6. As Limitações do Falsificacionismo

A Dependência que a Observação tem da

Teoria e a Falibilidade das Falsificações

O falsificacionista ingênuo insiste em afirmar que a atividade científica deve estar preocupada com as tentativas de falsificar teorias estabelecendo a verdade de proposições de observação que sejam inconsistentes com elas. O falsificacionista mais sofisticado percebe a inadequação desta ideia e reconhece a importância do papel desempenhado pela confirmação das teorias especulativas bem como pela falsificação das teorias bem estabelecidas. Uma coisa que ambos os tipos de falsificacionistas têm em comum, entretanto, é que há uma importante diferença qualitativa nos status das confirmações e das falsificações. As teorias podem ser conclusivamente falsificadas à luz das provas disponíveis, enquanto não podem jamais ser estabelecidas como verdadeiras ou mesmo provavelmente verdadeiras qualquer que seja a prova. A aceitação da teoria é sempre tentativa. A rejeição da teoria pode ser decisiva. Este é o fator que faz com que os falsificacionistas mereçam seu título.

As afirmações do falsificacionista são seriamente solapadas pelo fato de que as proposições de observação dependem da teoria e são falíveis. Isto pode ser visto imediatamente quando se lembra da particularidade lógica invocada pelo falsificacionista em apoio à sua afirmação. Se são dadas proposições de observação verdadeiras, então é possível deduzir logicamente a falsidade de certas proposições de observação, enquanto não é possível deduzir a verdade de qualquer proposição de observação. Esta não é uma questão excepcional, mas está baseada na suposição de que proposições de observação perfeitamente seguras estão disponíveis. Mas elas não estão, como foi argumentado no decorrer do Capítulo III. Todas as proposições de observação são falíveis. Consequentemente, se uma afirmação universal ou complexo de afirmações universais constituindo uma teoria, ou parte de uma teoria, entra em choque com alguma proposição de observação, ela pode estar errada. Nada na lógica da situação requer que deva ser sempre a teoria a ser rejeitada na ocasião de um choque com a observação. Uma proposição de observação falível pode ser rejeitada e a teoria falível com a qual ela se choca ser mantida. E exatamente isto que estava envolvido quando a teoria de Copérnico foi mantida e a observação a olho nu de que Vênus não muda de tamanho apreciavelmente no curso do ano, inconsistente com a teoria de Copérnico, foi rejeitada. É isto também que está envolvido quando descrições modernas da trajetória da Lua são mantidas e proposições de observação referentes ao fato de que a Lua é muito maior quando está perto do horizonte do que quando está alta no céu são vistas como resultantes de uma ilusão, mesmo considerando-se que a causa da ilusão não é muito bem compreendida. A ciência abunda com exemplos de rejeição de proposições de observação e retenção de teorias com as quais elas se chocam. Contudo, por mais seguramente baseada na observação uma afirmação possa parecer estar, a possibilidade de que novos avanços teóricos revelarão inadequações nessa afirmação não pode ser descartada. Consequentemente, falsificações conclusivas, diretas, de teorias, não são realizáveis.

A Defesa Inadequada de Popper

Popper estava consciente do problema discutido na seção 1 desde a época em que publicou pela primeira vez a versão alemã de seu livro The Logic of Scientific Discovery, em 1934. No Capitulo 5 do livro, intitulado “The Problem of the Empirical Base”, ele propõe uma explicação da observação que leva em conta o fato de que observações infalíveis não são dadas diretamente através de percepções sensoriais. Nesta seção, inicialmente sintetizarei sua explicação, e em seguida vou argumentar que ela não salva o falsificacionista das objeções da seção 1.

A posição de Popper salienta a importante distinção entre proposições de observação públicas, por um lado, e experiências perceptivas privadas de observadores individuais, por outro. Estas últimas são num certo sentido “dadas” aos indivíduos no ato de observação, mas não há passagem direta dessas experiências privadas (que vão depender de fatores peculiares a cada observador individual tais como suas expectativas, conhecimento anterior etc.) para uma proposição de observação que pretende descrever a situação observada. Uma proposição de observação, formulada numa linguagem pública, pode ser testável e aberta à modificação ou rejeição. Observadores individuais podem ou não aceitar uma proposição de observação específica. Sua decisão sobre o assunto será motivada em parte pelas experiências perceptivas relevantes, mas nenhuma experiência perceptiva da parte de um indivíduo será suficiente para estabelecer a validade de uma proposição de observação. Um observador pode ser levado a aceitar alguma proposição de observação com base numa percepção e, no entanto, essa proposição de observação pode ser falsa.

Estes pontos podem ser ilustrados pelos exemplos seguiates. “As luas de Júpiter são visíveis através de um telescópio” e “Marte é quadrado e intensamente colorido” são proposições de observação públicas. A primeira pode muito bem ter sido enunciada por Galileu ou um adepto seu e a segunda foi registrada no caderno de notas de Kepler. Ambas são públicas, no sentido em que podem ser apreciadas e criticadas por qualquer um que tenha a oportunidade de fazê-lo. A decisão de Galileu de defender a primeira foi motivada pelas experiências perceptivas que acompanharam suas visões telescópicas de Júpiter, e a decisão de Kepler de registrar a segunda foi provavelmente baseada em suas experiências perceptivas ao dirigir um telescópio em direção a Marte. Ambas as proposições de observação são testáveis. Os adversários de Galileu insistiam em que as manchas que ele tinha interpretado como as luas de Júpiter eram aberrações atribuíveis ao funcionamento do telescópio. Galileu defendeu sua proposição sobre a visibilidade das luas de Júpiter argumentando que, se as luas fossem aberrações, então deveriam aparecer luas perto dos outros planetas também. O debate público continuou, e, neste caso específico, conforme os telescópios foram aperfeiçoados e a teoria ótica desenvolvida, a proposição de observação referente às luas de Júpiter sobreviveu à crítica que lhe era dirigida. A maioria dos cientistas finalmente decidiu aceitar a afirmação. Em contraposição, a afirmação de Kepler referente ao formato e à cor de Marte não sobreviveu à crítica e aos testes. Logo, decidiram rejeitar a afirmação.

A essência da posição de Popper sobre proposições de observação é de que sua aceitabilidade é aferida pela sua capacidade de sobreviver a testes. Aquelas que falham diante de testes subsequentes são rejeitadas, enquanto as que sobrevivem a todos os testes são mantidas. Em seu trabalho inicial, ao menos, Popper enfatiza o papel das decisões feitas por indivíduos e grupos de indivíduos na aceitação ou rejeição do que tenho chamado de proposições de observação, que Popper chama “afirmações básicas”. Assim, ele escreve: “As afirmações básicas são aceitas como o resultado de uma decisão ou acordo, e nesta medida elas são convenções”, e novamente:

Qualquer afirmação científica empírica pode ser apresentada

(descrevendo-se os arranjos experimentais etc.) de forma que qualquer um que tenha aprendido as técnicas relevantes possa testá-la. Se, como resultado, ele rejeita a afirmação, não ficaremos então satisfeitos se nos disser tudo sobre seus sentimentos de dúvida ou convicção com suas percepções. O que ele deve fazer é formular uma asserção que contradiga a nossa, e nos fornecer instruções para testá-la. Se ele deixar de fazer isto, nós podemos apenas pedir que dê uma nova e talvez mais cuidadosa olhada em nosso experimento e pense novamente.

A ênfase de Popper nas decisões conscientes dos indivíduos introduz um elemento subjetivo que se choca de alguma forma com sua insistência posterior na ciência como “um processo sem um sujeito”. Esta questão será discutida mais exaustivamente em capítulos posteriores. Por enquanto, eu preferiria reformular a posição de Popper sobre as proposições de observação de maneira menos subjetiva, assim: uma proposição de observação é aceitável, experimentalmente, se, num determinado estágio do desenvolvimento de uma ciência, ela é capaz de passar por todos os testes tornados possíveis pelo estado de desenvolvimento da ciência em questão naquele estágio.

De acordo com a posição popperiana, as proposições de observação que formam a base com respeito à qual os méritos de uma teoria científica devem ser avaliados são elas próprias falíveis. Popper enfatiza sua posição com uma notável metáfora.

A base empírica de uma ciência objetiva não tem assim nada de

“absoluto”. A ciência não repousa sobre um sólido leito pedregoso. A audaciosa estrutura de suas teorias ergue-se como se estivesse sobre um pântano. Ela é como um prédio construído sobre estacas. Estas são impulsionadas para baixo no pântano, mas não para alguma base natural ou “dada”; e se paramos de impulsionar as estacas mais para o fundo não é porque alcançamos solo firme. Nós simplesmente paramos quando ficamos satisfeitos pelas estacas estarem suficientemente firmes para aguentar a estrutura, ao menos por um tempo.

Mas é precisamente o fato de as proposições de observação serem falíveis, e sua aceitação apenas experimental e aberta à revisão que derruba a posição falsificacionista. Às teorias não podem ser conclusivamente falsificadas porque as proposições de observação que formam a base para a falsificação podem se revelar falsas à luz de desenvolvimentos posteriores. O conhecimento disponível na época de Copérnico não permitia uma crítica legítima da observação de que os tamanhos aparentes de Marte e Vênus permaneciam, grosso modo, constantes, de forma que a teoria de Copérnico, tomada literalmente, poderia ser considerada falsificada por essa observação. Cem anos mais tarde, a falsificação pôde ser revogada devido aos novos desenvolvimentos na ótica.

Falsificações conclusivas são descartadas pela falta de uma base observacional perfeitamente segura da qual elas dependem.

A Complexidade das Situações de Teste

Realistas

“Todos os cisnes são brancos” é certamente falsificado se uma instância de cisne não-branco puder ser estabelecida. Mas ilustrações simplificadas da lógica de uma falsificação como esta encobrem uma dificuldade séria para o falsificacionismo que emerge da complexidade de qualquer situação realista de teste. Uma teoria científica realista pode consistir em um complexo de afirmações universais em vez de uma afirmação isolada como “Todos os cisnes são brancos”. Além disso, se uma teoria deve ser experimentalmente testada, então haverá algo mais envolvido além daquelas afirmações que constituem a teoria em teste. A teoria terá que ser aumentada por suposições auxiliares, tais como leis e teorias governando o uso de qualquer instrumento usado, por exemplo. De acréscimo, no sentido de deduzir alguma previsão cuja validade deve ser experimentalmente testada, será necessário somar condições iniciais tais como a descrição do cenário experimental. Por exemplo: suponhamos uma teoria astronômica que deve ser testada pela observação da posição de algum planeta através de um telescópio. A teoria deve prever a orientação do telescópio necessária para uma visão do planeta em algum tempo especificado. As premissas das quais a previsão é derivada vão incluir as afirmações interconectadas que constituem a teoria em teste, condições iniciais tais como posições anteriores do planeta e do Sol, suposições auxiliares como aquelas que possibilitam correções a serem feitas para a refração da luz do planeta na atmosfera da Terra, e assim por diante. Agora, se a previsão que se segue desse labirinto de premissas revela-se falsa (em nosso exemplo, se o planeta não aparecer no local previsto), então tudo o que a lógica da situação nos permite concluir é que ao menos uma das premissas deve ser falsa. Isto não nos possibilita identificar a premissa errada. A teoria em teste pode estar errada, mas alternativamente pode ser uma suposição auxiliar ou alguma parte da descrição das condições iniciais que sejam responsáveis pela previsão incorreta. Uma teoria não pode ser conclusivamente falsificada, porque a possibilidade de que alguma parte da complexa situação do teste, que não a teoria em teste, seja responsável por uma previsão errada não pode ser descartada.

Eis aqui alguns exemplos da história da astronomia que ilustram a questão.

Num exemplo utilizado anteriormente, discutimos como a teoria de Newton foi aparentemente refutada pela órbita do planeta Urano. Neste caso, revelou-se não ser a teoria errada mas a descrição das condições iniciais, que não incluíam uma consideração do ainda-a-ser-descoberto planeta Netuno. Um segundo exemplo envolve um argumento por meio do qual o astrônomo dinamarquês Tycho Brahe alegava ter refutado a teoria copernicana poucas décadas depois de ela ter sido publicada pela primeira vez. Se a Terra orbita o Sol, argumentava Brahe, então a direção na qual uma estrela fixa é observada da Terra deve variar durante o curso do ano conforme a Terra se move de um lado do Sol para o outro. Mas quando Brahe tentou detectar essa paralaxe prevista com seus instrumentos, que eram os mais acurados e sensíveis na época, ele falhou. Isto levou Brahe a concluir que a teoria copernicana era falsa. A posteriori, pôde-se perceber que não era a teoria copernicana a responsável pela previsão errada, mas uma das suposições de Brahe. O cálculo de Brahe da distância das estrelas fixas era demasiado pequeno. Quando seu cálculo é substituído por um mais realista, a paralaxe revela-se bastante pequena para ser detectável pelos instrumentos de Brahe.

O terceiro é um exemplo hipotético montado por Imre Lakatos. Ele diz o seguinte:

A história é sobre um caso imaginário de mau comportamento

planetário. Um físico da era pré-einsteiniana toma a mecânica de Newton e sua lei da gravidade, N, como as condições iniciais aceitas, I, e calcula, com sua ajuda, o percurso de um pequeno planeta recentemente descoberto, p. Mas o planeta desvia-se do percurso calculado. Por acaso, nosso físico considera que o desvio era proibido pela teoria de Newton e portanto que, uma vez estabelecido, refuta a teoria N? Não. Ele sugere que deve haver um desconhecido planeta p’, que perturba o percurso de p. Ele calcula a massa, órbita etc. de seu hipotético planeta e pede então a um astrônomo experimental que teste sua hipótese. O planeta p’ é tão pequeno que mesmo os maiores telescópios disponíveis não podem observá-lo; o astrônomo experimental pede uma verba de pesquisa para construir um ainda maior. Em três anos o novo telescópio está pronto. Se o desconhecido planeta p’ for descoberto será uma nova vitória para a ciência newtoniana. Mas não é. E nosso cientista abandona a teoria de Newton e sua ideia de um planeta perturbador? Não. Ele sugere que uma nuvem de poeira cósmica esconde-nos o planeta. Calcula a localização e as propriedades dessa nuvem e pede uma verba de pesquisa para mandar um satélite testar seus cálculos. Se os instrumentos do satélite (possivelmente de tipo novo, baseados numa teoria pouco testada) registrarem a existência da nuvem conjecturai, o resultado será visto como uma notável vitória para a ciência newtoniana. Mas a nuvem não é descoberta. O nosso dentista abandona a teoria de Newton, junto com sua ideia do planeta perturbador e a ideia da nuvem que o esconde? Não. Ele sugere que há algum campo magnético naquela região do universo que perturbou os instrumentos do satélite. Um novo satélite é enviado. Se o campo magnético for encontrado, os newtonianos celebrarão uma vitória sensacional. Mas ele não é. Isto é visto como uma refutação da física newtoniana? Não. Ou uma outra engenhosa hipótese auxiliar é proposta ou... a história toda é enterrada nos valores empoeirados de publicações periódicas e a história nunca mais será mencionada.

Se esta história é vista como plausível, ela mostra como uma teoria pode sempre ser protegida de falsificação, desviando-se a falsificação para alguma outra parte da complexa teia de suposições.

O Falsifìcacionismo é Inadequado em Bases

Históricas

Um fato histórico embaraçoso para os falsificacionistas é que sua metodologia tem sido aceita estritamente por cientistas cujas teorias são vistas geralmente entre os melhores exemplos de teorias científicas que nunca teriam sido desenvolvidas porque seriam rejeitadas ainda na infância. Dado qualquer exemplo de uma teoria científica clássica, seja na época em que foi proposta pela primeira vez ou numa data posterior, é possível encontrar proposições observacionais que eram geralmente aceitas na. época e foram consideradas inconsistentes com a teoria. Não obstante, aquelas teorias não foram rejeitadas, e foi bom para a ciência que tenha sido assim. Alguns exemplos históricos que podem apoiar minha afirmação são os que vamos ver em seguida.

Nos primeiros anos de sua vida, a teoria gravitacional de Newton foi falsificada por observações da órbita lunar. Levou quase cinquenta anos para que essa falsificação fosse desviada para outras causas que não a teoria de Newton. Mais tarde em sua vida, a mesma teoria foi tida como inconsistente com os detalhes da órbita do planeta Mercúrio, embora os cientistas não abandonassem a teoria por essa razão. Concluiu-se que nunca foi possível explicar essa falsificação de um modo que protegesse a teoria de Newton.

Um segundo exemplo se refere à teoria de Bohr do átomo, e é atribuído a Lakatos. As versões iniciais da teoria eram inconsistentes com a observação que alguma matéria seja estável por um tempo que exceda cerca de 10-8 segundos. De acordo com a teoria, elétrons carregados negativamente dentro de átomos orbitam em torno de núcleos carregados positivamente. Mas de acordo com a teoria eletromagnética clássica pressuposta pela teoria de Bohr, os elétrons em órbita deveriam irradiar. A radiação resultaria numa perda de energia do elétron em órbita com seu colapso no núcleo. Os detalhes quantitativos do eletromagnetismo clássico produzem um tempo estimado em cerca de 10-8 segundos para ocorrer esse colapso. Felizmente, Bohr perseverou com sua teoria, a despeito de sua falsificação.

Um terceiro exemplo diz respeito à teoria cinética e tem a vantagem de que a falsificação dessa teoria no nascimento foi explicitamente reconhecida por seu elaborador. Quando Maxwell publicou os primeiros detalhes da teoria cinética dos gases em 1859, no mesmo artigo reconheceu o fato de que a teoria fora falsificada por mensurações dos calores específicos dos gases. Dezoito anos mais tarde, comentando as consequências da teoria cinética, escreveu:

Algumas delas são, sem dúvida, bastante satisfatórias para nós

no atual estado de nossa opinião sobre a constituição dos corpos, mas há outras propensas a nos espantar além de nossa complacência, e talvez decisivamente nos libertar de todas as hipóteses nas quais até agora encontramos refúgio naquela meticulosa ignorância consciente, que é um prelúdio a todo avanço no conhecimento.

Todos os desenvolvimentos importantes no interior da teoria cinética ocorreram depois desta falsificação. Mais uma vez, é afortunado que a teoria não tenha sido abandonada diante de falsificações por mensurações dos calores específicos dos gases, como o falsificacionista ingênuo pelo menos seria forçado a insistir.

Um quarto exemplo, a Revolução Copernicana, será explicado em maior detalhe na seção seguinte. O exemplo vai enfatizar as dificuldades que surgem para o falsificacionista quando as complexidades de mudanças importantes em teorias são levadas em consideração. O exemplo estabelecerá também o cenário para uma discussão de uma tentativa mais recente e mais adequada de caracterizar a essência da ciência e de seus métodos.

A Revolução Copernicana

Era geralmente aceito na Europa medieval que a Terra ficava no centro de um universo finito e o Sol, planetas e estrelas orbitavam em torno dela. A física e a cosmologia que forneciam a moldura na qual estava disposta esta astronomia eram basicamente aquelas desenvolvidas por Aristóteles no século IV a.C. No século II d.C., Ptolomeu projetou um sistema astronômico detalhado que especificava as órbitas da lua, do Sol e de todos os planetas.

Nas primeiras décadas do século XVI, Copérnico projetou uma nova astronomia, uma astronomia envolvendo uma Terra móvel, que desafiava o sistema aristotélico e ptolemaico. De acordo com a visão copernicana, a Terra não é estacionária no centro do universo, mas orbita o Sol junto com os planetas. Na época em que a ideia de Copérnico havia sido concretizada, a visão de um mundo aristotélica fora substituída pela newtoniana. Os detalhes da história desta importante mudança de teoria, uma mudança que ocorreu durante um século e meio, não dão apoio às metodologias defendidas pelos indutivistas e falsificacionistas, e indicam uma necessidade de explicação da ciência e de seu crescimento diferente, mais complexamente estruturada.

Quando Copérnico publicou os detalhes de sua nova astronomia, em 1543, havia muitos argumentos que poderiam ser, e foram, dirigidos contra ela. Esses argumentos, relativos ao conhecimento científico da época, eram sólidos, e Copérnico não pôde defender satisfatoriamente sua teoria contra eles. No sentido de apreciar esta situação, é necessário ter familiaridade com alguns aspectos da visão de mundo aristotélica na qual se baseavam os argumentos contra Copérnico. Segue-se um esboço bem ligeiro de alguns dos pontos relevantes.

O universo aristotélico dividia-se em duas regiões distintas. A região sublunar era a região interna, estendendo-se da Terra central até dentro da órbita lunar. A região sobrelunar era o restante do universo finito, estendendo-se da órbita da lua à esfera das estrelas, e assinalava o limite externo do universo. Nada existia além da esfera externa, nem mesmo espaço. Espaço não preenchido é uma impossibilidade no sistema aristotélico. Todos os objetos celestes na região sobrelunar eram feitos de um elemento incorruptível chamada éter. O éter possuía uma propensão natural a mover-se em torno do centro do universo em círculos perfeitos. A ideia básica foi modificada e aumentada na astronomia ptolemaica. Visto que observações de posições planetárias em várias épocas não podiam ser conciliadas com órbitas circulares, centradas na Terra, Ptolomeu introduziu no sistema círculos ulteriores, chamados epiciclos. Os planetas moviam-se em círculos, ou epiciclos, e os centros deles moviam-se em círculos em torno da Terra. As órbitas podiam ser ulteriormente refinadas acrescentando-se epiciclos a epiciclos etc., de maneira que o sistema resultante fosse compatível com observações de posições planetárias e capaz de prever suas futuras posições.

Em contraste com o caráter ordenado, regular e incorruptível da região sobrelunar, a região sublunar era marcada pela mudança, crescimento e declínio, geração e corrupção. Todas as substâncias na região sublunar eram misturas dos quatro elementos, ar, terra, fogo e água, e as proporções relativas dos elementos numa mistura determinavam as propriedades da substância por eles constituída. Cada elemento tinha um lugar natural no universo. O lugar natural da Terra era o centro do universo; da água, era a superfície da Terra; do ar, a região imediatamente acima da superfície da Terra: e do fogo, era o topo da atmosfera, próximo à órbita da Lua. Consequentemente, cada objeto terrestre teria um lugar natural na região sublunar dependendo da proporção relativa dos quatro elementos que ele continha. As pedras, sendo principalmente terra, tinham um lugar natural perto do centro da Terra, enquanto as chamas, sendo principalmente fogo, tinham um lugar natural perto da órbita da lua, e assim por diante. Todos os objetos tinham propensão a se mover em linhas retas, para cima ou para baixo, em direção ao seu lugar natural. Assim, as pedras tinham um movimento natural direto para baixo, em direção ao centro da Terra, e as chamas tinham um movimento natural direto para cima, afastando-se do centro da Terra. Todos os movimentos além dos naturais pressupõem uma causa. Por exemplo, as flechas têm que ser impulsionadas por um arco e as carroças têm que ser puxadas por cavalos.

Este, então, é o esqueleto da mecânica e cosmologia aristotélicas pressuposto pelos contemporâneos de Copérnico, e que era utilizado em argumentos contra a ideia de que a Terra se movia. Vejamos alguns dos mais fortes argumentos contra o sistema copernicano.

Talvez o argumento que constituía a mais séria ameaça a Copérnico fosse o chamado argumento da torre, que explico a seguir. Se a Terra gira sobre seu eixo, como supunha Copérnico, então qualquer ponto da superfície da Terra vai deslocar-se uma distância considerável em um segundo. Se uma pedra é jogada do alto de uma torre construída sobre a Terra em movimento, ela vai executar seu movimento natural e cair em direção ao centro da Terra. Enquanto ela estiver fazendo isso a torre estará partilhando do movimento da Terra, devido à sua rotação. Consequentemente, quando a pedra alcançar a superfície da Terra a torre terá se afastado da posição que ocupava no começo. Esta deverá, portanto, atingir o solo a alguma distância do pé da torre. Mas isso não acontece na prática. A pedra atinge o solo na base da torre. Conclui-se que a Terra não pode estar girando e que a teoria de Copérnico é falsa.

Um outro argumento mecânico contra Copérnico diz respeito a objetos soltos tais como pedras, filósofos etc., que estão sobre a superfície da Terra. Se a Terra gira, por que tais objetos não caem da superfície da Terra, como as pedras cairiam de uma roda em rotação? E se a Terra, enquanto gira, move-se em torno do Sol, por que ela não deixa a Lua para trás?

Alguns argumentos contra Copérnico baseados em considerações astronômicas já foram mencionados neste livro. Eles envolviam a ausência de paralaxe nas posições observadas das estrelas e o fato de que Marte e Vênus, quando vistos a olho nu, não mudavam notadamente de tamanho no decorrer do ano.

Por causa dos argumentos que mencionei, e de outros semelhantes, os adeptos da teoria copernicana viram-se diante de sérias dificuldades. O próprio Copérnico estava profundamente imerso na metafisica aristotélica e não tinha resposta adequada para eles.

Em vista da força das circunstâncias contra Copérnico, poder-se-ia muito bem perguntar o que então poderia ser dito a favor da teoria copernicana em 1543. A resposta é “não muito”. A principal atração da teoria copernicana reside na maneira concisa pela qual explicava diversas características do movimento planetário, que só poderiam ser explicadas pela teoria ptolemaica rival de um modo prolixo e artificial. As características são o movimento retrógrado dos planetas e o fato de que, diferentemente dos outros planetas, Mercúrio e Vênus permanecem sempre na proximidade do Sol. Um planeta regressa a intervalos regulares, isto é, interrompe seu movimento em direção a oeste entre as estrelas (como visto da Terra) e por um curto período retoma seu caminho rumo ao leste antes de continuar novamente seu deslocamento para oeste. No sistema ptolemaico, o movimento retrógrado era explicado pela manobra um tanto ad hoc de acrescentar epiciclos projetados especialmente para o propósito. No sistema copernicano, não era necessário tal movimento artificial. O movimento retrógrado é uma consequência natural do fato de que a Terra e os planetas juntos orbitam o Sol contra o fundo de estrelas fixas. Observações similares aplicam-se ao problema da constante proximidade do Sol, Mercúrio e Vênus. Esta é uma consequência natural do sistema copernicano uma vez que fica estabelecido que as órbitas de Mercúrio e Vênus estão no interior da órbita da Terra. No sistema ptolemaico, as órbitas do Sol, Mercúrio e Vênus têm que ser artificialmente ligadas para que se alcance o resultado desejado.

Algumas características matemáticas da teoria copernicana estavam a seu favor na época. Fora elas, os dois sistemas rivais estavam mais ou menos pareados no que se referia à simplicidade e ao acordo com as observações de posições planetárias. Órbitas circulares centradas no Sol não podiam ser conciliadas com a observação, de modo que Copérnico, como Ptolomeu, tinha que acrescentar epiciclos, e o número total de epiciclos necessários para produzir órbitas em conformidade com as observações conhecidas era mais ou menos o mesmo para os dois sistemas. Em 1543, os argumentos a partir da simplicidade matemática que trabalhavam a favor de Copérnico não podiam ser vistos como uma compensação adequada aos argumentos mecânicos e astronômicos que militavam contra ele. Não obstante, vários filósofos naturais matematicamente capazes foram atraídos pelo sistema copernicano, e seus esforços para defendê-lo foram gradativamente bem-sucedidos nos cento e poucos anos seguintes.

A pessoa que contribuiu mais significativamente para a defesa do sistema copernicano foi Galileu. Ele o fez de duas maneiras. Primeiro, usou um telescópio para observar os céus, e dessa forma transformou os dados observacionais que a teoria copernicana tinha que explicar. Em segundo lugar, planejou os inícios de uma nova mecânica que deveria substituir a mecânica aristotélica e com referência à qual os argumentos mecânicos contra Copérnico eram desarmados.

Quando, em 1609, Galileu construiu seus primeiros telescópios e experimentou-os nos céus, ele fez descobertas dramáticas. Viu que existiam muitas estrelas invisíveis a olho nu. Viu que Júpiter tinha luas e que a superfície da Lua da Terra era coberta de montanhas e crateras. Observou também que o tamanho aparente de Marte e Vênus, como vistos através do telescópio, mudava da maneira prevista pelo sistema copernicano. Mais tarde, Galileu deveria confirmar que Vênus tinha fases como a Lua, como Copérnico previra mas que se chocava com o sistema ptolemaico. As luas de Júpiter desarmaram o argumento aristotélico contra Copérnico baseado no fato de que a Lua permanecia junto à Terra que, confirmadamente, se movia. Agora os aristotélicos estavam diante do mesmo problema em relação a Júpiter e suas luas, A superfície da Lua semelhante à da Terra derrotou a distinção aristotélica entre os céus perfeitos e incorruptíveis e a Terra cambiante e corruptível. A descoberta das fases de Vênus assinalaram um sucesso para os copernicanos e um novo problema para os ptolemaicos. E inegável que, uma vez que as observações feitas por Galileu através de seu telescópio são aceitas, as dificuldades enfrentadas pela teoria copernicana diminuem.

As observações acima sobre Galileu e o telescópio levantam um sério problema epistemológico. Por que observações através de um telescópio deveriam ser preferíveis a observações a olho nu? Uma resposta a esta questão pode utilizar uma teoria ótica do telescópio que explica suas propriedades ampliadoras e também dá uma explicação das várias aberrações às quais podemos esperar que as imagens telescópicas estejam sujeitas. Mas o próprio Galileu não utilizou uma teoria ótica para este propósito. A primeira teoria ótica capaz de dar apoio nessa direção foi projetada pelo contemporâneo de Galileu, Kepler, no início do século XVII, e essa teoria foi aperfeiçoada e ampliada nas décadas seguintes. Uma segunda maneira de enfrentar nossa questão referente à superioridade do telescópio em relação às observações a olho nu é demonstrar a efetividade do telescópio de um modo prático, focalizando-o em torres distantes, navios etc., mostrando como o instrumento aumenta e torna os objetos mais distintamente visíveis. Contuso, há uma dificuldade com este tipo de justificativa do uso do telescópio em astronomia. Quando objetos terrestres são vistos através de um telescópio, é possível separar o objeto visto das aberrações provocadas pelo telescópio devido à familiaridade do observador com uma torre, um navio etc. Isto não se aplica quando um observador vasculha os céus por algo que não sabe o que é. É significativo a este respeito que o desenho de Galileu da superfície da Lua tal como ele a viu através de um telescópio contenha algumas crateras que de fato não existem. Presumivelmente, essas “crateras” eram aberrações oriundas do funcionamento dos telescópios, longe de serem perfeitos, de Galileu. Já foi dito o suficiente neste parágrafo para indicar que a justificativa das observações telescópicas não era assunto simples. Aqueles adversários de Galileu que questionavam suas descobertas não eram todos reacionários estúpidos e teimosos. As justificativas ficaram disponíveis e cada vez mais adequadas à medida que telescópios cada vez melhores foram sendo construídos e teorias óticas de seu funcionamento foram sendo desenvolvidas. Mas tudo isso levou tempo.

A maior contribuição de Galileu à ciência foi sua obra de mecânica. Ele configurou alguns dos fundamentos da mecânica newtoniana que deveria substituir a de Aristóteles. Distinguiu claramente a velocidade da aceleração e assegurou que objetos em queda livre movem-se com uma aceleração constante independente de seu peso, caindo a uma distancia proporcional ao quadrado do tempo da queda. Ele negou a afirmação aristotélica de que todo movimento requer uma causa; em seu lugar, propôs uma lei circular da inércia, de acordo com a qual um objeto em movimento não sujeito a forças pode mover-se indefinidamente num círculo em torno da Terra em velocidade uniforme. Ele analisou o movimento de um projétil determinando-o num componente horizontal movendo-se com velocidade constante obedecendo sua lei de inércia, e um componente vertical sujeito a aceleração constante para baixo. Mostrou que o percurso resultante de um projétil era uma parábola. Desenvolveu o conceito de movimento relativo e argumentou que o movimento uniforme de um sistema não pode ser detectado por meios mecânicos sem acesso a algum ponto de referência fora do sistema.

Esses importantes desenvolvimentos não foram alcançados instantaneamente por Galileu. Emergiram gradualmente por um período de meio século, culminando em seu livro Two New Sciences, publicado pela primeira vez em 1638, quase um século depois da publicação da mais importante obra de Copérnico. Galileu tornou suas novas concepções significativas e cada vez mais precisas por meio de ilustrações e experimentos pensados. Ocasionalmente, Galileu descrevia experimentos reais, por exemplo, experimentos envolvendo o rolamento de esferas em planos inclinados, embora a quantidade destes experimentos que Galileu tenha realmente realizado é uma questão bastante polêmica.

A nova mecânica de Galileu permitiu ao sistema copernicano defender-se contra algumas das objeções antes mencionadas. Um objeto preso ao topo de uma torre e partilhando com a torre um movimento circular em torno do centro da Terra pode continuar nesse movimento junto com a torre depois de cair, e pode, consequentemente, atingir o solo no pé da torre. Galileu levou adiante o argumento e afirmou que a exatidão de suas leis da inércia podia ser demonstrada jogando-se uma pedra do topo de um mastro de um navio em movimento uniforme: observar-se-ia que ela atingia o tombadilho no pé do mastro; mas ele não afirmava ter realizado o experimento. Galileu teve menos sucesso ao explicar por que os objetos soltos não despencam da superfície da Terra em rotação. Retrospectivamente, isto pode ser atribuído às inadequações de seu princípio de inércia e de sua falta de uma concepção clara da gravidade enquanto força.

Embora o grosso da obra científica de Galileu tivesse a finalidade de reforçar a teoria copernicana, o próprio Galileu não projetou uma astronomia detalhada, e parece ter seguido os aristotélicos em sua preferência por órbitas circulares. Foi o contemporâneo de Galileu, Kepler, que contribuiu com uma brecha importante nessa direção quando descobriu que cada órbita planetária podia ser representada por uma elipse isolada, com o Sol no foco. Isto eliminou o complexo sistema de epiciclos que tanto Copérnico como Ptolomeu julgavam necessário. Nenhuma simplificação similar é possível no sistema ptolemaico, centrado na Terra. Kepler teve à sua disposição os registros de posições planetárias de Tycho Brahe, que eram mais acurados do que aqueles disponíveis para Copérnico. Depois de uma cuidadosa análise dos dados, Kepler chegou às suas três leis do movimento planetário: os planetas movem-se em órbitas elípticas em torno do Sol; uma linha unindo um planeta ao Sol cobre áreas iguais em tempos iguais; o quadrado do período de um planeta é proporcional ao cubo de sua distância média ao Sol.

Galileu e Kepler certamente fortaleceram a questão em favor da teoria copernicana. Contudo, mais desenvolvimentos eram necessários antes que aquela teoria estivesse seguramente baseada numa física abrangente. Newton foi capaz de tirar vantagem da obra de Galileu, Kepler e outros para construir essa física abrangente que publicou em seu Principia em 1687. Ele formulou uma clara concepção de força como a causa da aceleração em vez do movimento, uma concepção que tinha estado presente de maneira bastante confusa nos escritos de Galileu e Kepler. Newton substituiu a lei da inércia circular de Galileu por sua própria lei da inércia linear, de acordo com a qual os corpos continuam a se mover em linhas retas numa velocidade uniforme a menos que sofram a ação de uma força. Outra contribuição importante de Newton foi, é claro, a lei da gravidade, que possibilitou a Newton explicar a exatidão aproximada das leis do movimento planetário de Kepler e da queda livre de Galileu. No sistema newtoniano os domínios dos corpos celestes e dos corpos terrestres foram unificados, cada conjunto de corpos movendo-se sob a influência de forças de acordo com as leis do movimento de Newton. Uma vez que a física de Newton havia sido elaborada, foi possível aplicá-la em detalhe à astronomia. Tornou-se possível, por exemplo, investigar os detalhes da órbita lunar, levando em conta seu tamanho finito, a rotação da Terra, a oscilação da Terra sobre seu eixo, e assim por diante. Tornou-se também possível investigar o desvio dos planetas da lei de Kepler devido à massa finita do Sol, forças interplanetárias etc. Desenvolvimentos tais como estes deveriam ocupar os sucessores de Newton pelo próximo par de séculos.

A história que esbocei aqui deve ser suficiente para indicar que a Revolução Copernicana não ocorreu a partir da queda de um ou dois chapéus da Torre de Pisa. Ficou claro também que nem os indutivistas nem os falsificacionistas dão um relato da ciência compatível com ela. Os novos conceitos de força e inércia não surgiram como resultado de observação e experimentação cuidadosas. Tampouco surgiram através da falsificação de conjecturas audaciosas e da substituição contínua de uma conjectura audaciosa por outra. As formulações iniciais da nova teoria, envolvendo concepções novas incompletamente formuladas, foram mantidas com perseverança e desenvolvidas a despeito de aparentes falsificações. Apenas depois de um novo sistema de física ter sido projetado – processo que envolveu o trabalho intelectual de muitos cientistas por vários séculos – é que a nova teoria pôde ser comparada com sucesso aos resultados da observação e do experimento de forma detalhada. Nenhuma explicação da ciência pode ser aceita como suficiente a menos que possa acomodar fatores como estes.

Outras Leituras

A crítica de Lakatos a tudo com exceção dos tipos mais sofisticados de falsificacionismo está em seu artigo “Falsification and the Methodology of Scientific Research Programmes”, em Criticism and the Growth of Knowledge, ed. I. Lakatos e A. Musgrave (Cambridge: Cambridge University Press, 1974), pp. 91-196. Outras críticas clássicas estão em P. Duhem, The Aim and Structure of Physical Theory (Nova York: Atheneum, 1962) e W.V.O. Quine no artigo “Two Dogmas of Empiricism”, em seu From a Logical Point of View (Nova York: Harper and Row, 1961), pp. 20-46. Explicações históricas da Revolução Copernicana que colocam dificuldades para os falsificacionistas estão em T. Kuhn, The Copernican Revolution (Nova York: Random House, 1959); A. Koyré, Metaphysics and Measurement (Londres: Chapman and Hall, 1968); e P. K. Feyerabend, Against Method: Outline of an Anarchistic Theory of Knowledge (Londres: New Left Books, 1975). O artigo de Lakatos, “Popper on Demarcation and Induction”, em The Philosophy of Karl R. Popper, ed. P. A. Schilpp (La Salle, Illinois: Open Court, 1974), critica a afirmação falsificacionista por ler resolvido os problemas da indução. Kuhn critica o falsificacionismo em The Structure of Scientific Revolutions (Chicago: Chicago University Press, 1970) e em “Logic of Discovery or Psychology of Research?”, em Criticism and the Growth of Knowledge, ed. Lakatos e Musgrave, pp. 1-23.