FILOSOFIA DAS CIÊNCIAS NATURAIS

Caetano Ernesto Plastino

Departamento de Filosofia da USP

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 esquemáticoiv, 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 científicavi

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 científicox

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 ciênciaxi

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?

i Os critérios propostos são normativos e não descritivos. No entanto, espera-se que sejam, em boa medida, adequados à prática científica bem-sucedida. ii O verificacionismo geralmente está associado a um critério de sentido, não de demarcação. É clássica a formulação de Moritz Schlick: “O sentido de uma proposição é o método de sua verificação”. iii Muitas vezes, nem mesmo os enunciados de observação podem ser testados de modo simples e direto pelas impressões sensoriais. As observações científicas comumente requerem treinamento especializado e podem fazer uso de instrumentos (como o microscópio óptico) cuja confiabilidade depende, pelo menos em parte, de teoria. iv No início do livro “Filosofia da ciência natural”, Carl Hempel dá como exemplo o meticuloso estudo do médico húngaro Ignaz Semmelweis para identificar a causa da febre puerperal, que entre 1844 e 1848 levou à morte grande número de parturientes no Hospital Geral de Viena. Em “Introdução à lógica” (Mestre Jou, 1978), Irving Copi tece um interessante paralelo com as investigações conduzidas pelo detetive Sherlock Homes para solucionar casos misteriosos. v Nesse ponto se torna patente a relevância das questões éticas envolvidas. vi Utilizamos aqui o capítulo “Explicação científica”, publicado no livro “Divulgação científica: reflexões”, organizado por Glória Kreinz e Crodovaldo Pavan, Publicações NJR, ECA/USP, 2003, p. 45-49. vii Por indução, pode-se também inferir uma regularidade (probabilidade), em vez da universalidade. Isso ocorre quando projetamos para o futuro a frequência (até então observada) da ocorrência de um determinado evento. viii Em uma célebre objeção ao método das hipóteses, considera-se a possibilidade de duas ou mais hipóteses incompatíveis entre si serem igualmente bem adequadas ao

mundo empírico. Em uma analogia devida a Descartes, relógios com diferentes mecanismos poderiam produzir os mesmos movimentos dos ponteiros. Sem abrir o relógio e sem dispor de informações sobre sua fabricação, como descobriríamos qual é o seu mecanismo interno? ix Outra importante metodologia científica é o convencionalismo. Segundo essa concepção, alguns princípios centrais da ciência devem ser julgados pela simplicidade que trazem ao sistema. Para o convencionalista, a revolução copernicana é um caso exemplar de aplicação do critério de simplicidade, pois naquela ocasião o sistema ptolomaico, sem formar um corpo uno, era comparado a um monstro em que se juntam partes de diferentes pessoas. x Utilizamos aqui um texto publicado no boletim número 15 do Núcleo José Reis, ECA/USP, 2008. xi Utilizamos aqui o capítulo “Realismo e instrumentalismo”, publicado no livro “Divulgação científica: olhares”, organizado por Glória Kreinz, Crodovaldo Pavan e Ciro Marcondes Filho, Publicações NJR, ECA/USP, 2009, p. 75-87.