Método Científico

Método científico

 

Autor: Widson Porto Reis
Fonte: Projeto Ockham

 

Introdução

Se eu lhe dissesse que o tempo passa mais devagar no primeiro andar de um prédio do que no último, você:

a) acreditaria na minha palavra (porque, afinal, eu devo saber o que digo  para estar escrevendo um artigo);
b) não acreditaria (porque é muito absurdo para ser verdade);
c) acreditaria (porque um amigo seu já teve essa sensação antes);
d) não acreditaria (porque não há nada na Bíblia sobre isso);
e) acreditaria (porque você conhece a Teoria da Relatividade de Einstein que diz que o tempo passa mais devagar próximo a campos gravitacionais, mas sabe que a diferença em questão é tão pequena que só pode ser sentida por relógios de altíssima precisão.

Mais importante do que a sua resposta à pergunta é a questão que se origina dela: quais os critérios que você usa para decidir no que acredita ou não? Você sempre aceita a palavra das autoridades no assunto? (Mesmo daqueles que se auto-intitularam autoridades?) Baseia suas crenças no “bom senso comum”? (E acredita que o seu senso é bom e comum?) Acredita no que a maioria das pessoas acredita? (Afinal, alguns milhões de pessoas não podem estar erradas…) Confia suas crenças a respeito da Natureza a livros sagrados de alguma religião? Não acredita em nada, mas também não é muito rápido em duvidar, pois, segundo Shakespeare, “há mais no céu e na Terra do que sonha nossa vã filosofia”? (Ou seja, permanece num estado de stand by crédulo?)

A Ciência é a esfera da atividade humana responsável por investigar o mundo ao nosso redor. Neste papel, assim como você, ela se depara o tempo todo com alegações sobre as quais deve decidir se “acredita” ou não. Mas, é claro que a responsabilidade da Ciência é muito maior do que a sua, pois o conhecimento obtido por ela será usado para medicar pessoas, construir reatores nucleares, manipular geneticamente alimentos e seres humanos, tentar contatar vida extraterrestre e muitas outras atividades que têm profundo impacto na raça humana.

Na tarefa de descobrir a verdade, dentro de sua esfera de atuação, a Ciência precisa de critérios claros, métodos de investigação precisos que descartem as ilusões dos sentidos, os preconceitos, as crenças pessoais (religiosas ou não), as superstições de todo o tipo. A Ciência precisa de um método científico.

 

Entendendo o mundo como uma partida de futebol

Vamos nos permitir alguma liberdade criativa e imaginar que um alienígena recém-chegado à Terra, interessado em conhecer nossos costumes, decide ir ao Maracanã assistir a uma partida de futebol. Certamente, no início da partida, o ET ficaria bastante confuso, vendo todas aquelas pessoas correndo atrás de uma bola, e muito intrigado ao ver como alguns jogadores ficam tão sensíveis quando ela se aproxima demais daquelas redes localizadas nas extremidades do campo. Mas, ao longo da partida, percebendo que alguns lances se repetem e têm sempre o mesmo desfecho (por exemplo, a partida é sempre interrompida quando a bola sai dos limites traçados no campo), ele provavelmente formularia algumas hipóteses sobre o jogo: “Será que o objetivo é enviar a bola o mais distante possível?”, ele talvez pensasse, após assistir um infeliz chute de fora da área; “ou, talvez, o objetivo seja matar o humanóide que carrega a bola”, pensaria, ao ver um zagueiro aplicando uma tesoura na altura do pescoço de um outro jogador. É quase certo que, após algum tempo observando a partida, e depois de vários palpites errados, o visitante extraterrestre fosse capaz de compreender a maior parte das regras do nosso futebol.

Pois nós somos como este alienígena. Estamos imersos no grande “jogo” da Natureza tentando entender suas “regras”: Será que tudo o que sobe, desce? Por que as coisas têm cor? Será que a posição que os corpos celestes ocupavam no instante de nosso nascimento pode afetar nossa personalidade? Em outras palavras, ou melhor, nas palavras do físico Richard Feynmann, “entender a Natureza é como aprender a jogar xadrez somente assistindo a partida”.

Porém, ainda que nossa metáfora seja didática, ela não é completa. Pois, nela, o ET assiste passivamente ao desenrolar dos lances na partida e propõe hipóteses que somente têm como verificar esperando que se repitam. Nós, por outro lado, não somos meros expectadores da Natureza, mas participamos dela; podemos interagir com ela, realizando experimentos.

Claro que isto pode parecer um tanto óbvio. Afinal, quando seu carro não pega pela manhã e você desconfia que a bateria esteja descarregada, provavelmente testa sua hipótese tentando ligar os faróis ou medindo o potencial da bateria com um multímetro. Por que seria diferente com a Ciência?

Pois, por incrível que pareça, a idéia de realizar um experimento para testar uma hipótese é bastante nova; não tem mais do que 500 anos. Os filósofos gregos, que há mais de 2500 anos foram os primeiros a investigar o mundo de maneira racional e sistemática, achavam que a Natureza só poderia ser compreendida pelo uso da razão e do intelecto e, por isso, desdenhavam a experiência. O filósofo Parmênides (510 a.C.) é um exemplo de como os gregos estavam dispostos a levar a lógica e a razão até as últimas conseqüências: ao negar a existência do tempo e do vazio – e, portanto, do movimento –, Parmênides concluiu que, se tínhamos a impressão de que as coisas se moviam e o tempo passava, era somente porque vivíamos num mundo ilusório (uma versão antediluviana do filme Matrix).

 

 O peru indutivista

Antes de tudo, para tentar compreender o jogo da Natureza é preciso acreditar que há regras para serem compreendidas. Assim como nosso alienígena visitante não podia ter certeza de que os jogadores no Maracanã não estavam simplesmente correndo ao acaso atrás da bola, ou que as regras não mudariam do primeiro para o segundo tempo, nós também não podemos ter certeza de que a Natureza possua uma ordem e que esta ordem seja imutável. Temos apenas fortes evidências disto. Por exemplo, toda vez que encostamos algo quente em algo frio, o frio esquenta e o quente esfria; tem sido assim desde que o homem é capaz de se lembrar e tem sido assim em todos os lugares do Universo aonde o homem já foi capaz de estender sua visão; mas, nada garante à Ciência que vá continuar sendo assim amanhã, ou que seja assim em algum confim desconhecido do Universo.

Assim, para existir, o método científico parte do princípio da imutabilidade dos processos da Natureza – ou “o princípio da uniformidade da Natureza”, como o denominava o filósofo Karl Popper. Ou, nas palavras de Einstein (usadas num contexto ligeiramente diferente): “Deus é sutil, mas não maldoso”. Admitindo a existência de uma ordem universal e imutável torna-se possível prever o comportamento da Natureza – e este é o mais importante passo do método científico no que concerne à experiência física.

Ao observar que todo homem e toda mulher cedo ou tarde morrem, pode-se estabelecer uma regra geral: “Todo ser humano é mortal”. Esta forma de raciocínio lógico, que extrai uma verdade geral a partir da observação de um grupo particular, é chamada de indução. A partir desta regra geral, ou desta lei natural, estabelecida pela observação do mesmo resultado repetidas vezes, pode-se então deduzir (dedução é a forma de raciocínio que extrai uma verdade particular de uma verdade geral) que se Fulano é um ser humano – e já que todos os seres humanos são mortais –, então Fulano é mortal.

Note, entretanto, que a indução é totalmente apoiada na repetição da experiência e na crença na imutabilidade dos processos naturais. Sobre isso, Bertrand Russel nos traz o seguinte exemplo: Imagine um peru que recebe sua ração todos os dias do ano, exatamente às 9h da manhã. No início, o peru é cauteloso; mas, depois de perceber que esta experiência se repete por um considerável período de tempo, todos os dias da semana, inclusive sábados, domingos e feriados, faça chuva ou faça sol, este peru finalmente conclui, por indução, a regra geral: “Sou sempre alimentado às 9h da manhã!”. Infelizmente, para o peru indutivista, no dia de Natal a regra não se revela verdadeira…

O método indutivo apresenta, portanto, uma limitação. Se estabelecemos uma regra geral a partir de um determinado número de observações, surge a pergunta: Quantas observações são suficientes para justificar a regra? Cem, mil, milhões? Como saberemos se temos um número suficiente de observações e – muito importante – em condições suficientemente variadas para alegar que aquela regra é realmente universal?

Este problema foi contornado por Karl Popper, que apresentou o conceito de falsificabilidade, segundo o qual uma hipótese só é considerada científica se for falsificável, ou seja, se por meio de algum experimento real ou imaginário for possível provar sua falsidade. A hipótese “Deus existe” não é uma hipótese que possa ser julgada pela Ciência, pois não existe nenhuma experiência imaginável que possa provar que “Deus NÃO existe”. Por outro lado, as hipóteses “O tempo passa mais rapidamente nos lugares altos” e “O futuro pode ser previsto pela posição dos astros nos céu” são falsificáveis e, portanto, estão dentro do escopo da Ciência.

Qual a vantagem disto? Isto leva a uma mudança de atitude. Em vez de a Ciência se basear nas observações que reforçam uma teoria, ela passa a buscar observações que a falsifiquem. Quanto mais uma teoria sobrevive a esta busca, maior a nossa confiança em sua veracidade; mas, não existem teorias comprovadas, apenas teorias que ainda não foram derrubadas. E quando é provado que uma determinada teoria está errada, isto é a melhor coisa que pode acontecer, porque é nessas situações que a Ciência progride.

Assim, ao contrário do que muitos pensam, o objetivo dos cientistas não é defender o status quo ou proteger as leis científicas contra contestações. Seu objetivo é justamente tentar contestar estas leis! Um cientista que tenha realizado cinqüenta milhões de experiências comprovando a teoria de Newton não foi muito útil. Mas alguém que prove que Newton estava errado… Você já ouviu falar de Einstein, não?

 

Hipóteses, teorias e leis

Vimos que o método científico começa com a observação da Natureza. Com base na observação e apoiado pelo pensamento indutivo formula-se uma hipótese que, conforme você já deve ter percebido, nada mais é do que uma crença que se desconfia que seja verdadeira.

A partir daí, deve-se testar a hipótese, ou seja, utilizar a hipótese para verificar o fenômeno que ela explica e, mais importante, utilizar a hipótese para prever novos fenômenos. Para testar a hipótese será quase sempre necessário um experimento que, num ambiente controlado, possa quantificar o fenômeno. Independentemente do resultado, este experimento só será considerado válido se puder ser reproduzido por outras pessoas mantendo-se as mesmas condições. Se a hipótese se confirma uma vez, ela pode estar correta. Se a hipótese se confirma um grande número de vezes, ela deve estar correta. Se a hipótese não se confirma, ela deve ser reformulada e novamente testada.

Quando uma hipótese já reúne um número considerável de evidências, obtidas por um grande número de pesquisadores independentes, ela é promovida a teoria. Depois de exaustivamente testada e verificada experimentalmente, uma teoria pode, finalmente, ser promovida a lei, o último posto da hierarquia científica. A Física tem diversas leis, como a Lei da Conservação da Quantidade de Movimento ou as três Leis de Newton, por exemplo.

Mas… e quando diversas hipóteses servem para explicar o mesmo fenômeno? Ou seja, e se for possível explicar o mesmo fenômeno e prever os mesmos resultados utilizando hipóteses diferentes? Neste caso, a Ciência prefere adotar a hipótese mais simples, onde por “mais simples” se entende aquela que usa o menor número de suposições ou que introduzam o menor número de entidades novas na Ciência. Afinal, quando se faz o menor número de suposições possíveis é menos provável que se descubra mais tarde que uma delas estava errada. Este método é chamado de Navalha de Ockham.

Uma lei da Natureza é o mais longe que podemos chegar com o método científico, mas ela não constitui uma verdade definitiva, como veremos a seguir.

O método Científico 
O método científico

 

O método científico e a Ladeira do Amendoim

O que chamamos de leis da Natureza não são leis no sentido usual da palavra. Veja a Lei da Gravidade, por exemplo. Alguém se equilibra sobre uma corda estendida entre dois arranha-céus e logo se diz que ele está “desafiando a lei da gravidade” (quando, na verdade, não poderia fazer o que faz se não fosse por ela). As leis da Física não podem ser “desafiadas”, como as leis legisladas em nosso mundo. Uma lei física é um estatuto do qual temos uma forte sensação que seja verdadeira e que, até o momento, não foi contradita por nenhuma experiência humana.

Se, por um lado, este estado das coisas assegura aos cientistas que nenhuma verdade estará livre de contestação, por outro nos impede de assumir qualquer conhecimento como final e definitivo. Uma lei física, ou uma verdade científica, nada mais é, portanto, que um estado de repouso do conhecimento (o que não deixa de ser um pensamento um tanto pessimista). De qualquer maneira, esta postura do método científico, enraizada em sua própria definição, é que garante a investigação constante e vigilante do conhecimento humano.

Vejamos um exemplo: Você está na cidade de Belo Horizonte e, ao passar pela ladeira conhecida por Ladeira do Amendoim, percebe um fenômeno interessante: quando seu carro é deixado em repouso nesta ladeira, ao invés de descer sob a ação de seu peso ele anda para cima! Estarão os carros na Ladeira do Amendoim desafiando a lei da gravidade?

Se você se propõe a investigar o fenômeno, provavelmente pensará em pelo menos quatro hipóteses para explicar o fenômeno: (1) existe algum tipo de força sobrenatural, ou seja, não conhecida pela Ciência (mágica, espectral, astral, telepática, telúrica, etc.) puxando o carro para cima; (2) existe alguma força conhecida pela Ciência, mas não evidente no momento, atuando sobre o carro (uma força magnética vinda de algum depósito de minerais, por exemplo); (3) a Lei da Gravidade está errada ou não se aplica a este local do planeta e deve, portanto, ser revista; (4) a observação de que o carro sobe não é verdadeira, ou seja, houve um erro na interpretação dos dados, por parte de quem realizou a experiência.

Qualquer uma das quatro hipóteses (ou outra que se possa imaginar) poderá ser considerada e deverá ser testada. O que um investigador munido do método científico não poderá fazer é desconsiderar o fato observado com o argumento de que “a Lei da Gravidade é uma lei da Natureza bem-estabelecida e acima de qualquer dúvida”.

Bem, se você examinar o fenômeno até o fim, chegará à conclusão de que a hipótese (4) é a verdadeira: a disposição das ladeiras próximas à Ladeira do Amendoim e a dela própria criam a ilusão de que o carro está subindo quando, na verdade, ele desce normalmente, como em qualquer outra ladeira do mundo. A Lei da Gravidade está a salvo (por enquanto).

 

O método científico e as pseudociências (ou “O dragão na minha garagem”)

Um amigo lhe diz que descobriu um dragão na garagem da casa dele:

— Uau! Isso é incrível! Vamos lá vê-lo! — você diz, entusiasmado, já pensando nas manchetes dos jornais.
— Bem… Isso não vai ser possível, porque ele é invisível.
— Você fala sério?! — Seu momentâneo desapontamento é logo substituído por uma excitação ainda maior. Afinal, você sabe que um dragão invisível é ainda mais incrível que um dragão qualquer. — A gente joga tinta nele, então. E, depois, tiramos umas fotos.
— Ah? Tinta? Bom… Isso também não vai dar, pois este dragão é incorpóreo.
— Incorpóreo?!
— Sim, incorpóreo, tipo um fantasma ou um ectoplasma.
— Mas, esse dragão solta fogo? Pelo menos isso?
— Sim, soltar fogo ele solta! Se bem que o fogo é invisível, também.
— Tá… Não tem problema… A gente usa um visor de infravermelho pra ver este fogo invisível.
— Mas o fogo deste dragão é um fogo frio, que está à temperatura ambiente, não vai dar pra sentir…

Você propõe mais uma dúzia de maneiras de detectar o dragão e seu amigo refuta todas elas dizendo que com esse dragão não vai funcionar. Você começa a perder a paciência e, além de um pouco preocupado com a sanidade do seu amigo, fica imaginando qual a diferença entre um dragão que não pode ser detectado de nenhuma maneira e dragão nenhum. — Então como você sabe que há realmente um dragão lá?

Seu amigo responde a esta pergunta com explicações confusas que misturam capacidade de se comunicar telepaticamente com o dragão, técnicas ancestrais milenares de detecção de dragões (provavelmente orientais), instrumentos exóticos capazes de medir a “energia” de dragões, uso da intuição, revelação em sonhos, etc., e encara o seu ceticismo como má-vontade em crer neste maravilhoso dragão-invisível-incorpóreo-que-cospe-fogo-frio.

Esta história é uma adaptação livre de um trecho do livro O mundo assombrado pelos demônios, de Carl Sagan, e ilustra o típico pensamento pseudocientífico. De fato, você não precisa ir muito mais longe para, usando a mesma analogia, imaginar pessoas que prevêem o futuro inspirados por dragões indetectáveis, ou que dizem curar usando a energia destes seres. Estas pessoas provavelmente acusarão os cientistas que não querem crer na existência de seus dragões de estreiteza de pensamento, ou dirão que eles se negam a encarar as evidências porque temem que elas abalem sua forma ortodoxa de pensar. Muitos torcerão um pouquinho a história e se compararão a Galileu e a Colombo, que foram perseguidos por desafiarem o pensamento científico estabelecido: “Riram de Galileu e de Colombo e riem de nós”, dirão – ao que Carl Sagan acrescentaria: “Riram do Bozo, também. E daí?”.

Claro, alguns cientistas tentam, assim mesmo, detectar esse dragão; afinal, descobrir que dragões podem estar escondidos em garagens pelo mundo e que podem ser usados para curar e prever o futuro é uma descoberta extraordinária demais para ser ignorada. Mas, mais importante do que isso: não é só porque a Ciência não é capaz de detectar o dragão que ele não existe. Germes, partículas atômicas e subatômicas, quasares, variações no espaço-tempo – pode-se citar inúmeros exemplos de fenômenos que, num determinado momento da História, não foram ou não poderiam ser detectados pelas técnicas e instrumentos disponíveis, mas que não deixaram de existir por isso. Investigar, portanto, é preciso.

Mas este dragão tem um problema de timidez. Ele só aparece para algumas pessoas “escolhidas”; e, nunca, diante de câmeras. Todas as evidências de sua existência ou são contestáveis ou não vêm de fontes confiáveis ou podem ser explicadas por fatos já bem-conhecidos pela Ciência; mágicos conseguem reproduzir tudo o que as pessoas dizem fazer usando a energia dos dragões. Por fim, as previsões feitas por pessoas “guiadas” pelos dragões são menos acertadas na média do que as previsões feitas por profissionais; e o número de curas feitas pela tal energia do dragão é equivalente ao das curas espontâneas ou por placebo.

A conclusão é que por mais que a Ciência investigue o fenômeno não há evidências, ordinárias nem extraordinárias, obtidas através de um rigoroso método científico, que suportem a existência do Dragão Invisível. Por isso – para a Ciência, pelo menos –, ele é finalmente esquecido.

Não pense que dragões indetectáveis são exclusividade dos pseudocientistas. A Ciência já teve que lidar com seus “dragões”. Até o final do século XIX, os físicos acreditavam na existência de uma substância chamada éter, que preencheria o vácuo e que seria o meio no qual se propagariam a luz e as ondas gravitacionais, muito embora ninguém ainda o tivesse detectado. Esse éter deveria ser de tal natureza que não interferisse no movimento da Terra através dele e que permanecesse inalterado e imóvel ao ser atravessado pela luz. Isso o tornava, por definição, extremamente difícil de ser detectado. Em 1881, Michelson e Morley idealizaram uma cuidadosa – e hoje famosa – experiência para tentar “capturar” o éter; porém, nada foi observado. Alguns imaginaram falhas na experiência, mas outros começaram a desconfiar que não haveria éter nenhum para ser detectado. O éter continuou a ser perseguido utilizando-se técnicas mais avançadas e instrumentos mais precisos, sempre com os mesmos resultados, até o ano de 1960, quando foi definitivamente descartado.

 

Falhas no método científico?

Assim como já houve diversos cientistas que pensaram ter feito uma nova e revolucionária descoberta e, mais tarde, verificaram que seus dados não eram corretos, também houve vários casos de pesquisadores que fizeram, de fato, descobertas revolucionárias, mas não souberam reconhecê-las, preferindo interpretar suas conclusões de uma maneira “convencional”.

Tycho Brahe ficou famoso por coletar os mais precisos dados astronômicos que já haviam sido colhidos até a sua época. Porém, Tycho não acreditava no modelo heliocêntrico proposto por Copérnico e utilizou suas observações para formular um novo modelo geocêntrico do Universo (que se tornou muito popular). Foi preciso que seu discípulo e assistente, Johannes Kepler, alguns anos mais tarde, utilizasse os mesmos dados, mas orientado por uma crença diferente, para não só comprovar o modelo heliocêntrico, como ainda estabelecer as Três Leis de Kepler do movimento planetário.

Mas, se Tycho Brahe viu pouco em seus próprios dados, o cientista francês Rene Blondlot enxergou demais (literalmente). Nos primeiros anos do século XX, Blondlot, estudando os recentemente descobertos raios X, pensou ter descoberto uma nova forma de radiação que chamou de raios N. Até 1903, Blondlot já havia publicado mais de dez trabalhos sobre sua descoberta, mas nenhum outro cientista ainda tinha conseguido reproduzir suas experiências, nem vislumbrar o menor sinal dos raios N. Por isso, em 1904, o cientista americano Robert Wood foi enviado ao laboratório de Blondlot para tentar desvendar o mistério. Os raios N produzidos por um filamento aquecido de platina deveriam atingir um prisma e difratarem-se de encontro a uma tela produzindo bandas luminosas; porém, quando Wood observou a tela, não foi capaz de ver nenhuma das bandas luminosas que Blondlot alegava ver. Blondlot repetiu a experiência; mas, desta vez, Wood secretamente retirou o prisma da montagem. Para seu espanto, Blondlot continuou enxergando as bandas luminosas originadas pelos raios N! Não é preciso dizer que, logo depois disso, toda a história dos raios N foi desacreditada e esquecida.

A moral da história, aqui, é que os fatos não falam por si mesmos. Um cientista não espalha os fatos sobre a mesa e espera que a verdade emane deles espontaneamente. Como disse o cientista Henri Poincaré, “um punhado de fatos não é mais Ciência do um punhado de tijolos é uma casa”. Fatos e medidas precisam ser interpretados pelas pessoas que conduzem os experimentos; e pessoas, como se sabe, são naturalmente susceptíveis a julgamentos pessoais, preconceitos, análises tendenciosas e – por que não? – ânsia em comprovar o que consideram ser a verdade. Será que o fato do cientista ser falível torna a Ciência falível?

Sim e não. Ciente tanto de sua responsabilidade quanto da falibilidade dos cientistas, a Ciência não se fia na autoridade de nenhum pesquisador e nem em pesquisas isoladas. Um fato só é aceito pela Ciência depois de exaustivamente reproduzido por cientistas em todo o mundo (a história dos raios N também serve para ilustrar este ponto). É esta, pois, a beleza da Ciência. O próprio método científico se encarrega de eliminar os julgamentos pessoais e impede que, em longo prazo, dogmas sejam formados. Ou, nas palavras de Einstein: “Minhas idéias levaram as pessoas a reexaminar a física de Newton. Naturalmente, alguém, um dia, irá reexaminar minhas próprias idéias. Se isto não acontecer, haverá uma falha grosseira em algum lugar”.

 

Conclusão

Em um momento [texto de 30/3/2003] em que há um projeto de lei propondo a regulamentação de uma arte divinatória de 5000 anos atrás, a discussão sobre o alcance e validade da Ciência é mais atual e necessária do que nunca. Compreender o método que a Ciência usa para construir o conhecimento humano, e entender o rigor com que examina alegações extraordinárias, é apenas uma parte desta discussão, mas uma base que todo ser humano precisa ter para exercer sua cidadania.

Widson Porto Reis é  engenheiro metalúrgico com mestrado em Ciência dos Materiais, pelo Instituto Militar de Engenharia (IME).

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