Filosofía de la Ciencia, Técnica y Tecnología

El conocimiento científico se caracteriza por realizar afirmaciones sorprendentes y, en algunos casos, muy alejadas del sentido común; por ejemplo, el universo se encuentra en expansión. ¿Cómo ha logrado la ciencia llegar a este tipo de conclusiones? ¿Qué procedimientos han permitido conocer aspectos tan alejados de nuestra realidad cotidiana? A este tipo de cuestiones responde la filosofía de la ciencia.

1.1 Los Hechos Científicos y las Teorías

Una de las distinciones fundamentales que emplean los científicos se refiere a los hechos y las teorías. Los hechos no admiten duda, mientras que las teorías están sujetas a revisión. Los hechos proceden de la realidad, pero las teorías tienen su origen en la creatividad del científico.

Los Hechos Científicos

Un hecho científico es cualquier dato empírico, ya sea una observación o el resultado de un experimento o de una medición. Estos datos se dan objetivamente en la naturaleza, es decir, despojados de prejuicios o emociones subjetivas. Los hechos no son interpretables, sino que requieren explicación. Pueden proponerse diferentes explicaciones para un mismo hecho, pero si el hecho no es fruto de un error o de una falsificación, entonces es incuestionable. No existe unanimidad entre los filósofos y los hombres de ciencia sobre cómo hay que entender los hechos científicos. Las dos concepciones principales son:

  • El realismo científico: afirma que los hechos ocurren en la realidad con independencia de la forma humana de conocer. Esta concepción entiende que el ser humano tiene acceso a la realidad y puede comprenderla, aunque sea de forma parcial y aproximada.
  • El operacionismo: identifica los hechos exclusivamente con las observaciones y las mediciones. No presupone que exista nada más allá de dicha observación. Rechaza, por tanto, que la ciencia se ocupe de la realidad.

Los errores y las falsificaciones son excepciones, y la ciencia ha desarrollado mecanismos para protegerse de ellos.

Las Teorías Científicas

Las teorías científicas son explicaciones sobre la realidad que tienen una firme base experimental. Para entender qué es una teoría científica, es necesario definir previamente los siguientes términos:

Conceptos Científicos

Son las unidades básicas de las teorías científicas y representan fenómenos del mundo real o hechos que se pretenden explicar. El lenguaje de la ciencia es preciso y concreto, y se caracteriza por ofrecer definiciones exactas y precisas. Esto permite que los científicos puedan emplear los conceptos sin ambigüedades. Siempre que es posible, a los conceptos se les asigna una medida y un procedimiento para realizar la medición. Esto requiere que previamente se establezca un sistema de unidades de medida aceptado por todos. La definición exacta permite que, al realizar distintas mediciones bajo las mismas condiciones, los resultados obtenidos sean idénticos.

Hipótesis

Una hipótesis es un enunciado universal que se caracteriza por ser una conjetura que explica o predice un conjunto de fenómenos. Se suele considerar una hipótesis cualquier idea que aún no se ha sometido al escrutinio de la realidad. Para averiguar si una hipótesis es verdadera o falsa, se contrasta con la realidad mediante observaciones o experimentos. Las hipótesis pueden:

  • Ir más allá de los hechos que han conducido a establecerla. Como explica Mario Bunge: “tiene que abarcar más de los datos que la han sugerido o confirmado”.
  • Deducir fenómenos no previstos con anterioridad. Por ejemplo, a partir de la teoría de la relatividad se dedujo que en el universo tenían que formarse agujeros negros, lo que solo pudo confirmarse décadas más tarde.
  • Relacionar dos o más conceptos. Galileo relacionó los conceptos de espacio y tiempo cuando estableció que el espacio recorrido por un cuerpo en caída libre era proporcional al cuadrado del tiempo.

Una ley es una hipótesis que ha sido contrastada y ha superado la prueba experimental. Un ejemplo de ley científica es la ley de Hooke, según la cual, cuando se aplica una fuerza a un cuerpo elástico, este se estira una longitud proporcional a la fuerza. Las leyes científicas:

  • Describen una relación regular entre varios conceptos. En el caso de la ley de Hooke, la relación entre fuerza y estiramiento son valores proporcionales.
  • Expresan una generalidad, ya que son válidas para todos los objetos o fenómenos a los cuales hace referencia. En la ley de Hooke, la relación de fuerza y estiramiento es válida para cualquier material elástico.
  • Implican una restricción, dado que afirman cómo actúan determinados fenómenos e informan de cómo no pueden actuar. En el caso de la ley, en función del material, cuando se aplica una fuerza excesiva, el cuerpo deja de ser elástico y la ley deja de cumplirse.
  • Son extensibles, ya que han de poder aplicarse a otros fenómenos diferentes de aquellos para los que en un principio se habían planteado. Por ejemplo, esta ley es utilizada por los aficionados al puenting.

Las leyes científicas afirman que existe una correlación, pero no explican los mecanismos por los que sucede. Además, solo funcionan dentro de unas condiciones determinadas.

Una teoría científica es un conjunto de leyes y enunciados relacionados entre sí porque se ocupan de una misma parcela de la realidad.

Un modelo científico es la representación de un fenómeno real de la naturaleza que puede testarse, pero que resulta difícil de observar. Un modelo no solo muestra y enseña, sino que tiene capacidad explicativa. Por ejemplo, el modelo de la molécula de ADN. Los modelos a menudo solo se centran en mostrar un aspecto del fenómeno que se quiere estudiar.

El Límite entre Hechos y Teorías

Los hechos son piezas clave para explicar el origen de las teorías científicas o su contrastación. Hay veces en las que un hecho consiste en una observación inexplicable, lo que obliga a proponer nuevas teorías científicas. Por ejemplo, los rayos X atraviesan tejidos vivos y permiten hacer radiografías. Cuando se descubrió este hecho científico, se ignoraba que pudieran existir rayos con semejantes características, lo que obligó a formular nuevas teorías. En otras ocasiones, un hecho puede constituir la confirmación o refutación de una teoría. Por ejemplo, el bosón de Higgs es una partícula predicha teóricamente, pero fue necesario construir el mayor instrumento experimental del mundo para encontrarla. Su descubrimiento supuso la confirmación de la teoría sobre la que se basaba. Aunque la diferencia entre hechos y teorías es clara, el avance de la ciencia ha llevado a que los límites se diluyan: hay ideas que en un principio eran consideradas como hipótesis científicas y que después han pasado a ser hechos, como que la Tierra orbita alrededor del Sol. Por otro lado, hay teorías que guían la observación al prever hechos que hubieran pasado desapercibidos si dicha teoría no hubiera existido. Por ejemplo, a partir de la teoría de la relatividad de Einstein se pudo predecir que hay cuerpos que actúan como lentes gravitatorias, fenómeno que ha sido observado posteriormente en numerosas ocasiones.

1.2. El Método Científico

Las distintas ciencias que existen se pueden agrupar en ciencias formales y empíricas. La metodología que se aplica varía entre unas ciencias y otras.

Las Ciencias Formales

Las ciencias formales (matemáticas y lógica) no tienen objeto de conocimiento, no describen una realidad del mundo, sino que muestran relaciones. Son ciencias sistemáticas, sus enunciados se estructuran y ordenan de una manera deductiva. Por esta razón, el método más utilizado es el deductivo, que consiste en partir de axiomas evidentes de los que derivar unos teoremas, tal como ocurre en la geometría.

Las Ciencias Empíricas

Las ciencias empíricas se caracterizan por estudiar un aspecto de la realidad y, por tanto, sus enunciados están anclados al mundo o vinculados con él. Este grupo de ciencias se divide en ciencias naturales y humanas:

  • Las ciencias naturales engloban la física, la química, la biología, las neurociencias, etc. Estudian un aspecto concreto de la naturaleza de forma sistemática, emplean herramientas formales y matemáticas, y han desarrollado numerosos instrumentos para hacer mediciones, observaciones y experimentos.
  • Las ciencias sociales o humanas se centran en la comprensión de la acción humana, como la historia, psicología o sociología.

En la actualidad, existe un debate abierto sobre si la metodología que se emplea en las ciencias sociales es la misma o diferente a la que se emplea en las ciencias naturales. La tendencia de los investigadores es extender, en la medida de lo posible, los métodos propios de las ciencias naturales a las ciencias sociales.

En las ciencias empíricas se recurre con frecuencia a la inducción. El método inductivo consiste en observar numerosos casos particulares y derivar de ellos una idea general. Por ejemplo, el doctor John observó diversos casos en los que una discapacidad cognitiva se asociaba a la presencia de una copia extra del cromosoma 21. A partir de tales observaciones, realizó la generalización según la cual esta discapacidad se debe a la presencia de la copia extra de este cromosoma.

En estas ciencias también se aplica la deducción, por ejemplo, cuando se extraen consecuencias empíricas a partir de una ley. Según la teoría de la gravedad universal, la fuerza con la que dos masas se atraen es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Esto permite deducir la fuerza de atracción con la que el Sol atrae a un cometa en el momento en que se encuentre en una posición concreta.

Ambas metodologías son parciales. La inducción, por ejemplo, se aplica para el descubrimiento; la deducción permite predecir fenómenos observables o experimentables de las teorías. El método que se considera que refleja la actividad científica de manera más global y completa es el método hipotético-deductivo.