Obras e conceitos físicos

Interestelar, um dos filmes escolhidos é uma obra de ficção científica de Christopher Nolan e o físico Kip Thorne foi uma das inspirações de Nolan para manter a parte científica do filme fiel. Ou seja, a ciência real, de teorias e especulações, foi preservada no filme.

Buracos negros, buracos de minhoca, viagens no tempo e dilatação temporal são apenas alguns fenômenos físicos temas do filme Interstelar, que se destacam por sua história e efeitos especiais, porém os conceitos científicos do filme nem sempre são tão claros para o público em geral, por isso se faz necessário o uso de metodologias que esmiúcem tais conceitos contidos no filme, tornando-se não somente uma atividade lúdica, mas também algo instrutivo aos espectadores, no caso os alunos.

Já o filme “Perdido em Marte”, lançado em 2015, está sendo anunciado como um dos filmes de ficção científica mais cientificamente precisos de todos os tempos. A NASA

ficou tão impressionada que usou o filme como uma campanha de marketing para suas reais missões tripulada a Marte em 2030.

A película foi inspirada no livro The Martian (2011), de Andy Weir, e apresenta um cenário realista, elaborado a partir de imagens captadas por robôs atualmente enviados para Marte. Para além de todos os efeitos e aspectos tecnológicos, o filme ajuda a pensar sobre a relevância ou não de conhecimentos transmitidos nas escolas e destaca a importância da existência de relações políticas colaborativas e harmoniosas entre os países para o desenvolvimento científico e, sobretudo, para salvar vidas.

Alguns pontos do filme chamam bastante à atenção, pois demonstram mais claramente as relações entre a Física e a tecnologia atual, tais como: a dinâmica orbital, a utilização do solo marciano, radiação e a comunicação com a Terra.

Em linhas gerais, nada do que é mostrado em “Perdido em Marte”, em termos de tecnologia espacial, é imposição. Na verdade, se a NASA quisesse hoje executar um programa de exploração tripulada a Marte nos moldes do existente no cinema, não haveria dificuldade técnica. Falta só o financiamento, algo que pode até mudar em curto prazo, com descobertas como a anunciada detecção de fluxos de água corrente no planeta vermelho.

No filme clássico de ficção científica 2001: Uma Odisseia no Espaço pode ser encarada como referência cultural, pois a obra de Stanley Kubrick se mantém em uma narrativa sobre a ciência e as necessidades humanas, indo além de um recurso didático atraente, expresso na ideologia de uma sociedade em busca do conhecimento científico.

No filme pode-se trabalhar com o conceito de propagação de ondas mecânicas no espaço, se expressa assim corretamente o que acontece no espaço com a propagação do som. Outro exemplo interessante que o filme traz é a possibilidade de expor sobre o conceito de referencial inercial, utilizando uma cena em que uma nave tenta acoplar a uma estação espacial que se encontra em rotação, simulando gravidade por meio da força centrífuga. Outros temas a serem abordados são queda livre, magnetismo, aceleração centrípeta.

Percebe-se que o filme 2001: Uma Odisseia no Espaço tem uma preocupação em dar atenção a fenômenos e seu uso sem fantasia exacerbada, levando a uma diferenciação do filme em relação aos demais filmes de ficção científica.

Indubitavelmente, a utilização dos filmes de ficção científica em sala de aula despertará a curiosidade perante os temas apresentados, aumentando assim o interesse pela área de Física. Mas devem-se tomar certos cuidados para que não transformemos as aulas apenas em um show pirotécnico e perca a essência dos conceitos apresentados.

O uso de obras cinematográficas de ficção científica introduz temas de Física que são considerados de pouca relevância e, por isso, muitas vezes não são ministrados. Os professores não demonstram tal interesse nesses assuntos, pois nem sempre conseguem aplicá-los da forma desejada. O motivo do desinteresse por parte dos alunos nessa ciência é que por muitos é considerada monótona, necessitando ser apresentada de uma forma mais simples, prazerosa e atrativa aos estudantes.

Os filmes cinematográficos são considerados recursos didáticos, e a eles são concedidas vantagens como recursos audiovisuais com efeitos especiais, e uma linguagem simples tendo um acesso relativamente fácil e seu custo de exibição também baixo, sem levar em conta o interesse que os filmes podem despertar.

A primeira ideia da utilização de ficção científica em sala de aula é a exibição de filmes. Ao investigar algumas questões suscitadas sobre os filmes percebe-se à primeira vista que elas são mais complexas do que parecem. A linguagem dos filmes, os efeitos especiais, o interesse por filmes de modo geral ajudam na transposição dos alunos da ficção exibida nos filmes para o exame analítico de aspectos da obra em sala de aula.

Ademais, indagam-se quais os limites dos filmes e o que eles não são capazes de propiciar como outras formas de ficção. Essas questões despontam quando se compara com o cotidiano das aulas. A experiência de sala de aula usando filmes de ficção científica, ao mesmo tempo em que revestem os instrumentos teóricos é confrontada com as circunstâncias apresentadas pelas atividades.

As pesquisas em ensino de Física têm dedicado especial atenção a aspectos epistemológicos, sob diversos pontos de vista e aportes teóricos. Considera-se que pouco valor tem sido dado ao pensamento epistemológico de Gaston Bachelard nesse terreno.

Bachelard (2000, p.12) defende a presença de duas metafísicas divergentes, mas que se complementam visto que “não há nem realismo nem racionalismo absolutos...”. Para o autor “[...] o realismo e o racionalismo trocam sem fim seus conselhos. Nem um nem o outro isoladamente basta para constituir a prova científica” (BACHELARD, 2000, p.17). Em outras palavras, Bachelard (1996, p. 14) confirma que “Para confirmar cientificamente a verdade, é preciso confrontá-la com vários pontos de vista”.

As várias obras de Bachelard no domínio da filosofia da ciência trouxeram uma contribuição considerável na epistemologia. De fato, como Popper e outros concordam com o ideal da racionalidade, Bachelard, por uma necessidade interna e específica de seu trabalho, é muito crítico sobre a filosofia das ciências tradicionais, e não deixa de reconsiderar a tarefa do

filósofo a sua maneira de pensar o progresso da ciência. Fazendo uma análise das condições de conhecimento, Bachelard sustentou que ela progride essencialmente por uma vitória sobre os obstáculos epistemológicos que são concebidos, tanto como o obstáculo do conhecimento científico quanto como necessário para o conhecimento da verdade. A noção de obstáculo epistemológico contra a qual todo pensamento científico deve ser criado para mostrar a descontinuidade bachelardiana entre conhecimento comum e conhecimento científico.

É a mesma dimensão de descontinuidade bachelardiana que governa todas as ciências contemporâneas porque está localizada no âmago do empreendimento epistemológico de Gaston Bachelard e leva a essa grande dimensão, momentos de mudanças e conversas em sistemas de pensamento por intermédio de doutrinas envolventes.

No livro de Gaston Bachelard, A Formação do Espírito Científico atribui a importância na construção de obstáculos que devem ser superados para liberar conhecimento objetivo. Ele diz que “a mente deve passar por uma terapia psicanalítica antes que possa captar o esplendor da realidade” (BACHELARD, 1996, p.13).

Esses obstáculos são fatores socioculturais e psicológicos como base do conhecimento e orientação da batalha com os objetos. É, em outras palavras, hábitos intelectuais, experiência inicial, conhecimento geral, ideias usadas com frequência, imagens familiares, conhecimento e rotinas unitárias e pragmáticas. Esses elementos podem dificultar não apenas a pesquisa, mas também a aprendizagem e podem se tornar fatores de inércia para a mente. Assim, a intenção de Bachelard é identificar as motivações filosóficas dos conceitos científicos que ele vê como obstáculos no caminho para alcançar uma ciência. Para alcançar a ciência, é necessário que o autor supere uma série de obstáculos.

Um obstáculo epistemológico no entendimento bachelardiano refere-se a tudo o que impede a mente de se colocar em uma perspectiva de pensamento, isto é, de construção racional, não permitindo ao mesmo tempo chegar a abstrações que, segundo o autor, não só permanece em um único caminho mas permite que a mente acesse a ciência, ou seja, "limpa a mente, reduz a energiza". Segundo Bachelard, ninguém é ignorante quando começa seu aprendizado científico ou aprendizado, o conhecimento comum de que alguém já o preparou mal para a apropriação do conhecimento objetivo.

Quando o espírito se apresenta à cultura científica, nunca é jovem. Aliás, é bem velho, porque tem a idade de seus preconceitos. Aceder a ciência é rejuvenescer espiritualmente, é aceitar uma brusca mutação que deve contradizer o passado (BACHELARD, 1996, p. 18).

O primeiro obstáculo na formação do espírito científico é a primeira experiência, colocada antes e acima da crítica, que em si é necessariamente um elemento integrante do espírito científico. A primeira experiência nunca é um apoio seguro, como a crítica não fez explicitamente. Ela é sensível, imediata e acompanha uma riqueza de concreto pictórico, natural e fácil. Este obstáculo é para anexar aos aspectos pitorescos e espetaculares de um fenômeno, que pode então obscurecer outros aspectos importantes. Bachelard (1996), que, baseado em um conhecimento forte da história da ciência, extrai da teoria física do século XVI seus argumentos e os exemplos mais marcantes.

O pensamento pré-científico não se fecha no estudo de um fenômeno bem circunscrito. Não procura a variação, mas sim a variedade. E essa é uma característica bem específica: a busca da variedade leva o espírito de um objeto para outro, sem método; o espírito procura apenas ampliar conceitos; a busca da variação liga-se a um fenômeno particular, tenta objetivar-lhe todas as variáveis, testar a sensibilidade das variáveis. Enriquece a compreensão do conceito e prepara a matematização da experiência (BACHELARD, 1996).

Segundo Bachelard, algumas descobertas não satisfaziam o progresso da ciência, mas exerciam a função de espetáculo relacionada à curiosidade. Eram exibidas de forma teatral, como uma apresentação fantasiosa para a nobreza, a fim de atrair a atenção. A garrafa de Leyden4, precursora da bateria elétrica, causou um verdadeiro fascínio:

Desde o ano em que foi descoberta, houve muitas pessoas, em quase todos os países europeus, que ganharam a vida indo mostrá-la por toda parte. O vulgo de qualquer idade, sexo e condição social considerava esse prodígio da natureza com surpresa e admiração. (...) Um imperador ficaria satisfeito se recebesse, como renda, as quantias que foram pagas em xelins e tostões para assistir à experiência de Leyden (BACHELARD, 1996, p.40).

Bachelard argumenta que, no caso de uma descarga elétrica, ela não pode reter qualquer conhecimento de tal experimento realizado primariamente tão espetacularmente e estremecer ao mesmo tempo. Muitos outros exemplos podem ser citados no caso da descarga elétrica, segundo a qual Bachelard acha que o assombro é misturado com diversão. Na

4

A Garrafa de Leyden é um dispositivo que acumula uma grande quantidade de carga elétrica por intermédio do processo de indução sendo a invenção precursora dos capacitores utilizados atualmente em circuitos elétricos. A construção é atribuída ao cientista holandês Pieter van Musschenbroek (1692-1761) no ano de 1745, em Leyden, na Holanda, supostamente devido a uma experiência realizada por Andreas Cunaeus e, de forma independente, pelo clérigo, físico e jurista alemão Ewald Jürgen von Kleist (1700-1748). O dispositivo de Musschenbroek era constituído de uma garrafa de vidro com água, conectada em uma máquina eletrostática por meio de fios condutores. Quando colocada em contato com uma máquina eletrostática e, em seguida, encostada em algum objeto, provocava uma grande faísca (CALDAS, 2015).

maioria das vezes, então, "Em vez de ir ao essencial, acentua-se o lado pitoresco" (Bachelard, 1996, p.43). E para Bachelard, a teoria da eletricidade do século XVIII foi particularmente caracterizada por esses obstáculos epistemológicos.

Segundo o autor, o obstáculo do conhecimento geral é o de generalizar um conceito rápido demais, a tal ponto que essa generalização obscurece outras percepções de compreensão. É claro que uma maior compreensão da ciência geral, no sentido de um julgamento da experiência, é uma falha do empirismo inventivo. Não tende a verificar um argumento avançado por um grupo. Acredita-se que muitas pessoas não podem estar erradas. Acredita-se que o caminho da maioria ainda é genuíno:

Quase sempre, a fim de indicar de modo simples como o raciocínio indutivo, baseado numa série de fatos particulares, leva à lei científica geral, os professores de filosofia descrevem rapidamente a queda de vários corpos e concluem: todos os corpos caem. Para se desculparem de tal banalidade, pretendem mostrar que, com esse exemplo, têm o indispensável para marcar um progresso decisivo do pensamento científico. De fato, nesse ponto, o pensamento moderno apresenta-se com relação ao pensamento aristotélico como generalidade retificada, como generalidade ampliada. Aristóteles ensinava que os corpos leves, fumaça e vapor, fogo e chama, encontravam no empíreo seu lugar natural, ao passo que os graves procuravam naturalmente a terra. Ao inverso, nossos professores de filosofia ensinam que todos os corpos, sem exceção, caem. E assim fica estabelecida, acham eles, a sadia doutrina da gravitação (BACHELARD, 1996, p. 69-70).

Esses professores acreditam que com esse exemplo, fizeram avanço substancial em vista do progresso do pensamento científico. Comparado ao pensamento aristotélico, esta posição é uma correção ou amplificação da generalidade. Eles encontraram a lei da gravitação, supostamente são um pensamento genuinamente científico ou sugerem outra realidade? De fato, se alguém partir da mecânica, pode-se dizer que todos os corpos caem ou, opticamente, que todos os raios de luz se movem em linha reta.

Na educação, a noção de obstáculo pedagógico também é desconhecida. É surpreendente que professores de ciências não compreendam que alguém não compreenda. Esses professores de ciências concebem que o espírito científico se inicia em um momento que é possível reedificar toda uma cultura de repetição de ensinamentos, a partir de demonstrações minuciosamente detalhadas. Não consideram que os conhecimentos empíricos constituídos pelos estudantes quando assistem a uma aula de Física podem se tornar entraves

na mudança de cultura experimental, a fim de derrubar obstáculos fundamentados pelo cotidiano.

Os professores de ciências imaginam que o espírito começa como uma aula, que é sempre possível reconstruir uma cultura falha pela repetição da lição, que se pode fazer entender uma demonstração repetindo-a ponto a ponto. Não levam em conta que o adolescente entra na aula de física com conhecimentos empíricos já constituídos: não se trata, portanto, de adquirir uma cultura experimental, mas sim de mudar de cultura experimental, de derrubar os obstáculos já sedimentados pela vida cotidiana (BACHELARD, 1996, p.23).

No processo de aprendizagem os professores devem constatar que os obstáculos epistemológicos não estejam presentes no seu modo de ensinar, e perceber que os recursos didáticos utilizados em sala de aula, como os livros didáticos, o uso de analogias, metáforas, entre outros, devem ter um destaque especial. A utilização destes recursos, segundo alerta Bachelard, deve ser feita de maneira correta para que eles não se tornem em obstáculos na aprendizagem, inviabilizando a formação do espírito científico ou até mesmo o seu retrocesso. Outro exemplo que ilustra esse obstáculo, o autor extrai do ensino do princípio de Arquimedes, em que para Bachelard é uma verdadeira peça de antologia pedagógica.

[...] o equilíbrio dos corpos flutuantes é objeto de uma intuição habitual que é um amontoado de erros. De modo mais ou menos claro, atribui-se uma atividade ao corpo que flutua, ou, melhor, ao corpo que nada. Se tentarmos com a mão afundar um pedaço de pau na água, ele resiste. Não é costume atribuir-se essa resistência à água. Assim, é difícil explicar o princípio de Arquimedes, de tão grande simplicidade matemática, se antes não for criticado e desfeito o impuro complexo de intuições primeiras. Em particular, sem essa psicanálise dos erros iniciais, não se conseguirá explicar que o corpo que emerge e o corpo completamente imerso obedecem à mesma lei (BACHELARD, 1996, p. 23).

Na perspectiva de Bachelard, o pensamento científico moderno enfrenta consideráveis obstáculos de generalidade. Enquanto pesquisa objetividade, ele evita o universalismo. Ao debruçar-se sobre uma coleção de objetos semelhantes, Bachelard busca precisão e consistência de atributos. Ele percebe, nesse sentido, o que limita o conhecimento é frequentemente mais importante para o progresso do pensamento, vagamente ampliando o conhecimento.

O conhecimento a que falta precisão, ou melhor, o conhecimento que não é apresentado junto com as condições de sua determinação precisa, não é

conhecimento científico. O conhecimento geral é quase fatalmente conhecimento vago (BACHELARD, 1996, p. 90).

Em vez do espírito ser livre e empreender pesquisa, generalização constitui uma barreira. Segundo Bachelard, a generalidade imobiliza o pensamento, é um conhecimento não especificado, conhecimento privado de suas condições de determinação; portanto, está longe de ser considerado científico.

A facilidade com que o espírito é levado para generalizações indefinidas, Bachelard conduz à concepção de um outro obstáculo, quando diz, “ser ainda mais preciso e considerar um caso em que uma única imagem, ou até uma única palavra, constitui toda a explicação. Pretendemos assim caracterizar, como obstáculos ao pensamento científico, “hábitos de natureza verbal” (BACHELARD, 1996, p. 91). Tais eventos ocorrem frequentemente em aulas de Ciências, em que os fenômenos podem ser explicados por meio de analogias, metáforas, expressões ou imagens, acontecendo a associação de uma palavra concreta a uma palavra abstrata (GOMES e OLIVEIRA, 2007).

Nesse obstáculo epistemológico, ressalta-se a interferência que uma simples figura ou palavra pode causar na compreensão de um conceito. A compreensão errada delas pode potencializar uma concepção equivocada da ciência. Bachelard alerta que o obstáculo verbal está diretamente relacionado com a generalização por induzir conceitos de diferentes fenômenos partindo de uma única palavra ou imagem.

Outro recurso usado na compreensão da ciência que pode se tornar um obstáculo verbal são as metáforas e analogias. Segundo Bachelard, “O perigo das metáforas imediatas para a formação do espírito científico é que nem sempre são imagens passageiras; levam a um pensamento autônomo; tendem a completar-se, a concluir-se no reino da imagem” (BACHELARD, 1996, p. 101), ou seja, o conhecimento conclui-se no reino da imagem, não ocasionando nenhuma dúvida a mais nos alunos, sendo assim finalizado.

Outros autores como Cachapuz (1989) justificam a ideia de analogias e metáforas facilitarem a cessão de um conhecimento não familiar para um mais familiar (CACHAPUZ, 1989 apud HOFFMANN; SCHEID, 2009).

[...] a ideia de que metáforas e analogias são permeáveis a uma dada cultura, embora provavelmente as primeiras mais que as segundas, e que o uso da linguagem metafórica é uma das maneiras de fomentar um estilo menos rígido e mais expressivo no ensino de ciências. Esse tipo de ensino tem suas próprias características, predominando termos técnicos e a dominância de um estilo impessoal, no qual o mais importante é a avaliação da transmissão

de uma maneira correta (CACHAPUZ, 1989 apud HOFFMANN; SCHEID, 2009, p. 05).

O professor ao utilizar recursos de imagens, analogias, metáforas, ou mesmo a sintetização por meio de palavras chaves, deve se conscientizar que pode induzir seus alunos a conceberem equivocadamente sobre o tema abordado, ao adquirindo, ao invés de conhecimento, um obstáculo epistemológico verbal.

O obstáculo verbal é difícil de ser sobrepujado, pelo fato de estar apoiado em uma filosofia fácil. Ao designar a um conceito características diversas sem se preocupar com aspectos intrínsecos, cria-se um obstáculo substancialista. Para Bachelard, um obstáculo substancialista caracteriza-se da seguinte forma:

É constituído por intuições muito dispersas e até opostas. Por uma tendência quase natural, o espírito pré-científico condensa num objeto todos os conhecimentos em que esse objeto desempenha um papel, sem se preocupar com a hierarquia dos papéis empíricos. Atribui à substância qualidades diversas, tanto a qualidade superficial como a qualidade profunda, tanto a qualidade manifesta como a qualidade oculta (BACHELARD, 1996, p. 105). Ao subjugar este obstáculo, não se deve satisfazer apenas com indícios de conhecimento. Alguém que busque a compreensão de fenômenos, aquele que realmente tenha um espírito científico, não pode limitar-se a relações superficiais entre fenômenos e objetos, deve ir além, buscar a verdadeira justificativa para o fenômeno.

O fenômeno que contém algo permanente é o próprio propósito da partida: a