30 abril 2008

O cobertor ecológico é curto...

Via EurekAlert, uma notícia que remete àquela onde se constata que a água potável contém traços de antibióticos e outras poluições:

University of Missouri-Columbia

Tecnologia demais pode estar matando bactérias benéficas

Engenheiro da UM preocupado com o impacto ambiental de nanopartículas de Prata no tratamento de águas servidas

COLUMBIA, Mo. – Um excesso de uma coisa boa pode ser prejudicial ao meio-ambiente. Por muitos anos, os cientistas souberam da capacidade da Prata de matar bactérias prejudiciais e, recentemente, usaram este conhecimento para criar produtos de consumo que contém nanopartículas de Prata. Agora, um pesquisador da Universidade do Missouri descobriu que as nanopartículas de Prata também podem destruir bactérias benignas que são usadas para remover Amônia em sistemas de tratamento de águas servidas. O estudo foi patrocinado por recursos da National Science Foundation.

Diversos produtos contendo nanopatículas de Prata já estão no mercado, inclusive meias que contém nanopartículas de Prata projetadas para inibir bactérias causadoras de chulé, e máquinas de lavar "high-tech", economizadoras de energia, que desinfetam roupas gerando as pequenas partículas. Os efeitos positivos desta tecnologia podem ser ofuscados pelos potenciais efeitos negativos no meio-ambiente.

“Por causa do crescente uso de nanopartículas de Prata em produtos para o consumidor, o risco de que este material seja lançado em canalizações de esgotos, instalações de tratamento de águas servidas e, eventualmente, chegue a rios, correntes e lagos é preocupante”, declarou Zhiqiang Hu, professor assistente de Engenharia Civil e Ambiental na Faculdade de Engenharia da UM. “Nós descobrimos que as nanopartículas de Prata são extremamente tóxicas. As nanopartículas destroem as bactérias benignas que são usadas para o tratamento de águas servidas. Elas basicamente param a atividade de reprodução das boas bactérias”.

Hu disse que as nanopartículas de Prata geram substâncias químicas mais peculiares, conhecidas como espécies de Oxigênio altamente reativas, do que pedaços de Prata maiores. Essas espécies de substâncias químicas oxigenadas provavelmente impedem o crescimento das bactérias. Por exemplo, o uso de "lodo" resultante do tratamento de águas servidas como fertilizante de solos é uma prática comum, de acordo com Hu. Se, neste "lodo", estiverem presentes altas concentrações de nanopartículas de Prata, o solo usado para agricultura pode ser prejudicado.

Hu está lançando um segundo estudo para estabelecer a que níveis a presença de nanopartículas de Prata se torna tóxica. Ele vai determinar o quanto as nanopartículas de Prata afetam o tratamento de águas servidas, introduzindo o nanomaterial em águas servidas e no lodo. Então, ele vai realizar medições do crescimento microbial para estabelecer os níveis de nanoprata que prejudicam o tratamento de águas servidas e a digestão do lodo.

A Water Environment Research Foundation recentemente concedeu a Hu $150,000 para determinar quando as nanopartículas de Prata começam a prejudicar o tratamento de águas servidas. Hu declarou que as nanopartículas nas águas servidas podem ser melhor gerenciadas e reguladas. Os trabalhos na pesquisa subseqüente devem estar completos até 2010.

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A pesquisa sobre nanopartículas de Prata, realizada por Hu e seu estudante graduado, Okkyoung Choi, foi recentemente publicado em "Water Research and Environmental Science & Technology".




Bom... Há especulações de que, em parte, as canalizações de chumbo para a água foram responsáveis pela deterioração do Império Romano. Mas alguém aprende algo com a História?...

29 abril 2008

Agora com Atom Feed

Atendendo à sugestão recebida, agora (lá no fim das trocentas matérias), os meus pacientes leitores podem "assinar" este Blog via Atom Feed. (Se clicar no título da matéria, aparece logo no fim da página).

Desculpem o "luser" aqui não ter pensado nisso antes...

23 abril 2008

Physics News Update nº 862

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 862, de 23 de abril de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE

O AQUECIMENTO DO EFEITO ESTUFA É UM FENÔMENO CLÁSSICO.

Um novo estudo conjunto, realizado por cientistas franceses e russos, mostra em detalhes como as moléculas de Dióxido de Carbono absorvem e, algumas vezes, espalham a energia da luz, não apenas como moléculas isoladas, mas também durante as colisões intermoleculares. A absorção por moléculas isoladas é certamente governada por efeitos quânticos, porém a absorção pelas moléculas durante as colisões é, como mostra o novo estudo, um processo governado pelas clássicas leis de movimento. Este novo enfoque sobre este importante gás de efeito estufa deve auxiliar os cientistas a criarem melhores modelos do aquecimento pelo efeito estufa.

A luz visível que vem do Sol banha a Terra diariamente e é refletida de volta pela Terra como radiação infravermelha (IV). Um aquecimento adicional ocorre quando parte desse IV é absorvido e retido na atmosfera. O CO2 é um gás do qual só existem traços na atmosfera, onde as moléculas de O2 e N2 são extremamente mais numerosas, mas sua crescente presença (em parte devida à atividade humana) e sua capacidade de absorver e aprisionar a radiação IV, são encarados como importantes na produção do efeito estufa. Moléculas de CO2 podem absorver luz individualmente. Mas as moléculas também podem absorver luz quando colidem com outras moléculas. Esta absorção induzida por colisão, que ocorre em comprimentos de onda diferentes daqueles das moléculas isoladas, e que responde por cerca de 10% da absorção total do IV, ainda é insuficientemente compreendida.

Michael Chrysos e seus colegas da Universidade de Angers (França) e da Universidade de São Petersburgo (Rússia) conseguiram agora calcular as primeiras fórmulas matemáticas exatas que podem ser usadas para calcular como as colisões entre moléculas podem modificar o espectro de absorção para essas moléculas (Ver figura em http://www.aip.org/png/2008>/300.htm). E não somente entre moléculas de CO2, mas também para colisões entre moléculas triatômicas, tais como o CO2, e moléculas diatômicas, tais como O2 e N2, ou mesmo entre moléculas diatômicas. Ordinariamente, O2 e N2 não absorvem radiação IV, uma vez que não têm diversos dos movimentos vibratórios das moléculas triatômicas, porém podem absorver IV sob certas circunstâncias de colisão. Assim, as fórmulas permitem aos pesquisadores investigar como o aquecimento do efeito estufa - a captura de radiação e a subseqüente distribuição da energia térmica - acontece.

Chrysos declara que a importância da absorção induzida por colisão depende da altitude. A 600 km, por exemplo, as moléculas de ar colidem em uma taxa de uma vez por minuto, enquanto que ao nível do mar esta taxa é de 1010 por segundo. Em Vênus, onde o CO2 é o gás dominante na atmosfera (96%) e onde as pressões são enormes, as colisões CO2-CO2 fornecem a maior parte do aquecimento do efeito estufa.

Em conclusão, o novo estudo aperfeiçoa o estudo do aquecimento por efeito estufa de diversas maneiras:

(1) Nos permite calcular exatamente quanto da energia dos fótons IV (interceptada por uma molécula de CO2, durante uma colisão CO2-CO2) é transferida diretamente para a molécula de gás vizinha, onde esta é convertida em energia cinética de translação; écerca de metade da energia do fóton de IV. A outra metade da energia do fóton de IV vai para a rotação das duas moléculas que, então, passam a girar mais rapidamente.

(2) Mostra como introduzir efeitos de ordem mais alta, tais como a colisão simultânea de três moléculas. Em Vênus tais colisões devem acrescentar muito à absorção do IV.

(3) Fornece indícios de que interações inter-moleculares a curta distância (interações que acontecem quando moléculas que vão colidir se aproximam a menos de poucos angstroms) não têm quaisquer efeitos na absorção, uma conclusão que conflita com a crença largamente difundida de que essas interações a curta distância deveriam exercer um papel importante na absorção induzida por colisão. Em lugar disto, o novo estudo argumenta que a absorção devida às colisões CO2-CO2 é exclusivamente governada pelas interações a longa distância, que podem ser modeladas e interpretadas com as conhecidas leis da física clássica somente. (Chrysos et al., Physical Review Letters, artigo em publicação).

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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.

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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.

16 abril 2008

Physics News Update nº 861

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 861, de 15 de abril de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE

DECOBRIR O BOSON DE HIGGS

é a tarefa imperativa para os dois mais poderosos aceleradores de partículas jamais construídos — o Tevatron, atualmente atingindo o pico de sua performance que já dura décadas, e o Large Hadron Collider (LHC) [Grande Colisor de Hádrons] no CERN, onde os feixes circularão pela primeira vez, ao longo de seu percurso de 27 km, nos próximos poucos meses. O Higgs ainda não foi descoberto, mas, no encontro desta semana da American Physical Society (APS) [Sociedade Americana de Física] em St. Louis dúzias de palestras se referiram ao estágio da busca pelo Higgs.

Por que o Higgs é tão importante? Porque se acredita que ele preenche todo o vácuo do universo; não para, como se pensava do velho æther, dar uma base material para a propagação das ondas eletromagnéticas, mas para interagir com as partículas e dar-lhes massa. Os efeitos do Higgs usualmente ficam escondidos no vácuo, porém, se concentrarmos suficiente energia em um pequeno volume de espaço — no ponto onde duas partículas energéticas colidem — então o Higgs pode ser transformado em uma partícula real cuja existência pode ser detectada.

Cálculos teóricos, com base no Modelo Padrão da física de partículas combinado com experiências anteriores, servem para estabelecer a possível faixa de massas para a partícula de Higgs. Atualmente se acredita que esta massa seja maior do que 114 GeV mas menor do que cerca de 190 GeV.

O Tevatron fornece energia mais do que suficiente para criar uma partícula dentro dessa faixa. O principal problema, então, é a luminosidade ou a densidade do feixe de partículas colididas por segundo. O Tevatron recentemente estabeleceu um recorde de alta luminosidade: 3,1 x 10³² por cm² por segundo.

Com o que se pareceria um "evento Higgs"? Um dos palestrantes no encontro, Brian Winer (Ohio State), declarou que o "evento mais parecido com um evento-Higgs" já observado até hoje naquele (se supõe) de uma colisão próton-antipróton, no Tevatron, que criou uma bola de fogo que então decaiu em um bóson W (um vetor da força nuclear fraca) e uma partícula de Higgs. O Higgs, por sua vez, rapidamente decaiu em um par de quarks bottom-antibottom cuja massa combinada chegava a 120 GeV. Por si só, um tal evento não constitui uma descoberta. A observação bem sucedida do Higgs envolve a descoberta de um inventário de eventos candidatos substancialmente maior do que o número de efeitos de fundo esperados em colisões que não produzem uma partícula de Higgs, mas que imitam algumas de suas características.

O tempo (e a luminosidade) dirão se o Tevatron acumula um número suficiente de eventos "candidatos a Higgs" para que se possa estabelecer uma "descoberta" estatisticamente satisfatória. Um dos físicos do Tevatron, Dmitri Denisov, fez uma sumário do provável estado de coisas quando as experiências (os grupos de detecção CDF e D0) começarem a divulgar os resultados no ano de 2010. A luminosidade, disse ele, seria provavelmente o dobro da atual e que teriam sido analisados de 4 a 8 vezes mais dados do que os disponíveis hoje.

O Higgs, se ele existir, deve aparecer abundantemente no LHC, onde a energia de colisão é muito mais alta do que no Tevatron. Abraham Seiden da UC Santa Cruz, apresentou um sumário da situação atual no LHC. No laboratório do CERN os cientistas estão, agora, resfriando os magnetos que guiarão os prótons em suas trajetórias adequadas, até as temperaturas próximas do zero absoluto necessárias para o funcionamento em modo supercondutor. Embora projetado para produzir feixes de prótons de 7 TeV, o acelerador vai, inicialmente, manter uma energia mais conservadora, na faixa de 5 TeV. Quanto ao calendário atual, Seiden citou um recente relatório do CERN que especifica que a máquina será resfriada em meados de junho e ficará pronta para fazer circular os feixes em torno dos anéis, e agosto como a data quando começarão a acontecer as reais colisões de partículas.

No entanto, vários cientistas presentes ao encontro, quando inquiridos, se mostraram algo céticos sobre a factibilidade desse calendário. No tocante às perspectivas de descobertas no LHC nos anos vindouros, Seiden declarou que se pode esperar encontrar provas de uma partícula supersimétrica (uma de uma grande família de partículas hipotéticas) até 2009, enquanto que a descoberta do Higgs pode ser possível até 2010.

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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.

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09 abril 2008

Physics News Update nº 860

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 860, de 9 de abril de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE

RELÓGIOS ÓPTICOS FICAM MELHORES.

Duas experiências separadas no Colorado conseguem leituras de freqüências de emissões, feitas por átomos ou íons, com uma incerteza de 10-16 ou melhor. Os primeiros relógios atômicos funcionavam por meio da leitura dos movimentos das transições internas de um estado quântico para outro nos átomos de Césio; a luz emitida fica na faixa das microondas.

Com o uso das técnicas de pente de freqüência (ver PNU nº 853, matéria 1) a medição das freqüências no espectro visível também pode ser feito com grande precisão. Na edição de 28 de março de 2008 da Science dois grupos relataram novos soberbos níveis de precisão.

Uma das experiências, realizada por uma equipe de JILA/Colorado/ NIST-Boulder (Ludlow et al.), calibra a incerteza de um relógio com base em átomos neutros de Estrôncio a um nível de 10-16, comparando-o a um relógio que usa átomos de Cálcio e está localizado a um quilômetro de distância.

A outra experiência, realizada no NIST-Boulder (Rosenband et al), observa dois relógios separados por 100 metros. Os relógios contém, respectivamente, um único íon de Alumínio e um único íon de Mercúrio. A incerteza fracionária na taxa de emissões de freqüências ficou estabelecida em 5,2 x 10-17. (Veja mais informações nesta página do NIST e nesta, também)

UM ESTADO DE SUPERISOLANTE,

foi observado por uma colaboração Argonne - Novovsibirsk - Regensburg - Bochum no estudo de películas de Nitrito de Titânio e é a antítese do estado supercondutor.

Na supercondutividade convencional, os elétrons se emparelham e estes pares entram em um único estado quântico, no qual a corrente flui com resistividade elétrica nula. Em contraste, a película de Nitrito de Titânio estudada aqui, embora seja normalmente um supercondutor em baixas temperaturas, pode ser forçada a se transformar em um isolante.

Sob uma combinação de condições - uma determinada espessura para a amostra e a presença de um campo magnético externo - a redução da temperatura pode, na verdade, reverter a propriedade elétrica do material, de uma resistividade nula a uma condutividade nula; em outras palavras: um isolante perfeito. (Vinokur et al., Nature, 3 de abril de 2008).

JÚPITER EM UMA BOLHA DE SABÃO.

Físicos da Universidade de Bordeaux conseguiram produzir mini-tempestades, semelhantes a furacões, em bolhas de sabão semi-esféricas. Eles conseguiram até reproduzir um equivalente saponáceo da Grande Mancha Vermelha de Júpiter.

As bolhas, com 6 a 10 cm de diâmetro, são aquecidas no Equador e resfriadas no Polo. Este diferencial térmico estabelece turbulências que, algumas vezes, podem se manifestar como um turbilhão do tipo da Mancha Vermelha.

De acordo com o autor Kellay Hamid, uma particularidade que distingue a experiência de Bordeaux das anteriores na modelagem de turbulências em fluidos, é a ausência de uma parede lateral na superfície do fluido, que, no caso, é uma película hemisférica. (Seychelles et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)

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03 abril 2008

Ainda sobre ciência e ética...


Eu deveria ter ficado de boca fechada, já que eu não sou cientista e sou praticante de uma religião particularmente discutível, mas... A discussão também pode ser encarada do ponto de vista do “usuário final”, ou seja, do cidadão comum que não consegue entender direito os termos técnicos e as sutilezas do linguajar dos cientistas (mais ainda quando eles partem para a matemática...), mas que emprega em seu dia-a-dia os efeitos práticos dessa ciência: os avanços tecnológicos.

Acabei me embaralhando todo em um artigo onde eu pretendia dizer uma coisa e acabei me perdendo nos meandros de tentar explicar onde as religiões tinham ido buscar seus "dogmas" e "revelações divinas"...

Então, vamos voltar à vaca-fria e, pelo processo de exposição de idéias predominante no idioma francês, começar cada parágrafo com uma assertiva e discutí-la ao longo da exposição.

Tanto a "ciência", como a "religião", nasceram da observação que o ser humano faz da Natureza. Só que a ciência, a partir de um certo estágio, deixou de encontrar nas "explicações" baseadas na "vontade divina" as respostas para os fenômenos observáveis e passou a confiar no que passou a se chamar "método científico": observação do fenômeno, busca de explicações para o mesmo em hipóteses onde o "sobrenatural" não tivesse que intervir, extrapolação para hipóteses genéricas, previsões experimentáveis a partir dessas hipóteses e a realização de experiências em ambientes controlados para verificar a exatidão dessas previsões. ("Até aí morreu Neves"... calma... eu chego lá...)

Para a ciência, nada é "sobrenatural": tudo tem uma explicação "natural". E aí começou a "briga". A partir deste posicionamento, uns radicalizaram afirmando que "religião é tolice", e seus opositores querendo "tapar o Sol com uma peneira" e se recusando a admitir o óbvio: se os "dogmas" não se enquadram na realidade, provada e comprovada, o dogma é que é a tolice... Isso é particularmente verídico para a civilização ocidental (as religiões orientais não são muito afetadas pela ciência...), onde as Igrejas majoritárias insistiam (e até hoje insistem) em igualar Π a 3, porque isso consta das "Sagradas Escrituras"...

Até hoje, tanto a "ciência", como as "religiões" têm um ponto (errado) em comum: tomam o ser humano como unidade de medida. E esse erro persiste, por mais que a ciência tenha descoberto que a Terra não é o "Centro do Universo" e que o Homo Sapiens é apenas um primata "que deu certo" (pelo menos, mais "certo" do que os outros...). Esse "paroquialismo" também é um entrave à compreensão da Natureza, porque, mesmo os céticos empedernidos, têm esse preconceito tão imbuído em sua mentalidade que até "fabricam" dados para "comprovar" essa "superioridade", embora não exista uma só habilidade do "ser humano" que não seja encontrável em outra espécie da Terra (e, quando se afirma isto, chovem argumentos em contrário, todos eles com o mesmíssimo ranço de preconceito que os "bons cientistas céticos" atribuem aos "reacionários religiosos"...) Ninguém está disposto a conceder o "benefício da dúvida" sobre, por exemplo, a capacidade dos chimpanzés de exprimirem abstrações (coisa já demonstrada), ou de admitirem que o cérebro dos golfinhos pelo menos parece ter uma capacidade de processar informações igual ou superior à do Homo Sapiens...

Todo conceito de "ética" que não possa ser resumido a "não faça aos outros aquilo que não quer que façam com você", é apenas uma "racionalização" de algum preconceito. Só que esta noção também está tendo sua abrangência atualizada pelo progresso da ciência. A espécie humana já está começando a entender (nem que seja pelo processo mais doloroso) que seu meio ambiente não é "casa da sogra": o princípio TANSTAAFL vale para tudo, inclusive para as modificações introduzidas, mesmo que inadvertidamente, sobre o meio ambiente. E existem muitos "efeitos borboleta" que não foram ainda adequadamente estudados... Infelizmente, a grande maioria das pessoas ainda não se deu conta disto e continua discutindo o inevitável, com base em paradigmas paroquianos e escalas de valores mesquinhos que não vão além da vaga noção de um país... As mesmas pessoas que rezam "seja feita a Sua Vontade", não são capazes de mentalizar um "Deus" que não atenda a seus caprichos vãos, e estão certíssimas de que podem ensinar ao "Criador" a gerir sua "Criação"...

As "elites", antes de terem qualquer "direito", têm OBRIGAÇÕES para com seus "súditos". Isso era um princípio básico no nascimento das "aristocracias"... (e, por falar nisso, nas religiões, também...) Os "mais fortes" têm a obrigação de defenderem os "mais fracos". Os "mais sábios" têm a obrigação de ensinar os "menos sábios". Os "mais rápidos" ou "mais espertos" têm o dever de servir de isca para despistar o predador. Os "mais hábeis" têm a obrigação de realizarem os serviços mais difíceis. Etc... Foi assim que esse "macaquinho metido a besta" conseguiu chegar onde chegou... Só que "tem macaco demais"... O próprio "sucesso" da espécie humana traz, em si, o germe de sua perdição: a arrogância. Um dos "Livros Sagrados" diz que "Deus" disse: "crescei e multiplicai-vos". Deveria ter "desenhado"... A parte do "multiplicai-vos" foi bastante fácil de entender (claro!... é a mais prazerosa!...) Mas a parte do "crescei" parece que foi mal entendida. Continuamos achando que somos "filhos únicos de papai rico" e que podemos gastar sem repor, usar e abusar, sujar sem limpar e destruir aquilo que obsta nosso caminho. As pessoas ficam "adultas"; a humanidade, não... E o que começou como reverência perante o desconhecido, transformou-se em mero instrumento de dominação e, atualmente, serve de pretexto para "justificar" selvagerias e obscurantismo. A "Glória de Deus" tem limites!... Limites impostos pela conveniência dos "poderosos" e dos espertalhões... O tal "Criador" não pode ter criado um universo tão grande assim, porque, se assim for, Ele não vai perder seu tempo para ouvir os choramingos e louvaminhas dos incompetentes. Não vai ter traçado um "processo evolutivo" que não pare nestes macaquinhos arrogantes. Não vai ter criado tudo, se não for para servir de play-ground para uma espécie que apareceu ainda agora no universo e acha que todos os segredos podem ser revelados com sua "arte e engenho"...

E o que isso tudo tem a ver com "O Papel do Cientista nas Decisões Éticas"? Bom... Para começo de conversa, para lembrar aos cientistas de que eles têm algumas das perguntas e muito poucas das respostas. São seres humanos como quaisquer outros e sujeitos a erros de avaliação, inclusive quanto ao significado dos dados matemáticos que colhem. A ciência é um meio, não um fim em si. Nenhum cientista que se preze diria, como um jurista, fiat cientia, pereat mundus... E que, se há na Natureza alguma "ética", ela nada tem a ver com as necessidades da espécie humana. O universo andou certinho, durante muito tempo, antes da humanidade aparecer. E não vai sentir a menor saudade se formos extintos... E que sua única obrigação - enquanto cientistas - é a de apresentar os fatos conhecidos. Se, a partir de seus conhecimentos, adquirirem alguma convicção quanto a questões "éticas", se conformarem com o fato de que a grande maioria não possui estes conhecimentos e pode decidir em sentido contrário... por mais que se arrependam depois.

A informação pode estar disponível para todos. O discernimento para o uso dessa informação é que varia. E, por enquanto, nem a ciência, nem qualquer religião conhece uma "cura da estupidez". Asimov usou como título para um de seus livros de sci-fi parte da frase (que ele atribui a Schiller): Contra a estupidez, os próprios Deuses lutam em vão...

Eventuais comentários aqui, por favor)