Como produzimos conclusões científicas?

Como produzimos conclusões
científicas?
Introdução à metodologia científica
O que é o método científico?
Observar fenômenos, interpretar fatos
e levantar hipóteses fazem parte do
método científico.
ET assistindo
jogo de futebol
Observado: O zagueiro comete
falta agressiva e derruba o atacante
Hipótese: O objetivo é matar o
humano que carrega a bola
Observado: O atacante erra a
tentativa de efeito e manda a bola
na torcida
Hipótese: O objetivo é mandar a
bola o mais longe possível
Após algum tempo observando a partida
e depois de vários palpites errados, o
extraterrestre provavelmente
compreenderia a maior parte das regras
do nosso futebol.
O ET e o cientista
Da mesma forma que o
ET assistindo ao jogo de
futebol, em ciência
partimos da observação e
procuramos entender
fenômenos naturais.
Uma diferença
importante: não somos
expectadores passivos da
natureza; interagimos
com ela por meio de
experimentos.
Hipóteses e previsões
• A partir de uma hipótese, podemos gerar
previsões (se... então...).
• Essas previsões direcionam a coleta de dados
na pesquisa científica.
Um exemplo: observação de
comportamento de predação
• Predador: o esgana-gata
(Gasterosteus aculeatus) é
um peixe nativo do norte da
Europa, norte da Ásia e
América do norte.
• Presa: a pulga d’água
(Daphnia sp.) é um
pequeno (0.2 a 5 mm)
crustáceo aquático.
Tempo até primeira predação
• Situação A: 2 peixes em um tanque com daphnias
=> primeira predação em 21.3 s
=> períodos sem movimentação num intervalo de 10 min
(6s, 2s, 10s, 4s, 8s, 11s)
• Situação B: 4 peixes em um tanque com daphnias.
=> primeira predação em 16 s
=> períodos sem movimentação num intervalo de 10 min
(4s, 2s, 3s, 8s, 3s, 6s, 4s)
Tempo até primeira predação
• Situação C: 1 peixe em um tanque com daphnias
=> primeira predação em 42.5 s
=> períodos sem movimentação num intervalo de 10 min
(14s, 3s, 3s, 12s, 2s, 21s)
• Situação D: 10 peixes em um tanque com daphnias
=> primeira predação em 8 s
=> períodos sem movimentação num intervalo de 10 min
(4s, 3s, 6s, 10s, 2s, 2s, 5s)
Tempo até primeira predação
Avaliação preliminar (busca de um padrão):
• a primeira captura ocorre mais rapidamente
quando há mais peixes no tanque (1 peixe = 42,5s;
2 peixes = 21,3s; 4 peixes = 16s; 10 peixes = 8s)
• o tempo sem mobilidade tende a ser maior
quando há menos peixes no tanque (1 peixe =
55s; 2 peixes = 41s; 4 peixes = 30s; 10 peixes = 32s)
Tempo até primeira predação
• Observação: O tempo para a primeira predação tende a
ser menor quando mais peixes estão no tanque.
• Hipótese: Em grupo, os peixes sentem-se mais seguros e
gastam menos tempo vigilantes contra predadores, sobrando
mais tempo para partirem para predação.
• Previsão: A taxa de alimentação individual irá aumentar
quanto maior for o número de peixes no tanque.
Outra hipótese possível: por causa de competição intraespecífica, os
peixes são mais rápidos ao capturar suas presas quando em grupo do
que quando sozinhos, sem competidores.
Tempo até primeira predação
• Observação: A quantidade de tempo sem movimentação
na água tende a diminuir quando mais peixes estão no
tanque.
• Hipótese: Ausência de movimento reflete vigilância contra
predadores. Em grupo, os peixes sentem-se mais seguros e
gastam menos tempo vigilantes.
• Previsão: O tempo sem movimento irá diminuir em grupos
mais numerosos de peixes, mas irá aumentar para grupos de
qualquer número se os peixes forem alarmados.
Outra hipótese possível: na ausência de competidores, os peixes
podem dar-se ao luxo de despender mais tempo escolhendo a presa
que lhe pareça mais viável.
Previsões => teste
“planejar” o experimento:
• Dividir em grupos experimentais para
comparação – ex. A: grupo 1= peixes alarmados e grupo
2 = peixes não alarmados; ex. B: grupo 1 = peixes que comem
presas pequenas, grupo 2 = presas médias, grupo 3 = presas
grandes
• Mensurar as variáveis – ex: como medir os períodos
sem movimento?
• Escolha de intervenções similares à situação
natural – ex.: como escolher o estímulo de alarme a ser
usado no experimento?
Processo científico
• As previsões derivadas de hipóteses direcionam o
delineamento de experimentos para testar as
hipóteses;
• Como resultado do teste, as hipóteses podem ser
rejeitadas, provisoriamente aceitas ou modificadas a
fim de gerar outras hipóteses testáveis;
• Os resultados e conclusões são apresentados em
comunicações científicas.
Comunicações científicas
• Oral: congressos, simpósios, conferências;
• Escrita: artigo científico publicado em
periódico com revisão por pares – 5 sessões
principais que reproduzem os passos da pesquisa.
=> Dados não são apresentados brutos, mas sim
sintetizados sob a forma de gráficos, tabelas e
resultados de análises estatísticas.
Será que percebemos o mundo
igualmente?
Projeto de investigação
Fato – Hipótese – Teoria
• Fato: uma verdade conhecida por experiência ou
observação;
• Hipótese: uma proposição testável que procura
explicar a ocorrência de um ou mais fenômenos;
• Teoria: um conjunto coerente de proposições que
explica uma classe de fenômenos. É suportada por
conjunto de evidências e pode ser usada para prever
observações futuras.
Falhas no método científico?
• Cientistas são seres humanos: medos,
“crenças”, interesses pessoais etc. – dados
fraudados, dados guardados etc.
• Mas será que o fato de o cientista ser falível
torna a ciência falível? – a longo prazo não.
Artigo de Stanley Temple (Science,1977)
Calvária: árvore nas Ilhas
Maurício; maior população =
13 indivíduos com + de 300
anos de idade; semente com
casca muito grossa.
Dodô: pássaro extinto em
1680. Moela muito
poderosa seria capaz de
triturar casca dessa
semente.
Hipótese: extinção do dodô teria impedido a germinação de
novos indivíduos de calvária, condenando mais uma espécie à
extinção.
Experimento realizado por
Temple:
• 17 sementes ingeridas por
perus = 3 sementes que
germinaram
PROBLEMAS:
• não colocou 17 sementes
no solo diretamente;
• perus esmagaram 40% das
sementes, mas dodôs eram
3 vezes maiores.
Mas...
trabalhos publicados em 1941
e 1946:
(a) as sementes da Calvaria
germinam mesmo sem
abrasão na sua casca, pois
racha após tempo no solo;
(b) dodôs comiam mesmo
sementes de calvária?;
(c) em 1991, novo censo
populacional apontou
maior número de
calvárias.
Uma hipótese nada vale se os fatos não a sustentarem.
http://www.improbable.com
http://retractionwatch.wordpress.com/