A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

A natureza da ciência 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR1.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "A natureza da ciência 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR1."— Transcrição da apresentação:

1 A natureza da ciência 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR1

2 FOZ DO IGUAÇU 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR2

3 Objetivos Através de exemplos da História da Astronomia, discutir a nossa visão da ciência  Senso comum da ciência  Grécia antiga  Galileu  Francis Bacon: Indução  David Hume: Críticas à indução  Karl Popper: Falsificacionismo  A Revolução Copernicana  Filósofos contemporâneos 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR3

4 Senso comum da ciência  Conhecimento científico é provado  Teorias são derivadas rigorosamente dos dados experimentais, obtidas através de informações sensoriais  Ciência é objetiva, e, portanto, confiável 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR4

5 Grécia antiga  Conhecimento obtido pelas observações não é confiável  Muito progresso em filosofia e matemática, mas avanço reduzido em ciências empíricas  Filosofia de Aristóteles (séc.IV ac) ainda é estudada, mas sua Física é pouco conhecida 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR5

6 Aristóteles ( a.C.) Discípulo de Platão e tutor de Alexandre o Grande Estudou política, metafísica, psicologia, lógica, poesia... Biologia e física Referências aos pré-socráticos 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR6

7 Elementos de Empédocles Proporções dos elementos determinam propriedades das substâncias Movimentos além dos naturais pressupõem uma causa 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR7

8 Duas físicas Mudança, criação e destruição Da Terra até a órbita da Lua Região sublunar •Éter: meio com propensão natural a mover-se ao redor do centro do universo em círculos perfeitos Caráter ordenado e regular Estrelas são o limite externo do universo: inexistência de espaços vazios Região sobrelunar 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR8

9 Universo aristotélico Neste sistema, tudo gira em torno da Terra 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR9

10 Ptolomeu (séc. II dC)  Sistema astronômico Geocêntrico Lua Terra Vênus Sol Marte Estrelas Fixas 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR10

11 Geocentrismo  Epiciclos  Visão de mundo dominante nos próximos séculos 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR11

12  Sistema Heliocêntrico Copérnico ( ) 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR12

13 Galileu ( )  Mudança de atitude ao fazer ciência baseando-se em observações  Aceita-se os dados experimentais como verdade, então se constrói uma teoria que os explique  Telescópio: embate entre escritos aristotélicos e a Bíblia e as observações 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR13

14 Observações de Galileu  Fases de Vênus  Crateras na Lua  Luas de Júpiter 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR14

15 Primeiras Observações - Como tudo começou... 7 de Janeiro de /6/2014WWW.NILSON.PRO.BR15

16 Primeiras Observações - Como tudo começou de Janeiro de /6/2014WWW.NILSON.PRO.BR16

17 Primeiras Observações - Como tudo começou de Janeiro de /6/2014WWW.NILSON.PRO.BR17

18 Primeiras Observações - Como tudo começou de Janeiro de /6/2014WWW.NILSON.PRO.BR18

19 Polêmica Por que observação com telescópio é preferível a olho nu? Por que observação com telescópio é preferível a olho nu?  Teoria óptica: Kepler (contemporâneo), que projetou sistema astronômico  Apontar para objetos terrestres  Desenho de Galileu contém crateras inexistentes 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR19

20 Francis Bacon ( )  Formulou princípios da indução científica  Desde então sua teoria vem sendo modificada e aperfeiçoada  Ainda hoje há filósofos indutivistas 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR20

21 Indutivismo  Observação com órgãos dos sentidos normais, é registro fiel, isento de preconceitos  Observações geram afirmações singulares Ex: Uma pedra caiu no chão quando solta Ex: Uma pedra caiu no chão quando solta  A ciência é feita de afirmações universais Ex: Existe uma força de atração entre todos os corpos materiais. Ex: Existe uma força de atração entre todos os corpos materiais.  Indução: Obtenção, a partir de uma série finita de proposições de observação, de uma lei universal 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR21

22 Indução  Número de observações deve ser grande  Observações devem ser repetidas sob uma ampla variedade de condições  Nenhuma observação deve conflitar com a lei universal Ex: barra metálica aquecida Ex: barra metálica aquecida 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR22

23 FATOS ADQUIRIDOS PELA OBSERVAÇÃO LEIS E TEORIAS PREVISÕES E EXPLICAÇÕES Ex: Newton e a maçã Indução Dedução 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR23

24 Críticas ao Indutivismo  David Hume ( ) Como justificar o princípio da indução? Como justificar o princípio da indução?  Lógica? É possível chegar a uma conclusão falsa obtida indutivamente a partir de premissas verdadeiras É possível chegar a uma conclusão falsa obtida indutivamente a partir de premissas verdadeiras Ex: Todos os corvos são pretos Ex: Todos os corvos são pretos  Experiência? Trata-se de uma argumentação circular Trata-se de uma argumentação circular 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR24

25 Mais críticas ao Indutivismo  Ciência começa com observação  Observação é uma base segura 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR25

26 Observações imparciais Observações dependem da experiência, formação cultural, expectativas, etc. do observador 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR26

27 Dependência da teoria  Proposições de observação pressupõem teorias, e podem ser falsas  Quanto mais rigoroso for o teste de uma proposição, mais teoria é necessária Ex: Giz Ex: Giz 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR27

28 Falsificacionismo  Karl Popper ( ).  Observações são orientadas pela teoria  Teorias não podem ser provadas, são apenas tentativas.  Uma vez propostas, as teorias devem ser testadas pelas observações, podendo ser falsificáveis  Quanto mais falsificável uma teoria, melhor ela é 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR28

29  Base lógica: é possível deduzir a partir de proposições singulares, que uma teoria é falsa Ex: Um corvo que não era preto foi visto. Ex: Um corvo que não era preto foi visto. Logo, nem todos os corvos são pretos Logo, nem todos os corvos são pretos  Modificações “ad hoc” Acréscimos de postulados para proteger teorias de falsificações potenciais que não tenham conseqüências testáveis devem ser eliminados Acréscimos de postulados para proteger teorias de falsificações potenciais que não tenham conseqüências testáveis devem ser eliminados Ex: Galileu vs. Aristóteles, crateras da Lua Ex: Galileu vs. Aristóteles, crateras da Lua 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR29

30 Argumentos a favor:  Planetas interiores sempre próximos ao Sol A revolução copernicana 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR30

31 Laçadas planetárias Geocêntrico 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR31

32 Laçadas planetárias Heliocêntrico 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR32

33 Argumentos contrários  Corpos jogados de cima de uma torre de uma torre  Corpos deveriam cair da Terra em cair da Terra em rotação rotação  Movimento da Lua 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR33

34 Paralaxe Paralaxe de Marte Paralaxe Estelar 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR34

35 A mecânica de Galileu  Iniciou bases de uma nova mecânica que substituiu a Aristotélica  Lei circular da inércia, movimento circular uniforme  Defesa de Copérnico: argumento da Torre 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR35

36 Newton ( )  Força como causa dos movimentos  Inércia linear  Gravitação Explicou porque corpos não caem da Terra  Unificação da física celeste e terrestre 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR36

37 Limitações do Falsificacionismo  A aceitação de teorias é sempre tentativa, mas a rejeição de teorias pode ser decisiva  Proposições de observação são falíveis. Num choque entre teoria e observação, a observação pode estar errada Ex: fases de Vênus e Copérnico, Lua no horizonte Ex: fases de Vênus e Copérnico, Lua no horizonte  Inadequação histórica: muitas teorias boas teriam sido descartadas no começo Ex: Copérnico, Newton Ex: Copérnico, Newton 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR37

38 Filosofia da Ciência  Visão do senso comum da ciência é ingênua  Importância da história no ensino Ensino só trata das teorias "vencedoras", dando uma visão errada sobre a natureza da ciência. Filósofos contemporâneos  Thomas Kuhn  Lakatos  Feyerabend 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR38

39  Referências Chalmers, A. F., O que é ciência afinal? Jennings, B. K., On the Nature of Science (http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0607/ pdf)  Agradecimentos Adalberto e Eder (antigos monitores) Profa. Cibelle Prof. Djalma 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR39

40 EXTRAS 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR40

41 Teorias não podem ser falsificadas Complexidade das situações de teste reais  Previsão de uma teoria envolve muitas premissas  Caso a previsão se revele falsa, não é fácil descobrir qual das premissas é falsa. 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR41

42 Ceticismo  Hume adotou uma postura cética: já que a indução não pode ser justificada, então a ciência não pode ser justificada racionalmente.  Crenças em leis e teorias são hábitos psicológicos adquiridos pelas observações repetidas 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR42

43 Indutivistas modernos  Não são adeptos de que a ciência começa com a observação  Indução serve para justificar ou avaliar métodos científicos  Criação de teorias envolve inspiração, acidentes ou mesmo séries de observações e cálculos. Ex: maçã de Newton, raios X e Kepler Ex: maçã de Newton, raios X e Kepler  Atos criativos que desafiam a lógica, estariam fora do escopo da filosofia da ciência 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR43

44 Falsificabilidade como critério  Hipóteses científicas devem ser falsificáveis para serem científicas Ex: Ex: Ou está chovendo ou não está. Ou está chovendo ou não está. Todos os pontos pontos num círculo euclidiano são equidistantes do centro. Todos os pontos pontos num círculo euclidiano são equidistantes do centro. A sorte é possível na especulação esportiva. A sorte é possível na especulação esportiva. Teoria da história de Marx, psicologia de Freud e Adler Teoria da história de Marx, psicologia de Freud e Adler  Quanto mais falsificável uma teoria, melhor ela é 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR44

45 Falsificacionismo e progresso  A ciência progride por tentativa e erro. Não se pode dizer que uma teoria é verdadeira, mas sim que é a melhor possível Não se pode dizer que uma teoria é verdadeira, mas sim que é a melhor possível  Comparação entre hipóteses: hipótese deve ser mais falsificável que a que ela quer substituir  Avanços significativos: “Confirmação” de conjecturas audaciosas “Confirmação” de conjecturas audaciosas Falsificação de conjecturas cautelosas Falsificação de conjecturas cautelosas Ex: Netuno, sólidos de Kepler Ex: Netuno, sólidos de Kepler 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR45

46 Teorias não podem ser falsificadas Complexidade das situações de teste reais  Previsão de uma teoria envolve muitas premissas  Caso a previsão se revele falsa, não é fácil descobrir qual das premissas é falsa. Ex: Netuno, Tycho Brahe e a paralaxe Ex: Netuno, Tycho Brahe e a paralaxe 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR46

47 Um exemplo Lakatos  É observado um desvio na órbita prevista pelas leis de Newton de um planeta p  Hipótese: existe um planeta desconhecido p´, que é pequeno demais para ser observado  Contrução de telescópio mais avançado  Hipótese 2: nuvem de gás e poeira  Construção de satélite  Hipótese 3: Campo eletromagnético 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR47

48 Thomas Kuhn ( )  Tanto indutivismo quanto falsificacionismo são inadequados em bases históricas  Formado em Física, mas passou a estudar filosofia e história da ciência  Segunda Guerra Mundial: desprezo pelas ciências humanas 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR48

49 Progresso da ciência Pré-ciência Ciência normal Nova criseCrise-revolução Nova ciência normal Paradigma: suposições teóricas gerais e leis e técnicas adotas por uma comunidade científica específica Ex: Mecânica newtoniana, ótica de ondas, química analítica Ciência normal: cientistas que trabalham dentro do paradigma Crise: quando falsificações fogem do controle 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR49

50 O método científico  Observação Experimentos controlados, manipulação da natureza Experimentos controlados, manipulação da natureza Observações dependem da teoria Observações dependem da teoria  Modelos Construção teórica usada para descrever ou prever observações Construção teórica usada para descrever ou prever observações Ex: Mapa Ex: Mapa Modelos não devem ser razoáveis Ex: Ação à distância de Newton, Mecânica Quântica Ex: Ação à distância de Newton, Mecânica Quântica 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR50

51 Poder de previsão  Habilidade de um modelo em descrever observações passadas e prever observações futuras  Ao invés de falsificabilidade, modelos devem ter maior conteúdo de informação  Quanto maior o poder de previsão, mais precisa é a teoria  Teorias anteriores passam a ter um limite de validade Ex: Relatividade, Mecânica Quântica Ex: Relatividade, Mecânica Quântica  Uma única falsa previsão não arruína um modelo Ex: Dayton Miller Ex: Dayton Miller 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR51

52 Errar é humano, controlar erros, ciência  Medidas sem estimativa de erro têm pouca validade  Por vezes, resultados extraordinários estão errados  Não cabe a comunidade científica encontrar os erros de uma nova teoria proposta, mas sim aos cientistas que a apresentaram provarem sua validade.  Ao contrario da justiça, na ciência, todos são “culpados” até que se prove o contrário 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR52

53 Como controlar os erros?  Primeiramente, tanto observações como os modelos devem ser cuidadosamente construídos e testados  Muitos erros surgem pela inconsistência dos modelos ou previsões erroneamente calculadas  Deve atentar-se a toda fonte de erro 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR53

54 Reprodutibilidade  O experimento deve ser reprodutível: pesquisadores independentes devem ser capaz de reproduzirem os mesmos resultados experimentais, dadas as mesmas condições de observação.  Uma medida irreprodutível muito provavelmente está errada  Medidas inesperadas, mas reprodutíveis, provavelmente estão corretas 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR54

55  Em contrapartida, novas tentativas devem ser o mais diferente o possível do experimento original na tentativa de eliminar fontes comuns de erro  A reprodutibilidade não implica que eventos irreprodutíveis não possam ser cientificamente estudados Ex: A ciência não precisa esperar um novo avião cair para estudar as causas de queda de aviões 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR55

56 Revisão  Uma outra forma de encontrar erros em um experimento é através da exposição de seus resultados à outras pessoas Ex: Conversas informais com colegas, revisores de paper, etc...  Artigos publicados em grandes revistas muito provavelmente estão corretos não necessariamente pelo prestígio do autor, mas sim porque fora revisado por vários cientistas  A propriedade intelectual muitas vezes é inimiga do progresso científico 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR56

57 Cemitério de modelos ultrapassados  A relatividade do errado: antigos modelos não são completamente descartados  Novos modelos se reduzem aos antigos para um regime restrito de observações. Todos são úteis em um contexto apropriado Ex: modelo plano da Terra, mecânica newtoniana, etc... Ex: modelo plano da Terra, mecânica newtoniana, etc...  A ciência é a arte da aproximação apropriada 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR57

58 Revoluções científicas  Thomas Kuhn: defendeu dois tipos de ciência – ciência normal e extraordinária  Ciência normal: pesquisa dentro dos paradigmas, conflito com paradigmas subsidiários  Ciência extraordinária: transposição dos paradigmas vigentes principais 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR58

59  Quando há revolução científica, o novo modelo expande as fronteiras da predição e observação Ex: Mecânica quântica, Equações de Maxwell  Geralmente essas revoluções ocorrem quando o modelo passa a ser testado em uma área até então inexplorada  Novo modelo deve ser válido também no regime do primeiro 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR59

60 Equivalência científica  Modelos científicos são testados quanto a sua capacidade de descrever e prever fenômenos. Dois modelos que apresentem o mesmo resultados para todas as observações são cientificamente equivalentes Ex: Transformações unitárias na mecânica quântica, transformações canônicas na mecânica clássica Ex: Transformações unitárias na mecânica quântica, transformações canônicas na mecânica clássica  Modelo mais simples com menor número de suposições prevalece 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR60

61 Equivalência efetiva  Modelos distintos podem apresentar equivalência para uma serie de observações Ex: Relatividade e mecânica clássica para corpos com baixas velocidades, Mecânica quântica e clássica para órbitas planetárias Ex: Relatividade e mecânica clássica para corpos com baixas velocidades, Mecânica quântica e clássica para órbitas planetárias 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR61

62 Conclusão  O método científico é baseado na observação e construção de modelos  Observações devem ser feitas cuidadosamente e devem ser reprodutíveis  Deve-se controlar os erros  O modelo deve ser o mais abrangente e simples possível  Novos modelos ampliam o poder preditivo sem invalidar o modelo anterior 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR62


Carregar ppt "A natureza da ciência 18/6/2014WWW.NILSON.PRO.BR1."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google