História da ciência, interdisciplinaridade e ensino de física: o problema do demônio de Maxwell

History of science, interdisciplinarity and physics teaching: the Maxwell's Demon problem

Resumos

Propomos que uma evolução de idéias científicas seja usada como instrumento de aprendizagem de conteúdos específicos e, em particular, para ressaltar como os conteúdos se articulam entre as disciplinas. Como exemplo, apresentamos um estudo sobre a proposta do "demônio de Maxwell" e discussões sobre sua "exorcização", isto é, um estudo sobre a compreensão da natureza de um ser inteligente que atua dentro de um sistema físico e de como seria essa atuação. Estão envolvidos nesse problema fenômenos relacionados com várias teorias - Termodinâmica, Física Molecular, Mecânica Estatística, Teoria da Informação - dentro das disciplinas de Física, Química, Biologia, Computação. Entre diversas questões epistemológicas e conceituais aí contidas, será enfatizada a questão do objeto limitado de uma eoria científica, isto é, da limitação de seu significado aos fenômenos por ela compreendidos. A delimitação dos fenômenos estudados e as teorias e técnicas caracterizam a compreensão que vai realizar sua emergência concreta nos laboratórios. Essa compreensão vai dar também a possibilidade de atuação interdisciplinar.

Ensino de Física; História e Epistemologia da Física; Limite de Significado da Teoria Científica; Interdisciplinaridade


We propose that an evolution of scientific ideas be used as an instrument of learning specific content and, also how the subjects permeate the disciplines. As an example, we present a study about the "Maxwell's demon" problem and some discussions about its "exorcization", that is, an understanding of the nature of the intelligent being that acts inside a physical system and what is the meaning of the performance. Several phenomena are involved in this problem within the theories - Thermodynamics, Molecular Physics, Statistical Mechanics, Information Theory - and disciplines such as Physics, Chemistry, Biology and Computation. Among several epistemological and conceptual questions concerned with this problem, we will emphasize the limits to the objectives of a scientific theory, that is, the limitation of the meaning of a theory to the range of phenomena it describes and explains. The delimitation of the studied phenomena, and also the theories and the techniques, characterize the understanding that will accomplish its concrete emergenge in the laboratory. This comprehension will also give the possibility of interdisciplinary actions.

Physics Education; History and Epistemology of Physics; Limit of meaning of a Scientific Theory; Interdisciplinarity


ARTIGOS

História da ciência, interdisciplinaridade e ensino de física: o problema do demônio de Maxwell

History of science, interdisciplinarity and physics teaching: the Maxwell's Demon problem

Cristiano MattosI; Amélia Império HamburgerII

IUnesp – Depto. de Física e Química, C.P. 205, CEP 12516-410, Guaratinguetá, SP, Brasil. USP – Instituto de Física, C.P. 66318, CEP 05315-970, São Paulo, SP, Brasil. (e-mail: mattos@if.usp.br)

IIUSP – Instituto de Física, C.P. 66318, CEP 05315-970, São Paulo, SP, Brasil. (e-mail: aimperio@if.usp.br)

RESUMO

Propomos que uma evolução de idéias científicas seja usada como instrumento de aprendizagem de conteúdos específicos e, em particular, para ressaltar como os conteúdos se articulam entre as disciplinas. Como exemplo, apresentamos um estudo sobre a proposta do "demônio de Maxwell" e discussões sobre sua "exorcização", isto é, um estudo sobre a compreensão da natureza de um ser inteligente que atua dentro de um sistema físico e de como seria essa atuação. Estão envolvidos nesse problema fenômenos relacionados com várias teorias – Termodinâmica, Física Molecular, Mecânica Estatística, Teoria da Informação – dentro das disciplinas de Física, Química, Biologia, Computação. Entre diversas questões epistemológicas e conceituais aí contidas, será enfatizada a questão do objeto limitado de uma eoria científica, isto é, da limitação de seu significado aos fenômenos por ela compreendidos. A delimitação dos fenômenos estudados e as teorias e técnicas caracterizam a compreensão que vai realizar sua emergência concreta nos laboratórios. Essa compreensão vai dar também a possibilidade de atuação interdisciplinar.

Unitermos: Ensino de Física, História e Epistemologia da Física, Limite de Significado da Teoria Científica, Interdisciplinaridade.

ABSTRACT

We propose that an evolution of scientific ideas be used as an instrument of learning specific content and, also how the subjects permeate the disciplines. As an example, we present a study about the "Maxwell's demon" problem and some discussions about its "exorcization", that is, an understanding of the nature of the intelligent being that acts inside a physical system and what is the meaning of the performance. Several phenomena are involved in this problem within the theories – Thermodynamics, Molecular Physics, Statistical Mechanics, Information Theory – and disciplines such as Physics, Chemistry, Biology and Computation. Among several epistemological and conceptual questions concerned with this problem, we will emphasize the limits to the objectives of a scientific theory, that is, the limitation of the meaning of a theory to the range of phenomena it describes and explains. The delimitation of the studied phenomena, and also the theories and the techniques, characterize the understanding that will accomplish its concrete emergenge in the laboratory. This comprehension will also give the possibility of interdisciplinary actions.

Keywords: Physics Education, History and Epistemology of Physics, Limit of meaning of a Scientific Theory, Interdisciplinarity.

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Referências

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    11 Ago 2009
  • Data do Fascículo
    Dez 2004
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