Teoría Cientifica CIENCIA

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Ciencia

Cuando se habla de ciencia (v.), o de ciencias exactas, se suele creer que su actividad versa sobre la realidad tal como es; que su objeto está dado sin más y que, para verlo, no hay sino que abrir los ojos y "leer en el gran libro de la Naturaleza", escrito con caracteres clarísimos; para resaltar esto, se añade que otros saberes como la Filosofía, la Psicología y otras disciplinas no tratan de la realidad tal como es, sino que más bien inventan sus objetos de estudio a medida que avanzan, o se proponen a priori metas irreales (v. APRIORISMO). Esto es una manera superficial de ver las cosas. Las ciencias exactasy experimentales son menos reales, en sentido vulgar, de lo que se estima. Galileo tampoco creía que con sólo abrir los ojos se podría entender el mundo. La ciencia no pretende ser el retrato exacto de la realidad que estudie.

La realidad (v.) no es una síntesis que está ante el científico; si así fuera, sobraría la ciencia. Lo que está ante el científico, lo que impresiona sus sentidos y capta su atención es lo contrario: la cantidad y variedad de material que se muestra caóticamente y que ha de ser ordenado, seleccionado, para entenderlo. El objeto de la ciencia no está dado; lo "dado" como tal no existe en la Naturaleza, sino que es resultado de una selección, que depende del interés especulativo de la ciencia. Lo "dado" es consecuencia de un acto creador del espíritu humano que se interesa por algún aspecto del mundo.

1. Teoría: consideraciones generales. La variedad inmensa de los fenómenos naturales se puede apreciar con sólo prestar atención, abriendo los ojos, escuchando, tocando, cte.; esto es, la variedad del mundo se hace presente de alguna manera a los sentidos. Pero, por mucha atención que se preste a tales fenómenos, no se llegará a comprender ni se podrá dar cuenta de su funcionamiento si no se limita esta atención a complejos de fenómenos menos amplios, reduciendo el ámbito del interés cognoscitivo; no se podrá describir el comportamiento de tal variedad si no se seleccionan las impresiones. Para hacer ciencia, hay que renunciar a describir la totalidad de las impresiones recibidas; hay que limitar y determinar el objeto. La ciencia es, en su fin objetivo, mucho más modesta que la Filosofía.

Limitar significa en ciencia aislar, apartar. Estos términos tienen desde Bacon y Galileo un sentido operativo: aislar es analizar la Naturaleza desmembrándola, yendo en busca de los elementos constitutivos de las cosas para escoger después los que representan más específicamente el fenómeno. Pero el grupo de fenómenos que se aísle y se aparte idealmente del contexto real en que se cree que están ha de ser incorporado a otro contexto para comprender su comportamiento.

Esto presupone que el contexto a que se incorpore el grupo de fenómenos seleccionados no será, por supuesto, el suyo, el real, sino el contexto especulativo, producto de la mente humana, encaminado a poder describir tales fenómenos. En esto consiste toda t. c.: en crear una estructura especulativa dentro de la cual se haga inteligible lo que aisladamente no lo es. L. Wittgenstein expresa maravillosamente este modo de ser de las teorías: "Imaginemos -dice- una superficie blanca con manchas negras irregulares. Podremos decir: sea cual fuere la figura que forman (estas manchas), podré aproximarme cuanto quiera a su descripción cubriéndola con una red de mallas rectangulares convenientemente perfilada, asignando a cada rectángulo un color, blanco o negro. De esta forma habré conseguido dar una forma unitaria a la superficie. Pero ésta no es la única forma posible, pues podría haber elegido, con igual éxito, una red de mallas triangulares o hexagonales. Podría ser, incluso, que la descripción hubiese resultado más fácil usando la red de triángulos; esto es, que hubiésemos descrito con más precisión la superficie aplicando una red menos perfilada, cte... Las distintas redes representan los distintos sistemas de descripción del mundo" (o. c. en bibl.).

Una teoría no es sino el intento de descripción del mundo por aproximación. Y se dice "intento" porque no está demostrado que con haber elaborado una teoría se haya encontrado la verdadera descripción, ni que, en caso de ser adecuada, describa la teoría todos los fenómenos del mundo. Se puede decir, sin embargo, que se trata de una descripción del mundo en el sentido de que toda teoría tiende a describir más allá del ámbito de los fenómenos que le sirven de base, intentando ampliar su estructura hacia campos desconocidos. Es una dimensión, quizá utópica, que se encuentra a la base de toda t. c. y que, hasta hoy, se ha mostrado como un aspecto positivo.

El ejemplo de Wittgenstein es, con todo lo que tiene de imagen, mucho menos metáfora de lo que a simple vista parece. Como fácilmente se puede apreciar, lo que diga una teoría sobre el mundo no tiene por qué parecerse al mundo del que habla. La ciencia no estudia las cosas como son, sino su estructura formal, su estructura formalizada. Una de las formas de descripción del mundo físico es, p. ej., la Mecánica de Newton; pero el que el mundo se pueda describir con esta teoría no dice nada sobre la esencia del mundo.

2. Peculiaridades de las teorías científicas. Hay que distinguir entre teorías parciales y teorías generales o sistemas de leyes. T. c., en general, es toda descripción de fenómenos de la índole que sean. Así, la ley de la inercia supone una teoría del movimiento previa; las leyes de la gravitación suponen una teoría de la acción y reacción de las fuerzas a distancia, etc. Pero estas teorías pueden ser, a su vez, teorías particulares de un cuerpo de leyes más general o sistema que las asuma a todas o algunas de ellas. La diferencia entre unas y otras es más cuantitativa que cualitativa; unas abarcan más que otras. Pero se puede establecer una distinción más fundamental entre teorías. Aquí cabría distinguir entre teorías filosóficas y teorías científicas.

Una teoría filosófica es, p. ej., la de la fuerza de Leibniz (v.). En ella pueden apreciarse varios conceptos fundamentales -mónada, fuerza pasiva, etc- y principios metafísicos desde los que se hacen deducciones. Esta teoría descansa sobre supuestos indemostrados e indemostrables empíricamente. Pero, además, la teoría no está elaborada para que se compruebe o no; se da por suficiente la evidencia que acompaña a sus principios y no va a buscar la coincidencia con la realidad, porque Leibniz cree haber dado con la realidad misma. Otra teoría es el sistema filosófico de Spinoza (v.). Aquí se puede apreciar un método más rígido que en la anterior. Spinoza quiso construir su teoría more geometrico, como la geometría euclidiana, deduciendo las consecuencias posibles. Pero tampoco esta teoría trata de dar una explicación del mundo por aproximación, sino que se cree en posesión de la única explicación posible del mundo.

Un tercer tipo de teoría estaría representado por la Mecánica de Newton (v.), para la que le sirve de base y modelo la geometría de Euclides y, como aquélla, forma un cuerpo de axiomas, definiciones y leyes congruente desde el que se deducen otras leyes no previstas con anterioridad a la teoría; su lenguaje es matemático. Pese a la seguridad interna que le confiere su formulación matemática, esta teoría no pretende haber dado con la esencia de las cosas, sino con una forma adecuada de describir el comportamiento de los fenómenos. Estos tres ejemplos son teorías, pero sólo el sistema de Newton es t. c., por razones que a continuación se verán.

La teoría leibniziana no puede pretender ser científica por dos razones: por no haber estado presentes el experimento y la observación intencionada a la hora de su elaboración, y por no ser susceptible de comprobación empírica. Lo mismo podría decirse del sistema de Spinoza. Por mucho rigor con que se construya una teoría, nunca podrá constituir ciencia si ésta no está sugerida y enriquecida por lo empírico. Como caso especial, han de citarse aquí las teorías matemáticas que, siendo exactas como ninguna otra teoría, no pueden llamarse empíricas por ser su objeto el ente abstracto de los números, de las magnitudes y sus relaciones. La Matemática no necesita de lo empírico para adquirir contenido y sentido. La Mecánica de Newton, por el contrario, presenta un cuerpo teórico, cuyo valor le viene de no perder totalmente el contacto con la realidad observada, que estará presente tanto a la hora de elaborar las hipótesis como al comprobarlas. Habría que añadir que las teorías filosóficas lo son aunque no se puedan comprobar, mientras que una teoría para ser científica tiene que ser verificable.

3. Estructura formal de las teorías científicas. Al tratar de exponer por etapas lo que es una t. c. se puede caer en un error de perspectiva y creer que a los momentos de la exposición corresponden etapas reales de la actividad científica con el mismo orden temporal. Esta actividad es, por fortuna, menos metódica, permitiendo así más libertad al ingenio humano para prestar atención a hechos que aparentemente no pertenecen al objeto de la ciencia, pero que pueden ser de gran utilidad; tales hechos han llevado a veces a soluciones sorprendentes. Por ello, ha de entenderse tal exposición como una forma más, entre otras posibles, de examinar la estructura de las teorías. Se pueden señalar cuatro componentes fundamentales y constitutivos de toda t. c.: a) un conjunto de postulados o axiomas; b) un sistema de reglas -hipótesis básicas, teoremas deducidos, definicionesque pone en relación a los postulados; c) un conjunto de reglas de coordinación -interpretación- que establece el contacto con el plano de la observación: y d) una interpretación o modelo de cálculo abstracto.

a) Los postulados o axiomas son las expresiones del lenguaje teórico de la teoría que determinan las condiciones formales y precisas que algo tiene que satisfacer para poder ser denominado de una manera determinada. Si se habla de "línea recta", su postulado determina las condiciones que tiene que satisfacer una línea para ser recta. La expresión "línea recta" está definida implícitamente dentro del postulado en cuya enunciación toma parte, pero sin pertenecer necesariamente al enunciado axiomático. Las palabras de un enunciado axiomático no enuncian nada nuevo; son meras palabras fácilmente sustituibles por otros signos (lógicos, matemáticos). El postulado se convierte así en una expresión, cuya fuerza radica en su estructura; en lo que dice, pero no en los términos en los que se expresa. Estos postulados son, en un primer momento, enunciados no interpretados, y aparecen como independientes entre sí.

b) Para relacionar los postulados, el científico construye una red que los une a todos en un cuerpo teórico común. Las líneas de unión están representadas por las hipótesis (v.) fundamentales, los teoremas deducidos de los axiomas (v.) y las definiciones (v.). Según la red que se use en esta tarea, así será el cuerpo teórico obtenido. Se trata de aplicar cálculos matemáticos y lógicos que cumplan de la manera más económica y adecuada con este fin. Los cálculos deben ser simples, reduciendo al máximo lo enunciado en los postulados para poder deducir también un máximo de consecuencias. Se intenta deducir las nociones básicas que aparecen en un postulado de otros postulados; se define unívocamente cada término para poder elaborar leyes exactas. Lo que aparece, después de fijadas estas bases, es un cuerpo abstracto, un esquema lógico, cuya potencia deductiva se basa en su congruencia interna por no contener contradicciones entre sus términos.

Para conseguir tal precisión, el científico tiene que recurrir al lenguaje matemático, con el que puede expresar unívocamente cualquier término. El concepto de masa -dice M. Born- significa cantidad de sustancia, cantidad de materia, sin que estén definidos estos conceptos con exactitud; pero en la Física la palabra masa no tiene otra significación que la dada por la fórmula: m=Jlv. De esta manera se consigue una de las más fundamentales aspiraciones de la ciencia: un lenguaje interindividual que permita enunciar leyes verificables en todo tiempo y lugar.

c) El hecho de que el científico se vea precisado a definir el término masa en caracteres matemáticos pone de manifiesto el problema que supone definir todos y cada uno de los términos de una teoría y nos hace entrever el problema que se plantea a la hora de valorar empíricamente las teorías. Porque resulta que el científico no empieza ex nihilo a enunciar axiomas y a deducir leyes de éstos. En las reflexiones previas a la elaboración de la teoría, en la reunión de datos empíricos y en otras muchas actividades preparatorias, emplea el lenguaje corriente, y sus términos distan mucho de ser exactos y unívocos. Hay, pues, una lengua de la observación y una lengua teórica o matemática. El científico procura al observar, al medir, que sus expresiones sólo contengan conceptos que se refieran a sus objetos en cuestión o que puedan reducirse a él por definición. En este plano, próximo a la observación, el científico sólo se atreve a enunciar generalidades de poco alcance. Se mueve en el plano inductivo, y sus generalizaciones dependen del número de hechos observados. En un plano superior introduce conceptos cada vez más abstractos -como "paridad", función de Schródinger, mesón ;r, etc- que llevan a pensar si se podrán relacionar con los conceptos usados durante la etapa de experimentación (v.) y, sobre todo, si se podrán comprobar empíricamente conceptos y fórmulas tan abstractos.

De esta situación parte el problema de los enunciados básicos, que se podría resumir así: la validez de los enunciados de la Matemática no depende de la configuración que tenga el mundo material, pero un enunciado de la ciencia experimental sólo será válido si se refiere al mundo material (v. CIENCIA II). El científico tiene que contar con la realidad para comprobar sus teorías. Ahora bien, los enunciados o afirmaciones que formula el científico al experimentar son los enunciadosbase para comprobar las teorías. Son la base empírica de las teorías no por ser el punto de partida de la actividad científica, sino por ser las bases del contenido empírico de cualquier teoría.

Si se representa, recordando una imagen de H. Weyl, la totalidad de los fenómenos observables por una horizontal y sobre ella una red tridimensional teórica se podría explicar el complejo que representan teoría y campo de observación. En la red se aprecian nudos, que representan los postulados, e hilos de unión entre los nudos, que serían las hipótesis fundamentales, las definiciones, etc. Si esta red flotara sobre la horizontal tendríamos una teoría no interpretada, esto es, sin contenido empírico alguno. Pero la ciencia trata de anclar sus teorías en algunos puntos de la horizontal. Estos puntos de contacto, llamados anclas de interpretación porque representan las reglas de interpretación y correspondencia entre la parte teórica y la observacional, son los que enriquecen empíricamente la teoría.

A través de las líneas de unión con la horizontal "corre la sangre de realidad empírica" hasta los nudos más apartados y abstractos -los axiomas- de la red teórica. Pero, a su vez, los fenómenos observados pueden recibir luz e inteligibilidad descendiendo de los axiomas. La teoría "crea en su ámbito fantástico un mundo -sistema, orden o serie- de objetos que no se parecen nada a los fenómenos reales. Este sistema imaginario intrateórico, por lo mismo que es imaginario (como toda matemática), logra ser inequívoco. Esto permite comparar de manera inequívoca el orden de objetos fantásticos a los fenómenos reales, descubriendo si éstos se dejan ordenar en un sistema o serie isomorfos con aquél. Esta comparación inequívoca es la experimentación. Cuando el resultado de ella es positivo, queda establecida una correspondencia disimilar, pero uniunívoca, entre la serie de los objetos fantásticos y la serie de los objetos reales (fenómenos)" (J. Ortega, o. c. en bibl.).

d) La construcción de modelos sucede, casi siempre, a la par de la elaboración teórica, sin que sea un momento nuevo propiamente dicho. Al hablar de modelos teóricos se entiende o bien el cálculo lógico-matemático elegido para operar dentro del sistema o la descripción que se hace en términos del lenguaje corriente para hacer más asequible el contenido de las teorías. Para esto último, el científico se vale de analogías con otros procesos ya conocidos. Son sabidos los modelos que ha hecho la Física moderna sobre la estructura del átomo, que, aunque han perdido actualidad, han sido bastante fructuosos para la ciencia. Con estos modelos, la ciencia procura ponerse al alcance del no versado en alta matemática, pero sin olvidar lo que decía M. Born: lo que sean masa, electrón, etc., no está definido por las palabras, sino por fórmulas matemáticas precisas.

4. Notas que deben acompañar a toda teoría científica. Cabe señalar dos fundamentales: a) poder explicar y describir fenómenos, y b) poder pronosticar sucesos futuros.

a) Esta posibilidad viene dada por las reglas de interpretación. Un fenómeno aislado cobra sentido si se puede ver como un caso particular de lo enunciado por una ley general; el fenómeno ha de ser "incorporado" al contexto teórico para tener sentido. Se intenta, para ello, agotar las posibilidades descriptivas del modelo teórico y, en caso de no encontrarse, se amplía la teoría hasta que el fenómeno o los fenómenos en cuestión tengan una explicación. La teoría está, pues, al servicio de los fenómenos, de la observación, hasta tal punto que su existencia depende de tal observación.

b) Pero una teoría no está suficientemente justificada por el mero hecho de poder describir fenómenos conocidos (observados). La teoría ha de posibilitar también predecir fenómenos no observados. Este poder de adelantarse al tiempo resulta de su estructura interna lógicomatemática, desde la que se pueden deducir con carácter de necesidad o de aproximación sucesos desconocidos. La predicción consiste en determinar un suceso futuro en las coordenadas de espacio y tiempo, fijando además las circunstancias del suceso y no dejando lugar al azar. En esto se distingue de una profecía, la cual predice simplemente un suceso, pero la predicción científica es la deducción singular de una ley o conjunto de leyes previas. El científico dirá: siempre que se junten tales y cuales condiciones, sucederá tal o cual fenómeno. La predicción es la consecuencia matemática de tal enunciado general. Sólo desde un plano abstracto, desde una teoría, cabe predecir lo singular.

Como se habrá observado, ambas notas dependen, en última instancia, de su verificación. De nada le valdría al científico elaborar leyes y sistemas si no se pudieran comprobar. Verificar es, pues, valorar el contenido formal de una teoría. Esta tarea de verificación -comprobación o falsación como la han llamado algunos filósofos neopositivistas- no termina nunca, pues, como ya se dijo, la teoría forma un cuerpo abstracto que está casi flotando sobre la realidad de los fenómenos, y el científico ha de procurar, por todos los medios posibles, encontrar "anclas" de contacto con la realidad para darle valor empírico y poder descriptivo.

V. t.: CIENCIA VII, 6; HIPÓTESIS II; METODOLOGÍA CIENTíFICA; TESIS; SíNTESIS; CONOCIMIENTO II; ESTRUCTURA.

ROBERTO SAUMELLS.

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