O que é a física? como trabalham os físicos?

1.0 O que é ciência?

"Aqueles de nós que têm a sorte de ter escolhido carreiras científicas têm a obrigação de ajudar os não cientistas a distinguir o genuíno do falsificado... A nossa intenção é fornecer um modelo contra o qual as afirmações podem ser comparadas, não para ver se estão certas, mas para ver se pertencem ao domínio da ciência". (1) Ao navegar pelo site da Associação Americana de Física (APS), deparei-me com um texto publicado na revista APS News que expressa preocupação com temas que hoje reconhecemos como negacionismo e pseudociência. O curioso é que esse texto data de 1999, evidenciando que tais problemas não são recentes. A disseminação de afirmações equivocadas sobre ciência e a frequente confusão entre ciência e religião são questões persistentes. (Para ler mais, clique aqui. ) Diante disso, torna-se essencial compreender com clareza o que é ciência. Como meu objetivo é produzir um texto sobre física, considero fundamental começar tratando do conceito de ciência e da forma como os cientistas trabalham. Uma explicação simples e eficaz é oferecida pelo site do Museu de Paleontologia da Universidade de Berkeley, que se propõe a definir parâmetros para compreender o que é ciência e como ela opera. ( 2)

Para entender o que é ciência, basta olhar ao seu redor. (4) O que você vê? Talvez sua mão sobre o mouse, a tela do computador, papéis, canetas, o gato da família, o sol brilhando pela janela... A ciência é, em certo sentido, o conhecimento que temos sobre tudo isso — sobre todas as coisas que existem no universo. Ela abrange desde as partículas subatômicas mais minúsculas presentes em um único átomo do metal nos circuitos do seu computador, até as reações nucleares que formaram o imenso globo de gás que é o Sol, passando pelas complexas interações químicas e flutuações elétricas dentro do seu próprio corpo que permitem que você leia e compreenda estas palavras. Mas a ciência não é apenas uma coleção de informações. Tão importante quanto o que sabemos, é o processo confiável pelo qual aprendemos sobre o universo. E o que distingue a ciência de outras formas de conhecimento é justamente o modo como esse conhecimento é construído. A ciência se baseia em testar ideias com base em evidências colhidas diretamente do mundo natural . Este site tem como objetivo ajudar você a compreender melhor a ciência como um processo de aprendizado sobre o mundo ao nosso redor — e mostrar como esse processo influencia, diariamente, a sua vida. A ciência ajuda a satisfazer a curiosidade natural com a qual todos nascemos: Por que o céu é azul? Como o leopardo ganhou suas manchas? O que é um eclipse solar? Com a ciência, podemos responder a essas perguntas sem recorrer a explicações mágicas. Além disso, ela pode levar a avanços tecnológicos e nos ajuda a compreender temas extremamente importantes e úteis, como a nossa saúde, o meio ambiente e os riscos naturais. Sem a ciência, o mundo moderno simplesmente não seria moderno. Ainda assim, há muito o que aprender. Milhões de cientistas em todo o mundo trabalham todos os dias para desvendar diferentes partes do grande quebra-cabeça que é o funcionamento do universo. Eles investigam seus cantos mais escondidos com o auxílio de microscópios, telescópios e outras ferramentas, em busca de revelar os segredos que ainda não conhecemos. A ciência é complexa e multifacetada, mas suas características mais importantes são diretas e compreensíveis: • A ciência é uma forma de aprender sobre o mundo natural, entender como ele funciona e como chegou a ser como é. Não se trata apenas de uma coleção de fatos, mas sim de um caminho para a compreensão. • A ciência foca exclusivamente no mundo natural, não lidando com explicações sobrenaturais. • Embora os cientistas trabalhem de diversas maneiras, toda investigação científica se baseia na testagem de ideias, observando se as expectativas geradas por uma hipótese realmente se confirmam com os dados observados. • As ideias científicas aceitas são confiáveis porque passaram por testes rigorosos. No entanto, à medida que surgem novas evidências ou perspectivas, essas ideias podem ser revistas e aprimoradas. • A ciência é um empreendimento coletivo. Ela se apoia em um sistema de verificação e crítica, que garante que o conhecimento avance de forma mais precisa e fundamentada. A diversidade dentro da comunidade científica — composta por pessoas de diferentes origens, culturas e visões de mundo — enriquece o processo ao oferecer múltiplas perspectivas. Para muitos, a ciência pode parecer algo distante, restrito a laboratórios ou instituições isoladas. Mas essa visão está baseada em um equívoco. Na verdade: • A ciência influencia sua vida todos os dias, de muitas formas diferentes. • A ciência pode ser divertida e está ao alcance de todos. • É provável que você já esteja utilizando o pensamento científico no seu cotidiano — mesmo sem perceber. • Qualquer pessoa pode “fazer” ciência, desde que investigue questões de forma sistemática e com base em evidências. O que é ciência? A palavra “ciência” provavelmente traz à sua mente várias imagens diferentes: um grosso livro didático, jalecos brancos e microscópios, um astrônomo observando o céu por um telescópio, um naturalista em plena floresta tropical, as equações de Einstein rabiscadas num quadro negro, o lançamento de um ônibus espacial, frascos borbulhantes em um laboratório... Todas essas cenas refletem algum aspecto da ciência — mas nenhuma delas, isoladamente, dá conta de retratar o todo, porque a ciência possui múltiplas facetas. • A ciência é tanto um corpo de conhecimentos quanto um processo. Na escola, ela pode, por vezes, parecer apenas uma coleção de fatos isolados e estáticos listados em livros didáticos — mas isso representa apenas uma parte da história. Tão importante quanto os conhecimentos adquiridos é o processo de descoberta que nos permite conectar fatos dispersos para formar compreensões coerentes e abrangentes sobre o mundo natural • A ciência é empolgante. Ela nos permite explorar o universo, entender como as coisas funcionam hoje, como funcionavam no passado e como provavelmente se comportarão no futuro. Os cientistas são movidos pela curiosidade e pelo entusiasmo de observar ou desvendar algo que jamais foi descoberto antes. • A ciência é útil. O conhecimento científico é poderoso e confiável — ele sustenta o desenvolvimento de novas tecnologias, possibilita o tratamento de doenças e contribui para a solução de inúmeros desafios enfrentados pela sociedade. • A ciência é um processo contínuo e dinâmico. Nosso entendimento sobre o universo está sempre sendo refinado e ampliado, e esse avanço constante gera novas perguntas e abre caminhos para investigações futuras. A ciência nunca estará concluída — ela é um esforço em permanente evolução. • A ciência é um empreendimento humano global. Pessoas em todas as partes do mundo contribuem para o progresso científico. E você também pode fazer parte disso! Ciência para todos O processo de descoberta científica não está restrito a cientistas profissionais em laboratórios. Você pratica o pensamento científico todos os dias — muitas vezes sem perceber. Quando você deduz que seu carro não está funcionando por causa de uma falha na bomba de combustível, ou percebe que as centopeias no seu quintal preferem se esconder debaixo de pedras sombreadas, está utilizando raciocínio semelhante ao aplicado em descobertas científicas clássicas, como a identificação da dupla hélice do DNA. Essas situações têm algo em comum: envolvem fazer observações, analisar evidências e chegar a conclusões que fazem sentido com base nos fatos disponíveis. E essa sensação de encontrar uma explicação coerente é tão gratificante quanto qualquer descoberta científica formal. Aliás, alguns psicólogos afirmam que a forma como os seres humanos aprendem — especialmente na infância — se assemelha muito ao funcionamento da ciência: tanto crianças quanto cientistas observam, experimentam, testam ideias e mantêm aquelas que se mostram eficazes. Algumas questões científicas podem parecer complexas — como, por exemplo, quais reações químicas permitem que as células quebrem as ligações das moléculas de açúcar. Mas nem toda ciência precisa ser complicada. Você provavelmente já se fez várias perguntas perfeitamente válidas do ponto de vista científico: Como os aviões conseguem voar? Por que os bolos crescem no forno? Por que as maçãs escurecem depois de cortadas? Muitas dessas perguntas podem ser respondidas com uma rápida pesquisa em livros, na internet ou na biblioteca local — ou até por meio de suas próprias observações e experimentos. Por outro lado, existem muitas questões que ainda não têm resposta , e investigá-las pode levar a descobertas surpreendentes. Ainda temos muito a aprender sobre o funcionamento do mundo ao nosso redor. Por exemplo, a ciência ainda está tentando entender com mais profundidade como o seu cérebro se lembra de comprar leite no supermercado . Ou seja, muitas perguntas simples e do cotidiano — que despertam a nossa curiosidade — também são objeto de estudos científicos em andamento. Descoberta: A centelha da ciência Duas imagens: à esquerda uma galáxia, à direita uma gota de água. Créditos da foto: Usuário do Flickr NASA Goddard Space Flight Center e usuário do Flickr Allan Foster . Para um cientista (e, na verdade, para qualquer pessoa que pense cientificamente sobre o mundo ao seu redor), cada dia traz a possibilidade de uma descoberta — de ter uma ideia totalmente nova ou de observar algo que ninguém jamais viu. Vastos conjuntos de conhecimento ainda precisam ser construídos e muitas das perguntas mais básicas sobre o universo ainda precisam ser respondidas: • O que causa a gravidade? • Como as placas tectônicas se movem na superfície da Terra? • Como nossos cérebros armazenam memórias? • Como as moléculas de água interagem umas com as outras? Não sabemos as respostas completas para essas e uma quantidade enorme de outras perguntas, mas a perspectiva de respondê-las impulsiona a ciência a avançar. Momentos de "Eureka!" ou "aha!" podem não acontecer com frequência, mas são experiências que frequentemente motivam os cientistas. Descobertas, novas perguntas e novas ideias são o que mantém os cientistas em movimento e acordados à noite. Mas são apenas uma parte do cenário. O resto envolve muito trabalho árduo (e às vezes tedioso). Na ciência, descobertas e ideias devem ser verificadas por múltiplas linhas de evidências e então integradas ao restante da ciência, um processo que pode levar muitos anos. Se você gostou, este texto continua aqui.

(1) https://www.aps.org/publications/apsnews/199906/popa.cfm; acesso em 16 nov. 2023. — Andrew Sessler, junho de 1999, Volume 8, Número 6. (2) Entendendo a Ciência 101 - Entendendo a Ciência (berkeley.edu); acesso em 16 nov. 2023. (3) https://undsci.berkeley.edu/understanding-science-101/; acesso em 16 nov. 2023. (4) https://undsci.berkeley.edu/wp-content/uploads/2022/09/UndSci_101_Overview.pdf