miércoles, 18 de marzo de 2009

La filosofía de la ciencia

Los instrumentos como el microscopio o el telescopio nos revelan el mundo físico, ya sea mostrándonos las paredes de una célula o una agrupación de estrellas distantes. Para examinar la ciencia misma se necesita una aproximación diferente: hay que pensar acerca del pensamiento. La filosofía de la ciencia avanza examinando etapa por etapa, para distinguir la buena y la mala ciencia.

¿La ciencia nos muestra la verdad? ¿Cómo podemos distinguir la buena ciencia de la no-ciencia? Si un grupo de científicos afirma que los alimentos modificados genéticamente no son dañinos, y otros afirman que son peligrosos, ¿A quién debemos creer? Para contestar estas preguntas debemos escudriñar acerca de la metodología que los científicos han seguido para llegar a sus conclusiones.

El objetivo de la ciencia es descubrir las leyes de la naturaleza, que asumimos que existen independientemente de los humanos. Estas leyes las encontramos recolectando hechos y ensamblando nuevas teorías que las expliquen. La buena ciencia se conduce públicamente. Los científicos entregan sus resultados en forma tal de modo que permiten a otros analizarlos y luego tratar de duplicarlos, o por el contrario, mostrar que eran equivocados. Son muy pocas las personas que seriamente piensan que las ciencias no funcionan. La ciencia ha sido evidentemente exitosa para entregarnos explicaciones del mundo que nos rodea. En definitiva ella tiene el poder para explicarnos todos los fenómenos naturales, incluso aquellos que parecen muy difíciles. La ciencia también ha permitido crear tecnologías, como por ejemplo las necesarias para fabricar drogas para tratar el cáncer o el desarrollo del láser en los discos compactos o los MiniDisc.


¿Qué es la ciencia? Ensayando ideas

Hasta ahora no ha sido posible definir la ciencia de un modo que satisfaga a todos. La ciencia, por ejemplo, no puede dar pruebas absolutas de las leyes de la naturaleza, ya que aun cuando ensayemos una idea en forma reiterativa, nunca podemos eliminar la posibilidad de que exista una excepción. Algunos religiosos fundamentalistas explotan esta dificultad y argumentan que la ciencia no es más que otra forma de creer, sin mayor valor que cualquiera otra. Pero si bien la ciencia no nos puede entregar la verdad absoluta, no significa ello que habría que colocarla en igual categoría que la magia y otras creencias parecidas. Lejos está de eso.

Para saber por qué necesitamos examinar la filosofía de la ciencia. Como otras ramas de la filosofía, también ella requiere "el pensar acerca de pensar" (la palabra significa "amor por la sabiduría"). La filosofía de la ciencia usa métodos similares a las "pruebas matemáticas": Examinación, etapa por etapa, de los supuestos, los datos y las conclusiones.

Una pregunta filosófica típica es: ¿Realmente existó? ¿Cómo puedo saber que yo no soy sólo un programa en una inmensa supercomputadora que me alimenta de falsas sensaciones acerca de un mundo simulado? El filósofo y matemático francés Rene Descartes (1596-1650) contestó esta pregunta con una frase que ha sido famosa: "Pienso, por lo tanto existo". En otras palabras, el acto de dudar que existimos, prueba que existimos.

La filosofía de la ciencia examina el "método científico" y pregunta además, qué nos puede decir. La ciencia tiene que ver con el conocimiento empírico. Esto es, el conocimiento acerca del Universo que adquirimos examinando cómo los hechos son percibidos por nuestros sentidos (lo que cuando es necesario también engloba instrumentos que van más allá de nuestros sentidos, como un microscopio o un acelerador de partículas), más que sentarnos y pensar. El empirismo suena como sentido común, pero sin embargo, como forma de aprender acerca del mundo, constituye una disciplina relativamente reciente. El empirismo triunfó en la revolución científica de los siglos XVI y XVII, cuando Galileo Galilei, Robert Boyle, Issac Newton y otros, mostraron que hechos captados de la observación empírica podían revolucionar nuestra perspectiva del mundo.

Históricamente es cierto que la ciencia partió en compañía de la magia. Aun cuando en aquel tiempo ciencia y magia tenían algunas superposiciones (Newton fue un entusiasta alquimista y se inspiró en textos místicos para pensar en la gravedad), hoy tenemos que aceptar que existen diferencias básicas entre una y otra. La ciencia requiere de observaciones repetidas y de publicaciones abiertas. "No hay textos escondidos u ocultos", y cuando el experimento diseñado no funciona, no se culpa de ello al cielo, ni de la falta de pureza, o de las malas ondas.

Con todo, el empirismo ha creado sus propios problemas filosóficos. ¿Cómo los hechos conducen a una teoría y a descubrir las leyes de la naturaleza? Imaginemos un experimento relacionado con la observación de manzanas. Después de observar que las manzanas caen del árbol, y de verificar que también caen de la mano o desde lo alto de un edificio o de cualquiera otra estructura alta, razonamos que una ley fundamental es responsable de esto. La llamamos gravedad, y podemos predecir que cuando soltamos una manzana o cualquier otro objeto similar, también va a caer al suelo.

Cuando hacemos una predicción nos basamos en experiencias pasadas. Así afirmamos que "la manzana cae al suelo", y luego generalizamos para afirmar que "todas las manzanas en el futuro caerán al suelo". Este salto de lo singular a lo universal, lo llamamos "razonamiento inductivo".

El razonamiento inductivo se basa en el sentido común, pero lógicamente es defectuoso. El filósofo empirista David Hume (1711-1776) afirmó que bien puede no existir una conexión lógica a través del tiempo. No porque algo ha sucedido muchas veces en el pasado pasa a constituir una prueba de que vaya a suceder en el futuro.

Karl Popper (1902-1994) afirmó que la verificación científica no prueba nada. No importa cuántas veces anotamos en nuestra libreta la observación de un cisne blanco, porque ello no nos permite la afirmación universal que todos los cisnes son blancos. Popper decidió que la ciencia encuentra los hechos, no verificando afirmaciones, sino "falseándolas". Es decir, nunca podremos afirmar que todos los cisnes son blancos, pero la primera vez que vemos uno negro, podemos si categóricamente desaprobar el hecho: "no todos los cisnes son blancos".

Razonar en esta forma corre contra la intuición (ver figura 1). Pero con todo, esta es muy poderosa y los científicos siguen haciendo buen uso de este poder. Popper, afirma que la ciencia progresa ensayando hipótesis. Un científico prepara una hipótesis para examinarla, por ejemplo, que la gravedad curva la luz. Colegas o rivales luego someten esta hipótesis a ensayos experimentales, que pueden mostrar que es falsa. Por el contrario, si la hipótesis sobrevive a la repetición de varios test, pasa a ser aceptada como una "verdad científica".

Las ideas de Popper proveen de una unión entre la teoría y el experimento. El nos dice que no importa a cuánto test la hipótesis sobrevive, porque nunca se va a tener una prueba filosófica de que ella es verdad. Popper escribe: "No puede haber verdad ultima en ciencia... y por lo tanto en principio nadie puede estar libre de ser refutado". Esto nos predispone a aceptar el falseamiento como un factor central en ciencia. Los científicos deben comportarse racionalmente y estar predispuestos por adelantado a observaciones que desaprueben sus hipótesis, y si esta situación emerge, deben aceptar que su hipótesis estaba equivocada.

Estos planteamientos eran importantes para Popper, que nació en Austria y cuya vida fue dominada por luchas contra ideologías, como la de la Alemania Nazi, que no toleraba dudas. Popper también contrastó las teorías de la relatividad de Albert Einstein con las teorías de la historia de Karl Marx. Mientras Einstein ofreció tests a sus seguidores, como los eclipses solares que podían desaprobar sus teorías, los marxistas fueron inmutables cuando la historia no coincidió con sus predicciones. Popper, también dudó de la filosofía Froidiana y la evolución Darwiniana, porque las vio como infalseables (no se puede volver atrás el reloj de los tiempos en 5 mil millones de años).

La mayor parte de los científicos hoy día sigue investigando sin importarles la idea del falseamiento. Pero las ideas de Popper dejaron muchas contradicciones:

La falsificación sola no puede distinguir la ciencia de la no-ciencia. La hipótesis de que los renos pueden volar es falseable por cualquier científico que tenga acceso a una manada de renos, un precipicio alto donde arrearlos y un comité ético que lo permita. Sin embargo nadie podría describir la hipótesis como científica.

¿De dónde vienen las hipótesis? Una respuesta puede ser que ellas simplemente vienen de la aplicación de principios generales. Por ejemplo ellas pueden estar inspiradas en el principio conocido como "navaja de Occam" (por el filósofo medioeval William de Occam): "la explicación más simple es la mejor", o que el Universo obedece en todas partes a las mismas leyes de física. Pero esto nos trae de nuevo al problema de la inducción.

La ciencia no progresa a través del falseamiento, como afirmó Popper. En un sistema estricto Popperiano, tendría que abandonar las leyes de la química cada vez que un estudiante tiene resultados equivocados en su práctica de química. Obviamente esto no lo hacemos. Culpamos de esos resultados erróneos al estudiante o pensamos en que las muestras estaban contaminadas o en fallas de los instrumentos. Los científicos rechazaron las primeras evidencias del hoyo de ozono sobre la Antártica, porque más que aceptar estos resultados inesperados, asumieron que los datos del satélite eran falsos. Esto nos conduce al siguiente problema.

Cómo explicar "la revolución científica" con descubrimientos que transformaron el entendimiento. Concepciones de genios, como la teoría de la evolución por la selección natural o la teoría de la relatividad, no aparecen como nuevos ladrillos en la muralla del conocimiento, ni tampoco como consecuencia del falseamiento de teorías previas.

Forma de ver cambios de paradigma

La última pregunta fue enfrentada por Thomas Kuhn (1922-1996). En su libro "La Estructura de la Revolución Científica" publicado en 1962, Kuhn afirmó que las revoluciones científicas necesitan de pensamiento creativo, de una forma que no puede crecer fuera del viejo orden. El rechaza el cuadro de Popper. "Ningún proceso del desarrollo histórico científico tiene semejanza con la metodología estereotipada del falseamiento por comparación directa con la naturaleza" dice él.

Kuhn sugiere que la ciencia no se desarrolla por la acumulación ordenada de hechos y teorías, sino por revoluciones dramáticas que él llama "cambio de paradigma". El mundo antes y después de un cambio de paradigma es completamente diferente (Kuhn usa la palabra inconmensurable) y los experimentos hechos en el antiguo orden quedan sin sentido ante los nuevos.

El cambio entre antes y después es tan dramático como el que ocurre cuando miramos el truco del "cambio gestalt" (figura 2). Uno no puede rechazar una visión sin reemplazarla por la otra. Estos cambios son raros. Los ejemplos de paradigma que entrega Kuhn incluyen la revolución Coperniana, que adoptó la idea que la Tierra orbita el Sol y no al revés, el descubrimiento del oxígeno, con la consiguiente eliminación del plogiston (figura 3) y la teoría de Einstein de la relatividad. Sin embargo, la mayor parte de las investigaciones "normales" tiene lugar dentro de paradigmas. Los científicos acumulan datos y resuelven problemas en lo que Kuhn llama " operación limpieza".

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Inevitablemente algunos investigadores demuestran hallazgos que no cuadran con el paradigma (tal vez un inesperado desvío en la órbita de un planeta alrededor del Sol). En el modelo de Popper, esto inmediatamente "falsearía" la teoría central del paradigma. Pero de acuerdo a Kuhn, en la práctica los científicos prefieren aferrarse al antiguo paradigma hasta que el nuevo está listo. La anomalía es descartada, o preferentemente la insertan en el paradigma existente. Así por ejemplo, al elegante modelo de una Tierra como centro del Universo, desarrollado 200 años antes de Cristo por el astrónomo Ptolomeo, se le fueron agregando sucesivas observaciones de astrónomos que anotaban más y más órbitas subsidiarias de los demás planetas, acumulando anomalías.

Después de un tiempo estas anomalías llevaron a una crisis de confianza y la ciencia astronómica se añejó. Eventualmente vino un genio con un nuevo paradigma. Copérnico se dio cuenta que las órbitas observadas de los planetas, tenían sentido cuando se colocaba el Sol, y no la Tierra como centro del sistema solar. Kuhn dice que esto sucede sólo en tiempos de crisis.

En el tiempo del cambio de paradigma, hechos científicos hasta entonces aceptados, quedan sin sentido, o cambian su sentido enteramente. Por años los científicos habían hecho determinaciones de una sustancia llamada plogiston, que ellos decían que se liberaba cuando los objetos se quemaban. El descubrimiento del oxígeno, dejó al plogiston sin sentido. Pero los químicos no descubrieron el oxígeno hasta cuando decidieron tratarlo como un gas distinto. En otras palabras, el oxígeno tuvo que ser inventado, como también descubierto (fig. 3).

Kuhn, dice que algunos científicos se resisten a hacer este salto en el aire. Por ello las revoluciones ocurren sólo cuando los adherentes al antiguo paradigma mueren o se retiran. Le toca a la nueva generación tomar la antorcha del nuevo paradigma.

Muchos critican a Kuhn. Dicen que su uso de la palabra "paradigma" es imprecisa. Critican que escogió sus ejemplos de la física y afirman que la ciencia puede cambiar en diferentes maneras. Los científicos biológicos no parecen hacer cambios de paradigmas, como sugiere Kuhn. El descubrimiento de la doble hélice del DNA cambió grandemente el pensamiento de la biología, sin embargo los biólogos lo aceptaron con entusiasmo, reemplazando el modelo basado en el metabolismo por uno basado en información. ¿Fue esto menos que un cambio de paradigma?

Asimismo el descubrimiento a fines de la década de 1980 de nuevos materiales que eran superconductores a temperaturas relativamente altas, fue entusiastamente aceptado por los científicos. Estos hechos ponen en duda las distinciones que Kuhn hace entre ciencia "normal" (el agregar hechos) y la ciencia "revolucionaria".

Finalmente, Kuhn no nos dice de dónde vienen las ideas revolucionarias. Nos alegramos por los descubrimientos que suceden por accidente, como el de Alexander Fleming y la penicilina, o los hechos descubiertos por gente de afuera, como fue el caso de Einstein. Aunque Einstein trabajaba como oficinista en la Oficina de Patentes cuando elaboró su teoría de la relatividad fue aceptado entre los físicos contemporáneos. Fleming fue capaz de descubrir los efectos de la penicilina porque trabajando en un laboratorio era un experto en bacteriología. En ciencia, el azar favorece a las mentes preparadas.

Más aún, si Kuhn tiene razón, la ciencia sería cuestión de modas y una especie de psicología acumulativa, sin que nada la distinguiera de la pseudociencia. Este problema preocupó al húngaro Imre Lakatos (1922-1974), quien refinó algunas de las ideas de Popper y Kuhn, logrando una demarcación clara. En lugar de ciencia "normal" y "revolucionaria", Lakatos hace una distinción entre programas de investigación "progresiva" y "degenerativa". Un programa de investigación progresiva es uno que conduce al descubrimiento de hechos que eran previamente desconocidos. Un ejemplo es la teoría de la gravedad de Newton, que le permitió a Halley predecir la vuelta de un cometa que ahora lleva su nombre. Un programa de investigación degenerativa no permite estas predicciones; más bien debe ser modificado para que calce con hechos inconvenientes. Lakatos cita al Marxismo, que se describió a sí mismo como una ciencia, y tuvo muy escasa capacidad de predicción de fenómenos cruciales; revoluciones políticas.

En los programas de investigación progresiva, la aparición de hechos no concordantes, como el desvío en la órbita de un planeta, no es necesariamente fatal para la base de la hipótesis. "Los científicos pueden ignorarlo si la hipótesis central aún es suficientemente fuerte", dice Lakatos. Las revoluciones suceden gradualmente, en la medida que los programas de investigación progresiva reemplazan a los que se están degenerando. Pero aun en la investigación progresiva, los hechos vienen después de las teorías.

Las teorías son hechas por humanos: ellas en el argón moderno, son "construidas socialmente". ¿Significa esto que los hechos científicos lo son también? La idea que la ciencia es una construcción social intriga a muchas personas, especialmente a aquellos pensadores que se describen como "post-modernistas". Si de acuerdo a Popper, las leyes científicas son imposibles de verificar lógicamente y, de acuerdo a Kuhn, los mismos hallazgos pueden significar diferentes cosas antes y después de una revolución científica, ¿Cómo la ciencia pretende ser más objetiva que cualquier otro objetivo cultural?

Nadie puede negar lo que la ciencia significa en la cultura, los valores y las creencias. Las compañías farmacéuticas comenzaron a investigar el SIDA cuando esta enfermedad afectó a gente que podía pagar las medicinas por ellos producidas, y no para ayudar a los africanos rurales, pero que en definitiva también pueden beneficiarse. Los gastos en investigación y desarrollo militar trajeron también efectos colaterales similares. Con todo, los científicos creen que los hechos básicos del Universo están allí para ser descubiertos, cualquiera que sea la motivación de ello. Hemos gastado miles de millones desarrollando armas nucleares, y en el proceso aprendimos mucho acerca de extrañas aleaciones metálicas. Pero también hemos encontrado que los mismos hechos están en una carrera para construir los surcos comunes.

Algunos científicos están horrorizados por el espectro del "relativismo" que sostiene que las ideas no son universales o absolutas, sino que difieren de cultura a cultura y de individuo a individuo. Un relativista sostiene que la ciencia es sólo un camino en el descubrimiento de la naturaleza del mundo físico. El filosofo anarquista Paul Feyerabend (1924-1994), quizás equivocadamente, tomó el argumento relativista para su lógica conclusión: "No hay idea, por antigua y absurda que sea, que no sea capaz de mejorar nuestro conocimiento ". En su libro "Contra el Método" (1975) él defendió la acusación de la Iglesia contra Galileo. Sostuvo que ésta fue racional, porque en ese tiempo no había razón para suponer que con el primitivo telescopio de Galileo pudiera éste afirmar que existían montañas en la luna. La Iglesia suponía que la luna era una esfera plana a diferencia de la Tierra.

Confianza y verdad ciencia y no-ciencia

El biólogo Richard Dawkins es un vigoroso defensor del papel especial de la ciencia. El anota que cuando un filósofo relativista viaja a una conferencia internacional de postmodernismo, confía en la alta tecnología de una línea aérea, más que en una alfombra mágica. Y, claro, el relativismo absoluto contiene su propia contradicción. "Aquellos que afirman que no existe una verdad absoluta están pidiendo no creerles", dice el filosofo contemporáneo Roger Scruton. "Entonces no les crean".

Una batalla en las "guerras de ciencia" es la que se libra sobre la teoría de la evolución de Darwin. Algunos ataques a la evolución se han desencadenado por un debate sobre psicología evolutiva llamada "sociobiología". Esta trata de explicar los comportamientos de las personas (como el miedo a las culebras o por qué nos agradan algunos determinados paisajes), sólo en términos de ventajas evolutivas.

La psicología evolucionaria es controversial porque puede usarse para justificar tipos de comportamientos, tales como la violencia, que son generalmente considerados como inaceptables. Es posible el desafío de la ciencia evolucionara sin el desafío de la evolución misma.

El fenómeno de la "conciencia" es otra área problema. Filósofos y cientistas afirman tener la llave para entender la conciencia. El hecho de que algunos cientistas computacionales creen que pueden crear una conciencia artificial, exacerba el debate. Pero ninguno de estos proyectos ha definido qué constituye la conciencia, lo que es probablemente un trabajo para filósofos. Después la ciencia y la tecnología podrían hacerse cargo.

Finalmente está la pregunta de ¿Qué es exactamente la ciencia? Como hemos visto, el criterio de "falsificación de Popper" no es suficiente como para distinguir la ciencia de la no-ciencia. En el hecho, si tomamos todo el conjunto de ciencia, desde la física de partículas, la biología celular, la ecología, la ingeniería, se hace difícil definir qué es lo que todas ellas tienen en común. Aun la apertura del conocimiento generado no siempre se cumple. Mucha investigación se guarda como secreto militar o por razones comerciales.

Una forma de definirla es usar el concepto de "resemblanzas familiares", desarrollado por uno de los más importantes filósofos del siglo XX, Ludwig Wittgenstein (1889-1951). Hay muchos grupos de actividades humanas (familiares), que son imposibles de definir exactamente. Por ejemplo, es difícil decir qué es un juego, pero cuando vemos un nuevo juego no tenemos problema en decir que eso es, por las cosas que comparten con otros miembros del juego familiar. Lo mismo sucede con la ciencia. Todo lo que podemos decir acerca de la "buena ciencia" es que tiene la mayor parte de cualidades que llamamos buena ciencia, incluyendo el empirismo, la revisión por pares, y la apertura de la refutación.

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Aquellos que trabajan en esta familia creen que la verdad no está allí. Tal vez no en el estricto sentido filosófico, pero suficiente para propósitos prácticos y definitivamente suficiente para distinguir ciencia de propaganda y pensamiento desordenado. Los científicos no necesitan estar orgullosos de admitir que sus leyes son siempre provisionales. Que esto no es una debilidad, sino que la mayor fuerza de la ciencia.

Fuentes:

http://lh5.ggpht.com/_Wbrv4TZOFic/ScCcszKtz3I/AAAAAAAABUg/0xS7DigBtRw/s720/header_sup.jpg
Michael Cross: Periodista.
Artículo publicado en New Scientist

Febrero 19, 2000.
( Publicado en Revista Creces, Julio 2000 )


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