Fronteiras do Conhecimento

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Física (do grego antigo: φύσις physis "natureza") é a ciência que estuda a natureza e analisa as relações e propriedades dos seus fenômenos, além de descrever e explicar a maior parte das consequências deles. Busca a compreensão científica dos comportamentos naturais e gerais do mundo em nosso entorno, desde as partículas elementares até o universo como um todo. Com o amparo do método científico e da lógica, e tendo a matemática como linguagem natural, esta ciência descreve a natureza por meio de modelos científicos. É considerada a ciência fundamental, sinônimo de ciência natural: as ciências naturais, como a química e a biologia, têm raízes na física. Sua presença no cotidiano é muito ampla, sendo praticamente impossível uma completíssima descrição dos fenômenos físicos em nossa volta. A aplicação da física para o benefício humano contribuiu de uma forma inestimável para o desenvolvimento de toda a tecnologia moderna, desde o automóvel até os computadores quânticos.
Historicamente, a afirmação da física como ciência moderna está intimamente ligada ao desenvolvimento da mecânica, que tem como pilares principais de estudo a energia mecânica e os momentos linear e angular, suas conservações e variações. Desde o fim da Idade Média havia a necessidade de se entender a mecânica, e os conhecimentos da época, sobretudo aristotélicos, já não eram mais suficientes. Galileu centrou seus estudos nos projéteis, pêndulos e movimentos dos planetas; Isaac Newton, mais tarde, elaborou os princípios fundamentais da dinâmica ao publicar suas leis e a gravitação universal em seu livro Principia, que se tornou a obra científica mais influente de todos os tempos. A termodinâmica, que estuda as causas e os efeitos de mudanças na temperatura, pressão e volume em escala macroscópica, teve sua origem na invenção das máquinas térmicas durante o século XVIII. Seus estudos levaram à generalização do conceito de energia. A ligação da eletricidade, que estuda cargas elétricas, com o magnetismo, que é o estudo das propriedades relacionadas aos ímãs, foi percebida apenas no início do século XIX por Hans Christian Ørsted. As descrições físicas e matemáticas da eletricidade e magnetismo foram unificadas por James Clerk Maxwell. A partir de então, estas duas áreas, juntamente com a óptica, passaram a ser tratadas como visões diferentes do mesmo fenômeno físico, o eletromagnetismo. No início do século XX, a incapacidade da descrição e explicação de certos fenômenos observados, como o efeito fotoelétrico, levantou a necessidade de abrir novos horizontes para a física. Albert Einstein publicou a teoria da relatividade geral em 1915, propondo a constância da velocidade da luz e suas consequências até então inimagináveis. A teoria da relatividade de Einstein leva a um dos princípios de conservação mais importantes da física, a relação entre massa e energia, geralmente expressa pela famosa equação E=mc². A relatividade geral também unifica os conceitos de espaço e tempo: a gravidade é apenas uma consequência da deformação do espaço-tempo causado pela presença de massa. Max Planck, ao estudar a radiação de corpo negro, foi forçado a concluir que a energia está dividida em "pacotes", conhecidos como quanta. Einstein demonstrou fisicamente as ideias de Planck, fixando as primeiras raízes da mecânica quântica. O desenvolvimento da teoria quântica de campos trouxe uma nova visão da mecânica das forças fundamentais. O surgimento da eletro e cromodinâmica quânticas e a posterior unificação do eletromagnetismo com a força fraca a altas energias são a base do modelo padrão, a principal teoria de partículas subatômicas, capaz de descrever a maioria dos fenômenos da escala microscópica que afetam as principais áreas da física.
A física é uma ciência significativa e influente e suas evoluções são frequentemente traduzidas no desenvolvimento de novas tecnologias. O avanço nos conhecimentos em eletromagnetismo permitiu o desenvolvimento de tecnologias que certamente influenciam o cotidiano da sociedade moderna: o domínio da energia elétrica permitiu o desenvolvimento e construção dos aparelhos elétricos; o domínio sobre as radiações eletromagnéticas e o controle refinado das correntes elétricas permitiu o surgimento da eletrônica e o consequente desenvolvimento das telecomunicações globais e da informática. O desenvolvimento dos conhecimentos em termodinâmica permitiu que o transporte deixasse de ser dependente da força animal ou humana graças ao advento dos motores térmicos, que também impulsionou toda uma Revolução Industrial. Nada disso seria possível, entretanto, sem o desenvolvimento da mecânica, que tem suas raízes ligadas ao próprio desenvolvimento da física. Porém, como qualquer outra ciência, a física não é estática. Físicos ainda trabalham para conseguir resolver problemas de ordem teórica, como a "catástrofe do vácuo", gravitação quântica, termodinâmica de buracos negros, [ligação inativa] dimensões suplementares, flecha do tempo, inflação cósmica e o mecanismo de Higgs. Ainda existem fenômenos observados empiricamente e experimentalmente que ainda carecem de explicações científicas, como a possível existência da matéria escura, raios cósmicos com energias teoricamente muito altas e até mesmo observações cotidianas como a turbulência. Para tal, equipamentos sofisticadíssimos foram construídos, como o Large Hadron Collider, o maior acelerador de partículas já construído do mundo, situado na Organização Europeia para a Investigação Nuclear (CERN).

São Paulo é uma das 27 unidades federativas do Brasil. Está situado na Região Sudeste e tem por limites os estados de Minas Gerais a norte e nordeste, Paraná a sul, Rio de Janeiro a leste e Mato Grosso do Sul a oeste, além do Oceano Atlântico a sudeste. É dividido em 645 municípios e sua área total é de 248 219,481 km², o que equivale a 2,9% da superfície do Brasil, sendo pouco maior que o Reino Unido. Sua capital é o município de São Paulo e seu atual governador é Tarcísio de Freitas.
Com 46 milhões de habitantes, cerca de 22% da população brasileira, é o estado mais populoso do Brasil e a subdivisão nacional mais populosa do continente americano, com mais habitantes do que todos os outros países da América do Sul, exceto Argentina e Colômbia. A população paulista é uma das mais diversificadas do país e descende principalmente de italianos, que começaram a emigrar para o país no fim do século XIX, de portugueses, que colonizaram o Brasil e instalaram os primeiros assentamentos europeus na região, de povos ameríndios nativos, de povos africanos e de migrantes de outras regiões do Brasil. Outras grandes correntes imigratórias, como de árabes, alemães, chineses, espanhóis e japoneses, também tiveram presença significativa na composição étnica da população local.
A área que hoje corresponde ao território paulista já era habitada por povos indígenas desde, ao menos, aproximadamente 10 000 a.C. Estudos recentes, como as pesquisas no sítio arqueológico Rincão I, no centro geográfico do estado, sugerem que a ocupação humana no atual território paulista pode ter se iniciado há 17 mil anos atrás, no último máximo glacial. Desde o fim do século XV, nos anos de 1498, antes da chegada oficial dos portugueses em 1500, o litoral da região já era visitado por navegadores portugueses e espanhóis e habitado por europeus, como o Bacharel de Cananeia, que morava no território de Cananéia, o primeiro povoado brasileiro de origem europeia, estabelecido ainda na era pré-cabralina. Foi em 1532, no entanto, que o português Martim Afonso de Sousa fundou a Vila de São Vicente, o núcleo da Capitania de São Vicente, considerada o primeiro assentamento europeu formalmente instituído na América Portuguesa e oficialmente reconhecida como a primeira cidade do Brasil, marco inicial do processo da colonização efetiva do país após o período pré-colonial. Nela também ocorreram as primeiras eleições do continente americano. No século XVII, os bandeirantes paulistas intensificaram a exploração do interior da colônia, o que acabou por expandir os domínios territoriais dos portugueses na América do Sul e catalisar a formação do contínuo cultural da Paulistânia. No século XVIII, após a instituição da Capitania de São Paulo, a região começa a ganhar peso político. Após a independência, durante o Império, São Paulo começa a se tornar um grande produtor agrícola (principalmente de café), o que acaba por criar uma rica oligarquia rural regional, que iria se alternar no comando do governo brasileiro com as elites mineiras durante o início do período republicano. No final do século XIX, o estado é um dos primeiros a iniciar um processo de industrialização em larga escala, impulsionado pelo capital cafeeiro e imigração italiana, e sua população se torna rapidamente uma das mais urbanas da federação.
A economia de São Paulo é muito forte e diversificada, possuindo a maior produção industrial, científica e tecnológica do país — sendo o maior polo nacional de pesquisa e desenvolvimento e detentor das melhores universidades e institutos —, a maior produção mundial de suco de laranja, açúcar e etanol, e o maior PIB entre todos os estados brasileiros, sendo o único, ao lado de Rio de Janeiro, a ultrapassar a faixa de 1 trilhão de reais, com um produto interno bruto de 3,4 trilhões de reais. Em 2023, a economia paulista respondia por cerca de 31,5% do total de riquezas produzidas no país — o que tornou o estado conhecido como a "locomotiva do Brasil" —, e isso se reflete em suas cidades, muitas das quais estão entre as mais ricas e desenvolvidas do país. O PIB paulista equivale à soma das economias de Argentina, Uruguai, Paraguai e Bolívia; portanto, se fosse um país soberano, seu PIB nominal seria o 21.º maior do mundo (estimativa de 2020). Além da grande economia, São Paulo é o destino turístico brasileiro mais procurado por turistas nacionais e internacionais em virtude de suas belezas naturais, suas praias, seu patrimônio arquitetônico, histórico e cultural e gastronômico, estâncias do interior, clima, com locais inscritos como Patrimônio da Humanidade da UNESCO, e grande vocação aos setores de serviços, negócios, entretenimento, eventos, moda, cultura, lazer, ecoturismo, saúde, educação e diversos outros. O estado também é rico em manifestações culturais e religiosas, sendo seu interior berço da cultura, culinária e música caipira, e o litoral, da cultura caiçara. São Paulo é matriz de inúmeros pratos e invenções conhecidos nacional e internacionalmente, tais quais o afogado, a caipirinha (Patrimônio Cultural Brasileiro), coxinha, curau, feijão tropeiro, paçoca, picanha, chuveiro elétrico, filtro de barro, entre inúmeros outros. Possui elevados índices sociais em comparação ao registrados no restante do país, como o melhor desempenho em saneamento básico e no Índice de Desenvolvimento da Educação Básica e a menor taxa de homicídios, o segundo maior Índice de Desenvolvimento Humano (IDH), de escolaridade, renda domiciliar e PIB per capita, a terceira maior taxa de expectativa de vida e de alfabetização, além da quarta menor taxa de mortalidade infantil e de pobreza entre as unidades federativas brasileiras.