TEORIAS, HIPOTESES E
MODELOS
A IMPORTÂNCIA DA
TEORIA CIENTIFICA…
Teoria e realidade
Teoria
A origem das teorias
Testando hipoteses
Generalidade...
Teoria
Abstração...
Moça
Velha
Teoria e realidade
REALISMO
Teoria
INSTRUMENTALISMO
Entidades
NOMINALISMO
ANTI-REALISMO
A Origem das Teorias
Científicas
PRESSUPOSTOS
TEORIA
REALIDADE
OBSERVAÇÃO
Dedução
GERAL
PARTICULAR
Indução
Darwin
?
?
Wallace
Malthus
Empiricistas
Conhecimento
Immanuel Kant
(1724-1804)
Racionalistas
- A ligação com o senso comum
- Idealismo...
O problema da Indução...
David Hume (XVIII)
“A única fonte de conhecimento é a
experiência (sensorial)”
Os empiricistias/positivistas lógicos do início do
século XX (o “Círculo de Viena”)
-Tradição empiricista de Locke, Hume e Berkeley
-Teoria da linguagem e lógica
Ceticismo...
teorias
Carnap
Fenomenologia...
-Teorias de confirmação / verificação ( a ligação com a INDUÇÃO)
(como a única fonte de conhecimento é o real – observado – sempre se
passa do particular para o geral...)
O problema do ajuste de curvas...
Estatistica Bayesian e o Neo-indutivismo
KARL POPPER e o falseacionismo…
-Filósofo austríaco (1902-1994);
-Contraposição ao “Círculo de
Viena”;
-1934 – “Logica da Pesquisa
Científica” (1959 nos EUA)
-1937-1945 Nova Zelândia;
-1946 – London School of
Economics
-1965 – Sir Karl Popper
Há
vários
problemas
poderíamos
podem
remanescentes
ser
chamados
que
de
problemas da indução, tais como o do futuro se
assemelhar ao passado. Este problema, todavia,
que julgo ser muito pouco estimulante, também
pode ser resolvido: o futuro será, em parte,
semelhante ao passado, e em parte nãosemelhante”
Karl Popper (1902-1994)
(1934)
(1946)
(1957)
Historicismo “...é uma forma de abordar as Ciências Sociais que lhes atribui,
como principal objetivo, o fazer predição histórica, admitindo que esse objetivo
será atingível pela descoberta de ritmos ou dos padrões, das leis ou das
tendências subjacentes à evolução da História” (pg. 6)
“In memory of the countless men and
women of all creeds or nations or races
who fell victim to the fascist and
communist belief in Inexorable Laws of
Historical Destiny.”
O critério de DEMARCAÇÃO
- Toda teoria cientifica tem o potencial de ser refutada...
A questão do FALSEACIONISMO
- Pode-se mostrar definitivamente que uma teoria é falsa, mas nunca
que uma teoria é verdadeira;
-Uma vez que a teoria (após um teste de falseabilidade) não seja
falseada, ela NÃO passa a ser “mais” verdadeira ou “mais confirmada,
ela simplesmente foi CORROBORADA;
-A diferença entre CONFIRMAR e CORROBORAR.
-Metáforas: A “busca do graal e o “problema da ponte”
CONJECTURAS
REFUTAÇÕES
Corroboração
Novos testes
Continuidade da
Ciência…!
Hipótese
Falseação
Nova hipótese
ou teoria...
Fisher e o teste estatístico de hipóteses (falsear HO?)
Y
species
H0
a=0
Autoregressive coefficient ()
WY
Kuhn e a Estrutura das Revoluções Científicas
-Sociologia da ciência: filósofos e cientistas
-Conceito de Ciência Normal e Revolução
científica;
-Paradigmas (ou “matriz científica”)
-Sistemas de aprendizado (relação mestreaprendiz
Normativa ou descritiva?
PARADIGMA
- “Dentro” do paradigma;
Ciência Normal
-Organizada;
-Acordos ou imposições;
-A origem de anomalias
Kuhn
-Anomalias
Revolução
Cientifica
-Paradigmas
estruturas
ou
inspiração
como
como
-Interesse em filosofia
-Dificuldade de avaliação
entre paradigmas
Sistemas de aprendizado (relação mestre-aprendiz)
Depois da Estrutura...
Irme Lakatos e os “Programas de Pesquisa“
- (“mini-paradigmas” competindo)
- Critica a Kuhn
- Programas de pesquisa – “Nucleo” (core) e “cinturão” (belt) nas teorias
- Sistema hierárquico Kuhn - > Lakatos (?)
L. Laudan e as “tradições de pesquisa”
FEYERABEND e o “Anarquismo
científico”
-“Anything goes…”
-Critica a Ciencia Normal de Kuhn
(criatividade)
Paul Feyerabend
(1924-1994)
-Detecção de error (como Popper),
mas sem método…
1975
“Componentes… “
Estrutura Lógica
(“working part”)
TEORIA
Motivacional ou
Especulativo
TESTANDO TEORIAS &
HIPOTESES
Teoria
- A noção de hierarquia
epistemológica…
Hipótese
1) Estruturação hierárquica do
conhecimento
2) Escalas de alcance de
teorias
Modelos
A estrutura lógica da teoria
Axiomas
TEORIA
Conceitos
Postulados
“Data statements”
Hipótese
Leis
DOMINIO…
Axiomas
TEORIA
Conceitos
Postulados
“Data statements”
Hipótese
Leis
TEORIA
POSTULADO
HIPÓTESE
Uma série de proposições
colocadas
inicialmente
como uma explicação
Uma conjectura, uma
idéia inexplorada
Uma
“declaração”
feita
para
testar
explicitamente
um
postulado
Testando hipóteses…
Confirmar
Verificar
Falsear
Distribuição de
abundâncias
Crescimento
de árvores
Diversidade
beta
MTE
Gradientes de
Diversidade
Etc…
Tamanho
do corpo
Distribuição de
abundâncias
Crescimento
de árvores
Diversidade
beta
MTE
Gradientes de
Diversidade
Etc…
Tamanho
do corpo
Mais de 100
“hipóteses” em
1990’s!!!
Von Humboldt 1807
HETEROGENEIDADE
DE HABITATS
CLIMA
ANTIGUIDADE
INTERAÇÕES
BIÓTICAS
TAXAS DE
DIVERSIFICAÇÃO
Gradientes de
Diversidade
ÁREA
TEORIA METABOLICA DA ECOLOGIA E GRADIENTES DE DIVERSIDADE
TEORIA – principios gerais
“Os vários padrões ecológicos
podem ser entendidos, ou
explicados, com base em
processos metabólicos e seus
determinantes atuando em nível
celular nos indivíduos que
compõe as populações e
espécies”
TEORIA METABOLICA DA ECOLOGIA E GRADIENTES DE DIVERSIDADE
TEORIA – exemplos
componentes…
dos
AXIOMAS
–
“Energetic
equivalence Rule” (ERR)
DOMÍNIO - ecotermos
CONCEITOS – metabolismo,
tamanho do corpo (massa?),
energia
LEIS - relações empíricas
TEORIA METABOLICA DA ECOLOGIA E GRADIENTES DE DIVERSIDADE
POSTULADO – A teoria
metabólica sugere que o
padrão de diversidade pode ser
explicado por variações na
temperatura
HIPÓTESE – Há uma relação
negativa entre diversidade e
temperatura, para organismos
ectotermos;
DATA
STATEMENTS
–
problemas
empíricos
de
mensurar temperatura, riqueza,
como analisar esses dados
(análises estatísticas), etc
Hipótese
MODELO?
Ln (S)
-E/1000k = -9
1000/T
Ln (S)
1000/T
“Confirmation bias”?
“Tenacidade”?
Data statements...
Em que nível da “hierarquia
epistemológica” está o problema
de falta de ajuste dos dados
empíricos?
-Teoria?
-Postulado?
-Hipótese?
-Modelo?
Axiomas ou
pressupostos...
Em que nível da “hierarquia
epistemológica” está o problema
de falta de ajuste dos dados
empíricos?
-Teoria?
-Postulado?
-Hipótese?
-Modelo?
MATURAÇÃO?
Generalidade e
domínio...
GEB 16: 820-822, 2007
“Theory-based”
(top-down)
Ciência…
“Model-based”
(botton-up)
Estratégias de construção de
modelos
Levins, R. 1966. The strategy of model building in population biology. American Scientist 54: 421–431.
- GENERALIDADE
- REALISMO
- PRECISÃO
MODELOS E O TESTE DE HIPÓTESES
CIENTIFICAS
Popper
Lakatos
Modelos para
Hipótese ‘nula’ e
alternativa
Comparacao
simultanea de varios
modelos
HETEROGENEIDADE
DE HABITATS
CLIMA
ANTIGUIDADE
INTERAÇÕES
BIÓTICAS
TAXAS DE
DIVERSIFICAÇÃO
Gradientes de
Diversidade
ÁREA
1) MODELO
(=generalidade)
Y
SINAL
Valor de Y
aumenta com
valor de X com
taxa = b
2) ‘DESVIOS’ (=explicações individuais)
X
RUÍDO
O ponto 1 possui um desvio, o
ponto 2 possui tal desvio, etc…
PODER DE EXPLICAÇÃO DO
MODELO:
Y
-Relação Sinal / Ruído
X
MODELO / DESVIOS
(ou MODELO / TOTAL)
Comparacao
simultanea de varios
modelos
Métodos para seleção
de modelos
Parcimônia…
Ausência de um modelo
formal (matemático) `a priori`
Y
X
Y
Y
?
X
X
Y
X
Ausência
de um modelo
Modelo
mais
formal (matemático)
`a
parcimonioso
!!!
priori`
Y
=(maior poder de
explicação e menor número
Yde parâmetros)
X
Y
?
X
X
Y
X
2000
2000
1500
1500
7000
1000
500
5000
RAIN
PET
AET
6000
1000
4000
3000
2000
500
1000
0
0
0
0
100 200 300 400 500 600 700
TOTALBIRDS
7000
400
7
6000
300
6
4000
3000
2000
100
0
100 200 300 400 500 600 700
TOTALBIRDS
-200
0
100 200 300 400 500 600 700
TOTALBIRDS
5
4
3
2
-100
1000
0
0
200
LANDCOVER
MINIMUMTEMP
5000
RELEV
0
0
100 200 300 400 500 600 700
TOTALBIRDS
1
100 200 300 400 500 600 700
TOTALBIRDS
0
0
100 200 300 400 500 600 700
TOTALBIRDS
O Progresso na Ciência
Conhecimento
Tempo
Como?
Conhecimento
Tempo
Popper
Kuhn
Ciência básica
Continuum...
Ciência
aplicada
Tecnologia