Na primavera de 1970, as faculdades de todo opaís explodiram com protestos estudantis em resposta a  Guerra do Vietna£ e ao tiroteio da Guarda Nacional contra estudantes manifestantes na Kent State University. Na Universidade de Chicago, onde Frank Wilczek era estudante de graduação, aulas regulares eram “improvisadas e semivolunta¡rias” em meio a  turbulaªncia, como ele se lembra.

Foi durante essa anãpoca turbulenta que Wilczek encontrou um conforto inesperado e uma nova compreensão do mundo na matemática. Ele decidiu assistir a uma aula com o professor de física Peter Freund, que, com um zelo "pra³ximo ao aªxtase", conduziu os alunos por meio de teorias matemáticas de simetria e maneiras pelas quais essas teorias podem prever comportamentos no mundo fa­sico.

Em seu novo livro, “Fundamentals: Ten Keys to Reality”, publicado hoje pela Penguin Press, Wilczek escreve que as lições foram uma revelação: “Experimentar a profunda harmonia entre dois universos diferentes - o universo das belas ideias e o universo da física comportamento - foi para mim uma espanãcie de despertar espiritual. Tornou-se minha vocação. Nãofiquei desapontado. ”

Wilczek, que éo Professor de Fa­sica Herman Feshbach no MIT, desde então fez contribuições inovadoras para a nossa compreensão fundamental do mundo fa­sico, pelo qual foi amplamente reconhecido, principalmente em 2004 com o Praªmio Nobel de Fa­sica, com o qual compartilhou fa­sicos David Gross e David Politzer. Ele também éautor de vários livros populares de ciência sobre física e história da ciência

Em seu novo livro, ele destila a compreensão coletiva dos cientistas do mundo fa­sico em 10 grandes temas filosãoficos, usando as teorias fundamentais da física, da cosmologia a  meca¢nica qua¢ntica, para reformular as idanãias de Espaço, tempo e nosso lugar no universo.

“As pessoas lutam contra o que éo mundo,” Wilczek disse ao MIT News . “Eles não estãopreocupados em saber exatamente o que éa lei de Coulomb, mas querem saber mais sobre questões como os antigos gregos perguntavam: O que éo Espaço? Que horas anã? Então, no final, cheguei a 10 afirmações, nos na­veis da filosofia, mas apoiadas em fatos muito concretos, para organizar o que sabemos. ”

Wilczek escreveu a maior parte do livro no ini­cio desta primavera, no meio de outra anãpoca tumultuada, no ini­cio de uma pandemia global. Seu neto nasceu quando Wilczek estava trazndo a estrutura de seu livro e, no prefa¡cio, o fa­sico escreve que viu o bebaª comea§ar a construir um modelo do mundo, com base em suas observações e interações com o meio ambiente, “ com curiosidade insacia¡vel e poucos preconceitos. ”

Wilczek diz que os cientistas podem tirar uma dica da maneira como os bebaªs aprendem - construindo e podando modelos mais detalhados do mundo, com uma perspectiva aberta e imparcial semelhante. Ele pode se lembrar de ocasiaµes em que sentiu sua própria compreensão do mundo mudar fundamentalmente. O curso da faculdade sobre simetria matemática foi um dos primeiros exemplos. Mais recentemente, o surgimento da inteligaªncia artificial e do aprendizado de ma¡quina o levou a repensar "o que éo conhecimento e como ele éadquirido".

Ele escreve: “O processo de nascer de novo pode ser desorientador. Mas, como um passeio na montanha-russa, também pode ser estimulante. E traz este presente: para aqueles que nascem de novo, no caminho da ciaªncia, o mundo passa a parecer fresco, laºcido e maravilhosamente abundante. ”

O livro de Wilczek contanãm ampla oportunidade para os leitores reformularem sua visão do mundo fa­sico. Por exemplo, em um capa­tulo intitulado “Ha¡ muito Espaço”, ele escreve que, embora o universo seja vasto, háoutra escala de vastida£o em nós. Para ilustrar seu ponto de vista, ele calcula que existem cerca de 10 octilhaµes de a¡tomos que constituem o corpo humano. Isso écerca de 1 milha£o de vezes o número de estrelas no universo visível. As multidaµes dentro e fora de nosnão são contradita³rias, diz ele, mas podem ser explicadas pelo mesmo conjunto de regras físicas.

E, de fato, o universo, em toda a sua diversidade, pode ser descrito por um conjunto surpreendentemente pequeno de regras, conhecidas coletivamente como o Modelo Padra£o da Fa­sica, embora Wilczek prefira chama¡-lo por outro nome.

“O chamado Modelo Padra£o éo culminar de milaªnios de investigação, permitindo-nos entender como a matéria funciona, de forma muito completa”, diz Wilczek. “Portanto, chama¡-lo de modelo e padrãoéuma espanãcie de oportunidade perdida de realmente transmitir a s pessoas a magnitude do que foi alcana§ado pela humanidade. a‰ por isso que gosto de chama¡-lo de 'núcleo'. a‰ um corpo central de compreensão a partir do qual podemos construir. ”

Wilczek leva o leitor a muitos dos principais experimentos, teorias e revelações que os fa­sicos fizeram na construção e validação do modelo padrãoe suas descrições matemáticas do universo.

Inclua­das nesta viagem cienta­fica muitas vezes alegre são breves menções das próprias contribuições de Wilczek, como seu trabalho ganhador do Nobel que estabelece a teoria da cromodina¢mica qua¢ntica; sua caracterização do a¡xion, uma parta­cula tea³rica que ele batizou em homenagem a um saba£o em pa³ de mesmo nome (“Era curto, cativante e se encaixaria bem ao lado de pra³ton, naªutron, elanãtron e pa­on”, escreve ele); e sua introdução do anyon - um tipo inteiramente novo de parta­cula que não éum fanãrmion nem um ba³son.

Em abril, e depois separadamente em julho, os cientistas fizeram as primeiras observações de anyons, quase 40 anos depois que Wilczek propa´s pela primeira vez sua existaªncia.

“Eu estava comea§ando a achar que isso nunca aconteceria”, diz Wilczek, que estava terminando seu livro quando as descobertas se tornaram públicas. “Quando finalmente aconteceu, foi uma bela surpresa.”

A descoberta de anyons abre possibilidades para que aspartículas sejam usadas como blocos de construção para computadores qua¢nticos e marca outro marco em nossa compreensão do universo.

Ao encerrar seu livro, Wilczek escreve sobre “complementaridade” - um conceito em física que se refere a duas teorias aparentemente contrastantes, como as teorias de onda e parta­cula da luz, que podem explicar separadamente o mesmo conjunto de fena´menos. Ele aponta para muitas teorias complementares da física ao longo do livro e estende a ideia a  filosofia e a s maneiras pelas quais aceitar visaµes contrastantes do mundo pode nos ajudar a expandir nossa experiência.

“Com o progresso, passamos a considerar as pessoas e criaturas como tendo valor intra­nseco e merecedoras de profundo respeito, assim como nós”, escreve ele. “Quando nos vemos como padraµes na matéria, énatural trazr nosso ca­rculo de parentesco muito amplo.”