Pesquisa: O que é, porque se faz, como se faz e o que se espera. Caio Mário Castro de Castilho Instituto de Física – UFBA. IV SEMPPG – Novembro de 2003 Pesquisa (Houaiss): substantivo feminino 1 conjunto de atividades que têm por finalidade a descoberta de novos conhecimentos no domínio científico, literário, artístico etc. 2 investigação ou indagação minuciosa 3 exame de laboratório. Ciência: substantivo feminino 1 conhecimento atento e aprofundado de alguma coisa Ex.: ter c. das responsabilidades 1.1 esse conhecimento como informação, noção precisa; consciência Ex.: <c. do bem, do mal> <tomei c. das irregularidades administrativas> 1.2 conhecimento amplo adquirido via reflexão ou experiência Ex.: <a c. do bom convívio> <c. dos negócios> 2 processo racional us. pelo homem para se relacionar com a natureza e assim obter resultados que lhe sejam úteis Ex.: a c. da pesca 3 corpo de conhecimentos sistematizados que, adquiridos via observação, identificação, pesquisa e explicação de determinadas categorias de fenômenos e fatos, são formulados metódica e racionalmente Ex.: <homem de c.> <dedicar-se à c.> <os progressos da Porque a natureza da ciência é tão mal compreendida e porque não cientistas apresentam tanta dificuldade em compreender idéias científicas? Esta falta de compreensão parece estar ligada a um certo medo, com respeito à ciência, havendo mesmo uma certa hostilidade à ciência e aos seus resultados. Mas, afinal, o que é mesmo ciência? Ciência = Tecnologia? O mundo moderno, com seus recursos e utilidades, em grande parte resultado da investigação científica, leva a que, com freqüência, se faça a associação entre ciência e tecnologia. Na verdade, até o século XIX, a ciência não teve impacto significativo sobre a tecnologia. Tecnologia é a atividade mediante a qual se manipula a natureza, enquanto com a ciência se aprende sobre a natureza. A ciência produz idéias, enquanto a tecnologia produz objetos úteis. Ciência e tecnologia utilizam alguns procedimentos semelhantes: - observação sistemática; - formulação de hipóteses; - experimentação. Historicamente a tecnologia veio primeiro. A tecnologia começa com a produção de instrumentos de trabalho (ferramentas), que facilitam a ação do homem sobre a natureza e a sua sobrevivência. A tecnologia é tão importante que a ela nos referimos, ainda que indiretamente, para falar da História do ser humano: - a idade da pedra; - a idade do bronze; - a idade do ferro; - ... A agricultura estava estabelecida (em algumas regiões) por volta de 7 000 AC, quando o homem começou a deixar a sua condição de simplesmente coletor/caçador. Por volta de 1 600 AC a técnica de produção de vidros era conhecida na região em que hoje se situa a Iraque. A produção de cobre era bem desenvolvida no Peru, por volta de 500 AC – mil anos antes da chegada dos espanhóis. Galileo 1564 – 1642 (que aperfeiçoou o telescópio) estava convicto de que o mesmo foi inventado por algum artesão de óculos, tendo isto ocorrido num processo de tentativa e erro. O parafuso e as engrenagens eram conhecidos à época da civilização clássica grega, tendo sido empregados por Aristóteles: 384 – 322 AC. A invenção da roda ilustra bem a diferença entre tecnologia e ciência. Porque a roda facilita o transporte de uma carga? A maior parte do esforço (trabalho) necessário ao transporte de uma carga resulta da dificuldade em superar o atrito entre o objeto a ser movido e a superfície de apoio. A introdução da roda reduz o atrito por duas razões: - a existência de um eixo, que é liso, reduz o atrito; - a roda possui um movimento de rotação. Esta compreensão, baseada na ciência, é completamente desnecessária, tanto para a invenção da roda como para a avaliação da sua utilidade. A roda não era uma necessidade universal. Evidência de transporte com rodas cerca de 2 000 AC. Na América Central ela aparece só com os espanhóis. No sul da África a roda aparece só nos tempos modernos (após as grandes navegações). A tecnologia é gerada em razão da necessidade. Diferentes tecnologias surgiram em diferentes pontos da Terra em diferentes momentos históricos. A tecnologia, para o seu desenvolvimento, não requer uma explicação, baseando-se assim, em muito, no senso comum. Cozinhar é uma ciência? Ao cozinhar fazemos testes, observamos, repetimos, alteramos, provamos, fazemos hipóteses sobre com apurar ou reduzir um ou outro sabor, .... Até livros e revistas especializadas no tema existem! Não há (ou usualmente não se faz), no entanto, uma teoria. Não há uma construção racional sobre o ato de cozinhar. Apenas experimentamos, num processo de tentativa e erro, na busca do melhor sabor. APENAS? Ciência: Onde tudo começou? A ciência teve origem apenas uma vez na História e em apenas um local: A Grécia. A razão para isto ter sido assim não é absolutamente clara! Thales de Mileto – c.620 – c.555 AC. O primeiro (pelo menos ao que se sabe) a tentar explicar o mundo não a partir de mitos, mas em termos concretos, estes portanto sujeitos à verificação. Pergunta básica de Thales: De que era constituído o mundo? Resposta: Água. Claro que a água está presente na chuva, nas nuvens, nos rios, é essencial à vida, ... Sabemos todos que esta resposta, além de simplista, está errada. O que então há de importante na tentativa de Thales de explicar a constituição de todas as coisas a partir da água? A tentativa de encontrar uma unidade fundamental na natureza. A resposta, ainda que errônea, encerra uma atitude, diante da natureza, muito importante: a de que, sub-jacente às várias formas e materiais existentes na natureza, há a possibilidade de se buscar encontrar um princípio unificador. A possibilidade de encarar a natureza numa perspectiva objetiva e crítica tinha assim começado. Anaximander (611 – 547 AC) achava que a substância fundamental, em lugar da água, seria o ar. Temos aí um novo e essencial ingrediente à prática científica diante da natureza: a proposta e a contra-proposta – o confronto entre idéias opostas. Faltava, no entanto, um outro ingrediente fundamental: O EXPERIMENTO! Com Thales, e mais tarde os gregos, ocorre a transição na atitude de deixar de explicar as coisas a partir de mitos mas sim a partir de exposições que eram em si auto-consistentes e abertas a uma análise crítica. Na Grécia a atitude científica é emblematicamente representada por Aristóteles. As suas contribuições em Astronomia, Anatomia, Biologia e Comportamento Animal foram de grande importância. Resta de pouca importância o fato de que muitas das suas explicações estivessem erradas. Estar errado é uma constante característica do fazer ciência. A contribuição de Aristóteles (Escola Peripatética) é expressiva e, para muitos, representa simbolicamente o que de mais importante houve em Ciência na Grécia Antiga. Aristóteles introduz a noção de causa em dois sentidos: - causa como algo que influencia (ou determina) outra coisa; - causa no sentido de que serve a um certo fim. Porque os patos possuem patas com membranas? Para nadar! Explanação Teleológica: substantivo feminino Rubrica: filosofia. 1 qualquer doutrina que identifica a presença de metas, fins ou objetivos últimos guiando a natureza e a humanidade, considerando a finalidade como o princípio explicativo fundamental na organização e nas transformações de todos os seres da realidade; teleologismo, finalismo 1.1 doutrina inerente ao aristotelismo e a seus desdobramentos, fundamentada na idéia de que tanto os múltiplos seres existentes, quanto o universo como um todo direcionam-se em última instância a uma finalidade que, por transcender a realidade material, é inalcançável de maneira plena ou permanente O mundo de Aristóteles era composto por: - terra - fogo - ar - água Cada um destes componentes possuiria duas de quatro qualidades primárias: - Umidade - Secura - Frieza - Quentura Aristóteles nunca chegou, no entanto, a um requisito fundamental da atitude científica: o experimento relacionado à teoria. Não obstante estabeleceu bases para o que mais tarde se veio a denominar de experimento pensado. A Mecânica de Aristóteles. Força constante para um movimento em velocidade constante. E o movimento dos astros? Resposta: Matéria celeste distinta da matéria existente na Terra. Queda dos corpos Um corpo mais pesado cai mais rápido. Isto é verdade? Observação de Galileo: “Duvido que Aristóteles tenha testado, pela experimentação, que um corpo dez vezes mais pesado que outro caia de tal modo que difiram, na mesma proporção, na velocidade com que chegam ao solo. E a praça onde fica a Torre de Pisa foi o cenário para mostrar que as coisas não se passavam do modo que Aristóteles dizia. Resumo Tecnologia e Ciência, ainda que hoje muito relacionadas não são a mesma coisa. Nem nos seus objetivos nem nas suas relações históricas. Enquanto a tecnologia desenvolveu-se em várias partes do mundo, a Ciência tem uma única origem: A Grécia. Diferentemente da Tecnologia a Ciência exige uma Teoria para justificar as suas afirmativas. A Ciência (atitude científica) tem como características: Elemento(s) unificador (es) na formulação das suas explicações. Utiliza a observação, a descrição e a experimentação. Nisto, ciência e tecnologia, apresentam características comuns. Mas, afinal de contas, Ciência é algo bom ou ruim? Pesquisa: O que é, porque se faz, como se faz e o que se espera. Parte II Caio Mário Castro de Castilho Instituto de Física – UFBA. IV SEMPPG – Novembro de 2003 Porque pesquisar? O que leva as pessoas e as instituições a realizarem pesquisas? Utilidade: - Entender as doenças. - Compreender melhor os fenômenos da natureza e assim fazer melhor uso dos fenômenos e dos recursos naturais. - Construir melhor (edificações, dispositivos eletrônicos, aperfeiçoar meios de transporte, ....) Pesquisa voltada para o bem estar das pessoas. Sempre para o bem estar? Claro que há o poder! Esta motivação para a pesquisa, isto é, uma pesquisa voltada para uma possibilidade de retorno, é relativamente recente. Como vimos, só a partir do século XIX a ciência passou a contribuir mais significativamente para com a tecnologia. Aristóteles achava que a ciência não oferecia outro retorno além da satisfação intelectual. A situação atual, e mesmo o exame da História, mostra que esta é uma visão bastante romântica. O conhecimento (seja conhecimento científico ou conhecimento tecnológico) sempre foi, ao longo da História, utilizado como instrumento de poder. Exemplos de relação entre conhecimento e poder: Os sacerdotes egípcios e os Faraós. Qual a razão das Universidades Brasileiras terem sido criadas tão tardiamente? Os portugueses não eram tolos... A pesquisa que hoje se realiza em empresas é, na sua quase totalidade, objeto de segredo. Nos Estados Unidos da América, à época da escravidão, haviam penas pesadas a quem ensinasse um escravo a ler. 1828: Frederick Bayley – menino, negro, arrancado dos braços da mãe, vendido para uma cidade desconhecida: Baltimore. Passa a viver e trabalhar como doméstico na casa do Capitão Hugh Auld. Interessa-se pelos livros do filho do casal. A esposa do capitão (talvez por desconhecer a proibição), auxilia o garoto. O fato chega ao conhecimento do Capitão que, de imediato, proíbe as lições dizendo à mulher: “Um preto deve saber apenas obedecer ao seu senhor – deve cumprir as ordens. O conhecimento estragaria o melhor preto do mundo. Se você ensinar este preto a ler não poderemos ficar com ele. Isso o inutilizaria para sempre como escravo”. O Capitão Auld estava certo numa coisa: O conhecimento inutiliza as pessoas para continuarem a ser escravos! Curiosidade Pesquisa sem vínculo previsível com a utilidade, com a consecução de um produto. Matemática, Astronomia, Astrofísica, Antropologia, Lingüística, Línguas em processo de Extinção, ... Há exemplos (vários) de produtos e processos que advieram de pesquisas inicialmente “desinteressadas”. No processo investigativo algumas características e práticas podem ser observadas. A autoridade em ciência. O cientista rejeita, de partida, a autoridade como base última da verdade. Neste aspecto há uma atitude bem distinta do homem enquanto cientista para o homem enquanto religioso. Ainda que utilizando fatos, princípios, dados, etc, produzidos por outros, o cientista reserva a si a decisão sobre a validade, adequação e confiabilidade dos resultados. Muitas vezes é seu dever central repetir e testar os resultados de outros, desde que ache necessário ou desejável. O que dá validade ao resultado do trabalho científico? A contrapartida à autoridade individual do cientista é o julgamento coletivo por parte de outros cientistas. É esta concordância coletiva que dá validade ao trabalho individual. O trabalho de outros cientistas, por também testarem, medirem, compararem e racionalmente chegarem a conclusões semelhantes, é o elemento que valida uma conclusão científica. Isto não impede que, às vezes, todos estejam errados e assim permaneçam por longo tempo. “A Ciência está longe de ser um instrumento perfeito de conhecimento. É apenas o melhor que temos”. Carl Sagan, O Mundo Assombrado pelos Demônios. A atividade em Ciência começa com a Observação. A observação implica em seleção. Esta é uma questão temática (o que vai ser observado), mas também de escala (dimensão). Uma floresta pode ser observada como uma floresta, mas não tão facilmente como cem mil árvores. Uma árvore pode ser observada no seu todo mas não tão facilmente como milhares de folhas. Procede-se portanto diferentemente se o objeto de estudo é a floresta ou a árvore. Isto resulta de qual é o interesse no objeto de estudo e também da limitação humana. A observação conduz à descrição. Há aqui a necessidade de uma linguagem concisa, específica e adequada. Definições precisas são essenciais, de modo que o que é dito por um cientista signifique o mesmo para outro cientista da mesma área. Isto às vezes soa como pedantismo. Contudo cada termo possui significado específico para as observações realizadas. A precisão da linguagem é um dos elementos que diferenciam o conhecimento científico do conhecimento vulgar. A observação leva à descrição e esta exige a existência de registros. O registro não é o registro na memória do pesquisador. A memória humana é falha demais para ser confiável numa atividade de pesquisa. Registra-se mediante: - caderno de laboratório (log-book); - um gravador; - um sistema eletrônico de aquisição de dados. Simples ou sofisticado, antigo ou moderno, o registro do que se observa é parte essencial da investigação. No observar e no descrever há, inevitavelmente, componentes pessoais do investigador: - a “inclinação” escola de pensamento, preconceitos, ... - os resultados “ desejados”. Não há neutralidade absoluta por parte do cientista. A despeito disto sugerir “não isenção” e préjulgamento, resta inevitável e até mesmo desejável (não deve ser confundido com fraude na observação). Há que se ter uma hipótese anterior. De outra forma, como saber o que se vai observar? O fundamental é que as condições de observação sejam adequadas, de modo que os “desejos” do observador não distorçam as observações. A melhor garantia de que os desejos e vícios de um pesquisador não comprometam as suas conclusões é que outros pesquisadores repitam e confirmem/neguem as suas conclusões. Neste sentido o pesquisador, enquanto tal, nunca teme (mas até deseja) que outros verifiquem os seus resultados. Não sejamos, no entanto, ingênuos: O pesquisador deseja ser o primeiro a descobrir algo. Isto deseja. E o deseja fortemente! A vaidade é ingrediente sempre presente na atividade científica. A descrição não pode ser apenas qualitativa. Precisa, de alguma forma, ser traduzida em números (análise quantitativa). Lord Kelvin dizia que uma ciência que não pode ser traduzida em números não é ciência. Assim, é necessário medir. Produzir números. Mas, o que é medir? Medir é comparar quantidades da mesma espécie. Não é, no entanto, igualmente fácil de medir os vários objetos de estudo. Dificuldades na Medicina. Dificuldades nas Ciências Humanas. A medida não pode ser realizada exclusivamente confiando-se nos órgãos dos sentidos. O uso de instrumentos na observação. Os instrumentos estão sujeitos a testes, calibração, níveis de confiabilidade, etc. Neste sentido o papel de instrumentos, simples ou sofisticados, é o mesmo. Causa e Efeito Estritamente falando um evento é único. Não pode assim ser observado de novo. Em termos práticos, no entanto, vários eventos podem apresentar entre si similaridades, em um grau que os tornam “idênticos”, sendo assim possível que sejam tratados de modo similar. Podem ser então provocados, repetidos várias vezes, e então lhes ser aplicados um tratamento estatístico. Há eventos que se sucedem. Ocorrendo um, um outro ocorre em seguida. Neste caso, muitas vezes, o primeiro é dito causa do segundo ou, de outra forma, o segundo é efeito do primeiro. A sucessão entre eles não é, no entanto, suficiente para a sua caracterização como causa e efeito. Um mesmo evento pode ser conseqüência de distintas causas. Em Ciência (Ciências Naturais, pelo menos) buscamos, no estudo de um fenômeno: 1. O conhecimento – no sentido de existência do mesmo. 2. O descrever 3. O controlar (nem sempre possível) 4. O predizer Isto constituiria a “explicação”de um fenômeno. Se uma conexão entre eventos é percebida, de modo que: Se um evento se realiza (ou é provocado) e o outro necessariamente se segue, e Se o primeiro não ocorrendo (ou não se permitindo a sua ocorrência), o segundo também não acontece: O primeiro evento é dito causa do segundo. Análise e Síntese Qualquer fenômeno é suficientemente complexo para que possa ser explicado em completo detalhe. Assim: Ignoramos uma série de aspectos do evento e discutimos uma versão idealizada do mesmo. Quão adequada é esta versão depende: Da precisão que se deseja na análise; Da possibilidade de, de fato, ser factível conceber esta versão de modo que a mesma faça sentido. Neste contexto, portanto, mesmo as Ciências ditas Exatas, são de fato: Ciências Aproximadas. Além da necessidade da “versão idealizada”, muitas vezes temos de “quebrar” o objeto de estudo em partes para tratamento em separado. É necessário ANALISAR o problema. A possibilidade da análise depende da existência ou não de partes aproximadamente independentes ou, no máximo, interagentes entre si de uma maneira relativamente simples. Exemplo: O funcionamento do organismo dos animais pode ser feito considerando: O sistema circulatório; O sistema digestivo; O sistema respiratório; O sistema urinário; Etc. Estes sistemas, claro, não são completamente independentes! Quando as partes do problema foram resolvidas é necessário, é necessário considerar o “funcionamento coletivo”. Aproxima-s portanto da situação “real” mediante a síntese das partes relativamente mais simples. Para que o resultado da síntese guarde semelhança com o fenômeno concreto, é necessário que as interações entre as partes tenham sido adequadamente consideradas. Após a seleção, observação e descrição do objeto de estudo é necessário: Formular a Hipótese, i. e., a idéia tentativa de conexão entre os fenômenos observados. A seqüência referida, na verdade, não é cronológica. A hipótese, às vezes, antecede às observações ou é construída simultaneamente com elas. Hipóteses diferem em engenhosidade e criatividade. Às vezes são meras generalizações das observações. Outras, mais complexas, postulam conexões entre eventos e o encadeamento entre causas e efeitos. A qualidade, a criatividade e mesmo a “genialidade”do cientista tem a sua melhor oportunidade de manifestar-se justamente na formulação da hipótese. A possibilidade de formular hipóteses resulta da suposição de que há, “alguma ordem” na natureza. Se duas hipóteses distintas são igualmente adequadas às observações, usualmente se faz a opção pela mais simples (pelo menos até que algo venha a sugerir o contrário). Não há razão para assim ser, mas é o que usualmente se faz. A hipótese é apenas uma idéia tentativa. Uma possibilidade a ser verificada. Pouco mais que uma conjectura. Não pode ser confundida com uma Lei, pelo menos enquanto não for exaustiva e sistematicamente testada. Em algumas áreas (Ciências Sociais e Medicina, por exemplo) tem sido freqüente o abreviamento desta “fase de testes”, com conseqüências às vezes trágicas. Plausibilidade não pode ser confundida com evidência! O método básico da ciência é a generalização, i. e.: INDUÇÃO Indução – operação mental que consiste em se estabelecer uma verdade universal, ou uma proposição geral, com base no conhecimento de certo número de dados singulares ou de proposições de menor generalidade. Neste processo, retiramos conclusões sobre toda uma classe a partir da observação de parte dos seus membros. Não é fácil justificar a indução, do ponto de vista filosófico, no entanto é prática corrente entre os humanos. Não encontramos, facilmente, pessoas que esperem que amanhã a Lei da Gravidade deixará de funcionar. Funciona há tempos, funcionou ontem, funciona hoje. Deverá funcionar amanhã! Dedução. Dedução – Processo pelo qual, com base em uma ou mais premissas, se chega a uma conclusão necessária, em virtude da correta aplicação das Regras da Lógica. A - Todos os corpos celestes próximos à Terra brilham continuamente (não “piscam”) B – Todos os planetas são corpos próximos da Terra. Logo: Todos os planetas são corpos que brilham continuamente. Quando uma hipótese é concebida e se mostra adequada às observações realizadas, torna-se possível a aplicação das regras da Lógica Formal e então deduzir várias conseqüências. Lógica e Matemática estão intimamente relacionadas. Em muitos ramos da Ciência formas de Matemática existem e são adequadas para deduzir as conseqüências das observações científicas. Se isto acontece pode-se usar o grande potencial da notação matemática e dos seus métodos. Isto permite que deduções sejam feitas de forma mais simples. A Ciência é mais do que um corpo de conhecimento. É um modo de pensar. Pesquisa: O que é, porque se faz, como se faz e o que se espera. Parte III Caio Mário Castro de Castilho Instituto de Física – UFBA. IV SEMPPG – Novembro de 2003 Onde se realiza a pesquisa? Qual o seu papel institucional? Universidades Institutos de Pesquisa Empresas Como a pesquisa é conduzida? Por grupos de pesquisa. A realização da pesquisa tem um caráter gregário. Gregário: adjetivo 1 relativo a grei 2 diz-se de animal que faz parte de uma grei, de um rebanho 3 que tende a viver em bando O que caracteriza um Grupo de Pesquisa? Um tema, um objeto de interesse. Uma liderança científica. A pesquisa não é uma realização democrática! Que pesquisa deve ser realizada? Pesquisa de Qualidade! O selo de qualidade tem emissão externa. É o reconhecimento da comunidade científica externa (no seu sentido mais amplo) que atesta a qualidade do trabalho científico. A Ciência é internacional. Não há uma Física baiana, uma Medicina nordestina, uma Biologia brasileira. E internacional precisa ser a sua qualidade. É possível fazer Ciência de qualidade no Terceiro Mundo? É possível fazer Ciência de qualidade no Brasil? É possível fazer de qualidade no Nordeste? É possível fazer Ciência de qualidade na Bahia? A resposta a todas estas perguntas é clara e uma só: SIM! O que então é necessário para a realização local da pesquisa? Pesquisadores com competência. Temas propostos que sejam atuais, viáveis e factíveis face às condições objetivas do local. Uma liderança científica. Um ambiente de liberdade que possibilite o exercício pleno da criatividade. Não estaria faltando algo? $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ Sim, claro que são necessários recursos, financiamento, apoio em dinheiro. Mas de nada adiantam recursos, ainda que expressivos, sem que as características anteriores pré-existam! Pergunta de Maria, hipotética estudante de Biologia: A possibilidade de me envolver com uma atividade de pesquisa me fascina. Que devo fazer? Sou apenas um estudante de graduação... Que temas a interessam? Fisiologia Vegetal, Biologia Marinha, Animais Peçonhentos, Bio-monitoramento, ... Dentre os temas, inicialmente interessantes, em qual deles há pessoas na instituição que com eles trabalham? Sim, há alguns... Quem? Veja o seu curriculum. Veja o LATTES: www.cnpq.br Publica regularmente? Tem orientado, com sucesso, outras pessoas? É exigente? Se sim é uma boa indicação. Trabalha duro? Idem. Os critérios para a escolha de um orientador não podem ser os mesmos que presidem um concurso de simpatia, nem deve ser reflexo da popularidade! Qual a importância que tem a realização de pesquisas, para o país, para a região? O conhecimento da História, das comunidades, dos recursos naturais, das relações de trabalho, da cultura, .... Enriquece a sociedade em vários planos. O conhecimento agrega valor ao trabalho. O conhecimento é fator de independência. Quais são as agências brasileiras de financiamento à pesquisa? Como os recursos públicos chegam aos pesquisadores, instituições e estudantes? CNPq, CAPES, FINEP, MCT, FAPs ... O que vem a ser tudo isto? A apresentação realizada neste seminário estará disponível para “download” no seguinte endereço, a partir da próxima semana: www.superficie.ufba.br