11. Um Relato Objetivista das Mudanças Teóricas na Física

11. Um Relato Objetivista das Mudanças Teóricas na

Física

As Limitações do Objetivismo de Lakatos

O relato de mudança de teoria que desejo sugerir é uma modificação da metodologia dos programas de pesquisas científicas de Lakatos. Antes de apresentá-lo, discutirei, nesta seção, as limitações do relato de mudança de teoria de Lakatos, ou melhor, explicarei por que penso que ele não ofereceu nenhum relato de mudança de teoria.

A metodologia de Lakatos envolve as decisões e as escolhas dos cientistas. Elas estão envolvidas na adoção por parte dos cientistas de um núcleo irredutível e de uma heurística positiva. Segundo Lakatos o núcleo irredutível do programa de Newton “é ‘irrefutável’ pelas decisões metodológicas de seus protagonistas” e um programa de pesquisa tem “um núcleo irredutível aceito convencionalmente (e dessa forma ‘irrefutável’ por uma decisão provisória)”. A heurística positiva é uma política de pesquisa ou “plano preconcebido” que os cientistas escolhem adotar. “Quais os problemas que os cientistas, trabalhando em programas de pesquisa poderosos, que escolhem racionalmente, são determinados pela heurística positiva do programa.”

A questão importante aqui é se há ou não intencionalidade nos cientistas estarem cônscios dos preceitos contidos na metodologia de Lakatos. Se não estão, torna-se difícil perceber como a metodologia pode explicar a mudança científica. Simplesmente notar que as mudanças na história da física ocorreram em conformidade com a metodologia dos programas de pesquisas científicas é não explicar por que isto aconteceu. Por outro lado, se a intenção é a de que os cientistas atuem conscientemente de acordo com a metodologia de Lakatos, existem problemas adicionais. Em primeiro lugar, é difícil entender como os cientistas, nestes últimos duzentos anos, poderiam ter estado conscientes dos preceitos de uma metodologia que só foi projetada recentemente. O próprio Lakatos indicou o abismo que separa a metodologia expressa por Newton e a que ele seguiu na prática. Em segundo lugar, a metodologia de Lakatos não é adequada para ditar as escolhas dos cientistas, como vimos, de acordo com sua própria declaração de que sua metodologia não tinha a intenção de dar conselhos aos cientistas. Em terceiro lugar, qualquer tentativa de relatar uma mudança de teoria que depende de forma crucial das decisões e escolhas conscientes dos cientistas deixa de levar plenamente em conta a “separação entre o conhecimento objetivo... e seus reflexos distorcidos nas mentes individuais”.

Uma suposição feita por Lakatos, e também por Popper e por Kuhn, é a de que a mudança de teoria deve ser explicada com referência às decisões e escolhas dos cientistas. Na medida em que Lakatos e Popper deixam de dar preceitos adequados para a escolha de teorias, eles deixam de dar um relato da mudança de teorias, enquanto Kuhn tolera, sem críticas, quaisquer escolhas sancionadas pela comunidade científica. No restante deste capítulo tentarei modificar a metodologia de Lakatos de forma a evitar a fusão de escolha de teoria e mudança de teoria.

Oportunidades Objetivas

Introduzi, na seção 2 do Capítulo X, a noção de uma oportunidade objetiva para o desenvolvimento de uma teoria ou programa. O relato de mudança de teoria na física que desejo propor aproveita aquela noção. Dada uma teoria e sua prática associada em algum ponto de seu desenvolvimento, apresenta-se uma variedade de oportunidades para o desenvolvimento desta teoria. Algumas linhas de desenvolvimento teórico serão possíveis em virtude das técnicas experimentais disponíveis. Utilizarei a expressão “grau de fertilidade” para descrever a conglomeração de oportunidades presentes num programa de pesquisa em algum estágio de seu desenvolvimento. O grau de fertilidade de um programa em algum momento crítico será propriedade objetiva daquele programa, possuído por ele, quer seja ou não,percebido por algum cientista particular. Isto difere, portanto, da noção de Lakatos de uma heurística positiva, que é uma política de pesquisa adotada de forma mais ou menos consciente por cientistas. O grau de fertilidade de um programa mede a proporção em que ele contém dentro de si oportunidades objetivas para o desenvolvimento ou a extensão em que ele abre novas linhas de investigação.

Uma descrição, por Stillman Drake, da extensão em que a física de Galileu abriu novas linhas de investigação captura o espírito do que está envolvido no grau de fertilidade. Ela diz:

Foi Galileu que, aplicando consistentemente a matemática à física e a física à astronomia, primeiro uniu a matemática, a física e a astronomia de uma forma verdadeiramente significativa e fecunda. As três disciplinas tinham sempre sido consideradas como essencialmente separadas; Galileu revelou suas relações pares triplas, abrindo, assim, novos campos de investigação para homens de interesses e habilidades amplamente divergentes.

Outras ilustrações podem ser tiradas dos casos estudados para apoiar a metodologia de Lakatos. Por exemplo, usando o estudo de E. Zahar da eventual substituição do programa de eletromagnetismo de H. A. Lorentz pela teoria especial de relatividade de Einstein, podemos dizer que em 1905 a teoria de Einstein possuía um maior grau de fertilidade que a de Lorentz. Porque a teoria de Einstein envolvia algumas afirmações muito gerais quanto às propriedades do espaço e do tempo, as oportunidades se apresentaram para a exploração das consequências daquelas afirmações em muitas áreas da física. Em contraste, a teoria de Lorentz estava firmemente ancorada na teoria eletromagnética e não poderia ser aplicada fora dela de forma semelhante. Em seu estudo da competição entre a teoria ondular de Young e a teoria corpuscular da luz de Newton, Worrall, referindo-se à situação em 1810, escreve: “por causa do estado compativelmente menos desenvolvido da mecânica dos meios elásticos relativo à mecânica das partículas rígidas, a heurística do programa crepuscular era... bastante mais definida que a do programa ondular”. A teoria corpuscular possuía um grau mais alto de fertilidade que o programa de ondas em 1810.

Ajudarei esclarecer minha noção de grau de fertilidade característico de um programa se tentar responder algumas objeções a ele para as quais minha atenção já foi chamada. Estas são: (i) o conceito é por demais vago para permitir uma medida quantitativa do grau de fertilidade de um programa, (ii) ele tem a consequência funesta de que, quanto mais vago for um programa ou uma teoria, maior será seu grau de fertilidade, já que um programa ou teoria suficientemente vagos serão compatíveis virtualmente com quaisquer linhas de desenvolvimento; (iii) o grau de fertilidade é destituído de valor como instrumento para o historiador, já que oportunidades de desenvolvimento somente vêm à luz depois que são aproveitadas, de modo que explicitar o grau de fertilidade de um programa não é mais que registrar como ele foi de fato desenvolvido; (iv) o grau de fertilidade não ajuda a explicar o crescimento da ciência, já que o grau de fertilidade de um programa só pode ser adequadamente analisado e apreciado em retrospecto.

Quanto à objeção (i), concordo que não será possível fornecer os meios para construir uma medida quantitativa do grau de fertilidade de um programa. Afirmo, entretanto, que é frequentemente possível fazer comparações qualitativas entre os graus de fertilidade de programas rivais, conforme indicam os exemplos que tirei dos estudos lakatosianos. Isto é tudo o que é necessário para permitir um relato objetivista da mudança de teoria, como espero demonstrar. A objeção (ii), caso fosse válida, seria devastadora para a minha posição. Há dois motivos pelos quais ela não é válida. Em primeiro lugar, um curso de ação vago não deve ser contado como uma oportunidade no sentido dado. Um exemplo deste último deve ser especificado de forma precisa, em termos das técnicas definidas experimentalmente, matemática e teoricamente à disposição dos cientistas em algum momento histórico, juntamente com as teorias e as hipóteses específicas que constituem o núcleo irredutível e o cinturão protetor de cem programa naquele momento, e fornecendo a matéria-prima em que se podem aplicar as técnicas mencionadas. O segundo motivo para se rejeitar a objeção (ii) é que o desenvolvimento, para o qual uma teoria com um alto grau de fertilidade deve fornecer muitas oportunidades, não é um desenvolvimento qualquer, mas um desenvolvimento na direção de predições novas num sentido semelhante ao de Lakatos.

A melhor maneira de refutar a objeção (iii) é dando exemplos de oportunidades de desenvolvimento que, de fato, não foram aproveitadas. A física de Arquimedes deu oportunidades de desenvolvimento que passaram desapercebidas por séculos. Em sua obra sobre o equilíbrio e centros de gravidade, e sobre hidrostática, ele apresentou técnicas que poderiam muito bem ter sido levadas para outras áreas e postas para funcionar em outras matérias-primas existentes. Por exemplo, a técnica para formular os fundamentos de uma teoria numa forma matemática idealizada, tratanto os sistemas num espaço euclidiano, matemático, uma técnica que ele introduziu na estática, poderia ter sido levada para a dinâmica, considerando-se alavancas móveis, bem como estacionárias, e objetos caindo através de um meio, bem como flutuando neles. Foi somente com Galileu que se aproveitaram tais oportunidades, em cuja época, claro, havia mais matéria-prima para o trabalho que havia estado disponível para Arquimedes. As obras de Ptolomeu e Al Hazen forneceram oportunidades para o desenvolvimento da ótica que não foram aproveitadas até a época de Galileu e Kepler. Em sua investigação do problema V. Ronchi escreve:

Embora não saibamos quem foi o primeiro a inventar lentes de

óculos, sabemos, com alguma exatidão, quando elas foram introduzidas pela primeira vez: em algum ano entre 128O e 1285. O primeiro telescópio não apareceu, contudo, até cerca de 1590. Por que se demorou três séculos para colocar-se uma lente em frente da outra?

Ele então prossegue e tenta explicar por que esta oportunidade objetiva não foi aproveitada. Admitidamente, ao descrever estas oportunidades objetivas faz-se uso de material da história, da física e da filosofia que não estava disponível nos períodos históricos sob investigação. As caracterizações adequadas das oportunidades objetivas e dos graus de fertilidade são possíveis somente em retrospecto. Ao afirmar a objeção (iv) está correta. Entretanto, longe de ser uma objeção à minha posição, o fato de que os cientistas não estão cônscios do grau de fertilidade dos programas em que trabalham – e nem precisam estar – constitui sua força. E exatamente esta característica que torna possível um relato objetivista da mudança de teoria que evita os elementos subjetivistas presentes nos relatos lakatosianos.

Um Relato Objetivista das Mudanças

Teóricas na Física

Dentro de limites importantes, a serem explicitados na seção seguinte, estou agora na posição de oferecer um relato objetivista de mudança de teoria na física moderna. O relato se apoia numa suposição importante, a saber, que na sociedade, ou sociedades em que se pratica a física, há cientistas com as habilidades, os recursos e o enfoque mental para desenvolver aquela ciência. É preciso que eu seja capaz de supor, por exemplo, que as situações em que uma análise objetivista revele a existência de certas técnicas teóricas ou experimentais, haverá cientistas ou grupos de cientistas com os recursos físicos e mentais para colocar em prática aquelas técnicas. Presumo que esta suposição foi preenchida em grande parte na Europa nos duzentos e tantos anos de existência da física.

Caso seja preenchida a minha suposição sociológica, podemos então supor que, se está presente uma oportunidade objetiva para o desenvolvimento de um programa, mais cedo ou mais tarde algum cientista ou grupo de cientistas dela se aproveitarão. O efeito será que um programa que oferece mais oportunidades objetivas para o desenvolvimento que seu rival tenderá a ultrapassar este na medida em que se aproveitam destas oportunidades. Este será o caso ainda que a maioria dos cientistas escolha trabalhar no programa com o grau menor de fertilidade. Neste último caso, a minoria que escolhe trabalhar no programa que oferece muitas oportunidades para o desenvolvimento terá logo sucesso, enquanto a maioria, aqueles que apresentam o ponto de vista majoritário, lutará em vão para se aproveitar das oportunidades não existentes. François Jacob pega o espírito de minha posição quando escreve:

(Nesta) discussão infindável entre o que é e o que poderia ser, na

busca de uma fresta que revele uma outra possibilidade, a margem de liberdade do investigador individual é algumas vezes muito estreita. A importância do indivíduo decresce na medida em que aumenta o número de praticantes: se uma observação não for feita hoje, aqui, será frequentemente feita amanhã em alguma outra parte.

A minha posição pode ser ilustrada estendendo-se a analogia das caixas para ninhos que utilizei no Capítulo X ilustrando o caráter objetivo das situações problemáticas. Comparamos um jardim, em que há um grande número de caixas para ninhos, com um segundo jardim, em tudo o mais semelhante, à exceção do fato de que nele não se encontram caixas para ninhos. Dado que o ambiente de cada jardim está adequadamente povoado por pássaros, então é altamente provável que, após alguns meses ou anos, muito mais pássaros terão feito seus ninhos no jardim equipado com as caixas para ninhos que no outro. Esta eventualidade é explicada de forma adequada em termos das oportunidades objetivas para o aninhamento que um jardim oferece, em contraste com o outro. O que é importante a respeito deste exemplo para o meu propósito é que não haverá necessidade de se referir às decisões dos pássaros e a racionalidade ou falta dela daquelas decisões em minha explicação.

Caso seja preenchida minha suposição sociológica, um programa com um alto grau de fertilidade tenderá a expulsar um programa com um grau de fertilidade menor. Entretanto, um alto grau de fertilidade não é suficiente para garantir o sucesso de um programa, pois não pode haver garantias de que as oportunidades, quando aproveitadas, darão frutos. Um programa com um alto grau de fertilidade pode vir a dar em nada. Um exemplo é a teoria do vortex apresentada por WiWam Thompson, que objetivava explicar as propriedades dos átomos e das moléculas representando-as como vórtices num éter perfeitamente elástico e não-viscoso. O grau em que aquela teoria oferecia escopo para o desenvolvimento foi descrito de forma contundente por Clerk Maxwell. Todavia, seu seguimento não levou ao sucesso e foi logo superado por programas que tiveram mais sucesso. Um relato objetivista da mudança de teoria necessita, então, levar em conta não somente os graus de fertilidade relativas de programas rivais, mas também seu sucesso na prática. Considerações do grau de fertilidade necessitam ser aumentadas por um relato objetivista da extensão em que programas rivais levam a previsões novas.

Não tenho contribuição especial alguma a fazer para melhorar os relatos de previsões novas que aparecem na literatura especializada. Gostaria de esclarecer, contudo, que há uma ligação íntima entre predições novas e o grau de fertilidade. As confirmações de previsões novas podem, elas mesmas, resultar na abertura de novos caminhos para a pesquisa futura, e aí se encontra parte de sua importância. Por exemplo, quando Hertz teve sucesso em produzir as ondas de rádio, confirmando assim uma previsão nova da teoria eletromagnética de Maxwell, materializou-se todo tipo de novas oportunidades, oportunidades para investigar as propriedades das ondas eletromagnéticas, de medir a velocidade da luz de formas novas e mais precisas, de desenvolver as microondas como uma investigação nova das propriedades da matéria, de abrir uma nova área na astronomia, e assim por diante. Um relato objetivista da mudança de teoria precisaria levarem conta a extensão em que os programas tiveram sucesso em conduzir a fenômenos novos e a extensão em que as próprias descobertas ofereceram oportunidades objetivistas para novos caminhos de exploração.

Os programas que contêm um núcleo irredutível coerente que oferece oportunidades para progredir se desenvolverão de fato de maneira coerente, uma vez que estas oportunidades sejam aproveitadas. O grau de fertilidade de um programa será aumentado ainda mais se o desenvolvimento conduzir a sucessos de previsão. As linhas de desenvolvimento que destroem a coerência do núcleo e que, consequentemente, não oferecem oportunidades para o desenvolvimento, fracassarão por este mesmo motivo. Por exemplo, a presença da lei do inverso do quadrado como parte do núcleo da teoria de Newton deve ser explicada em termos do grau de fertilidade que se origina daquela suposição e as previsões bem-sucedidas a que ela levou. Em contraste, tentativas de modificar o programa introduzindo-se uma lei de força que difere levemente da lei do inverso do quadrado desapareceram gradualmente por não oferecerem oportunidades para o desenvolvimento coerente, apesar do fato de que alguns cientistas decidiram modificar desta maneira o núcleo. A continuidade da ciência que Lakatos identifica em termos da persistência do núcleo irredutível é assim explicada por um apelo ao grau de fertilidade dos programas de uma forma que não invoca as decisões metodológicas dos cientistas.

Alguns Comentários de Advertência

Tentarei proteger, nesta seção, meu relato objetivista da mudança de teoria na física de algumas falsas interpretações que a experiência me ensinou serem frequentemente atribuídas a ele.

Tentei dar um relato de mudança de teoria que não dependa das decisões metodológicas dos cientistas. Ao fazê-lo, certamente não estou sugerindo que de alguma forma a ciência progride por si só, sem intervenção dos seres humanos. Se as oportunidades objetivas inerentes a um programa dentro da física devem ser aproveitadas, então isto deverá ser feito pela aplicação das habilidades dos cientistas individuais. Sem eles, a física sequer existiria, quanto mais progrediria. Apesar disto, caso esteja correto meu relato sobre a mudança de teoria, o processo de mudança de teoria transcende as intenções conscientes, as escolhas de decisões dos físicos. Não afirmo, por exemplo, que os cientistas devam escolher trabalhar na teoria com o grau mais alto de fertilidade, especialmente tendo em vista o fato de que um cientista típico não estará numa posição boa para apreciar todas as oportunidades de desenvolvimento oferecidas por um programa ou teoria. O meu relato da mudança supõe que, caso exista uma oportunidade para desenvolvimento, algum cientista ou grupo de cientistas eventualmente se aproveitarão dela, mas não supõe que qualquer cientista ou grupo de cientistas especifico estejam cônscios de todas as oportunidades de desenvolvimento. Meu relato separa o problema da mudança da teoria do problema da escolha de teoria. Não há nenhuma garantia absoluta de que a suposição sociológica, de que depende o relato objetivista da mudança de teoria na física, será sempre preenchida. Não foi preenchida na Europa medieval e há fortes motivos para crer que esteja sendo solapada na sociedade contemporânea. É provável que a maneira como as dotações para pesquisas é influenciada pelos governos e monopólios industriais na sociedade contemporânea seja tal que não se possam aproveitar algumas oportunidades objetivas, de modo que o progresso da física esteja ficando controlado cada vez mais por fatores externos à física. Contudo, minha suposição sociológica foi preenchida, grosso modo, por duzentos e poucos anos de física e é nesse campo que afirmo ser aplicável meu relato de mudança de teoria. Caso não seja preenchida minha suposição sociológica, então torna-se necessário um relato de mudança de teoria muito diferente. Não estou afirmando ter oferecido um relato geral da mudança de teoria.

A suposição sociológica não será nunca preenchida de modo completo. A estrutura do progresso da física a prazo muito curto envolverá inevitavelmente coisas como a personalidade dos cientistas, a medida e a maneira em que eles se comunicam etc. A longo prazo, todavia, se houver cientistas com as habilidades e os recursos disponíveis para aproveitaram-se das oportunidades para desenvolvimentos existentes, posso afirmar que o progresso da física será explicável em termos do meu relato de mudança de teoria. A escala temporal apropriada para o meu relato objetivista da mudança de teoria e que distingue o prazo curto do longo é aquela em que afirmações como “a teoria de Einstein substitui a de Lorentz” fazem sentido.

Outras Leituras

C. Howson, Method and Appraisal in the Physical Sciences (Cambridge: Cambridge University Press,1976) contém alguns estudos excelentes a favor da metodologia de Lakatos. Afirmo que, reescritos de forma adequada, constituem apoio para o meu relato objetivista da mudança de teoria.