O que realmente é uma teoria científica?

Desmistificando os conceitos centrais por trás das teorias científicas, revelando como eles divergem das leis na explicação dos fenômenos naturais.
Início

“A evolução das espécies é apenas uma teoria”. “Se o Big Bang fosse comprovado seria lei, e não teoria”. Quem nunca ouviu esse tipo de argumento antes?

No entanto, o que as pessoas chamam comumente de “teoria” é o que chamamos na ciência de hipótese: uma dedução, uma ideia especulativa ainda sem comprovação, mas que visa explicar determinados fenômenos e orientar futuras investigações. Por exemplo, “não sei como funciona, mas tenho uma teoria hipótese”.

Na ciência, “teoria” adquire um significado totalmente diferente. Uma teoria científica é um conjunto de explicações fundamentadas e baseadas em evidências que descrevem determinados fenômenos. Essas explicações foram repetidamente confirmadas através da observação e experimentação. As teorias científicas não são suposições, mas explicações detalhadas de fenômenos naturais apoiadas por evidências e pelo método científico.

Além do mais, uma teoria não apenas explica os fatos observados, mas também tem um poder preditivo, assim como pode ser falseável (ser testada e apoiada ou refutada por evidências empíricas). Portanto, o argumento “é só uma teoria” é a prova de que essa pessoa não faz a menor ideia do que seja uma teoria científica.

Teorias científicas são fundamentadas

Existem vários exemplos na ciência de teorias científicas sólidas, fundamentadas, testadas e capazes de prever fenômenos futuros. Para não prolongar muito, trarei duas grandes teorias científicas que mudaram o mundo: a relatividade geral e a evolução das espécies.

Teoria da relatividade geral

Relatividade geral

A teoria da relatividade geral é um conjunto de fundamentos matemáticos desenvolvidos majoritariamente por Albert Einstein que explicam a gravitação e seus efeitos. Segundo a relatividade geral, o que sentimos como gravidade é, na verdade, uma consequência da geometria curva do espaço-tempo.

Essa teoria é comprovadamente válida ao ser a base do funcionamento dos relógios internos dos satélites geoestacionários (devido aos efeitos da dilatação gravitacional do tempo). Sem os devidos cálculos, seríamos incapazes de usar um GPS.

Eclipse solar de Sobral (1919)
Eclipse solar de Sobral, em 1919.

A teoria da relatividade geral também é preditiva. Usando as equações da relatividade geral, Karl Schwarzschild previu matematicamente o comportamento dos buracos negros, assim como as lentes gravitacionais. Ambos os fenômenos foram comprovados década depois. Mas a validação da teoria da relatividade ocorreu em 1919, quando a expedição de Arthur Eddington observou o desvio da luz das estrelas durante o eclipse solar em Sobral, no Brasil, usando as previsões dos cálculos desenvolvidos por Einstein.

Teoria da evolução das espécies

A teoria da evolução é um conceito fundamental na biologia que explica como a vida na Terra se desenvolveu ao longo do tempo.

Seleção natural em colônia de bactérias
Teoria da evolução, na prática: a) colônia de bactéria geneticamente diversa; b) um antibiótico mata grande parte das bactérias; c) bactérias resistentes sobrevivem e prosperam.

Dentro de qualquer espécie, os indivíduos apresentam pequenas diferenças uns dos outros. Essas variações podem estar nas características físicas, no comportamento ou na forma como respondem ao ambiente, e algumas dessas variações podem ser transmitidas de pais para filhos.

A maioria das espécies produz mais descendentes do que os que podem sobreviver dadas as restrições do seu ambiente, tais como comida, água e espaço limitados. Nesta busca pela sobrevivência, os indivíduos com características que os tornam mais adaptados ao ambiente têm maior probabilidade de sobreviver e de se reproduzir. Essas características têm maior probabilidade de serem transmitidas à próxima geração. Ao longo de muitas gerações em milhares de anos, estas pequenas mudanças acumulam-se, levando a mudanças significativas nas espécies.

Tiktaalik
Fóssil do tiktaalik, datado de 375 milhões de anos.

Ao contrário do que se imagina, a teoria da evolução é preditiva. Os cientistas especializados em biologia evolutiva que fizeram a descoberta do tiktaalik anteciparam que encontrariam esses tipos de fósseis (representando uma transição entre peixes e anfíbios terrestres) em depósitos sedimentares datados de aproximadamente 375 milhões de anos atrás. Alguns anos depois, em 2004, veio a descoberta corroborando a hipótese que eles tinham, fundamentada na teoria da evolução. Além disso, a validação de uma hipótese por meio de uma teoria fortalece a credibilidade dessa mesma teoria.

Lei científica vs. teoria científica

E pra finalizar, “lei” e “teoria” também são coisas diferentes. O argumento de que “se uma teoria fosse verdade seria uma lei” é errado em todos os sentidos.

Uma lei científica descreve o que acontece (normalmente em linguagem matemática), uma teoria científica descreve como e o porquê de acontecer. Uma coisa jamais se transforma na outra. Por exemplo:

  • A lei da gravitação universal descreve o que acontece: corpos geram uma força atrativa com o produto das massas e o inverso do quadrado da distância ($F = \frac{Gm_1 m_2}{r^2}$). A teoria da relatividade geral descreve como e porque isso acontece: o que experienciamos como gravidade é o efeito da curvatura do espaço-tempo.
  • As equações de Maxwell são um conjunto de quatro leis que descrevem o comportamento de campos elétricos e magnéticos. Juntas, elas formam um conjunto ainda maior, a teoria eletromagnética, que governou o desenvolvimento da óptica, da relatividade, da engenharia elétrica e da eletrônica.
  • Em termodinâmica, a lei dos gases ideais é uma equação matemática ($PV = nRT$) que descreve o comportamento dos gases em variações de pressão, temperatura e volume. A teoria cinética dos gases descreve como e porque isso acontece ao nível molecular.

Certamente a teoria cinética dos gases não é “só uma teoria”, já que motores a combustão interna dos automóveis são belíssimos exemplos de máquinas termodinâmicas.

Quer citar este post?

HOSTI, B. P. O que realmente é uma teoria científica?. Espaço-Tempo, 2024. Disponível em: https://www.espacotempo.com.br/o-que-realmente-e-uma-teoria-cientifica. Acesso em: 24 abr. 2024.

Brunno Pleffken Hosti

Professor. Graduado em Física pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). Extensão em Astrofísica pelo IAG/USP e pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Pesquisador nas áreas de astrofísica observacional e espectroscopia.

Publicação anterior

Qual a diferença entre astronomia e astrologia?

Próxima publicação

Como realmente funciona a fusão nuclear?