Aula 2 O Mtodo Cientfico O desafio da

Aula 2: O Método Científico

O desafio da Astrologia n 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”. n Se a Lua influencia as pessoas, porque os astros não influenciariam as pessoas? n A Astrologia é uma teoria científica?

A Astrologia é uma Ciência? n A Astrologia é uma Ciência porque. . . possui métodos e técnicas estabelecidas ¨ Tem teorias e objeto definido ¨ Cada pessoa tem um mapa astral. . . ¨ n A Astrologia não é uma Ciência Aprovação científica ¨ Qual é a capacidade preditiva? ¨ n n n 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? n 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? ” ¨ n Teoria Científica Diz o que não pode acontecer. ¨ Limitação da nossa capacidade de explicação ¨ Produz o avanço do conhecimento ¨ n Eu sei hoje mais do que sabíamos ontem. . .

E o caso da psicologia freudiana? n Freud ¨ Existência do insconciente n n 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. . . ” ¨ n Visões alternativas da psicologia Avanços da neurociência ¨ Como a partir de rede de conexões nervosas, pode emergir a consciência? ¨

O caso da psicologia freudiana n Cerne ¨ n 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) ¨ n Psicologia freudiana Colocou em evidência questões científicas ¨ Provoca problemas científicos não-resolvidos? ¨

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

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

A Visão de Popper n Karl Popper ¨ n Filósofo da ciência mais influente do século XX Questão central ¨ Problema da demarcação n n 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 n Teorias como conjecturas Afirmações plausíveis sobre o universo ¨ Podem ser submetidas a testes críticos ¨ Nunca podemos saber se são verdadeiras ou não ¨ n Teorias devem poder sujeitas a testes Uma teoria deve ser refutável!! ¨ Conduzir um experimento que possa rejeitar esta teoria ¨ n Teoria tem de ser capaz de fazer predição ¨ Observações da realidade são experimentos da teoria

Teoria e Observações n Teste de uma novo remédio ¨ n Observar o comportamento de ratos em laboratório Observar as órbitas dos planetas Arquivo de todas as posições dos planetas a cada dia ¨ Tycho Brahe ¨ n 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 n Observação ¨ n Hipótese ¨ n Formular uma hipótese a partir da análise dos dados Previsões ¨ n Entender seu objeto de estudo tanto quanto sua capacidade de observação permite 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. ¨ n Teoria ¨ Construir uma teoria que provê um conjunto coerente de proposições que explicam uma classe de fenômenos.

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

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) n Os experimentos precisam ser reprodutíveis n Os resultados precisam ser comunicados n Os métodos e resultados precisam ser criticados n„war stories“ não são científicas n

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

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

“Young man, what’s your problem? ”

O quer dizer “ter uma teoria”? n n 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 ¨ n 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) n Teorias matemáticas de movimento Noções de transição de estado e de movimento ¨ Equações da gravitação (Newton e Einstein) ¨ n Teoria de equilíbrio Não tem transição de fase ¨ Termodinâmica clássica, ótica ¨ n Teorias estocásticas Eventos e distribuições ¨ Amostragem e validação estatística ¨ n n Genética, Ecologia, Epidemiologia, Demografia Inclui fenômenos localizados no espaço

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

Teorias em áreas multidisciplinares n n Modo de operação “pragmático” Escolhemos um problema complexo ¨ n 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 n n 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) ¨ n 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 n Essencialismo (“conhecimento como essência”) Conhecimento consiste em descrições “verdadeiras” ¨ É possível estabelecer a verdade “final” ¨ Melhores teorias descrevem a “essência” ¨ n n Conhecimento que está além das aparências Problemas ¨ Não abre espaço para o avanço do conhecimento n n ¨ Rejeição de teorias Várias teorias plausíveis sobre um assunto Não resolve o problema da demarcação

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

Popper: Três Visões de Conhecimento n 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 ¨ n Teorias como conjecturas A busca do conhecimento é possível ¨ Nós nunca “chegaremos lá. . . ” ¨ n Mas podemos “ficar bem perto. . . ”

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

Questionamentos da Visão de Popper n Thomas Kuhn ¨ n Paul Feyrabend ¨ n A Estrutura das Revoluções Científicas 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