Aula 2: O Método Científico

O desafio da Astrologia Virgem “Uma época da sua vida vem chegando ao fim. Você acha que ultrapassou a pior parte, mas ainda há que melhorar e conseguir a estabilidade de suas conquistas”. Se a Lua influencia as pessoas, porque os astros não influenciariam as pessoas? A Astrologia é uma teoria científica?

A Astrologia é uma Ciência? A Astrologia é uma Ciência porque... possui métodos e técnicas estabelecidas Tem teorias e objeto definido Cada pessoa tem um mapa astral... A Astrologia não é uma Ciência Aprovação científica Qual é a capacidade preditiva? Quanto mais genérico, menos verificável Mesma teoria leva a diferentes predições Impossibilidade de separar o observador do fenômeno observado Levar a conclusões regulares Consistência da teoria não é bem formulada?

A Astrologia é uma Ciência? Poder explicativo Teoria científica precisa dizer porque algo acontece, e não apenas o que acontece... Resultado precisa ser validado... Como se vai saber que o “uma época da vida está chegando ao fim?” Teoria Científica Diz o que não pode acontecer. Limitação da nossa capacidade de explicação Produz o avanço do conhecimento Eu sei hoje mais do que sabíamos ontem...

E o caso da psicologia freudiana? Existência do insconciente Formas: Ego, ID, Superego A psicologia freudiana é uma ciência? Poder explicativo amplo demais Existe algum comportamento que não pode ser explicado por uma combinação de Id, Ego e super-ego? “Eu era infeliz e não sabia...” Visões alternativas da psicologia Avanços da neurociência Como a partir de rede de conexões nervosas, pode emergir a consciência?

O caso da psicologia freudiana Cerne Existência do inconsciente Tema-chave da pesquisa científica Neurociência Como é que, de um conjunto de neurônios e conexões, emerge o fenômeno da consciência? “Em busca de Espinosa” (Antônio Damásio) Psicologia freudiana Colocou em evidência questões científicas Provoca problemas científicos não-resolvidos?

Introdução O que é conhecimento? O conhecimento é possível? Se o conhecimento é possível, Como reconhecer quando sabemos algo? Como adquirir conhecimento? O que é Ciência? O que chamamos de conhecimento científico? Como separar a Ciência da pseudo-ciência?

O que é Ciência? Busca de explicação racional do universo Teoria científica Capaz de explicar o mundo Começamos na ignorância… “Tudo é água”, Tales de Mileto …e acabamos construindo respostas plaúsiveis Tabela periódica dos elementos químicos

A Visão de Popper Karl Popper Questão central Filósofo da ciência mais influente do século XX Questão central Problema da demarcação Separar ciência da não-ciência Constatação básica: A Ciência evolui! Cosmologia Newton: lei da gravitação universal Einstein: teoria da relatividade Há muito ainda que não sabemos? O Big-bang existiu mesmo?

A Visão de Popper Teorias como conjecturas Afirmações plausíveis sobre o universo Podem ser submetidas a testes críticos Nunca podemos saber se são verdadeiras ou não Teorias devem poder ser sujeitas a testes Uma teoria deve ser refutável!! Conduzir um experimento que possa rejeitar esta teoria Teoria tem de ser capaz de fazer predição Observações da realidade são experimentos da teoria

Teoria e Observações Teste de uma novo remédio Observar o comportamento de ratos em laboratório Observar as órbitas dos planetas Arquivo de todas as posições dos planetas a cada dia Tycho Brahe Teoria de Copérnico/Newton/Kepler/Galileu é maior que as observações dos planetas Observações de Brahe foram fundamentais para reforçar a teoria

O Método Científico em Cinco Partes Observação Entender seu objeto de estudo tanto quanto sua capacidade de observação permite Hipótese Formular uma hipótese a partir da análise dos dados Previsões Usar a hipótese para predizer os resultados de novas observações Experimento Desenvolver experimentos para testar suas predições. Repetir os passos de predição e experimentação até reduzir discrepâncias entre teoria e observações. Teoria Construir uma teoria que provê um conjunto coerente de proposições que explicam uma classe de fenômenos.

O Método Científico: visão idealizada Problema Questões Hipóteses Observações Metodologia Refutação/ Confirmação Experimento Analise

Algo que não pudemos explicar O que é um problema? Algo que não pudemos explicar Problemas Como os planetas se movem? O que causa o cólera? O que causou a extinção dos dinossauros? Ë possível colorir qualquer mapa com apenas 4 cores? A ciência é um processo de solução de problemas.

O que é a explicação científica ? Desenvolvimento de uma teoria que prevê os fenômenos observados Geoinformação ofere um tipo especial de explicação: conhecimento como construção. Os programas são teorias formais de explanação de fenômenos sociais e naturais. (re)usáveis em experimentos Compreensíveis

A semente de uma nova teoria para resolver o problema. O que é uma hipótese ? A semente de uma nova teoria para resolver o problema. Examplos Os planetas giram em torno do Sol Cólera é transmitido ao beber água contaminada Os dinossauros desapareceram por uma mudança climática causada pela queda de um asteróide Qualquer mapa pode ser colorido com um máximo de 4 cores.

Um teste reprodutível da hipótese O que é um experimento? Um teste reprodutível da hipótese Examplos Calcular e observar as posições dos planets Analisar a conexão entre as fontes de água potável e os casos de cólera Encontrar evidências para o impacto do meteorito Estabelecer um procedimento formal que permita colorir qualquer mapa

O método científico na prática Hipóteses precisam ser refutáveis (o que nem sempre é o objetivo do trabalho) Os experimentos precisam ser reprodutíveis Os resultados precisam ser comunicados Os métodos e resultados precisam ser criticados „war stories“ não são científicas

Como achar um bom problema Definir seu problema é a parte mais difícil Seja modesto! Concentre-se em achar um problema bem-definido Clareza é fundamental (i.e., escrever sempre!)

Como projetar experimentos Requisitos de uma boa metodologia fornecer evidências a favor e contra a hipótese incluir um ou mais experimentos ser inovadora no caso de um doutorado

“Young man, what’s your problem?”

O que quer dizer “ter uma teoria”? Uma pessoa A tem uma teoria T se ele não sabe se T é verdadeiro, mas acredita que T é plausível Componentes de uma teoria científica T Conjunto de proposições plausíveis Capazes de ser expressas de forma sistemática (Popper) Capazes de ser refutadas Todo trabalho científico se propõe a ser um destes: Exposição de uma teoria nova Confirmação de uma teoria com um experimento Refutação de uma teoria Extensão de uma teoria existente

Tipos de Teoria (Rapoport) Teorias matemáticas de movimento Noções de transição de estado e de movimento Equações da gravitação (Newton e Einstein) Teoria de equilíbrio Não tem transição de fase Termodinâmica clássica, ótica Teorias estocásticas Eventos e distribuições Amostragem e validação estatística Genética, Ecologia, Epidemiologia, Demografia Inclui fenômenos localizados no espaço

Tipos de Teoria (Rapoport) Teorias qualitativas Classificação de termos de forma heurística Alguma base para experimento de campo Exclusão Social, Ciência do Comportamento Teorias taxonômicas Classificação biológica Teorias históricas Explicação de fatos Busca de fontes primárias e secundárias Estabelecimento de contexto Relações causa-efeito

Teorias em áreas multidisciplinares Modo de operação “pragmático” Escolhemos um problema complexo foco de atenção e aplicação dos conhecimentos disciplinares. Os objetivos da pesquisa palpáveis e inovadores questões não respondidas adequadamente em nenhum ambiente disciplinar. Exemplo: Genoma Humano e os estudos associados.

Teorias em áreas multidisciplinares Processo de desmatamento da Amazônia Componentes Econômico (economia da soja e da pecuária) Demográfico (crescimento e migração de população) Sociologico (populações tradicionais, sem-terra, grandes proprietários) Sensoriamento Remoto (análise de imagens) Na maior parte dos casos temos evidências indiretas Por exemplo, os padrões de desmatamento nas imagens É possível associar padrões a processos socioeconômicos?

Popper: Três Visões do Conhecimento Essencialismo (“conhecimento como essência”) Conhecimento consiste em descrições “verdadeiras” É possível estabelecer a verdade “final” Melhores teorias descrevem a “essência” Conhecimento que está além das aparências Problemas Não abre espaço para o avanço do conhecimento Rejeição de teorias Várias teorias plausíveis sobre um assunto Não resolve o problema da demarcação

Popper: Três Visões do Conhecimento Instrumentalismo Teorias são meros instrumentos que permitem explicar fenômenos da natureza Conjunto de instruções para derivar afirmações “científicas” Situação comum Observações como representações indiretas do fenômeno Teorias são explicações plausíveis das observações Não estão afirmando conceitos sobre a natureza Casos Uso computador como instrumento de representação Uso de técnicas auto-referentes (“estatística kappa”) Muito comum

Popper: Três Visões de Conhecimento Rejeição do instrumentalismo Instrumentalismo implica na impossibilidade do conhecimento da natureza Teorias instrumentalistas são regras para produzir resultados Abordagem não permite a rejeição da teoria Teorias como conjecturas A busca do conhecimento é possível Nós nunca “chegaremos lá...” Mas podemos “ficar bem perto...”

Popper: Motivação Contrário ao relativismo em Ciência Relativismo Ciências humanas “escolas de pensamento”: positivismo, marxismo, estruturalismo, pós-modernismo (“auto-consistência”) “rejeição” da observação (medidas) Interface ciências humanas – ciências exatas Tensão entre ‘descritivo’ e ‘quantitativo’

Questionamentos da Visão de Popper Thomas Kuhn A Estrutura das Revoluções Científicas Paul Feyrabend Contra o Método Jurgen Habermas Conhecimento e Interesse Ciência e Técnica como Ideologia

Conjecturas ? I would never die for my beliefs because I might be wrong. Bertrand Russell