A única coisa que uma lei científica não explica é por que o fenômeno existe ou o que o causa

Crédito da imagem: Shutterstock

Em geral, uma lei científica é a descrição de um fenômeno observado. Não explica por que o fenômeno existe ou o que o causa. A explicação para um fenômeno é chamada de teoria científica. É um equívoco que as teorias se transformam em leis com pesquisa suficiente.

"Na ciência, as leis são um ponto de partida", disse Peter Coppinger, professor associado de biologia e engenharia biomédica do Rose-Hulman Institute of Technology, na Índia. "A partir daí, os cientistas podem fazer as perguntas: 'Por que e como?'" 

DIFERENÇA ENTRE UMA TEORIA CIENTÍFICA E UMA LEI CIENTÍFICA

Muitas pessoas pensam que se os cientistas encontrarem evidências que apoiem uma hipótese, a hipótese é atualizada para uma teoria, e se a teoria for considerada correta, ela é atualizada para uma lei. Não é assim que funciona, no entanto. Fatos, teorias e leis, assim como hipóteses, são elementos separados do método científico. Embora possam evoluir, eles não são atualizados para outra coisa.

"Hipóteses, teorias e leis são como maçãs, laranjas e kumquats (O kumquat é uma frutinha que parece uma laranja oval em miniatura): Uma não pode se transformar em outra, não importa quanto fertilizante e água sejam oferecidos", segundo a Universidade da Califórnia, Berkeley. Uma hipótese é uma explicação potencial de um fenômeno estreito; uma teoria científica é uma explicação em profundidade que se aplica a uma ampla gama de fenômenos. Uma lei é uma declaração sobre um fenômeno observado ou um conceito unificador, de acordo com a Kennesaw State University.

"Existem quatro conceitos principais na ciência: fatos, hipóteses, leis e teorias", disse Coppinger. 

Embora as leis e teorias científicas sejam apoiadas por um grande corpo de evidências empíricas aceitas pela maioria dos cientistas nessa área de estudo científico e ajudem a unificar esse corpo de dados, elas não são a mesma coisa.

"As leis são descrições, muitas vezes descrições matemáticas, de fenômenos naturais, por exemplo, a Lei da Gravidade de Newton ou a Lei da Segregação Independente de Mendel. Essas leis simplesmente descrevem a observação. Não como ou por que elas funcionam", disse Coppinger.

Coppinger apontou que a lei da gravidade foi descoberta por Isaac Newton no século XVII. Esta lei descreve matematicamente como dois corpos diferentes no universo interagem entre si. No entanto, a lei de Newton não explica o que é a gravidade ou como ela funciona. Somente três séculos depois, quando Albert Einstein desenvolveu a teoria da relatividade, os cientistas começaram a entender o que é a gravidade e como ela funciona.

Herança Mendeliana mostrada com um modelo de ervilha. Crédito da imagem: Shutterstock

"A lei de Newton é útil para os cientistas porque os astrofísicos podem usar essa lei secular para pousar robôs em Marte. Mas não explica como a gravidade funciona, ou o que é. Da mesma forma, a Lei da Segregação Independente de Mendel descreve como diferentes características são passadas de pais para filhos, não como ou por que isso acontece", disse Coppinger. Gregor Mendel descobriu que dois traços genéticos diferentes apareceriam independentemente um do outro em diferentes descendentes. "No entanto, Mendel não sabia nada de DNA ou cromossomos. Foi apenas um século depois que os cientistas descobriram o DNA e os cromossomos, a explicação bioquímica das leis de Mendel. Foi só então que cientistas, como T.H. Morgan, trabalhando com moscas de fruta, explicaram a Lei da Segregação Independente usando a teoria da herança cromossômica. Ainda hoje, esta é a explicação (teoria) universalmente aceita para a Lei de Mendel", disse Coppinger.

A diferença entre leis científicas e fatos científicos é um pouco mais difícil de definir, embora a definição seja importante. Os fatos são observações simples e pontuais que se mostraram verdadeiras. As leis são observações generalizadas sobre uma relação entre duas ou mais coisas no mundo natural com base em uma variedade de fatos e evidências empíricas, muitas vezes enquadradas como uma afirmação matemática, de acordo com a NASA. 

Por exemplo, "Maçãs caem desta macieira" é considerado um fato porque é uma afirmação simples que pode ser comprovada. "A força da gravidade entre quaisquer dois objetos (como uma maçã e a Terra) depende das massas dos objetos e da distância entre eles" é uma lei porque descreve o comportamento de dois objetos em uma determinada circunstância. Se a circunstância mudar, então as implicações da lei mudariam. Por exemplo, se a maçã e a Terra encolhessem para um tamanho subatômico, elas se comportariam de maneira diferente.

LEIS CIENTÍFICAS E MATEMÁTICA

Crédito da imagem: Shutterstock

Muitas leis científicas podem ser reduzidas a uma equação matemática. Por exemplo, a Lei da Gravitação Universal de Newton afirma: 

F_g = G (m₁ · m₂ ) / d²

Fg é a força da gravidade; G é a constante gravitacional universal, que pode ser medida; m1 e m2 são as massas dos dois objetos, e d é a distância entre eles, de acordo com a Ohio State University.

As leis científicas também são frequentemente governadas pela matemática da probabilidade. "Com números grandes, a probabilidade sempre funciona. A casa sempre vence", disse Sylvia Wassertheil-Smoller, professora da Faculdade de Medicina Albert Einstein, em Nova York. "Podemos calcular a probabilidade de um evento e podemos determinar o quão certo estamos de nossa estimativa, mas sempre há um trade-off entre precisão e certeza. Isso é conhecido como intervalo de confiança. Por exemplo, podemos ter 95% de certeza de que o que estamos tentando estimar está dentro de um determinado intervalo ou podemos ter mais certeza, digamos 99% de certeza, de que está dentro de um intervalo mais amplo. Assim como na vida em geral, devemos aceitar que há um trade-off (Trade-off e tradeoff são termos da língua inglesa que definem uma situação em que há conflito de escolha)".

AS LEIS MUDAM?

 Só porque uma ideia se torna uma lei não significa que não possa ser mudada por meio de pesquisas científicas no futuro. O uso da palavra "lei" por leigos e cientistas difere. Quando a maioria das pessoas fala sobre uma lei, eles querem dizer algo que é absoluto. Uma lei científica é muito mais flexível. Pode ter exceções, provar que está errado ou evoluir com o tempo, de acordo com a Universidade da Califórnia, Berkeley.

"Um bom cientista é aquele que sempre faz a pergunta: 'Como posso estar errado?'", disse Coppinger. "No que diz respeito à Lei da Gravidade ou à Lei da Seleção Independente, testes e observações contínuos 'ajustaram' essas leis. Exceções foram encontradas. Por exemplo, a Lei da Gravidade de Newton falha quando se olha para o nível quântico (subatômico). A Lei da segregação Independente de Mendel não se aplica quando as características estão "ligadas" no mesmo cromossomo".

EXEMPLOS DE LEIS CIENTÍFICAS

• A lei da conservação da energia, que diz que a energia total em um sistema isolado permanece constante. Em outras palavras, a energia não pode ser criada ou destruída, segundo a Britannica.
• As leis da termodinâmica, que tratam das relações entre calor e outras formas de energia
• A lei universal da gravitação de Newton, que diz que quaisquer dois objetos exercem uma força gravitacional um sobre o outro, de acordo com a Universidade de Winnipeg
• A lei da expansão cósmica de Hubble, que define uma relação entre a distância de uma galáxia e quão rápido ela está se afastando de nós, de acordo com a astrofísica Neta A. Bahcall
• O Princípio de Arquimedes, que afirma que a força de empuxo em um objeto submerso em um fluido é igual ao peso do fluido deslocado por esse objeto.

♦ Todos os artigos baseados em tópicos são determinados por verificadores de fatos como corretos e relevantes no momento da publicação. Texto e imagens podem ser alterados, removidos ou adicionados como uma decisão editorial para manter as informações atualizadas.

RECURSOS ADICIONAIS

• Este recurso da New South Wales Education Standards Authority tem uma explicação detalhada de teorias e leis científicas.
• Descubra por que uma teoria não pode evoluir para uma lei neste artigo da Indiana Public Media.
• Assista a um vídeo sobre a diferença entre uma lei científica e uma teoria científica do TEDEd.

BIBLIOGRAFIA

• Universidade da Califórnia, Berkeley, "Equívocos sobre a ciência". https://undsci.berkeley.edu/teaching/misconceptions.php
• NASA IMAGE Education Center, "Guia do Professor: Teorias, Hipóteses, Leis, Fatos e Crenças". https://www.nasa.gov/pdf/371711main_SMII_Problem23.pdf 
• A Universidade Estadual de Ohio, "Aula 18: A Maçã e a Lua: Gravidade Newtoniana". https://www.astronomy.ohio-state.edu/pogge.1/Ast161/Unit4/gravity.html 
• Enciclopédia Britânica, "Conservação de energia". 16 de novembro de 2021. https://www.britannica.com/science/conservation-of-energy 
• Universidade de Winnipeg, "Lei da Gravitação de Newton". 1997. https://theory.uwinnipeg.ca/physics/circ/node7.html 
• Neta A. Bahcall, "A Lei de Hubble e o universo em expansão", Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 112, março de 2015, https://doi.org/10.1073/pnas.1424299112 

 Junte-se aos nossos Canais Espaciais para continuar falando sobre o espaço nas últimas missões, céu noturno e muito mais! Siga-nos no facebook, twitter e instagram. Inscreva-se no boletim informativo. E se você tiver uma dica, correção ou comentário, informe-nos aqui ou pelo e-mail: gaiaciencia@gaiaciencia.com.br

Referência:

BRADFORD, Alina; HAMER, Ashley. What is a law in science? Live Science, Nova York, 16, jan. 2022. References. Disponível em: <https://www.livescience.com/21457-what-is-a-law-in-science-definition-of-scientific-law.html>. Acesso em: 03, jun. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.