Como se faz ciência? Introdução ao método científico usando a biologia como exemplo

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Texto elaborado para alunos do Ensino Médio, introduzindo o curso de Biologia. Pode ser utilizado como base de referência inicial para o estudo do chamado método científico, tanto no Ensino Médio quanto Fundamental.

Na parte "como se faz ciência" procuramos fazer uma breve síntese dos principais conceitos (em negrito) que fundamentam a investigação científica. Não creio que exista um único "método científico", mas que todos os métodos utilizados pelos cientistas partem de certos princípios.

Mesmo assim, ao final coloquei um mapa conceitual do método científico, que fiz com finalidades didáticas.

 

 


Uma ciência para a vida?

Como se faz ciência?

Modelo de Método Científico

O que é Biologia?

Até agora, você estudou ciências, história, geografia, artes etc... Talvez você até já tenha se perguntado: "a história é uma ciência?" ou "a ciência é uma arte?". Mas você nunca teve dúvidas de que a biologia fosse uma ciência, porque ela fazia parte deste grupo, junto com a química e a física. Até agora, estas diferenças não tiveram muita importância. Mas seus neurônios já estão um pouco mais ramificados, sua consciência um pouco mais madura, e você já pode ir além do que aprendeu. Aliás, espero, como sempre (embora especialmente nesta fase da vida).

Agora, no ensino médio, as palavras e a linguagem têm uma importância muito maior. Afinal de contas, as palavras nos ensinam a pensar melhor. Muitas destas palavras são novas, mas muitas já foram ensinadas antes. Um aluno pouco atento poderá passar este tempo todo, três importantes anos de sua vida, e não perceber que existem muitos significados dentro de uma mesma palavra. E que isto pode ser importante para sua vida.

Biologia. O que esta palavra nos faz lembrar?

Bichos, plantas, homem-macaco, dinossauros, tubarões, recifes de coral, meio ambiente, desequilíbrios ecológicos, corpo humano, palavras difíceis, evolução... enfim, biologia é uma palavra que nos faz lembrar muitas outras palavras. Mas é preciso que biologia nos lembre também outras coisas, como: "O que está acontecendo com o meu planeta?" ou "Não estou sozinho no mundo!" ou ainda "Eu cuido da qualidade da minha vida?" e "Qual é o meu lugar na sociedade e na natureza?". Afinal, o conhecimento traz respostas, mas também perguntas.

Algumas destas lembranças aprendemos na escola, outras com nossos pais, amigos, ou mesmo por conta própria, pelo simples prazer de conhecer as coisas da vida.

Uma ciência para a vida?

Houve tempo em que não se achava possível existir uma ciência da vida. Porque a vida parece uma coisa mágica, inexplicável. Veja só uma semente, por exemplo. Pegando uma pedra de rio, daquelas bem redondinhas, e uma semente, você não vê diferença alguma. Mas esperando alguns anos, poderá ver que havia, naquele pequenino corpo redondo, muita vida guardada de forma latente, potencial, oculta. A vida lá dentro era invisível, e é muito difícil imaginar que toda a árvore estaria já pronta dentro da pequenina semente. A única maneira de explicar algo assim seria ir para além da semente, da matéria, do visível, e buscar forças ocultas, misteriosas, sutis, sobrenaturais. Afinal, como um ser inanimado pode criar vida? Pela própria etimologia da palavra "animado" (os seres vivos para Aristóteles), estes seres têm alma. Uma pedra não tem alma, uma semente sim. Uma espécie de alma básica, vegetal, que lhe permite viver, crescer, buscar a luz, dar flores, reproduzir e por aí vai.

Neste caso estamos, nas entrelinhas, pensando que a vida é alguma coisa imaterial que torna possível a existência dos seres vivos. Ou seja, a vida é algo imaterial que, quando "age" sobre a matéria, produz os seres vivos. Esta é uma maneira de ver as coisas, e existe há muito tempo. Era comum até o século XIX sob o nome de vitalismo. A vida viria espontaneamente da matéria não-viva devido à ação de um "princípio vital imaterial", tal como ocorrera, uma hora ou outra, no início da vida.

Como estudaremos mais adiante, esta ideia de que algo "imaterial" ou um "princípio vital" transforma a matéria inanimada em matéria animada existe há muito tempo, e foi enfraquecida por experimentos científicos realizados no século XIX.

Mais de dois séculos antes disso, o filósofo Descartes deu um importante passo para a consolidação da biologia, que foi a separação da medicina e da magia. É bom lembrar que, desde tempos imemoriais, a saúde do corpo é tarefa exclusiva de xamãs, curandeiros, santos, sacerdotes, enfim, daqueles dotados de ligação com o mundo transcendente, o mundo divino, imaterial. Mas Descartes, ao separar corpo e mente, com grande habilidade e originalidade, liberou a ciência para estudar o corpo. Os médicos, a partir de então, começaram a ocupar o terreno dos curandeiros, e o corpo humano passou a ser estudado como uma máquina. Se hoje vemos muitos aspectos negativos relacionados a esta ideia do corpo, não é prudente esquecermos de todos os benefícios que esta nova filosofia trouxe para os homens, em relação ao que havia anteriormente.

 

Como se faz ciência?

Esta "rejeição" científica à hipótese da vida ser consequência de uma causa imaterial pode parecer uma "birra pessoal", mas na verdade é uma limitação metodológica. Afinal de contas, a ciência fundamenta-se no empirismo, deve dedicar-se apenas ao estudo do mundo "material", visível, testável, observado por todos da mesma forma (exceto cores para daltônicos, etc), ou seja, fatos objetivos. Caso haja realmente algo completamente imaterial, ou isto não é estudável cientificamente, ou não faz efeito no nosso mundo material. (Repare que aqui incluímos a capacidade da matéria se transformar em energia e vice-versa, como diz a famosa fórmula de Einstein). De uma forma ou de outra, não é problema da biologia (afinal, como se diz, problema sem solução resolvido está).

A única coisa "metafísica" realmente necessária para os estudos biológicos são os princípios científicos, os conceitos e métodos que os cientistas usam para estudar o mundo. Metodologias diversas, instrumentos cada vez mais precisos. Palavras inventadas, refinadas e alteradas durante toda a história da humanidade. Algumas delas, talhadas especialmente para os seres vivos, ou para um determinado organismo, ou ainda, para uma certa relação. Outras palavras são de uso comum a todos cientistas, embora possam apresentar variações locais.

Hoje em dia há uma grande quantidade de conhecimento disponível. Em alguns casos, há diversas teorias tentando explicar o mesmo objeto. Neste sentido, é importante saber diferenciar os fatos e as interpretações dos fatos. Um fato é algo que todos podem observar da mesma forma, é a matéria-bruta do pensamento científico. A pedra cai, isto é um fato. Para explicar este fato, usamos uma interpretação da realidade, a teoria da gravidade. Sendo assim, hipóteses, modelos e teorias são interpretações das coisas. A existência de genes relacionados ao comportamento é um fato, mas dizer que certa pessoa é violenta porque nasceu assim é uma interpretação. O aquecimento global é um fato, pois é medido pelos termômetros. O efeito estufa também é um fato verificado em laboratório. No entanto, dizer que o aquecimento global é causado pelo efeito estufa é uma interpretação, uma teoria que busca explicar os fatos.

Como se vai do fato para a interpretação? De que maneira nossa mente cria explicações sobre o que nossos olhos vêem? Este é mais um grande mistério da natureza, e costumamos lidar com ele identificando e nomeando algumas coisas básicas. Assim, existe o geral e o específico, que são como pólos de uma relação, estão sempre lá, os dois, nenhum tendo sido completamente atingido. Estas duas palavras nos remetem a Aristóteles, que distinguia entre o gênero (a essência básica de cada conjunto de coisas) e a espécie (as coisas propriamente ditas, cheias de imperfeições com relação a esta essência). Hoje em dia, os biólogos adotam o sistema de classificação binomial, onde o nome da espécie deve incluir também o gênero em que ela se inclui. Por isso somos Homo sapiens e não apenas sapiens (o segundo sapiens serve mais para a vaidade humana do que qualquer outra coisa). Na classificação biológica (a taxonomia), existe vários níveis de táxons: quanto mais geral é o nível, menor é o grau de semelhança entre as espécies incluídas. Os níveis básicos de classificação são, do geral para o específico: Domínio, Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie. O conceito de raça, ou sub-espécie, é geralmente difícil de ser definido com precisão.

Como vemos, a mente humana é capaz, por alguma razão desconhecida, de caminhar com certa liberdade entre diferentes níveis de generalização. Se o sol nasceu todos os dias da sua vida, você logo conclui: o sol sempre nasce. Isto é uma generalização. Já não é mais um fato propriamente dito, pois o futuro não está dado. O empirismo, no sentido radical, não pode prever um milésimo do futuro. Mas não sejamos radicais. Vejamos os outros nomes que nos ajudam a utilizar esta misteriosa habilidade da mente, que poderia ser didaticamente dividida em dois momentos: 1) raciocínio indutivo (indução), o processo pelo qual a mente, ao observar diversos objetos específicos, cria um padrão geral, algo que unifique estes diversos objetos específicos. O raciocínio indutivo é a fonte do conhecimento, da ciência e do preconceito. Isto porque, indo de algo específico para algo mais geral, você está concluindo mais do que sabe. Se o sol nasceu nos últimos dez anos, você sabe do passado; mas dizer que o sol sempre nasce inclui também o futuro (e o passado remoto), que é algo que você não sabe. A indução é, portanto, uma forma de raciocínio "de risco", como diriam os economistas, e quanto maior o possível ganho, maior a possível perda. Para não ficarem tão submetidos a este risco, os seres humanos inventaram a dedução, 2) o raciocínio dedutivo, que o complementa, ou seja, vai do geral para o específico. Assim, você pode testar suas hipóteses observando o mundo à sua volta. Se isto for feito com um método sistemático, praticamente já pode ser chamado de ciência. Você pode também fazer experimentos. O problema com algumas hipóteses, como a de que o sol sempre nasce, é que não podemos testá-las experimentalmente. Nestes casos, a dúvida permanece predominante, embora se possa fazer inferências razoáveis com base nos conhecimentos atuais da ciência (lembrando sempre do risco inerente à indução). Assim, de maneira geral, a indução e a dedução trabalham juntas, no chamado raciocínio indutivo-dedutivo. É desta maneira que conseguimos caminhar, com a nossa mente, nossa imaginação, nosso entendimento, entre o mundo concreto dos fatos (mundo sensível) e o mundo abstrato das ideias (mundo inteligível). Caminhar buscando não produzir alucinações ou superstições, mas sim conhecimentos enraizados na experiência empírica.

Uma estranha pergunta: será que poderemos compreender completamente a vida, se no fundo é a própria vida que cria a nossa capacidade de compreender as coisas? Bom, felizmente os cientistas aprenderam a lidar com estas questões embaraçosas. Ou seja, dizer que não podemos chegar ao conhecimento total de alguma coisa não é problema para a ciência, pois ela não busca verdades absolutas, mas sim hipóteses (verdades provisórias). Uma hipótese é uma ideia, um conceito, representado por frases ou números, e é tanto mais "científica" quanto mais for vulnerável a testes. Se muitos conseguirem testá-la e ela continuar valendo, é uma ideia objetiva e sólida. Assim, uma hipótese pode até se tornar um paradigma (verdade aceita pela coletividade), mas nunca um dogma (verdade absoluta e inquestionável - a verdade final das coisas). Se isto porventura ocorrer, ela deixa de ser uma hipótese. Afinal de contas, já que estamos aceitando verdades provisórias, o que é sempre um pouco desagradável, pelo menos podemos exigir algo destas verdades. E exigimos que elas devam ser testáveis. Testáveis por qualquer pessoa, pois o conhecimento deve ser coletivo, objetivo. Se não for testável, não poderemos chamar de hipótese científica. É o caso, por exemplo, da redundância, do hermético, daquilo que se baseia em si mesmo. As hipóteses podem ir se juntando de maneira coerente, formando inicialmente modelos e depois teorias.

É por isto que a ciência, embora pareça uma fonte de verdades comprovadas (e possa ser usada como tal), se fundamenta também no pensamento crítico. Um bom cientista deve estar sempre aberto a receber críticas, pois elas ajudam a tornar seu conhecimento mais consistente, amplo, flexível, verdadeiro, enfim. Um bom cientista busca a verdade, mas tem consciência das limitações do empirismo.

O que nos leva a outra questão: será que a biologia pode estudar os desejos, crenças e ideias humanas, já que ela não pode estudar aquilo que é completamente metafísico? Vejamos, por exemplo... a inteligência. Poderia a inteligência humana ser explicada biologicamente, ou mesmo associada a genes específicos? Lembre-se do artigo que lemos sobre isso... Mas não esqueça: dizer que "há uma explicação biológica" não é o mesmo que dizer "a verdadeira explicação é apenas biológica". No segundo caso, estaríamos muito próximos do dogma, no chamado reducionismo biológico.

Uma boa ciência deve ter um objeto de estudo específico, bem delimitado, observável objetivamente. Embora o conceito central da biologia seja vida, seu objeto de estudo são os seres vivos. Por quê?

Mas, afinal, o que é um ser vivo? Para responder a esta pergunta, utilizaremos o método de análise (lise=quebrar) e síntese (sin=juntar). Formulada na idade moderna por Descartes, a análise é considerada uma estratégia adequada quando temos um problema muito complexo à nossa frente. Tão complexo que não conseguimos pensar todos os seus aspectos ao mesmo tempo, não conseguimos articular os "pedaços" formando um "todo" coerente, algo que possamos entender. Nestes casos, é melhor focalizar a atenção em um "pedaço" de cada vez, esquecendo os outros enquanto isso. Descartes buscava um método para lidar com questões tão complicadas que ninguém tentava responder à sua maneira, pois as "respostas oficiais" eram tratadas como dogmas desde a idade média. Pelo menos na Europa.

Claro que não basta separar um grande problema em vários pequenos problemas, se não juntarmos as coisas depois. Depois da análise, portanto, é necessário fazer uma síntese. Uma síntese (o que quer dizer "sin" e "tese"?) é quase uma análise invertida. Ou seja, você pega tudo aquilo que produziu anteriormente e tenta juntar em poucas ideias. Começa tentando identificar padrões gerais entre várias coisas, estabelecer relações entre duas delas, entre três, entre um grupo e outro. Ao mesmo tempo, você vai se lembrando do seu objetivo com tudo aquilo, seu alvo final, seu problema inicial. A partir dos fatos e interpretações disponíveis, você tentará chegar o mais próximo possível do objetivo a que se propôs. Depois disto, deverá explicar de forma clara suas principais conclusões. Este é o processo de síntese. Seu produto deve ser, portanto, algo mais simples do que aquilo que se tinha no início. Uma boa síntese diz muitas coisas em poucas palavras. Ou números, ou gráficos. Um gráfico, inclusive, é a síntese de muitos números. (Observação: o processo de síntese pode parecer uma espécie de indução, mas não é o caso: como toda a prática científica minimamente complexa, o processo de síntese se fundamenta no raciocínio indutivo-dedutivo como um todo).

E para terminar esta breve descrição dos princípios científicos, lembremos de como começa tudo. Para que serve a ciência? Para nos ajudar a entender o mundo, construir algumas coisas, prever outras; para a felicidade, a qualidade de vida, o bem estar social. Serve para resolver problemas, para encontrar respostas. Por isso que, muitas vezes, uma investigação científica revolucionária começa apenas com uma pergunta bem feita.

Assim, embora não exista uma única forma de fazer ciência, um único método científico, para fins didáticos podemos simplificar muito do que foi dito acima num desenho, um esquema básico.

metodo-cientifico

Fiz este esquema depois de observar vários outros que estão disponíveis na internet. Procurei separar as idéias dos fatos, o mundo inteligível do sensível. Tentei também utilizar termos mais técnicos, como indução e dedução (ou raciocínio indutivo-dedutivo), mas de forma que todos pudessem entender.

Última atualização em Qua, 09 de Junho de 2010 18:17  

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