Ciência
Ciência é um esforço rigoroso e sistemático que constrói e organiza o conhecimento na forma de explicações e previsões testáveis sobre o mundo. A ciência moderna é normalmente dividida em três ramos principais: as ciências naturais, que estudam o mundo físico; as ciências sociais, que estudam indivíduos e sociedades; e as ciências formais, que estudam sistemas formais, governados por axiomas e regras. Há desacordo se as ciências formais são disciplinas científicas, visto que não dependem de evidências empíricas. As ciências aplicadas são disciplinas que utilizam o conhecimento científico para fins práticos, como a engenharia e a medicina.
A palavra ciência tem origem na palavra latina scientia, que significa "conhecimento, consciência, compreensão". É um substantivo derivado do latim sciens que significa "conhecer" e que é indiscutivelmente derivado do latim sciō, o particípio presente de scīre, que significa "saber". Existem muitas hipóteses para a origem da palavra. Segundo Michiel de Vaan, linguista neerlandês e indo-europeísta, sciō pode ter sua origem na língua protoitálica como *skije- ou *skijo- que significa "saber", que pode se originar da língua protoindo-europeia como *skh1-ie, *skh1-io, que significa "incisar". O Lexikon der indogermanischen Verben propôs que sciō é uma formação posterior de nescīre, que significa "não saber, não estar familiarizado com", que pode derivar do protoindo-europeu *sekH- em latim secāre, ou *skh2-, de *sḱʰeh2(i)- que significa "cortar". No passado, o termo "ciência" era sinônimo de “conhecimento” ou “estudo”, de acordo com sua origem latina. Uma pessoa que conduzia pesquisas científicas era chamada de “filósofo natural” ou “homem da ciência”. Em 1834, William Whewell introduziu o termo cientista em uma resenha do livro On the Connexion of the Physical Sciences de Mary Somerville, creditando-o a "algum cavalheiro engenhoso" (provavelmente ele próprio).
Na primeira metade do século XX, o desenvolvimento de antibióticos e fertilizantes artificiais melhorou os padrões de vida dos humanos em todo o planeta. Questões ambientais prejudiciais, como a destruição da camada de ozono, a acidificação dos oceanos, a eutrofização e as mudanças climáticas, começaram a chamar a atenção do público e provocaram o início de um nova área do conhecimento: os estudos ambientais. Durante este período, a experimentação científica tornou-se cada vez maior em escala e financiamento. A extensa inovação tecnológica estimulada pela Primeira Guerra Mundial, pela Segunda Guerra Mundial e pela Guerra Fria levou a competições entre potências globais, como a Corrida Espacial e a corrida armamentista nuclear. Também foram feitas colaborações internacionais substanciais, apesar dos conflitos armados globais. No final do século XX, a gradativa eliminação da discriminação sexual aumentou enormemente o número de mulheres cientistas, mas persistiram grandes disparidades de género em alguns domínios. A descoberta da radiação cósmica de fundo em 1964 levou à rejeição do modelo de estado estacionário do universo em favor da teoria do Big Bang de Georges Lemaître.
História antiga
A ciência não tem origem única. Em vez disso, os métodos sistemáticos surgiram gradualmente ao longo de dezenas de milhares de anos, assumindo diferentes formas em todo o mundo, sendo que poucos detalhes são conhecidos sobre os primeiros desenvolvimentos científicos. As mulheres provavelmente desempenharam um papel central na ciência pré-histórica, assim como os rituais religiosos. Alguns estudiosos usam o termo “protociência” para rotular atividades ancestrais que se assemelham à ciência moderna em alguns aspectos, mas não em todos; no entanto, este rótulo também foi criticado por ser pejorativo. A evidência direta dos processos científicos torna-se mais clara com o advento dos sistemas de escrita nas primeiras civilizações, como o Egito Antigo e a Mesopotâmia, criando os primeiros registos escritos na história da ciência por volta de 3000 a 1200 EC.(12–15) Embora as palavras e conceitos de "ciência" e "natureza" não fizessem parte do panorama conceitual da época, os antigos egípcios e mesopotâmicos fizeram contribuições que mais tarde encontrariam um lugar na ciência grega e medieval, como a matemática, a astronomia e a medicina.(p12) A partir do terceiro milênio a.C., os antigos egípcios desenvolveram um sistema de numeração decimal, resolveram problemas práticos usando geometria e desenvolveram um calendário. Suas terapias de cura envolviam tratamentos medicamentosos e sobrenaturais, como orações, encantamentos e rituais religiosos.(p9)
Antiguidade Clássica
Na Antiguidade Clássica, não existia um verdadeiro análogo antigo de um cientista moderno. Em vez disso, haviam indivíduos bem-educados, geralmente de classe alta e quase universalmente do sexo masculino, realizavam várias pesquisas sobre a natureza sempre que tinham tempo livre. Antes da invenção ou descoberta do conceito de physis (ou natureza) pelos filósofos pré-socráticos, as mesmas palavras tendiam a ser usadas para descrever a "maneira" natural pela qual uma planta cresce e a "maneira" pela qual, por exemplo, uma tribo adorava um deus específico. Por conta disto, considera-se que estes homens foram os primeiros filósofos em sentido estrito e os primeiros a distinguir claramente os conceitos de “natureza” e “convenção”.
Idade Média
Devido ao colapso do Império Romano do Ocidente, o século V passou por um declínio intelectual e o conhecimento das concepções gregas do mundo deteriorou-se em toda a Europa Ocidental.(p194) Durante o período, enciclopedistas latinos como Isidoro de Sevilha preservaram a maior parte do conhecimento antigo geral. Como o Império Bizantino resistiu aos ataques dos invasores, eles foram capazes de preservar e melhorar o aprendizado anterior.(p159) João Filopono, um estudioso bizantino dos anos 500, começou a questionar o ensino de física de Aristóteles, introduzindo a teoria do ímpeto.(307, 311, 363, 402) Suas críticas serviram de inspiração para estudiosos medievais e para Galileu Galilei, que citou extensivamente suas obras dez séculos depois.(307–308)
Renascimento
Novos desenvolvimentos na óptica também desempenharam um papel relevante no início da Renascença, tanto por desafiar ideias metafísicas de longa data sobre a percepção, como por contribuir para a melhoria de tecnologias como a câmara escura e o telescópio. No início deste período, Roger Bacon, Vitello e John Peckham construíram, cada um, uma ontologia escolástica sobre uma cadeia causal começando com a sensação, a percepção e, finalmente, a apercepção das formas individuais e universais de Aristóteles.:Livro I Um modelo mais tarde conhecido como perspectivismo foi explorado e estudado pelos artistas renascentistas. Esta teoria usa apenas três das quatro causas de Aristóteles: formal, material e final. No século XVI, o astrônomo polonês Nicolau Copérnico formulou um modelo heliocêntrico do Sistema Solar, ao afirmar que os planetas giram em torno do Sol, em vez do modelo geocêntrico onde os planetas e o Sol giram em torno da Terra. Isto baseou-se em um teorema de que os períodos orbitais dos planetas são mais longos à medida que os seus orbes estão mais distantes do centro do movimento, o que ele descobriu não concordar com o modelo de Ptolomeu.
Ilumiminismo
No início do Iluminismo, Isaac Newton formou a base da mecânica clássica por meio de sua obra Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, influenciando enormemente os futuros físicos. Gottfried Wilhelm Leibniz incorporou termos da física aristotélica, agora usados de uma nova forma não teleológica. Isto implicou em uma mudança na visão dos objetos, que eram agora considerados como não tendo objetivos inatos. Leibniz presumia que todos os diferentes tipos de coisas funcionam de acordo com as mesmas leis gerais da natureza, sem causas formais ou finais especiais. Durante esse período, o propósito e o valor declarados da ciência passaram a ser a produção de riquezas e invenções que melhorariam a vida humana, no sentido materialista de ter mais alimentos, roupas e outras coisas. Nas palavras de Bacon, “o objetivo real e legítimo das ciências é a dotação da vida humana com novas invenções e riquezas”, e ele desencorajou os cientistas de perseguirem ideias filosóficas ou espirituais intangíveis, que ele acreditava terem contribuído pouco para a felicidade humana além “da fumaça de sutil, sublime ou agradável [especulação]".
Século XIX
Durante o século XIX, muitas características distintivas da ciência moderna contemporânea começaram a tomar forma, como a transformação das ciências físicas e da vida, o uso frequente de instrumentos de precisão, o surgimento de termos como "biólogo", "físico" e "cientista" com a maior profissionalização daqueles que estudam a natureza, a industrialização de vários países, a prosperidade de escritos científicos populares e o surgimento de revistas científicas. Durante o final do século XIX, a psicologia emergiu como uma disciplina separada da filosofia quando Wilhelm Wundt fundou o primeiro laboratório de pesquisa psicológica em 1879. Durante meados do século XIX, Charles Darwin e Alfred Russel Wallace propuseram independentemente a teoria da evolução por seleção natural em 1858, que explicava como diferentes plantas e animais se originaram e evoluíram. A teoria deles foi apresentada em detalhes no livro de Darwin, A Origem das Espécies, publicado em 1859. Separadamente, Gregor Mendel apresentou seu artigo "Experimentos na Hibridização de Plantas" em 1865, que delineou os princípios da herança biológica, servindo de base para a genética moderna.
Geralmente, a ciência moderna é dividida em três ramos principais: ciências naturais, ciências sociais e ciências formais. Cada um destes ramos compreende várias disciplinas científicas especializadas, mas sobrepostas, que muitas vezes possuem sua própria nomenclatura e especialização. Tanto as ciências naturais como as sociais são ciências empíricas, pois o seu conhecimento é baseado em observações empíricas e pode ser testado quanto à sua validade por meio de outros pesquisadores que trabalham nas mesmas condições.
Ciências naturais
As ciências naturais são o estudo do mundo físico e podem ser divididas em dois ramos principais: ciências da vida e ciências físicas. Esses dois ramos, por sua vez, também podem ser divididos em disciplinas mais especializadas. Por exemplo, a ciência física pode ser subdividida em física, química, astronomia e ciências da terra. A ciência natural moderna é a sucessora da filosofia natural que começou na Grécia Antiga. Os filósofos Galileu, Descartes, Bacon e Newton debateram os benefícios de usar abordagens mais matemáticas e experimentais de forma metódica. Ainda assim, perspectivas, conjecturas e pressupostos filosóficos, muitas vezes esquecidos, continuam necessários nas ciências naturais. A coleta sistemática de dados sucedeu a história natural, que surgiu durante o século XVI ao descrever e classificar plantas, animais, minerais, etc. Atualmente, a “história natural” sugere descrições observacionais destinadas ao público popular.
Ciências sociais
O estudo do comportamento humano e do funcionamento das sociedades é realizado pelas ciências sociais, que possuem muitas disciplinas que incluem antropologia, economia, história, geografia humana, ciência política, psicologia e sociologia. Nas ciências sociais, existem muitas perspectivas teóricas concorrentes, muitas das quais são estendidas através de programas de pesquisa concorrentes, como os funcionalistas, os teóricos do conflito e os interacionistas na sociologia. Devido às limitações da condução de experimentos controlados envolvendo grandes grupos de indivíduos ou situações complexas, os cientistas sociais podem adotar outros métodos de pesquisa como o método histórico, casos de estudo e estudos interculturais. Além disso, se houver informação quantitativa disponível, os cientistas sociais podem confiar em abordagens estatísticas para compreender melhor as relações e processos sociais.
Ciências formais
As ciências formais são uma área de estudo que gera conhecimento por meio de sistemas formais. Um sistema formal é uma estrutura abstrata usada para inferir teoremas a partir de axiomas de acordo com um conjunto de regras. Inclui matemática, teoria de sistemas e ciência da computação teórica. As ciências formais compartilham semelhanças com os outros dois ramos científicos por se basearem no estudo objetivo, cuidadoso e sistemático de uma área do conhecimento. No entanto, diferem das ciências empíricas, pois baseiam-se exclusivamente no raciocínio dedutivo, sem necessidade de evidências empíricas para verificar os seus conceitos abstratos. As ciências formais são, portanto, disciplinas a priori e por isso há divergências sobre se constituem uma ciência de fato. No entanto, elas desempenham um papel importante nas ciências empíricas. O cálculo infinitesimal, por exemplo, foi inicialmente inventado para compreender o movimento na física. As ciências naturais e sociais que dependem fortemente de aplicações matemáticas incluem física matemática, química, biologia, finanças e economia.
Ciências aplicadas
As ciências aplicadas são o uso do método e do conhecimento científico para atingir objetivos práticos e inclui uma várias disciplinas, como engenharia e medicina. A ciência pode contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias. Engenharia é o uso de princípios científicos para inventar, projetar e construir máquinas, estruturas e tecnologias, enquanto medicina é a prática de cuidar de pacientes, mantendo e restaurando a saúde por meio da prevenção, diagnóstico e tratamento de lesões ou doenças. As ciências aplicadas são frequentemente contrastadas com as ciências básicas, que se concentram no avanço de teorias e leis científicas que explicam e prevêem eventos no mundo natural.
Ciência interdisciplinar
A ciência interdisciplinar envolve a combinação de duas ou mais disciplinas em uma, como bioinformática, uma combinação de biologia e ciência da computação ou ciências cognitivas. O conceito existe desde a Grécia Antiga e tornou-se popular novamente no século XX.
A pesquisa científica pode ser dividida entre pesquisa básica ou aplicada. A pesquisa básica é a busca por conhecimento, enquanto a pesquisa aplicada é a busca de soluções para problemas práticos por meio da utilização deste conhecimento. A maior parte da compreensão vem da pesquisa básica, embora às vezes a pesquisa aplicada vise problemas práticos específicos, o que leva a avanços tecnológicos que antes não eram sequer imagináveis.
Método científico
A pesquisa científica envolve o uso do método científico para buscar explicar objetivamente os acontecimentos da natureza de uma maneira reprodutível. Os cientistas geralmente tomam como certo um conjunto de pressupostos básicos necessários para justificar o método científico: existe uma realidade objetiva partilhada por todos os observadores racionais; esta realidade objetiva é governada por leis naturais; estas leis foram descobertas por meio de observação e da experimentação sistemáticas. A matemática é essencial na formação de hipóteses, teorias e leis, porque é amplamente utilizada na modelagem quantitativa, observação e medições, enquanto a estatística é usada para resumir e analisar dados, o que permite aos cientistas avaliar a confiabilidade de resultados experimentais.
Literatura científica
A pesquisa científica é publicada em vários tipos de literatura. As revistas científicas comunicam e documentam os resultados de pesquisas realizadas em universidades e diversas outras instituições de pesquisa, servindo como um registro arquivístico da ciência. As primeiras revistas científicas, Journal des savants seguida de Philosophical Transactions, começaram a ser publicadas em 1665. Desde então, o número total de periódicos ativos tem aumentado de forma constante. Em 1981, estimou-se que haviam 11,5 mil publicações científicas em todo o mundo. A maioria das revistas científicas abrange um único campo científico e publica as pesquisas, normalmente expressas na forma de artigos científicos, realizadas nesta área do conhecimento. A ciência tornou-se tão difundida nas sociedades modernas que se considera necessário comunicar as realizações, novidades e ambições dos cientistas a uma população mais vasta.
Desafios
A crise de replicação é uma crise metodológica contínua que afeta partes das ciências sociais e da vida. Em revisões posteriores, os resultados de muitos estudos científicos provaram ser, na verdade, irrepetíveis. A crise tem raízes antigas; a frase foi cunhada no início de 2010 como parte de uma consciência crescente sobre o problema, que representa um importante corpo de investigação em metaciência, que visa melhorar a qualidade de toda a investigação científica e, ao mesmo tempo, reduzir o desperdício. Uma área de estudo que se disfarça de ciência na tentativa de reivindicar uma legitimidade que de outra forma não teria é por vezes referida como pseudociência, ciência marginal ou ciência ruim. O físico estadunidense Richard Feynman cunhou o termo “ciência culto à carga” para casos em que os pesquisadores não seguem o método científico. Vários tipos de publicidade comercial, desde exageros até fraudes, podem se enquadrar nessas categorias. A ciência tem sido descrita como “a ferramenta mais importante” para separar as afirmações válidas das inválidas.
Existem diferentes escolas de pensamento na filosofia da ciência. A posição mais popular é o empirismo, que sustenta que o conhecimento é criado por meio de um processo que envolve a observação. O empirismo geralmente abrange o indutivismo, uma posição que explica como teorias gerais podem ser feitas a partir da quantidade finita de evidências empíricas disponíveis. Existem muitas versões de empirismo, sendo as predominantes o bayesianismo e o método hipotético-dedutivo. O empirismo contrasta com o racionalismo, a posição originalmente associada a Descartes, que sustenta que o conhecimento é criado pelo intelecto humano e não pela observação. O racionalismo crítico é uma abordagem contrastante da ciência do século XX, definida pela primeira vez pelo filósofo austro-britânico Karl Popper, que rejeitava a forma como o empirismo descreve a conexão entre teoria e observação. Ele afirmava que as teorias não são geradas pela observação, mas que a observação é feita à luz das teorias. Popper propôs substituir a verificabilidade pela falsificabilidade como marco das teorias científicas, substituindo a indução pela falsificação como método empírico. Ele afirmou ainda que, na verdade, existe apenas um método científico universal: o método negativo de crítica, tentativa e erro, abrangendo todos os produtos da mente humana, incluindo ciência, matemática, filosofia e arte.
A comunidade científica é uma rede de cientistas que interagem entre si e conduzem pesquisas científicas que são revisadas por seus pares. Ela consiste em grupos menores que trabalham em áreas científicas. Ao ter revisão por pares, por meio do debate em periódicos e conferências, os cientistas mantêm a qualidade da metodologia de pesquisa e a objetividade na interpretação dos resultados de suas pesquisas.
Cientistas
Cientistas são indivíduos que conduzem pesquisas científicas para aprimorar o conhecimento em um determinado campo de estudo. Nos tempos modernos, muitos cientistas profissionais são treinados em ambiente acadêmico e, após a conclusão, obtêm um diploma acadêmico ou diplomas avançados, como Doutor em Filosofia ou PhD. Muitos cientistas seguem carreiras em vários setores da economia, como academia, indústria, governo e organizações sem fins lucrativos. A ciência tem sido historicamente um campo dominado pelos homens, com exceções notáveis. As mulheres na ciência enfrentaram uma discriminação considerável, tal como aconteceu em outras áreas de sociedades dominadas pelos homens. Por exemplo, as mulheres eram frequentemente preteridas em oportunidades de emprego e lhes era negado crédito pelo seu trabalho. As realizações das mulheres nas ciências foram atribuídas ao desafio do seu papel tradicional como trabalhadoras na esfera doméstica.
Sociedades eruditas
Sociedades científicas para a comunicação e promoção do pensamento e da experimentaçãoc ientífico sexistem desde o Renascimento. Muitos cientistas pertencem a uma sociedade científica que promove a sua respectiva disciplina, profissão ou grupo de disciplinas científicas relacionadas. A adesão pode ser aberta a todos, exigir a posse de credenciais científicas ou conferida por meio de uma eleição. A maioria das sociedades científicas são organizações sem fins lucrativos. O processo de profissionalização da ciência, que foi iniciado no século XIX, foi parcialmente possibilitado pela criação de distintas academias de ciências nacionais, como a italiana Accademia dei Lincei em 1603; a britânica Sociedade Real em 1660; a francesa Academia de Ciências em 1666; a estadunidense Academia Nacional de Ciências em 1863; a alemã Sociedade Kaiser Wilhelm em 1911; e a chinesa Academia de Ciências em 1949. Organizações científicas internacionais, como o Conselho Internacional de Ciência, dedicam-se à cooperação internacional para o avanço da ciência.
Prêmios
Os prêmios científicos geralmente são concedidos a indivíduos ou organizações que fizeram contribuições significativas para uma determinada disciplina. Muitas vezes são concedidos por instituições de prestígio, por isto é considerado uma grande honra para um cientista recebê-los. Desde o início do período do Renascimento, os cientistas são frequentemente premiados com medalhas, dinheiro e títulos especiais. O Prêmio Nobel, um prêmio de prestígio amplamente reconhecido internacionalmente, é concedido anualmente àqueles que alcançaram avanços científicos em áreas como medicina, física e química.
Financiamento e políticas
A pesquisa científica é frequentemente financiada por meio de um processo competitivo em que potenciais projetossão avaliados e apenas os mais promissores recebem financiamento. Tais processos, que são geridos pelo governo, por empresas ou por fundações, alocam fundos escassos. O financiamento total da pesquisa na maioria dos países desenvolvidos, por exemplo, situa-se entre 1,5% e 3% do PIB. Entre os países-membros da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), cerca de dois terços da pesquisa e desenvolvimento nos domínios científico e técnico são realizados pela indústria e 20% e 10%, respetivamente, pelas universidades e pelo governo. A proporção de financiamento governamental em determinados domínios é mais elevada e domina a investigação nas ciências sociais e nas humanidades. Nas nações menos desenvolvidas, o governo fornece a maior parte dos fundos para a pesquisa científica básica.
Educação e conscientização
A educação científica para o público em geral está incorporada no currículo escolar e é complementada por conteúdo pedagógico online, museus, revistas e blogs científicos. A alfabetização científica preocupa-se principalmente com a compreensão do método científico, unidades e métodos de medição, empirismo, uma compreensão básica das estatísticas (correlações, observações qualitativas versus quantitativas, etc), bem como uma compreensão básica dos principais campos científicos, como como física, química, biologia, ecologia, geologia e computação. À medida que o aluno avança para estágios mais elevados da educação formal, o currículo se torna mais aprofundado. As disciplinas tradicionais normalmente incluídas no currículo são as ciências naturais e formais, embora recentemente também tenham sido incluídas algumas ciências sociais e aplicadas.
Anticiência
Embora o método científico seja amplamente aceito na comunidade científica, algumas frações da sociedade rejeitam certas posições científicas ou são céticas em relação à ciência. Exemplos são a noção comum de que a COVID-19 não é uma grande ameaça à saúde pública (opinião de 39% dos estadunidenses em agosto de 2021) ou a crença de que as alterações climáticas não são uma grande ameaça (opinião também defendida por 40% dos estadunidenses no final de 2019 e início de 2020). Os psicólogos apontaram quatro fatores que levam à rejeição dos resultados científicos: As atitudes anticientíficas parecem ser frequentemente causadas pelo medo da rejeição nos grupos sociais. Por exemplo, as alterações climáticas são percebidas como uma ameaça por apenas 22% dos da população estadunidense no lado direito do espectro político, mas por 85% dos que estão do lado esquerdo. Ou seja, se alguém da direita considerar as alterações climáticas como uma ameaça, essa pessoa poderá enfrentar o desprezo e ser rejeitada naquele grupo social. Na verdade, as pessoas podem preferir negar um fato cientificamente aceito do que perder ou pôr em risco o seu estatuto social.
Política
As atitudes em relação à ciência são frequentemente determinadas por opiniões e objetivos políticos. Sabe-se que grupos de interesse, sejam eles governamentais ou empresariais, fazem uso de pressão jurídica e econômica para influenciar pesquisadores científicos. Muitos fatores podem atuar como facetas da politização da ciência, como o anti-intelectualismo, aquilo que é visto como uma ameaça às crenças religiosas e o medo por conta de interesses comerciais. A politização da ciência é geralmente conseguida quando a informação científica é apresentada de uma forma que enfatiza a incerteza associada à evidência científica. Táticas como mudar a conversa, não reconhecer os fatos e capitalizar as dúvidas sobre o consenso científico têm sido utilizadas para ganhar mais atenção para pontos de vista que foram minados por provas científicas. Exemplos de questões que envolveram a politização de temas científicos incluem o negacionismo climático, os efeitos dos pesticidas na saúde e os efeitos do tabaco na saúde.
