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?

Freud 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 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 Hipóteses

ExperimentoRefutação/Confirmação

Questões

Metodologia

Analise

Observações

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

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.

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 metodologiafornecer 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