O Método das Ciências da Natureza

1. O Método das Ciênciasda Natureza By Zéck

2. O desafio do método • As ciências avançam a partir de problemas que desafiam a compreensão; • Problemas solucionados remetem a outros que exigem novas pesquisas. • As conclusões da ciência têm um caráter histórico e provisório.

3. Método • Vem do grego meta, “ao longo de”, e hodós, “via, caminho”. • Para alcançar um objetivo determinado precisamos agir com método, desenvolvendo um conjunto de procedimentos racionais, ordenados, que nos encaminhem em direção à verdade procurada ou à ação desejada.

4. Senso comum • Também supõe um método pelo qual procuramos solucionar os problemas com que nos defrontamos o para realizar uma ação, por exemplo, planejar uma viagem.

5. A investigação científica • Inicialmente restrito à física e à astronomia, o método científico universalizou-se, servindo de modelo e inspiração às outras ciências particulares que se destacavam aos poucos do corpo da “filosofia natural”.

6. A classificação das ciências • Ciências formais – matemática e lógica; • Ciências da natureza – física, química, geologia, geografia, física, etc. • Ciências humanas – psicologia, sociologia, economia, história, geografia humana, linguística, etnologia, etc.

7. Método experimental • Observação – A todo momento fazemos observações de maneira gratuita, ao acaso, com propósitos aleatórios. • A observação científica é rigorosa, precisa, metódica, orientada para a explicação dos fatos e, mais do que isso, já orientada por uma teoria.

8. Exemplo • Claude Bernard (1813-1878) – Já sabia que os animais herbívoros têm urina turva e alcalina, e o fato de ela estar clara e ácida chamou a sua atenção.

9. Formas de observação • Há situações em que apenas os nossos sentidos são suficientes para a observação; outras vezes exigem instrumentos como microscópio, telescópio, sismógrafo, balança, termômetro, que lhe emprestem maior precisão e menos subjetividade.

10. A seletividade da observação • Duas pessoas que observam a mesma paisagem não a registram como uma câmara fotográfica, porque o olhar humano é dirigido por uma intenção e, portanto, tende para certos pontos e não para outros.

11. Observação e a teoria • A teoria “nos ensina a ver”. Portanto, os fatos nunca constituem o dado primeiro, mas resultam de nossa observação interpretativa. Em outras palavras, a observação científica está impregnada de teoria.

12. Hipótese • Do grego hypó, “debaixo de”, “sob”, e thésis, “proposição”. Hipótese é o que “está sob a tese”, o que está suposto. • É a explicação provisória dos fenômenos observados, a interpretação antecipada que deverá ser ou não confirmada. • O papel da hipótese é reorganizar os fatos de acordo com uma ordem e tentar explicá-los provisoriamente.

13. A fonte da hipótese • A formulação da hipótese não depende de procedimentos mecânicos, mas de engenhosidade. • Nesta etapa, o cientista pode ser comparado ao artista que, inspirado, descobre uma nova forma de expressão. Muitas vezes a descoberta resulta de um insight.

14. Tipos de raciocínio • Indução – generalização de casos diferentes e particulares: exemplo, na experiência da queda dos corpos, Galileu supõe que todos os corpos caem ao mesmo tempo, independetemente do peso.

15. Raciocínio hipotético-dedutivo • quando é formulada uma hipótese e comprovam-se empiricamente as consequências que são tiradas dela: exemplo, a hipótese da teoria da relatividade de Einstein supôs o desvio da luz por um campo gravitacional, o que foi verificado em 1919, por ocasião de um eclipse.

16. Analogia • Quando são estabelecidas relações de semelhança entre fenômenos: exemplo, o modelo atômico de Bohr é feito por analogia ao modelo do sistema solar; conclusões em experiências feitas com animais são transpostos para os humanos etc.

17. Critérios de valor da hipótese • Relevância – são consideradas explicações fracas aquelas que não nos levarem a descobrir a causa do fenômeno; e relevantes as que nos conduzirem à verdade, à descoberta do nexo causal.

18. Possibilidade de ser submetida a testes • A hipótese deve ser passível de teste empírico, o que quase sempre é complicado de realizar. • Como observar radiações, elétrons, partículas e ondas, por exemplo?

19. Compatibilidade com hipóteses já confirmadas • Uma característica da ciência é a abrangência de diversas hipóteses compatíveis entre si, compondo um todo coerente, que exclui enunciados contraditórios. • Mas, às vezes esta contradição pode indicar um novo caminho válido a ser percorrido. Exemplo, o conflito entre a teoria da relatividade e a teoria newtoniana.

20. Experimentação • A experimentação é o estudo dos fenômenos em condições determinadas pelo experimentador. Trata-se de observação provocada para fim de controle da hipótese

21. Exemplo de Claude Bernard • Fez variar o regime alimentar dos coelhos, dando a alguns a alimentação herbívora e, a outros, carnívora; repetiu a experiência com um cavalo (controle experimental).

22. A experimentação permite • Repetir os fenômenos; • Variar as condições de experiência; • Tornar mais lentos os fenômenos muito rápidos (o plano inclinado de Galileu); • Simplificar aos fenômenos: para estudar a variação do volume, mantém-se constante a pressão dos gases.

23. Dificuldades da experimentação • Nem sempre a observação é simples ou viável. Ex: é impossível observar diretamente a evolução darwiniana. • Quando a experimentação refuta a hipótese, o cientista deve recomeçar a busca de outra hipótese, e outra e mais outra...

24. Generalização • Aristóteles já dizia que não existe ciência senão do universal. A análise dos fenômenos nos leva à formulação de leis, enunciados que descrevem regularidades ou normas. • Na fase de experimentação, analisamos as variações dos fenômenos: observadas as relações constantes, podemos generalizar. Por exemplo, se a temperatura de um gás aumentar, mantida a mesma pressão, então o seu volume aumentará.

25. Tipos de generalização • As leis empíricas (ou leis particulares) são inferidas de alguns casos particulares. Por exemplo, "o calor dilata os corpos", "os mamíferos produzem sua própria vitamina E", "o fígado tem função glicogênica" ou, ainda, a lei da queda dos corpos, a lei dos gases etc.

26. As leis teóricas • São leis mais gerais e abrangentes que reúnem as diversas leis particulares sob uma perspectiva mais ampla. Por exemplo: a teoria da gravitação universal de Newton engloba as leis planetárias de Kepler e a lei da queda dos corpos de Galileu.

27. Fecundidade da teoria • Caráter unificador – quando, por exemplo, Newton reúne leis referentes a domínios distintos numa só explicação sobre a gravitação universal.

28. Poder heurístico • Por exemplo, a teoria da gravitação universal permite calcular a massa do Sol e dos planetas, explicar as marés etc. Portanto, a teoria não só unifica o saber adquirido, articulando leis isoladas, como também é fecunda, ao possibilitar novas investigações.

29. A ciência como construção • Até aqui, distinguimos hipótese, lei e teoria, mas na verdade todos esses conceitos constituem hipóteses em graus diferentes que dependem dos níveis de comprovação a que foram submetidas. Ainda que haja grande diferença entre uma primeira hipótese não comprovada pelos fatos e outra suficientemente testada e corroborada pelos fatos — como a teoria da gravitação universal de Newton —, mesmo esta última poderá ser contestada sob algum aspecto, como de fato ocorreu com o surgimento da teoria de Einstein.

30. Luz: onda ou corpúsculo? • Consideremos, ainda, o exemplo da teoria da luz. Newton admite a emissão corpuscular da luz, enquanto Fresnel, no século XIX, desenvolve a teoria ondulatória. Qual teoria é a verdadeira? A teoria corpuscular explica fenômenos como a refração e a reflexão da luz, enquanto a teoria ondulatória explica fenômenos de interferência de ondas.

31. Teorias científicas são verdadeiras? • O sucessivo alternar de teorias que se completam, se contradizem ou são abandonadas indica que a ciência não é um conhecimento "certo", "infalível", nem as teorias são o "reflexo" do real. Por isso, nas discussões entre filósofos da ciência, a teoria científica aparece como construção da mente, hipótese de trabalho, função pragmática que torna possível a previsão e a ação, descrição de relações entre elementos, nunca a garantia de certeza definitiva.

32. A evolução das espécies • O feito mais notável no século XIX foi a teoria da evolução de Charles Darwin. Este feito veio a público em 1859, com a publicação de A Origem das Espécies. • Esta teoria pretende explicar como todos os animais, inclusive os seres humanos, evoluíram ao longo de milhões de anos. Como o próprio Darwin esperava, esta teoria sofreu críticas apaixonadas e foi por muitos considerada herética.

33. A viagem no Beagle • Esta viagem ocorreu durante cinco anos (1831-1836) e foi organizada pelo governo inglês. • Foi durante esta viagem que Darwin observou que determinada espécie sofria mudanças nas diferentes regiões que visitava, mas tinha dificuldades em explicar como a seleção operava.

34. A leitura de Malthus • Thomas Malthus (1766-1834), economista inglês, em Ensaio sobre o princípio da população, afirmava que o fato de a população crescer mais que a produção de alimento é a causa da fome, da doença e da guerra.

35. Foi exatamente esta leitura que deu a Darwin a chave para o enigma que estava tentando decifrar. • Ele percebeu que se a população de uma determinada espécie se reproduzir mais rápido do que os alimentos que há em uma determinada região, isto vai gerar uma luta pela sobrevivência e apenas os indivíduos mais aptos sobreviveriam. Isto, segundo Darwin, faria com que novas espécies surgissem ao longo do tempo.

36. O criacionismo • É um movimento que surgiu nos Estados Unidos e que não aceita descartar a fé na criação divina. • Os mais radicais são antievolucionistas, pois crêem na versão bíblica, rejeitando que os seres humanos tenham derivado de um ancestral simiesco.

37. Evolucionismo ou criacionismo • A grande crítica que se faz ao criacionismo é que a fé não deve ser tomada como critério de avaliação de uma teoria. Apenas o que pode ser verificado de maneira objetiva. • Isso não significa desrespeitar ou negar crenças pessoais, mas apenas não aceitá-las como critério de fundamento para teorias científicas, porque a fé não se coaduna com a exigência de evidência e de rigor do método científico.

38. A contraposição criacionista • Devido à complexidade do Universo, não é possível explicá-lo apenas pela evolução e pelo acaso, sendo necessário admitir uma primeira Inteligência criadora. Mais ainda, aceitar o evolucionismo seria colocar em questão a criação divina. Com relação ao ensino nas escolas, eles consideram mais justo apresentar ambas as orientações, mostrando os pontos fortes e fracos de cada uma.

39. Ambigüidade do progresso científico • É inegável que houve um incrível impulso no desenvolvimento científico durante o século XX. • Além de inúmeras descobertas, houve também um avanço sem precedentes nas conquistas tecnológicas.

40. Efeitos negativos desse avanço • Não há como negar o risco dos seus efeitos maléficos, como a guerra ou a poluição. Embora isto se deva não exatamente à ciência, mas ao uso que delas fazem as pessoas, seja individualmente ou por meio de empresas privadas ou do poder público.