Matemática e Física

Educação para a imaginação

Você se incomoda quando os seus filhos não querem estudar e ficam só fazendo arte? Se esse é o seu caso, então esse texto é para você!

Antes de apontar para algumas das conexões entre as artes e as ciências exatas, você já parou para pensar na quantidade de habilidades e competências socioemocionais que podem ser formadas pela educação artística? As artes educam para a criatividade, comunicação, diversidade e resiliência, além de oferecerem inúmeras oportunidades para aprender como resolver problemas, pensar criticamente, pensar espacialmente, expressar-se, empatizar, colaborar, tolerar e adaptar-se. Por intermédio da arte podemos subverter as regras e ao mesmo tempo trazer coerência para os problemas mais complexos.

Há uma estreita conexão entre a criação artística, a invenção tecnológica e a produção científica. Não somente pelo fato de abordarem os problemas considerados mais difíceis, mas principalmente porque dependem da capacidade de imaginar. Como Albert Einstein dizia: “A imaginação é mais importante que o conhecimento, porque o conhecimento é limitado, ao passo que a imaginação circunda o mundo”. 

Um dos maiores prazeres do artista é aquela sensação de ver a sua obra concluída. Isso também acontece com o cineasta que assiste ao lançamento do seu filme, com o arquiteto que aprecia a materialização do seu projeto e com o pesquisador que tem o seu artigo científico publicado. As crianças também podem se deleitar com algo semelhante desse universo dos adultos ao terminar de montar um quebra-cabeças ou após transformar um papel quadrado em um origami. 

As ciências exatas caminham de mãos dadas com todas as artes. Pense por exemplo no caso do origami. Observe a simetria que é necessária para fazer as dobras do papel, as figuras geométricas que precisam ser formadas em cada parte dele para trazer à nossa imaginação a semelhança com algum animal. Existem origamis robóticos da NASA que são desdobrados no espaço sideral para formar satélites. Estes são alguns exemplos sobre como as ciências exatas estão em sinergia com as artes.

Quando eu era criança, além de me imaginar como astronauta e piloto, eu gostava muito de desenhar. Minha tia me ensinou a utilizar a técnica da quadrícula para reproduzir os desenhos que eu gostava, sem que fosse necessário sobrepor um papel sobre o outro. Basta quadricular um personagem de quadrinhos e depois quadricular um papel em branco para então realizar a reprodução dele, quadrado por quadrado. Naquele ano eu aprendi também que duplicando o tamanho dos quadradinhos do papel em branco eu poderia conseguir fazer desenhos com o dobro do tamanho original, então foi a partir dessa arte que eu fui compreendendo como utilizar as proporções matemáticas. Esse conceito também é aplicado pelos pintores realistas que esticam o braço segurando um pincel na vertical para que a partir do ângulo visual consigam estimar os tamanhos das partes da imagem que estão querendo registrar.

Quando as crianças começam a tentar desenhar suas primeiras figuras tridimensionais é muito comum encontrar distorções. As minhas primeiras perspectivas eram horríveis! Alguns recursos geométricos podem ser utilizados para trazer a impressão de profundidade, como por exemplo a técnica de um ponto de fuga ou dois pontos de fuga. Caso você tenha interesse em se aprofundar, saiba que é possível fazer uso de mais pontos de fuga. É assim que a arte e a geometria podem andar juntas para solucionar problemas complexos. Para os iniciantes sugere-se que realizem primeiro os desenhos tridimensionais mais simples fazendo uso de retas paralelas, ou seja, tudo se passa como se houvesse somente um ponto de fuga no infinito. 

Para representar as sombras também são utilizadas retas paralelas, pois o Sol está tão longe da Terra que podemos considerá-lo no infinito. Caso o chão seja plano, é possível estimar o tamanho de um prédio fazendo uso de sombras. Se for conhecido o tamanho de uma pessoa, o comprimento da sombra dela e do prédio, é possível estimar a altura dele realizando uma semelhança de triângulos. Isso acontece porque nessa ocasião as medidas do triângulo da sombra da pessoa são diretamente proporcionais às medidas do triângulo da sombra formada pelo prédio.

Além dos traços, existem também as cores. Na escola a gente aprende que ao misturar o azul com o amarelo é possível chegar na cor verde, mas na verdade isso funciona para as tintas, não para cores de luz. Por exemplo, se juntarmos a luz verde com a luz vermelha, vamos formar a luz amarela.

Existe ainda algo que é mais esplêndido. Quando misturamos as luzes dos holofotes vermelha, verde e azul para iluminar um palco de teatro, acredite se quiser, ele vai ficar branco. Isso nos mostra que ao misturarmos as cores de luz, elas vão se somando, ficando cada vez mais claras e próximas da cor de luz branca, que é a somatória das cores de luz. Por outro lado, quando misturamos as cores das tintas, ocorre o contrário, uma subtração de cores. É por isso que quando misturamos todas as cores de tintas, vamos encontrar a coloração próxima da cor preta. Assim como existe uma arte por trás da física, existe uma física por trás da arte.

Há quem prefira realizar a mistura de cores usando pontinhos ou pequenos quadrados coloridos em um software no computador. Isso é chamado de pixel art, muito utilizado para o design de personagens e cenários dos jogos digitais. São escolhidas poucas cores para pintar um objeto e distribuídas na imagem de modo a destacar sua cor principal. Algumas técnicas são utilizadas para trazer a sensação de contornos e sombras. A vantagem de se trabalhar com pixels é que essas figuras consomem menos memória do computador, por exemplo, um desenho de 32 pixels por 32 pixels terá no total 1024 pixels, que em geral ocuparia somente alguns quilobytes de memória.

Inteligências artificiais têm sido inventadas por cientistas de dados para melhorar fotografias, áudios e vídeos. Existem softwares capazes de remover o fundo de uma imagem, ou o oposto, podem remover pessoas e objetos de uma fotografia como se elas nunca tivessem existido, preenchendo aquelas partes que nunca foram observadas na realidade. Além de aperfeiçoar, algumas inteligências artificiais também são capazes de imaginar e criar a sua própria arte. Existem aquelas que geram imagens e animações, outras que escrevem músicas e roteiros de filmes. Nos dias de hoje, artistas e cientistas de dados precisam somar seus saberes para que esses programas sejam concebidos e corrigidos. Enfim, há um campo muito amplo para pesquisar àqueles que se interessem em estudar como combinar ciências com artes. 

Será que um dia os robôs um dia irão desfrutar do mesmo prazer de criar que possuem os seres humanos? Enquanto isso não acontece, continuaremos produzindo as nossas artes e ciências, seja para transformar o mundo, para que tenhamos orgulho das nossas proezas ou simplesmente para dar vida àquilo que só existia na nossa imaginação. 

Marcio Kobayashi, São Paulo, 26/06/2023