Carl Gustav Hempel, ciência e leis naturais

"Não se chega ao conhecimento científico pela aplicação de algum procedimento de inferência indutiva a dados coligidos anteriormente, mas, antes, pelo que é frequentemente chamado 'método da hipótese', isto é, pela invenção de hipóteses como tentativas de de resposta ao problema em estudo e submissão dessas hipóteses à verificação empírica. (...) Como já notamos anteriormente, uma verificação numerosa, com resultados inteiramente favoráveis não estabelece a hipótese conclusivamente; fornece apenas um suporte mais ou menos sólido para ela."

CARL GUSTAV HEMPEL, Filosofia da Ciência Natural, p.30/31*

O filósofo alemão Carl Gustav Hempel escreveu uma excelente introdução à filosofia da ciência intitulada Philosophy of Natural Science, publicada em 1966. Na obra, o autor, um dos expoentes do empirismo lógico, dialoga com diversos filósofos, lógicos, cientistas  e epistemólogos importantes do século XX, como Pierre Duhem, Karl Popper, Nelson Goodman, Arthur Eddington, entre outros. 

A partir da análise de um caso real de descoberta científica, a do médico húngaro Ignaz Semmelweis, Hempel constrói sua teoria sobre as teorias científicas e suas pretensões epistêmicas. Um dos temas importantes de sua obra é a inconclusividade da verificação indutiva. Geralmente se afirma que uma hipótese é verificada quando suas predições são coroadas de êxito. Hempel, no entanto, mostra que seja qual for o número de instâncias observacionais indutivas que confirmam uma teoria, esta jamais poderá ser estabelecida conclusivamente.

Tomemos a hipótese H (um conjunto de afirmações sobre determinados fenômenos observáveis). Se as afirmações que compõem H são verdadeiras, então é possível deduzir logicamente a implicação/predição I.

Se H é verdadeiro, então I.

Contudo, a implicação/predição I se mostrou falsa. Então temos:

Se H é verdadeiro, então I.

I não é verdadeiro.

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Então, H não é verdadeiro.

A forma inferencial acima é chamada em lógica de Modus Tollens. Nela afirma-se o condicional  no qual se H é verdadeiro, ou seja, se o conjunto de afirmações que compõe H for verdadeiro, então necessariamente a implicação I, deduzida de H, também será verdadeira. Como a implicação I se mostra falsa, então H é falsa.

Contudo, tomemos a possibilidade inversa. 

Se H é verdadeiro, então I.

I é verdadeiro

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Então H é verdadeiro.

Apesar de parecer correto, esse raciocínio é inválido logicamente, e é conhecido como falácia da afirmação do consequente. O caso é que, ainda que a implicação I seja verdadeira, H ainda pode ser falsa, pois de premissas falsas é possível deduzir conclusões verdadeiras.

Por exemplo:

Sócrates é gato.

Gatos são bípedes.

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Logo, Sócrates é bípede.

Vejamos o exemplo seguinte:

Se choveu à noite, então a rua amanhecerá molhada.

A rua amanheceu molhada.

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Então, choveu à noite.

Ora, certamente é verdadeiro que se choveu à noite a rua amanhecerá molhada. Mas a chuva é somente uma das hipóteses possíveis para explicar a rua molhada. Se não sabemos se choveu ou não à noite (como indica o condicional se P, então Q), o fato de a rua amanhecer molhada não prova que choveu à noite. Fica evidente que a confirmação ou a verificação das implicações/predições de uma hipótese não podem garantir a sua verdade. 

Hempel complementa:

"Assim, o resultado favorável de uma verificação, isto é, o fato de ser achada verdadeira a implicação inferida de uma hipótese, não prova que a hipótese é verdadeira. Mesmo que muitas implicações de uma hipótese tenham sido sustentadas por verificações cuidadosas, ainda assim e hipótese pode ser falsa." (p.19)

Da mesma forma, o seguinte raciocínio também é falacioso:

Se H é verdadeiro, então também o são I 1, I 2, I 3,...I n.

I 1, I 2, I3, ..., I n são verdadeiros

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Então, H é verdadeiro.

No entanto, segundo Hempel, isso não significa que não houve nenhuma confirmação. A teoria foi confirmada com respeito à suas implicações particulares, dando ao cientista certo suporte, alguma corroboração, cujo peso dependerá de vários aspectos da hipótese e dos dados colhidos. 

A discussão apresentada até aqui está intimamente ligada à questão do método indutivo, o qual geralmente é apresentado como o método par excellence da ciência. Hempel critica o que ele chama de “Concepção Indutiva Estreita” acerca da investigação científica. O alvo de sua crítica não é senão a concepção usual do método científico: 

1) Observação e registro de todos os fatos; 

2) Análise e classificação desses fatos; 

3) Derivação indutiva de generalizações a partir do observado;

4) Verificação das generalizações.

O filósofo assevera que a primeira etapa (1) é impossível de ser realizada, já que não podemos reunir todos os fatos de forma absoluta (seria preciso observar todos os fatos até o fim do mundo). Ainda que nos circunscrevêssemos aos fatos acontecidos até agora, eles seriam infinitos em número e em seus múltiplos aspectos. 

Há quem possa opor à tese de Hempel a objeção de que devem ser recolhidos todos os fatos relevantes. Mas Hempel responde: "relevantes para quê?". Concordando com Popper, Hempel afirma que somente sob a luz de uma teoria prévia é possível observar os fatos. A hipótese guia a observação. Da mesma forma, a classificação dos fatos só se realiza por meio de uma teoria.

"'Fatos' ou dados empíricos só podem ser qualificados como logicamente relevantes ou irrelevantes relativamente a uma dada hipótese, e não relativamente a um dado problema." (p.24)

Quais dados são relevantes ou irrelevantes para uma determinada hipótese H que se quer uma explicação de um conjunto de fenômenos? Serão relevantes aqueles cuja ocorrência ou não ocorrência puderem ser inferidos de H.

Ademais, segundo Hempel, não há forma de derivar mecanicamente teorias a partir dados indutivamente colhidos. Não há derivação de teorias a partir dos dados, mas invenção de teorias para a explicação desses dados. As hipóteses não nascem naturalmente da observação dos dados, mas são concebidas para explicá-los. São palpites sobre os nexos que existem entre os fenômenos em estudo, sobre as estruturas que os fundam. 

Os caminhos que conduzem a uma hipótese estão longe de uma derivação sistemática a partir dos dados. É o que sugere o exemplo do químico Kekulé que, depois de muitas tentativas de um esboço da fórmula estrutural da molécula de benzeno, sonhou com átomos formando um anel girando vertiginosamente. Desse sonho ele tirou a ideia da estrutura molecular do benzeno como um anel hexagonal.

Não importando a origem de tais hipóteses, elas são depois expostas ao crivo crítico intersubjetivo que garante sua objetividade.  Nessas reflexões de Hempel aparecem muitas concordâncias com as teses de Karl Popper. Entretanto, contrariamente a Popper, Hempel afirma que as teorias científicas são indutivas num sentido mais amplo, ou seja, embora não sejam estabelecidas conclusivamente, os dados lhes conferem ao menos um suporte indutivo e uma confirmação mais ou menos forte.

Outro tema clássico da epistemologia tratado por Hempel correlato é o chamado experimentum crucis (experimento crucial). A fim de decidir entre duas teorias rivais e incompatíveis que explicam os mesmos fatos satisfatoriamente, seria necessário formular uma verificação crucial, isto é, uma situação na qual as duas teorias fariam predições incompatíveis. Aquela que tivesse sua predição confirmada, refutaria a outra por exclusão. 

Entretanto, assinala Hempel, a verificação crucial é impossível porque a confirmação indutiva não gera certeza conclusiva, e a refutação de uma predição indica somente que algum elemento da teoria está errado (suas hipóteses auxiliares, por exemplo). O que sabemos é que a teoria deve ser modificada em algum ponto, mas não sabemos necessariamente em qual deles. Aqui Hempel segue a demonstração feita por Pierre Duhem na sua obra La Théorie Physique.

Tomemos o seguinte caso:

A teoria H é composta pelas afirmações A, B, e C, e desse conjunto, deriva-se a implicação/predição I.

H = A,B,C;

De H infere-se I

Se H é verdadeiro, então I é verdadeiro.

I não é verdadeiro

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Então, H não é verdadeiro.

A hipótese H foi refutada. Mas como H é composta de A, B, C, não é possível dizer que cada uma das afirmações A, B, C seja falsa, mas somente que o conjunto formado por A, B, C é falso. Sendo assim, um cientista pode muito bem manter H simplesmente modificando algum dos seus elementos. Ele pode trocar B por G, por exemplo. A mesma operação pode ser repetida quantas vezes for necessário, até que as implicações/predições de H sejam corretas experimentalmente. A refutação, por conseguinte, não é definitiva.

Ora, se uma hipótese jamais pode ser verificada ou refutada definitivamente, e se as teorias pretendem descortinar leis naturais, como distinguir leis naturais legítimas de meras generalizações ou fantasias? Se as leis naturais são gerais, o que as diferencia de generalizações acidentais? Se digo que "todas as bolas nessa caixa são vermelhas", faço apenas uma generalização de fato que dá conta de um caso acidental. Não há aí nenhuma inferência indutiva segundo a qual todas as bolas em caixas a serem observadas no futuro serão vermelhas. 

A afirmação de um repórter de que "todos os deputados votaram contra o projeto" pode ser facilmente verificada simplesmente averiguando-se os votos de cada parlamentar. Sendo limitado o número de deputados, por maior que ele seja, é sempre possível verificar se ou não todos votaram contra o projeto. Nesse caso, há uma generalização acidental, já que tudo o que se quer afirmar é que "acontece ser esse o caso".

Em se tratando de leis naturais, como foi explicado acima, nenhum conjunto limitado de confirmações pode verificar uma afirmação universal do tipo "todos os gatos miam". Isso porque nessa proposição "todos" se refere não a um conjunto limitado e fechado (e, portanto, verificável), mas a uma infinidade de gatos observados e não observados no passado e no presente, e a serem observados no futuro. 

Outra característica das leis naturais abordada por Hempel é a implicação de condicionais contrafactuais, enunciados do tipo "se A tivesse sido o caso, então B teria sido o caso", e também de condicionais subjuntivos, do tipo "se A vier a acontecer, B também acontecerá". A proposição "a substância X é inflamável" diz que todo e qualquer X se inflama em contato com o fogo. O conteúdo da afirmação não se refere apenas ao X que de fato inflamou-se, mas, principalmente, ao X que não se inflamou (porque não ocorreu a relação necessária com o fogo) e que teria se inflamado caso tivesse havido contato com algum elemento ígneo.

"Se X fosse colocado em contato com o fogo, ele se inflamar-se-ia" ou "se X for colocado em contato com o fogo, X vai se inflamar". 

Em outros termos, as leis naturais descrevem disposições, propensões e poderes que pertencem necessariamente às coisas, ainda que estejam ausentes as condições para a sua manifestação. A substância X permanece inflamável mesmo que nunca seja exposta ao fogo. As leis naturais não afirmam somente o que aconteceu, mas o que aconteceria se determinadas condições fossem cumpridas. As generalizações de fato, por seu turno, não podem sustentar condicionais contrafactuais ou subjuntivos porque seu valor explanativo se esgota no conjunto limitado que descreve, uma vez que todas as instâncias já foram observadas ou averiguadas.

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* Edição brasileira, traduzida por Plinio Sussekind Rocha, 1974, Zahar Editora