REPARTO

A Física é uma ciência que mede grandezas a fim de confirmar um modelo teórico, cujo domínio de validade é definido pelo raio de ação dessas grandezas. Portanto, o papel da experimentação é vital para estabelecer o que definimos como uma lei Física. Como visto, Kuhn (2011a) apresenta esta ideia como parte da consolidação do paradigma no decorrer do período de ciência normal.

Nesse sentido, dando continuidade às ideias expostas na A Estrutura das Revoluções Científicas, Kuhn (2011b), aborda o processo de medição dentro da coletânea A Tensão Essencial em que relata as etapas e características do experimental com a fundamentação teórica. Ele acredita que as técnicas quantitativas são as chaves essenciais para o sucesso do conhecimento, representado pelo paradigma. Por outro lado, também acredita que parte das ideias mais difundidas, na medição e sua eficácia, são atribuídas a mitos (KUHN, 2011b).

A fim de atribuir a um experimento como objeto de validação de leis, ou mais especificamente a relação teoria e experimentação, Kuhn (2011b) aborda três maneiras de se explicar fenômenos da natureza: qualitativo ou não numérico; exploração de leis (dividida em experimentação adaptada e independente); e exploração de novas leis. No primeiro caso, são experimentos demonstrativos de um

fenômeno que não gera dados numéricos, apenas alguns casos por observação. No segundo, Kuhn (2011b) associa o processo experimental à etapa de medição ou teoria quantificada, que são ações que originam números; na forma que um experimento se adapta à teoria a fim de comprová-la ou, de forma independente, sem qualquer adaptação, confirma a teoria. O terceiro tipo, segundo Kuhn (2011b), é o mais raro na ciência, quando a partir de resultados empíricos ocorre a exploração de novas leis (figura 4).

Figura 4 - Tipos abordagem de Thomas Kuhn para a relação da teoria com a experimentação

Fonte: Elaborado pelo autor a partir das ideias de Kuhn (2011b).

Para um melhor aprofundamento das ideias propostas por Kuhn (2011b), consideremos a primeira abordagem, em que o processo de validação de uma teoria ou lei física tem sua confirmação por meio de experimento adaptável às condições propostas.

A Física experimental é executada pelo método científico, que é uma combinação de observação, raciocínio e experimentação (GOLDEMBERG,1970). O experimento é realizado a fim de se observar o fenômeno, que por meio da análise dos dados obtidos, faz-se uma hipótese, para que seja comprovada por outros experimentos, para então validar a hipótese como uma lei física que já foi previamente definida no campo da teoria.

Porém, cabe aqui especificar que o que definimos como uma lei física pode também ser considerada como um modelo, cujo domínio de validade restringe-se à própria limitação do experimento. Kuhn (2011b), enfatiza bem esse pensamento ao afirmar que a teoria reduz a dispersão dos resultados da medição. Para isso, são feitas aproximações essenciais de modo a adequar a teoria ao experimento, como no caso da medida do período no experimento do pêndulo simples em que:

[...] os fios do pêndulo de laboratório não são desprovidos de massa nem perfeitamente inextensíveis; a resistência do ar amortece o movimento da bola; a própria bola tem volume, o que levanta a questão de que ponto da bola deve ser utilizado no estabelecimento do comprimento do pêndulo. Se esses três aspectos da situação experimental são negligenciados, podemos esperar apenas a mais grosseira forma da concordância qualitativa entre a teoria e a observação (KUHN, 2011b, p. 207).

Uma característica enfatizada por Kuhn (2011b) é o caráter inexato da própria teoria, o que torna a imprecisão difundida no caráter da medida, ou seja, no processo de construção de uma lei física, são negligenciados determinados fatos, próprios da natureza, e que poderiam influenciar na sua compreensão. Condições consideradas na teoria, tais como: desprezo de atrito, vácuo imperfeito, escoamento irrotacional, gás perfeito, fazem com que os instrumentos utilizados na de medição forneçam apenas estimativas.

Logo, a adaptação do processo de medida, ao que se realmente se espera, faz com que o cientista tenha a real sensação de estar “confirmando” a teoria, de modo que:

Seu sucesso reside apenas numa demonstração explícita de uma concordância “previamente implícita” entre teoria e o mundo. Ele não revelou novidade alguma na natureza. Do mesmo modo, não podemos dizer que o sucesso do cientista “confirmou” a teoria que havia guiado sua pesquisa. Pois, se o êxito de seu empreendimento “confirma” a teoria, então sua falha teria de “infirmá-la”, e não é isso que ocorre nesse caso (KUHN, 2011b, p. 209).

Entretanto, é importante estabelecer que fazer aproximações a fim de adequar suas leis, não se trata de um procedimento consolidado na ciência, de modo que, conforme Kuhn (2011b), pode ocorrer o caminho inverso, ou seja, um experimento totalmente independente de aproximações que se adequam à teoria pode obter dados numéricos que a confirmam, ou também medidas obtidas a partir de determinadas situações empíricas originam novas teorias. Para ambos os casos, sustenta-se que são ocorrências raras na ciência.

Outra característica que Kuhn (2011b, p. 197) salienta na medição refere-se aos manuais:

Nossa imagem de ciência física e da medição é muito mais condicionada pelos manuais do que em geral nos damos conta. Essa influência é em parte direta: os manuais são a única fonte do primeiro contato com a física da maioria das pessoas. A influência indireta, contudo é muito maior e mais insidiosa.

Nos manuais dos processos de medida, os números que resultam de medições devem, obrigatoriamente, adequar-se à teoria:

Os fatos quantitativos deixam de ser apenas “o dado”. Devem ter propósitos a ser cúmplices numa luta em que a teoria a que serão comparados se revela a arma mais potente. Muitas vezes, os cientistas não podem obter números ajustados à teoria até que saibam quais são os números que devem forçar a natureza a fornecer (KUHN, 2011b, p. 210).

Nesse sentido, a indução dos manuais experimentais no ensino de Física é igual ao que Kuhn (2011b) critica, no intuito se obter resultados que apenas confirmem o modelo teórico, previamente exposto no início dos manuais.

Evidentemente que para um processo de análise e investigação no ensino de Física experimental, seguiremos a abordagem do aluno como cientista normal proposto por Zylbersztajn (1991), Arruda; Silva e Laburú (2001) e evitaremos a tese da qual a natureza da medida é de comprovação da teoria, e abordaremos que as características de manuseio de obtenção das medidas, pelo qual submeteremos o aluno, terão análise crítica de resultados, semelhante ao que o pesquisador realiza na exploração de novas teorias. Na próxima seção e no Capítulo 3, mostrarei como essas ideias se associam à Modelagem Matemática.

2.4 Experimentação como Concepção para a Aprendizagem de Modelos