Por Ethan Siegel
Publicado na Forbes
Há diversas maneiras de fazer ciência que são igualmente válidas; um método científico não necessariamente se encaixará em todos os casos. Na astronomia, as experiências são praticamente impossíveis, porque tudo o que você pode fazer são observações do universo. Nos primórdios da mecânica quântica, os resultados foram tão surpreendentes que levou alguns anos antes que fosse possível propor uma hipótese de forma sensata, porque a intuição desafiava as regras. E, em muitos campos, há muitas variáveis em jogo para modelar com precisão um sistema, mesmo quando todas as equações subjacentes que regem são 100% conhecidas. No entanto, as diferenças nos detalhes de como a ciência é feita de modo algum invalida a astronomia, a mecânica quântica, a proteína-dobrável ou a modelagem climática como ciências. Da mesma forma, no entanto, as semelhanças entre estes esforços científicos e a poesia ou a filosofia não eleva este último para o status de ciência.
Em 4 de julho, um artigo de opinião foi publicado no New York Times, onde afirma que não existe um método científico. O autor esclarece que não há distintamente método científico, e, em seguida, passa a descrever como os conceitos de “justiça” e “coragem” são difíceis de definir de modo abrangente, apesar do fato de que nós sabemos e reconhecemos quando o vemos. Em seguida, ele apresenta dois exemplos – da primeira lei de Kepler (que planetas se movem em elipses em torno do Sol) e da descoberta de Galileu do movimento de objetos livremente em queda – e traz à tona os fatos que:
- Kepler poderia ter círculos adequados, círculos-com-epiciclos ou ovais para os dados tão facilmente como uma elipse e poderia ter chegado a uma lei totalmente diferente como resultado.
- Galileu precisava negligenciar a resistência do ar, uma força conhecida, para chegar ao seu resultado.
E, portanto, a conclusão foi que a ciência não é diferente de qualquer outro empreendimento arbitrário.
Exceto que a ciência é completamente diferente de qualquer outro empreendimento, e que Kepler e Galileu realmente demonstraram exemplos extraordinários, pena que James Blachowicz não cavou um pouco mais fundo. O modelo original de Kepler, acima, foi o Mysterium Cosmographicum, onde ele detalhou sua teoria excepcionalmente criativa que determina as órbitas planetárias. Em 1596, ele publicou a ideia de que havia uma série de sólidos platônicos invisíveis com as órbitas planetárias que residem nas esferas inscritas e circunscritas. Esse modelo poderia prever as suas órbitas, distâncias relativas, e – se estivesse certo – iria coincidir com os dados pendentes adquiridos por Tycho Brahe ao longo de muitas décadas.
Mas a partir de 1600, quando Kepler tinha acesso ao conjunto completo de dados de Brahe, ele descobriu que ele não coincidia com o seu modelo. Seus outros esforços de modelos, incluindo órbitas ovais, falharam também. O ponto é que Kepler não dizia apenas, “oh bem, ele não corresponde”, até certo ponto arbitrário de precisão. Ele tinha o melhor modelo científico anterior – modelo geocêntrico de Ptolomeu com epiciclos, equants e deferents – para comparar. Na ciência, se você quer que sua ideia nova substitua o modelo antigo, tem que provar-se ser superior através de experimentos e observações. É isso que a ciência faz. E é por isso que as elipses tiveram êxito, porque elas deram uma previsão mais precisa, melhor do que todos os modelos anteriores, incluindo de Ptolomeu, Copérnico, Brahe e até mesmo dos próprios modelos anteriores de Kepler.
O ponto de Galileu é outra ilustração profunda de como a ciência realmente funciona. Um dos primeiros experimentos da ciência – mais de 2500 anos atrás – foi feito por Empédocles na tentativa de responder à questão de se o ar ocupa espaço. O dispositivo acima é conhecido como clepsydra (do grego “ladrão de água”), que é uma cabaça com um furo na parte superior e outros furos na parte inferior. Então, você submerge a cabaça em uma fonte de água até que a preencha, em seguida, coloca o polegar sobre o furo na parte superior e, em seguida, transporta a água para todo o lado. Embora os gregos não sabiam sobre o conceito de pressão de ar ou de vácuo, eles podiam ver que a água no fundo não estava caindo e que a única coisa que poderia ser empurrada “contra” ela era o ar. Portanto, o ar ocupado espaço e preenche todo o espaço à nossa volta na Terra, e quando o ar se move em relação a um objeto, ele exerce uma força.
Galileu também sabia da resistência do ar, embora não pudesse quantificá-la. Ele sabia que se você soltasse duas massas de diferentes pesos de uma pequena altura e outra de uma grande altura, a maior queda causaria uma diferença maior quando essas duas massas atingissem o solo, e essa diferença seria por causa da resistência do ar. O avanço revolucionário de Galileu, como detalhado aqui, foi determinar que os objetos caíam a uma distância que era proporcional à quantidade de tempo que eles tinham caído ao quadrado, quando esses outros efeitos fossem ignorados. Isso foi tão verdadeiro para as bolas arremessadas de uma torre como para os objetos rolados abaixo em uma rampa. Quando finalmente chegamos em um mundo sem ar e realizamos o experimento de Galileu exatamente como foi idealizado: sem resistência do ar.
Mas outros efeitos realmente existem e a ciência não “acabou” com os avanços de Kepler e Galileu. Pelo contrário, esses avanços se tornaram os pontos de partida para que as teorias pudessem ser melhoradas, em ambos os casos por Isaac Newton. Para o problema do movimento planetário de Kepler, os efeitos gravitacionais dos planetas uns sobre os outros eram a próxima imperfeição a explicar, e depois disso, não houve mais melhorias até Einstein no século XX. Newton também nos permitiu – através de seu desenvolvimento da mecânica – explicar tantas forças adicionais como gostaríamos, incluindo a resistência do ar, assim F em F = ma é realmente a soma de todas as forças relevantes em um sistema.
A única coisa que limita o quão precisamente podemos modelar algo é se entendemos que a dinâmica subjacente é ou a incerteza inerente em como um sistema se comporta ou, como definido acima, o quanto das reais forças em jogo podemos realmente incluir em nosso modelo. A ciência é mais do que um corpo de conhecimento – embora exija esses fatos, dados e resultados – mas também é um processo. É um processo de autocorreção onde sempre deve ser confrontado com o mundo real, com o que observamos e medimos, com as suas novas predições e com o conjunto completo de modelos e ideias que vieram antes. O que é realmente chocante, porém, é que um dos primeiros filósofos, Tales de Mileto, soube tudo isso e o enunciou muito claramente em sua filosofia do naturalismo. Então, quando Blachowicz pergunta:
“Se o método científico é apenas uma forma de um método geral empregado em toda a investigação humana, como é que os resultados da ciência são mais confiáveis do que é fornecido por essas outras formas?”
Tudo o que precisamos fazer é apontar os seus próprios exemplos – cheios de ilustrações científicas – de volta para ele para chegar à resposta.
