Indutivismo e Dedutivismo

António Mendes

Maio de 2009

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Exemplos de Raciocínio Científico

Indutivismo

Leis de MendelDedutivismo

Kepler e a Órbita de Marte

O Indutivismo de Mendel

Exp. 15474 lisas1850 rugosasExp. 2428

verdes

152

amarelas

LEIA

proporção entre

dominantes e

recessivos na 2ª

Geração é 3:1

2,96:1

2,82:1

O Indutivismo de Mendel

Exp. 1Evidência experi

mentalExp. 2Evidência experi

mental

Indução

LEI GERAL

(CONCLUSÃO)

2,96:1

2,82:1

O Dedutivismo de Kepler

HipóteseA órbita de Marte é elíptica

DeduçãoPredição das posições de Marte

Evidência ExperimentalPosições observadas coincidem com as predições

O Dedutivismo de KeplerHipótese

A órbita de Marte é elíptica

DeduçãoPredição das posições de Marte

Evidência ExperimentalPosições observadas coincidem com as predições

ConclusãoHipótese/lei é satisfatória porque as predições são satisfatórias

AS DIFICULDADES COM A INDUÇÃO

A Indução baseia-se na causalidade

• Que o sol não se há-de levantar amanhã não é uma proposição menos inteligível, e não implica maior contradição, do que a afirmação de que ele se levantará. Por conseguinte, em vão tentaríamos demonstrar a sua falsidade.

• Todos os raciocínios relativos à questão de facto parecem fundar-se na relação de Causa e Efeito.

David Hume 1745 Investigação sobre o

Entendimento Humano. n. 21 e 22.

• Nada tão parecido como os ovos entre si, e, no entanto, ninguém em virtude desta aparente semelhança, espera o mesmo gosto e sabor em todos eles.

David Hume 1745 Investigação sobre o

Entendimento Humano. n.31

[(p q) p] q

• Só depois de um longo curso de experimentos uniformes de qualquer género é que obtemos uma firme confiança e certeza relativamente a um evento particular. Ora, onde está esse processo de raciocínio que, de um caso, tira uma conclusão, tão diferente da que ele infere a partir de centenas de casos que de modo algum são diferentes desse caso singular?

David Hume 1745 Investigação sobre o

Entendimento Humano. n. 31

O salto injustificado da indução

• Dever-se-ia dizer que, de alguns experimentos uniformes, nós inferimos uma conexão entre as qualidades sensíveis e os poderes secretos; (…) em que processo de argumento se funda esta inferência?

David Hume 1745 Investigação sobre o

Entendimento Humano. n. 32

Indução e causação

• Aqui está, pois, o nosso natural estado de ignorância relativamente aos poderes e à influência de todos os objectos. Como é ele remediado pela experiência? Ela mostra-nos somente alguns efeitos uniformes, resultando de certos objectos, e ensina-nos que esses objectos particulares, nesse momento particular, estavam dotados de tais poderes e forças. Quando se exibe um novo objecto, dotado de similares qualidades sensíveis, esperamos poderes e forças semelhantes e vamos à procura de um efeito similar.

David Hume 1745 Investigação sobre o

Entendimento Humano. n. 32

Indução, causação e regularidade da Natureza

• Afirmais que uma proposição é inferência de uma outra. Mas, deveis confessar que a inferência não é intuitiva, nem demonstrativa: de que natureza, é então? Afirmar que é experimental é supor que já é verdadeira, porque todas as inferências a partir da experiência supõem, como seu fundamento, que o futuro se assemelhará ao passado e que poderes similares estarão ligados a qualidades sensíveis similares.

David Hume 1745 Investigação sobre o

Entendimento Humano. n. 32

A Indução nada prova

• Se alguma suspeita houver de que o curso da natureza pode mudar e de que o passado pode não ser a regra do futuro, toda a experiência se torna inútil e não pode suscitar nenhuma inferência ou conclusão. É impossível, pois, que quaisquer argumentos da experiência possam provar a semelhança do passado com o futuro, visto que todos os argumentos se baseiam na suposição desta semelhança.

David Hume 1745 Investigação sobre o

Entendimento Humano. n. 32

Uma visão do método científico

Experimentar

Observar

Gerar Hipóteses

Verificar Hipóteses

Rever Modelo

Caso #1

Thomson descobre o electrão

• Thomson realizou uma série de experiências utilizando um tubo de raios catódicos (tubo semelhante aos tubos existentes no interior dos televisores).

• Neste tubo, eram efectuadas descargas eléctricas através de um gás rarefeito.

J. J. Thomson

 (1856 - 1940)

Tubo de raios catódicos

A experiência de J.J. Thomson

+

-N

SA

B

C

1. O ponto de impacto inicial dos raios catódicos é em B.2.Thomson aplicou um campo magnético, provocando a deflexão para C.3. Aplicou então campo eléctrico até o feixe retornar ao ponto de impacto inicial, B.4. A partir das intensidades dos campos eléctrico e magnético, Thomson calculou a relação carga-massa: 5. Conclusão: ou a carga dos electrões é muito grande ou a sua massa muito pequena.

gramacoulombsx /1076,1 8

Observava-se fluorescência esverdeada devido à existência de partículas de carga negativa que saem dos átomos do cátodo. • Ao estudar as descargas no interior deste aparelho, Thomson, descobriu o

electrão.• A descarga emitida tinha carga eléctrica negativa e era de natureza

corpuscular.• A sua massa era muito menor que a massa de qualquer átomo conhecido –

eram os electrões.• Thomson provou que os electrões eram corpúsculos, dotados de carga

eléctrica e de massa, que fazem parte de toda a matéria.

O corpúsculo de carga negativa

Electrões (partículas com carga eléctrica

negativa)

Esfera com carga eléctrica positiva

O pudim de passas de Thomson

• O átomo era uma esfera maciça de carga eléctrica positiva, estando os electrões dispersos na esfera.

• O número de electrões seria tal que a carga total do átomo seria zero.

Caso #2

A experiência de Rutherford (1911)

Ernest Rutherford

(1871 - 1937)

Resultados previstos segundo o modelo de Thomson:

Resultados obtidos:

As partículas α deveriam

atravessar as folhas de ouro sem

sofrer desvios.

A maior parte das partículas α

comportava-se como esperado, mas um

significativo número delas sofria desvios

acentuados.

● ● ●

● ●

● ● ●

Resultados inesperados

Interpretação de Rutherford

• Os átomos de ouro possuem um núcleo com carga positiva (protões).

• Os electrões, de carga negativa, orbitam o núcleo.

• Protões e electrões formam um sistema semelhante a um sistema planetário, que na sua maior parte é espaço vazio.

Modelo planetário de Rutherford

Dificuldades com o modelo

• Este modelo contrariava algumas das teorias da Física:– Cargas eléctricas irradiam

energia electromagnética, isto é, perdem energia ao mover-se.

– A força centrífuga sobrepõe-se.– O electrão deveria precipitar-se

no núcleo, mais tarde ou mais cedo.Modelo planetário de

Rutherford

Caso #3

Niels Bohr

(1885 - 1962)

Niels Bohr

• Niels Bohr trabalhou com Thomson, e posteriormente com Rutherford.

• Tendo continuado o trabalho destes dois físicos, aperfeiçoou, em 1913, o modelo atómico de Rutherford.

Reinterpretação de Niels Bohr

• Os átomos de ouro possuem um núcleo com carga positiva (protões).

• Os electrões, de carga negativa, orbitam o núcleo.

• Protões e electrões formam um sistema semelhante a um sistema planetário, que na sua maior parte é espaço vazio.

Modelo planetário de Rutherford

O modelo de Bohr

• Apenas algumas órbitas seriam permitidas aos electrões;

• Cada órbita correspondia a um nível de energia bem definido do electrão;

• Os electrões podem saltar de uma órbita para outra, ao absorver ou emitir energia.

• O nível mais energético seria o mais distante do núcleo, e o menos energético o mais próximo.

Os resultados de Rutherford explicados pelo modelo de Bohr

+

As limitações do modelo de Bohr

• Este modelo adequa-se muito bem a átomos com apenas um electrão, falhando para átomos com vários electrões;

• Este modelo também não explica a interacção entre vários átomos.

• No entanto, ainda é o modelo mental utilizado por muitos cientistas, visto ser de fácil visualização.

Questões

• À luz da experiência reproduzida, a ciência é um saber indutivo ou dedutivo?

• Como é garantida a objectividade do conhecimento em cada um destes processos?