Aula 2: O Método Científico

1. Aula 2: O Método Científico

2. O desafio da Astrologia • Virgem • “Uma época da sua vida vem chegando ao fim. Você acha que ultrapassou a pior parte, mas ainda há que melhorar e conseguir a estabilidade de suas conquistas”. • Se a Lua influencia as pessoas, porque os astros não influenciariam as pessoas? • A Astrologia é uma teoria científica?

3. A Astrologia é uma Ciência? • A Astrologia é uma Ciência porque... • possui métodos e técnicas estabelecidas • Tem teorias e objeto definido • Cada pessoa tem um mapa astral... • A Astrologia não é uma Ciência • Aprovação científica • Qual é a capacidade preditiva? • Quanto mais genérico, menos verificável • Mesma teoria leva a diferentes predições • Impossibilidade de separar o observador do fenômeno observado • Levar a conclusões regulares • Consistência da teoria não é bem formulada?

4. A Astrologia é uma Ciência? • Poder explicativo • Teoria científica precisa dizer porque algo acontece, e não apenas o que acontece... • Resultado precisa ser validado... • Como se vai saber que o “uma época da vida está chegando ao fim?” • Teoria Científica • Diz o que não pode acontecer. • Limitação da nossa capacidade de explicação • Produz o avanço do conhecimento • Eu sei hoje mais do que sabíamos ontem...

5. E o caso da psicologia freudiana? • Freud • Existência do insconciente • Formas: Ego, ID, Superego • A psicologia freudiana é uma ciência? • Poder explicativo amplo demais • Existe algum comportamento que não pode ser explicado por uma combinação de Id, Ego e super-ego? • “Eu era infeliz e não sabia...” • Visões alternativas da psicologia • Avanços da neurociência • Como a partir de rede de conexões nervosas, pode emergir a consciência?

6. O caso da psicologia freudiana • Cerne • Existência do inconsciente • Tema-chave da pesquisa científica • Neurociência • Como é que, de um conjunto de neurônios e conexões, emerge o fenômeno da consciência? • “Em busca de Espinosa” (Antônio Damásio) • Psicologia freudiana • Colocou em evidência questões científicas • Provoca problemas científicos não-resolvidos?

7. Introdução • O que é conhecimento? • O conhecimento é possível? • Se o conhecimento é possível, • Como reconhecer quando sabemos algo? • Como adquirir conhecimento? • O que é Ciência? • O que chamamos de conhecimento científico? • Como separar a Ciência da pseudo-ciência?

8. O que é Ciência? • Busca de explicação racional do universo • Teoria científica • Capaz de explicar o mundo • Começamos na ignorância… • “Tudo é água”, Tales de Mileto • …e acabamos construindo respostas plaúsiveis • Tabela periódica dos elementos químicos

9. A Visão de Popper • Karl Popper • Filósofo da ciência mais influente do século XX • Questão central • Problema da demarcação • Separar ciência da não-ciência • Constatação básica: A Ciência evolui! • Cosmologia • Newton: lei da gravitação universal • Einstein: teoria da relatividade • Há muito ainda que não sabemos? O Big-bang existiu mesmo?

10. A Visão de Popper • Teorias como conjecturas • Afirmações plausíveis sobre o universo • Podem ser submetidas a testes críticos • Nunca podemos saber se são verdadeiras ou não • Teorias devem poder ser sujeitas a testes • Uma teoria deve ser refutável!! • Conduzir um experimento que possa rejeitar esta teoria • Teoria tem de ser capaz de fazer predição • Observações da realidade são experimentos da teoria

11. Teoria e Observações • Teste de uma novo remédio • Observar o comportamento de ratos em laboratório • Observar as órbitas dos planetas • Arquivo de todas as posições dos planetas a cada dia • Tycho Brahe • Teoria de Copérnico/Newton/Kepler/Galileu é maior que as observações dos planetas • Observações de Brahe foram fundamentais para reforçar a teoria

12. O Método Científico em Cinco Partes • Observação • Entender seu objeto de estudo tanto quanto sua capacidade de observação permite • Hipótese • Formular uma hipótese a partir da análise dos dados • Previsões • Usar a hipótese para predizer os resultados de novas observações • Experimento • Desenvolver experimentos para testar suas predições. • Repetir os passos de predição e experimentação até reduzir discrepâncias entre teoria e observações. • Teoria • Construir uma teoria que provê um conjunto coerente de proposições que explicam uma classe de fenômenos.

13. O Método Científico: visão idealizada Questões Problema Hipóteses Observações Metodologia Refutação/ Confirmação Experimento Analise

14. O que é um problema? Algo que não pudemos explicar Problemas • Como os planetas se movem? • O que causa o cólera? • O que causou a extinção dos dinossauros? • Ë possível colorir qualquer mapa com apenas 4 cores? A ciência é um processo de solução de problemas.

15. O que é a explicação científica? Desenvolvimento de uma teoria que prevê os fenômenos observados Geoinformação ofere um tipo especial de explicação: conhecimento como construção. Os programas são teorias formais de explanação de fenômenos sociais e naturais. • (re)usáveis em experimentos • Compreensíveis

16. O que é uma hipótese? A semente de uma nova teoria para resolver o problema. Examplos • Os planetas giram em torno do Sol • Cólera é transmitido ao beber água contaminada • Os dinossauros desapareceram por uma mudança climática causada pela queda de um asteróide • Qualquer mapa pode ser colorido com um máximo de 4 cores.

17. O que é um experimento? Um teste reprodutível da hipótese Examplos • Calcular e observar as posições dos planets • Analisar a conexão entre as fontes de água potável e os casos de cólera • Encontrar evidências para o impacto do meteorito • Estabelecer um procedimento formal que permita colorir qualquer mapa

18. O método científico na prática • Hipóteses precisam ser refutáveis(o que nem sempre é o objetivo do trabalho) • Os experimentos precisam ser reprodutíveis • Os resultados precisam ser comunicados • Os métodos e resultados precisam ser criticados • „war stories“ não são científicas

19. Como achar um bom problema • Definir seu problema é a parte mais difícil • Seja modesto! • Concentre-se em achar um problema bem-definido • Clareza é fundamental (i.e., escrever sempre!)

20. Como projetar experimentos • Requisitos de uma boa metodologia • fornecer evidências a favor e contra a hipótese • incluir um ou mais experimentos • ser inovadora no caso de um doutorado

21. “Young man, what’s your problem?”

22. O que quer dizer “ter uma teoria”? • Uma pessoa A tem uma teoria T se ele não sabe se T é verdadeiro, mas acredita que T é plausível • Componentes de uma teoria científica T • Conjunto de proposições plausíveis • Capazes de ser expressas de forma sistemática • (Popper) Capazes de ser refutadas • Todo trabalho científico se propõe a ser um destes: • Exposição de uma teoria nova • Confirmação de uma teoria com um experimento • Refutação de uma teoria • Extensão de uma teoria existente

23. Tipos de Teoria (Rapoport) • Teorias matemáticas de movimento • Noções de transição de estado e de movimento • Equações da gravitação (Newton e Einstein) • Teoria de equilíbrio • Não tem transição de fase • Termodinâmica clássica, ótica • Teorias estocásticas • Eventos e distribuições • Amostragem e validação estatística • Genética, Ecologia, Epidemiologia, Demografia • Inclui fenômenos localizados no espaço

24. Tipos de Teoria (Rapoport) • Teorias qualitativas • Classificação de termos de forma heurística • Alguma base para experimento de campo • Exclusão Social, Ciência do Comportamento • Teorias taxonômicas • Classificação biológica • Teorias históricas • Explicação de fatos • Busca de fontes primárias e secundárias • Estabelecimento de contexto • Relações causa-efeito

25. Teorias em áreas multidisciplinares • Modo de operação “pragmático” • Escolhemos um problema complexo • foco de atenção e aplicação dos conhecimentos disciplinares. • Os objetivos da pesquisa • palpáveis e inovadores • questões não respondidas adequadamente em nenhum ambiente disciplinar. • Exemplo: Genoma Humano e os estudos associados.

26. Teorias em áreas multidisciplinares • Processo de desmatamento da Amazônia • Componentes • Econômico (economia da soja e da pecuária) • Demográfico (crescimento e migração de população) • Sociologico (populações tradicionais, sem-terra, grandes proprietários) • Sensoriamento Remoto (análise de imagens) • Na maior parte dos casos temos evidências indiretas • Por exemplo, os padrões de desmatamento nas imagens • É possível associar padrões a processos socioeconômicos?

27. Popper: Três Visões do Conhecimento • Essencialismo (“conhecimento como essência”) • Conhecimento consiste em descrições “verdadeiras” • É possível estabelecer a verdade “final” • Melhores teorias descrevem a “essência” • Conhecimento que está além das aparências • Problemas • Não abre espaço para o avanço do conhecimento • Rejeição de teorias • Várias teorias plausíveis sobre um assunto • Não resolve o problema da demarcação

28. Popper: Três Visões do Conhecimento • Instrumentalismo • Teorias são meros instrumentos que permitem explicar fenômenos da natureza • Conjunto de instruções para derivar afirmações “científicas” • Situação comum • Observações como representações indiretas do fenômeno • Teorias são explicações plausíveis das observações • Não estão afirmando conceitos sobre a natureza • Casos • Uso computador como instrumento de representação • Uso de técnicas auto-referentes (“estatística kappa”) • Muito comum

29. Popper: Três Visões de Conhecimento • Rejeição do instrumentalismo • Instrumentalismo implica na impossibilidade do conhecimento da natureza • Teorias instrumentalistas são regras para produzir resultados • Abordagem não permite a rejeição da teoria • Teorias como conjecturas • A busca do conhecimento é possível • Nós nunca “chegaremos lá...” • Mas podemos “ficar bem perto...”

30. Popper: Motivação • Contrário ao relativismo em Ciência • Relativismo • Ciências humanas • “escolas de pensamento”: positivismo, marxismo, estruturalismo, pós-modernismo (“auto-consistência”) • “rejeição” da observação (medidas) • Interface ciências humanas – ciências exatas • Tensão entre ‘descritivo’ e ‘quantitativo’

31. Questionamentos da Visão de Popper • Thomas Kuhn • A Estrutura das Revoluções Científicas • Paul Feyrabend • Contra o Método • Jurgen Habermas • Conhecimento e Interesse • Ciência e Técnica como Ideologia

32. Conjecturas ? I would never die for my beliefs because I might be wrong. Bertrand Russell