O método científico foi utilizado em primeiro lugar durante a Revolução Científica (1500-1700). Ele combinava conhecimentos teóricos, como a matemática, com experiências práticas, usando instrumentos científicos, análise de resultados e comparações e, finalmente, revisão pelos colegas, tudo para melhor determinar como funciona o mundo ao nosso redor. Desta forma, após testes rigorosos com base nas hipóteses, leis poderiam ser formuladas para explicar os fenômenos observáveis. O objetivo desse método científico não se limitava a aumentar o conhecimento humano, mas sim torná-lo benéfico e prático para todos, melhorando a condição humana.
Uma Nova Abordagem: a Visão de Bacon
Francis Bacon (1561-1626) foi um filósofo, estadista e autor inglês. Considerado um dos fundadores da pesquisa científica moderna e do método científico - e até mesmo como "o pai da ciência moderna" -, ele propôs um novo método combinado de experimentação empírica (observável) e coleta de dados compartilhados para que a humanidade pudesse finalmente descobrir todos os segredos da natureza e melhorar a si mesma. Bacon defendia a necessidade do estudo empírico sistemático e detalhado como a única maneira de aumentar a compreensão da humanidade e, mais importante para ele, obter o controle da natureza. Essa abordagem parece bastante óbvia nos dias atuais, mas, na época, o enfoque altamente teórico do filósofo grego Aristóteles (v. 384-322 a.C.) ainda dominava o pensamento. Os argumentos verbais importavam mais do que a observação do mundo. Além disso, os filósofos naturais estavam preocupados com o motivo pelo qual as coisas acontecem, em vez de primeiro averiguar o que estava acontecendo na natureza.
Bacon rejeitou esta abordagem retrógrada do conhecimento, isto é, a tentativa aparentemente interminável de provar que os antigos estavam certos. Em vez disso, os pensadores e experimentadores, afirmou o filósofo, deveriam agir como os novos navegadores, que ultrapassaram os limites do mundo conhecido. Cristóvão Colombo (1451-1506) mostrou que havia terra firme do outro lado do Oceano Atlântico. Vasco da Gama (c. 1469-1524) explorou o globo na direção oposta. Os cientistas (como os chamaríamos atualmente), precisavam ser igualmente ousados. O conhecimento antigo tinha que ser rigorosamente testado para verificar sua validade. Novos conhecimentos precisavam ser adquiridos testando minuciosamente a natureza sem ideias preconcebidas. A razão tinha que ser aplicada aos dados coletados de experimentos e os mesmos dados deveriam ser compartilhados abertamente com outros pensadores para que novos testes pudessem acontecer, comparando os resultados com o que outros haviam descoberto. Finalmente, esse conhecimento devia ser usado para melhorar a condição humana; caso contrário, não adiantava persegui-lo em primeiro lugar. Essa era a visão de Bacon. O que ele propôs realmente aconteceu, mas com três fatores notáveis adicionados ao método científico: matemática, hipóteses e tecnologia.
A Importância dos Experimentos e Instrumentos
As experiências sempre foram realizadas por pensadores, desde figuras da Antiguidade como Arquimedes (v. 287-212 a.C.) até os alquimistas da Idade Média, mas tais experimentos caracterizavam-se pela aleatoriedade e, muitas vezes, tentavam provar uma ideia preconcebida. Na Revolução Científica, a experimentação tornou-se uma atividade sistemática e multifacetada, envolvendo muitas pessoas diferentes. Essa abordagem mais rigorosa para coletar dados observáveis também representou uma reação contra atividades e métodos tradicionais, como a magia, astrologia e alquimia, todos eles verdadeiros mundos antigos e secretos de coleta de conhecimento que, a partir daí, estavam sob questionamento.
No início da Revolução Científica, os experimentos consistiam em qualquer tipo de atividade realizada para ver o que aconteceria, uma espécie de abordagem de vale tudo para satisfazer a curiosidade. Deve-se destacar, no entanto, que o significado moderno do experimento científico difere bastante, conforme se pode constatar pela definição de W. E. Burns: "a criação de uma situação artificial projetada para estudar princípios científicos considerados aplicáveis em todas as situações" (95). É justo dizer, porém, que a abordagem moderna da experimentação, com seu foco altamente especializado, no qual apenas uma hipótese específica está sendo testada, não teria se tornado possível sem os experimentadores pioneiros da Revolução Científica.
O primeiro experimento prático bem documentado de nosso período foi feito por William Gilbert com o uso de ímãs; ele publicou suas descobertas em 1600, na obra On the Magnet [Sobre o Magnetismo]. Trata-se de um trabalho pioneiro porque “central para a iniciativa de Gilbert era a afirmação de que você poderia reproduzir seus experimentos e confirmar seus resultados: seu livro era, na verdade, uma coleção de receitas experimentais” (Wootton, 331).
Restavam os céticos da experimentação, aqueles que enfatizavam que os sentidos poderiam ser enganados, ao contrário da razão da mente. Um desses céticos foi René Descartes (1596-1650), mas ele e outros filósofos naturais que questionavam o valor do trabalho dos experimentadores práticos foram responsáveis por criar uma nova divisão duradoura entre a filosofia e o que atualmente chamaríamos de ciência. O termo "ciência" não tinha uso amplamente disseminado no século XVII; em vez disso, muitos pesquisadores referiam-se a si mesmos como praticantes da "filosofia experimental". O primeiro uso em inglês do termo "método experimental" ocorreu em 1675.
O primeiro esforço verdadeiramente internacional em experimentos coordenados ocorreu no desenvolvimento do barômetro. Este processo começou com os esforços do italiano Evangelista Torricelli (1608-1647), em 1643. Torricelli descobriu que o mercúrio poderia ser elevado dentro de um tubo de vidro quando uma extremidade desse tubo fosse colocada num recipiente de mercúrio. A pressão do ar sobre o mercúrio no recipiente empurrava o mercúrio no tubo cerca de 30 polegadas (76 cm) mais alto do que o nível no recipiente. Em 1648, Blaise Pascal (1623-1662) e seu cunhado Florin Périer conduziram experimentos usando aparelhos semelhantes, mas desta vez testados sob diferentes pressões atmosféricas, configurando os dispositivos em várias altitudes na encosta de uma montanha. Os cientistas observaram que o nível de mercúrio no tubo de vidro caía à medida que a altitude aumentava.
O químico anglo-irlandês Robert Boyle (1627-1691) chamou o novo instrumento de barômetro e demonstrou conclusivamente o efeito da pressão do ar, usando um barômetro dentro de uma bomba de ar na qual se criava o vácuo. Boyle formulou o princípio que ficou conhecido como "Lei de Boyle". Esta lei afirma que a pressão exercida por uma certa quantidade de ar varia inversamente em proporção ao seu volume (desde que as temperaturas sejam constantes). A história do desenvolvimento do barômetro tornou-se típica ao longo da Revolução Científica: a observação de fenômenos naturais levava à invenção de instrumentos para medir e entender esses fatos observáveis, cientistas colaboravam (às vezes até competiam) e, assim, aperfeiçoavam o trabalho uns dos outros até que, finalmente, uma lei universal pudesse ser elaborada para explicar o que estava sendo visto. Essa lei poderia então ser usada como dispositivo preditivo em experimentos futuros.
Experimentos como as demonstrações da bomba de ar de Robert Boyle e o uso do prisma por Isaac Newton - para demonstrar que a luz branca é composta de luz de cores diferentes - mantiveram a tendência de experimentação para provar, testar e ajustar teorias. Além disso, esses esforços destacam a importância dos instrumentos científicos no novo método de investigação. O método científico resultou na invenção de instrumentos úteis e precisos que, por sua vez, acabaram sendo usados em experimentos adicionais. A invenção do telescópio (c. 1608), microscópio (c. 1610), barômetro (1643), termômetro (c. 1650), relógio de pêndulo (1657), bomba de ar (1659) e relógio de mola helicoidal com balança (1675) permitiram medições mais precisas, o que antes era impossível. Novos instrumentos abriam espaço para uma nova gama de experimentos. Novos campos especializados de estudo surgiram, como a meteorologia, anatomia microscópica, embriologia e ótica.
O método científico passou a abranger os seguintes componentes essenciais:
- Realização de experimentos práticos.
- Realização de experiências sem preconceito em relação ao que deviam comprovar.
- Utilização do o raciocínio dedutivo (criação de uma generalização a partir de exemplos específicos) para formar uma hipótese (teoria não testada), que é então avaliada através de experimentos, após os quais a hipótese pode ser aceita, alterada ou rejeitada com base em evidências empíricas (observáveis).
- Realização de vários experimentos, em locais diferentes e por pessoas diferentes, para confirmar a confiabilidade dos resultados.
- Revisão ampla e crítica dos resultados de um experimento por colegas.
- Formulação de leis universais (raciocínio indutivo ou lógica) usando, por exemplo, a matemática.
- Desejo de obter benefícios práticos a partir de experimentos científicos e a crença na ideia do progresso científico.
(Nota: os critérios acima são expressos em termos linguísticos modernos, não necessariamente os mesmos que os cientistas do século XVII teriam usado, já que a revolução na ciência também causou uma revolução na linguagem para descrevê-la).
Instituições Científicas
O método científico realmente se consolidou a partir da institucionalização, ou seja, quando foi endossado e empregado por instituições oficiais, como as sociedades eruditas, nas quais os pensadores testavam suas teorias no mundo real e trabalhavam de forma colaborativa. A primeira dessas sociedades foi a Accademia del Cimento, em Florença, fundada em 1657. Outras logo se seguiram, principalmente a Academia Real de Ciências de Paris, em 1667. Quatro anos antes, Londres ganhou sua própria academia, após a fundação da Sociedade Real. Os membros fundadores desta sociedade creditaram a Bacon a ideia e estavam ansiosos em seguir os princípios do método científico e sua ênfase em compartilhar e comunicar dados e resultados científicos. A Academia de Berlim foi fundada em 1700 e a Academia de São Petersburgo em 1724. Essas academias e sociedades tornaram-se os pontos focais de uma rede internacional de cientistas que se correspondiam, liam as obras uns dos outros e até se visitavam à medida que o novo método científico se consolidava.
Instituições oficiais conseguiam financiar experimentos dispendiosos e montar ou encomendar novos equipamentos. Elas mostravam estes experimentos em público, uma prática que ilustra que a novidade de então não se limitava ao ato da descoberta, mas à criação de uma cultura de descoberta. Os cientistas iam muito além dos públicos ao vivo e buscavam a publicação de seus resultados para uma leitura bem mais ampla (e mais crítica) em periódicos e livros. Com a impressão, descreviam-se os experimentos com detalhes e os resultados apresentados para todos. Desta forma, os cientistas conseguiram criar "testemunhas virtuais" de suas experiências. A partir daí, quem quisesse podia se tornar um participante na aquisição de conhecimento através da ciência.
