Estatística Experimental: Planejamento de Experimentos Versão Preliminar João Gilberto Corrêa da Silva Universidade Federal de Pelotas Instituto de Física e Matemática Departamento de Matemática e Estatística
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1. Estatstica Experimental:Planejamento de ExperimentosVerso
Preliminar Joo Gilberto Corra da Silva Universidade Federal de
Pelotas Instituto de Fsica e Matemtica Departamento de Matemtica e
Estatstica
2. Estatstica Experimental:Planejamento de Experimentos Verso
PreliminarJoo Gilberto Corra da SilvaPelotas, 2007
3. "Inductive inference is the only process known to us by
which essentially new knowledgecomes into the world." (R. A.
Fisher. The design of experiments, 8th ed. Oliver and
Boyd,1966.)"Experimental observations are only experience carefully
planned in advance, anddesigned to form a secure basis of new
knowledge." (R. A. Fisher. The design ofexperiments, 8th ed. Oliver
and Boyd, 1966.)
4. CONTEDO 1. Cincia e Mtodo Cientfico 2. Pesquisa Cientfica 3.
Mtodos de Pesquisa Cientfica 4. Pesquisa Experimental 5. Conceitos
Bsicos da Pesquisa Experimental 6. Planejamento do Experimento e
Delineamento Experimental: Requisitos ePrincpios Bsicos 7.
Planejamento das Caractersticas Respostas 8. Planejamento das
Caractersticas Explanatrias 9. Planejamento das Caractersticas
Estranhas e do Controle Experimental10. Estrutura das Unidades e
Delineamento do Experimento11. Estruturas de Experimento Ortogonais
Apndice
5. Estatstica Experimental:Planejamento de ExperimentosVerso
Preliminar Joo Gilberto Corra da Silva Pelotas, 2006
6. CONTEDO 1. Cincia e Mtodo Cientfico 2. Pesquisa Cientfica 3.
Mtodos de Pesquisa Cientfica 4. Pesquisa Experimental 5. Conceitos
Bsicos da Pesquisa Experimental 6. Planejamento do Experimento e
Delineamento Experimental: Requisitos ePrincpios Bsicos 7.
Planejamento da Resposta 8. Planejamento das Condies Experimentais
9. Planejamento das Caractersticas Estranhas e do Controle
Experimental10. Estrutura das Unidades e Delineamento do
Experimento Apndice
7. 1Cincia e Mtodo CientficoContedo1.1
Introduo.......................................................................................................................
21.2 Fontes do Conhecimento
................................................................................................
31.2.1Conhecimento
emprico............................................................................................
31.2.2Conhecimento
mtico................................................................................................
31.2.3Conhecimento teolgico
...........................................................................................
41.2.4Conhecimento
filosfico............................................................................................
41.2.5Conhecimento cientfico
...........................................................................................
51.3 Relao da Cincia com a Filosofia
................................................................................
61.4 Breve Histria da
Cincia................................................................................................
81.4.1A cincia na
antiguidade...........................................................................................
81.4.2A cincia na
ps-renascena....................................................................................
81.4.3A cincia no sculo
17..............................................................................................
91.4.4A cincia no sculo
18............................................................................................
101.4.5A cincia no sculo
19............................................................................................
111.4.6A cincia no sculo
20............................................................................................
111.5 Mtodo
Cientfico..........................................................................................................
131.6 Estratgia e Ttica da Cincia
......................................................................................
151.6.1Estratgia cientfica
................................................................................................
151.6.2Ttica cientfica
......................................................................................................
181.7 Objetivos e alcance da
cincia......................................................................................
191.8 Papel da Lgica na Cincia
..........................................................................................
231.9 Bases da
cincia...........................................................................................................
25Exerccios de Reviso
..................................................................................................
28Conceitos e Termos
Chave...........................................................................................
30Bibliografia....................................................................................................................
30
8. 2 Planejamento de Experimentos1.1 Introduo O homem comum
pode adquirir conhecimento de diversas maneiras. O homem docampo,
por exemplo, tem conhecimento das plantas que cultiva, da poca de
semear ede plantar, da forma de tratar a terra, dos meios de proteo
contra insetos e pragas.Esse conhecimento tem origem na imitao, nas
informaes e instrues transmitidaspor antecessores e familiares, na
educao formal e na experincia pessoal. Essehomem tambm pode possuir
conhecimento gerado por pesquisas conduzidas porinstituies
cientficas, que lhe transmitido atravs de meios de comunicao e
detreinamento. O homem tambm pode adquirir conhecimento cientfico
de modo mais racional,atravs de educao formal de nvel superior e,
ainda, aperfeio-lo com especializaoem cursos de ps-graduao. A
descoberta de que a natureza governada por um esquema inteligvel
teveorigem na Grcia. A teoria grega descobriu o universo das idias
e das formas, ordenadopelas regras da geometria, e o universo da
natureza, constitudo de movimentoslogicamente ordenados. Toda a
teoria grega dedica-se descrio dessas duas ordens,consubstanciadas
na Geometria de Euclides, na Fsica de Aristteles e na Teoria
dasIdias de Plato. Somente no incio do sculo XVII teve origem a
cincia moderna. A cincia um processo lgico de investigao para a
soluo de problemas e abusca de respostas a questes referentes a
fenmenos naturais. Atravs do mtodocientfico, os cientistas tentam a
gerao de um corpo de conhecimento livre de crenas,percepes,
valores, atitudes e emoes pessoais. Isso logrado atravs de
verificaoemprica de idias e crenas por procedimento aberto inspeo
pblica. Aconfiabilidade do conhecimento cientfico deriva de sua
base em evidncia provida porobservao objetiva. O conhecimento
cientfico no um conhecimento absoluto e definitivo. Pelocontrrio,
ele tende a se aperfeioar e, em conseqncia, levar, por exemplo,
criaode novos mtodos, tcnicas e procedimentos mais adequados e
convenientes. Esseprogresso conseguido atravs da permanente
atividade de indagao a que sededicam os pesquisadores. Assim, a
cincia uma fonte de gerao de conhecimentoque se renova para
solucionar problemas, responder questes, e desenvolverprocedimentos
mais efetivos para solucionar problemas e responder questes. Neste
Captulo e no que segue faz-se uma reviso de conceitos bsicos
referentes abordagem cientfica para gerao de conhecimento com o
propsito de estabelecerum embasamento para a caracterizao racional
do mtodo experimental e de suaessencialidade nessa abordagem. O
presente Captulo inicia com a caracterizao dasprincipais fontes de
conhecimento, para identificao da distino fundamental daabordagem
cientfica: o mtodo cientfico (Sees 1.2 Na Seo 1.3 discute-se a Sees
1.2).relao da cincia com a filosofia, particularmente, com as
escolas filosficas quesurgiram ao longo da histria. A Seo 1.4 faz
uma breve reviso da origem e evoluohistrica da cincia. A Seo 1.5
conceitua a cincia em termos dos atributos quecaracterizam o mtodo
cientfico, e a Seo 1.6 descreve o mtodo cientfico como aestratgia
da cincia para a gerao do conhecimento, atravs de uma ilustrao, e
odistingue dos procedimentos e tcnicas de reas especficas da
cincia, que constituemos mtodos particulares da cincia. Na Seo 1.7
discutem-se os objetivos e o alcanceda cincia, descreve-se a cincia
como um esforo permanente e progressivo deinterpretao e compreenso
da realidade, e caracteriza-se a estrutura bsica doprocesso de
construo do conhecimento cientfico. O papel da lgica na cincia
otema da Seo 1.8 Finalmente, na Seo 1.9 expem-se as suposies bsicas
que1.9,constituem os alicerces do conhecimento cientfico.
9. 1. Cincia e Mtodo Cientfico31.2 ConhecimentoFontes do
Conhecimento A busca do conhecimento da natureza j era uma
caracterstica do homem pr-histrico. Os primeiros contatos do homem
com a natureza geraram conhecimentoeminentemente sensvel. Os
recursos limitados permitiam a percepo dos fenmenosapenas atravs
dos sentidos e explicaes superficiais. Buscando desvendar o
universo,o homem adere ao culto das foras da natureza como forma de
conhecimento. Napassagem da poca primitiva para a antiguidade, o
homem amplia os limites de seuconhecimento, passando das explicaes
mitolgicas do universo para explicaes denatureza religiosa. A
prxima etapa a interpretao pelo caminho da razo. Com osurgimento da
filosofia, a explicao da natureza passa a ser eminentemente
racional. Abusca incessante da verdade conduz passagem da filosofia
para a cincia, ou seja, interao do raciocnio com a abordagem
emprica para a explicao das relaescausais entre fenmenos, atravs de
procedimentos analticos e racionais rigorosos.1.2.1 Conhecimento
emprico A forma ordinria e mais remota do homem criar suas
representaes einterpretaes da realidade atravs da experincia do
cotidiano e do senso comum. Oconhecimento constitudo por essas
representaes surge da necessidade de resolverproblemas imediatos.
Portanto, esse conhecimento emprico, ou do senso comum, umaforma
espontnea e no sistemtica de representar a realidade, sem mtodo
apropriadopara aprofundar seus fundamentos. Essa forma de gerao de
conhecimento motivadapelo interesse prtico e as vivncias e crenas
individuais e coletivas. Esse o conhecimento do homem comum, sem
formao, gerado pela sua relaocom o mundo material. Ele originado
das experincias pessoais, vivenciadasocasionalmente, do
conhecimento que transmitido entre os indivduos, das tradies
dacoletividade e, ainda, de crenas religiosas. Esse conhecimento
possudo no momentopresente, lembrado, desenvolvido permanentemente,
utilizado para a previso deeventos futuros e transmitido para a
coletividade e de uma gerao a outra. O senso comum situa-se em um
mbito cognitivo muito prximo da realidade eimplica certo grau de
abstrao. Entretanto, ele permanece muito restrito srepresentaes
sensveis e no atinge um nvel superior de elaborao que origine
acriao ou utilizao de conceitos cujos significados aprofundem a
compreenso darealidade. Essa limitao gera o conhecimento dos fatos
a partir de suas aparncias, sempreocupao com sua explicao, ou seja,
com uma anlise para caracterizao de suasorigens. O senso comum
procede a uma simples juno de idias, noes e conceitos;no elabora
uma compreenso mais aprofundada da realidade. O conhecimento gerado
constitudo de um aglomerado indiscriminado de elementos que formam
um conjuntofragmentado, sem unidade e coerncia. Dessa forma, no
submetido a um nvel decrtica necessrio para a compreenso da
realidade alm do que vivenciado. A conscincia do homem que se
comporta com base apenas no mbito do sensocomum dual e
contraditria, o que comumente lhe conduz a atitudes fatalistas face
ssituaes concretas que se apresentam. Muito freqentemente, o
fatalismo se refere aodestino ou a uma concepo de um ser superior,
que se constituem nas entidadesresponsveis pelos acontecimentos da
vida.1.2.2 Conhecimento mtico Sem o recurso da escrita, o homem
primitivo buscou explicar, narrar e anunciar osfenmenos atravs de
smbolos e alegorias, criando, assim, os mitos. A realidadepassou,
ento, a ser interpretada a partir desses mitos. O conhecimento
mtico umproduto da transmisso oral do conhecimento emprico de gerao
para gerao. Os mitos estavam sedimentados na cultura e na tradio
dos povos da antiguidadee representavam muito mais do que uma
tentativa de explicar a realidade. O mito
10. 4 Planejamento de Experimentosconstitua o alicerce histrico
das civilizaes; explicava o passado e a origem dopresente. Era uma
representao do mundo real, recriado a partir da elaboraosubjetiva
das experincias do homem. O homem primitivo se apegou tanto
explicao mtica da natureza que passou acriar os mitos a partir de
sua prpria natureza. Assim, por exemplo, acreditava que osanimais e
objetos possuam alma e que as divindades possuam imagem e
sentimentoshumanos. A pretenso do pensamento mtico era o resgate de
um passado remoto, ouseja, daquilo que existia antes do tempo
presente, particularmente das razes humanas.A narrao mtica fornecia
o suporte vida em comunidade, ligando o homem a ummesmo passado, a
uma mesma histria. As origens de fenmenos inexplicveis eram
atribudas a poderes e forasimanentes existentes dentro de objetos,
animais e pessoas. Povos da antiguidadeadoravam o Sol e a Lua; os
hindus, a vaca; os maias, os incas, os astecas e outrospovos, os
totens e amuletos, monumentos e objetos que eles prprios construam.
Essespovos acreditavam que esses entes e objetos eram possuidores
de foras e poderes parafazer o bem e o mal, e criavam seus
interpretes ou interlocutores, como os bruxos,feiticeiros,
sacerdotes, pajs. Em fase ulterior, essas foras misteriosas so
transferidas a seres fictcios comformas humanas. Esses seres eram
invisveis, representados por esttuas, para as quais,principalmente
os gregos, romanos e egpcios, rendiam cultos. As intervenes
dessesseres superiores, denominados deuses, seriam a origem de
todos os fenmenosnaturais. a fase do politesmo. A causa de um
conjunto de fenmenos de um setorparticular da natureza era atribuda
a um deus particular. O politesmo predominou naGrcia e na Roma
antiga. Assim, por exemplo, Diana era a deusa da caa, Eolo o deusdo
vento, Netuno o deus do mar, Ceres a deusa da colheita.1.2.3
Conhecimento teolgico A experincia religiosa to antiga quanto o
homem civilizado. O conhecimentoreligioso ou teolgico direcionado
compreenso da totalidade da realidade. Seupropsito a explicao de
uma origem e de um fim nicos referentes gnese e existncia do
universo. Atribui a causa de todos os fenmenos a um nico ser
superior:Deus. Na religio judaico-crist, Deus o nico criador de
tudo que existe. So atribudosa ele a criao do universo e dos
fenmenos naturais, em particular a criao do homeme dos animais,
suas existncias, transformaes e fins. Do ponto de vista teolgico, a
existncia divina evidente e evidncia prescinde dedemonstrao. A
partir desse princpio, busca encontrar explicaes para tudo o
queaconteceu e acontece com o ser humano, e procura estudar as
questes referentes aoconhecimento das divindades, de seus atributos
e relaes com o mundo e com oshomens. A religio tem seus fundamentos
em dogmas e ritos, que so aceitos pela f eno podem ser provados nem
criticados, porque ela a nica fonte da verdade. As fontesdo
conhecimento teolgicas so os livros sagrados Alcoro para os
muulmanos, Vedapara os hindus, Talmude para os judeus e Bblia para
os cristos. Os interlocutores entreo homem e Deus so sacerdotes,
rabinos, pastores e outros intrpretes.1.2.4 Conhecimento filosficoO
conhecimento filosfico teve incio com as primeiras tentativas do
homem decompreender o mundo atravs da associao do raciocnio com a
observao. A filosofiadesenvolveu-se na Prsia, China, ndia e em
outras regies do Oriente. A filosofiaocidental originou-se seis
sculos antes de Cristo, a partir dos ensinamentosprincipalmente de
filsofos gregos, tais como Scrates (470-399 a.C.), Pitgoras
(580-500 a.C.) Aristteles (384-322 a.C.) e Plato (428-348 a.C.), os
primeiros que buscaraminterpretar a natureza por observao e lgica,
sem interpretao necessariamentesobrenatural.
11. 1. Cincia e Mtodo Cientfico5 A filosofia busca o
conhecimento das primeiras causas ou princpios. Ela destituda de
objeto particular, mas assume papel orientador da prpria cincia
nasoluo de problemas universais. Assim, a filosofia a expresso da
universalidade doconhecimento humano, ou seja, a fonte de todas as
reas do conhecimento humano.Nesse contexto, a cincia no s depende
da filosofia como nela se inclui. O conhecimento filosfico
desenvolveu-se a partir de idias e teorias formuladaspor grandes
filsofos, tais como os citados filsofos gregos, e So Toms de
Aquino(1224-1274), Francis Bacon (1561-1626), Ren Descartes
(1596-1650), John Locke(1632-1704), Jean Jacques Rousseau
(1712-1778), Immanuel Kant (1724-1804), GeorgHegel (1770-1831),
Karl Marx (1818-1883) e, em pocas recentes, Bertrand
Russell(1872-1970), Ernest Nagel (1901-1985), Karl Popper
(1902-1994) e Carl Gustav Hempel(1905-1997). A filosofia repousa na
reflexo sobre a experincia. A reflexo propicia variaes
deinterpretao sobre as impresses, imagens e opinies. Assim, as
idias e teoriasfilosficas no so unnimes. A filosofia no se reduz a
uma busca de originalidade reflexiva e conceitual. Antesde tudo, a
filosofia tem a finalidade de compreender a realidade e fornecer
contedosreflexivos e lgicos de mudana e transformao da realidade.
Cabe filosofia a tarefade elaborar pressupostos e princpios
norteadores das aes humanas. As proposies filosficas so situadas em
contexto cultural, que considera ohomem inserido na histria. A
filosofia tambm uma reflexo crtica da sociedade, dapoltica, do
direito, da educao. Por essa razo, o conhecimento filosfico
evoluisegundo o contexto histrico.1.2.5 Conhecimento cientficoA
cincia originou-se da filosofia. A partir de 5.000 anos antes de
Cristo, babilniose egpcios desenvolveram conhecimentos importantes
principalmente em matemtica eastronomia. Entretanto, os filsofos
gregos foram os principais responsveis pelacombinao de
conhecimentos dessas duas reas, que constituiu o ponto de partida
dacincia.A tarefa da cincia a explicao de processos e fenmenos
naturais. Nenhumsistema de idias tericas, termos tcnicos e
procedimentos matemticos pode serconsiderado como cientfico, a
menos que se relacione com esses fatos empricos emalgum ponto e de
algum modo, e auxiliem a torn-los mais inteligveis.O conhecimento
cientfico um sistema de conhecimentos metdicos sobre anatureza.
Distingue-se das outras formas de conhecimento por requerer a
verificaoemprica objetiva de toda explicao referente a fenmenos,
que permite umacompreenso de sua natureza e de suas causas, livres
de influncias, desejos epreconceitos do observador. O cientista
busca o conhecimento das relaes existentesentre os fenmenos, isto ,
das leis naturais. Ele se apia no raciocnio lgico paradeduzir novos
conhecimentos a partir de leis ou conceitos gerais.O carter
especial da cincia pode ser explicado pelas circunstncias em que
oscientistas trabalhavam em suas respectivas reas. Essas
circunstncias incluem oprincpio bsico de conhecer o mundo natural
atravs de argumentos demonstrativos.Assim, uma representao ou
interpretao de um fenmeno ou processo somente umconhecimento
cientfico se foi verificado ou demonstrado empiricamente.A busca do
conhecimento cientfico origina-se da percepo de que o acervo
deconhecimento disponvel insuficiente para a compreenso de algum
fenmeno ouevento natural. Parte do conhecimento disponvel
conhecimento comum ou ordinrio,isto , no cientfico, e parte
conhecimento cientfico, ou seja, conhecimento derivadomediante o
mtodo da cincia. Este conhecimento pode voltar a submeter-se
prova,aperfeioar-se ou ser superado, mediante esse mesmo mtodo. Na
medida em que oprocesso cientfico avana, pores do acervo de
conhecimento ordinrio so corrigidas
12. 6 Planejamento de Experimentosou rechaadas, e o corpo de
conhecimento cientfico incrementado. Assim, a cinciacresce a partir
do conhecimento comum e o supera com o seu crescimento. De fato,
otrabalho cientfico inicia no ponto em que a experincia e o
conhecimento comum deixamde prover solues para problemas referentes
a fenmenos de interesse, ou mesmo deformul-los. Entretanto, o
conhecimento cientfico no um mero refinamento e extenso
doconhecimento comum. um conhecimento de natureza especial. A
cincia tambm tratade fenmenos no observveis e no cogitados pelo
homem comum, levanta conjeturasque vo alm do conhecimento comum, e
submete essas conjeturas prova com baseem suas teorias e com o
auxlio de tcnicas especiais. Por outro lado, a cincia incapazde
desenvolver conhecimento a partir de explicaes no naturais. Assim,
a abordagem cientfica distingue-se de outras formas de gerao
deconhecimento em muitos aspectos, particularmente quanto ao mtodo.
Entretanto, elatem algumas semelhanas com essas outras fontes de
conhecimento, pelo menos se limitada considerao ao conhecimento
ordinrio gerado pelo senso comum. De fato, osenso comum, assim como
a cincia, aspira a ser racional e objetivo. Entretanto, o idealde
racionalidade, ou seja, a sistematizao coerente do conhecimento
somente conseguida mediante teorias, que constituem o ncleo da
cincia, enquanto que oconhecimento comum constitudo por acumulao de
peas de informao poucorelacionadas. Por outro lado, a objetividade
ideal, ou seja, a construo derepresentaes da realidade impessoais,
no pode ser lograda sem a superao doslimites estreitos da vida
cotidiana e da experincia pessoal. Ela demanda a formulao
deconjeturas de existncia de objetos fsicos alm das precrias
impresses sensoriais, e averificao de tais conjeturas por meio de
experincia objetiva, planejada e interpretadacom o auxlio de
teorias. O senso comum pode conseguir apenas objetividade
limitadaporque est estreitamente vinculado percepo e ao. Em resumo,
o conhecimento cientfico racional e objetivo como o originado
dosenso comum, mas muito mais racional e objetivo do que este. A
peculiaridade daabordagem cientfica que a distingue do senso comum
a forma como opera, ou seja, omtodo cientfico, e o objetivo para o
qual esse mtodo aplicado. Esses temas sotratados nas Sees 1.5 1.6 e
1.7.1.5,1.71.3 Relao da Cincia com a Filosofia O mtodo cientfico
algumas vezes contrastado com outras abordagens para agerao de
conhecimento. Surge, ento, a questo natural da credibilidade
doconhecimento cientfico, em contraste com conhecimento de outras
origens.Particularmente, so algumas vezes questionados o carter
filosfico e a estrutura lgicado conhecimento cientfico. Em primeiro
lugar, deve ser observado que a cincia um mtodo e no umafilosofia.
Como tal, ela no est comprometida com qualquer teoria ou filosofia
particularde conhecimento. De fato, a ao do cientista revela certas
preferncias mentais econsistncias de seu mtodo que so algumas vezes
relacionadas com pontos de vistasde escolas filosficas conhecidas
pelas designaes de: racionalismo, empirismo, positivismo,
pragmatismo e determinismo. Um exame breve do significado filosfico
dessas designaes til para esclarecera distino da posio do cientista
em relao a esses pontos de vista, que implicam emdiferenas nas
perspectivas referentes ao conhecimento.
13. 1. Cincia e Mtodo Cientfico7 O racionalismo refere-se
convico filosfica de que a razo humana o principalinstrumento e a
autoridade ltima na busca da verdade. O racionalismo no nega o
valorda experincia sensorial como uma fonte de conhecimento, mas
sustenta que apenas aoperao lgica da mente pode determinar a
verdade de qualquer experincia ou idia.Por sua aderncia s regras de
lgica estabelecidas, o cientista poderia ser taxado deracionalista.
Entretanto, esta designao seria imprpria, dado que ele no
acreditaapenas na razo pura como um guia para o conhecimento vlido.
A base racional domtodo cientfico fundamentada no sistema de lgica
empregado no raciocniocientfico, mas o mtodo de anlise cientfica
requer muito mais do que apenas f narazo. O empirismo fundamenta-se
na convico de que a experincia sensorial deve serconsiderada como a
fonte mais confivel de conhecimento. Certamente, a cincia , emparte
e em certas reas, um mtodo emprico, tanto como um mtodo lgico, isto
,racional. Todavia, o aspecto emprico da cincia relaciona-se ao
modo como os dadosso percebidos e no f na validade exclusiva de
experincias sensoriais. O raciocniosobre as impresses empricas to
importante como as sensaes recebidas. A evidncia emprica bsica
cincia, mas ela s tem significado se interpretadapor noes
particulares sobre seus atributos, efeitos, etc. De fato, uma
grande parte daestrutura do conhecimento cientfico composta de
abstraes, isto , de idias sobrefenmenos e suas inter-relaes, no de
evidncia emprica. A cincia emprica nosentido de que seu ltimo
recurso para o estabelecimento da credibilidade de
qualquerconhecimento particular o fato emprico, a demonstrao
emprica, ou a predioemprica. Mas sustentar que a cincia apenas ou
basicamente emprica limitarinadequadamente sua estrutura terica.
Estas duas escolas filosficas tm mais de trs sculos de histria. O
positivismolgico uma escola mais moderna que tem sido relacionada
cincia. Ele se refere crena de que afirmaes tm significado fatual
apenas quando so confirmadas porevidncia emprica. Na realidade, o
positivismo lgico um movimento de algunsfilsofos da cincia para uma
unificao dos vrios ramos da cincia pelo esclarecimentode idias e
desenvolvimento de preciso metodolgica atravs de anlise lgica.
umaderivao do empirismo que enfatiza o desenvolvimento de comunicao
objetiva,especialmente atravs da lgica simblica e da matemtica.
Alguns cientistas tm algode positivistas lgicos, por buscarem,
constantemente, uma unidade comum de mtodo,princpios bsicos e
comunicao. Entretanto, mesmo entre os poucos neopositivistasde
hoje, a atitude restritiva original referente credibilidade de
certos tipos deconhecimento foi muito modificada. Observe-se que o
positivismo lgico tem apenas conexo tnue com o positivismo,uma
escola filosfica do sculo 19 que esperava arranjar todo o
conhecimento em umaorganizao inter-relacionada de modo completo e
coeso para a soluo racional detodos os problemas humanos. A quarta
escola filosfica que algumas vezes relacionada cincia
opragmatismo,pragmatismo que consiste na crena de que o ltimo teste
do valor de uma idia suautilidade na soluo de problemas prticos.
Certamente, o cientista um homem prticoque busca a soluo de
problemas reais. Entretanto, como uma posio filosfica, opragmatismo
de pouco valor na cincia moderna. De fato, muito
conhecimentocientfico puramente terico, sem valor prtico por si.
Todavia, esse conhecimentoterico tem papel vital na estrutura da
cincia. O conjunto de teorias abstratas quefundamenta toda cincia,
que constitui a usualmente designada cincia pura, altamente no
pragmtico. A ltima ligao filosfica cincia o determinismo ou seja, o
argumento de que determinismo,nada tem lugar na natureza sem causas
naturais. O determinismo na cincia no umcredo mas um postulado que
empregado na anlise de causalidade (Seo 1.9 ASeo 1.9).cincia tambm
j foi relacionada ao materialismo isto , doutrina filosfica de que
todomaterialismo,
14. 8Planejamento de Experimentoso conhecimento pode ser
derivado do estudo da matria. Entretanto, hoje a cincia
materialista, mecanicista ou determinista apenas na medida em que
ela se fundamentaem uma base de fatos demonstrveis objetivamente,
com o auxlio de instrumentosfsicos de observao e mensurao. Ademais,
o determinismo no deve ser confundidocom fatalismo, ou seja, a
inevitabilidade natural dos eventos. A cincia buscacompreender as
regularidades dos fenmenos, mas tais regularidades no soimputadas a
qualquer agente causal inevitvel. Um postulado de regularidade
nanatureza pressuposto pelo cientista como um princpio, com o
propsito de obterconhecimento fidedigno. Entretanto, tal princpio
no assumido como uma lei danatureza. Este termo no tem significado
importante nas explicaes cientficasmodernas da causalidade.1.4
Breve Histria da Cincia1.4.1 A cincia na antiguidade O conhecimento
cientfico (ou cincia) tem suas razes nas contribuies defilsofos
gregos. As primeiras tentativas de explicar os fenmenos naturais
semfundamentao mitolgica de agentes pessoais, mas com base na razo
e evocao decausas, originaram-se com Tales de Mileto (624-546
a.C.), seis sculos antes de Cristo. Entretanto, as explicaes
especulativas de fenmenos eram baseadas no sensocomum, em vez de
argumentos tcnicos sobre experincias controladas
artificialmente.Esta abordagem emerge com Aristteles, no quarto
sculo antes de Cristo. Atravs deobservao rigorosa e teorizao
disciplinada, Aristteles estudou detalhadamente aanatomia animal e
criou uma cincia biolgica. Em cada estudo, ele definia a rea e
seusproblemas, dialogava criticamente com seus predecessores e,
ento, procedia aodesenvolvimento de seu argumento atravs de
experincia e razo. Suas explicaeseram fundamentadas em termos de
qualidades perceptveis e uma srie de causas.1.4.2ps-A cincia na
ps-renascena Embora os gregos tenham criado um sistema de
pensamento similar abordagemcientfica h cerca de dois mil e
quinhentos anos, houve pouco progresso nos sculosseguintes. A
potencia da cincia e sua influncia marcante tm origem recente. A
cinciacomo conhecida hoje tem razes no sculo 16, principalmente a
partir de trs fontes deinfluncia: a) a descoberta da antiguidade
clssica e a publicao de textos latinos egregos de todos os campos,
inclusive cincia, na Renascena; b) a inveno da imprensapor Johannes
Gutenberg (1390-1468) e sua rpida expanso, que tornou
livrosdisponveis e baratos, antes do fim do sculo 16, com influncia
marcante naaprendizagem e na cultura; c) as descobertas de novas
terras, por espanhis eportugueses, que criou novas demandas de
conhecimentos de astronomia, tcnicashidrogrficas e matemticas, e
introduziu na Europa novas plantas, animais, doenas ecivilizaes. No
fim do sculo 15 surgiram na Europa os primeiros experimentadores.
Aespeculao passa a ser substituda pela experimentao. Em lugar de
perguntar porqu?, o homem comea a perguntar como? O precursor dessa
mudana de atitude foiLeonardo da Vinci (1452-1510). Ao estudar
fenmenos da natureza, ele procuravarealizar experimentos, em
diversas condies e circunstncias, para alcanar uma regrageral que
se aplicasse a todos os experimentos realizados. Foi assim que
estabeleceu aregra de que o peso suportado por uma coluna
proporcional altura e largura dacoluna. Entretanto, no incio do
sculo 16 o conhecimento ainda era rudimentar e muitodependente da
assimilao confusa de fontes antigas. Antes da metade desse
sculo,apareceram trabalhos relevantes, como o tratado do polons
Nicolau Coprnico (1473-1543), publicado em 1543, que revolucionou a
cosmologia com a nova idia heliocntrica;
15. 1. Cincia e Mtodo Cientfico 9a nova abordagem de pesquisa
em anatomia do belga Andreas Versalius; e os avanosem lgebra do
italiano Gerolano Cardano (1501-1576). Coprnico defendia a idia de
quea matemtica poderia ser aplicada pesquisa de qualquer problema
que envolvessequantidades mensurveis. Embora os desenvolvimentos
tericos tivessem a tendncia deserem especulativos, houve um
considervel avano em muitas reas. Em particular,antes do fim do
sculo, a matemtica era usualmente ensinada na Europa.1.4.3 A cincia
no sculo 17Na virada para o sculo 17, um homem de educao superior
tradicional,denominada escolstica, ainda acreditava que a Terra era
o centro do universo e que asestrelas e os planetas giravam em
torno dela, movidos por algum ente inteligente edivino,
influenciando os eventos na Terra segundo suas localizaes e
aspectos.Acreditava em um mundo vivo, criado e guiado por Deus para
o benefcio do homem.Surgiram, ento, descobertas cientficas
importantes que ainda so hoje aceitas, mas queeram explicadas com
base na cultura ainda presente. Assim, em 1600, o ingls
WilliamGilbert (1540-1603), no curso da demonstrao de que a alma do
mundo estavaincorporada em um magneto, explicou a bssola com
fundamento na idia de que a terraera um magneto gigantesco muito
fraco. Pouco depois, em 1609, o polons JohanesKepler (1571-1630)
descobriu as rbitas elpticas dos planetas em torno do sol, masnunca
cessou sua busca pela harmonia do cosmos. Mais tarde, em 1628, o
ingls WilliamHarvey (1578-1657) estabeleceu a circulao do sangue,
mas a explicou como umaimagem microscpica das circulaes do mundo,
em vez de um sistema puramentemecnico.No sculo 17 ocorreu uma
reviso radical dos objetos, mtodos e funes doconhecimento da
natureza. Os novos objetos passaram a ser fenmenos naturais em
ummundo desprovido de propriedades humanas e espirituais; os
mtodos, pesquisascooperativas disciplinadas, e as funes, a combinao
do conhecimento com o poderioda indstria. Os grandes propulsores
dessa revoluo na cincia foram o ingls FrancisBacon (1561-1626), o
francs Ren Descartes (1596-1650) e o italiano Galileu
Galilei(1564-1642). Bacon contestou o uso exclusivo da lgica e da
observao, emcontraposio s regras de lgica de Aristteles. Advogou um
novo meio pelo qual ohomem poderia estabelecer o controle da
natureza, um plano para a reorganizao dacincia, e props um mtodo
cientfico em sua obra mais celebrada Novum organum.Bacon criou o
mtodo de induo exaustiva, sustentando que, idealmente, o
cientistadeve prover uma enumerao exaustiva de todos os exemplos do
fenmeno empricosob investigao como uma preliminar para a
identificao da forma natural da qual elesso uma manifestao. Advogou
que os fatos observados empiricamente so os pontosde partida para
toda cincia e que a teoria deve ser levada em conta na medida em
queela seja derivada dos fatos.Em contraste, Descartes enfocou o
problema da construo de um sistemadedutivo de teoria consistente e
coerente, atravs do qual o argumento poderia procedercom a segurana
formal familiar da geometria euclidiana. Advogou a idia de uma
cinciauniversal unitria que vincularia todo conhecimento humano
possvel em uma sabedoriaabrangente. Sua renomada obra Discurso
sobre o mtodo, publicada em 1637, marcoua consolidao definitiva do
mtodo cientfico. Em busca da certeza, Descartes contestouAristteles
e a escolstica, e procurou compor uma filosofia associada
matemtica,onde observao e interpretao so legitimadas pela
demonstrao emprica.Galileu considerado um fundador do mtodo
experimental. Galileu foi menosradical em seus ideais e mais
abrangente na prtica. Combinando a experimentao coma matemtica,
contribuiu com considerveis avanos na fsica e na astronomia.
Observouque os candelabros da torre de Pisa balanavam com as
correntes de ar e, com base nasbatidas de seu pulso, mediu o tempo
que levavam os percursos do maior e menor arcodescrito pelo balano
do candelabro. Assim, descobriu a propriedade da constncia
domovimento pendular. Realizou experincias meticulosas sobre a
trajetria de vo de
16. 10 Planejamento de Experimentosprojteis e sobre a queda dos
corpos, construiu um telescpico e com esse instrumentoestudou a
Lua, a Via Lctea, os anis de Saturno e, com observaes
detalhadas,comprovou a idia heliocntrica de Coprnico. Apesar de
suas diferenas de idias e contribuies, Bacon, Descartes e
Galileucompartilharam um compromisso comum com referncia ao mundo
natural e seu estudo.Eles viam a natureza como despida de
propriedades espirituais e humanas. No poderiahaver dilogo com ela,
quer atravs de iluminao mstica ou de autoridade inspirada.Em vez
disso, ela tinha que ser investigada prudente e impessoalmente,
atravs deexperincia sensitiva e razo. Fenmenos estranhos e
prodigiosos, como terremotos,curas misteriosas e deformaes de
nascena, que haviam sido temas de especulaoat ento, eram
considerados de menos significncia do que observaes regulares
erepetidas. O cuidado e a autodisciplina eram necessrios tanto na
observao como nateorizao, e o trabalho cooperativo era importante
para a continuada acumulao e testede resultados. O propsito de
sabedoria contemplativa da cincia foi substitudo pelo objetivo
dedominao da natureza em benefcio do homem. O estabelecimento de
sociedadescientficas foi um produto direto das novas concepes de
conhecimento do mundonatural e dos mtodos de persegui-lo. As novas
idias da cincia frutificaram no sculo 17 e conduziram a
rpidoprogresso do conhecimento em alguns campos, mas tiveram
desenvolvimento lento emoutros. Assim, as concepes modernas tiveram
incio na tica com Johann Kepler, e naeletricidade e no magnetismo
com Gilbert. No fim desse sculo, Isaac Newton (1642-1727) formulou
a lei da atrao universal, a lei da gravidade e trouxe um novo rigor
aosmtodos da pesquisa experimental.1.4.4 A cincia no sculo 18 As
contribuies de Newton dominaram a cincia no sculo 18.
Osdesenvolvimentos cientficos desse sculo foram principalmente de
consolidao. No incio desse perodo, a atividade cientfica era
desenvolvida em pequena escala,principalmente por homens de posses
e profissionais bem treinados, tais como fsicos eengenheiros, em
suas horas vagas. As cincias matemticas (matemtica,
astronomia,mecnica e tica) estavam bem desenvolvidas, mas a fsica
ainda era um conjunto deexperimentos isolados com teorias
qualitativas e principalmente especulativas, a qumicaera quase
totalmente emprica, e a biologia dava ateno principalmente a
atividades decoleta. Antes do fim do perodo, j havia exemplos bem
sucedidos de trabalho cientficobem organizado, e tinham sido
estabelecidas as bases para teorias coerentes e eficientesem quase
todas as reas da cincia. A tecnologia da fora foi a primeira a
receber influncia da aplicao dedesenvolvimentos cientficos
anteriores. A mquina a vapor e vcuo (1717), inventadapelo ingls
Thomas Newcomen (1663-1729), originou-se da pneumtica do sculo 17.
No fim do sculo 18, teve incio a revoluo industrial que transformou
a Europa deuma sociedade agrria em uma sociedade urbana. Na mesma
poca, a revoluofrancesa introduziu as polticas modernas de
liberdade e democracia. As atividadescientficas tiveram semelhantes
mudanas: nessa poca foram estabelecidos osfundamentos sociais e
institucionais para o amadurecimento da cincia no sculo 19. O
estilo dominante da cincia na poca da Revoluo Francesa era
matemtico.Nessa poca destacaram-se alguns matemticos franceses,
como Pierre-Simon Laplace(1749-1827), Joseph Louis Lagrange
(1736-1813), Gaspar Monge (1746-1818), JeanBaptiste Fourier
(1768-1830), Simon Denis Poisson (1781-1840) e Augustin LouisCauchy
(1789-1857). Os grandes matemticos suos Jacques Bernoulli
(1654-1705),Daniel Bernoulli (1700-1782) e Leonard Euler
(1707-1783) desenvolveram o clculodiferencial e integral, inventado
pelo alemo Gottfried Leibnitz (1646-1716). Mesmo na
17. 1. Cincia e Mtodo Cientfico11qumica, a reforma da
nomenclatura alcanada por Antoine Laurent Lavoiser (1743-1794)e
seus colaboradores foi de estilo matemtico e abstrato.1.4.5 A
cincia no sculo 19O sculo 19 surge como uma idade de ouro. A cincia
expande-se com sucesso emnovos campos de investigao, incluindo uma
combinao de matemtica e experimentoem fsica, a aplicao de teoria ao
experimento em qumica, e experimentao controladaem biologia. Esse
progresso era grandemente impulsionado pela reforma deuniversidades
e o estabelecimento de novas universidades, onde a pesquisa
eraencorajada, assim como o ensino, e pela comunicao atravs de
sociedades cientficase revistas especializadas. Reunies nacionais e
internacionais tornavam-se comuns nofim desse sculo. Tornou-se
efetivo o princpio de pesquisa socialmente organizada, emlugar de
pesquisas por indivduos isolados. Em todos os campos do
conhecimento houveum crescente rigor de metodologia e
aprofundamento de erudio. Durante esse sculo,os progressos nos
principais ramos da cincia experimental foram to grandes que
emretrospecto o seu estado anterior parece rudimentar. A fsica
alcanou a estreita unio daexperimentao precisa com a teoria
matemtica abstrata que trouxe profundidade deconhecimento e poder
na aplicao desse conhecimento sem precedentes. Diferentescampos
foram sucessivamente unificados pelo conceito de energia. A
termodinmicauniu as cincias do calor e trabalho e propiciou o
desenvolvimento de uma teoria dealteraes qumicas. A eletricidade e
o magnetismo foram unidos, inicialmente pelaexperimentao e ento
teoricamente, e foi observado que uma constante fundamentalda
teoria do eletromagnetismo, determinada pelo alemo Wilhelm Weber
(1804-1891),era igual velocidade da luz, determinada
astronomicamente pelo ingls James ClerkMaxwell (1831-1879). Dessa
forma, as propriedades gerais da matria foramsucessivamente
compreendidas e tornadas coerentes.No incio do sculo 19, o fsico e
qumico ingls John Dalton (1766-1844) formuloua teoria atmica da
matria, divulgada em sua obra The new system of chemicalphilosophy,
publicada em 1808. A qumica passou a ser construda sobre as
basestericas da nomenclatura de Lavoisier e a teoria atmica de
Dalton, e despendeualgumas dcadas na tarefa de classificar
substncias em elementos e compostos. NaAlemanha, Friedrich Kekul
(1829-1896) descobriu a estrutura verdadeira de compostosorgnicos,
com as ligaes alternativas do anel benznico. Ento, Lothar Meyer
(1830-1895), na Alemanha, e Dmitri Mendeleyev (1834-1907), na
Rssia, dominaram aestrutura da tabela peridica dos elementos e
puderam predizer as propriedades deelementos desconhecidos. A
partir de ento, a qumica passou a alcanar uma unidademais prxima
com a fsica e a adquirir um potencial crescente para aplicaes
industriais.Os progressos em biologia foram igualmente
extraordinrios. A abordagemexperimental foi inicialmente
desenvolvida com sucesso em fisiologia, principalmente pelaescola
de Johannes Mller (1801-1858), na Alemanha, e por Claude Bernard
(1813-1878)e Louis Pasteur (1822-1895), na Frana. Na Inglaterra,
Charles Darwin (1809-1882) eAlfred Russell Wallace (1823-1913)
conceberam a seleo natural pelo princpio dasobrevivncia do mais
forte e estabeleceram a teoria da evoluo (1859). Na ustria, omonge
e botnico Gregor Johann Mendell (1822-1884) estabeleceu as leis
bsicas dahereditariedade.1.4.6 A cincia no sculo 20Algumas
tendncias do sculo 19 tornaram-se mais salientes no incio do
sculo20. Nessa poca, a cincia tornou-se cada vez mais profissional
em sua organizaosocial. Quase toda pesquisa era executada por
especialistas altamente treinados,empregados exclusivamente ou
principalmente para esse trabalho em instituiesespecializadas. As
comunidades de cientistas, organizadas por disciplinas, gozavam
deum alto grau de autonomia no estabelecimento de objetivos e
padres de pesquisa, e na
18. 12 Planejamento de Experimentoscertificao, emprego e
atribuio de recompensas de seus membros. Forados pelacompetio, os
cientistas tendem a se tornarem pesquisadores muito especializados.
Oestilo dominante desse perodo era reducionista: as pesquisas eram
concentradasprincipalmente em processos artificialmente puros,
estveis e controlveis, obtidos emlaboratrio, e as teorias favoritas
eram aquelas que envolviam as causas fsicas maissimples, usando
argumentos matemticos. Os desenvolvimentos cientficos dessa
pocaeram modelados segundo os padres da fsica terica. O esprito
positivo dessa cincia era mostrado pela sua crescente separao
dareflexo filosfica. As teorias da relatividade (1905 e 1916) de
Albert Einstein (1879-1955)e o princpio da incerteza na teoria
quntica (1927) do fsico alemo Werner Heisenberg(1901-1976)
levantaram vigorosas discusses filosficas. As realizaes cientficas
do incio do sculo 20 so demasiadamente imensas paraserem
enumeradas. Entretanto, pode-se destacar um padro comum de avano.
Emcada um dos campos mais importantes o progresso baseou-se no bem
sucedido trabalhodescritivo do sculo 19. A atividade cientfica
dirigiu-se inicialmente para uma anlisemais refinada dos
constituintes e de seus mecanismos e, ento, para snteses
queoriginaram os nomes de disciplinas hbridas, tais como bioqumica
e biofsica. Na fsica,as teorias clssicas das principais foras
fsicas (calor, eletricidade e magnetismo) foramunificadas pela
termodinmica; e no incio do sculo surgiram descobertascompletamente
novas (raios X e radioatividade, por exemplo) e a penetrao na
estruturada matria (teoria atmica e isotopia). Essas descobertas
demandaram a reviso das leisfundamentais da fsica e algumas de suas
pressuposies metafsicas (relatividade eteoria quntica). Mtodos
qumicos tornaram-se necessrios para muitos dessestrabalhos em
fsica. Por outro lado, as novas teorias fsicas eram
suficientementepoderosas para prover explicaes efetivas para uma
ampla variedade de fenmenosqumicos. Com base nessas descobertas, a
indstria qumica produziu uma grandevariedade de substncias
totalmente sintticas (fibras e plsticos, por exemplo). Nas cincias
biolgicas, os mtodos fsicos e qumicos contriburam paradescobertas e
explicaes de agentes engenhosos (vitaminas, hormnios) e areconstruo
de ciclos complexos de transformaes qumicas por meio das quais
amatria vive. A cincia mdica pde desenvolver a bacteriologia e,
atravs da descobertade drogas especficas e gerais, ela reduziu de
modo acentuado as doenas epidmicasclssicas e as doenas cruis da
infncia. At o final desse sculo, os avanos cientficos continuaram a
crescer em todas asreas, de modo to vertiginoso que se torna
impossvel catalog-los; apenas parailustrao: no transporte
culminaram com a viagem Lua e lanamento de satlites esondas para
explorao espacial; na sade, com o controle de muitas doenas e
oaumento da longevidade; nas comunicaes, com o uso em larga escala
da Internet.Exerccios 1.1 1. Qual a origem do conhecimento emprico?
Como ele adquirido e consolidado? 2. Como o conhecimento mtico
sucede ao conhecimento emprico? 3. Explique a origem e os
fundamentos do conhecimento religioso. 4. Explique as origens, as
caractersticas e o significado do conhecimento filosfico. 5. Quais
so as origens do conhecimento popular, comum ou ordinrio? 6. Qual a
origem do conhecimento cientfico? 7. Como o conhecimento cientfico
chega ao homem comum? 8. Caracterize as distines essenciais entre
conhecimento cientfico e conhecimento popular. 9. Qual a relao
entre a cincia e as escolas filosficas do racionalismo e
empirismo?10. Caracterize as distines da cincia em relao s escolas
filosficas do pragmatismo e dodeterminismo.11. Explique as fontes
de influncia que originaram a cincia moderna na ps-renascena.12.
Descreva a origem do mtodo cientfico moderno.
19. 1. Cincia e Mtodo Cientfico 131.5 Mtodo CientficoA cincia
freqentemente definida como uma "acumulao de
conhecimentossistemticos". Essa definio inclui trs termos bsicos da
caracterizao da cincia.Todavia ela inadequada, como outras definies
que ressaltam o contedo da cinciaem vez de sua caracterstica
fundamental: seu mtodo de operao. Isso inconveniente, pois o
contedo da cincia est mudando constantemente, dado queconhecimento
considerado cientfico hoje pode tornar-se no cientfico amanh.
Almdisso, a demarcao entre cincia e no-cincia no bvia. Realmente,
ela no umalinha ntida, mas uma rea mvel e sujeita a debates.A
cincia visa compreenso do mundo em que o homem vive, o conhecimento
darealidade. Assim, ela fundamentalmente um mtodo de aproximao do
mundoemprico, isto , do mundo suscetvel de experincia pelo homem. O
consenso emrelao aos atributos e processos essenciais do mtodo da
cincia permite umaconceituao funcional da cincia atravs de seu
mtodo, como segue: A cincia um mtodo objetivo, lgico e sistemtico
de anlise dos fenmenos, criado para permitir a acumulao de
conhecimento fidedigno. Para a melhor compreenso desta definio de
cincia conveniente a explicaode seus termos chaves: Mtodo. Mtodo
Uma controvrsia surge freqentemente quanto unicidade do
mtodocientfico. Pode-se argumentar que esta no uma questo
conceitual, mas um problemaprincipalmente semntico que decorre dos
vrios significados atribudos palavramtodo. De fato, embora os vrios
campos da cincia difiram em contedo e emtcnicas, um exame de toda
cincia altamente desenvolvida revela uma base comum deprocedimentos
de investigao, que constitui o mtodo geral da cincia. Aimplementao
desse mtodo em reas particulares da cincia usualmente requertcnicas
e procedimentos especficos, que constituem os mtodos particulares
da cincia. Objetivo. Objetivo A objetividade na cincia se refere a
atitudes despidas de caprichopessoal, tendenciosidade e
pr-julgamento, a mtodos para o descobrimento dequalidades
publicamente demonstrveis de um fenmeno e ao princpio de que o
ltimorecurso de um argumento especulativo o fenmeno objetivo, ou
seja, uma observaoou experincia que possa ser verificada
publicamente por observadores treinados. Aevidncia em cincia
fatual, no conjuntural, e a verdade obtida pela demonstraoemprica.
Embora a cincia seja praticada por indivduos, o mtodo cientfico
inspira ummodo de proceder rigoroso e impessoal, ditado pelas
exigncias de procedimentoslgicos e objetivos. O cientista busca,
constantemente, esse modo de proceder pelotreinamento e pelo uso de
instrumentos de objetivao que lhe permitam olhar seusdados com o
mnimo possvel de tendenciosidade. Lgico. Lgico Dizer que a cincia
um mtodo lgico significa que o cientista constantemente guiado por
regras aceitveis de raciocnio padronizadas por lgicosreputados.
Competncia em cincia requer competncia em anlise lgica. Regras
dedefinio, formas de inferncia dedutiva e indutiva, teoria da
probabilidade, clculo, etc.,so fundamentais em qualquer cincia
reputada. A cincia um arranjamento sistemticode fatos, teorias,
instrumentos e processos, inter-relacionados por princpios
doraciocnio. Embora se possa agir em reas aplicadas apreendendo e
aplicando frmulas,agir como cientista requer uma fundamentao
completa em anlise lgica, bem comoproficincia e conhecimento de
carter fatual especfico. Sistemtico. Sistemtico A cincia uma forma
sistemtica de anlise. A cincia procede demaneira ordenada, tanto na
organizao de um problema quanto nos mtodos deoperao. Ela no procede
ao acaso ou acidentalmente. Essa uma das caractersticasessenciais
que distingue a abordagem cientfica. A anlise no cientfica tende a
ordenar
20. 14 Planejamento de Experimentos fatos diversos e
freqentemente no relacionados para a defesa de um argumento,
violando princpios aceitveis de inferncia lgica. O procedimento
sistemtico inerente abordagem cientfica toma a forma de uma seqncia
de passos compactamente interligados e logicamente arranjados que
permite poucos desvios. A verificao em cincia um processo
sistemtico de inferncia lgica que exige que premissas, fatos e
concluses sejam arranjados ordenadamente.O carter sistemtico da
cincia tambm implica em consistncia interna. Em uma cincia bem
desenvolvida, as vrias teorias e leis so inter-relacionadas e
corroborativas. Elas se apiam mutuamente ou, pelo menos, no se
contradizem. Uma cincia imatura caracterizada por discordncias
internas de teorias, leis, proposies, princpios e, mesmo, de
mtodos. Saliente-se, entretanto, que consistncia completa e final
nunca atingida, mesmo nas cincias mais avanadas. Novas descobertas
sugerem novas leis, princpios e teorias, que, por sua vez, requerem
a modificao de noes de realidade estabelecidas.Fenmenos.Fenmenos O
mtodo cientfico aplicvel a qualquer fenmeno, ou seja, a qualquer
evento ou comportamento que possua atributos ou conseqncias
demonstrveis objetivamente. Se um evento presumido como
inerentemente subjetivo (por exemplo, uma idia, um sentimento, um
sonho), ento ele no tratvel pela anlise cientfica, a menos que sua
presena possa ser demonstrada por meio de atributos ou conseqncias
objetivas. Embora os fenmenos estudados pela cincia sejam
publicamente verificveis, no se deve entender que tais objetos de
pesquisa sejam o nico interesse da cincia. O mtodo cientfico
construdo sobre uma base de abstraes ideais (isto , noes, idias,
teorias, leis, princpios, etc.) destinada a relacionar e explicar
objetos e eventos observveis. Muito do contedo da cincia consiste
de noes intelectuais sobre cousas e eventos. Mas o objeto de todos
tais pensamentos o fenmeno particular sob estudo.Criado.Criado A
cincia um sistema criado pelo engenho humano constitudo de
conhecimento fatual diverso sintetizado em um conjunto
inter-relacionado e lgico. Por sua vez, o mtodo cientfico uma criao
para servir a um propsito particular: o desenvolvimento e
arranjamento ordenado desse conhecimento e de idias referentes
realidade na forma que parece a mais frutfera para os fins a serem
servidos. Como criado para servir a um propsito particular, o mtodo
cientfico pode ser alterado quando novas idias sugerem modificaes.
Deve-se observar que o homem arranja seu pensamento referente ao
mundo em que vive segundo vrias preferncias, e o mtodo cientfico o
arranjamento que at agora se tem revelado o mais frutfero para a
explicao de fenmenos objetivos.Acumulao.Acumulao A cincia um
sistema acumulativo e integrado, construdo de modo ordenado, onde
cada fato, lei, teoria, princpio, etc. suporta outros fatos, leis,
teorias, etc. Mas a cincia no uma mera acumulao de conhecimento. O
conhecimento cientfico dinmico, no esttico. A cincia procura,
sempre, conhecimento adicional, na crena de que o conhecimento
nunca completo. A verdade em cincia sempre relativa e temporal,
nunca absoluta e final. Em contraste com muitos sistemas filosficos
e ideolgicos fechados, a cincia se caracteriza como um sistema de
idias aberto. Por isso, ela cresce constantemente, descartando noes
errneas ou inteis e substituindo- as por outras mais corretas e
teis luz de novas evidncias.O atributo acumulativo da cincia no
deve significar que ela cresce por simples adio. A histria da
cincia mostra que explicaes e designaes complexas esto sendo
constantemente substitudas por explicaes e terminologias
cientificamente mais simples e mais precisas. Esse princpio de
parcimnia da cincia determina que o cientista deve permanentemente
esforar-se para obter explicaes que envolvam o mnimo possvel de
termos, atributos, conceitos e frmulas. Assim, uma funo importante
da cincia a explicao dos fenmenos de modo to parcimonioso quanto
possvel. O atributo acumulativo e o princpio de parcimnia so
intimamente interligados. De fato, a cincia esfora-se,
constantemente, para a predio do comportamento de
21. 1. Cincia e Mtodo Cientfico 15fenmenos ainda no observados,
com base nas qualidades comuns conhecidas queeles possuem como
membros de uma classe de fenmenos. Conjuntamente,acumulao, ordenao
e parcimnia permitem que possa ser feito um nmero elevadode predies
especficas a partir de poucas leis bsicas e gerais. O termo
reducionismo tem sido empregado em discusses desse amplo princpiode
parcimnia. O reducionismo se refere prtica geral de procurar
abarcar tantassubteorias quando possvel em categorias mais amplas e
mais inclusivas de grandesteorias. Embora muito do conhecimento
cientfico em um dado momento sejatemporariamente no relacionado ou
coordenado, o cientista se esfora, constantemente,para relacionar
fatos isolados em conjuntos ou modelos significativos. A histria
dacincia mostra que com o tempo tais modelos tornam-se integrados
em sistemas maisamplos de fatos e idias (teorias) que permitem
maior amplitude de explicaes do queseria possvel se os fatos
segmentados fossem utilizados isoladamente. Conhecimento fidedigno
No presente contexto, conhecimento fidedigno se refere
afidedigno.conhecimento confivel em termos de predio. Nesse
sentido, conhecimento fidedignosignifica conhecimento correto. A
cincia se empenha, constantemente, pela exatido.Ela no se satisfaz
com meias-verdades e intolerante com procedimentos descuidados.De
fato, a cincia progride na medida em que suas medies e clculos se
tornam maisrefinados. Saliente-se, entretanto, que preciso e
exatido no so um fim em si. Elasso relativas apenas aos propsitos a
que servem, isto , promoo de descries maisespecficas, que permitam
predio ou controle fidedigno. Admitidamente, grande parte do
conhecimento popular fidedigno no sentido deque muito do
comportamento comum previsvel com base nos costumes,
experincia,etc. Entretanto, muito da previso popular, quando exata,
o simplesmente por merachance. A funo do mtodo cientfico a
compreenso dos fenmenos de tal modo quea razo e o alcance de
previses exatas possam ser constantemente
aumentados.Presumivelmente, apenas atravs de um sistema de
conhecimentos vlido eorganizado, tal como a cincia, que previses
podem ser efetivamente estendidas almda experincia limitada de um
grupo de indivduos particular e simples. A cincia um processo lgico
de investigao para a soluo de problemas e abusca de respostas a
questes referentes a fenmenos naturais. Atravs do mtodocientfico,
os cientistas tentam a gerao de um corpo de conhecimento livre de
crenas,percepes, valores, atitudes e emoes pessoais. Isso logrado
atravs de verificaoemprica de idias e crenas por procedimento
aberto inspeo pblica. Aconfiabilidade do conhecimento cientfico
deriva de sua base em evidncia provida porobservao objetiva.1.6
Estratgia e Ttica da CinciaO mtodo cientfico o procedimento geral
da cincia aplicado no processo deaquisio de conhecimento,
independentemente do tema em estudo. Entretanto, cadaclasse de
problemas de conhecimento requer o desenvolvimento e a aplicao
deprocedimentos especiais adequados para os vrios estgios do
tratamento dosproblemas, desde o enunciado desses at o controle das
solues propostas. Soexemplos desses procedimentos ou tcnicas
especiais a anlise colorimtrica para adeterminao de caractersticas
fsico-qumicas de uma substncia e a anlise de vigorpara a determinao
da qualidade fisiolgica da semente.1.6.1 Estratgia cientfica O
mtodo cientfico compreende um conjunto ordenado de operaes para
acaracterizao e soluo de problemas, que comum a todas as reas da
cincia.Assim, o mtodo cientfico constitui a estratgia da cincia
para a gerao deconhecimento. Essa estratgia ilustrada pelo Exemplo
1.1.
22. 16Planejamento de ExperimentosExemplo 1.1 Suponha-se a
seguinte questo: Porque a produtividade do trigo no Rio Grande do
Sul baixa? Uma resposta simples a essa questo poderia ser derivada
da observao emprica de que as condies ambientais nesse Estado so
desfavorveis ao cultivo do trigo. Pesquisadores cientficos desse
problema no se satisfariam com explicaes simples e genricas como
essa, e iniciariam pelo exame crtico do prprio problema, antes de
tentarem a busca de uma soluo para ele. De fato, aquela pergunta
implica uma generalizao emprica que pode ser refinada atravs de sua
decomposio em perguntas menos gerais, como as duas seguintes: Sob
que circunstncias ambientais (referentes a solo, clima, incidncias
de doenas e pragas, etc.) a produtividade tem sido baixa? Nessas
circunstncias, quais so as caractersticas relevantes das tcnicas de
cultivo de trigo (cultivares utilizadas, tratamentos
fitossanitrios, fertilizao e correo do solo, etc.) que podem ter
implicaes sobre a produtividade? As questes postas dessa forma
ainda so demasiadamente vagas e podem ser mais refinadas atravs da
formulao de perguntas mais especficas, tais como: A produtividade
tem sido mais baixa em anos de temperatura e umidade relativa
elevadas durante o ciclo vegetativo do trigo? Em que estdios do
desenvolvimento da planta essas condies so mais adversas? Em que
estdios de seu desenvolvimento a planta mais suscetvel a essas
condies climticas? Essas condies de clima favorecem o
desenvolvimento de doenas fngicas do trigo? Quais doenas fngicas?
As cultivares em uso so suscetveis a essas condies de clima? So
elas suscetveis a essas doenas fngicas? Assim, uma anlise do
problema inicial demasiadamente genrico e vago baixa produtividade
do trigo no Rio Grande do Sul conduz a um conjunto de problemas
mais especficos que tm implicaes negativas sobre a produtividade do
trigo nesse Estado; por exemplo, suscetibilidade de cultivares de
trigo a temperatura e umidade relativa elevadas; incidncia de
doenas fngicas; incidncia da ferrugem; suscetibilidade de
cultivares a doenas fngicas. Cada problema ou pergunta simples e
precisa que possa ser passvel de soluo ou resposta com o
conhecimento cientfico atual e os recursos disponveis constitui um
problema cientfico ou problema de pesquisapesquisa. Cada problema
cientfico suscitar uma ou mais conjeturas de soluo ou resposta.
Considere-se, por exemplo, o seguinte problema: prejuzo
produtividade do trigo decorrente da incidncia da ferrugem. Esse
problema pode suscitar diversas conjeturas, tais como: a)
temperatura e umidade relativa elevadas favorecem a incidncia da
ferrugem; b) a ocorrncia da ferrugem pode ser controlada atravs de
fungicidas; e c) a incidncia da ferrugem pode ser evitada com o uso
de cultivares resistentes. Cada uma dessas conjeturas que possa ser
verificada empiricamente constitui uma hiptese cientfica ou hiptese
de pesquisapesquisa. Ento, cada uma dessas conjeturas poder ser
verificada empiricamente atravs de suas conseqncias. Por exemplo,
a) se elevadas temperatura e umidade relativa so determinantes da
incidncia da ferrugem e conseqente diminuio da produtividade, ento
lavouras de trigo que difiram quanto quelas caractersticas devem
apresentar diferentes graus de incidncia de ferrugem e diferentes
nveis de produtividade; b) se fungicidas controlam a incidncia da
ferrugem, ento lavouras com fungicidas eficazes devem ser mais
produtivas que lavouras sem esses fungicidas ou com fungicidas
ineficazes; c) se a suscetibilidade ferrugem um determinante
importante da produtividade baixa, ento lavouras que difiram quanto
a cultivares com nveis diferentes de suscetibilidade (ou de
resistncia) e sejam semelhantes quanto s demais caractersticas
devem ter nveis de produtividade diferentes. A verificao de cada
hiptese cientfica poder ser procedida atravs de uma pesquisa
cientfica que compreender a observao e coleta ou reunio de dados
por meios cientficos. Por exemplo, na presente ilustrao, atravs de:
a) uma pesquisa conduzida em lavouras, em diversos locais e em
vrios anos, com variao natural de temperatura e umidade relativa;
b) uma pesquisa com fungicidas disponveis e um controle (sem
fungicida); c) uma pesquisa com cultivares disponveis com
diferentes nveis de suscetibilidade (ou resistncia) ferrugem.
Finalmente, em cada pesquisa particular, sero avaliados os mritos
das alternativas de sua hiptese, o que poder conduzir a refutao ou
no refutao dessa hiptese. Se as observaes coletadas ou reunidas
pela pesquisa no concordarem com as conseqncias derivadas da
hiptese, a hiptese ser refutada. Caso contrrio, ou seja, se essas
observaes se colocarem em linha com a hiptese, a hiptese no ser
refutada. Nesse ltimo caso, proceder dizer-se que as observaes
corroboraram a hiptese. Observe-se, entretanto, que uma hiptese
jamais comprovada, pois estar sempre sujeita a ser refutada por uma
observao futura.
23. 1. Cincia e Mtodo Cientfico17 Ento, o conhecimento
cientfico derivado ser incorporado ao corpo de
conhecimentoanterior. Se uma hiptese for refutada, ser necessria a
formulao de outra hiptese e o reinciodo procedimento; se ela for
corroborada, ser desejvel sua ampliao ou aperfeioamento. Em geral,
se uma pesquisa for cuidadosa e imaginativa, a soluo do problema
que aoriginou suscitar um novo conjunto de problemas. As pesquisas
mais importantes e frteis soaquelas capazes de desencadear novas
questes e no as tendentes a levar o conhecimento estagnao. De fato,
a importncia de uma pesquisa cientfica avaliada pelas alteraes
queproduz no corpo de conhecimento e pelos novos problemas que
suscita. O Exemplo 1.1 ilustra o procedimento geral da cincia para
aquisio deconhecimento. Nesse processo pode-se distinguir a
seguinte seqncia de operaes: 1) Enunciao de perguntas bem
formuladas e frteis problemas cientficos. 2) Formulao de conjeturas
bem fundamentadas que possam ser submetidas prova atravs de
experincia, para responder as perguntas hiptesescientficas. 3)
Derivao de conseqncias lgicas das conjeturas. 4) Verificao emprica
das conjeturas. 5) Anlise e interpretao dos resultados da verificao
das conjeturas avaliaoda pretenso de verdade das conjeturas. 6)
Determinao dos domnios para os quais valem as conjeturas,
incorporao donovo conhecimento cientfico ao corpo de conhecimento
disponvel, e formulaode novos problemas originados da pesquisa.
Esse processo do mtodo cientfico esquematizado na Figura 1.1.Figura
1.1. Representao esquemtica do processo do mtodo cientfico. Em
resumo, o mtodo cientfico inicia com o exame do conhecimento
existente e aidentificao de um ou mais problemas de interesse. Para
cada um desses problemas formulada uma ou mais hipteses. Ento, cada
uma dessas hipteses examinada paraa derivao de previso lgica de
conseqncias que possam ser verificadasobjetivamente. A prxima etapa
a verificao objetiva de cada uma dessas hiptesesatravs de novas
observaes. Se essa verificao emprica objetiva confirma a
previsoreferente a uma hiptese particular, acumula-se evidncia em
favor dessa hiptese e ela aceita como um fato, incorporando-se ao
corpo de conhecimento existente. Sua vidasubseqente pode ser breve
ou longa, pois, constantemente, novas dedues podem serextradas e
comprovadas, ou no, por meio de observao emprica objetiva.
Essapropriedade circular do mtodo cientfico ilustrada na Figura
1.2.
24. 18 Planejamento de Experimentos Figura 1.2. Diagrama que
ilustra a propriedade circular do mtodo cientfico. O processo
fundamental do mtodo cientfico pode ser resumido como umarepetio
cclica de fases de sntese, anlise e sntese. O mtodo cientfico para
asoluo de um problema genrico referente a um fenmeno inicia com uma
viso globaldesse fenmeno (sntese Entretanto, mesmo as partes mais
restritas do universo so sntese). sntesedemasiadamente complexas
para serem compreendidas globalmente e de modocompleto pelo esforo
humano. Torna-se necessrio ignorar muitos dos aspectos dofenmeno e
abstrair uma sua verso idealizada, com a expectativa de que ela
seja umaaproximao til. Freqentemente, certas caractersticas dessas
idealizaes soalteradas para simplificao. Essa idealizao , ento,
decomposta em um nmero departes relativamente simples nas quais
possam ser identificados problemas especficospara tratamento
separado (anliseanlise). Basicamente, essa decomposio visa
anliseidentificao de partes independentes, ou que interajam de modo
simples. Quando osproblemas referentes a essas partes so
solucionados, o novo conhecimento integradoao corpo de conhecimento
existente (sntesesntese).sntese1.6.2 Ttica cientficaO mtodo
cientfico a estratgia comum da cincia. Entretanto, a execuoconcreta
de cada uma das operaes do mtodo cientfico em uma pesquisa
particularrequer uma ttica particular que compreende um conjunto de
tcnicas que dependem dotema e do estado do conhecimento referente a
esse tema. Essas tcnicas especficasmudam muito mais rapidamente que
o mtodo geral da cincia. Alm disso, muitofreqentemente, so
utilizveis apenas em campos particulares da cincia. Assim,
porexemplo, a determinao dos sintomas de deficincia nutricional de
plantas de arrozexige tcnicas essencialmente diversas das
necessrias para a obteno de plantasresistentes infeco com um vrus.
A resoluo efetiva do primeiro problema dependerdo estado em que se
encontre a teoria da nutrio de plantas, enquanto que a dosegundo
depender do estado da teoria da resistncia a doenas.As tcnicas
cientficas podem ser classificadas em conceituais e empricas. As
tcnicas conceituais fundamentam-se em definies, axiomas,
postulados, leis e teorias. As tcnicas empricas relacionam-se com a
observao e a avaliao de caractersticas de fenmenos naturais atravs
de observao e mensurao.As tcnicas conceituais permitem formular
problemas de modo preciso, enunciar ascorrespondentes conjeturas ou
hipteses, estabelecer os procedimentos para deduzirconseqncias a
partir das hipteses e verificar se as hipteses propostas solucionam
oscorrespondentes problemas. A matemtica oferece o conjunto mais
rico e poderoso
25. 1. Cincia e Mtodo Cientfico19dessas tcnicas. Essas tcnicas
tambm so poderosas na pesquisa cientfica defenmenos naturais.
Entretanto, sua aplicao requer que o conhecimento cientficoesteja
suficientemente consolidado para ser suscetvel de traduo e
tratamentomatemtico. Por outro lado, o domnio da maior parte das
tcnicas empricas dependeapenas de adestramento. Entretanto,
necessrio talento para sua aplicao aproblemas novos, para a crtica
das tcnicas conhecidas e, particularmente, para odesenvolvimento de
tcnicas novas e melhores.Exerccios 1.2 1. Qual o inconveniente de
definir a cincia atravs de seu contedo, ou seja, do corpo
deconhecimento cientfico? 2. Qual o significado de cada um dos
termos objetivo, lgico e sistemtico na definio dacincia atravs de
seu mtodo? 3. Qual o significado de "fenmeno" (natural)? 4.
Explique o atributo cumulativo da cincia. 5. O que significa
"conhecimento fidedigno"? Qual a relao entre conhecimento fidedigno
everdade? 6. Ilustre a estratgia da cincia atravs de exemplo de sua
rea. 7. Descreva os passos seguidos para a aquisio de conhecimento
atravs do mtodo cientfico. 8. Identifique as fases de sntese,
anlise e sntese de um ciclo do mtodo cientfico no exemploutilizado
na resposta ao exerccio 6. 9. Em que consiste a anlise no processo
do mtodo cientfico? Porque ela essencial?10. Ilustre o significado
de tcnica cientfica atravs de exemplos de sua rea.11. Qual a
distino bsica entre mtodo cientfico e tcnica cientfica?12. Qual a
distino bsica entre tcnica cientfica conceitual e tcnica cientfica
emprica?1.7 Objetivos e alcance da cinciaA cincia tem dois
objetivos fundamentais. Em primeiro lugar, o incremento
doconhecimento - objetivo intrnseco, ou cognitivo; em segundo
lugar, o aumento do bemestar do homem e de seu domnio sobre a
Natureza - objetivo extrnseco, ou derivado. A cincia com objetivo
puramente cognitivo denominada cincia pura. A cincia puraaplicada
ou tecnologia utiliza o mesmo mtodo geral da cincia e vrios de
seusmtodos especiais, mas os aplica com fins prticos.So exemplos de
cincia pura a fsica, a qumica, a biologia e a psicologia; decincia
aplicada, a engenharia eltrica, a bioqumica, a agronomia, as
medicinas humanae veterinria e a pedagogia.Essa diviso da cincia
freqentemente questionada, com o argumento de que acincia visa, em
ltima instncia, a satisfao das necessidades de alguma
natureza.Entretanto, ela est relacionada aos objetivos das vrias
reas da cincia e explica asdiferenas de atitude e de motivao entre
o cientista que busca entender melhor arealidade e o cientista que
busca melhorar o domnio sobre ela.A cincia fundamentalmente um
mtodo de aquisio de conhecimento fidedigno.Na busca desse objetivo,
o que ela alcana - o conhecimento cientfico, umconhecimento terico,
ou seja, uma interpretao da realidade, no a prpria realidade.Essa
interpretao terica freqentemente expressa em termos de condies
ouformas ideais ou perfeitas; por exemplo, uma sntese perfeita de
duas ou maissubstncias qumicas, denominada soluo, um espao
absolutamente sem matria,denominado vcuo, e uma figura
absolutamente redonda, denominada crculo. Essasformas
concebivelmente ideais constituem modelos. Esses modelos so apenas
modelosaproximaes e, portanto, interpretaes tentativas da
realidade. A funo da cincia o
26. 20Planejamento de Experimentos esforo constante para
refinar e melhorar tais modelos, de modo que eles possam aproximar
continuamente a realidade em termos de evidncia emprica crescente e
mais refinada.A cincia baseada em fatos. Um fato cientfico uma
proposio referente a propriedades ou caractersticas de um fenmeno
que foi verificada emprica e objetivamente atravs do mtodo
cientfico. Entretanto, fatos na cincia no so interpretados e
empregados isoladamente. Ao contrrio, so inter-relacionados de modo
significativo atravs de teorias cientficas para sugerir relaes
causais, como a teoria mendeliana da herana e a teoria newtoniana
do movimento. Fatos cientficos podem ser empregados para: a)
sugerir novas teorias; b) sugerir reviso ou rejeio de teorias
existentes; e c) redefinir ou esclarecer teorias. Assim, os fatos
cientficos so os elementos bsicos que constituem os alicerces do
conhecimento confivel e a teoria cientfica, a superestrutura desse
conhecimento.A relao entre teoria e fato pode no ser direta. Um
conjunto inter-relacionado de fatos pode constituir uma
regularidade emprica e ser formulado como uma lei cientfica,
cientfica como a lei da inrcia e a lei da gravidade. Entretanto,
uma teoria cientfica uma declarao explicativa sinttica generalizada
da causa de um fenmeno ou da inter- relao entre classes de
fenmenos. Alm de explicar ou levar em conta de modo sistemtico as
relaes entre fatos e leis, a teoria cientfica tambm tem a funo de
servir como explicao unificadora para a possvel deduo de hipteses.
Assim, hipteses dedutveis da teoria so intermedirias entre fatos e
teorias, como tambm o so leis cientficas que inter-relacionam fatos
verificados (Figura 1.3).Figura Figura 1.3. Relaes entre teoria,
hiptese, lei e fato. A ambio da cincia o desenvolvimento de teorias
frutferas que abranjam a gama mais ampla possvel de fenmenos. De
fato, o objetivo bsico da cincia a criao de teorias que permitam
explicar ou predizer fenmenos. A criao de teorias desenvolvida
atravs da pesquisa cientfica. A teoria na cincia tem as seguintes
funes: a) orientar a pesquisa ela reduz a amplitude de fatos a
serem utilizados e aomesmo tempo determina que tipos de fatos sero
realmente relevantes para ospropsitos da pesquisa; b) servir como
um sistema tanto de conceituao como de classificao elapermite a
criao de conceitos referentes a processos importantes, aclassificao
de objetos relevantes (taxonomia) e a criao de estruturas
deconceitos; c) permitir um resumo do que j conhecido sobre um
fenmeno, tornandopossvel um enunciado de generalizao emprica ou a
criao de sistemas derelaes entre proposies (leis, princpios,
axiomas); d) sugerir a predio de fatos; e e) salientar falhas no
conhecimento existente.
27. 1. Cincia e Mtodo Cientfico 21 comum a idia de que a cincia
lida apenas com fatos e que sua funo bsica pesquisar e revelar a
verdade. Esta viso, embora prxima da correta, subestima opapel da
cincia. A noo de verdade tem preocupado epistemlogos e filsofos
pormuitos sculos. A dificuldade de definir o termo verdade
origina-se da suposio de quealguma cousa uma verdade, basicamente,
inerentemente ou necessariamente, ou noo . Todavia, a histria da
experincia humana tem demonstrado muito claramente que oque em uma
poca tido como inquestionavelmente verdadeiro pode vir a
serulteriormente considerado como inquestionavelmente falso (por
exemplo, o sol gira emtorno da terra). Ademais, em qualquer poca,
grupos diferentes podem definir o mesmo(ou, pelo menos
aparentemente, o mesmo) fenmeno de modo muito diferente.
Porexemplo, para algumas pessoas inquestionavelmente verdadeiro que
os criminososnascem maus, ou que os orientais so naturalmente
habilidosos, enquanto que paraoutras tais noes no tm evidncia
substancial que as suporte. Esta dificuldade dedefinir verdade,
devido noo de verdade ou falsidade inerente, evitada na cincia. Um
fato cientfico uma assero ou proposio de verdade fidedigna por
sersuportada por evidncia emprica objetiva. No uma assero ou
proposio deverdade certa. A verdade em cincia jamais final ou
absoluta. A fidedignidade de umfato cientfico relativa quantidade e
ao tipo de evidncia que a substancia. A razoporque todo
conhecimento fatual em cincia relativo em vez de absoluto
umaconseqncia de seu carter experiencial. Fatos derivados de
experincia conduzem averdades provveis, nunca a verdades certas,
porque a experincia infinita, e umaexperincia futura pode requerer
uma nova interpretao de um fenmeno. Comomolduras de referncia podem
diferir entre cientistas, no surpreendente encontrardisputas
ocasionais referentes validade de um fato afirmado. Por exemplo,
segundouma escola de psicologia, um fato que o sonho evidncia de
desejos subconscientes.Entretanto, crticos desse ponto de vista
sustentam que a evidncia de sonhosespecficos no substancia o fato
de que motivos subconscientes so responsveis pelocontedo do sonho.
Dessa forma, a fidedignidade de um fato cientfico depende da
aceitabilidade daevidncia oferecida. Alguns fatos cientficos so
suportados por evidncia objetiva eemprica inquestionvel (por
exemplo, a terra move em torno do sol em ciclos
altamenteregulares), enquanto que outros so suportados por evidncia
menos convincente (porexemplo, a fumaa um agente causador de
cncer). Por outro lado, algumas asseresfatuais so dbias em termos
de evidncia cientfica (por exemplo, o homem maislgico do que a
mulher), enquanto que outras so inquestionavelmente falsas
(porexemplo, o uso de amuletos assegura tratamento preferencial de
foras naturais). A cincia busca estabelecer reconstrues conceituais
da realidade atravs defatos. Uma lei cientfica uma reconstruo
conceitual de uma estrutura objetiva; umateoria cientfica um
sistema de tais enunciados. Mais do que isso, a cincia visa
umareconstruo conceitual das estruturas objetivas dos fenmenos,
tanto dos atuais comodos possveis, que permita a compreenso exata
dos mesmos e, dessa forma, seucontrole tecnolgico. A cada passo, a
cincia consegue reconstrues parciais, que soproblemticas e no
demonstrveis. Com o progresso da cincia, essas reconstruesparciais
vo se aproximando da realidade. Essa caracterstica da abordagem
cientfica esclarecida pela seguinte verso simplificada do mtodo
cientfico, que ilustrada pelaFiguraFigura 1.4: 1) observao de algum
aspecto do universo; 2) proposio de uma descrio tentativa que seja
consistente com o que foiobservado, ou seja, de uma hiptese
cientfica; 3) uso da hiptese para fazer predio; 4) teste desta
predio atravs de novas observaes e modificao da hiptese luz dos
resultados; e
28. 22Planejamento de Experimentos5) repetio dos passos 3 e 4
at que no ocorram discrepncias entre a teoria e as observaes.
Figura Figura 1.4. Verso simplificada do mtodo cientfico que
caracteriza apropriedade da teoria cientfica de aproximao
continuadada realidade. Quando obtida consistncia a hiptese
torna-se uma teoria e prove um conjunto de proposies coerentes que
explica uma classe de fenmenos. Assim, uma teoria uma estrutura com
base na qual so explicadas observaes e feitas predies. Esse
processo de reconstruo do mundo mediante idias e verificao de toda
reconstruo parcial infinito. A cincia no se prope um objetivo
definido e final, como a construo completa do conhecimento sem
falhas. O objetivo da cincia mais propriamente o aperfeioamento
contnuo de seus principais produtos - as teorias, e meios - as
tcnicas. Assim, o conhecimento cientfico no simples acumulao de
fatos, mas permanente reviso conceitual. Seu progresso se deve a um
processo de contnua correo. A atividade cientfica pode ser
considerada como uma tentativa permanente para diminuir o grau de
empirismo e aumentar o alcance da teoria. Em ltima instncia, o
objetivo da cincia a compreenso da realidade. Mas h uma diferena
essencial entre o nvel de compreenso requerido pela cincia e o nvel
de compreenso logrado pelo conhecimento ordinrio. A compreenso da
parte do indivduo comum consiste da habilidade de prover alguma
explicao, mesmo que superficial, para a ocorrncia de algum fenmeno.
Assim, por exemplo, o homem comum tem conhecimento de eventos
meteorolgicos, originado da observao de suas ocorrncias. Ele capaz
de identificar eventos que contribuam para a ocorrncia de algum
evento particular, como a chuva. Entretanto, somente a cincia tem
sido capaz de desenvolver conhecimento detalhado referente a relaes
de eventos atmosfricos que permite a previso do tempo com elevado
grau de confiabilidade. A cincia no se satisfaz com critrios
superficiais. Ela demanda o exame detalhado de fenmenos. Um fenmeno
considerado conhecido apenas quando descrito e explicado com
elevada exatido, de modo que possa ser predito e, se possvel,
controlado. No aprimoramento do conhecimento, a cincia persegue
quatro objetivos sucessivos: