O realismo científico, a ideia de que a ciência revela verdades sobre a natureza da realidade, há muito tempo é um tema central na Filosofia da Ciência, influenciando nossa compreensão do conhecimento e da realidade. Mas como essa questão se manifesta na Filosofia da Química? Diferente de outras ciências, a Química se apoia em múltiplos modelos, muitas vezes sobrepostos, para representar a realidade.

Essa multiplicidade de modelos levanta questões particulares sobre como os químicos percebem e representam a realidade. Explorando essa perspectiva, pesquisadores investigaram a dimensão espacial única dentro do Realismo Químico, inspirando-se nos estudos do filósofo francês Gaston Bachelard. O objetivo foi analisar como os químicos constroem e interpretam modelos, intuindo o espaço dos átomos, moléculas e processos químicos como um todo. Tomando a pilha de Daniell — um clássico sistema eletroquímico — como estudo de caso, o trabalho revela como essas intuições espaciais moldam a epistemologia química e podem impactar o ensino de ciências, especialmente na formação de professores.

“Acredito que este trabalho possa contribuir principalmente na formação de professores, oferecendo subsídios para isso. Conseguimos identificar o realismo em conceitos específicos, especialmente por meio do realismo espacial. Fala-se muito que a química é realista, mas como exatamente? Nossa abordagem analisa a representação do espaço de forma semiótica, permitindo identificar esse realismo, como fizemos na pilha de Daniell, por exemplo. O mesmo pode ser feito com muitos outros modelos,” explica Artur Aldi, mestrando do Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ensino de Ciências da USP, sob a supervisão da professora Carmen Fernandez, do Instituto de Química da USP e do CEPID Redoxoma. O artigo de Aldi e Fernandez foi publicado na Revista da Sociedade Brasileira de Ensino de Química.

Segundo Aldi, “a ideia é lançar luz sobre algo que parece óbvio, mas não é: a complexidade dos níveis de representação na Química. O realismo está nos livros didáticos, mas será que os professores sabem reconhecê-lo e trabalhar com ele? Será que entendem os diferentes níveis de representação sobrepostos nesses materiais?”, questiona o pesquisador.

A melhor formação de professores reflete diretamente na qualidade do ensino. Para Fernandez, “A ideia do realismo químico está impregnada nos livros didáticos, o que facilita o ensino, mas também cria obstáculos. O modelo ganha vida ali no livro, no desenho, mas não é a realidade, é apenas um modelo. Acho que essa é a grande dificuldade dos alunos: eles entram nesse mundo como se fosse um videogame, onde tudo funciona de um jeito específico, mas que, em teoria, está explicando a realidade. Esse trânsito entre modelo e realidade é complexo, especialmente na Química.“

Nos livros didáticos, ainda é comum encontrar imagens que reforçam essa confusão. “Por exemplo, um Becker com um microscópio mostrando moléculas, como se o químico estivesse vendo aquilo diretamente. Isso dificulta o entendimento, porque no mesmo desenho temos a representação macroscópica e a submicroscópica, sem distinção clara,” explica a pesquisadora.

Realismo científico na Química

O realismo científico sustenta que a ciência acessa a realidade e constrói conhecimento sobre ela com o objetivo de compreendê-la. Trata-se de uma filosofia ampla, pois define não apenas o propósito da ciência, mas também como devemos entender o conhecimento científico e o que caracteriza esse conhecimento.

Quando a Filosofia da Química investiga como essa ciência concebe a realidade, revelam-se características específicas que não estão presentes em outros domínios da ciência. Essas particularidades exigem adaptações às teses tradicionais do realismo científico. “Um aspecto muito peculiar na Química, por exemplo, é a pluralidade de modelos. Para descrever um mesmo ente – a molécula –, utilizamos diversas representações, como fórmulas estruturais, fórmulas de linha, fórmulas moleculares e modelos baseados em orbitais. Analisando estas diversas representações, podemos encontrar algumas que são contraditórias entre si. A questão passa a ser, então, qual o significado de Verdade quando podemos entender a realidade de tantas maneiras diferentes?” explica Aldi.

O realismo científico clássico está fortemente associado à ideia de que o conhecimento verdadeiro descreve a realidade. No entanto, ao considerarmos a Química e sua diversidade de modelos, essa noção se torna mais complexa. “E é isso que eu tento fazer no trabalho: descrever a maneira como o químico entende acessar e trabalhar com a realidade. É esse o objetivo, no fundo,” conclui o pesquisador.

Bachelard e a concepção de espaço

No livro A Experiência do Espaço na Física Contemporânea, Gaston Bachelard busca estabelecer como a ciência e os cientistas apreendem o conceito de espaço. Ele reconhece que a ciência não mantém uma única abordagem filosófica ao longo do tempo. Pelo contrário, suas formas de construir conhecimento evoluem, passando por diferentes fases. Bachelard identifica duas formas distintas de interpretar o espaço: uma visão realista e uma racionalista, esta alinhada com os avanços da mecânica quântica.

A concepção realista do espaço descrita por Bachelard, segundo os pesquisadores, dialoga muito com a maneira como os químicos fundamentam seus conceitos. Ela se baseia no princípio de que os objetos existem na medida em que podem ser localizados no espaço com precisão.

“Esse princípio está na base da estrutura química. Por exemplo, quando realizamos uma análise por difração de raios X (DRx) de uma molécula, o que obtemos são coordenadas espaciais bem definidas. Esses pontos delimitam a posição dos átomos e, por meio dessas localizações precisas, confirmamos a existência da estrutura molecular. Assim, a construção dos conceitos químicos segue essa mesma lógica: se conhecemos a localização, sabemos que o objeto existe. Além disso, é a diferença na ocupação do espaço que distingue uma molécula da outra. Isso pensando, lógico, na química moderna,” explica Aldi

Essa perspectiva ressalta a importância de analisar os conceitos químicos de forma detalhada. “Não podemos tratar a Química apenas de forma geral, assim como não podemos falar simplesmente de Física em geral. É essencial abordar conteúdos específicos, como por exemplo eletroquímica e termoquímica, para compreender melhor as particularidades de cada área,” afirma o pesquisador.

Ao analisar o realismo químico sob a perspectiva de Bachelard, os pesquisadores destacam a importância de tornar explícitas as diferentes representações utilizadas na Química, ajudando professores e alunos a compreender que modelos científicos não são a realidade em si, mas ferramentas para interpretá-la.

“Acredito que seja essencial o aluno aprender essa ideia de modelo, não só para a Química, mas para outras ciências também. Ele precisa aprender que a ciência funciona dessa forma. Que esses modelos estão sendo postos à prova o tempo todo, e às vezes falham e é preciso criar um novo modelo. E é por isso que eu posso confiar na ciência,” conclui Fernandez.

O artigo O Realismo Científico na Química e a Intuição Química do Espaço: considerações filosóficas e aplicações no ensino, de Artur Aldi e Carmen Fernandez, pode ser lido aqui.