Realidade vaga e a perspectiva inconsistente: um estudo metateórico sobre a elaboração de teorias físicas

Abstract

Este é um trabalho de investigação metateórica sobre a filosofia da ciência, com especial ênfase nas teorias quânticas. Partimos de uma visão possível acerca das etapas da formação de uma teoria científica para discutir em que medida inconsistências aparecem em cada uma dessas etapas e quais as suas consequências. O esquema de elaboração de teorias, como vamos designá-lo, é visto na parte (I), e não pretende ser um esquema ?universal?, no sentido de se adaptar a qualquer teoria científica, mas certamente cobre uma boa variedade delas, em especial as teorias da física, com as quais estaremos mais preocupados. As etapas que consideraremos, e que são discutidas uma a uma em capítulos específicos, partem da suposição da existência de uma realidade externa (R), discutida no capítulo (2) e/ou de uma realidade empírica (ou fenomênica) (F), composta pelos dados fenomênicos que o cientista dispõe ou ?captura? de (R). Nossa tese é a de que a realidade externa, que assumimos existir, não é bem delineada (?sharp?), mas vaga, com contornos esfumaçados e sem que possamos precisar o seu ?conteúdo?. O que podemos fazer é elaborar teorias (informais e formais/axiomáticas) sobre ela, calcadas nos dados fenomênicos que essa realidade nos impinge. Como veremos, pode-se adotar uma visão anti-realista e ignorar-se ou negar-se R, partindo-se de F; isso será discutido no capítulo (3). A partir de R/F, o cientista elabora o que chamamos de proto-teoria, ou teoria informal (P) para dar conta dos dados fenomênicos, e que supostamente (em uma atitude realista), dirão respeito a R. As proto-teorias, vistas no capítulo (4) são via de regra desenvolvidas informalmente, ou seja, sem o recurso do método axiomático ou de qualquer formalização. Trata-se de algo como a física de Galileu ou da teoria da seleção natural de Darwin. Não há, em princípio, qualquer menção à lógica subjacente, mediante a qual explicitam-se as formas permitidas de inferência. Podemos dizer que o ?cientista padrão?, como o físico profissional, trabalha no nível das proto-teorias. Os resultados que obtém referem-se a F e, indiretamente, a R e, quando necessário (o que geralmente acontece), revisam-se as P para que abarquem uma gama maior de experimentos e resultados, como veremos. No entanto, o cientista preocupado com fundamentos, e em especial o filósofo da ciência, não se contenta com esses três níveis, procedendo uma análise meta-teórica das teorias P, o que via de regra, o levará muitas vezes a questionar F e até mesmo R. Trata-se do nível das teorias stricto sensu (T), vistas no capítulo (5). Por uma teoria, pelo menos em princípio e a menos que seja dito explicitamente algo em contrário, entenderemos uma formulação axiomática ou formal que busca refletir alguma proto-teoria. Uma teoria T é algo que merece ser estudada por si só. Tomemos o exemplo da aritmética. A partir da proto-teoria dos números naturais que conhecemos da escola (basicamente composta pelas operações fundamentais), pode-se elaborar versões axiomáticas/formais, como as aritméticas de primeira (Ar1) e de segunda ordens (Ar2). Ambas são ?aritméticas?e dão conta das operações básicas ? e de muito mais, mas têm propriedades muito diferentes. Este exemplo será invocado à frente como motivação para nossa discussão sobre o pluralismo de teorias possíveis. O mais interessante é que, dada uma teoria T, a ela pode-se associar uma variedade de modelos (M) distintos, na verdade uma infinidade deles. Constata-se que há teorias categóricas, como Ar2, e não categóricas, como Ar1. Como os modelos, pelo menos intencionalmente, refletem ?realidades? surge a questão de se há algum critério para que algum deles possa ser selecionado como nosso modelo intencional, ou pretendido. No capítulo sobre modelos (6), discutimos esse ponto, em particular sobre a variedade de significados associados à palavra ?modelo?. Em cada uma dessas etapas, damos o devido destaque às inconsistências, começando por precisar esse termo. Veremos que há sentido em se falar em ?inconsistências? em cada uma delas, ainda que haja diferenças entre as diversas formas de inconsistências. Após esses capítulos iniciais, nos quais discutimos as etapas do processo que delineamos, concluímos com uma discussão filosófica sobre o perspectivismo científico e com a apresentação de dois estudos de caso: Eletrodinâmica Clássica e Átomo de Bohr.

Abstract: This is a meta-theoretical research work on the philosophy of science, with a special emphasis on quantum theories. We start from a possible view on the stages of the formation of a scientific theory to discuss the extent to which inconsistencies appear in each of these stages and what are their consequences. The theory elaboration scheme, as we will call it, is seen in the part (I), and is not intended to be a ?universal? scheme, in the sense of adapting to any scientific theory, but it certainly covers a good variety of them, especially the theories of physics, with which we will be most concerned. The steps we will consider, and which are discussed one by one in specific chapters, start from the assumption of the existence of an external reality (R), discussed in the chapter (2) and/or an empirical reality (or phenomenal) (F), composed of the phenomenal data that the scientist disposes of and ?captures? (R). Our thesis is that the external reality, which we assume to exist, is not well delineated (?sharp?), but vague, with smoky contours and without being able to specify its ?content?. What we can do is to elaborate theories (informal and formal/axiomatic) about it, based on the phenomenal data that this reality imposes on us. As we will see, one can adopt an anti-realistic view and ignore or deny R, starting from F; this will be discussed in the chapter (3). Starting at R/F, the scientist elaborates what we call proto-theory, or informal theory (P) to account for phenomenal data, and which is supposedly (in an attitude realistic), will relate to R. The proto-theories, seen in the chapter (4) are usually developed informally, that is, without the use of the axiomatic method or any formalization. It is something like Galileo?s physics or Darwin?s theory of natural selection. In principle, there is no mention of the underlying logic, by which the permitted forms of inference are made explicit. We can say that the ?standard scientist?, like the professional physicist, works at the level of proto-theories. The results obtained refer to F and, indirectly, to R and, when necessary (which usually happens), the P is reviewed to cover a wider range of experiments and results, as we will see. However, the scientist concerned with fundamentals, and especially the philosopher of science, is not satisfied with these three levels, proceeding with a meta-theoretical analysis of the P theories, which as a rule, will often lead him to question F and even R. This is the level of the stricto sensu theories (T), seen in the chapter (5). By a theory, at least in principle and unless explicitly stated otherwise, we will understand an axiomatic or formal formulation that seeks to reflect some proto-theory. A T theory is something that deserves to be studied on its own. Take the example of arithmetic. From the proto-theory of natural numbers that we know from the school (basically composed of fundamental operations), axiomatic/formal versions can be developed, such as first (Ar1) and second-order (Ar2) arithmetic. Both are ?arithmetic? and account for basic operations and more, but have very different properties. This example will be invoked ahead as a motivation for our discussion of the pluralism of possible theories. The most interesting thing is that, given a T theory, it can be associated with a variety of different models (M), in fact, an infinity of them. It turns out that there are categorical theories, like Ar2, and not categorical, like Ar1. As the models, at least intentionally, reflect ?realities?, the question arises whether there is any criterion for any of them to be selected as our intentional model, or intended. In the chapter on models (6), we discuss this point, in particular about the variety of meanings associated with the word ?model ?. In each of these steps, we give due emphasis to inconsistencies, starting by specifying this term. We will see that it makes sense to talk about ?inconsistencies? in each of them, although there are differences between the different forms of inconsistencies. After these initial chapters, in which we discussed the stages of the process we have outlined, we conclude with a philosophical discussion about scientific perspectivism and with the presentation of two case studies: Classical Electrodynamics and Bohr Atom