Filosofia da ciência com ênfase em Física

Filosofia da ciência com ênfase em Física

(Parte 1 de 6)

Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física UFRGS

Eduardo Alcides Peter Paulo Machado Mors

Textos de Apoio ao Professor de Física, v.20 n.1, 2009

Instituto de Física – UFRGS

Programa de Pós – Graduação em Ensino de Física Mestrado Profissional em Ensino de Física

Eliane Angela Veit

Editores: Marco Antonio Moreira

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Biblioteca Professora Ruth de Souza Schneider Instituto de Física/UFRGS

Impressão: Waldomiro da Silva Olivo
Intercalação: João Batista C. da Silva

P468v Peter, Eduardo Alcides

Uma visão histórica da ciência com ênfase na Física /

Eduardo Alcides Peter, Paulo Machado Mors – Porto Alegre: UFRGS, Instituto de Física, 2009.

53 p. (Textos de apoio ao professor de física / Marco

Antonio Moreira, Eliane Angela Veit, ISSN 1807-2763; v. 20 , n. 1)

Produto do trabalho de conclusão do Curso de Licenciatura em Física, do Instituto de Física, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

1. Epistemologia 2. Filosofia da Ciência3. Popper, Karl

Raimund. 4. Kuhn, Thomas S. 5. Lakatos, Imre I. Mors, Paulo Machado I. Título II. Série.

PACS: 01.40.E

TEXTOS DE APOIO AO PROFESSOR DE FÍSICA – IF-UFRGS PETER, E. A. & MORS, P.M. v. 20 n°1

Aristóteles foi o principal responsável pela separação das áreas do conhecimento e podemos atribuir a ele a primeira epistemologia com caráter científico. Devemos salientar que ela era muito ingênua e que muitos elementos da física de Aristóteles, que há muito tempo foram rechaçados, insistem em sobreviver nos ambientes escolares. Infelizmente, é amplamente divulgado que a ciência produz enunciados verdadeiros e infalíveis, os quais são adquiridos através da pura observação da natureza. Não restrita ao cotidiano, essa perspectiva positivista acerca da ciência contamina inclusive a academia. São expostas, neste trabalho, três epistemologias da ciência distintas, com a intenção de tornar claro ao leitor que a forma de se compreender a ciência proposta pelos positivistas fica aquém das expectativas exigidas por um público menos ingênuo. Este texto é resultado do Trabalho de Conclusão de Curso de Eduardo Alcides Peter junto ao Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e se destina principalmente aos professores de nível médio que, esperamos, possam, com sua leitura, transmitir aos seus alunos uma idéia mais completa do que é a ciência.

Eduardo Alcides Peter Paulo Machado Mors

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INTRODUÇÃO7
A FÍSICA ARISTOTÉLICA9
O PENSAMENTO CARTESIANO1
A INDUÇÃO É UM PROCESSO LEGÍTIMO?13
O POSITIVISMO LÓGICO15
A EPISTEMOLOGIA DA CIÊNCIA DE KARL POPPER19
THOMAS KUHN: UMA NOVA EPISTEMOLOGIA DA CIÊNCIA27
IMRE LAKATOS: O DESENVOLVIMENTO DA EPISTEMOLOGIA DE KARL POPPER3
CONCLUSÃO39
GLOSSÁRIO45

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A epistemologia da ciência, ou filosofia da ciência, freqüentemente é tratada simplesmente como epistemologia. Isto é um equívoco histórico. Epistemologia, simplesmente, se refere à epistemologia analítica. A epistemologia analítica trata do conhecimento proposicional, bem como está baseada na lógica filosófica. A epistemologia da ciência se ocupa, evidentemente, com questões pertinentes à ciência. Quase toda a epistemologia tenta fazer uma descrição do que é a ciência e como ela funciona. A primeira epistemologia com caráter científico, de importância, surgiu com Aristóteles. Muito embora seja antiga, freqüentemente elementos dessa epistemologia são utilizados, principalmente no ensino de física, para descrever a ciência. Tais elementos são produto de um pensamento ingênuo, podendo levar a uma percepção estreita da ciência.

Basicamente, para Aristóteles a ciência seria baseada em observações. A partir dessas observações induziríamos leis ou enunciados universais. Uma vez obtidos esses enunciados ou leis, seria possível, de maneira dedutiva, explicar qualquer fato observado no mundo dos sentidos. Descartes fornece uma epistemologia alternativa, na qual a fonte do conhecimento científico não estaria nos dados empíricos e sim na intuição.

Hume atacou a indução como método para a produção do conhecimento científico, através de um argumento psicológico. Alguns filósofos contemporâneos mostraram que a indução não se sustenta logicamente, enquanto outros filósofos trataram de oferecer defesas ao indutivismo. Uma corrente filosófica relativamente recente (início do século X), denominada positivismo lógico, defendeu a indução como método científico. Conforme os positivistas, as observações forneceriam a confirmação das teorias. Uma teoria estaria correta se suas predições estivessem de acordo com as observações. Esta visão, pela qual as observações confirmam a teoria, é amplamente divulgada no ensino de ciências. Neste trabalho é feita uma exposição do pensamento positivista. Não tivemos a preocupação em detalhar as distinções entre os diversos representantes dessa corrente. São oferecidas, aqui, três alternativas a essa forma de pensamento, muito mais sofisticadas e, sem dúvida, muito mais condizentes com aquilo que é entendido como ciência.

As três epistemologias alternativas escolhidas são a de Karl Popper, a de Thomas Kuhn e a de Imre Lakatos. O presente estudo, simplesmente, descreve cada uma dessas epistemologias, com um intuito bem claro: fazer com que o leitor perceba que a perspectiva positivista deve ser abandonada das instituições de ensino de ciências e, em especial, da física. Não é aceitável, nem desejável, supor que todo o conhecimento científico seja formado através de observações que o validem, nem que as leis da natureza sejam descobertas pelos cientistas.

A escolha destes epistemólogos tem seus motivos: os três foram, além de filósofos, físicos; os três são muito conceituados e conhecidos na literatura da área; os três viveram na mesma época,

TEXTOS DE APOIO AO PROFESSOR DE FÍSICA – IF-UFRGS PETER, E. A. & MORS, P.M. v. 20 n°1 possibilitando um diálogo direto, bem como possíveis revisões em seus trabalhos. Assim, nossa opção por apresentar o pensamento desses epistemólogos não foi feita ao acaso.

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Aristóteles (384-332 a.C.) foi o responsável pela primeira epistemologia com caráter científico. Através dele iniciaram-se, de forma efetiva, as separações das áreas do conhecimento. Aristóteles foi um dos filósofos mais importantes de sua época, tendo sido discípulo de Platão (428-347 a.C.), outro grande filósofo. Muitos acreditam que Aristóteles teve seu trabalho altamente difundido no ocidente durante toda a Antigüidade e toda a Idade Média. Mas, segundo Martins (2001), os escritos aristotélicos não tiveram tanta importância durante aquele período. Na verdade, seus trabalhos foram esquecidos no ocidente e redescobertos no transcorrer da Idade Média, através da maior comunicação dos ocidentais com os árabes.

É importante citar a concepção aristotélica do movimento. Segundo Aristóteles, existiam dois tipos de movimento. O primeiro deles era o movimento natural, no qual um corpo seria levado a se mover em direção ao seu lugar natural. O lugar natural de todos os objetos pesados era a Terra, o centro do universo. O outro tipo de movimento era o movimento forçado. Aristóteles acreditava que, ao se lançar um projétil em uma trajetória não vertical, ele adquiriria velocidade em razão de uma força constantemente aplicada sobre ele. Para Aristóteles, o movimento do projétil deslocaria o ar de forma que, ao ocupar novamente o seu lugar (atrás do projétil) a parcela de ar deslocado exerceria uma força que impulsionaria o projétil. Esta idéia, aliada à crença na inexistência do vácuo, está diretamente relacionada à concepção de finitude do universo. Se a força, causa da velocidade, é resultado da ação do ar, então não poderia existir força no vácuo, o que impediria um corpo de se propagar até o infinito. Na verdade, Aristóteles não admitia a existência do vácuo e, para ele, o universo era finito.

Entretanto, o que devemos enfatizar sobre Aristóteles é o método utilizado para se fazer física, para construir o conhecimento científico, altamente empírico. Ele propôs o método indutivodedutivo [brevemente descrito por Chalmers (1993)]. Explicitando, em alguns pontos-chave:

- Fatos, ou eventos singulares, são observados e, através desses fatos, são feitas afirmações ou enunciados singulares.

O termo observados não indica, necessariamente, eventos percebidos através da visão; eles podem ser percebidos por outros sentidos, mas, de qualquer forma, é algo proveniente do mundo sensível.

Os enunciados singulares são afirmações sobre os fatos, ou eventos singulares. Por exemplo: o fato constitui-se na queda de um giz, no momento em que o professor o solta de uma altura específica. O enunciado ou a afirmação singular sobre o fato deve ser algo do tipo: O giz cai quando solto de uma altura específica em relação ao solo.

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- Através desses fatos observados se constroem leis e enunciados universais através de um processo lógico indutivo.

Leis e enunciados universais são generalizações para afirmações baseadas em eventos singulares que compartilham características semelhantes. As leis são feitas quando algo se repete nas observações. De novo temos o exemplo do giz. Se o professor soltasse o giz mil vezes e o giz caísse nas mil vezes, isso seria motivo suficiente para Aristóteles estabelecer a lei: Todo o giz solto de uma altura específica em relação ao solo cai.

O processo indutivo é aquele que leva dos eventos singulares às leis, às generalizações. Se eu soltar um giz uma porção de vezes de uma altura específica em relação ao solo e ele cair todas as vezes e afirmar que toda vez que o giz é solto ele cai, estarei generalizando a porção de eventos singulares que eu observei e, mais além, estarei fazendo isso de forma indutiva.

- Quando se observa os fatos novamente, eles são explicados (e previstos) através de um processo lógico dedutivo com base nas leis construídas pela indução. Se as previsões se concretizam, então, para Aristóteles, são provas da veracidade da teoria.

O processo dedutivo é aquele que logicamente é seguro. Uma das mais importantes características da dedução é a transmissão da verdade, ou seja, se temos premissas verdadeiras, elas só podem produzir como conclusão uma verdade. O processo dedutivo, em geral, é utilizado a partir de um conjunto de crenças, produzindo outra crença.

Vemos então, claramente, que no processo da construção do conhecimento, para Aristóteles, estão presentes a indução e a dedução. Por este motivo, o processo recebe o nome de processo indutivo-dedutivo. Segundo Popov (1947), para Aristóteles a indução é necessária e só através dela podemos chegar a um enunciado universal. Esse autor destaca que Aristóteles considera a indução um processo imperfeito e que demanda cuidado.

Para Aristóteles, o conhecimento científico é demonstrável, ou seja, um enunciado científico quando defrontado com a realidade pode ser verificado. O enunciado é, portanto, ou verdadeiro ou falso. Segundo Peluso (1995), para Aristóteles os enunciados obtidos pelo processo indutivo seriam as premissas básicas da construção do conhecimento científico. A partir desses enunciados seria possível deduzir e explicar todos os fatos.

As idéias de Aristóteles, conforme Martins (2001), não tiveram aceitação geral durante a maior parte da antiguidade e da idade média. Entretanto, segundo Silveira e Ostermann (2002) o seu pensamento indutivista-dedutivista estabeleceu-se, hegemonicamente, como o método da ciência apenas com Francis Bacon (1561-1626), defensor da verificação experimental dos enunciados.

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René Descartes (1596-1650) foi um grande filósofo e matemático. É considerado um dos pensadores mais importantes do Ocidente. Combateu o empirismo de sua época. Em sua obra Meditações tentou mostrar que não podemos confiar nos nossos sentidos, que são a principal fonte de conhecimento para os empiristas. Em sua primeira meditação, Descartes (1647) afirma que nem sempre aquilo que acreditamos ser uma verdade assegurada é uma verdade. Muitas das coisas provenientes dos nossos sentidos podem ser falsas. Nossos sentidos freqüentemente falham, nos levando a tomar falsidades como verdades asseguradas. Descartes apresenta-se, inicialmente, como um grande cético, pondo todo o conhecimento humano em dúvida e se perguntando se é possível, então, conhecer algo proveniente dos sentidos, bem como da memória (devemos lembrar que o empirismo, como corrente filosófica propriamente dita, surgiu décadas mais tarde).

Ainda na obra Meditações, Descartes afirma que existe um ser, extremamente poderoso.

Alguém tão poderoso não poderia ter o interesse de enganar os seres humanos, pois do contrário seria imperfeito. Desse modo ele abandona o ceticismo. A crença nesse ser extremamente poderoso é sustentada por dois argumentos. Um deles leva à conclusão de que por termos a idéia de perfeição, deve existir um ser perfeito. O outro tem como conclusão que deve existir um ser capaz de ter criado tudo e a ele mesmo, ou seja, Deus.

Descartes acreditava que julgamentos sólidos e verdadeiros, tais como certeza e indubitabilidade, só poderiam ser obtidos através da intuição e da dedução. Mas, para se obter as certezas e o conhecimento, seria necessário um método. A investigação metodológica se iniciaria com uma questão. Essa questão, em geral, é complexa, cheia de pressupostos. Deveria ser, portanto, dividida em várias questões simples. Isso seria feito até se obter uma intuição, que seria certa e indubitável (auto-evidente). A intuição é postulada como sendo algo inato a todos os seres humanos. Uma vez tendo essa intuição, se iniciaria um processo de construção, visando responder à questão original. Até então, para Descartes, não haveria influência direta da observação para a construção do conhecimento e da ciência. Essa nova ciência (proposta por Descartes) é totalmente desligada da ciência baseada na percepção. Por esse motivo, as palavras deveriam ser muito bem definidas para não serem mal-entendidas. A matemática é estabelecida como a linguagem natural do universo.

A construção seria dada através da lógica, ou melhor, da dedução lógica e da matemática.

Deduzindo enunciados da intuição inicial, tentar-se-ia responder a todas as questões propostas. O processo dedutivo seria responsável por preservar a certeza da intuição. Para Descartes, se as questões forem respondidas não haverá dúvida que teremos, então, conhecimento. A natureza seria um mecanismo (os animais seriam máquinas, assim como os seres humanos). Uma das premissas fundamentais utilizadas por Descartes é que a fonte do conhecimento estaria na intuição humana e não no mundo sensível. Evidentemente, como afirma Garber (1988), tal pensamento é

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