martes, 21 de septiembre de 2010

¿Qué es esa cosa llamada ciencia?

Parece que un blog con el título que tiene este tendría que haber empezado por aquí, pero las cosas salen como salen, y nunca es demasiado tarde para tratar de enmendar errores. El caso es que se trata de una pregunta importante, y se merece una respuesta.

Cualquier enciclopedia que se precie dará una definición de ciencia. Y cualquier libro de texto, o muchos tratados filosóficos que se pregunten acerca de la naturaleza del conocimiento... Como yo no estoy capacitado para inventarme una definición diferente, voy a pedir prestada una, aunque no procede de ninguno de esos textos, sino de un autor de literatura fantástica: Terry Pratchett.

"CIENCIA:
Una manera de descubrir cosas y hacerlas funcionar.
La Ciencia explica lo que sucede a nuestro alrededor en todo momento.
Lo mismo hace la RELIGIÓN, pero la Ciencia es mejor porque, cuando se equivoca, ofrece excusas más comprensibles.
Hay mucha más ciencia de lo que uno se imagina.
De Una enciclopedia científica para el joven gnomo curioso, por Angalo de Mercería"
("El éxodo de los gnomos", Terry Pratchett)

Bien, aunque parezca una broma es una definición como otra cualquiera, con la ventaja de que todo el mundo puede entenderla a la primera: se trata de conocer el mundo que nos rodea, y de dar explicaciones de cómo suceden las cosas. Y como los hombres nunca somos infalibles, de explicar de forma humilde y acertada en qué y cómo nos hemos equivocado en nuestras interpretaciones. Por último, es cierto que hay mucha más ciencia a nuestro alrededor de lo que nos gustaría suponer.

Vamos a tratar de profundizar un poco más, sin despegarnos de nuestra primera idea de lo que es la ciencia y teniendo en cuenta que, como todos los conceptos construidos a lo largo del tiempo, la idea de la ciencia ha ido cambiando de unas épocas a otras. Empezaremos por el principio: los hechos que observamos (o creemos observar).

Aunque algunas escuelas filosóficas dudan de la existencia de una realidad objetiva ajena a nosotros mismos, la mayoría de nosotros opina que dicha realidad existe, y que podemos hacernos una idea de ella a través de los órganos de los sentidos. Sigue habiendo mucho debate filosófico en torno a si nuestros sentidos nos engañan, o si nos permiten aprehender la realidad en su esencia... Quedémonos un poco más cerca, en el hecho de que nos proporcionan, al menos, una noción congruente de lo que nos rodea.

Utilizo el término congruente, a falta de otro más apropiado, para indicar que la información que recogemos de la realidad nos permite ajustar de un modo apropiado la respuesta que producimos. Dicho de otra forma, aquello que percibimos como sólido e impenetrable, por ejemplo, suele comportarse (salvo excepciones) como sólido e impenetrable. Así pues, podemos decir que, a través de nuestros sentidos, obtenemos una información acerca de la realidad lo suficientemente válida como para servirnos de ella de un modo adecuado. Este conocimiento es evidente, en el sentido de que podemos percibir su verdad o falsedad directamente.

Sin embargo, un primer problema para nuestro conocimiento del mundo que nos rodea es que no toda la realidad es accesible. En ocasiones algunos de sus aspectos están ocultos (por ejemplo el interior de la Tierra), en otras ocasiones resulta demasiado pequeña (la estructura atómica) o demasiado grande (el Universo en su conjunto), o está demasiado lejana (las estrellas) para poder ser captada correctamente por nuestros sentidos.

Más allá de la información

Si deseamos obtener un conocimiento no evidente de la realidad deberemos interpretarla. La interpretación nos proporciona una explicación del mundo, es decir, nos permite establecer relaciones entre lo que conocemos y lo que no conocemos, basada en nuestra propia experiencia de acuerdo con lo que podríamos llamar el "sentido común". George Kelly, un psicólogo americano, ha desarrollado una teoría de la interpretación personal según la cual las personas organizamos la información de la que disponemos para poder predecir acontecimientos futuros. Nuestros conocimientos, después, se contrastan con la experiencia.

Según este modelo, utilizamos las explicaciones a medida que las necesitamos, de modo que no pretendemos, en general, un conocimiento profundo de los fenómenos que no nos afectan directamente, ni de las causas que provoquen los fenómenos, a no ser que nuestras interpretaciones no se vean ratificadas por la realidad.

La interpretación personal nos ofrece un conocimiento limitado de la realidad por varios motivos: en primer lugar, los modelos de la realidad pueden ser distintos para cada persona, en función de su experiencia personal; por otra parte, nada nos garantiza que el conocimiento que desarrollamos de este modo sea válido, es decir, se ajuste fielmente a la realidad; por último, la interpretación personal se limita al ámbito de nuestra propia experiencia (en sentido amplio), lo que llevaría a la necesidad de experimentar (no necesariamente de forma directa) todo aquello que otros han conocido ya para adquirir conocimiento acerca de esos aspectos de la realidad.

Ante esa limitación de nuestra capacidad de descubrimiento se hace necesario buscar una alternativa: encontrar el modo de que el conocimiento adquirido por una persona pueda ser considerado válido por los demás, sin necesidad de que cada uno repeta el proceso que llevó al primero a desarrollar ese conocimiento. Se trata, por lo tanto, de encontrar las características que hacen que un cierto conocimiento de la realidad sea válido.

La primera respuesta que se dio a este problema, y la más sencilla, es el argumento de autoridad, que consiste en considerar que ciertas personas, por alguna razón personal o de estatus, poseen un conocimiento cierto de la realidad. De hecho, ese es el sistema tradicional por el que se sigue transmitiendo el conocimiento en las instituciones académicas: el profesor, por el hecho de serlo, tiene el conocimiento válido de su materia, y los alumnos lo adquieren confiando en su validez a priori.

Sin embargo, un sano escepticismo nos debería hacer críticos frente a ese argumento: ¿quién nos libra de la voluntad del engaño por parte de la autoridad? O, incluso siendo más benévolos ¿Cómo podemos garantizar que quien ostenta esa autoridad no está, simplemente, equivocado? Es sobradamente conocido que los principios de la ciencia establecidos durante la antigüedad en Grecia se mantuvieron inmutables hasta el Renacimiento. Por ejemplo, Ptolomeo había establecido un modelo cosmológico en el que la Tierra ocupaba el centro del Universo. Sus observaciones, apoyadas por la autoridad de los libros sagrados con los que parecía coincidir, y refinadas por modificaciones ad hoc (es decir, hechas expresamente para ajustar la teoría, sin modificarla, a nuevos problemas), mantuvieron ese sistema cosmológico hasta ciento cuarenta años después de que Copérnico propusiera el suyo, que se ajusta mucho mejor, y de modo más sencillo, a lo que hoy en día conocemos de la mecánica celeste.

La Lógica como respuesta

Si no confiamos en la autoridad, habrá que establecer un método. Es decir, desechado el principio de que ciertas personas poseen la verdad, es necesario centrarse en las características del propio conocimiento, y del modo en que se elabora, para poder establecer criterios que permitan evaluar su validez. Así llegamos a considerar que es necesario que el descubrimiento siga un método, al que hemos llamado método científico.

Aunque en realidad no debería hablarse de un método científico general, sí que podemos considerar que existe un conjunto de reglas que podemos aplicar a la hora de obtener nuevos conocimientos y que nos garantizan que ese conocimiento será válido. Para ello, es imprescindible que tales reglas se ajusten a los principios básicos de la Lógica, cuya validez, por otra parte, está en la base de todo nuestro pensamiento.

La Lógica es el estudio de las relaciones correctas entre conceptos, juicios y razonamientos. Se interesa por la estructura o la forma del pensamiento, y no por su contenido. En una de sus ramas, la Epistemología o Metodología de la Ciencia, se encarga de estudiar las normas del pensamiento científico.

La Lógica es confiable por varios motivos:
  • Aplica principios universales evidentes.
  • Utiliza operaciones matemáticas para aplicarlas a las estructuras del pensamiento.
  • Informa de si las operaciones que hacemos sobre el pensamiento mantienen el valor de verdad o falsedad de los enunciados.
De este modo, aplicando las reglas de la Lógica a una cadena de pensamientos, tendremos la seguridad de conocer si el resultado final es verdadero o es falso, al igual que, siguiendo una serie de operaciones matemáticas correctas, podemos calcular el resultado final con plena certeza. La analogía es válida en otro sentido: las matemáticas nos proporcionan las reglas, pero su aplicación puede estar sujeta a error. Lo mismo ocurre con la lógica.

La herramienta básica de la lógica es el razonamiento. Se trata de un proceso de pensamiento que, partiendo de proposiciones conocidas, permite llegar a una proposición nueva, desconocida. Una proposición, en este ámbito, es un enunciado simple que contiene una afirmación y que puede ser verdadero o falso, pero no ambiguo ni contradictorio ni paradójico. En el razonamiento, operación mental que practicamos a diario, partimos de dos enunciados conocidos de este tipo, a los que en lógica se les da el nombre de premisas, y acabamos llegando a un tercer enunciado, que recibe el nombre de conclusión. Nuestro lenguaje posee muchos términos que indican que estamos llevando a cabo un razonamiento, y que nos permiten identificar las premisas y las conclusiones; por ejemplo, expresiones como "puesto que...", "dado que...", "si se cumple...", etc., nos marcan que estamos ante el planteamiento de una premisa, mientras que otras como "por lo tanto...", "en consecuencia...", "por consiguiente..." identifican la conclusión.

Un razonamiento es válido cuando la conclusión se deriva necesariamente de las premisas. Para comprobarlo, la Lógica ha desarrollado herramientas llamadas tablas de verdad con las que, conociendo los valores de verdad de las premisas y la conclusión, se puede conocer la validez del razonamiento:
  • Si las premisas son verdaderas y la conclusión es falsa, el razonamiento es inválido.
  • Si las premisas son verdaderas y la conclusión también, el razonamiento es válido.
Las proposiciones que forman las premisas de un razonamiento pueden ser de cuatro tipos: universales positivas, universales negativas, particulares positivas y particulares negativas. De acuerdo con las normas de la Lógica, en un razonamiento válido las conclusiones son siempre menos generales que las premisas; este tipo de razonamiento, el único considerado válido, se denomina razonamiento deductivo o deducción. La deducción nos permite, conociendo verdades universales, predecir fenómenos que sean conclusión necesaria de tales verdades.

Esto conduce a un nuevo problema en nuestro afán de conocer la realidad que nos rodea: nuestras observaciones del mundo son, necesariamente, particulares; no podemos, siquiera, observar todos los perros que existen para poder decir "Todos los perros tienen cuatro patas". A pesar de ello, nuestra pretensión es  conocer verdades universales, lo que en lógica se denomina razonamiento inductivo o inducción. Ahora bien, mientras la inducción sí es posible y válida, con ciertas condiciones lógicas, en matemáticas, no es un modo de razonamiento válido con carácter general. ¿Nos lleva esto a un nuevo callejón sin salida?

La ciencia ha tratado de solventar este problema de diferentes modos; por ejemplo, la lógica y las matemáticas han desarrollado un cuerpo de conocimientos basados en la deducción y en ciertos principios inductivos. Las ciencias experimentales, por su parte, han desarrollado un método válido basado en la combinación de inducción y deducción, llamado método hipotético-deductivo.

El método de las ciencias experimentales

Las ciencias experimentales o empíricas estudian los fenómenos observables en la naturaleza. La observación, primer elemento de este tipo de ciencias, consiste en el estudio de las características del fenómeno y del modo en que dichas características varían en diferentes condiciones. La observación puede ser directa, cuando se realiza según el fenómeno se produce en la naturaleza, o experimental, es decir, provocada en condiciones controladas.

El experimento es el eje central de las ciencias experimentales porque permite establecer relaciones causales. La relación causa-efecto nos permite explicar lo que ocurre a nuestro alrededor, porque establece una relación de necesidad entre un fenómeno (causa) y otro (efecto), de modo que el segundo no puede darse si no se da el primero. Conocer las relaciones entre causas y efectos nos permite, por tanto, predecir los efectos, que es, desde el principio, uno de nuestros objetivos fundamentales. Para que un fenómeno A sea causa de B tienen que darse las siguientes condiciones:
  • Que A ocurra antes que B
  • Las variaciones de A van acompañadas de variaciones de B
  • Que siempre que ocurra B haya ocurrido antes A (causa necesaria)
  • Que siempre que ocurra A ocurra también B (causa suficiente)
  • Que A y B se produzcan cerca en el espacio y en el tiempo.
En la naturaleza, los fenómenos no se producen aislados, sino que generalmente ocurren varios a la vez o en muy poco tiempo, lo que dificulta la identificación de las relaciones causales. Los científicos tratan de resolver esto mediante el diseño y la realización de experimentos. Básicamente, un experimento es una repetición controlada de un fenómeno natural. En el diseño del experimento es necesario identificar todos aquellos fenómenos que ocurren y que podrían llegar a tener influencia sobre el efecto. La forma más sencilla de conseguirlo es o bien eliminar la influencia de los fenómenos indeseables, o bien mantener constantes todos los fenómenos que se consideran "extraños" (que no son la causa), apoyándose en la segunda de las condiciones anteriores (la "ley de las variaciones concomitantes").

Las ciencias experimentales utilizan el método hipotético deductivo, que consiste en que, dado un problema de investigación, en generar una hipótesis, es decir, una explicación "plausible" del fenómeno que se está estudiando. No sabemos nada, en principio, acerca de la validez de la hipótesis, y no es posible garantizarla mediante inducción, aunque la inducción pueda ser un buen camino para llegar a ella. Es decir, observar cientos de perros con cuatro patas no garantiza que todos los perros vayan a tener cuatro patas, pero parece probable que sea así. La verosimilitud, a la luz de lo que ya sabemos, es una buena base de trabajo para proponer una buena hipótesis.

El punto más delicado del proceso científico es, sin lugar a dudas, la comprobación de la hipótesis., ya que  en este paso vamos a poder garantizar que el conocimiento que acabamos de generar es válido. Para conseguirlo, la ciencia recurre a una especie de "treta" basada en la deducción: ya que no podemos demostrar que la hipótesis es correcta, porque la inducción no es un método correcto de descubrimiento, al menos podremos demostrar que la hipótesis contraria a la nuestra es falsa...

Así pues, una vez formulada nuestra hipótesis se formula también una hipótesis alternativa, que debe ser complementaria de la nuestra. Esto significa que no debe haber otras hipótesis posibles, que no sean ni la una ni la otra, capaces de explicar el fenómeno que estudiamos. Lo que queda ahora es demostrar que la hipótesis alternativa es falsa, para lo cual basta con encontrar un caso en el que no se cumpla.

Desde el punto  de vista de la lógica, tenemos dos proposiciones (hipótesis), a y no a, tales que son complementarias, es decir, no hay ninguna otra alternativa posible a ellas. No podemos demostrar que a es verdadera, pero sí que no a es falsa. Decir que no a es falsa, equivale a decir que a es verdadera.

Este método de "demostración por falsación" es plenamente deductivo, y por lo tanto válido desde el punto de vista de la lógica. Tiene, no obstante, el problema de que es imprescindible conseguir la complementariedad plena entre la hipótesis de trabajo y la hipótesis alternativa, lo que no se logra en todos los casos.

La falsación tiene más importancia aún en la epistemología de la ciencia. Karl Popper, un filósofo austriaco que se dedicó a este ámbito, propuso utilizar el criterio de falsabilidad también como criterio de demarcación entre el conocimiento científico y el no científico. Es decir, para Popper, una proposición puede entenderse como científica si es posible encontrar una proposición alternativa cuya falsedad pueda demostrarse.

Así que algunas cosas no son ciencia...

La pretensión de la ciencia de conseguir un conocimiento válido, y el éxito que ha tenido históricamente a la hora de explicar y predecir fenómenos, le ha concedido un "estatus" social que ha llevado, por otra parte, a ciertos grupos a querer amparar bajo el concepto de ciencia conocimientos, teorías o propuestas que no se corresponden con lo que debe ser considerado ciencia.

Por otra parte, el creciente valor que la sociedad ha concedido al conocimiento científico, derivado de su propia validez, ha conducido, en ocasiones, a un cierto enfrentamiento entre la ciencia y las creencias, en particular las de tipo religioso. Curiosamente, en este enfrentamiento, prolongado a lo largo de la historia, se podrían distinguir dos fases: en la primera, las religiones trataban de defender su descripción del mundo físico, heredera de su primitiva explicación mitológica del mundo. Esta primera fase de enfrentamiento ha sido, en general, superada, porque la mayoría de las religiones han terminado por reconocer que esas explicaciones, contenidas en sus libros sagrados, como metáforas para explicar el mundo de un modo sencillo. La descripción del mundo físico ha quedado, pues, para la ciencia.

La segunda fase de la confrontación se ha generado, más recientemente, por una falsa polémica: la posibilidad de que la ciencia niegue la existencia de Dios. La polémica es falsa porque la ciencia, como tal, no tiene nada que decir acerca de la existencia de Dios; se trata de una proposición que no admite falsación, ya que no existe ninguna consecuencia necesaria que pueda ser admitida, por los creyentes, como prueba de la existencia divina.

Al margen de las religiones, cuyo ámbito de actuación es diferente al del conocimiento científico, existe todo un conjunto de conocimientos que reclama para sí el carácter de científico, pero sin someterse a los controles de validez que sí pasan los descubrimientos científicos. Muchos de estos "saberes" no son falsables. En otros casos, aunque la falsabilidad es posible (por ejemplo, en el caso de la astrología es fácil comprobar si sus predicciones son correctas o no), la falsación no tiene ningún efecto sobre los métodos ni los contenidos de la supuesta ciencia.

En el blog "Science, Reason and Critical Thinking" han sistematizado este conjunto de modos de pensar y lo han representado en forma de tabla periódica.
La evolución del pensamiento científico
A pesar de que la ciencia deba considerarse un modo válido de conocimiento, las teorías científicas aceptadas por la comunidad científica han ido cambiando a lo largo del tiempo. Evidentemente, esto indica que las teorías abandonadas estaban equivocadas, y por tanto no eran conocimiento válido...

En realidad, la situación no es tan simple. La afirmación de que las teorías desechadas estaban equivocadas es cierta desde un punto de vista histórico, es decir, viéndolo en retrospectiva. El conocimiento que la ciencia proporciona explica en un momento dado los hechos que son conocidos en ese momento, y a la luz del marco teórico aceptado también en ese momento. Con una visión pragmática, los conocimientos científicos de una época son válidos en tanto que permiten, en esa época determinada, dar una explicación coherente a los fragmentos de realidad que en ese momento se perciben y conocen.

¿En qué lugar deja eso a la búsqueda de la verdad objetiva por parte de la ciencia? En realidad no lo sabemos, porque no tenemos una visión externa a la ciencia de cuál es esa verdad objetiva. ¿Significa eso que la ciencia está equivocada? No necesariamente. Utilicemos una metáfora para explicarlo: supongamos que podemos comparar la realidad con el número pi. Sabemos que pi tiene un número infinito de decimales, por lo que nunca llegaremos a conocer su valor exacto. Sin embargo, sí que podemos acercarnos a ese valor real, y además ir acercándonos progresivamente a él. Decir que pi tiene un valor entre 3 y 4 no es incorrecto; puede ser insuficiente para algunas aproximaciones, pero seguramente será suficiente para otras. Si acotamos pi entre 3,1 y 3,2 negamos una serie de valores que antes podíamos considerar válidos, a la vez que nos acercamos más a conocer el auténtico valor de pi. Algo parecido ocurre con el conocimiento científico: los nuevos descubrimientos pueden negar validez a otros que antes se consideraban correctos, acercándose a la vez un poco más al conocimiento de la realidad. 

Otra cita para acabar, esta vez relacionada con el interés de la ciencia para todo el mundo. Decía Isaac Asimov, químico, divulgador científico y escritor de ciencia ficción:
Un público que no comprenda cómo funciona la ciencia puede ser fácilmente presa de todos esos ignorantes [...] que se burlan de lo que no comprenden, o de los propagadores de slogans que afirman que los científicos son los guerreros mercenarios de hoy en día, y meros instrumentos en manos de los militares [...]. La diferencia [...] entre [...] comprendender y no comprender [...] es también la diferencia entre el respeto y la admiración por un lado y el odio y el miedo por otro.