A Física como ciência*

Adailton França de Oliveira, Andriele da Silva Prado, Girleide Carvalho Ribeiro, Mônia Macêdo Pereira, Rosana de Andrade Sousa, Tamires Lima Pereira**

RESUMO: O presente trabalho faz a relação entre a Física e a Ciência. Trata das principais características do conhecimento científico e do senso comum, aborda também os diversos conceitos de ciência e identifica o que faz com que a Física se configure como uma ciência, além de relatar os objetos de estudo da área e discutir sua importância nos aspectos histórico, social e político.

PALAVRAS-CHAVE: Conhecimento. Ciência. Física.

            O ponto de partida para investigar o conceito de ciência é analisar a questão do conhecimento, sendo que este pode ser definido como o resultado da relação entre o sujeito que conhece e o objeto a ser conhecido, ou também, pode ser definido como o conjunto de saberes adquiridos pelo homem. (COTRIM, 2000, p.70). A busca do conhecimento, vem de duas principais necessidades humanas: a primeira está relacionada com o poder, onde o homem produz conhecimento com o objetivo de controlar o meio no qual está inserido e a segunda refere-se à necessidade do homem de melhorar a qualidade de vida, através da utilização do conhecimento.

O homem pode conhecer a realidade que o cerca de diversas formas diferentes, dentre as quais pode-se destacar uma das mais elementares que é a intuição. É através dela que o individuo pode perceber de imediato a realidade que o cerca. Mas, para que ele domine um conhecimento que seja capaz de transformar a sua realidade, faz necessário que este seja mais aprofundado. Assim, surge um tipo de conhecimento que é baseado na estruturação de conceitos, classificado como discursivo. Nele, verifica-se a importância da abstração, pois através desta faz-se uma seleção daquilo que se julga como mais importante dentre os diversos conteúdos numa determinada área de estudo.

Para analisar-se a fundo o conceito de conhecimento, deve-se levar em conta que se trata de um conceito filosófico, que desde a Antiguidade, preocupava grandes pensadores. A questão central é saber se o conhecimento adquirido acerca das experiências é verdadeiro ou não. Para fazer uma análise rigorosa a respeito desta questão, é necessário estabelecer a diferença entre verdade e realidade. Quando se afirma que algo é verdadeiro ou não, analisa-se como o objeto é apresentado para o indivíduo e, ao falar sobre existência, refere-se sobre o objeto. (ARANHA, 1994, p.24).

            Esse conhecimento gerado pelo homem nem sempre é dotado de uma especulação científica, muitas vezes ele é fruto de experiências cotidianas, ou seja, baseia-se na experiência do dia-a-dia e é transmitido de geração em geração, denominado senso comum ou conhecimento espontâneo.

            O senso comum é definido, em outras palavras, como o “conjunto de opiniões e modos de sentir que, por serem impostos pela tradição aos indivíduos de uma determinada época, local ou grupo social, são geralmente aceitos de modo acrítico como verdades e comportamentos próprios da natureza humana.” (AURÉLIO, 2009, p.1829). O senso comum é uma forma do saber ilusório e depende muito de juízos pessoais, pois é dotado de emoções e valores de quem observa, portanto é subjetivo. Analisando os saberes cotidianos minuciosamente, percebem-se algumas características marcantes do senso comum: ser qualitativo, heterogêneo, individualizador, generalizador, ingênuo, ametódico e assistemático. (CHAUÍ, 1995, p.248).

Em oposição ao senso comum, encontra-se o conhecimento científico, que surgiu no século XVII com a revolução galileana, provocam um distanciamento da experiência do senso comum. Esse tipo de conhecimento tem como finalidade explicar e prever os fenômenos naturais oferecendo suas leis necessárias. Para isso, faz uso da investigação científica através de atividades intelectuais, experimentais e técnicas.

O conhecimento [científico] deve ser acomodado ao lado de outros conhecimentos, e ser encarado como inseparável das conexões social e institucional, e deve ser valorizado não tanto em função de referências à sua validade universal, mas por sua utilidade em resolver um problema mais à mão. (JENKINS apud PIETROCOLA, 2001, p. 172).

Assim como o senso comum, a atitude científica também tem suas particularidades, as principais são: ser objetiva, quantitativa, homogênea, diferenciadora, procura apresentar explicações racionais, precisas e verdadeiras para os fatos, além de se livrar das superstições, mitos e medos. (CHAUÍ, 1995, p.249).

Segundo Hamburger (1984, p.15), “ciência é usualmente identificada com conjunto ou sistema organizado de conhecimento científico” e, para algumas pessoas, é vista como um conhecimento exato e experimental, sendo sua definição mais abstrata do que se parece. A busca pelo desconhecido faz com que ela seja dinâmica, assim, ocorre a contínua reelaboração e o contínuo questionamento das teorias aceitas. Deste modo, a ciência não é só a posse de um conjunto de conhecimento, mas a inquietante procura de novos saberes e horizontes mais amplos.

A ciência, considerada um conjunto pronto e acabado de conhecimentos, é a mais impessoal das produções humanas; mas, considerada como um projeto que se realiza progressivamente, ela é tão subjetiva e psicologicamente condicionada como qualquer empreendimento humano. (THUILLIER apud PIETROCOLA, 2001, p. 199).

             De acordo com Chauí (1995, p.252), são três as principais concepções de ciência: a racionalista, a empirista e a construtivista. A racionalista concebe a ciência como um conhecimento racional, dedutivo e demonstrativo, cujo modelo de objetividade é a Matemática. Nesta concepção, as experiências científicas são realizadas unicamente para verificar e confirmar as demonstrações teóricas. A concepção empirista é baseada em observações e experimentos que, ao serem catalogados e interpretados, oferecem a definição do objeto, suas propriedades e leis de funcionamento. Nesta, a experiência, além de ter o papel de verificar e confirmar conceitos, tem a função de produzi-los. A concepção construtivista defende que a ciência é uma construção de modelos explicativos para a realidade e não uma representação fiel desta. Esta concepção combina elementos da racionalista e da empirista, acrescentando a ela outro elemento vindo da ideia de conhecimento que pode ser corrigido e modificado.

          Ao longo da história, o aparecimento de instrumentos científicos contribuiu para o desenvolvimento da ciência, cujo avanço das tecnologias coopera para ampliar novas formas de pesquisa. Devido à complexidade do universo, a ciência se divide em áreas específicas. Assim, cada área possui seu objeto de estudo, sendo que este pode ser analisado por várias ciências, mas cada uma visando aspectos diferentes.

           Definido o objeto de estudo, é necessário ter uma metodologia de como este será analisado, ou seja, torna-se indispensável o uso de procedimentos que viabilizem discernir o objeto de estudo, constituindo os métodos. Um método não é um agrupamento de regras que devem ser aplicadas ao objeto, mas um modo ordenado de proceder com o seu estudo, construindo assim, o conhecimento. (ROCHA, 1996, p.406).

          O estudo feito por determinadas ciências busca investigar certas verdades e requer uma ordem nessa investigação, essa ordem é o que chamamos de método. O método científico pesquisa e cria teorias próprias para explicar fenômenos. Na busca pela explicação da verdade, vários métodos são usados, por exemplo, experimentações, observações, hipóteses, modelos, etc. Todos eles são instrumentos usados por pesquisadores na busca de teorias científicas.

           Toda ciência tem uma finalidade no objeto que se estuda, para o qual, utiliza-se dos métodos para atingir os seus objetivos. A Física (originária da palavra grega “Physis”, que quer dizer “da natureza”), por exemplo, nasceu na Grécia antiga, com os filósofos naturais, que utilizavam todo o mundo natural como objeto de estudo. É uma ciência que se baseia em observações experimentais e expressa suas leis em uma linguagem matemática. Entre as ciências que se preocupam com os princípios que regem o universo, a Física é uma das mais fundamentais, dividindo-se em Mecânica, tem como objeto de estudo os movimentos dos corpos. A Termologia estuda os fenômenos térmicos (calor). A Ondulatória tem como objeto de estudo as ondas. A Óptica estuda os fenômenos luminosos. E a Eletricidade estuda os fenômenos elétricos e magnéticos. (CRUZ, 2002, p.131). Assim, toda ciência precisa definir qual o seu objeto de estudo, para desenvolver teorias ou leis sob determinados aspectos analisados.

            Conforme afirma Chauí (1995, p. 263) as ciências da natureza podem ser divididas em duas partes, segundo os fenômenos físicos (objetos inanimados) e os vitais (são organismos vivos). Ambas estudam fatos observados a partir de procedimentos experimentais, estabelecendo leis que associam relações necessárias e universais entre alguns fatos que devem ser explicados. A partir desta divisão, pode-se reafirmar que a Física é uma ciência de origem natural que faz uso do método científico, baseando-se em outras ciências para formular seus conceitos. Tais conceitos se constituem num conjunto de regras básicas para desenvolver uma experiência a fim de produzir novos conhecimentos.

            Segundo Pires (2008, p.32), Aristóteles foi o primeiro filósofo a apresentar um sistema compreensível do mundo, cujos trabalhos representam a primeira tentativa de uma descrição do universo físico em termos de argumentos lógicos, baseados em suposições simples e observações da natureza. Elaborou uma teoria do conhecimento segundo a qual este é obtido por um processo que começa com a experiência. Neste sentido, o conhecimento é empírico, nada pode ser conhecido a não ser pela experiência. “Aristóteles fazia observações e então construía teorias ou hipóteses o que havia visto. Ele escreveu que a ausência de experimentos diminuía o nosso poder de obter uma visão correta dos fatos.” (PIRES, 2008, p. 45).

            “A Física de Newton foi o primeiro sistema de conhecimento a alcançar o status de ciência teórica e empírica no sentido moderno” (PIRES, 2008, p. 179), pois é considerado o primeiro a dar uma formulação e introduzir leis universais que podem ser expressas através de fórmulas matemáticas as quais harmonizam com a natureza. Acreditava que o objetivo da ciência era entender como a natureza funciona e não como ela é, sendo o responsável pela maior revolução científica, de impacto não só teórico, mas também prático.

           Conforme Olivieri, Einstein revolucionou a Física do século XX no âmbito das duas teorias que constituíram seus traços mais peculiares, a dos quanta e da relatividade. Deu à primeira o elemento essencial de sua concepção do fóton e deu à segunda sua significação completa e universal, que extrapola os campos da ciência pura e atinge as múltiplas facetas do conhecimento humano. 

           De acordo com Präss, com o avanço tecnológico e a complexidade de instrumentos e da linguagem matemática das teorias, houve a necessidade da divisão da Física em duas categorias: teórica e experimental. A Física teórica estabelece relações entre conceitos e grandezas físicas, utilizando modelos matemáticos e técnicas de dedução como a lógica e a análise crítica, objetivando explicar e prever fenômenos físicos inéditos. A Física teórica também tem por finalidade elaborar, aperfeiçoar e corrigir uma determinada teoria física colocando-a em uma linguagem matemática adequada. A Física experimental, por sua vez, investiga as propriedades da matéria e de suas transformações, fazendo uso de métodos de observações experimentais geralmente realizadas em condições laboratoriais universalmente repetíveis.

           A Física teórica e a experimental tem uma forte relação de interdependência, pois um modelo físico não tem validade em física teórica se não prevê e explica resultados obtidos pela física experimental. Consequentemente, o resultado experimental necessita de um modelo teórico que o explique para, dessa forma, ter validade.

           Como aponta Präss a Física, como as demais ciências, foi sendo ampliada e subdividida de acordo com o objeto em análise, partindo dos mais simples aos mais complexos: a) Cosmologia e Astrofísica - tratam da natureza do universo físico, sua origem, evolução e possíveis extensões; b) Física atômica, molecular e de polímeros - descrevem a estrutura e as propriedades de sistemas de muitos elétrons, como os átomos complexos, moléculas e compostos orgânicos; c) Física da matéria condensada e do estado sólido - ocupa-se das propriedades gerais dos materiais. Tem como subespecializações a física de semicondutores e a física de superfícies; d) Física nuclear - estuda a estrutura nuclear e os mecanismos de reação e fusão nuclear; e) Física dos plasmas - estuda a matéria a centenas de milhares de graus ou mesmo a milhões de graus de temperatura, estado em que a estrutura atômica regular é desfeita em íons e elétrons ou em que ocorrem fusões nucleares, como no Sol e nas demais estrelas; f) Física das partículas elementares - trata dos constituintes fundamentais da matéria; g) Física das radiações - estuda os efeitos produzidos pela absorção da energia da radiação eletromagnética, em geral, ou da radiação ionizante, em particular; h) Gravitação e relatividade geral - tratam das propriedades geométricas do espaço/tempo, como decorrentes das concentrações de massa no universo; i) Mecânica dos fluídos - estuda as propriedades gerais e as leis de movimento dos gases e dos líquidos.

Investigações de físicos sobre fenômenos elétricos e magnéticos, que levaram a invenção do gerador e do motor elétrico, tem uma variedade enorme de aplicações que fazem parte da nossa vida diária. Investigações análogas levaram a descoberta de que a luz é uma onda eletromagnética que, consequentemente, propiciaram a invenção do rádio, da televisão, do radar e dos sofisticados meios de telecomunicações.

A descoberta da Mecânica Quântica possibilitou a compreensão detalhada da estrutura atômica e das partículas fundamentais da natureza. A partir de estudos relacionados à Mecânica Quântica, fenômenos como o da condução eletrônica em semicondutores possibilitou a invenção do transitor, que permitiu a criação das diversas técnicas médicas por imagens, revolucionando as técnicas de rádio e televisão e dos circuitos integrados. A Mecânica Quântica também contribuiu para o desenvolvimento da Física e de outros campos da ciência, como a Química, a Biofísica e a Astrofísica. Outra contribuição foi a invenção do laser, que propiciou o desenvolvimento das comunicações ópticas e está produzindo grandes modificações na eletrônica.

           Apesar destas grandes contribuições da Física para o avanço da tecnologia e para uma melhoria da qualidade de vida, a aplicação da ciência e da tecnologia, fez com que o poder de destruição crescesse exponencialmente. Sendo, os físicos um dos grandes responsáveis para o desenvolvimento de poderosas armas de guerra, como o radar inglês e americano, os foguetes V-2 alemães e, infelizmente, as bombas atômicas jogadas nas cidades japonesas Hiroxima e Nagasaki , uma má herança da ciência para a humanidade. Todo esse poderio militar foi desenvolvido na Segunda Guerra mundial, onde morreram milhões de pessoas, entre outros milhões que ficaram mutilados, sem casa e sem família.

           Não só a Física, mas a ciência de um modo geral ganhou muito prestígio no Pós- Guerra. Nesta época foram criados inúmeros laboratórios governamentais e particulares, universidades e institutos de pesquisas, o número de estudantes de Física aumentou. Mas, a economia parou de crescer e não só os EUA, mas também a Europa Ocidental pararam de patrocinar as pesquisas, consequentemente, laboratórios e aparelhos foram desmontados.

            No Brasil, antes das bombas jogadas no Japão não havia grandes pesquisas em Física. Mas, após as explosões todo o mundo estava preocupado com a energia nuclear, o que levou a construção de um acelerador, em 1951, e outro em início de construção, na cidade de São Paulo, e no Rio fundava-se o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. No mesmo ano foi criado o Conselho Nacional de Pesquisas, CNPq, primeiro órgão governamental brasileiro destinado especialmente ao apoio das ciências, principalmente da Nuclear.

            Atualmente, no Brasil, as atividades na área da Física estão relacionadas à docência e os trabalhos desenvolvidos aqui são em maior quantidade teóricos, devido a uma enorme deficiência em instrumentos científicos, pois eles são em grande parte importados. Conforme Hamburger, para atingir maior independência tecnológica é necessário aumentar significativamente as pesquisas em ciências básicas aplicadas, inclusive Física, no país, mas isto não será suficiente se não houver mudanças políticas mais amplas.

O maior objetivo da ciência é buscar conhecer o mundo e as leis que o regem. Os cientistas, à medida que se aproximam dos seus objetivos, compreendem melhor o panorama grandioso e complexo da natureza. O conhecimento acumulado na área da Física, tem possibilitado à humanidade compreender aspectos essenciais que compõem a natureza e, através dele, criar sistemas, dispositivos e materiais artificiais que tem contribuído decisivamente para o progresso tecnológico.

REFERÊNCIAS:

ARANHA, Maria Lúcia de Arruda; MARTINS, M. H. Pires. O conhecimento científico. In: ______. Filosofando: introdução à Filosofia. São Paulo: Moderna, 1994.

CHAUÍ, Marilena. A atitude científica. In: ______. Convite à Filosofia. São Paulo: Ática, 1995.

CHAUÍ, Marilena. A ciência na história. In: ______. Convite à Filosofia. São Paulo: Ática, 1995.

COTRIM, Gilberto. Teoria do Conhecimento: investigando o saber. In: ______. Fundamentos da Filosofia: história e grandes temas. 15. ed. São Paulo: Saraiva, 2000.

CRUZ, Daniel. Química e Física. São Paulo: Ática, 2002.

FERREIRA, Aurélio Buarque de Holanda. Novo dicionário Aurélio da língua portuguesa. 4. ed. Curitiba: Positivo, 2009.

HAMBURGER, Ernst W. O que é Física. (Coleção Primeiros Passos.) São Paulo: Brasiliense S.A., 1984.

OLIVIERI, Antonio Carlos. Albert Einstein. Texto disponível em: <http://educacao.uol.com.br/biografias/ult1789u773.jhtm>

PIETROCOLA, Maurício. Ensino de Física: conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora. Florianópolis: Ed. Da UFSC, 2001.

PIRES, Antonio S. T. Evolução das idéias da Física. São Paulo: Livraria da Física, 2008.

PRÄSS, Alberto Ricardo. História e Epistemologia da Física. Texto disponível em:

ROCHA, Ruth. Minidicionário Enciclopédico Escolar. 6. ed. São Paulo: Scipione, 1996.

 

* Trabalho realizado sob a orientação do professor Clédson Miranda para aproveitamento da disciplina Metodologia da Pesquisa Científica - MPC.
**Alunos do curso de Licenciatura em Física, da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia – UESB.