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15 3 - “Isso é só uma teoria” Muitas vezes utilizamos palavras em nosso dia a dia que têm significado diferente em outros lugares e situações. Por exemplo, quando você diz que tem uma “teoria” sobre porque seu time perdeu uma partida de futebol é diferente de quando um grupo de cientistas elabora uma teoria científica. “Teoria”, no senso comum, é um palpite sobre a explicação de algum fato; um pouco semelhante às hipóteses que os cientistas elaboram: uma explicação provisória, ainda que fundamentada em saberes científicos prévios. Cientistas trabalham com teorias, leis e modelos todos os dias para tentar explicar os fenômenos estudados, mas estas teorias, assim como tudo na ciência, buscam estar exatas, sendo calculáveis, observáveis ou verificáveis. Vamos aprender a diferença entre esses termos? 1 – Hipótese: É uma tentativa de solução do problema científico apresentado, uma explicação temporária, que ainda precisa passar pela verificação. Exemplo: No início do século XX, o cientista sueco Svante Arrhenius elaborou a hipótese da Panspermia Cósmica. Segundo ele, seria altamente improvável que as moléculas complexas da vida tenham surgido de modo espontâneo na Terra. Para ele, tais moléculas teriam vindo do espaço exterior em cometas. Como esta idéia ainda não foi verificada de modo algum, ela segue sendo apenas uma hipótese: uma tentativa de solução para um problema científico. A Teoria atualmente aceita para a origem das moléculas orgânicas é a Teoria da Evolução Química, dos cientistas Oparin e Haldane. Ela foi verificada experimentalmente (“comprovada”) pelos cientistas Miller e Urey. Figura 11 - O experimento que verificou a hipótese sobre a origem das moléculas da vida na Terra. Fonte: Você acha que a palavra “Teoria” passa uma ideia de certeza ou de dúvida? Quando você está diante de um mistério ou enigma você costuma arriscar um palpite? Como você chama isso? Para você as “Leis” (Como a Lei da Gravidade) são mais confiáveis que as “Teorias” (Como a Teoria do Big Bang)? Você acha que é possível ver dentro do nosso planeta? Então como sabemos sua estrutura? 16 2 – Teoria: Uma teoria é desenvolvida quando uma ou várias hipóteses são testadas, confrontadas e verificadas, até que o grupo de cientistas concorde qual delas é a mais adequada para explicar o problema científico proposto inicialmente. Uma teoria pode ser testada empiricamente (experimentos) ou não, dependendo da natureza do fenômeno observado. Porém outras ferramentas podem ser utilizadas, como medições e coleta de dados de campo. Dois exemplos muito famosos de teorias científicas são a Teoria da Evolução e a Teoria da Deriva Continental. A Teoria da Deriva Continental afirma que os continentes estão continuamente em movimento, gerando efeitos no relevo e fenômenos como vulcões e terremotos. A verificação desta teoria se deu ao longo de vários anos, após intenso debate científico, medições, coleta de rochas e fósseis de diferentes lugares para comparação. Figura 12 - Teoria da Deriva Continental Uma teoria científica é sempre “Aproximadamente exata”, pois precisa estar aberta a novos fatos, observações e experimentos que possam modificá-la. Quando isto não ocorre, ou pelo contrário: novos fatos, observações e experimentos comprovam mais ainda a teoria em questão, ela é elevada à condição de CONSENSO CIENTÍFICO. Foi o que aconteceu com as Teorias da Evolução e da Deriva Continental: elas atualmente têm uma gama de elementos de comprovação tão grande que são praticamente exatas. Teorias refutadas: ao longo da história, uma série de teorias científicas foram abandonadas diante do surgimento de novos dados e tecnologias. Foi o caso, por exemplo, do Geocentrismo (Terra como centro do Universo), a Abiogênese (a vida poderia surgir espontaneamente da matéria não-viva) e o Imobilismo (Os continentes estão imóveis ao longo dos milênios). 17 3 – Lei: Ao contrário do que possa parecer, a Lei não é superior à Teoria. As leis científicas são uma descrição detalhada de eventos que acontecem regularmente, e geralmente pode ser expressa por fórmulas matemáticas. Por exemplo: a queda dos objetos. Podemos experimentar que, ao soltar um objeto ele cai em direção ao chão. Ao experimentar muitas vezes, podemos concluir que os objetos sempre caem em direção ao chão. Porém, POR QUE os objetos caem? Com que velocidade eles caem? É possível prever onde, como e quando eles vão cair? Para responder a todos esses questionamentos, usamos a Lei da Gravidade, elaborada pelo cientista Isaac Newton. Ele chegou à conclusão que existe uma força que atrai os objetos em relação ao chão, e isso se dá por causa da enorme massa do nosso planeta em relação ao objeto que é solto. Ele calculou que os objetos sempre caem na mesma taxa de aceleração, que é aproximadamente 9,8 m/s². Com esses dados, é possível prever com regularidade a queda de todos os objetos na superfície da Terra. Figura 13 - Na superfície da Terra todos os objetos caem segundo a mesma lei. As leis não são superiores às teorias, muito pelo contrário: elas muitas vezes ajudam a confirmá-las. A Teoria da Evolução, por exemplo, previa a Seleção Natural dos indivíduos pelo meio, selecionando “Fatores” hereditários. Darwin, porém, não sabia explicar como esses fatores eram transmitidos. Posteriormente, um monge botânico, Gregor Mendel, interessado em prever o resultado do cruzamento de variedades de ervilhas, elaborou as Leis de Mendel, que deram suporte para a Teoria da Evolução de Darwin. Figura 14 - As leis de Mendel ajudaram a explicar as teorias de Darwin 18 4 – Modelos: Algumas vezes os problemas científicos tratam de coisas infinitamente grandes ou infinitamente pequenas, de modo que é impossível ao cientista a observação direta do fenômeno. Para explicar a maior parte dos fenômenos relacionados àquele problema científico, os cientistas então utilizam modelos. O maior exemplo de modelo que temos é o átomo. O átomo por muito tempo foi considerado a menor coisa do Universo, porém é aquilo do qual todas as coisas são feitas. Hoje sabemos que o átomo contém partículas menores dentro de si, e até mesmo pode ser dividido. Porém para explicar o que é o átomo, qual é a sua estrutura, os cientistas sempre tiveram certa dificuldade. Eles então iniciaram, ao longo dos séculos, uma enorme variedade de experimentos a fim de solucionar este enigma; tal qual uma criança que tenta descobrir o que ganhou de natal sacudindo, pesando e manuseando a embalagem do presente antes de abri-lo. Figura 15 - Evolução dos modelos atômicos. Atualmente contamos com dois modelos historicamente defasados de átomo: o átomo indivisível de Dalton e o “Pudim de Passas” de Thompson. Outros modelos, mais modernos, como o modelo planetário de Rutherford-Bohr e o modelo da “Nuvem de Elétrons” de Schrödinger, podem ser mais úteis para explicar fenômenos químicos a nível escolar ou científico. Todos, porém, são aproximações do átomo real, que de tão pequeno não pode ser observado. Esses modelos não são “inventados”; são deduzidos de acordo com experimentos e observações em átomos reais. Figura 16 - Melhor imagem já obtida de um conjunto de átomos (Microscópio Eletrônico de Tunelamento) 19 Aplicando... 1 – Qual é a diferença entre a palavra teoria usada no dia-a-dia e a mesma palavra quando usada em relação à ciência? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 2 – Para a ciência, o que é uma Hipótese? ______________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3 – Imagine o seguinte problema científico: “Em um jardim, as abelhas estão gradualmente desaparecendo”. a) Elabore uma hipótese para explicar esse problema. ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ b) Elabore um modo de realizar a verificação dessa hipótese (testá-la). ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ c) Se após verificar sua hipótese você descobrir que ela não estava correta, o que você deve fazer? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 4 – Para a ciência, o que é uma Teoria? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 5 – O que é Consenso Científico? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 6 – É correto dizer que uma Lei é mais importante que uma teoria? Por quê? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 7 – Para que servem os modelos científicos? 20 ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 8 – É correto dizer que os modelos científicos são falsos? Por quê? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 9 – O texto cita algumas teorias refutadas, ou seja: que não são mais aceitas pelo consenso científico. Escolha uma das Teorias refutadas e pesquise: por qual teoria elas foram substituídas? Por quê? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ Vale a pena saber: A ciência está em constante expansão e novas hipóteses surgem diariamente, embora nem todas estejam ainda validadas. Gostaria de conhecer algumas delas?