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¿Qué distingue a la ciencia según este texto?
¿Están de acuerdo con estas consideraciones?
El método científico Leonardo González Galli
Grupo de Didáctica de la Biología
Instituto de Investigaciones en Enseñanza de las Ciencias CEFIEC – FCEN – UBA
La epistemología es una metaciencia (como 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.
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 sol
Ayer salió el sol
Anteayer 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) La generalización debe estar basada en un gran
número de observaciones.
2) Las observaciones se deben repetir en una amplia
variedad de condiciones.
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 células
Si descubriéramos una nueva especie estará
compuesta por células.
Los vegetales están compuestos por células
Los hongos están compuestos por células
La inducción ha sido muy criticada como modo de validar el
conocimiento científico:
• No se puede fundamentar lógicamente.
Bertrand Russell
(1872-1970)
El pavo inductivista
de Russell
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.
El método científico según el
falsacionismo: El método hipotético
deductivo
• ¿Qué es una hipótesis (H)?
H: respuesta provisoria y conjetural a una
pregunta, da lugar a cursos de acción
fructíferos.
Karl Popper
(1902-1994)
¿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?
Si llueve La calle
estará
mojada La calle está
mojada
Llueve
• Verificación por modus ponens: un
procedimiento lógicamente NO válido
• Refutación por modus tollens: un
procedimiento lógicamente válido
Si llueve La calle
estará
mojada La calle no
está mojada
No llueve
¿Qué condiciones deben cumplir una buena hipótesis (H)?
Una buena H debe ser:
Adecuada: no debe contradecir la evidencia aceptada.
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.
Además: 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?
El alimento parcialmente digerido
(quimo) pasa del estómago al duodeno.
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 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 química”).
Otros investigadores una 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 nerviosa”).
Los investigadores tenían entonces dos H rivales y se
propusieron diseñar algún experimento para poner a prueba la
“hipótesis nerviosa”.
Bayliss y Starling razonaron que si la señal era de tipo
nervioso, entonces la remoción de todas las vías nerviosas
posibles entre el duodeno y el páncreas debería interferir con
la secreción pancreática cuando se introduce ácido en el
duodeno (deducción de CO de la H2, predicción).
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 deducida de la hipótesis nerviosa es que el
animal control debería mostrar una producción de jugo
pancreático 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
hipótesis nerviosa resultó falsada.
¿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
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.
¿Qué tan semejantes deberían ser estos valores para
que pudiéramos falsar efectivamente la H2 (o
corroborar la H1)?
Aquí es donde se hace necesaria la utilización de
pruebas estadísticas de significación.
Según nuestra caracterización del MHD la hipótesis
nerviosa debería abandonarse definitivamente. Pero un
partidario de esta hipótesis 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
en realidad 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” la H frente a las evidencias
negativas es mucho más común, de hecho, que la
actitud de desechar la H automáticamente.
• Cuando las observaciones de la
órbita de Urano no coincidían con lo
predicho por la física newtoniana
John Adams y Urban Le Verrier
propusieron la existencia de un
planeta desconocido que alteraba las
órbitas y calcularon su ubicación. En
1846 Johann Galle dirigió el
telescopio a la región indicada ¡Y
allí estaba Neptuno!
El método hipotético deductivo (MHD)
en versión “sofisticada”:
¿Por qué es “ingenua” la anterior versión del
MHD?
Entre otras cosas, porque ignora la complejidad de
la mediación entre la H fundamental y las CO.
Esquema de
contrastación de
una hipótesis
(H) mediante la
predicción (P),
con supuestos
auxiliares (SA)
y condiciones
iniciales (CI).
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.
La contrastación empírica:
¿Cómo determinar si la predicción coincide con los datos?
• Una H predice que si se dan las condiciones CI y los
supuestos SA se producirá un acontecimiento de tipo P.
• ¿Cómo podemos determinar la ocurrencia de P?
• Si es posible crear las condiciones CI 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 estadísticas 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.
Una versión “popular” del método científico
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”...
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.
Aunque es cierto que en ciertas disciplinas científicas (como
la fisiología) existen tradiciones de investigación y
procedimientos metodológicos experimentales muy
estandarizados es importante comprender que:
(1). Esos procedimientos estandarizados son solo una parte del
complejo proceso de investigación, proceso que no puede
reducirse a un método que se identifique con dichos
procedimientos.
(2). Esos procedimientos estandarizados no son comunes a
todas las ciencias, por lo que no se los puede considerar como
la marca de la cientificidad.
A modo de cierre…
La perspectiva positivista sobre la ciencia ha supuesto
en relación el método científico:
1- Que existe dicho método
2- Que existe un único método.
3- Que EL método implica experimentar.
4- Que el método puede reducirse a un algoritmo.
5- Que el proceso es lineal.
6- Que el proceso es dicotómico.
7- Que el método es lo que define la ciencia.
Contra estos supuestos:
(a) La ciencia es una actividad social por lo que la
actividad científica no está aislada de la cultura
general.
(a) El heterogéneo conjunto de disciplinas reconocidas
como científicas no utiliza un único procedimiento y
muchas no recurren al experimento.
(a) Aunque existen procedimientos estandarizados no se
puede hablar de un método para el proceso general de
investigación porque el mismo no es lineal.
(a) Los resultados del proceso pueden ser complejos y
ambiguos: siempre existe interpretación.
Y esto es todo….
¡Muchas
gracias!
