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El método científico
La epistemología es una metaciencia (otras metaciencias son la historia de la ciencia, la sociología de la ciencia, etc.).
Entre los grandes problemas que aborda la epistemología podemos mencionar:
Demarcación.
Correspondencia.
Racionalidad.
Método.
Una versión “popular” del método científico
El método científico según el empirismo lógico
Observación
Leyes y teorías
Predicciones y explicaciones
Inducción
Deducción
El método inductivo-deductivo
¿Qué es la inducción?
El siguiente es un ejemplo de razonamiento inductivo:
Hoy salió el solAyer salió el solAnteayer salió el sol
Todos los días sale el sol (conclusión en forma de ley)
Mañana saldrá el sol (conclusión en forma de predicción)
•¿Qué condiciones debe cumplir una buena inducción?
1)1) La generalización debe estar basada en un gran número de observaciones.
2)2) Las observaciones se deben repetir en una amplia variedad de condiciones.
3)3) Ninguna observación deben contradecir la ley universal derivada.
•Algunas generalizaciones de la biología parecen ser el resultado de un razonamiento de este tipo:
Los animales están compuestos por células
Todos los seres vivos están compuestos por célulasSi descubriéramos una nueva especie estará compuesta por células
Los vegetales están compuestos por células
Los hongos están compuestos por células
•Los problemas de la inducción:
No se puede fundamentar lógicamente.No se puede fundamentar por su éxito pasado.No se puede fundamentar recurriendo al concepto de probabilidad.
Excluye del discurso científico los términos teóricos.Supone una observación totalmente objetiva.
•La inducción ha sido muy criticada como modo de validar el conocimiento científico.
El método científico según el falsacionismo: El método hipotético deductivo
•¿Qué es una hipótesis (H)?
H: suposición, punto de partida de la creación científica, surge como respuesta provisoria y conjetural a una pregunta y da lugar a cursos de acción fructíferos.
¿Qué es la deducción?
•El siguiente es un ejemplo de razonamiento deductivo:
Todos los humanos son mortales (premisa 1)Todos los científicos son humanos
(premisa 2)Todos los científicos son mortales (conclusión)
•Sobre la deducción:
La conclusión está “escondida” en las premisas.
La conclusión se sigue necesariamente de las premisas.
La verdad de las premisas garantiza la verdad de la conclusión.
El razonamiento es independiente del contenido, sólo depende de la forma.
El método hipotético deductivo (MHD) en versión “ingenua”:
Problema
Hipótesis (H)
Consecuencias observacionales (CO)
Contrastación empírica de las CO
Deducción
Contrastación empírica de las CO
Coincidencia entre las CO y lo observado
Divergencia entre las CO y lo observado
Refutación de la H
¿Verificación de la H?
•Refutación por modus tollens: un procedimiento lógicamente válido:
Si p q
- q
- p
•Refutación por modus tollens: un procedimiento lógicamente válido:
Si llueve La calle estará mojada
La calle no está mojada
No llueve
•Verificación por modus ponens: un procedimiento lógicamente NO válido:
Si p q
q
p
Si llueve La calle estará mojada
La calle está mojada
Llueve
•Verificación por modus ponens: un procedimiento lógicamente NO válido:
•¿Qué condiciones deben cumplir una buena hipótesis (H)?
Adecuada: no debe contradecir la evidencia aceptada.
Una buena H debe ser:
Consistente: no debe presentar contradicciones internas.
Compatible: no debe presentar contradicciones externas.
Falsable: debe tener CO empíricamente testeables.
•Algunos criterios permiten desechar algunas H antes de someterlas a contrastación:
“Inmunidad” frente a la falsación.Predicciones vagas.
Predicciones múltiples.
Justificación por eliminación.
•Ante dos H equivalentes se prefiere la más sencilla.
•¿De dónde provienen las H?
Ejemplo: ¿De qué modo el paso del quimo por el duodeno estimula la secreción pancreática?
En la luz del duodeno desemboca un conducto que viene del páncreas que descarga un fluido con enzimas.
El alimento parcialmente digerido pasa del estómago (a través del píloro) al duodeno (primera porción del intestino delgado). Esta masa semisólida se conoce como quimo.
Unos minutos después de que el quimo entra en el duodeno el páncreas descarga allí sus fluidos. La mezcla resultante se mueve luego a través del intestino delgado.
Se sabía que si se impedía (amarrando el píloro) el paso del quimo hacia el duodeno el páncreas no liberaba su secreción. Por lo que este pasaje proveía, de algún modo, la señal para la liberación del jugo pancreático. Pero ¿De qué tipo era esa señal? (problema). En base a experimentos previos surgió la H
según la cual la señal era de tipo químico: un mensajero químico viaja por vía sanguínea desde las paredes del duodeno hasta el páncreas (hipótesis 1).
Otros investigadores sostenían (a partir de otros experimentos) la H alternativa según la cual la señal era de tipo nervioso: la presencia del quimo estimula terminaciones nerviosas que envían una señal al cerebro y médula y de estos al páncreas (hipótesis 2).
Bayliss y Starling razonaron que si la señal es de tipo químico (H1), entonces la remoción de todas las vías nerviosas posibles entre el duodeno y el páncreas no debería interferir con la secreción pancreática cuando se introduce ácido en el duodeno (deducción de CO de la H1, predicción).
Los investigadores tenían entonces dos H rivales y se propusieron diseñar algún experimento para averiguar cuál de las dos era mejor.
En 1902 llevaron a cabo su experimento: abrieron un perro anestesiado, removieron todos los nervios del duodeno y cortaron el nervio vago a ambos lados del cuerpo. El duodeno sólo quedó conectado al resto del cuerpo por las venas y arterias.
Se introdujo una cánula en el conducto pancreático de modo que la secreción pudiera cuantificarse con un quimógrafo.
El siguiente paso consistió en inyectar HCl en el duodeno del perro para ver si se activaba o no el páncreas.
Además de registrar la cantidad de jugo pancreático se registró la presión sanguínea de animal sometido al tratamiento.
También se registraron ambas variables (producción de jugo pancreático y presión sanguínea) en un perro en similares condiciones pero con su sistema nervioso intacto (control).
La CO deducidas de ambas H son distintas: si la H1 (química) es correcta entonces la producción de jugo pancreático en ambos animales (experimental y control) debería se igual, por el contrario si la H2 (nerviosa) es correcta entonces el animal control debería mostrar una producción mayor que el animal experimental.
Al inyectar HCl en el duodeno los investigadores encontraron que, después de unos minutos, el páncreas mostraba una actividad semejante a la del animal control: la H1 (química) se vio corroborada y la H2 (nerviosa) resultó falsada.
¿Qué tan semejantes deberían ser estos valores para que pudiéramos falsar efectivamente la H2 (o corroborar la H1)?
En realidad deberían analizarse dos grupos de animales (y no dos individuos) lo que nos daría valores medios de las variables medidas para ambos grupos
Aquí es donde se hace necesaria la utilización de pruebas estadísticas de significación.
¿De qué modo el paso del quimo por el duodeno activa al páncreas? (P)
Mediante una señal química por vía sanguínea (H1)
Si anulamos el sistema nervioso el páncreas se activará (CO)
Al anular el sistema nervioso el páncreas se activó
Deducción
La H1 se ve corroborada
Contrastación
Corroboración de H1
¿De qué modo el paso del quimo por el duodeno activa al páncreas? (P)
Mediante una señal nerviosa (H2)
Si anulamos el sistema nervioso el páncreas no se activará (CO)
Al anular el sistema nervioso el páncreas se activó
Deducción
La H2 se ve falsada
Contrastación
Falsación de H2
•Según nuestra caracterización del MHD la H2 debería abandonarse definitivamente.•Pero un partidario de la H2 podría decir
que:
Desconocemos la existencia de nervios que no fueron seccionados.
Los sujetos experimentales estaban en malas condiciones fisiológicas generales.
Las diferencias encontradas entre ambos grupos son significativas.
El instrumental no tiene la sensibilidad mínima para detectar las diferencias.
•Estos cuestionamientos pueden formularse porque hay numerosos supuestos implícitos en el proceso de investigación que fueron ignorados en nuestros esquemas anteriores:
Se removieron adecuadamente todas las conexiones nerviosas.
Los sujetos experimentales estaban en normales condiciones fisiológicas generales.
El instrumental tiene la sensibilidad mínima necesaria para detectar las diferencias, etc.
•Esta actitud de “proteger” a la H frente a las evidencias negativas es mucho más común, de hecho, que la actitud de desechar la H automáticamente.
¡Y está bien (dentro de ciertos límites)!
•Cuando las observaciones de la órbita de Urano no coincidían con lo predicho por la física newtoniana un astrónomo propuso la existencia de un planeta desconocido que alteraba las órbitas. Se calculó la ubicación de este planeta, se dirigió un telescopio a esa región ¡Y allí estaba Neptuno!
El método hipotético deductivo (MHD) en versión “sofisticada”:
•¿Por qué es “ingenua” la anterior versión del MHD?
Sólo atiende a los aspectos lógicos.
Ignora la complejidad de la mediación entre la H fundamental y las CO.
Confía en la posibilidad de una observación objetiva.
H fundamental
Condiciones iniciales (CI)
H derivada 1
CO
H derivada 2
Contrastación empírica de las CO
Supuestos auxiliares (SA)
Cláusula ceteris paribus
•Cuando las CO no coinciden con lo observado ¿Cómo saber cuál de todas las H involucradas es la “culpable”?
•Las H had hoc:
Son introducidas para “salvar” la H fundamental. Sólo son aceptables si conducen a CO independientes.
Son anteriores a la falsación pero se especifican a posteriori.
Esquema de contrastación de una hipótesis (H) mediante la predicción (P), con supuestos auxiliares (SA) y condiciones iniciales (CI).
La contrastación empírica: ¿Cómo determinar si la predicción coincide con los datos?•Una H predice que si se dan las
condiciones C se producirá un acontecimiento de tipo E
•¿Cómo podemos determinar la ocurrencia de E?
•Si es posible crear las condiciones C a voluntad la contrastación será experimental.
•Realizar un experimento consiste en manipular un sistema de modo que permita poner a prueba una H.
Sobre los experimentos
Suele implicar la comparación de dos grupos de unidades experimentales: el grupo control (representa la situación “normal”) y el grupo experimental (sometido a un tratamiento por el experimentador).Ambos grupos deben ser idénticos en todas las variables excepto en aquella cuyo efecto se quiere investigar (control de variables).Sólo de este modo podremos atribuir las diferencias entre los grupos de la variable de interés.
Suele suponerse que no se detectarán diferencias entre ambos grupos (H nula).El experimento suele diseñarse para refutar la H nula: si encontramos diferencias la H nula se ve falsada y nuestra H fundamental se ve corroborada.
Las predicciones rara vez se cumplen sin excepciones: ¿Cómo saber entonces cuándo debemos rechazar una H?
Debemos determinar la significatividad estadística de las diferencias observadas.
Sólo en caso de que las diferencias observadas sean estadísticamente significativas podremos rechazar la H nula con cierto grado de certeza.
Las pruebas estadística de significación permiten determinar con un dado nivel de significación la probabilidad de que los resultados hallados se deban al azar.
De los experimentos se obtienen generalizaciones probabilísticas que se evalúan mediante pruebas estadísticas de significación.
Sobre la observación
Todas las versiones del método científico aquí presentadas suponen que es posible observar la realidad de un modo objetivo.
Consideremos un ejemplo de la paleontología
Cuando se propuso la H del impacto extraterrestre como causa de la extinción masiva del cretácico los paleontólogos la rechazaron porque las evidencias previas (fósiles) sugerían que la extinción había sido gradual.
Luis y Walter Álvarez y su equipo presentaron esta H en 1979.
La interpretación unánime del registro fósil era que no todas las especies llegaban al límite K-T sino que iban desapareciendo gradualmente.
Pero la H del asteroide fue ganando apoyo de modo independiente: la abundancia anómala de iridio en el límite K-T, el descubrimiento de un cráter, etc.Esto hizo que se pusiera en duda la H de la extinción gradual, aunque los fósiles “hablaban por sí mismos”...Estos cambios en el “clima teórico” llevaron a los paleontólogos a mirar de otro modo, a través de otros “anteojos teóricos”, el registro fósil ¿Podríamos estar siendo “engañados” por las apariencias del registro fósil?La metodología habitual implicaba el muestreo aleatorio de los estratos de una zona de fósiles cretácicos.
Pero la pérdida de confianza en la H gradualista llevó a algunos paleontólogos a pensar que tal vez las extinciones abruptas podían parecer graduales en el registro fósil: el efecto Signor-Lipps.
La idea es que cuanto más rara es una especie, más probable es que su último fósil aparezca en sedimentos más antiguos aunque la especie hubiera vivido realmente hasta el límite superior analizado.
Así, aunque todas las especies se hubieran extinguido de golpe encontraríamos una secuencia de aparentes extinciones secuenciales.
Esto llevó a buscar fósil de un modo exhaustivo y no mediante muestreos aleatorios.
