A cultura da quarta dimensão no final do século XIX e início do século XX: um conceito para além do espaço-tempo de Einstein-Minkowski

• Raposo, Washington Luiz ^[2] ; Reis, José Claudio ^[1]
  1. [1] Universidade do Estado do Rio de Janeiro

     Universidade do Estado do Rio de Janeiro

     Brasil

     
  2. [2] Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Nova Friburgo
• Localización: Caderno Brasileiro de Ensino de Física, ISSN-e 2175-7941, Vol. 37, Nº. 2, 2020, págs. 494-530
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Fourth-dimensional culture in the late nineteenth and early twentieth centuries: a concept beyond Einstein-Minkowski's spacetime
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• Resumen
  • português

    Ao final do Séc. XIX e no início do Séc. XX, existia no meio cultural um outro entendimento sobre o conceito de quarta dimensão que não era o de uma dimensão temporal como entendemos hoje, baseada na teoria de Einstein-Minkowski. Nessa concepção, de cunho mais filosófico/místico, a quarta dimensão representava uma dimensão extrassensível do espaço. O entendimento de que o espaço possui mais de três dimensões, as três conhecidas e mais a quarta dimensão extra-sensorial, exerceu forte influência sobre diversas áreas da cultura e, segundo Henderson (2013), teve papel importante nas artes e na literatura de ficção científica desse período. Estas discussões apresentadas fazem parte de um material didático elaborado para ser utilizado em uma disciplina regular de Física Moderna de um curso de licenciatura em física, a ser ministrada no primeiro semestre de 2020. No presente trabalho, apresentaremos as linhas gerais da proposta didática que será aplicada nesse curso, ainda em estágio de elaboração, e também apresentaremos uma síntese de três textos elaborados para esta disciplina. Estes textos, que tratam do contexto da elaboração do conceito de quarta dimensão na virada do século XX, compõem um total de cinco textos didáticos direcionados aos alunos dessa disciplina. Os demais dois textos que faltam estão em preparo e irão compor o material didático, juntamente com outros recursos a serem utilizados na disciplina mencionada. Quanto ao presente trabalho, iniciamos discutindo o arcabouço teórico necessário para a elaboração dos textos, depois discutimos alguns registos antecedentes ao século XIX que tratarão do assunto da dimensionalidade do espaço. A seguir passamos para uma apresentação sucinta da teoria do espaço-tempo de Einstein-Minkowski e, por fim, apresentamos as linhas gerais de uma concepção “alternativa” de quarta dimensão existente na virada do século em questão. Por fim, tratamos da proposta de abordagem interdisciplinar mencionada, que é uma disciplina obrigatória do currículo de licenciatura em Física de uma instituição federal de ensino.

  • English

    In the late nineteenth and early twentieth centuries, there was in the cultural milieu another understanding of the concept of the fourth dimension which was not that of a temporal dimension as we understand it today, based on the theory of Einstein-Minkowski. In this more philosophical/mystical conception, the fourth dimension represented an extra-sensitive dimension of space. The understanding that space has more than three dimensions, the three known and plus the fourth extrasensory dimension, had a strong influence on various areas of culture and, according to Henderson (2013), played an important role in the arts and fiction literature of this period. These discussions presented are part of a didactic material designed to be used in a regular discipline of Modern Physics 1 of a degree course in physics, to be taught in the first semester of 2020. In the present work, we will present the general lines of the didactic proposal that will be applied in this course, still in its elaboration stage, and we will also present a synthesis of three texts elaborated for this discipline. These texts, which deal with the context of the elaboration of the fourth dimension concept at the turn of the twentieth century, make up a total of six didactic texts directed to the students of this discipline. The remaining three missing texts are in preparation and will compose the didactic material, along with other resources to be used in the mentioned discipline. As for the present work, we start by discussing the theoretical framework necessary for the elaboration of the texts, then we discuss some records before the nineteenth century that will deal with the subject of space dimensionality. We then move on to a succinct presentation of Einstein-Minkowski's theory of space-time and, finally, present the outline of a fourth-dimensional “alternative” conception at the turn of the century in question. Finally we deal with the proposed interdisciplinary approach mentioned, which is a compulsory subject of the Physics degree curriculum of a federal educational institution.