Introdução
As etapas do método científico dizem respeito ao conjunto de técnicas e procedimentos utilizados por cientistas para formular e testar hipóteses e teorias.
Ou seja, o método científico fornece uma abordagem organizada para se investigar fenômenos, adquirir novos conhecimentos e corrigir erros.
Isso é essencial para o avanço da ciência e tecnologia nas mais diversas áreas, possibilitando desde o desenvolvimento de novos medicamentos e terapias médicas até a criação de dispositivos eletrônicos e veículos espaciais.
Mas como surgiu o método científico? Quais são suas principais etapas? Entenda tudo isso neste artigo!
Histórico do método científico
A busca por explicações racionais sobre fenômenos naturais e por um método confiável para se obter conhecimento remonta à filosofia grega antiga.
Filósofos pré-socráticos como Tales de Mileto e Anaximandro já faziam observações metódicas da natureza e procuravam estabelecer teorias lógicas para explicar seus funcionamentos (aliás, se você se interessa muito por este tema, recomendamos a leitura de A Ilha do Conhecimento, do cientista Marcelo Gleiser).
Contudo, foi na Idade Moderna, entre os séculos XVI e XVII, que o método científico se estabeleceu.
Filósofos como Francis Bacon, René Descartes e Isaac Newton fizeram contribuições fundamentais durante esse período conhecido como Revolução Científica.
Descartes estabeleceu princípios da racionalidade e do pensamento lógico, enquanto Bacon enfatizou a importância da experimentação organizada e sistemática.
Já o fantástico Newton utilizou o método hipotético-dedutivo em suas pesquisas revolucionárias sobre física e matemática.
Mais recentemente, no século XX, epistemólogos como Karl Popper e Thomas Kuhn também contribuíram para o estabelecimento das bases filosóficas sobre as quais o método científico moderno se sustenta.
Abaixo, apresentamos um fluxograma para exemplificar essa evolução histórica:
O método científico de forma geral
O método científico consiste, de forma simplificada, nas seguintes etapas ou processos principais:
- Observação e identificação de fenômenos;
- Formulação de um problema ou pergunta de pesquisa;
- Construção de hipóteses e predições teóricas;
- Experimentação para testar as hipóteses;
- Análise e interpretação dos dados experimentais;
- Formulação de conclusões e generalizações;
- Retestagem, refinamento e aperfeiçoamento das teorias e modelos.
Essas etapas não ocorrem sempre de forma totalmente linear, podendo haver sobreposição ou retorno a etapas anteriores.
Contudo, elas representam uma sequência lógica de raciocínio e investigação.
As principais características do método científico são:
- Empirismo (ênfase em evidências objetivas);
- falseabilidade (possibilidade de se provar uma teoria errada);
- Replicabilidade (capacidade de reproduzir experimentos e resultados);
- Racionalismo (uso sistemático da lógica); e
- Ceticismo organizado (questionamento ordenado de hipóteses).
Abaixo, apresentamos um fluxograma que exemplifica as etapas das etapas do método científico:
Perceba que na área amarelada estão explicitadas as etapas das hipóteses.
Uma vez que a hipótese não é confirmada pela Revisão por Pares (ou seja, pela análise do documento científico por outros cientistas), ela precisa voltar ao processo. É isso que o método prevê.
Olhando mais à fundo as etapas do método científico
Ok. Uma base foi dada. Vamos agora nos aprofundar um pouco mais em cada uma das etapas do método científico; ao menos as principais, de forma geral.
Observação do fenômeno
A primeira etapa do método científico consiste na observação imparcial, cuidadosa e controlada de fenômenos e processos naturais relevantes para a pesquisa em questão.
Essa observação pode ocorrer em campo, em laboratório ou por meio de experimentos bem planejados.
Ela permite que o pesquisador colete dados e faça registros confiáveis sobre o comportamento do fenômeno estudado, e isso é fundamental para a continuidade do estudo por outros cientistas.
Por exemplo, a observação meticulosa por Tycho Brahe do movimento irregular dos planetas foi essencial para que Kepler posteriormente formulasse as suas famosas leis sobre o movimento dos astros.
Uma observação científica precisa seguir princípios de imparcialidade, precisão na medição com o uso de instrumentos calibrados, consistência e reprodução dos resultados quando as mesmas condições são replicadas.
Levantamento do problema
Com base nas observações feitas na etapa anterior, o cientista precisa transformar suas observações em um problema de pesquisa ou pergunta científica clara e objetiva.
Definir de forma adequada e não ambígua o problema a ser estudado é essencial para se determinar o foco e os objetivos principais da investigação.
Por exemplo, a partir da observação das órbitas irregulares dos planetas, Kepler formulou os seguintes problemas centrais: Qual a natureza exata do movimento planetário? Ele segue alguma regra ou princípio matemático?
Um problema bem construído deve apresentar os seguintes atributos:
- Ser empiricamente testável;
- Ter conexão com conhecimentos científicos já existentes;
- Ser exequível tecnicamente com tempo e recursos disponíveis;
- Ser eticamente viável.
Levantamento de hipóteses
Hipóteses científicas são possíveis explicações ou modelos preliminares propostos para o problema que está sendo investigado.
Elas servem como ponto de partida para a investigação sistemática de fenômenos por meio do método científico.
Uma hipótese bem construída deve preencher os seguintes requisitos:
- Ser consistente com observações e fatos conhecidos na área;
- Ser plausível e razoável;
- Poder fazer predições testáveis e falseáveis;
- Ser de preferência simples
As hipóteses também podem ser classificadas como:
- Hipóteses de pesquisa: tentativas preliminares de explicar um fenômeno;
- Hipóteses nulas: afirmações de que não há efeito ou diferença entre grupos;
- Hipóteses alternativas: afirmações de que há relação, efeito ou diferença.
Quando amplamente testadas e comprovadas, as hipóteses científicas são incorporadas ao conjunto de teorias científicas existentes e servem de base para novas investigações.
Experimentação
A etapa de experimentação envolve o teste e tentativa de rejeição das hipóteses levantadas na pesquisa. Para isso, utiliza-se o experimento controlado.
– Mas o que é esse tal “experimento controlado?”. Calma. O método científico está aqui para nos ajudar e não bagunçar com a nossa cabeça.
Um experimento controlado é aquilo que permite a execução das observações e do experimento, sob as mesmas condições.
Tipicamente divide-se os objetos de estudo em dois grupos:
- Grupo controle: não recebe tratamento experimental;
- Grupo tratamento: recebe a manipulação ou intervenção que é objeto do teste.
A ideia é que, mantendo todas as outras variáveis constantes, seja possível isolar o efeito da variável independente (manipulada) sobre a variável dependente (medida).
Nessa etapa também é realizada análises estatísticas para estabelecer se há diferença significativa entre os grupos e se essa diferença não ocorreu ao acaso.
Além disso, é preciso replicar experimentos para ter certeza de que os efeitos observados se mantêm consistentes quando o teste é repetido nas mesmas condições.
Análise dos resultados
Após a realização da experimentação, é necessário fazer uma análise cuidadosa dos dados e resultados obtidos.
O objetivo aqui é estabelecer empiricamente quais hipóteses foram apoiadas pelos resultados e quais foram falseadas ou rejeitadas.
A análise envolve técnicas estatísticas para determinar se os resultados apresentam significância (não ocorreram ao acaso) bem como magnitude de efeito (tamanho da diferença ou relação observada entre variáveis).
Interpretações equivocadas podem ocorrer caso os resultados de um experimento sejam generalizados de forma imprópria ou se a amostra utilizada não for representativa. Por isso a importância de se considerar possíveis vieses e limitações dos estudos.
Além disso, às vezes os resultados obtidos contradizem claramente as hipóteses formuladas ou apresentam efeitos inesperados.
Nesses casos, é preciso refazer o caminho investigativo, reformulando hipóteses e problemas.
Mas, claro, é comum que hipóteses guiem o pesquisador para resultados que ele não esperava. O universo da ciência está repleto de exeplos disso:
- Descoberta dos Raios-X por Wilhelm Röntgen:
Em 1895, Röntgen estava experimentando com tubos de raios catódicos quando notou um brilho vindo de uma placa química próxima.
Isso o levou à descoberta dos raios-X, uma forma de radiação que ele inicialmente chamou de “X” por ser desconhecida;
- Descoberta da Estrutura do DNA:
James Watson e Francis Crick estavam inicialmente explorando modelos tridimensionais para entender a estrutura das proteínas.
Seus estudos os levaram à descoberta da estrutura de dupla hélice do DNA em 1953, uma das descobertas mais significativas na biologia;
- Experimento da Dupla Fenda de Thomas Young:
Este experimento, originalmente conduzido com luz e mais tarde replicado com elétrons, demonstrou que partículas podem exibir tanto características de ondas quanto de partículas.
- Princípio da Incerteza de Heisenberg:
Werner Heisenberg, ao explorar a mecânica quântica, propôs o Princípio da Incerteza em 1927, que afirma que é impossível medir simultaneamente com precisão a posição e o momento de uma partícula.
Esta ideia desafiou as noções clássicas de medição e previsibilidade, e foi um resultado surpreendente das investigações iniciais sobre o comportamento quântico.
- Dualidade Onda-Partícula de Luz:
A história da dualidade onda-partícula da luz é particularmente fascinante.
Originalmente, havia um grande debate sobre se a luz era composta de partículas (como proposto por Newton) ou de ondas (como proposto por Huygens).
No século 19, os experimentos de interferência de Thomas Young apoiavam fortemente a teoria ondulatória.
No entanto, no início do século 20, o efeito fotoelétrico, explicado por Albert Einstein, mostrou que a luz também exibia propriedades de partículas.
Esta dualidade foi um dos principais impulsionadores para o desenvolvimento da teoria quântica.
Conclusões (do método científico)
A última etapa do método científico resume os achados, interpreta os resultados mais relevantes e aponta contribuições e aplicações práticas oriundas da pesquisa realizada.
As conclusões devem destacar os pontos mais importantes, sem extrapolar os dados apresentados.
Caso os resultados não tenham apoiado nenhuma das hipóteses principais, é preciso apontar as possíveis razões (viéses, falhas metodológicas, variáveis intervenientes).
Ou seja, determinar o que pode estar acontecendo para as hipóteses não terem se confirmado também fazem parte do estudo.
Com base no que foi descoberto com o experimento realizado, também se pode propor novos estudos complementares e sugerir adaptações das teorias e modelos existentes na área de conhecimento.
Assim, o processo científico segue de forma contínua e incremental, com pesquisas gerando novos problemas e questões a serem investigadas.
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Conclusão
Podemos perceber que o método científico, apesar de seguir uma estrutura e sequência lógica de raciocínio investigativo, não é um processo linear e imutável.
Novos métodos e abordagens têm sido incorporados, trazendo mais tecnologia, análises quantitativas e estudos.
Contudo, suas etapas essenciais seguem servindo de base e referência para o avanço da ciência.
Será que no futuro surgirão novas maneiras de se fazer ciência que revolucionem o método que temos hoje?
Somente com muito estudo, criatividade e uma pitada de sorte poderemos descobrir.
E você, topa encarar esse desafio?
