ASPECTOS DA NATUREZA DA CIÊNCIA POR MEIO DA HISTÓRIA DA COSMOLOGIA À LUZ DE BACHELARD

## ASPECTOS DA NATUREZA DA CIÊNCIA POR MEIO DA HISTÓRIA DA COSMOLOGIA À LUZ DE BACHELARD 1

## ASPECTS OF THE NATURE OF SCIENCE THROUGH THE HISTORY OF COSMOLOGY IN BACHELARD'S PERSPECTIVE

Lincon Phyerry Maciel Batista 1 , Ana Caroline Thiara dos Santos 2 , Carlos Alexandre dos Santos Batista 3 , Maxwell Roger da Purificação Siqueira 4

- 1 Universidade Estadual de Santa Cruz/DCEX/PPGECM, linconphyerry@outlook.com
- 2 Universidade Estadual de Santa Cruz/DCEX/PPGECM, carolthiara16@outlook.com
- 3 Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, carlos.batista@uesb.edu.br
- 4 Universidade Estadual de Santa Cruz/DCEX/PPGECM, mrpsiqueira@uesc.br

## Resumo

Neste estudo, temos por objetivo articular aspectos da Natureza da Ciência a partir da análise histórica do início das ideias expansionistas de universo à luz da epistemologia de Bachelard. Para isto, faremos uma breve contextualização histórica acerca de alguns episódios do início da Cosmologia Moderna, no século XX. Buscamos apresentar pontos da dinâmica das atividades que possibilitaram a superação de modelos estáticos de universo, relacionando tais pontos com a ideia de objeto construído e ruptura epistemológica de Bachelard. A Epistemologia bachelardiana constitui-se como um referencial que permite compreender o desenvolvimento da ciência em uma perspectiva dialética entre razão e experiência, que foi evidenciada na construção histórica com os avanços das ideias expansionistas do universo. Com isso, esperamos contribuir com a ampliação da exploração de episódios históricos da Cosmologia, bem como explorar na história da ciência aspectos de sua natureza e desenvolvimento, em detrimento de apresentá-los como declarações consensuais.

Palavras-chave : Cosmologia Moderna; Bachelard; Natureza da Ciência.

## Abstract

The aim of this paper is to articulate aspects of the Nature of Science based on a historical analysis of the beginning of expansionist ideas of the universe in the light of Bachelard's epistemology. To do this, we will give a brief historical context of some episodes at the beginning of Modern Cosmology, based on a work by the historian of science Helge Kragh. We will try to present some of the dynamics of the activities that made it possible to overcome static models of the universe, relating these points to Bachelard's idea of the constructed object and epistemological rupture. Bachelard's epistemology is a reference that allows us to understand the development of science from a dialectical perspective between reason and experience, which was evidenced in the historical construction. With this, we hope to contribute to expanding the exploration of historical episodes in Cosmology, as well as exploring aspects of its nature in the history of science, rather than presenting them as consensual statements.

Keywords : Modern Cosmology; Bachelard; Nature of Science.

## Introdução

A relevância de discussões acerca da história e filosofia da ciência na educação em ciências tem sido apontada por diversas pesquisas nos últimos anos. Tais discussões apontam para as possibilidades de um ensino sobre ciências e não somente de/em ciências, o que pode favorecer na compreensão de diferentes aspectos epistemológicos, como a Natureza da Ciência (NdC) e o desenvolvimento científico (Martins, 2015; Peduzzi; Raicik, 2020; Milnitsky; Gurgel, 2021).

Entretanto, há estudos que ressaltam dificuldades na inserção dessas abordagens na educação básica, especialmente no que diz respeito aos materiais didáticos. No campo da Cosmologia, por exemplo, os conteúdos dos livros da Educação Básica são apresentados de maneira que perpetuam imagens distorcidas da NdC, originadas por simplificações e omissões históricas grosseiras do conhecimento (Nunes; Queirós, 2020; Batista, 2022).

Neste sentido, pesquisas apontam que a simples inserção de princípios declarativos e enunciados descontextualizados da NdC podem ser insuficientes para uma abordagem mais eficaz sobre a ciência. Alguns estudos têm desenvolvido diferentes estratégias para a discussão sobre a ciência, as quais podem ser elaboradas com a história da ciência a partir de diferentes referenciais epistemológicos, como Feyerabend, Thomas Kuhn e Lakatos, evidenciando as potencialidades das discussões histórico-epistemológicas para o ensino de ciências (Arthury; Peduzzi, 2015; Bagdonas, 2020).

Ao investigar a epistemologia bachelardiana, Milnitsky e Gurgel (2021) apontam contribuições desta corrente filosófica no ensino de Física, especialmente a partir dos modos de pensamento no desenvolvimento da Física Moderna. Tendo em vista as potencialidades desta epistemologia e as discussões em torno da Cosmologia, o objetivo deste estudo é analisar aspectos da história da construção da ideia de universo em expansão à luz de Bachelard que podem contribuir para o ensino

de ciências, especialmente nos pressupostos bachelardianos de objeto científico e ruptura epistemológica.

## Os objetos na construção da ciência em Bachelard

Gaston Bachelard (1884-1962) foi um dos pioneiros na filosofia contemporânea ao apresentar uma epistemologia que desafiava a concepção tradicional da ciência. Ele contrapôs sistemas de pensamento estáticos e fundamentados em princípios universais, como defendido pelo positivismo e pela visão empírico-indutivista. Em vez disso, questionou a existência de fundamentos absolutos no processo racional e defendeu um racionalismo aberto e dinâmico.

Com as mudanças científicas que emergiam no início do século XX, o filósofo constrói uma epistemologia que critica a si mesma constantemente. Desta forma, sua essência se forma intrinsicamente de maneira histórica, a não fixar a ciência em um estado definitivo, eternizado e dogmático. Esta perspectiva histórica muda a própria concepção de verdade na ciência, de algo que se alcança em definitivo, para verdades múltiplas, históricas e limitadas ao seu tempo e campo de validade. É neste sentido que Bachelard defende que 'o conhecimento do real é luz que sempre projeta algumas sombras' (Bachelard, 1996, p. 18).

Em detrimento de uma concepção positivista de progresso contínuo do conhecimento, Bachelard introduz a noção de ruptura epistemológica, a qual apresenta uma ciência que progride por meio das retificações de seus erros e de reorganizações do conhecimento que provocam rupturas com as teorias anteriores. Assim, a primazia ao erro foi uma das maiores contribuições do filósofo, apresentando uma função positiva, uma vez que o próprio saber progride por meio de suas retificações (Bulcão, 2009).

O filósofo traz a concepção de objeto construído em detrimento ao objeto dado, como defendido pelo positivismo. Para Bachelard, não é plausível delimitar objetos pré-existentes na natureza, pois os objetos são construídos por meio das relações de abstração que surgem no processo de conhecimento. Assim, em lugar de partir da experiência imediata aos sentidos humanos, deve-se seguir o movimento epistemológico inverso, partindo do abstrato e dele ir à experiência (Bulcão, 2009). Os objetos de estudo da ciência moderna tratam então de uma outra ordem de realidade, os quais não são dados de imediato pela natureza. Logo, os objetos deixam de ser

entendidos como dados gratuitamente pela natureza, e cedem lugar à objetos construídos num diálogo permanente entre razão e experiência.

A construção da ciência requer uma vigilância epistemológica constante. Isso implica compreender o processo de construção do conhecimento como um contínuo de retificação de seus próprios erros, destacando que o desafio do conhecimento científico reside na superação de obstáculos. Esses obstáculos são os motivos de inércia, estagnação ou até mesmo regressão no desenvolvimento da ciência, estando no domínio epistêmico (Bachelard, 1996).

## Concepções de universo na Cosmologia Moderna e suas relações com Bachelard

O início do século XX trouxe consigo grandes mudanças na ciência. Em cosmologia, particularmente, evidências de um universo expansionista e o desenvolvimento de novas teorias de universo deram o ponta pé inicial na Cosmologia Moderna, superando ideias pautadas na mecânica newtoniana (Kragh, 1996). Esse desenvolvimento foi possibilitado por uma relação dialética entre os pressupostos teóricos e observações na construção de seus objetos de estudo.

A ideia da expansão do Universo, geralmente atribuída de forma distorcida a Hubble 2 , ganha força em meados de 1929. Os trabalhos iniciais têm origem no início do século XX com Vesto Slipher, astrônomo norte-americano que, juntamente com a comunidade científica, buscava entender a natureza das estrelas e das nebulosas. Por meio de suas pesquisas, com base na espectroscopia, Slipher observou, por volta de 1912, que as linhas espectrais das nebulosas estavam deslocadas para o vermelho ( redshift ) ou azul ( blueshift ), o que indicava que estes corpos poderiam estar se afastando ou se aproximando da Terra (Kragh, 1996; Weinberg, 1993).

Em paralelo à Primeira Guerra Mundial, a comunidade científica também presenciou o desenvolvimento das primeiras teorias cosmológicas modernas, inicialmente propostas por Albert Einstein e depois por Willem de Sitter. O desenvolvimento dessas teorias parte das equações da Relatividade Geral. Em 1917, Einstein publica um artigo explorando teoricamente suas consequências cosmológicas. Nesta solução, assume que o Universo é homogêneo, isotrópico e

estático. Os resultados propostos estavam de acordo com as expectativas da comunidade da época, que acreditava em um Universo estático e constante no tempo (Kragh, 1996).

Contudo, Einstein não foi o único a encontrar solução para a equação de Campo da Relatividade. Willem De Sitter, estudioso holandês, em 1917, também apresenta uma solução, estendendo a análise de Einstein e propondo um modelo de universo também estático. O modelo ganhou mais destaque na comunidade devido à previsão do efeito De Sitter, que poderia estar relacionado com as observações de Slipher. De Sitter mostrou que seu universo tinha uma propriedade peculiar: se uma partícula fosse introduzida a uma distância r da origem de um sistema de coordenadas, ela pareceria estar se afastando do observador (Kragh, 1996).

Nos anos posteriores, cientistas se debruçaram em estudos de modelos de universos a partir das soluções de Einstein e de De Sitter. O efeito De Sitter ganhou ampla notoriedade durante a década de 1920, sendo estudado por alguns astrônomos, em nível teórico e observacional. Observamos que os objetos de estudo da cosmologia neste momento, especialmente o efeito De Sitter, não são fundamentados na experiência sensorial ou observação da natureza, isto é, não são dados de imediato e induzem a princípios.

Bachelard (1977) contrapõe essa perspectiva ao introduzir a ideia de objeto construído em detrimento de objeto dado pela natureza. Este aspecto é evidente neste momento da história: os modelos cosmológicos e o efeito De Sitter não são dados por observações telescópicas, mas partem de construções matemáticas e abstratas. São construções humanas! Esse saber pode ser articulado ao aspecto dos objetos e sujeitos em discussões relacionadas à NdC: 'Quem é o sujeito e quem é o objeto do conhecimento científico? A experiência é a base para a construção do conhecimento científico? Qual o papel do pensamento teórico na construção do conhecimento científico?' (Martins, 2015, p. 20).

Peduzzi e Raicik (2020) argumentam que leis e teorias científicas são construções mentais do intelecto humano, não se limitando a meras sínteses indutivas do observado ou do experimentado. Os dados, por si só, não originam teorias. Neste sentido, Bachelard entende que em lugar de partir da experiência primeira aos sentidos, deve-se partir do abstrato e dele ir à experiência, onde a atividade científica

é regida por um diálogo constante entre razão e experiência (Bulcão, 2009). Diversos cientistas, ao longo da década de 1920, debruçaram-se na investigação de uma possível relação redshift -distância para as nebulosas, a partir dos pressupostos teóricos construídos (Bagdonas; Zanetic; Gurgel, 2017).

Em meio a diversas contribuições 3 , apresenta-se o direcionamento do programa de pesquisa de Hubble para a questão redshift -distância, no Observatório de Monte Wilson onde trabalhava. Em 1929, Hubble, junto ao seu colaborador de pesquisa Milton Humasson, observou a existência de uma relação linear entre o desvio para o vermelho e a distância dos corpos. Essa relação ganhou destaque devido aos métodos confiáveis adotados para a medição das distâncias desses corpos, o método das Cefeidas, o que evidenciava uma possível expansão do universo (Kragh, 1996). Entretanto, assim como grande parte da comunidade científica da época, Hubble era cético em relação a um universo não estático (Bagdonas; Zanetic; Gurgel, 2017).

Apesar das evidências de um universo não estacionário, essa ideia não era clara para a sociedade da época, mesmo que já tivesse sido encontrada soluções não estacionárias. O pioneiro em soluções não estacionárias foi o matemático russo Alexander Friedmann, porém seu trabalho era de natureza Matemática, e não houve relações claras com as observações da época. Outra contribuição foi a de Lemaître, um astrônomo belga e padre, que propôs uma derivação teórica em um trabalho de 1925. Nele, abordou um universo dinâmico e, notavelmente para a época, relacionouo às observações contemporâneas. Lemaître concluiu que a solução de De Sitter precisava ser descartada. Na época, ele pareceu considerar de maneira vaga a possibilidade de uma terceira alternativa, um universo em expansão, mas só abordou isso explicitamente dois anos depois. O astrônomo, de forma independente, formulou a expressão para o desvio para o vermelho, também encontrada por Hubble alguns anos depois (Arthury; Peduzzi, 2015; Kragh, 1996).

Neste ponto, fica perceptível que o desenvolvimento da ideia de um universo não estático não se deu em via única do empirismo e/ou racionalismo. As observações de Slipher, os pressupostos teóricos dos modelos de universo, a concepção de

universo estático, a busca experimental e teórica por uma relação entre o desvio para o vermelho e a distância dos corpos celestes mostram que as ideias cosmológicas possuem uma relação dialógica entre teoria e observação. Esta característica do progresso científico é caracterizada como fenomenotécnica por Bachelard (1977).

Esse progresso possibilitou a superação da visão de um universo estático e mecânico, conforme descrito pelas leis newtonianas, por uma perspectiva evolutiva. Segundo Peduzzi e Raicik (2020), as ideias científicas não são permanentes, nem inalteráveis, mas estão sujeitas a uma revisão constante; o pensamento científico modifica-se ao longo do tempo. Esse aspecto da ciência é o que permite que ela esteja em constante revisão e vigilância epistemológica, isto é, aberta à retificação e ruptura com ideias anteriores, por meio da superação de obstáculos (Bachelard, 1996)

Em época de crise na confiança da ciência e negacionismos, discussões históricas podem contribuir de forma significativa no ensino de ciências. A ideia da construção de seus objetos, que não são verdades definitivas ou absolutas e alvos de constante revisão e retificação nos torna capaz de trilhar diversos caminhos na ciência. Nessa perspectiva, Silva (2023) defende que o que inicialmente pode parecer uma fragilidade na ciência é, na verdade, sua fortaleza. A capacidade de estar em constante transformação, sujeita a reconfigurações e autocriticas, é o que confere confiabilidade às ciências. Essa autocrítica assegura uma avaliação rigorosa dos resultados, possibilitando a substituição até mesmo de ideias solidamente estabelecidas, como a do universo estático, por alternativas mais aprimoradas.

## Considerações Finais

Devido ao espaço limitado disponível para abordar concepções de universo e princípios da Epistemologia de Bachelard, é importante ressaltar que ambos não são completamente explorados aqui. A evolução das ideias expansionistas envolve outros cientistas além dos mencionados e em épocas subsequentes às apresentadas. Ao contextualizar o propósito deste trabalho, acreditamos que uma análise histórica da cosmologia à luz da epistemologia de Bachelard pode contribuir para a compreensão de aspectos da Natureza da Ciência, bem como avançar nas discussões históricoepistemológicas com diferentes enfoques epistemológicos nas pesquisas em ensino de Física. A noção de objeto construído e ruptura epistemológica pode auxiliar na superação de concepções positivistas no ensino de ciências, além de fortalecer a

confiança na ciência. Acreditamos que outras investigações na Cosmologia, integradas às ideias de Bachelard, possibilitem evidenciar outras características da NdC, como os históricos, sociais e ao próprio funcionamento interno da atividade científica.

## Referências

Arthury, L.; Peduzzi, L. A Teoria do Big Bang e a natureza da ciência. Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia , v. 20, p. 59-90, 2015.

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