domingo, 24 de janeiro de 2016

Hipótese, Teoria ou Lei?




Qual é a diferença entre hipótese científica, teoria e lei?
Ao ler alguns artigos sobre ciência e filosofia (muitos dos artigos do Por Trás da mídia Internacional), vemos os termos hipótese, teoria e lei sendo utilizados para descrever algo. Na comunidade científica, essas palavras têm definições muito específicas. Para os leigos, por vezes, elas ficam confusas, pois, por muito tempo, foram usadas de forma diferente em um contexto coloquial.
Então, o que significa quando chamamos algo de hipótese, teoria ou lei?
1. Hipótese
Uma hipótese é uma suposição razoável baseada em um conhecimento anterior ou na observação. Hipóteses são comprovadas e refutadas o tempo todo. As hipóteses desempenham um papel importante no método científico (devo ressaltar que o termométodo científico traz uma concepção errônea de como a pesquisa científica funciona, mas escreverei sobre isso em breve), pois, a partir dele, formula-se uma pergunta (baseada em um problema estabelecido em um conhecimento anterior), desenvolve-se uma hipótese, pensa-se nas consequências em que essa hipótese poderia ser testada, e, em seguida, a testa e analisa os seus dados. De outra forma, uma hipótese precisa ser testada e retestada muitas vezes e em condições controláveis, antes que ela seja aceita na comunidade científica como sendo verdadeira.
Exemplo: É possível observar que, ao acordar todas as manhãs, sua lata de lixo esteja derrubada com o lixo espalhado pela calçada da rua. Podemos formular uma hipótese de que os guaxinins são responsáveis. Através de testes, os resultados podem apoiar ou refutar essa hipótese.
É bom relatar que o fato dessa hipótese poder ser testada, e, consequentemente, confirmada ou refutada, não a torna uma hipótese científica. Uma hipótese científica deve satisfazer certos critérios da pesquisa científica. Por exemplo, uma hipótese deve ser compatível com o rigor da investigação científica (não se cria uma hipótese do nada, toda hipótese nasce de um conhecimento anterior), para que seja formalizada de modo a tornar possível sua publicação em forma de estudo em periódicos de ciência.
2. Teoria
Uma teoria científica consiste em uma ou mais hipóteses que foram suportadas em testes repetitivos. As teorias estão em um dos graus mais altos da ciência e são amplamente aceitas na comunidade científica como sendo verdadeiras. Para continuar a ser uma teoria, ela não pode ser demonstrada falsa; se for, a teoria é refutada (isso raramente acontece), e, assim, ela poderá ser substituída por uma teoria melhor (amplamente testada e fortemente baseada em evidência). Teorias também podem evoluir. Isso significa que a velha teoria pode ser melhorada (por exemplo, como a teoria da evolução por seleção natural), mas isso não significa que a sua ideia central esteja errada. Podemos dizer, também, que elas não são completas. Ainda, podem descrever a realidade até um certo nível (por exemplo, usamos a mecânica newtoniana para enviar foguetes ao espaço, usamos a relatividade geral para descrever o Sistema Solar, e usamos a mecânica quântica para descrever o mundo subatômico das partículas elementares). Aqui estão alguns exemplos:
2.1 Criação de uma teoria mais completa: da Física Newtoniana à Relatividade Geral
Quando Sir Isaac Newton formulou a teoria da gravidade e descreveu as leis que explicam os movimentos dos objetos, ele não estava errado; mas ele não estava totalmente certo também. Einstein mais tarde descobriu as teorias da relatividade especial e geral, e, com isso, estabeleceu-se uma teoria mais completa da gravidade. Na verdade, quando postulamos alguns problemas para algo que esteja muito abaixo da velocidade da luz, usamos as equações de Newton. A NASA, para registro, usa as equações de Newton ao planejar missões espaciais.
2.2 Refutando uma teoria rival: Estado Estacionário versus Big Bang
O que acontece quando se tem duas teorias que se contradizem, como é o caso da teoria do Estado Estacionário e o Big Bang? A teoria do Estado Estacionário diz que o universo é estável e não muda enquanto que a teoria do Big Bang diz que o universo começou em algum ponto no tempo.
Nesse caso, os cientistas fazem observações, hipóteses e predições testáveis para descobrir qual é a certa (por exemplo, podemos observar que o universo está se expandindo, supor que havia um começo, teorizar a partir de um conjunto matemático). Eventualmente, ou uma teoria é derrubada completamente (como é o caso do Estado Estacionário versus Big Bang) ou alguns dos aspectos corretos de cada teoria são combinados para formar uma nova teoria.
Em ambos os casos, as teorias precisam sobreviver aos rigores do teste científico. Depois que uma teoria em si é confirmada, ela é aceita na comunidade científica como sendo verdadeira (ou como sendo a melhor). Em muitos casos, elas são a base sobre a qual outras são construídas. Bons exemplos são a relatividade geral e especial. Essas teorias estabelecem as bases para muitas outras teorias e equações (como a lei de Hubble e do raio de Schwarzschild). Talvez, algum dia possa acontecer da relatividade ser derrubada, o que seria ruim, mas, também, seria bom, porque significaria que a ciência avançou.
Em casos como a relatividade, uma vez que a matemática tem funcionado, a probabilidade dela ser derrubada é extremamente pequena. Em vez disso, é possível que a relatividade continue sendo comprovada por uma gama maior de cientistas, e acabe se tornando parte de uma teoria mais ampla, como alguns cientistas acreditam com a hipótese da Grande Unificação.
3. Lei
As leis científicas são curtas, doces e sempre verdadeiras. Muitas vezes, as leis são expressas em uma única expressão e tem o objetivo analítico. As leis jamais podem ser mostradas erradas e são aceitas como sendo universais e são os pilares da ciência moderna. Se alguma fosse demonstrada falsa, então, qualquer ciência construída a partir dessa lei também estaria errada, e, em seguida, o efeito dominó teria um novo e devastador significado. De outra forma, as leis são coisas que ocorrem na natureza com um certo padrão repetitível e que podem ser descritas através de equações matemáticas concisas.
Alguns exemplos de leis científicas (também chamadas as leis da natureza) incluem as leis da termodinâmica, a lei de Boyle de gases, as leis da gravidade, entre outras.
4. Teoria versus Lei
A lei é usada para descrever uma ação sob certas circunstâncias (evolução é uma lei – isso acontece, mas a lei não descreve como ela ocorre). A teoria descreve como e por que algo acontece (evolução pela seleção natural, em que há uma série de descrições de vários mecanismos, descreve o método em que a evolução funciona). Outro exemplo é visto na famosa equação de Einstein E = mc², que descreve a ação de energia a ser convertida em massa. A teoria da relatividade especial e geral, por outro lado, mostra como e por que algo com massa não é capaz de viajar à velocidade da luz, entre outras coisas.
Notas
Comecei o texto traduzindo algumas partes do artigo original da From Quarks to Quasars(FQTQ). No entanto, em alguns pontos comecei a discordar da forma como o autor explicava alguns termos e exemplos (inclusive alguns de seus exemplos iniciais). Então, por honestidade intelectual, devo salientar que usei a base do artigo da FQTQ e mais duas obras de filosofia da ciência: La Ciencia, Su Método y Su Filosofia (1959) e Epistemologia (1985) do físico e filósofo da ciência Mario Bunge.
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