A HISTÓRIA DA ÓPTICA E A EPISTEMOLOGIA BACHELARDIANA: UM ESTUDO EXPLORATÓRIO

## A HISTÓRIA DA ÓPTICA E A EPISTEMOLOGIA BACHELARDIANA: UM ESTUDO EXPLORATÓRIO* 1

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Staub, A. C. M. [acsmelo@ced.ufsc.br] Peduzzi, Luiz O. Q. [peduzzi@fsc.ufsc.br] b

- a Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica - UFSC

b Departamento de Física/Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica - UFSC

## RESUMO

O presente trabalho exemplifica a proposta de um possível diálogo entre a história e a filosofia da ciência em uma disciplina de Evolução dos Conceitos da Física. Nesta perspectiva, contempla uma articulação entre conceitos da epistemologia histórica de Gaston Bachelard e a evolução das idéias, conceitos e teorias da óptica, dando ênfase aos períodos de rupturas e descontinuidades; a constante retificação do erro, no sentido de que um conhecimento se dá contra outro; a superação dos obstáculos epistemológicos; a noção de recorrência histórica; as analogias no âmbito da ciência; e a nova visão da física moderna e contemporânea, evidenciando a dialética racionalismo-empirismo e o valor imprescindível do instrumental técnico no domínio quântico.

Palavras-chave: história da óptica; epistemologia bachelardiana; Evolução dos Conceitos da Física

## INTRODUÇÃO

Estudos recentes ( Medeiros & Bezerra Filho, 2000; Bahia, 2001; K öhnlein & Peduzzi, 2002) evidenciam que a imagem da natureza e construção do conhecimento científico normalmente presente no ensino de ciências caracteriza-se como uma visão simplista e distorcida. O artigo ' Para uma Imagem não Deformada do Trabalho Científico' (Pérez et al., 2001), por exemplo, apresenta sete visões deformadas do trabalho científico presentes na concepção de professores de ciências: a 'visão empírico-indutivista e ateórica', 'visão rígida, algorítmica, exata, infalível', 'visão ahistórica e aproblemática', 'visão exclusivamente analítica', 'visão acumulativa de crescimento linear', 'visão individualista e elitista', 'visão socialmente neutra'. Harres (1999) também estuda as concepções equivocadas de professores acerca da natureza da ciência. De forma bastante similar às investigações realizadas nesta perspectiva em cenários diversos, identifica que os professores pesquisados, em nível fundamental e médio, manifestam uma imagem inadequada da ciência, aproximando-se dos pressupostos empiristas. Estas questões caracterizam uma problemática maior: as concepções dos professores acerca da produção científica intervêm em suas estratégias e práticas pedagógicas, repercutindo significativamente na formação e estruturação do pensamento do aluno (Zimmerman & Bertani 2003).

Desmistificar a idéia de um cientista estritamente racional, neutro e objetivo, que segue rigorosamente o método, e, por outro lado, retratar um cientista que falha, e erra muitas vezes, as freqüentes controvérsias entre teorias rivais, a complexidade em um processo de mudança científica, encerra uma perspectiva mais humana da ciência (Thuillier, 1994). Nesse sentido, a pertinência da história e da filosofia da ciência desafia e encoraja reflexões sobre a necessidade de

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implementar uma abordagem histórico-epistemológica na formação inicial de professores, tendo em vista propiciar uma análise mais crítica da evolução do conhecimento científico (Freire Jr. et al., 2000; Matthews, 1995).

Em artigos anteriores (Staub & Peduzzi, 2003a; 2003b) discutiu-se alguns exemplos da história da física vinculando-os a conceitos da moderna filosofia da ciência, sem, contudo, privilegiar um referencial epistemológico específico. Estes trabalhos sinalizaram a necessidade de priorizar um filósofo da ciência no estudo de uma vertente histórica em particular, com o objetivo de promover uma análise mais detalhada da produção do conhecimento científico. A seção seguinte contempla essa aproximação.

## ESTUDO DA HISTÓRIA DA ÓPTICA À LUZ DA FILOSOFIA BACHELARDIANA

Em busca de uma articulação entre a história e a filosofia da ciência em uma disciplina de Evolução dos Conceitos da Física procurou-se estabelecer uma ponte entre conceitos da epistemologia bachelardiana e a história da ótica. O quadro a seguir sintetiza a possibilidade desse diálogo:

## Dimensão filosófica Dimensão histórica Epistemologia Bachelardiana História da Óptica

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No mundo físico dos gregos (III a.C.) encontram-se duas teorias físicas de natureza distinta: o atomismo e a física do contínuo. As concepções dos estóicos sobre a propagação da luz em um meio, o 'pneuma', permitem um confronto com os atomistas, que sustentavam o caráter descontínuo da matéria (Sambursky, 1990). Articular a idéia de rupturas e descontinuidades, da filosofia bachelardiana, ao estudo das raízes histórias da óptica, possibilita compreender as distintas premissas teóricas que dirigiam o pensamento dos filósofos gregos acerca do mecanismo da visão e do que é a luz, em virtude essencialmente do contexto histórico no qual esses pressupostos se inserem.

A primazia conferida ao permanente processo de reconstrução do saber científico, na epistemologia histórica de Bachelard (1975), traduz o aspecto descontinuísta da razão. As

oscilações entre a teoria corpuscular e a teoria ondulatória da luz, vivenciadas pela comunidade científica a partir do século XVII, ilustram que não há um contínuo e linear entrelaçamento de idéias ao longo da história da óptica. Em contrapartida, essa trajetória histórica caracteriza-se por freqüentes rupturas e descontinuidades, mudanças de visão, pressupostos e convicções teóricas no que se refere às propriedades da luz, principalmente em virtude das evidências experimentais relativas à difração (1665), a interferência (1665) e a polarização (1667). A concepção corpuscular newtoniana, apesar de rivalizar com a ondulatória proposta por Huygens (1678), predominou durante todo século XVIII. Estas concepções contemplam conjecturas teóricas antagônicas quanto à velocidade da luz, resolvidas com as experiências de Fizeau (1850) e Foucoult (1851), que corroboram a hipótese ondulatória. No entanto, a maior aceitação da concepção ondulatória se consolida anteriormente, com sua retomada por Young (1802) e mais tarde por Fresnel (Abrantes, 1998). O confuso e aparentemente contraditório comportamento da luz, articulado às investigações da radiação térmica de corpo negro, explicitam insuficiências da física clássica quando trata do âmbito das interações da radiação com a matéria. De um lado, Einstein interpreta o efeito fotoelétrico (1905) concebendo a luz como constituída de quanta de energia; por outro lado, Planck constata que os átomos emitem e absorvem energia de forma discreta. Assim questionam a física clássica, lançando as bases conceituais de um novo domínio, o universo quântico (Rocha et al, 2002).

Um exemplo de obstáculo epistemológico pode ser ressaltado na estruturação da concepção newtoniana da luz, que sofreu forte influência da filosofia mecanicista . 2 Bachelard afirma que a concepção de Newton acerca da luz estava carregada de um realismo ingênuo, porque a luz era concebida como composta de partículas de natureza essencialmente material, simbolizando os rastros do mecanicismo. Conforme enfatiza Bachelard (1975,1999), obstáculos podem se incrustar no pensamento e nas idéias do pesquisador, sendo causa de entraves e verdadeiras resistências à produção do conhecimento, como a tradição mecanicista. O rompimento com dogmas, conhecimentos rigidamente cristalizados, torna o pensamento flexível às mudanças científicas, como as decorrentes da dualidade onda-corpúsculo.

Bachelard (1975) confere especial destaque a questão do uso das analogias no âmbito da ciência. Assim, s inaliza que o discurso científico não é literal, objetivo e transparente, apropriandose muitas vezes deste recurso lingüístico para dar significado a aspectos não observáveis do mundo natural. Contudo, a incisiva crítica bachelardiana ao uso incorreto das analogias procura realçar que, como correspondem a modelos de raciocínio, se estabelecem entre domínios de natureza distinta. Nessa perspectiva, devem pressupor a idéia de caráter efêmero e provisório. No exemplo da evolução da óptica, Huygens, ao desenvolver a teoria ondulatória da luz faz uso de uma analogia com o som, definindo a luz como uma vibração mecânica (Pietrocola,1993; Rocha et al., 2002). Como o comportamento da luz era considerado não apenas semelhante, mas idêntico ao do som, durante um longo período a crença da existência de um meio (éter) necessário para a propagação da luz permaneceu hegemônica. Na perspectiva bachelardiana esta analogia constitui-se um obstáculo epistemológico à idéia correta das ondas eletromagnéticas, que não necessitam um meio para se propagar.

As ambigüidades do debate concernente a possível façanha de Arquimedes, incendiar os navios romanos com espelhos ardentes para salvar Siracusa, suscitam diversas especulações no

âmbito da história da reflexão e da refração. De um lado, alguns historiadores defendem que o espetacular efeito dos espelhos ardentes é, de fato, verdadeiro; outros reúnem argumentos contrários, para afirmar que Arquimedes não utilizou estes dispositivos. Conforme Bachelard (1975, 1999), o resgate da história do pensamento científico deve ser objeto de viva e intensa crítica. Submeter conceitos, idéias e teorias de uma época a um severo julgamento, considerando como referencial o estado presente da ciência, para efeito de reflexão, propicia um vislumbre dos erros e acertos dos cientistas no decurso da construção do conhecimento científico. O exemplo dos espelhos ardentes de Arquimedes pode ser suscitado neste sentido, articulando a idéia de recorrência histórica de Bachelard, que ressalta a importância de apreciar criticamente a história da ciência, às discussões ressaltadas por Thuillier (1994) sobre este possível episódio histórico, considerado por alguns historiadores mero devaneio e por outros uma evidência incontestável.

A primazia conferida ou a razão ou a experiência como fonte única do conhecimento confiável, orientou diversas discussões entre filósofos da ciência. Conforme a idéia d o novo espírito científico articulada às novas ciências do século XX, Bachelard (1975) destaca que não se pode conceber o racionalismo e o empirismo como posturas epistemológicas antagônicas, isto é, atribuir o conhecimento como expressão dos esforços exclusivos de uma ou outra vertente, mas ao constante confronto entre o racional e o empírico. Neste sentido, o empirismo está ligado a uma realidade construída pela técnica. A dialética racionalismo-empirismo e o valor do instrumental técnico podem ser explorados no exemplo da síntese teórica de De Broglie acerca da natureza dual dos elétrons. Guiado essencialmente pela idéia de que uma das características fundamentais da natureza é o princípio de simetria, De Broglie estendeu a dualidade onda-corpúsculo das ondas para partículas materiais, como o elétron. Conforme Bachelard (1975, p.233) '(...) não se conhecia nenhum 'fenômeno eletrônico' que pudesse receber uma interpretação ondulatória. Como o empirismo não oferecia nada, o racionalismo deveria fazê-lo. O problema deveria ser abordado por via de construções racionais(...)' . Configura-se, assim, uma 'filosofia do movimento' , de acordo com a perspectiva bachelardiana, ilustrando o diálogo constante entre a razão e a experiência. Corroborada mais tarde pela experiência de difração de elétrons, a intuição teórica de De Broglie conferiu a ele o mérito de ser um dos fundadores da Mecânica Quântica. O dispositivo desenvolvido especificamente para medir comprimentos de onda de elétrons, representa a concepção de Bachelard com relação ao que é a experiência na física quântica. O fenômeno não está na natureza, apresenta-se a partir de uma técnica.

A ciência contemporânea ultrapassa as aparências, construindo seu objeto de conhecimento, por isso o valor do instrumental técnico. A inovação da perspectiva bachelardiana é justamente refletir sobre as novas bases da cultura científica. A contribuição de Planck, em 1900, ao postular a natureza discreta da energia na interpretação da radiação térmica de um de corpo negro, e a de Einstein, ao propor pacotes associados às propriedades da luz, rompem com concepções clássicas da física, estabelecendo um novo domínio nessa ciência: o universo quântico. Nessa perspectiva, Bachelard (1975) explora a nova noção de corpúsculo da física contemporânea rompendo com a imagem tradicional, veiculada essencialmente a uma substância material. Para este autor, algumas características, como o fato de não possuírem forma e dimensões definidas, evidenciam o perfil dicotômico das partículas quânticas e a nova racionalidade da ciência quântica.

O diálogo entre a história e a filosofia da ciência pode contribuir para uma análise mais crítica da gênese e desenvolvimento da ciência, propiciando um contraste com a imagem do 'senso comum', que defende uma espécie de história factual e cronológica q ue pode ser sintetizada como a 'mera composição de átomos elementares e impessoais de acontecimentos em sucessão', no sentido de que os episódios históricos existem objetiva e independentemente da visão e interpretação do historiador (Zanetic, 1989). A orientação epistemológica à luz de Bachelard no

estudo da história da óptica junto a uma disciplina de Evolução dos Conceitos da Física configurase uma possibilidade fértil para fazer germinar e crescer uma imagem mais dinâmica da ciência.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABRANTES, P. Imagens de Natureza, Imagens de Ciência . São Paulo: Papirus, 1998.

BACHELARD, G. La Actividad Racionalista de la Física Contemporanea . Buenos Aires: Editorial Siglo Veinte, 1975. 269p.

BACHELARD, G. A Formação do Espírito Científico . Rio de Janeiro: Contraponto, 1999, 314p.

BAHIA, M. T. O Empirismo nos Livros Didáticos: Um Convite ao Debate . 2001. Monografia (Especialização em Ensino de Física) - Departamento de Física, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

FREIRE JR.,O. A Relevância da Filosofia e da História da Ciência para a Formação de Professores de Ciências. In: SILVA,W.J.F.(Ed.). Epistemologia e Ensino de Ciências . Alagoas: Arcádia, 2000.

HARRES, J. B. S. Concepções de Professores sobre a Natureza da Ciência . 1999. 192f. Tese (Doutorado em Educação) - Faculdade de Educação, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

KÖHNLEIN, J.F.K. &amp; PEDUZZI, L.O.Q., Sobre a concepção empirista-indutivista no ensino de ciências. In: Encontro Nacional de Pesquisa em Ensino de Física, VII, 2002, Águas de Lindóia. Atas .

MATTHEWS, M. R. História, Filosofia e Ensino de Ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Catarinense do Ensino de Física , Florianópolis, n. 3, p.164-214, 1995.

MEDEIROS, A. &amp; BEZERRA FILHO, S. A natureza da ciência e a instrumentação para o Ensino de Física. Ciência &amp; Educação , v.6, n.2, p 107-117, 2000.

PÉREZ, Daniel Gil, et al. Para uma Imagem não Deformada no Ensino de Ciências. Ciência &amp; Educação , Bauru, v.7, n.2, p. 125-153, 2001.

PIETROCOLA, M. O. O Éter Luminoso como Espaço Absoluto. Cadernos de História e Filosofia da Ciência , São Paulo, v.3, n.1/2, jan./dez., p.163-182, 1993.

ROCHA, J. F. et al. Origens e Evolução das Idéias da Física . Salvador: EDUFBA, 2002.

SAMBURSK, S. El Mundo Físico de los Griegos . Madrid: Alianza Editorial, 1990.

STAUB, A.C.M. &amp; PEDUZZI, L. O. Q. O Papel da Epistemologia em uma Disciplina de Evolução dos Conceitos da Física. In: Simpósio Nacional do Ensino de Física, XV, 2003a, Curitiba, Atas .

STAUB, A. C. M. &amp; PEDUZZI, L. O. Q. Diálogo entre História e Filosofia da Ciência em uma Disciplina de Evolução dos Conceitos da Física. In: Encontro Nacional de Pesquisa em Ensino de Ciências, IV, 2003b, Bauru: São Paulo. Atas .

THUILLIER, P. De Arquimedes a Einstein: A face oculta da invenção científica . Rio de Janeiro: Jorge Zahar Editor, 1994.

ZANETIC, J. Física Também é Cultura . 1989. 252f. Tese (Doutorado em Educação) - Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo.

ZIMERMANN, E. &amp; BERTANI, J. A. Um Novo Olhar sobre os Cursos de Formação de Professores. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , Florianópolis, v. 20, n. 1, p. 43-62, 2003.