MÉTODO CIENTÍFICO EM ARISTÓTELES

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1 Teoria do Conhecimento e Filosofia da Ciência I Osvaldo Pessoa Jr Capítulo III MÉTODO CIENTÍFICO EM ARISTÓTELES 1. Hilemorfismo Aristóteles de Estagira ( AEC) deixou uma vasta obra e exerceu uma influência incomparável até o séc. XVII. Sua doutrina do hilemorfismo defendia que todas as coisas consistem de matéria (hile) e forma (morfe). Por matéria entende-se um substrato (matéria prima) que só existe potencialmente; sua existência em ato pressupõe também uma forma. A mudança das coisas é explicada por quatro tipos de causas: o fator material, a forma, a causa eficiente e a causa final (ou propósito). Por exemplo, uma mesa: sua forma é sua figura geométrica, sua matéria é a madeira, sua causa eficiente foi a ação de um carpinteiro, e sua causa final é servir para refeições. Outro exemplo, tirado da biologia aristotélica: a reprodução de uma espécie animal. A matéria seria fornecida pela mãe, a forma seria a característica definidora da espécie (no caso do homem, um bípede racional), a causa eficiente seria fornecida pelo pai, e a causa final seria o adulto perfeito para o qual cresce a criança. Na natureza, a causa final não consistiria de uma finalidade consciente, mas seria uma finalidade imanente, que pode ser impedida de acontecer devido à ação de outros fatores. A física aristotélica rejeitava a quantificação das qualidades empreendida pelos atomistas e por Platão. Partiu de dois pares de qualidades opostas: quente/frio, seco/úmido. Os corpos simples que compõem todas as substâncias são feitos de opostos: terra = frio e seco; água = frio e úmido; ar = quente e úmido; fogo = quente e seco. Os elementos tenderiam a se ordenar em torno do centro do mundo, cada qual em seu lugar natural. Se um elemento é removido de seu lugar natural, seu movimento natural é retornar de maneira retilínea: terra e água tendem a descer, ar e fogo tendem a subir. Voltaremos a discutir a Física aristotélica na seção VI Método Indutivo-Dedutivo de Aristóteles Fig. III.1: Processo de vai-evem da concepção aristotélica de explicação científica. Nos Analíticos Posteriores (ou Segundos Analíticos), Aristóteles desenvolveu sua concepção do método científico 16. Segundo ele, a investigação científica começa com o conhecimento de que certos acontecimentos ocorrem ou que certas propriedades coexistem. Através do processo de indução, tais observações levam a um princípio explicativo. Uma vez estabelecido, este princípio pode levar, por dedução, de volta às observações particulares de onde se partiu ou a outras afirmações a respeito dos acontecimentos ou propriedades. Há assim, na explicação científica, um processo de vai-e-vem, partindo do fato, ascendendo para os princípios explicativos, e descendendo novamente para o fato (Fig. III.1). O filósofo 16 ARISTÓTELES (2005), Analíticos Posteriores, in Órganon, trad. de E. Bini, Edipro, Bauru (orig. c. 350 AEC); ver Livro I, 34, p. 312 [89b10]. Usamos nesta seção: LOSEE, J. (1979), Introdução histórica à filosofia da ciência, Itatiaia/EDUSP, pp ; 2 a edição ampliada em inglês: Também foi consultado: CROMBIE, A.C. (1953), Robert Grosseteste and the origins of experimental science , Clarendon, Oxford, pp Um estudo aprofundado é: PORCHAT PEREIRA, O. (2001), Ciência e dialética em Aristóteles, Ed. Unesp, São Paulo. Ver também: HANKINSON, R.J. (2009 [1995]), Filosofia da ciência, in BARNES, J. (org.), Aristóteles, trad. R.H.P. Machado, Ideias & Letras, Aparecida (SP), pp

2 Cap. III Método Científico em Aristóteles da ciência David Oldroyd 17 chamou este vai-e-vem de o arco do conhecimento. Na Idade Média, este padrão indutivo-dedutivo seria chamado Método da Resolução (indução) e Composição (dedução), como veremos na seção XIII.1. Tomemos o exemplo do eclipse lunar. Primeiro, observa-se o escurecimento da lua durante o eclipse. Para explicá-lo, é preciso encontrar os princípios explicativos, que Aristóteles identifica com as causas do fenômeno. Para isso, procede-se por indução a partir da observação do eclipse e de outros fenômenos também. Por exemplo, inspecionando as sombras de objetos formadas a partir da luz solar, conclui-se por indução que os raios de luz propagam-se de maneira retilínea, e que são os corpos opacos que geram a sombra. Então, num ato de perspicácia, chega-se à noção de que o eclipse é causado pela interceptação da luz solar pelo corpo opaco da Terra, de maneira que é a sombra projetada pela Terra na Lua que a faz escurecer. Por dedução, posso confirmar que tal disposição dos astros de fato provoca um escurecimento da Lua, como também posso deduzir outros aspectos do fenômeno, como o fato de que a sombra deve ter uma forma circular, já que surge da interceptação por um objeto esférico (a Terra). 3. Indução e Abdução nos Contextos de Descoberta e Justificação Há dois tipos de indução em Aristóteles, que aparecem no exemplo dado. A indução por simples enumeração, ou indução enumerativa, leva a uma generalização a partir da observação de casos particulares semelhantes. Se se observa uma propriedade em vários indivíduos, presume-se que seja verdadeiro para a espécie a que pertencem os indivíduos. Se se observa algo para várias espécies, generaliza-se para o gênero a que pertencem as espécies. O segundo tipo, a indução intuitiva de Aristóteles (a referida perspicácia ), é hoje mais conhecido como abdução. Segundo exemplo dado por Aristóteles (Analíticos Posteriores, livro 1, 34), se o cientista observa várias vezes que o lado brilhante da Lua está voltado para o Sol, ele pode inferir que a explicação para o brilho da Lua provém da luz solar nela refletida. A abdução é uma inferência ampliativa (ou seja, se correta, aumenta o conteúdo de nosso conhecimento, ao contrário da dedução a indução enumerativa também é ampliativa) que está sujeita a erros. Por exemplo, observamos que a Lua descreve um movimento circular em torno do globo terrestre, sem sair voando e sem cair. Aristóteles explicou isso abduzindo que a Lua estaria presa a uma esfera cristalina. Desta explicação, pode-se deduzir que a Lua terá um movimento circular, mas tal explicação é errônea (não existe tal esfera cristalina). Às vezes uma abdução pode ser justificada, outras vezes ele deve ser abandonada. Notamos nessa discussão que a indução enumerativa e a abdução são dois procedimentos que levam à descoberta científica. A indução se baseia em nossa capacidade de associar percepções que se apresentam de maneira regular, ao passo que a abdução baseia-se numa capacidade de insight ou perspicácia que pode ocorrer numa observação única (a indução enumerativa também pode se dar a partir de uma observação única). Porém, uma vez que uma hipótese foi formulada, por meio da indução, abdução ou outro procedimento, como podemos justificá-la? Os empiristas da era moderna argumentariam que a indução não é só um método de descoberta, mas também de justificação. Uma indução bem feita, em que as regularidades são explicitamente observadas e anotadas, e na qual variações apropriadas de experimentos são feitas, serviria para justificar a aceitação de uma lei hipotética. Críticos do indutivismo, como 17 OLDROYD, DAVID R. (1986), The arch of knowledge: an introductory study of the history of the philosophy and methodology of science, Methuen, Nova Iorque. 12

3 Cap. III Método Científico em Aristóteles Karl Popper 18, argumentam porém que tal justificação não se sustenta; a indução pode servir como procedimento de descoberta, mas não de justificação. O procedimento correto de justificação, segundo Popper, é o método hipotético-dedutivo, que já se encontra em Aristóteles, ao partir do princípio explicativo (hipótese) e deduzir conseqüências observacionais. Empiristas indutivistas, como Bacon ou Mill, em geral não negam a importância do método hipotético-dedutivo, pois é esta a maneira de justificar uma abdução. Mas também defendem que a indução enumerativa seja um procedimento de justificação (ao contrário de Popper). 4. O Estágio Dedutivo em Aristóteles O estágio dedutivo parte dos princípios explicativos (generalizações), obtidas por meio da indução (enumerativa e abdutiva), e esses princípios servem como premissas para que se deduzam outras afirmações a respeito dos fatos. Esse processo de explicação dedutiva, segundo a lógica aristotélica, envolveria apenas quatro tipos de proposições, mostradas na Tabela III.1. Um exemplo de dedução envolvendo apenas afirmações do tipo A (apelidado Barbara) é o seguinte: Todos os planetas são corpos que não cintilam. Todo C é B Todos os corpos que não cintilam estão próximos da Terra. Todo B é A Todos os planetas são corpos que estão próximos da Terra. Todo C é A Tipo Proposição Notação moderna Diagrama de Venn A Todos os S são P x (Sx Px) E Nenhum S é P x (Sx Px) I Algum S é P x (Sx Px) O Algum S não é P x (Sx Px) Tabela III.1: Quatro tipos de proposições. O sujeito da conclusão (C) é chamado termo menor, e o predicado da conclusão (A) é o termo maior (o que coincide com os tamanhos dos conjuntos desenhados na linha A da Tabela IV.1). O termo que aparece apenas nas premissas (B) é o termo médio. Este é um 18 POPPER, KARL R. (1934), Logik der Forschung, Springer, Viena; The logic of scientific discovery, Hutchinson, Londres, 1959; A lógica da pesquisa científica, trad. L. Hegenberg & O.S. da Motta, Cultrix/Edusp, São Paulo, Tradução abreviada: A lógica da investigação científica, trad. P.R. Mariconda, in Os Pensadores, Abril Cultural, São Paulo, 1979, pp

4 Cap. III Método Científico em Aristóteles silogismo válido, ou seja, se as premissas foram verdadeiras, a conclusão será necessariamente verdadeira. Porém, é possível que uma das premissas seja falsa. Neste caso, não há garantia de que a conclusão seja verdadeira e, segundo Aristóteles, a explicação não é satisfatória. O silogismo acima é válido, mas há algo de errado: estamos dizendo que todos os planetas estão próximos da Terra (a conclusão) porque cintilam (o termo médio). Mas a cintiliação não é causa da proximidade, e sim o contrário. A cintilação é aquele fenômeno em que as estrelas que observamos ficam piscando intermitentemente. Hoje sabemos que sua origem são flutuações na atmosfera. A luz de um planeta não cintila significativamente porque ela é mais intensa do que a luz de uma estrela. Dadas essas evidências, é razoável supor (por abdução) que a causa da cintilação (ou uma das causas) está relacionada com a proximidade em relação à Terra. Ou seja, a causa (a explicação) da não-cintilação é a proximidade com a Terra, e não o contrário, conforme sugerido pelo silogismo acima. 19 Aristóteles impôs cinco requisitos extra-lógicos para as premissas de uma explicação científica. 1) As premissas devem ser verdadeiras. 2) As premissas devem ser primárias e indemonstráveis, ou, pelo menos, deve haver alguns princípios da ciência que são indemonstráveis, para que se evite uma regressão ao infinito. 3) As premissas devem ser melhor conhecidas do que a conclusão, ou seja, algumas leis gerais da ciência devem ser evidentes, por meio da faculdade da intuição. Esta posição de que as leis científicas afirmam verdades acessíveis à intuição ou à razão, e que estas teriam um caráter necessário, teria uma longa influência na filosofia da ciência. 4) As premissas devem ser anteriores em um sentido absoluto ou ontológico (mas não num sentido epistemológico, ligado ao ser humano, pois para este o que é anterior é o que é observável pelos sentidos). 5) As premissas devem ser as causas da atribuição feita na conclusão. Ora, como já vimos, o silogismo acima viola o quarto requisito. Para que tenhamos uma explicação científica, a causa deve constar como termo médio das premissas (letra A abaixo), e o efeito como termo maior (letra B) (em sua notação, em 78b1, Aristóteles inverte essas letras): Todos os planetas são corpos que estão próximos da Terra. Todo C é A Todos os corpos que estão próximos da Terra não cintilam. Todo A é B Todos os planetas são corpos que não cintilam. Todo C é B Aristóteles sugeriu que a ciência tem uma certa estrutura explicativa, baseada nos níveis de generalidade de suas proposições, que se concatenam dedutivamente. No nível mais alto acham-se os princípios de identidade, não contradição e terceiro excluído, aplicáveis a todos os argumentos dedutivos 20. No nível seguinte se encontram os princípios e definições da ciência particular em questão. E mais abaixo, estão os outros enunciados da ciência em questão. Qualquer explicação, para Aristóteles, deve envolver os quatro aspectos da causação mencionados anteriormente, a saber, a causa formal, a causa material, a causa eficiente e a causa final. Destaca-se aqui sua insistência na causa final, o que equivale a uma explicação 19 ARISTÓTELES (2005), op. cit. (nota 16), Livro I, 2, pp [71b8-72a5]; 13, pp [78a22-78b31]. 20 Em termos proposicionais (onde é a conjunção, a disjunção, e a bi-implicação), o princípio de identidade afirma que da verdade de P se segue a verdade de P: P P; o princípio de não contradição afirma que dados P e sua negação P, no máximo um deles é verdadeiro: (P P); e o princípio do terceiro excluído afirma que dados P e P, pelo menos um deles é verdadeiro: P P. 14

5 Cap. III Método Científico em Aristóteles teleológica. A causa final do processo de camuflagem de um camaleão é escapar de seus predadores. A causa final do movimento do fogo é atingir seu lugar natural, que se encontra para cima de nós. Aristóteles criticava os atomistas por sua tentativa de explicar a mudança em termos apenas de causas materiais e eficientes. Ele criticava a ênfase dos pitagóricos com a matemática dizendo que eles teriam uma preocupação exclusiva com as causas formais. 15

6 Teoria do Conhecimento e Filosofia da Ciência I Osvaldo Pessoa Jr Capítulo IV EXPLICAÇÃO CIENTÍFICA: TRÊS TRADIÇÕES 1. Explicando a Explicação A análise da explicação científica feita por Aristóteles foi retomada no séc. XX, de forma mais moderna, por Hempel & Oppenheim. Vale a pena fazer um resumo de como, atualmente, se procura explicar o que é explicar, e faremos isso baseado no filósofo da ciência Wesley Salmon 21. Em primeiro lugar, é preciso distinguir entre explicação e confirmação (ou verificação). Considere a questão: Por que o cacauzeiro está morrendo?. Uma explicação seria: Porque ele foi atacado por um fungo, a vassoura-de-bruxa. No entanto, poderíamos tentar responder: Porque suas folhas estão ficando amarelas. Isto porém não é uma explicação. Na verdade, o amarelamento das folhas é evidência de que o cacauzeiro está morrendo: é uma maneira de verificar (confirmar) este fato. Esta última resposta dada só seria correta se ela respondesse à seguinte questão: Como você sabe que o cacauzeiro está morrendo? A resposta seria uma confirmação do fato, não uma explicação. Em segundo lugar, é interessante perceber que há diferentes tipos de explicação. O que interessa mais à filosofia da ciência são as perguntas do tipo por quê...? Mas há também explicações do tipo como...? : Explique-me como montar este brinquedo Explique-me como chegar na feira de livros. Tais perguntas são importantes em ciência, especialmente na implementação de métodos. Há também explicações do tipo o que...? Por exemplo: Explique-me o que significa antiperistasis. Explique-me o que está errado no motor de meu carro. Este segundo caso pode ser transformado numa pergunta por quê...?, ao passo que o primeiro é simplesmente o pedido de uma definição. Concentrando-nos nas explicações do tipo por quê...?, o terceiro ponto a ser salientado é a relação entre explicar e entender (compreender). Quando qualquer tipo de explicação nos é dada, temos (em geral) a sensação psicológica de que entendemos. Por que Suzana quebrou seu vaso de flores? Que estranho! Por que será? Quando a resposta nos é dada, sentimos um certo alívio, pois passamos a entender: Porque Suzana queria sensibilizar seu namorado, que a estava visitando, para que ele lhe comprasse um vaso mais caro e bonito. Entendeu? Sim! Identificamo-nos com este motivo, temos empatia, passamos a entender os motivos ocultos de Suzana. Este exemplo serve como um protótipo de explicação: estamos familiarizados com as motivações dos seres humanos. No entanto, nas ciências naturais geralmente buscamos explicações que não são antropomórficas. Por que caem raios? Não tentamos explicar falando de um Deus antropomórfico (como na mitologia grega), mas tentamos reduzir o fenômeno a uma teoria com a qual estejamos familiarizados, por exemplo a física dos fenômenos elétricos e magnéticos. Assim, parece que as explicações envolvem uma redução ao familiar, ao que nos é familiar, seja ele a psicologia humana, seja ele uma teoria que conhecemos bem. Notamos assim que há dois termos em uma explicação: há o estranho que queremos explicar cujo termo técnico é explanandum e há o familiar que usamos para explicar o explanans. Por fim, devemos considerar o contexto (pragmático) em que uma pergunta por quê...? é feita. Por que Sócrates morreu? Poderíamos responder várias coisas. Para tornar 21 Seguimos, com algumas modificações: SALMON, W.C. (1992), Scientific explanation, in SALMON, M.H. et al. (orgs.), Introduction to the philosophy of science. Englewood Cliffs: Prentice Hall, pp

7 Cap. IV Explicação Científica: Três Tradições nossas perguntas mais precisas, é sempre bom salientar qual é a classe de contraste da pergunta. Por exemplo: Por que Sócrates morreu, e não Platão? Resposta possível: Porque foi ele quem foi acusado de corromper a juventude Usemos agora outra classe de contraste: Por que Sócrates morreu, e não fugiu? Resposta: Porque ele não queria desrespeitar as leis. Por que Sócrates morreu, e não continuou vivendo na prisão? Porque ele foi obrigado a tomar cicuta. Nas ciências naturais existem três grandes tradições de explicações: o delineamento de causas e mecanismos; a unificação a partir de leis gerais; a teleologia. 2. Delineamento de Causas e Mecanismos Consideremos algumas perguntas: Por que o Brasil está racionando energia? Resposta: Porque em tal data aconteceu x, depois y, depois faltou z, não houve preparo, venderam-se as empresas estatais, o nível das águas caiu, e o país precisa racionar. Outra pergunta: Por que Cordélia tem uma mancha de tinta na camisa? Resposta: Porque ela achou uma caneta no chão, colocou no bolso de sua camisa, mesmo sem tampa, aí a caneta esquentou e vazou, manchando sua camisa nova. Outra: Por que Jair pegou dengue? Resposta: Foi pegar onda no Rio de Janeiro, dormiu na casa de um amigo, e um pernilongo contaminado com o vírus da dengue lhe picou. O que estas explicações têm em comum é que elas contam uma história, apontando causas (eficientes) ou mecanismos que levaram ao explanandum. 3. Unificação a partir de Leis Gerais Compare com o segundo tipo de explicação, exemplificados pelas seguintes perguntas. Por que o céu é azul?. Resposta: Por que a luz do sol sofre um espalhamento ao se chocar com as moléculas do ar, e pela lei de Rayleigh a taxa de espalhamento é proporcional a λ 4 (ou seja, ao inverso da quarta potência do comprimento de onda), de forma que a luzes violeta e azul se espalham muito mais do que as outras cores. Nesta explicação, invocou-se uma lei da Física, uma lei geral que explica vários fenômenos diferentes, e portanto unifica-os. Por exemplo, esta mesma lei se aplica a fenômenos que ocorrem em fibras ópticas e em certos materiais porosos. Outro exemplo de unificação: Por que uma lata de milho fechada que foi aquecida no fogo por um escoteiro acabou explodindo?. Esmiucemos a estrutura lógica desta explicação. Ela envolverá uma lei geral, algumas condições antecedentes e a conclusão, que é o explanandum. Lei geral: Sempre que um gás, mantido em um recipiente fechado a volume constante, é aquecido, a pressão que ele exerce aumenta proporcionalmente: pv = nrt. Condições antecedentes: (1) A água da lata de milho se transforma em vapor (gás) ao ser fervida no fogo. (2) A lata só pode suportar uma pressão de até 10 atmosferas. (3) O calor transferido para o vapor aumentou sua pressão para acima de 10 atm. Conclusão (explanandum): A lata explodiu. 17

8 Cap. IV Explicação Científica: Três Tradições Os filósofos da ciência Carl Hempel & Paul Oppenheim 22 chamaram atenção para a estrutura lógica deste tipo de explicação, que passou a ser chamado Modelo de Lei de Cobertura da Explicação, ou então Modelo Dedutivo-Nomológico. Um exemplo famoso de unificação foi dado pela lei da gravitação universal de Newton (1687), que explicou a queda dos corpos na Terra, o movimento dos corpos celestes e as marés de uma única maneira. 4. Explicações Teleológicas A terceira grande tradição de explicação são as explicações teleológicas. Nas ciências biológicas há dois grandes grupos de explicações teleológicas, aquelas envolvendo a adaptação de seres vivos ao seu ambiente e aquelas envolvendo a intencionalidade. Por que a andorinha constrói seu ninho? Resposta teleológica: Para proteger seus filhotes. Ou então: Por que o pato tem seus dedos ligados por uma membrana? Resposta: Para nadar melhor. Explicações teleológicas envolvendo intencionalidade aplicam-se bem para o comportamento humano: Por que Suzana construiu um vaso de barro? Para colocar algumas flores de seu jardim. Uma questão bastante debatida atualmente é se explicações teleológicas podem sempre ser substituídas por explicações envolvendo mecanismos causais (e história) ou por explicações envolvendo unificação através de leis gerais. Voltaremos a essa questão mais para frente. 22 HEMPEL, C.G. & OPPENHEIM, P. (1948), Studies in the logic of explanation, Philosophy of Science 15, Em português há uma tradução de um livrinho de Hempel que trata deste assunto: HEMPEL, C.G. (1981), Filosofia da ciência natural, Zahar, Rio de Janeiro. 18