linguagens que humanos empregam para aquisição de conhecimento. Essas linguagens são as línguas naturais, como português, inglês ou qualquer língua, e a linguagem dos formalismos matemáticos. Interessei-me pelo conceito ao constatar, a partir dos cursos de escrita científica que comecei a ministrar há mais de 20 anos, que para se fazer boa ciência o mais importante é saber conjugar bem dois verbos: ler e escrever. E que a leitura eficaz e rápida depende da capacidade do leitor em decifrar códigos; em algumas áreas principalmente os relacionados aos formalismos matemáticos. Nas primeiras colunas abordei aspectos relevantes das linguagens do conhecimento, e a distinção entre informação e conhecimento, primordial para entender a relevância de uma formação mais sofisticada.

Depois de cerca de um ano de publicação das colunas, o jornal fechou.

Espero, sinceramente, que minhas colunas não tenham contribuído para tal. A motivação para escrever os textos acabou e parei de escrevê-los. Algum tempo depois, decidi colocar as colunas num blog (linguagensdoconhecimento. blogspot.com), até para facilitar o acesso de amigos que costumavam lê-las.

O primeiro grande incentivo para voltar a escrever textos de divulgação veio de uma amiga, Cecília Lavoie, num episódio de grande coincidência e felicidade. No seu curso de jornalismo em São Paulo, Cecília estava se preparando para fazer uma matéria sobre nanotecnologia, e lembrou-se de mim, pois talvez eu pudesse indicar alguém para ela contatar. Ela sabia que sou físico, mas não sabia minha área de pesquisa. Eu respondi a ela que eu mesmo poderia tentar fornecer informações e que sobre nanotecnologia eu já havia escrito uma coluna para o jornal. Enviei-lhe então meus textos e ela exortou-me a continuar escrevendo, pois eu poderia ter leitores como ela, interessados em ciência e tecnologia, e que precisam de textos numa linguagem acessível.

O elogio à utilidade dos textos ficou para sempre em minha mente, e prometi que um dia voltaria a escrever.

Outro incentivo importante veio de meu amigo Barry Timmons, que me deu a honra de escrever o prefácio para este livro. Barry não é cientista, mas vive no mundo da ciência por ser casado com uma professora universitária, a Profa. Ana Barros-Timmons do Departamento de Química da Universidade de Aveiro, Portugal. Como a Ana e eu temos uma colaboração científica de longa data, tenho ido a Aveiro com frequência. Além de me deliciar com a comida fantástica do Barry, que é um chef amador, divirto-me e aprendo enormemente com nossas conversas. Barry é muito culto e tem interesse genuíno pelo conhecimento em geral, e a ciência em particular. Ocorreu-me uma vez enviar os textos das colunas para que ele lesse, e ele sugeriu tópicos que pudessem ser atraentes para os leitores. Alguns dos textos deste livro foram escritos por 12

Osvaldo Novais | As linguagens do conhecimento

sugestão do Barry, ou inspirados em ideias que ele me apresentou. De leitor passou a ser inspirador.

A preocupação crescente em se comunicar com a sociedade, a partir da premissa de que as universidades públicas brasileiras têm o dever de prestar contas aos contribuintes responsáveis pelos recursos financeiros que as sustentam, tem forjado iniciativas variadas em divulgação científica. No Instituto de Física de São Carlos (IFSC), da Universidade de São Paulo, ao qual pertenço, há alguns anos o setor de comunicação publica na página da Internet do IFSC matérias sobre as pesquisas e trabalhos de extensão dos docentes, alunos e pesquisadores. Um panorama da pesquisa no IFSC, a partir dessas matérias, foi apresentado num livro “A física a serviço da sociedade”, do qual eu fui um dos organizadores. Nesse trabalho de organização, acabei por me apaixonar ainda mais pela divulgação científica, e me convenci que os ensaios sobre as linguagens do conhecimento poderiam ser transformados em livro.

Como os ensaios foram produzidos sem preocupação de haver interconexão entre si, para o livro eles teriam que ser organizados em grandes temas, e não na ordem cronológica em que apareceram. O editor deste livro, meu filho Caio Novais de Oliveira, sugeriu que alguns assuntos mereciam mais atenção, e por isso alguns novos ensaios foram escritos. Identifiquei três grandes temas. O primeiro versa sobre aspectos gerais das linguagens do conhecimento e de divulgação científica. Os ensaios sobre aspectos linguísticos estão nesse primeiro tema, no Capítulo 2, intitulado Divulgando ciência e tecnologia. Os ensaios sobre física e matéria foram incluídos no Capítulo 3, intitulado Do que é feito o mundo. O Capítulo 4 traz os textos que abordam nossa comunicação com as máquinas, além de textos sobre computadores e sistemas computacionais. Foi denominado Nós e as máquinas. Ao escrever textos de divulgação, especialmente sobre novas tecnologias e computadores, é instigante fazer previsões e projeções sobre nosso futuro. Reservei para o Epílogo, no Capítulo 5, alguns poucos textos sobre minha visão acerca das ciências e tecnologia no Século XXI. A escolha dos tópicos para os ensaios não obedeceu a critérios sistemáticos; foi baseada na inspiração, em minhas observações sobre acontecimentos corriqueiros relacionados ao uso do conhecimento para gerar tecnologia, e por sugestão de amigos. Na organização do livro, como já foi mencionado, verificou-se a necessidade de aprofundar em alguns tópicos e ensaios adicionais foram criados. Nenhum dos três temas identificados é tratado exaustivamente.

Não era a intenção, e tampouco o espaço permite, abordar todos os aspectos da estrutura da matéria, nanotecnologia, ou a comunicação com máquinas.

Os títulos dos ensaios foram escolhidos muitas vezes com base em metáforas, sem preocupação em seguir uma taxonomia que pudesse indicar a que tema pertencem. Por terem sido escritos em tempos diferentes, e até com objetivos distintos, os ensaios não têm linguagem uniforme. Variam em tamanho, pois os primeiros ensaios publicados no jornal tinham limitação de espaço; nos demais não havia essa preocupação. Há um caso, pelo menos, em que se pode até capítulo 1 | Introdução

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detectar uma mudança de minha opinião com o tempo. O leitor poderá verificar essa mudança comparando textos sobre a comunicação com o computador no Capítulo 4 e no Epílogo.

A preparação de um livro requer apoio de muita gente. Ao escrever os ensaios, num período de vários anos, recebi informações e ensinamentos de vários colegas. Como inicialmente não imaginava que os ensaios um dia virariam um livro, não tomei o cuidado de anotar as ajudas que tive, e por isso cometo a injustiça de não mencionar esses colegas. Resta-me agradecer aos amigos e familiares que sempre me incentivaram a escrever os ensaios e produzir este livro. São em número muito grande para que eu pudesse fazer os merecidos agradecimentos nominalmente. Faço-os, então, nas pessoas do Barry, que escreveu o prefácio, e de meu filho Caio, que editou o livro com valiosas sugestões. Os que são pais saberão o orgulho que se pode sentir ao ter um livro editado pelo próprio filho.

Tudo que faço é dedicado à minha família: minha mãe Zilda, meu pai Osvaldo (in memoriam), minha esposa Cristina, filhos Caio, Lígia e Tiago, e irmãos Auxiliadora, Luiz, Tiago, Silvana e Paulo, e meus muitos sobrinhos, tios, tias e primos. Quem escreve pode sempre se transformar em menino, e minha lembrança se volta ao carinho dos meus avós. A relevância da família para mim é similar à das linguagens do conhecimento. Isso inclui a família herdada da Cristina, em meu caso.

Devo agradecimento especial aos meus mestres, inclusive porque este livro versa sobre conhecimento. São também em número grande para que pudesse incluir todos os nomes aqui. Foram mestres no Grupo Escolar Silvestre de Lima e Ginásio Industrial de Barretos, Faculdade de Ciência de Barretos, Instituto de Física e Química de São Carlos, da USP, e Bangor University no País de Gales. Permitam-me apenas destacar meus orientadores em ciência: José Alberto Giacometti, Guilherme Fontes Leal Ferreira e Martin Taylor; mais do que mestres e amigos, têm sido meus guias.

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