Grupo de Investigação | Research Group:

Filosofia das Ciências da Natureza | Philosophy of Natural Sciences

Investigador principal | Principal investigator:

Rui Moreira

Referência do projecto | Project reference:

PTDC/FIL-FCI/104587/2008

Financiamento atribuído | Funding:

68.000,00 Euros

Estado | Status:

Concluído | Concluded

Objectivos || Aims

Um físico de partículas, Oldershaw, num artigo publicado em 1988 afirmava que a física da segunda metade do século XX tinha-se entretido a construir teorias inverificáveis de 1ª ordem e teorias inverificáveis de 2ª ordem. O sinal de aviso lançado por Oldershaw merece ser analisado com detalhe. As teorias construídas em física durante esse período estão, como os seus próprios mentores admitem, por exemplo, acerca do "modelo standard", fragilizadas. O propósito deste projecto é estudar as anomalias associadas a alguns desses projectos de teoria, e comparar, para usar a terminologia adoptada por Lakatos, os diversos programas de investigação científica em confronto, no domínio da física, à luz de uma definição mais rigorosa do que deve ser uma teoria física, proposta por nós. Essa definição permite-nos vislumbrar uma heurística positiva, também no sentido lakatiano do termo, muito geral, ou seja, associada, não a um programa de investigação particular em física, mas sim àquilo a que podemos chamar o programa científico em física. O domínio da física é, assim, aquele em que a necessidade de repensar o conceito de teoria emerge de uma forma mais premente. É esse o principal objectivo da investigação deste projecto.

O último critério empírico que pretende validar uma teoria física é a chave para analisar as teorias que se tentaram construir em física ao longo da segunda metade do século XX. Esse critério usa um argumento que um instrumentalista como o introdutor do termo John Dewey poderia aceitar, mas que nenhum utilizou até hoje, considera uma teoria física, não como um mero instrumento ou ferramenta, mas como, permita-se-me a metáfora, uma "máquina ferramenta", ou seja, como uma ferramenta muito especial porque permite a construção de novas ferramentas ou instrumentos que aumentam a nossa capacidade de acção no mundo. Utilizando este critério, o número de construções teóricas em física que podem ser consideradas teorias reduz-se drasticamente. Teorias físicas são, assim, apenas aquelas que permitem aumentar a nossa capacidade de acção no mundo, através da construção de novos instrumentos que sem elas seriam inconcebíveis. Poderemos enumerá-las: mecânica e gravitação newtonianas, electromagnetismo, termodinâmica, mecânica quântica e relatividade restrita. As duas últimas necessitam de uma análise cuidada para definir os limites da sua aplicabilidade, mas hoje já possuímos informação empírica que nos permitem começar a defini-los. Este problema é interessante porque pode permitir-nos definir uma heurística positiva, no sentido lakatiano do termo, não relacionada com nenhum programa de investigação científica particular em física, mas sim com a evolução da própria física no seu conjunto. Sendo isto possível, poderíamos criar condições para uma maior eficácia na aplicação dos meios humanos e materiais que são sempre escassos. Introduzimos um critério adicional para além do aumento do conteúdo empírico de um projecto de teoria que constitui apenas o primeiro critério de validação empírica de uma teoria, o qual se tem mostrado insuficiente. A utilização quase exclusiva desse critério, associado a uma aceitação da incomensurabilidade entre teorias introduzida por Kuhn, levou a física teórica à crise em que ela se encontra hoje. Este projecto impõe a necessidade de analisar alguns projectos de teoria, inseridos num determinado programa de investigação, com todo o cuidado. Em primeiro lugar devemos verificar a se existe algum compromisso ontológico explícito ou implícito, quais os postulados explícitos e implícitos que se utilizam e a sua relação com a ontologia detectada e, finalmente, nesta primeira fase, qual a estrutura matemática utilizada e a sua relação com o conjunto de postulados e com a ontologia anteriormente detectados.Em segundo lugar devemos verificar se esse projecto de teoria respeita os três critérios empíricos, ou seja, o critério que consideramos básico: a sua capacidade de descrever quantitativamente os fenómenos, que constituirá sempre um conjunto limitado. Nenhuma teoria descreve todos os fenómenos. Passaremos ao segundo critério relacionado com a sua capacidade de prever fenómenos até então insuspeitos de poderem ser observados. Finalmente, utilizaremos o último critério, ou seja, se esse projecto de teoria permitiu a construção de novos instrumentos. Instrumentos cujo funcionamento dependa desse projecto de teoria e que tenham aumentado a nossa capacidade de acção no mundo.

Tarefa 1

A história da física no século XX pode ser dividida em dois diferentes períodos: antes e depois da II Grande Guerra. No primeiro período, os físicos conseguiram criar as mais importantes teorias desse século, nomeadamente, a mecânica quântica, a relatividade restrita e a relatividade geral. Podemos desde já perguntar se podemos colocar estas teorias no mesmo nível. É necessário analisar profundamente esta questão, ou seja, estabelecer uma definição muito geral de uma teoria física. Todas estas teorias modificaram drasticamente a nossa visão do mundo, mas existem diferenças significativas entre elas, e não apenas na visão do mundo que nos impuseram. No que diz respeito à mudança na nossa visão do mundo, por exemplo, na forma como estávamos habituados a considerar os conceitos de espaço e tempo que todas estas teorias impuseram, devemos sublinhar uma diferença fundamental, A mudança imposta pela mecânica quântica foi muito mais drástica. A mecânica quântica pôs em causa o espaço e o tempo enquanto conceitos com conteúdo real. Por exemplo, a relatividade restrita alterou a forma como estávamos habituados a olhar os conceitos de espaço e tempo, ou seja, como conceitos independentes (Galileu, Newton) mas nuca questionou seriamente a sua realidade, mesmo sabendo que Popper chamou uma vez Parménides a Einstein. Mas a diferença mais significativa entre estas teorias, do nosso ponto de vista, está no aumento da nossa capacidade para construir novos instrumentos permitida pela mecânica quântica, nomeadamente, microscópios electrónicos, microscópios de efeito de túnel, todas as aplicações no campo da física da matéria condensada com uma miniaturização simultânea que nos permite possuir hoje, por exemplo, computadores portáteis muito pequenos e muito potentes nas nossas secretárias. Nem a relatividade restrita e muito menos a relatividade geral não provocaram nenhuma alteração significativa a este nível. Pensamos poder utilizar este tipo de argumento instrumentalista para defender uma perspective realista das teorias físicas. Isto significa que para defender uma abordagem realista a uma teoria física usamos um argumento dos nossos oponentes para fazer emergir uma heurística positiva muito geral, não relacionada com nenhum programa de investigação particular em física, mas sim com um programa científico muito geral no domínio da física. Esta abordagem impõe-nos fazer uma avaliação muito crítica dos projectos de teoria (não nos atrevemos a chamar-lhes teorias) construídos em física na segunda metade do século XX.

Tarefa 2

Tencionamos estudar a relação entre os fenómenos que uma teoria física particular pretende descrever e o formalismo matemático utilizado. Queremos sublinhar a profunda relação entre o (sempre provisório) compromisso ontológico que está sempre nas fundações de qualquer teoria física, os postulados que esse compromisso ontológico sustenta, e o formalismo matemático que suporta essa teoria. Como caso de estudo particular, tentaremos mostrar que certos compromissos ontológicos impõem a utilização de um formalismo matemático não-linear. A mecânica quântica ortodoxa é suportada por um formalismo matemático linear que é indispensável à interpretação adoptada por Bohr. Hoje, existe uma teoria alternativa que impõe um formalismo matemático não-linear, ligado ao compromisso ontológico proposto por Louis de Broglie. Existem diversas propostas de experiências publicadas na literatura científica que pretendem evidenciar o conteúdo empírico superior dessa teoria. Podemos utilizar toda esta informação para tentar atingir um melhor entendimento sobre o problema crucial colocado e ainda não satisfatoriamente resolvido (de um ponto de vista realista) em física, nomeadamente, o dualismo onda-corpúsculo.

Relatório Final || Final Report

Durante a execução deste projecto, tal como os relatórios de progressão deram conhecimento, foram desenvolvidas as seguintes actividades:

• Preparação, elaboração e submissão de artigos internacionais (ver abaixo - publicações).
• Edição de livros (ver abaixo - publicações).
• Publicação de capítulos de livros (ver abaixo - publicações).
• Apresentação em congressos nacionais e internacionais do trabalho desenvolvido no âmbito deste projecto (ver abaixo – actividades).
• Orientação de teses de Doutoramento e de Mestrado. Teses concluídas: João Luís Cordovil (Doutoramento concluído com classificação máxima); Ana Pato (Mestrado concluído com classificação máxima). Teses em curso: Joana Rigatto (Doutoramento). Teses em preparação: Ana Pato (doutoramento) e Andrea Mazzola (doutoramento).
• Realização do Colóquio Internacional "Espaço, Tempo e Devir", conjuntamente com o Centro de Filosofia das Ciências da Universidade de Lisboa (CFCUL), o Centro de Filosofia da Universidade de Lisboa (CFUL) e Universidade dos Açores.
• Realização do Colóquio Internacional Emergence and Non-Fundamentalist Metaphysics.
• Realização de Seminários de apresentação, quer informalmente, quer de forma mais técnica, dos problemas fundamentais que são objecto deste projecto de investigação. Nomeadamente, um seminário permanente de periodicidade semanal sobre Fundamentos Filosóficos da Ciência e um outro seminário permanente, igualmente semanal, sobre Fundamentos Filosóficos da Ciência, nomeadamente na Física do Complexo e Não-linear, Emergência, e estudos para o desenvolvimento de uma linguagem matemática para além do princípio linear Cartesiano de adição, dependente da escala.
• Edição e publicação do livro colectivo A New vision on Physis. Obra que reúne um conjunto de ensaios de membros deste projecto de investigação.
• Edição e publicação do livro “Psicologia, Filosofia e Física Quântica. O Princípio de Complementaridade no Século de Bohr”, da autoria de Rui Moreira o coordenador deste projecto.
• Estadas dos Professores Gildo Magalhães, Marcelo Dascal e Mário Gatta, que desenvolveram uma intensa actividade científica. Nomeadamente, apresentação de seminários públicos, revisão do trabalho do grupo de investigação e realização de diversas reuniões científicas com os membros e colaboradores do projecto.
• Construção e manutenção de uma página de internet do projecto de investigação.

No que respeita à investigação:

• Foram feitos importantes desenvolvimentos na análise das proto-teorias e semi-teorias físicas que surgiram na segunda metade do século XX. 
• No domínio do Princípio da Euritmia foram realizados importantes progressos no seu desenvolvimento. Nomeadamente, no sentido de este ser estabelecido não meramente como um princípio físico ou metateórico, mas como um princípio metafísico. Neste sentido, foram exploradas as aplicações deste princípio a áreas distintas como a Economia, a História, a Ciência Política a Biologia e, como era necessário neste projecto, à própria epistemologia, em que se destaca a intervenção do coordenador deste projecto no Colóquio Internacional “Emergence and Non-Fundamentalist Metaphysics”, com o título “In What Conditions Can we Consider a Physical Theory a Strong Emergence”. Este trabalho será publicado num número especial da Revista Kairos a sair em Setembro deste ano. Este trabalho continua em curso. 
• Ao nível do progresso da componente formal da física quântica não-linear enquanto teoria emergente, destacamos a elaboração de diversos trabalhos. Alguns destes trabalhos já foram publicados. Estes trabalhos têm como propósito a obtenção de soluções da equação não-linear para casos mais simples. Este trabalho continua em curso.
• No que respeita às implicações filosóficas da abordagem não-linear na Física, têm havido importantes progressos que já foram materializados em trabalhos publicados. Este trabalho continua em curso.