Filosofia das Ciências Naturais

Muitas questões fundamentais atualmente tratadas no âmbito das ciências da natureza (por exemplo, a estrutura da matéria, os princípios do movimento, a origem do mundo e da vida) fizeram parte, séculos atrás, do abrangente campo das investigações filosóficas. No entanto, a estreita relação da ciência com a filosofia não se restringe às suas raízes históricas. Descobertas da ciência contemporânea podem se mostrar relevantes para os debates filosóficos sobre o determinismo, o materialismo, a relação mente/corpo etc. Por sua vez, é tarefa da filosofia refletir sobre os padrões de racionalidade científica, o valor cognitivo das teorias, os esquemas de explicação, a evolução da ciência e outros problemas semelhantes.

Critérios empiristas de demarcação

Quais são as marcas características da ciência empírica? Que critérios distinguem a ciência de outras formas de pensamento como a metafísica? Decerto, não é apenas na ciência que se resolvem problemas, se realizam observações, se fazem previsões ou se explicam fenômenos. Nas realizações do senso comum, encontramos invenções transformadoras (como a roda) e importantes descobertas (em agricultura, por exemplo) que foram obtidas bem antes do advento da ciência ocidental.

Inicialmente, deve-se notar que não é o caso de se exigir que todos os conceitos científicos sejam definidos com base apenas em dados dos sentidos ou operações experimentais, pois na ciência teórica se utilizam termos (como “elétron”) que não admitem semelhante definição.[i]

Poder-se-ia deslocar a atenção dos termos (ou palavras) para os enunciados. Os enunciados concordam ou não com a realidade: eles são verdadeiros ou falsos. Na concepção verificacionista, são tomados como científicos os enunciados que podem, em princípio, ser verificados experimentalmente.[ii] No entanto, não é possível, com base em relatos particulares de observação, verificar (mostrar que são verdadeiras) as leis universais da ciência (como a lei de gravitação), visto que elas não se restringem a certas regiões do espaço e do tempo.

O filósofo Karl Popper propôs a refutabilidade empírica como critério de demarcação. Não podemos verificar uma lei universal, mas podemos falseá-la mediante um contraexemplo. Esse critério capta um importante aspecto da ciência: as hipóteses científicas sempre estão abertas à crítica e à revisão, mesmo depois de terem resistido a vários testes empíricos, pois nunca se terá certeza de que foram eliminadas todas as fontes potenciais de erro. No entanto, a afirmação existencial “Há vida em outro planeta do Universo”, tomada sem limitação no espaço e no tempo, é irrefutável pela experiência, embora em princípio possa ser verificada.

Segundo David Hume, nas questões de fato, um homem sábio mantém crenças com intensidades proporcionais ao apoio das evidências. Havendo evidências favoráveis e desfavoráveis, sua força não superará a probabilidade. Entretanto, como notou Pierre Duhem, uma hipótese teórica sobre entidades inobserváveis, considerada isoladamente, não é suscetível de controle pelas evidências empíricas. Com exceção dos enunciados de observação, só podemos avaliar experimentalmente os enunciados científicos quando tomados em conjunto.[iii] Daí a dificuldade de se aplicarem a enunciados isolados os critérios empiristas de demarcação. De acordo com Willard Quine, nossas crenças estão inter-relacionadas e se submetem em bloco ao tribunal da experiência. Nesse corpo teórico, não há uma fronteira nítida entre a ciência natural e a metafísica especulativa. Alguns enunciados estão mais próximos da experiência sensível e devem se ajustar a ela, enquanto outros se encontram mais no interior do sistema, tendo como objetivo a simplicidade.

Etapas da investigação científica

O cientista lança mão das teorias disponíveis na tentativa de solucionar problemas. Em um procedimento de ensaio e erro, as teorias que não se mostram eficazes são eliminadas e substituídas por outras melhores, que por sua vez suscitam novos problemas não solucionados, e assim por diante. Segundo Popper, para que a ciência avance é fundamental que seus erros sejam sistematicamente criticados e corrigidos ao longo do tempo.

De modo simples e esquemático[iv], os passos de uma investigação científica são geralmente descritos do seguinte modo:

1. identificação do problema que dá início à investigação;
2. proposta de alguma teoria provisória como tentativa de responder ao problema. Nesse sentido, a investigação sempre parte de alguma teorização anterior;
3. compilação de novos dados considerados relevantes à luz dessa teoria provisória;
4. formulação de uma teoria mais satisfatória que dá conta do conjunto de dados antigos e novos;
5. dedução de novas conclusões dessa teoria, submetendo-as depois a teste experimental.

Em seguida, o cientista poderá em diversas situações encontrar aplicações práticas desse conhecimento teórico. Ao controlar a natureza, ele será capaz de produzir tanto medicamentos altamente eficazes como armas de destruição em massa.[v]

Explicação científica[vi]

Uma das principais tarefas da ciência é explicar, com base nas leis científicas conhecidas, uma grande variedade de fatos e regularidades da natureza. Muitas vezes, essa explicação consiste em uma resposta à questão “por quê?”.  Um cientista não apenas observa e descreve o movimento das marés; ele almeja explicar satisfatoriamente por que elas se movimentam desse modo. Para tanto, ele geralmente parte de (1) hipóteses científicas que têm forma de lei e estão bem confirmadas, e de (2) relatos das condições iniciais do problema, buscando em sua argumentação mostrar que a descrição do fenômeno a ser explicado pode ser logicamente deduzida dessas premissas. Além desse modelo hipotético-dedutivo de explicação, há outros mais complexos, que requerem, por exemplo, inferência indutiva a partir de leis estatísticas.

Quanto ao tipo de compreensão proporcionada pelas explicações científicas, Wesley Salmon distingue duas grandes tendências. De um lado, a tradição causal-mecânica considera que a explicação se dá mediante a identificação das causas ou a descoberta dos mecanismos subjacentes pelos quais a natureza opera e que resultam nos fenômenos que tencionamos compreender. É o caso, por exemplo, quando se explica que a tuberculose é transmitida por pequenas gotas de saliva, expelidas ao falar, espirrar ou tossir, que contêm o bacilo de Koch.

De outro lado, entende-se como central para a explicação científica a unificação alcançada quando situações aparentemente diversas são sistematizadas e subsumidas sob um pequeno número de princípios independentes. Foi o que sucedeu, por exemplo, com a unificação das teorias da eletricidade e do magnetismo no século 19. Importa, no caso, o caráter global da explicação. No limite, seriam buscados princípios que não podem ser explicados por outros mais fundamentais.

Além disso, a explicação tem também uma dimensão pragmática, que a torna dependente do contexto e dos interesses envolvidos. Uma pergunta simples como “Por que ocorreu tal acidente de automóvel?” admite várias respostas. Podemos tomar como fator proeminente o estado do motorista, a condição do veículo, a conservação da pista ou o clima, por exemplo. E não há uma fórmula geral que permita distinguir a melhor resposta. Uma resposta só se destaca como "reveladora” contra o pano de fundo de nossas habilidades, crenças e hábitos.

Em algumas situações, podemos explicar a ocorrência de um evento (por exemplo, um eclipse solar) e, seguindo a mesma argumentação, fazer sua previsão. Mas nem sempre isso acontece. As tábuas de marés permitem realizar previsões precisas, embora não expliquem tal fenômeno. A teoria da seleção natural de Darwin explica a evolução das espécies, mas é limitada em seu poder de previsão.

Método e racionalidade científica

São vários os objetivos da ciência, tanto cognitivos como práticos. Na busca desses objetivos, o cientista deve ser guiado por métodos que sejam eficazes. Isso não quer dizer que a aplicação do método conduza mecanicamente ao resultado desejado. A investigação científica exige engenho e criatividade na construção de teorias e experimentos. Vencida essa etapa, caberá ao cientista comparar e avaliar os resultados alcançados, muitas vezes conflitantes entre si. Nesse contexto, ele julgará quais são as melhores opções, tendo em vista valores cognitivos como, por exemplo, a força empírica das teorias. A esse respeito, deverá escolher teorias que resistiram aos testes mais severos e rigorosos, em vez de tentar, a todo custo, salvar teorias mediante táticas evasivas e estratagemas que as tornam imunes à crítica. Outros valores cognitivos podem ser levados em conta na escolha científica: a simplicidade, a consistência (interna e com outras teorias estabelecidas), a precisão, a abrangência, a capacidade de resolver problemas, o poder explicativo e preditivo etc.

A título de exemplo, merece destaque a clássica controvérsia entre os indutivistas e os defensores do método das hipóteses. De um lado, entende-se que as proposições universais (como as leis científicas) são inferidas e estabelecidas mediante generalização indutiva a partir de enunciados que descrevem várias experiências particulares, garantindo-se assim a base empírica do conhecimento.[vii] Seria um erro, segundo Newton, tentar fugir do argumento da indução por meio de hipóteses que possamos imaginar.

De outo lado, Descartes sustentou que nada nos impede de seguir suposições (hipóteses) quando, “sem em nada diminuir a verdade das coisas, elas unicamente tornam tudo muito mais claro” (Regras, XII). Hipóteses sobre corpúsculos invisíveis não podem ser diretamente averiguadas pela experiência, mas podem ser avaliadas levando em conta sua contribuição nas teorias de que participam. Com tais hipóteses se torna possível, por exemplo, dar explicações e fazer previsões sobre fenômenos ópticos como a refração.[viii] Não há garantia de êxito ou eficácia do método indutivo nem do método das hipóteses, mas ambos permitem a autocorreção e o avanço da ciência. Com esses métodos, somos capazes de selecionar as melhores teorias ou hipóteses mesmo em um cenário de incerteza e falibilidade.[ix]

Contudo, a racionalidade científica não se restringe a casos de escolhas baseadas em evidências. Os cientistas interagem com a natureza e também com outros cientistas, com os quais estabelecem compromissos profissionais de várias espécies. Por exemplo, embora não se submetam cegamente a nenhuma autoridade, os cientistas presumem inicialmente que seus pares sejam confiáveis. Esse recurso ao testemunho se torna fundamental para que a pesquisa possa avançar coletivamente e chegar a resultados que seriam inalcançáveis caso os cientistas trabalhassem sem cooperação. Contudo, essa estratégia cognitiva requer uma avaliação de quais cientistas são mais dignos de crédito, quais são as chances de cometerem erros, quando seria apropriado refazer o experimento por conta própria etc. E não se pode negar que a competição também tenha seu papel construtivo na ciência. Em resposta a um novo resultado sobre o qual não se tem muita clareza de que seja plausível, pode haver uma divisão dos esforços cognitivos na comunidade, com grupos de cientistas seguindo diversas linhas de pesquisa, distribuindo os riscos e aumentando as chances de êxito.

Progresso científico[x]

O progresso é uma das características mais notáveis do empreendimento científico. O trabalho intenso e criador dos cientistas tem produzido importantes descobertas e invenções em diversos campos de pesquisa. Mas em que consiste esse progresso? De que modo a ciência evolui historicamente, modificando suas ideias e teorias?

Segundo a visão cumulativa da história da ciência, o desenvolvimento se dá por um contínuo acréscimo de conhecimentos confiáveis e pela eliminação de erros e obstáculos. Entende-se que, mediante um processo gradativo, os avanços sucessivos da ciência formam um estoque crescente de realizações bem-sucedidas, ao mesmo tempo em que são afastados certos equívocos que dificultavam tal crescimento. Desse ponto de vista, quando uma teoria científica é substituída por outra melhor em seu domínio, ela ainda é considerada aproximadamente verdadeira à luz da nova teoria proposta. Pelo menos algo de sua estrutura parece ser preservado na mudança científica. Segundo Henri Poincaré, “não devemos comparar a marcha da ciência com as transformações de uma cidade, onde edifícios envelhecidos são impiedosamente demolidos para dar lugar a novas construções, mas sim com a evolução contínua das espécies zoológicas que se desenvolvem sem cessar e acabam por se tornar irreconhecíveis aos olhares comuns, mas onde um olho experimentado reencontra sempre os vestígios do trabalho anterior dos séculos passados”.

A essa concepção tradicional opõe-se a proposta de Thomas Kuhn de que é possível distinguir duas fases na história da ciência: 1) a ciência normal, ou seja, aquela em que uma tradição de pesquisa está assentada em um firme consenso entre os cientistas sobre quais problemas são genuínos e quais soluções são adequadas, e 2) a ciência extraordinária, ou seja, aquela em que (a partir de uma situação de crise) os cientistas passam a divergir a respeito de seus compromissos profissionais básicos. Neste último caso, o debate pode resultar em um consenso acerca de um novo paradigma científico, que representa um modo radicalmente diferente de pensar e de praticar a ciência. Trata-se de uma revolução científica, de uma profunda mudança da visão de mundo científica. Também cabe aqui uma analogia. Assim como a evolução das espécies pela seleção natural não conduz a um fim último, também a evolução das ideias científicas não é compreendida como a gradual aproximação de um ideal mais elevado. Por mais admirável e vasto que seja, o progresso da ciência não se dirige a uma verdade objetiva.

Realismo e antirrealismo acerca da ciência[xi]

O mundo exterior, que em grande parte é independente de nosso pensamento e experiência, pode ser conhecido (pelo menos de modo aproximado) pela ciência em seu gradativo desenvolvimento? Realistas como Hilary Putnam respondem de modo afirmativo. Eles entendem que, na ciência madura, comumente as teorias são aproximadamente verdadeiras e seus termos teóricos fazem referência a objetos reais. Mediante os recursos da ciência, aprendemos cada vez mais sobre o mundo, inclusive sobre as partes (inobserváveis) que de outro modo seriam inacessíveis a nós. Mas o que justifica a crença na realidade tal como descrita pela ciência? O realista argumenta que se não admitirmos (1) a existência das entidades inobserváveis postuladas pela ciência e (2) a verdade aproximada das leis científicas, não seremos capazes de explicar o fantástico êxito da ciência em fazer previsões novas e surpreendentes sobre os eventos empíricos, em “enfrentar anomalias de um modo criativo e fecundo”. Sem a suposição realista de que as descrições científicas correspondem razoavelmente bem aos fatos do mundo, as notáveis virtudes das atuais teorias científicas (sua novidade e fecundidade, por exemplo) e a convergência no processo evolutivo da ciência seriam vistas como frutos de um milagre, de uma misteriosa “coincidência cósmica”.

Por sua vez, o instrumentalista se opõe ao realismo científico e sustenta que não é objetivo da ciência representar corretamente o mundo exterior independente de nós. As leis teóricas são interpretadas como instrumentos para guiar o pensamento e a ação dos cientistas, para antecipar o futuro de modo confiável. Sendo instrumentos, elas não são literalmente verdadeiras ou falsas. Espera-se apenas que “salvem os fenômenos”, que sejam fecundas, econômicas, eficazes etc. Desse modo, suspende-se a crença na existência de entidades inobserváveis como os átomos, que são tidas como apenas ficções ou construtos mentais simples e convenientes para o propósito de “manipular o fluxo da experiência”.

Outra importante concepção antirrealista da ciência é o relativismo cognitivo. Recorrendo muitas vezes à história da ciência, afirma-se que os padrões do que conta como “boa ciência” se transformam com o tempo e dependem do contexto considerado. Sua validade e autoridade dependem da prática estabelecida no interior de uma comunidade científica. Desse modo, a justificação de uma crença se torna relativa a um paradigma científico, não havendo uma visão que permita justificar de modo absoluto. Ao contrário da concepção realista de ciência, “o mundo lá fora” não é tomado como um padrão objetivo ao qual as teorias devem se conformar. Por exemplo, a afirmação de que a luz é um feixe de corpúsculos está bem fundamentada em alguns sistemas científicos, mas não naqueles que a retratam como onda. Admitindo que existam casos legítimos de desacordos racionais na ciência, alguns relativistas consideram que esses desacordos são transitórios e não estão presentes durante os períodos de normalidade. Outros entendem que são recorrentes e expressam exatamente a riqueza do saber científico.

Como se pode notar, são muitas as abordagens filosóficas da ciência e as argumentações envolvidas na defesa ou crítica de cada uma delas. As imagens de ciência refletem as grandes conquistas científicas, mas também as visões de mundo de sua época.

---

Leituras Sugeridas

1) Chalmers, A.  O que é a ciência, afinal? São Paulo: Editora Brasiliense, 1995.

2) Chalmers, A.  A fabricação da ciência. São Paulo: Editora Unesp, 1994.

3) French, S. Ciência. Porto Alegre: Artmed, 2009.

4) Hacking, I. Representar e intervir. Rio de Janeiro: Editora UERJ, 2012.

5) Hempel, C.  A filosofia da ciência natural. Rio de Janeiro: Zahar Editores, 1974.

6) Kuhn, T. A estrutura das revoluções científicas. São Paulo: Editora Perspectiva, 1975.

7) Lacey, H. Valores e atividade científica. São Paulo: Discurso Editorial, 1998.

8) Morgenbesser, S. (org.) – Filosofia da ciência. São Paulo: Cultrix/Edusp, 1975.

9) Popper, K. Textos escolhidos. Rio de Janeiro: Contraponto, 2010.

10) Rosenberg, A. Introdução à filosofia da ciência. São Paulo: Loyola, 2009.

---

Questões dissertativas

1) Utilizando a matéria “Cientistas desvendam mistério das ‘pedras que andam’ na Califórnia” (UOL/notícias/Ciência, 31/08/2014), procure reconhecer as principais suposições da explicação apresentada para a ocorrência desse fenômeno surpreendente. Note que uma explicação científica nem sempre diz respeito a situações que sejam tão esperadas, como o movimento de uma bola de bilhar após ser atingida por outra.

http://noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/bbc/2014/08/31/cientistas-desvendam-misterio-das-pedras-que-andam-na-california.htm

2) Por que, em um teste científico rigoroso, é importante levar em conta evidências empíricas que sejam numerosas, variadas e precisas?

3) Explique por que não se pode refutar experimentalmente o enunciado “Existe uma substância que cura todas as doenças”. Note que essa substância pode ser desconhecida.

4) Apresente um exemplo histórico em que uma teoria científica foi suplantada por outra. Você considera que nada (ou quase nada) da antiga teoria foi preservado naquela que a sucedeu?

5) Indique uma situação em que diferentes causas podem produzir o mesmo efeito, tal como acontece no exemplo dos mecanismos possíveis de um relógio.

6) A decisão científica de escolher uma teoria em vez de outra rival deve ser imparcial, no sentido de ser ditada apenas por valores cognitivos? Ou pode levar em conta também fatores de ordem prática, social, econômica etc.? Considere em sua resposta as análises feitas no livro de Hugh Lacey. Concordando com elas ou discordando delas, fundamente sua resposta.

7) Com base em alguma das aventuras de Sherlock Holmes, escritas por Arthur Conan Doyle, mostre que o poder explicativo de uma hipótese é relevante para sua escolha, quando ela é comparada com as rivais.

8) Utilizando o modelo hipotético-dedutivo de explicação científica, apresente um exemplo em que a previsão da ocorrência futura de um evento se assemelha à explicação da sua ocorrência passada.

9) As tentativas de justificar a indução envolvem sempre uma circularidade? Note que podemos explicar o que nos leva a fazer induções sem que estejamos aptos a justificar essas inferências.

10) O fato de um acontecimento ser familiar não significa que seja de fácil explicação. Afinal, por que a noite é escura? Faça uma pesquisa sobre o chamado paradoxo de Olbers.

11) Uma concepção realista da ciência lhe parece mais compatível com o crescimento cumulativo da ciência ou com mudanças por revolução? Fundamente sua resposta.

12) Segundo Kuhn, pode-se reconhecer uma incomensurabilidade entre paradigmas que competem em um campo da ciência. Isso significa que não há amplo consenso sobre os conceitos, os problemas, as soluções, as explicações, os usos de instrumentos etc. Nesse ambiente de ciência extraordinária, como seria possível uma escolha racional de paradigma? Em sua resposta, leve em conta o caráter coletivo da pesquisa científica.

13) Não é simples a tarefa de caracterizar o que é uma lei científica, ou quais são as suas formas. Apresente exemplos de leis científicas que envolvem causas eficientes e de leis científicas não causais (como as de conservação). Apresente também exemplos de leis teleológicas (isto é, em termos de causas finais) que são admitidas na ciência.

14) Muitos autores contemporâneos sustentam que a biologia e a química não se reduzem à física, embora elas não suponham outras forças ou entidades além daquelas postuladas pela física. (Teorias como a da força vital foram abandonadas há muito tempo.) Pesquise o assunto e fundamente a atitude (reducionista ou antirreducionista) que lhe pareça mais adequada.

15) Qual a importância das classificações na ciência? Faça uma pesquisa sobre a criação da tabela periódica de elementos químicos. Sabe-se que, com o tempo, foram descobertos elementos correspondentes a lacunas inicialmente deixadas na tabela. O que isso significa para um realista?