Metodologia Científica
Prof. Gilson Yukio Sato
Departamento Acadêmico de Eletrônica
Programa de pós-Graduação em Engenharia Biomédica
https://www.wikiart.org/en/raphael/school-of-athens-detail-from-right-hand-side-showing-diogenes-on-the-steps-and-euclid-1511
http://www.heritage-history.com/index.php?c=read&author=rowbotham&book=scientists&story=galileo
http://www.devicemag.com/2009/08/25/celebrating-galileo-galiles-inventions-the-telescope/
2
21 gtx Experimentação
https://i2.wp.com/www.garethsouthwell.com/wp-content/uploads/2016/12/Descartes-600w.jpg?resize=409%2C600
http://static.businessinsider.com/image/5183ddd16bb3f7be0e00001a/image.jpga/image.jpg
Jacques de Vaucanson (1739)
https://www.thesouloftheworld.com/wp-content/uploads/2013/09/mechanical-duck.jpg
“I have described
this earth, and
indeed this
whole visible
world, as a
machine”
Descartes
http://www.ackademic.com/wp-content/uploads/bfi_thumb/211883-14827-8-30oqbh3om56n18md0ubv28.jpg
https://metaphysicien.files.wordpress.com/2014/09/newtons-law-of-gravitation1.jpg?w=250&h=167
http://australiancurriculumphysics.com.au/fathoming-physics-hsc-textbook/motors-and-generators/1-1-introduction-to-electromagnetism/
Unificação da Eletricidade e do magnetismo
Luz como fenômeno eletromagnético
http://oglobo.globo.com/sociedade/historia/teoria-da-relatividade-geral-faz-100-anos-este-mes-esta-mais-atual-do-que-nunca-17988827
https://metaphysicien.files.wordpress.com/2014/09/tumblr_mgle5zempq1qaphrco1_500.gif?w=700
ANALOGIA PARA ENTENDER O ENCURVAMENTO DO ESPAÇO-TEMPO
PELA GRAVIDADE
Credit: NASA and European Space Agency (ESA) https://img.purch.com/h/1400/aHR0cDovL3d3dy5zcGFjZS5jb20vaW1hZ2VzL2kvMDAwLzAxOS84MzYvb3JpZ2luYWwvRWluc3RlaW4tY3Jvc3MuanBnPzEzNDMxNzAyMDQ=
CRUZ DE EINSTEIN. A LUZ DE UM QUASAR DESVIADA POR UMA GALÁXIA
https://www.cai.cam.ac.uk/news/watson-lecture-marks-centenary-of-birth-of-francis-crick
http://apuntesbiotecnologiageneral.blogspot.com.br/2014/09/adn-la-molecula-de-la-vida.html
TECNOLOGIA
Aplicação da ciência Técnicas e métodos
Ferramentas
Sistemas
Aplicações práticas
Processos
Equipamentos Utensílios
Habitação Vestuário
http://news.stanford.edu/2015/11/23/trace-invention-tools-112315/
https://en.wikipedia.org/wiki/Control_of_fire_by_early_humans
https://www.nottingham.ac.uk/archaeology/research/projects/current/pottery-charnwood.aspx
https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_agriculture
http://factsanddetails.com/world/cat56/sub362/item1506.html
https://global.britannica.com/technology/aqueduct-engineering
https://en.wikipedia.org/wiki/Parthenon
https://br.pinterest.com/pin/449515606536093340/
http://2012books.lardbucket.org/books/a-primer-on-communication-studies/s15-01-technological-advances-from-th.html
http://www.designhistory.org/Type_milestones_pages/Gutenberg.html
http://nautarch.tamu.edu/shiplab/01George/caravela/htmls/Caravel%20History.htm
https://br.pinterest.com/mush60/nautical-navigation/
http://w1tp.com/iperkco2.htm
http://www.physicianshearingservices.com/blog/the-history-of-hearing-aids/
https://media.ford.com/content/fordmedia/fna/us/en/features/celebrating-the-moving-assembly-line-in-pictures.html
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/curiosityrover_buckskinpanorama_pia19808.jpg
E a Ciência ?
Como funciona o mundo ?
Entender, explicar e prever o mundo
Conhecimento sobre o mundo
Processo de como investigar o mundo
Ciência
• The pursuit of ignorance
• Stuart Firestein
• https://www.ted.com/talks/stuart_firestein_the_pursuit_of_ignorance
Conhecimento
• Crença verdadeira justificada
• Verdadeira • Ex: “Eu sei que o medicamento XXX diminui a febre ... ”
• Justificada • Ex: “... porque estudos clínicos demonstraram sua
eficácia.”
(Steup 2016)
Justificação
• Evidência X Confiabilidade
• Evidências • Experiências de percepção, introspecção, memória,
intuição
• Confiabilidade • Confiabilidade do processo de obtenção da evidência
(Steup 2016)
Fontes de conhecimento e justificação
• Percepção • Sujeita a falha ?
• Introspecção • Inquestionável ? Incorrigível ?
• Memória • Conhecimento sobre o passado ?
(Steup 2016)
Fontes de conhecimento e justificação
• Razão • Justificação a priori ?
• Testemunho • Confiável ?
(Steup 2016)
Ideológico • Ideologia como conjunto de crenças sobre o mundo
que não podem ser empiricamente refutáveis
• Não-racional, assistemático, valorativo
• Infalibilidade, pois é representação da ideia do sujeito
• Justificação (desculpas) e não argumentação
(Viegas 1999)
Religioso • Permite relacionar-se com o mundo por meio de
crenças
• Inspiracional, sistemático, valorativo
• Infalibilidade, admite contradição
• Aceitação
(Viegas 1999)
Filosófico • Reflexão sobre a realidade global, buscando suas
razões últimas
• Totalmente racional, sistemático, valorativo
• Prescinde da experiência, baseado na reflexão
• Especulativo
(Viegas 1999)
Científico • Começa na experiência (empírico) em direção a
sistematização
• Contingencial, sistemático, factual
• Baseado na dúvida
• Processo de geração sem fim
(Viegas 1999)
K Científico: critérios internos • Coerência (ausência de contradições)
• Consistência (robusto a argumentos contrários)
• Originalidade (não tautológico)
• Objetividade (a realidade como ela é)
(Viegas 1999)
K Científico: critérios externos • Intersubjetividade
• Divulgação
• Comparação crítica
• Reprodutibilidade
• Reconhecimento
(Viegas 1999)
Introdução
• Fatos científicos são obtidos pelo uso de raciocínio e inferência científicos
• Dedução e indução
(Okasha 2002)
Raciocínio dedutivo / Inferência dedutiva
(Okasha 2002)
P1: TODOS FRANCESES GOSTAM DE VINHO TINTO
P2: PIERRE É FRANCÊS
C: PORTANTO, PIERRE GOSTA DE VINHO TINTO
Raciocínio indutivo / Inferência indutiva
(Okasha 2002)
P1: OS PRIMEIROS CINCO OVOS DA CAIXA ESTAVAM PODRES
P2: TODOS OVOS TEM A MESMA DATA DE VALIDADE
C: PORTANTO, O SEXTO OVO ESTARÁ PODRE TAMBÉM
Dedutivo x Indutivo
(Okasha 2002)
SE P1 ← VERDADEIRO
SE P2 ← VERDADEIRO
ENTÃO C ← VERDADEIRO
SE P1 ← VERDADEIRO
SE P2 ← VERDADEIRO
ENTÃO C ????
DEDUTIVO INDUTIVO
Raciocínio Indutivo
• No cotidiano • O sol nascerá amanhã porque ele nasceu todos os dias
• O carro vai virar para a direita, pois sempre que eu girei o volante no sentido horário ele virou para direita
• Seu computador não vai explodir quando você o ligar amanhã, porque ele nunca explodiu antes
(Okasha 2002)
Raciocínio Indutivo
• Na ciência • Pessoas portadoras de Síndrome de Down
possuem 47 cromossomos ao invés de 46 (três cópias do cromossomo 21), pois todos portadores testados apresentaram 47 cromossomos.
• Newton elaborou sua teoria da gravitação universal a partir dos corpos celestes próximos a Terra e inferiu que a lei valeria para todos corpos celestes.
(Okasha 2002)
Raciocínio Indutivo
• Usado na ciência corrente
• Baseado na coleta de dados
• Um medicamento é seguro ?
• Um tratamento é efetivo ?
• XX causa YY ?
• ...
(Okasha 2002)
Prova
• A inferência dedutiva pode gerar uma prova ?
• Sim
• A inferência indutiva pode gerar uma prova ?
• Rigorosamente, não. Pode gerar evidências mais ou menos fortes
(Okasha 2002)
Teoria Científica
• “conjunto de proposições sistematizadas, verificadas ou não, para explicar determinado fato”
• Permite formular hipóteses (que devem ser testadas)
• Permite fazer previsões (que podem ou não se confirmadas)
(Viegas 1999)
Falseabilidade de Popper • Para Popper, a principal característica da teoria
científica deve ser a falseabilidade
• Previsões feitas a partir da teoria devem poder ser testadas e demonstradas falsas
• Não se deveria aceitar “ajustes”na teoria para justificar resultados contraditórios com a previsão
• Mas, cientistas normalmente não abandonam teorias após alguns resultados contraditórios
(Okasha 2002)
Falseabilidade de Popper • Muitas teorias vigentes são contrariadas por
observações
• Até que ponto deve-se tentar explicar as contradições dentro da teoria vigente?
• Em que ponto deve-se abandonar uma teoria ?
• A falseabilidade pode ser usada para separar ciência do que não é ?
(Okasha 2002)
Falseabilidade de Popper • A indução é usada extensivamente na ciência
corrente
• Usando indução, não é possível provar que uma teoria é verdadeira, mas é possível provar que ela é falsa
• Mas geralmente o cientista busca provar que uma teoria é verdadeira
• Será o raciocínio indutivo adequado para elaboração de teorias científicas ?
(Okasha 2002)
Indução: uniformidade da natureza
• Pressuposto da uniformidade da natureza (Hume)
• “todos corpos celestes observados até agora obedecem a lei de gravitação de Newton” → indução → “todos corpos celestes obedecem a lei de gravitação de Newton”
• É possível provar que o pressuposto da uniformidade é verdadeiro ?
(Okasha 2002)
Indução: aspecto pragmático
• O raciocínio indutivo tem funcionado até agora
• Muito do que fazemos é baseado em inferências indutivas
• A confiança na indução é inteiramente racional ?
(Okasha 2002)
Indução: probabilidade
• O raciocínio indutivo não pode conduzir a certeza, mas pode conduzir a uma conclusão provável
• A probabilidade pode ser maior ou menor
• A probabilidade resolve o problema da incerteza no uso da indução ?
(Okasha 2002)
Indução: natureza humana
• O raciocínio indutivo é considerado, por alguns, parte da natureza humana
• Usamos o raciocínio indutivo cotidianamente
• Algo que é parte da natureza humana precisa ser justificado?
(Okasha 2002)
Inferência à melhor explicação
(Okasha 2002)
P1: O QUEIJO NA DESPENSA DESAPARECEU, RESTARAM APENAS ALGUMAS MIGALHAS
P2: O SOM DE ARRANHÕES FOI OUVIDO NA DESPENSA ONTEM A NOITE
C: PORTANTO, O O QUEIJO FOI COMIDO POR UM RATO
Inferência à melhor explicação
• Não é um raciocínio dedutivo
• Não é um raciocínio indutivo
• É uma inferência à melhor explicação • Podem haver outras explicações ? Sim, mas a mais
plausível foi adotada
• Que critérios usar para definir a explicação mais plausível ?
(Okasha 2002)
Inferência à melhor explicação
• Simplicidade e parcimônia como critérios • Menor número de pressupostos
• Navalha de Occam
• Seriam a simplicidade e a parcimônia os melhores ou únicos critérios para inferências?
(Okasha 2002), (Nehmzow 2005)
Introdução
• Em 1963, Thomas Kuhn publica “A Estrutura das Revoluções Científicas”
• Naquele momento, a concepção lógico positivista da ciência dominava a cena: a ciência devia ser racional e objetiva, i.e. • Discussões seriam resolvidas de forma objetiva
• O mérito de teorias seria avaliado sem viés
• Teorias seriam selecionadas com base em observações neutras
(Okasha 2002)
Revoluções científicas
• Exemplos: copernicaniana, einsteiniana, darwiniana
• Entre uma revolução e outra: “ciência normal”
• A “ciência normal” é desenvolvida dentro de um paradigma
(Okasha 2002)
Paradigmas
• Componente 1: conjunto de pressupostos teóricos fundamentais aceitos pela comunidade
• Componente 2: conjunto de “exemplares”ou problemas específicos resolvidos por esses pressupostos
(Okasha 2002)
Paradigmas
• Dentro de um paradigma, a comunidade sabe: • Como a pesquisa deve evoluir no futuro
• Quais são os problemas relevantes e pertinentes
• Quais são os métodos adequados para estudar esses problemas
• Como deve ser uma solução aceitável para esses problemas
(Okasha 2002)
“Ciência normal” • Aceita o paradigma, não o testa
• Repeita os limites do paradigma
• O cientista estuda problemas de desencontro entre o previsto pela teoria e fatos experimentais
• O cientista busca eliminar esses problemas alterando minimamente o paradigma
• O paradigma vai sendo refinado, detalhado e aplicado
(Okasha 2002)
“Ciência normal”: transição • Enquanto o paradigma vai sendo refinado surgem
anomalias
• Enquanto poucas, as anomalias são ignoradas
• As anomalias vão se acumulando e a confiança no paradigma vai diminuindo
• Alternativas ao paradigma corrente são apresentadas
• Uma das alternativas torna-se o novo paradigma
(Okasha 2002)
Adoção de um novo paradigma • A adoção de um novo paradigma exige, em alguma
medida, um ato de fé, não somente evidências objetivas
• A adoção de um novo paradigma envolve a pressão dos membros da comunidades e advogados de diferentes paradigmas
• Com essa posição Kuhn ataca a concepção de uma ciência totalmente racional e objetiva
(Okasha 2002)
Adoção de um novo paradigma • Kuhn questiona também a linearidade do processo
• A ciência não evolui do errado para o certo
• Kuhn sugere que os fatos estão escorados no paradigma, ou seja, quando o paradigma muda, os fatos mudam também
• Como escolher um paradigma se os dados e fatos para essa escolha dependem do paradigma adotado ?
(Okasha 2002)
Pós-Kuhn • O quão objetiva e racional é a ciência ?
• Existe uma verdade objetiva a ser descoberta ?
(Okasha 2002)
Paradigma
• The science of scent
• Luca Turin
• https://www.ted.com/talks/luca_turin_on_the_science_of_scent
Referências VIEGAS, Waldyr. Fundamentos de Metodologia Científica. Brasília: Paralelo 15. 1999.
HATFIELD, Gary. René Descartes. The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2016 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = <https://plato.stanford.edu/archives/sum2016/entries/descartes/>.
STEUP, Matthias. Epistemology. The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2016 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = <https://plato.stanford.edu/archives/fall2016/entries/epistemology/>.
OKASHA, Samir. Philosophy of Science. Oxford: Oxford University Press. 2002.
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