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M aría Teresa Yurén C am arena T E M A S B A S I C O S Á R E A : M E T O D O L O G Í A D E L A C I E N C I A 5 TEMAS BÁSICOS ÁREA: METODOLOGÍA DE LA CIENCIA LEYES, TEORÍAS Y MODELOS María Teresa Yurén Camarena 5 trillas Catalogación en la fuente Yurén Camarena, María Teresa Leyes, teorías y modelos. - 2a ed. - México : Trillas : At1UIE5, 1978 (relmp. 2 002). 95 p .; 25 cm. - (Temas básicos. Metodología de la tie n d a ; 5 ) Bibliografía: p. 92 Induye índices I5BM 968-24-0695-1 J . Ciencia - Metodología. 1.1 IL Ser. D - 0 0 1 .4 2 'Y 4 2 .71 LC- Q1 ?5 'Y 8 .5 787 La presentación y disposición en conjunto de LEYE5, TEORÍAS Y MODELOS son propiedad del etitor. fiinguna parte de esta obra puede ser reproducida o trasmitida, mediante ningún sistema o método, electrónico o mecánico (M u ye n d o el fotocopiado, la grabación o cualquier sistem a de recuperación y almacenamiento de información), sin consentimiento p or escrito del editor Derechos reservados © 1978, Editorial Trillas,, 5. A. de C. V., División Administrativa, Av. Río Churubusco 585, Col. Pedro María Anaya, C P. 05540, México, D. F. Tet. 56884255, FAX 56041564 - División Comercia/, Cate, de la Viga 1J 52, C. P 09439 México, D. P. Tel. 56550995, FAX 56550870 Miembro de la Cámara nacional de la Industria Editorial, Reg. núm. 158 Primera edición, 1975 Segunda edidón, 1978 (¡5811 9 6 8 -2 4 -0 6 9 5 -1 ) (Primera publicada por Editorial Trillas, 5. A. de C. V.) Reimpresiones, 1979, 1980, 1981, 1982, 1984, 1986, 1988, 1990, 1992, 1994, 1997, 1998 y 2000 Decimocuarta reimpresión, septiembre 2002 Impreso en México Printed in México Prefacio La nueva estructura del ciclo superior de la enseñanza media, pro puesto por la anuies, ha sido concebida a la luz de un objetivo for- znativo: el desarrollo armónico de las facultades intelectuales y comunicativas del alumno. Tal desarrollo seria inconsistente si el estu diante no pasara del mundo de las opiniones empíricas al mundo del pensamiento racional, y no aprendiera a pensar con rigor, coherencia y verdad. Sin embargo, es obvio que un pensamiento sistemático au téntico no puede surgir sin la base de un método critico conecto. Con miras a alcanzar esta finalidad se han elaborado los módulos de Metodología de la ciencia, que cubren íntegramente el programa propuesto por la anuies para el nivel de enseñanza media superior, con duración de dos semestres. Los módulos del Area de Metodología de la ciencia, que forman parte de la serie de tem as básicos de enseñanza, introducen gradual mente al estudiante en la estructura fundamenta] de la lógica racional y del método científico. Pero los módulos no buscan sólo que el estu diante entienda teóricamente las reglas y concatenaciones metodoló gicas, riño que se adiestre prácticamente a su uso real, en conexión con su problemática cotidiana. El objetivo que se persigue es formar un hombre racional y consciente de las motivaciones de su comporta miento y en la comprensión de la realidad que lo circunda. Por razón de su correspondencia con el Programa de Metodología de la Ciencia para este ciclo superior de la enseñanza media, y de su distribución en módulos independientes, el conjunto de éstos ofrece la ventaja de poseer una gran flexibilidad en su empleo, ya que puede ser adoptado en bloque como libro de texto, como material comple mentario de los textos escogidos en las escudas, como libros de con sulta para estudiantes en el inido del d d o profesional o como fuente de conodmiento para lectores autodidactos. 5 6 Prefacio Con estas publicaciones se da cumplimiento a los acuerdos de la anuies, suscritos en Viilahermosa y Tepic. Esperamos que su utiliza ción por profesores y estudiantes permita el logro de los objetivos pro puestos, y con sus comentarios y aportaciones enricerlos en futuras ediciones. A sociación nacional de universidades E INSTITUTOS DE ENSEÑANZA SUPERIOR P r ó lo g o Desde bace varios años, se ha incluido a la metodología de la ciencia en los planes de estudio del nivel medio superior, ya sea como parte de cursos más generales, o como constitutivo central de un curso. Esto se ha hecho con el afán de dar a conocer al alumno los elementos y características propias de la ciencia, junto con el pro ceso mediante el cual se logra esta. Nos estamos refiriendo al método científico. El método científico es el instrumento que nos conduce a la cien cia. Constituye a la vez un orden y un proceso cuya culminación es la construcción de leyes, teorías y modelos. Por esta razón, las leyes, las teorías y los modelos son, para el científico, la medida del éxito o del fracaso. Cuando las leyes, las teorías y los modelos se confir man, el científico se muestra satisfecho con su trabajo y sabe que su esfuerzo ha contribuido a la tarea que le corresponde al ser huma no: la de explicar la realidad de una manera racional. Lo que comúnmente se conoce con el nombre de “ciencia** está integrado por las leyes, las teorías y los modelos. Precisamente, este trabajo está destinado a servir de ayuda a los estudiantes de nivel medio superior en aquellos cursos en los que se tengan los siguientes objetivos: definir las leyes, las teorías y los modelos; caracterizarlas y describir su función. Puesto que las leyes, las teorías y les modelos se logran gracias al método científico, he creído conveniente agregar, al final de este módulo, un capítulo dedicado a considerar la importancia y el valor del método científico. Antes de cada capítulo se encuentran los diagramas conceptuales de cada uno de ellos, los cuales sirven para comprender la relación que guardan entre sí los diversos conceptos tratados en este módulo. Al final de cada capítulo se encuentran ejercicios que el estudiante 7 8 Prólogo debe realizar para estar seguro de que comprendió el tema. Las lec turas que acompañan a los ejercicios tienen por objeto hacer reflexio nar al estudiante y permitirle establecer relaciones, aplicando los co nocimientos obtenidos. £1 servido que deberá propordonar este trabajo al estudiante será el de reforzar y ampliar los conocimientos adquiridos en el aula. Si resulta de utilidad, podré considerar que mi esfuerzo ha sido fruc tífero. Finalmente, deseo expresar mi agradecimiento al maestro Miguel Mansur, al doctor JoTge Serrano y al profesor José Antonio Amaz, por sus atinadas sugerendas, las que contribuyeron notablemente a la presentadón de este trabajo. Ma. T eresa Y uren C amarena Índice de contenido Prefacio 5 Prólogo 7 Capítulo 1. Ley 11 Diagrama conceptual de] capítulo 1 1.1 Introducción al tema, 13. 1.2 Hecho, 13. 1.3 Relación, 14. 1.4 Relación constante, 16. 1.5 Noción de ley, 18. 1.6 Obtención de las leyes, 19. 1.7 Expresión de la ley. Fórmula legaliforme, 23. 1.8 Función de la ley, 25. 1.9 Dos clases de ley, 26. 1.10 Conclusiones, 27. Ejercicios, 28. Lecturas recomendadas, 30. 12 Capítulo 2. Teoría 31 Diagrama conceptual del capítulo 2 2.1 Introducción al tema, 33. 2.2 Ciencias formales y ciencias factuales, 34. 2.3 Sistema, 35. 2.4 Deducibilidad, 36. 2.5 Formalización, 40. 2.6 Teorías factuales y teorías formales, 41. 2.7 La teoría como sistema explicativo, 41. 32 9 10 Indice de contenido 2.8 Demostrabilidad y verificabilidad de las teorías, 44. 2.9 Algunos rasgos característicos de la teoría» 46 2.10 Función de la teoría, 46. Ejercicios, 48. Lecturas recomendadas, 51. Capítulo 3. Modelo 53 Diagrama conceptual del capítulo 3 3.1 Introducción al tema, 55. 3.2 La noción de modelo, 55. 3.3 Características del modelo, 57. 3.4 £1 modelo en la investigación científica, 58. 3.5 Tipos de modelo, 61. 3.6 Modelo formal y modelo material, 64. 3.7 Función del modelo, 68. Ejercicios, 68. Lecturas recomendadas, 70. 54 Capítulo 4. Método y ciencia 71 Diagrama conceptual del capítulo 4 4.1 Introducción al tema, 73. 4.2 La noción del m étodo, 74. 4.3 El método como orden, 75. 4.4 El método como proceso, 76. 4.5 La ciencia, 81. Ejercicios,87. Lecturas recomendadas, 90. 72 Conclusión 91 Bibliografía 93 índice analítico 95 CAPÍTULO 1 Ley DIAGRAMA CONCEPTUAL DEL CAPÍTULO 1 Expresión de le ley 1.1 INTRODUCCION AL TEMA En esta sección trataremos de explicar en qué consiste una ley» a qué se refiere» cuáles son sus elementos, sus características princi pales, su función o el papel que desempeña» y cómo se expresa. Después de haber analizado todo esto, sabremos de manera más precisa qué es y qué no es la ley. Es decir, la habremos definido. No es fácil adoptar una única definición de ley, pues existe un gran número de definiciones dadas por distintos autores y desde di versos puntos de vista; asi es que tomaremos aquello que hay de común en la mayoría de las definiciones, a saber, que la ley es una relación constante entre distintos hechos. Habremos de explicar entonces, qué es un hecho y qué es una relación constante: 1.2 HECHO Los siguientes ejemplos: • La caída de un cuerpo. • La erupción de un volcán. • La digestión de los alimentos. • La ebullición del agua. • Un río. • Una revolución. nos muestran lo que comúnmente se conoce con el nombre de hechos. De una manera muy general, hecho es todo aquello que se sabe o se supone, con algún fundamento, que pertenece a la realidad. 13 14 Cay?. /. Ley Llamamos “hecho” : 1. A cualquier acontecimiento, es decir, a lo que se produce en el espacio y en el tiempo; por ejemplo, un relámpago, un hura cán, etc. 2. A un proceso, esto es, una secuencia temporalmente ordenada de acontecimientos, de tal manera que cada elemento de esa secuen cia ayuda a determinar a los que 1c siguen. Por ejemplo: el conjunto de pasos que realizamos para inscribimos en la universidad, desde el momento de hacer la solicitud hasta recibir el aviso de que ya estamos inscritos. Podría afirmarse que la mayoría de los aconteci mientos resultan ser procesos. Por ejemplo, un rayo de luz consiste en la emisión de grupos de ondas que se propagan a una velocidad finita; la electrólisis es la descomposición que experimenta un liquido al paso de una corriente eléctrica, etc. 3. También se llama hecho a un sistema concreto, es decir, un ser físico cuyas partes están estructuradas formando una unidad. Por ejemplo: una planta, una roca, etc. A los hechos también se les llama fenómenos, lo cual significa que se presentan ante un sujeto que los percibe o los capta por me dio de sus sentidos. Es decir, un temblor es un fenómeno cuando es captado por una persona a través de sus sentidos. En conclusión, todo aquello que forma parte de la realidad es un hecho, y en el momento en que este hedió es conocido por al guien, se llama fenómeno. En cambio, no son hechos los conceptos, los razonamientos, las fórmulas que de ellos se derivan; en fin, las estructuras lógicas, como la idea de ser. De todo el conjunto de hechos que se nos presentan, sólo una pequeña parte de ellos son observables, y sobre esta pequeña parte el científico inicia su investigación utilizándolos como documentos que confirman o sugieren la existencia, tras de ellos, de hechos más interesantes, o bien de relaciones entre los hechos. Así tenemos que una tarde de lluvia no es sólo un acontecimiento para el científico, sino un fenómeno en donde se pueden descubrir las relaciones entre sus diversos elementos: las nubes, las gotas de lluvia, la humedad del ambiente, etc. 1.3 RELACION Se entiende por relación la conexión de una cosa con otra; o bien, la acción y el efecto de referir o referirse. 15 Ejemplos de relaciones: 1. Yo soy tío del h ijo de mi hermano. 2. Cuando hay infección, aumenta la temperatura. 3. £1 descontento de los obreros originó la huelga . 4. Los metales sometidos a la acción del calor s e dilatan. 5. Estoy cansado porque hice mucho ejercicio . En los ejemplos anteriores encontramos que existe una conexión entre los fenómenos o los casos escritos en letra cursiva, y los enun ciados expresados con versalitas. La relación no está expresada con palabras, pero se comprende. Las relaciones no son cosas que podemos señalar; no se pueden tocar o experimentar. Sin embargo, podemos percatarnos de que existen distintas formas de relacionar los hechos (acontecimientos, procesos o cosas). Ejemplo: Podemos relacionar un conjunto de cubos poniendo éstos uno sobre otro, formando una torre, una pared, una pirámide, etc. Los cubos no cambian; lo que varia es la relación entre ellos. A la forma en que se relacionan las partes de un todo la llama remos estructura, Ésta cambia cuando varía la relación entre sus par tes. Las partes no necesariamente tienen que ser físicas (como los cubos), pues también hay relaciones entre cualidades o aspectos. A las partes, cualidades o aspectos Ies llamaremos elementos. Ejemplo: Una columna de una sola pieza no tiene partes físicamente sepa rables; sin embargo, podremos entender que la relación entre el tope y la base consiste en “estar encima de”. Reflexionemos sobre los siguientes ejemplos: G rupo A 1. La ignición. 2. La ebullición. 3. La oxidación. 4. Cesión de electrones. 5. Infección. 16 G rupo B 1. El agua hierve a los 100 °C. 2. La oxidación es la cesión de electrones por parte de un átomo o un grupo de átomos. 3. U ro de los síntomas de infección es la elevada temperatura. Podemos notar lo siguiente: a) El grupo A ejemplifica hechos, mientras el grupo B ejempli fica relaciones. b) Los hechos se expresan por medio de términos (grupo A ), en tanto que las relaciones se expresan por medio de enun ciados (grupo B). c) Los hechos pueden considerarse aislados (grupo A ) ; en cam bio las relaciones conectan hechos (grupo B). ch) Los hechos pueden considerarse independientemente de las relaciones (grupo A ) ; no así las relaciones que no pueden considerarse independientemente de los hechos (grupo B). 1.4 RELACION CONSTANTE Analicemos los siguientes ejemplos: G rupo A 1. Yo conduzco cuidadosamente mi automóvil. 2. Soy maestro de un grupo de 30 alumnos. G rupo B 1. El calor dilata los metales. 2. El agua hierve a los 100 °C al nivel del mar. Notemos lo siguiente: a) Los ejemplos del primer grupo nos dan a conocer relaciones entre hechos particulares. No dice que “todos conducen cuidadosa mente su automóvil”, sino únicamente que “yo” conduzco cuida dosamente; de lo mismo ocurre en el segundo caso. i. 4. Relación constante 17 En cambio en ei grupo B nos damos cuenta de que es “el calor” en general, y no una especie de calor, el que dilata los metales; lo mismo en el segundo caso. b) La relación de los ejemplos en el grupo A no es una relación necesaria (que tenga que ser de esa manera), sino contingente (que puede ser de otra manera). Esto es, sr soy maestro de un grupo de 30 alumnos, hubiera podido suceder que el grupo fuera de 70 o de 20 alumnos, y no hay nada que haga forzoso el hecho de que sean 30 alumnos. En el grupo B encontramos que la relación entre los hechos men cionados es forzosa; no puede ser de otra manera, es decir, es nece saria. Esto significa que si sometemos cualquier metal a la acción del calor, se dilatará; si ponemos agua a la acción del fuego hasta que llegue a las 100 °C y además estamos al nivel del mar, forzosamente el agua hervirá. c) Los ejemplos del grupo A nos muestran relaciones que no son constantes. Es decir, no se da d caso de que siempre todos los maes tros tengan 30 alumnos, ni tampoco que siempre los conductores de automóvil guien con cuidado, sino que a veces sucede aá y a ve ces no. Esto se debe a que la relación que se da entre los hechos mencionados en esos ejemplos es contingente y a que los hechos son particulares. De la particularidad y la contingencia se deriva el que la relación no sea constante. Los ejemplos del grupo B nos muestran relaciones que son cons tantes. Es decir, cualquier metal sometido al calor siempre se dila tará. De la misma forma, el agua a 100 °C, al nivel dd mar, her virá. Este tipo de relación es constante porquetales hechos son considerados de una manera general y la relación entre ellos es ne cesaria. El tipo de relaciones que interesan a la ciencia son las que tienen las siguientes características: a) Generales. b ) Necesarias. c) Constantes. Esto se debe a que la ciencia tiende a conectar en forma cohe rente todos sus conocimientos, lo cual sólo es posible si éstos se re fieren a relaciones que no varíen, pues de otra forma no se podría considerar como válido ningún conocimiento. Pero además es nece- 18 Capí i. Ley sano que esas relaciones constantes estén comprobadas, pues la cien cia no acepta los conocimientos sin verificarlos, ya que aspira a la objetividad y ésta se logra cuando refleja la realidad. 1.5 N OCION DE LEY La ciencia se ocupa de las relaciones constantes e invariables en tre los hechos; a este tipo de relaciones les llama leyes. La palabra ley (en griego, nomos) significa “mandato” , “impe rativo” . Se llama así a la relación permanente entre los fenómenos, debido a que es forzosa. Dicho de otra manera, la ciencia se ocupa de relaciones entre los hechos. Si en una estructura consideramos lo permanente de la re lación independientemente de los cambios que puedan tener sus ele mentos (partes, aspectos o propiedades), entonces estamos conside rando una relación constante a la que llamaremos ley. Ejemplo: La tercera ley del movimiento de Newton dice: “A toda acción se opone siempre una reacción contraria e igual.” Es decir, las ac ciones entre dos cuerpos son siempre iguales entre sí y dirigidas en sentido contrario. Esto significa que la estructura (forma de relación que existe entre los elementos) permanece aunque los elementos varíen. Asi todo cuerpo que atrae hacia sí a otro es, a su vez, atraído. Si un caballo tira de una piedra atada por una cuerda, también (por asi decirlo) ¿1 es atraído igualmente hada la piedra, pues la cuerda, tensa en todos sus puntos con el mismo esfuerzo, tirará dd caballo hada la p edra, lo mismo que de la piedra hada el ca ballo . . . 1 La misma ley se puede ilustrar diciendo que si un cuerpo A choca contra un cuerpo B; modifica su estado; pero, a su vez, también el cuerpo A se ve modificado en el suyo. Con este ejemplo nos damos cuenta de que la característica prin- dpal de toda ley radica en que constituye una relación constante entre dos o más variables (elementos que varían). Cuando se formu la la ley no se afirma que existan elementos que no cambian, sino la invariación (constancia o permanenda) de ciertas rdadones, inde- 1 1 Véase Antología de la /frica, U N AM , pág. 53. 1.6. Obtención de las leyes 19 pendientemente de los cambios entre los elementos relacionados. Por esta razón se dice que una ley es un esquema o estructura perma nente de las cosas o acontecimientos que vanan. 1.6 OBTENCIÓN DE US LEYES Puesto que las leyes son relaciones constantes! y las relaciones no son observables y experimentables* entonces comprendemos las leyes a partir de la observación de los fenómenos (hechos presentes a un sujeto observador). Aquella información que el sujeto observador recoge a partir de lo observado recibe el nombre de dato. Los datos forman un con junto de antecedentes en ios cuales podemos reflexionar y a los que podemos estudiar, analizar y ordenar para descubrir qué tipo de relación existe entre dios. Al iniciar una investigación científica se conoce el dato, y desco nocemos la relación; por ello a ésta la llamamos incógnita. Los datos y la incógnita son los elementos de un problema que se plantea a manera de pregunta encaminada a resolver la incógnita. La respuesta provisional que se da a esa pregunta recibe el nombre de hipótesis. E/emp/o; Joseph Henry (1797-1878), investigador cuyos estudios fueron precursores del telégrafo (que posteriormente convirtió en realidad Samuel Morse), escribió lo siguiente: He llevado a cabo varios experimentos relativos a la electricidad; pero deberes más importantes no me permitirán verificarlos antes de que se imprima este boletín. No obstante, puedo mencionar un hecho que no he visto señalado en ninguna obra y que, según creo, pertenece a la misma clase de fenómenos que los antes descritos. Consiste en lo siguiente: cuando por medio de un ácido diluido se excita moderadamente una batería pequeña, y sus polos, que han de terminar en recipientes de mercurio, se conectan mediante un alambre de cobre de un píe de largo, no se ve chispa alguna ni al formar la conexión ni al cortarla. Pero si en vez del alambre corto se emplea uno de treinta o Cuarenta pies de Jaigo, aunque no se ve ninguna chispa al hacerse la conexión, al cortarse la misma, sa cando una punta del alambre de su recipiente de mercurio, produce una chispa brillante. Si fuera muy intensa la acción de la batería, el alambre corto dará una chispa; en este caso sólo es menester 20 Capí L Ley aguardar unos pocos minutos para que la acción cese parcialmente y ya no dé más chispas el alambre corto; pero entonces, si se pone en el lugar de éste el alambre largo, se obtendrá de nuevo una chis pa. Parece que el efecto se acrecienta algún tanto, enrollando el alambre en forma de hélice; parece también que depende hasta cierto punto del largo y grueso del alambre.2 * La pregunta que Joseph Henry pudo haberse planteado podría formularse asi: “ ¿Cuál es la causa de que se produzca la chispa brillante?” En este caso se conocían los datos, es decir, los elementos con que se produjo el experimento (ácido diluido, batería, alambre de co bre, etc.) y el resultado del experimento (la chispa brillante); pero se desconocía la relación entre los primeros y el último. O sea, no se saína por qué se producia la chispa. Entonces se formuló la pregun ta, a la cual se le dio una respuesta provisional o hipótesis: No puedo explicarme estos fenómenos sino suponiendo que el alambre largo se carga de electricidad, la cual, reaccionando sobre si misma, lanza una chispa cuando se corta la conexión.8 Esta explicación se toma como supuesto o premisa para derivar de ella conclusiones que sean contrastabas. La comprobación de la hipótesis le da a ésta la categoría de ley, siempre y cuando cumpla con los siguientes requisitos: 1. La generalidad en algún aspecto. Es decir, la ley debe refe rirse a “todos” los entes de un universo dado o “a casi todos”. Si la ley se refiere a un individuo (como ocurre con las leyes geofísicas que se refieren a nuestro planeta), exigiremos que et enunciado exprese el comportamiento regular. Si la ley se refiere a una clase, podremos aceptar la casi generalidad, como en el caso de “la mayoría de las sales de los metales alcalinos son muy solubles en agua” . AI afinar o perfeccionar la ley, quedará: “toda sal” .4 2. La confirmación empírica (mediante la observación y expe rimentación ) en un grado que se considere satisfactorio en el mo mento en que se declara ley. Esto es propio solamente para el campo de las ciencias que requieren de la experiencia. 2 Op. cit., p&g. 79. 8 Idem , * Véase Bunge, M., La investigación científica, pág. 365. J.6. Obtención de las leyes 21 3. Que la hipótesis se formule sobre un fondo científico; esto es, que pueda encajar dentro de un sistema ( cohesión o encadenamiento de conocimientos) científico plenamente desarrollado, o por lo me nos en gestación. Estos rasgos distinguen a las leyes de las genera lizaciones propias del sentido común, las cuales: a) Se refieren a acontecimientos de la vida cotidiana. b ) No presuponen ningún conocimiento especializado. c) No se someten a contrataciones metódicas (la comprobación que sigue un método). ch) Son frecuentemente resúmenes o conjunciones de hechos ob servados (sumas de hechos). d ) Son aisladas, sueltas, no sistemáticas. Ejemplo: 1. El ojo de venado evita el mal de ojo. 2. El té de tila es bueno para el hígado. Las leyes no son simples generalizaciones del sentido común, sino relaciones constantes precisamente porque son necesarias y universales* La necesidad y universalidad se confirman empíricamente me diante el experimento; y formalmente, mediante las pruebas lógica y matemática. Ejemplo de experimento: Para comprobar que el limite de la tensión elástica de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que sobre ¿1 se ejerce, R. Hooke propuso un experimento con resortes: “Tomemos cierta canti dad de alambre liso, de acero, hierro o bronce y enrollémoslo en un cilindro achatado, de manera que forme una espiral del largo y nú mero de vueltas que se quiera; hagamos luego abrazaderas con las puntas del alambre, y con una de ellas colguemos de un clavo la bobina y de la otra suspendamos el peso que queremos que la estire. Suspendiendo sucesivamente varios pesos, observemos cuánto se es tira la bobina con cada uno de ellos, además del largo en que la estira su propio peso; y veremos cómo si una onza o una libra o * Véanse las secciones 1.3 Relación y 1.4 Relación constante de este capitulo. 22 Cap, L Ley cualquier otro peso determinado hace que el alambre se alargue una línea, o una pulgada o cualquier otra longitud determinada, dos onzas, dos libras o dos pesos lo harán alargarse dos líneas, dos pul* gadas o dos longitudes, y así sucesivamente0.6 Ejemplos de pruebas formales: A ) /> ---------P prueba p —p V F V F V F f equivalente B) Demostrar que a + c = b + c (siendo a, b y c números reales, y a ** b, 1. « y e son números reales; a *= b (hipótesis) 2. Existe un número real d tal que a + c ■* d (axioma de cerradura) 3. b +■ c ** d (sustitución) 4. ¿ “ i + c (propiedad de simetría de la igualdad) 5. a + ¿ “ fe + c (propiedad transitiva de la igualdad) Con la comprobación nos damos cuenta de si la hipótesis confir mada es coherente o no con un cuerpo de conocimientos científicos. Si esto es así, incorporamos tal hipótesis a un sistema, haciéndola derivar de suposiciones más generales y fundamentadas, pertenecien tes a una teoría ya establecida. E/empJo: Aparte de los experimentos que Huygens realizó a fin de com probar que la luz se “comporta como onda", con objeto de apoyar su descubrimiento, dicho científico hizo derivar esta proposición a partir de otras (ya comprobadas), a saber: “La luz consiste en el 0 Antología de la fls¡cat UNAM, pág. 58. L7. Fórmula kgaliforme 23 movimiento de una especie de materia” y “necesita tiempo para des plazarse” . Estas proposiciones , que le sirvieron de premisas, forman parte de la teoría de Roemer. Premisas Conclusión Teoría de Roemer Sistema de leyes sobre el movimiento y el tiempo de la luz. Hipótesis de Huygens La luz se comporta como onda. Esto se hace con el objeto de fundamentar la ley, de tal manera que la relación sea tan necesaria que nos permita hacer predicciones. Ejemplo: Si un alambre rectilíneo y muy largo conduce una comente de 10 amperes, ¿a qué distancia del alambre deberá estar un punto para que la intensidad del campo magnético valga en dicho punto 0.5 oersteds? Si aplicamos la ley de Biot y Savart: H - 21 lOd ; por tanto, 21 _ 2( 10) I OH “ 10(0.5) 4 cm. Aplicando la ley sabemos que el punto deberá estar a 4 cm para que la intensidad del campo magnético valga 0.5 oersteds. 1.7 EXPRESION DE LA LEY. FÓRMULA LEGALIFORME Puesto que la ley es una relación y las relaciones se expresan me diante proposiciones, toda ley se expresa por medio de proposiciones o funciones proposidonales. 24 Ejemplo: La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza ejercida, e inversamente proporcional a su masa inercia! (se gunda ley del movimiento de Newton), A la proposición o función preposicional que expresa una ley la llamaremos fórmula Ugaliforme (es decir, se trata de un enunciado que tiene forma de ley). La relación hecho-fórmula no es sencilla, pues la fórmula expresa relaciones invariantes entre aspectos seleccionados de los hechos; y esos aspectos suelen no ser observables. Hablamos de aspectos seleccionados porque los hechos son tan complejos que, si deseamos hallar sus leyes, tenemos que empezar por analizarlos haciendo abstracción (dejando de lado) la mayoría de sus propiedades, para no fijamos más que en unas cuantas cada vez. De tal manera que un mismo hecho exigirá varias fórmulas legali- fonnes para su explicación. Las leyes universales adquieren la forma lógica de condicionales porque no sólo describen sino que también indican que para que un fenómeno ocurra (q ) se requiere una condición (p). Esto se ex presa simbólicamente de la siguiente manera: que se lee: “Si p, entonces q La razón de expresar las leyes condicionalmente no es estricta mente lógica, sino que surge de la necesidad de relacionar la ley (o estructura) con la realidad en la que se encuentran los elementos relacionados. Ejemplo: La primera ley de Newton: “El cambio del movimiento es pro porcional a la fuerza motriz imprimida y se efectúa según la linea recta en dirección de la cual se imprime dicha fuerza”, significa que si alguna fuerza imprime un movimiento cualquiera, entonces la fuerza doble o triple, etc., generará doble o triple velocidad, ya sea que esas fuerzas se apliquen simultánea, graduada o sucesivamente. Se puede simbolizar así: p —► qt donde p se considera el antecedente y q el consecuente. 1.8. Función de la ley 25 En las ciencias de hechos (física, quimica, sociología, etc.) cuan do formulamos un condiciones ( p - * q ) presuponemos que el ante cedente puede realizarse físicamente y que, por tanto, puede ser observado. En cambio, en las ciencias formales (lógica y matemáticas) no se puede presuponer tal cosa, pues el antecedente no es un objeto que pueda ser observado sino que se trata de un concepto. Podemos decir, pues, que la validez de las fórmulas legaliformes que expresan relaciones entre objetos observables, depende de que en realidad se cumpla el antecedente del condicional para que tam bién se cumplan el consecuente y, por tanto, la relación entre los dos. Sin embargo, la validez de las fórmulas legaliformes que expre san relaciones formales, depende únicamente de su corrección ló gica. 1.8 FUNCION DE LA LEY Puesto que las leyes se formulan una vez que se ha hecho la com probación y expresan relaciones constantes entre los fenómenos, su principal función es explicar un hecho con base en la relación que éste guarda con otro. Ejemplo: La segunda ley de Newton: “La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza ejercida e inversamente pro porcional a su masa inercial”, explica el hecho de la “aceleración” relacionándolo con la “fuerza” y la “masa”. U n hecho singular se explica mediante una ley, en el sentido de que tal hecho es un caso particular de ella; se deduce de ella. En otras palabras, un hecho singular es una interpretación de un esquema de ley o fórmula legaliforme y, por tanto, toda fórmula legaliforme puede recibir una multitud de interpretaciones, ya que especifica una clase de hechos posibles. Las leyes se descubren (no se inventan) y nos muestran una relación que se da en la realidad, esto es, son esquemas objetivos.. Las fórmulas, en cambio, se construyen pero no arbitrariamente sino expresando esos esquemas objetivos. Referida a los hechos, una fórmula legaliforme tiene un dominio de validez limitado, más allá del cual resulta falsa. 26 Ejemplos: a) Un movimiento imposible para un avión que vuele a velo cidad uniforme. b ) Un movimiento posible para ese mismo objeto.f Esto significa que, aunque es lógicamente posible la trayectoria A, físicamente es imposible; lo cual Umita el dominio de validez de la fórmula. Las leyes condensan nuestro conocimiento de lo actual (lo que es) y lo posible (lo que puede ser), y gracias a esto nos permiten predecir lo que sucederá con un fenómeno determinado que tenga las características necesarias para ser un elemento de la relación ex presada por la fórmula. Resumiendo todo lo anterior, las funciones de la ley son las propias del conocimiento científico: explicar y predecir. 1.9 DOS CLASES DE LEY Puesto que la fórmula legaliformc es el reflejo de la realidad ob jetiva, mientras más cercana se encuentre a esa realidad, y mejor la exprese, en la medida en que fielmente la refleje, se considerará como una ley más profunda o, para decirlo con lenguaje técnico, se considerará como una ley de nivel alto (axioma o postulado). Puesto T Véase Bunge, M.. La investigación científica t pág. 341. /. 10* Conclusiones 27 que la ciencia tiene como meta la objetividad, debe aspirar a leyes de nivel alto, a fórmulas iegaliformes que no dependan de las cir cunstancias. En cambio las leyes de nivel bajo (teoremas) se limitan al marco de referencia; es decir, se formulan en función de las circunstancias en que se da el fenómeno que es el elemento de la relación. A pesar de que son leyes de bajo nivel y su alcance es limitado, encajan en un sistema científico y se derivan de leyes de alto nivel, en las cuales se fundamentan. Ejemplo: La ley de Sndl puede formularse de la siguiente manera: “El seno del ángulo de incidencia entre el seno del ángulo de refracción es igual a una constante (el índice de refracción para el par de subs tancias considerado).“ Simbólicamente: sen i/sen r “ n " cte. Esta ley induce la comprensión del fenómeno de la refracción y está apo yada por la teoría ondulatoria de la luz, pues es un teorema dedu- cible de ella.8 Premisas Teoría ondulatoria de la luz Conclusión: Teorema de Snell 1.10 CONCLUSIONES El concepto ley puede significar lo siguiente: 1. Esquema objetivo. 2. Fórmula (función preposicional) que intenta reproducir un esquema objetivo. 3. Fórmula que refiere (o relaciona) a un esquema objetivo con la experiencia. 4. Metaenunciado (enunciado de otro enunciado) que se refiere a un enunciado legaliforme. 5. Regla basada en un enunciado legaliforme. K Véase Bunge, M .. op cit.t págs. 349-351. 28 Cap. L Ley Los tres primeros significados han sido explicados; el cuarto co rrespondería a una ley de leyes, y el quinto, a una ley de nivel más bajo. Por último, puesto que ya hemos dicho que todo hecho cumple con un conjunto de leyes o, si se prefiere, que todo hecho podría explicarse mediante un conjunto de fórmulas legaliformes y, por su puesto, a través de un conjunto de datos empíricos, entonces, más que una ley suelta, se necesita un sistema (encadenamiento, cohe sión) de leyes para explicar un hecho. Un sistema de leyes constituye lo que llamamos “teoría”, a cuyo estudio dedicaremos el capítulo siguiente. EJERCIOOS 1. Expliqúese lo que es: a) Un hecho. ó) Un fenómeno. c) Una relación. 2. Proporciónense ejemplos de: a) Hechos. b) Relaciones. 3. Expliqúese la siguiente definición de ley: “Es una relación constante entre los fenómenos.” 4. Expliqúese por qué la ley es “un esquema o una estructura per manente de las cosas que varían”. 5. Investigúese en libros o revistas científicas cómo dedujo Isaac Newton las leyes del movimiento, y señálense los pasos que siguió con tal fin. 6. Expliqúese qué es una fórmula legaliforme. 7. Menciónense por lo menos cinco ejemplos de fórmulas legali formes. 8. Exprésense las leyes del movimiento de Newton, en forma con dicional : p —► q. 9. Expliqúese cuáles son las funciones de una ley. 10. Dése un ejemplo de teorema, e indíquese cuáles son las leyes de nivel alto que lo apoyan. 11. Examínese e interprétese lo siguiente: a) " . . . La ciencia,, si bien parte de la observación de lo particular, no se ocupa esencialmente de lo particular, sino de lo general. Un hecho en la ciencia no es un mero hecho, sino un caso.” “ • • Véase Cohén y Nagel, Introducción a la lógica y al m étodo científico, págs. 251-252. 1,10. Conclusiones 29 b) "Con frecuencia se discuten problemas como el siguiente: «¿Es cierto que cuando un caballo tira de un carro hacia adelante, el carro tira hacia atrás al caballo en el mismo grado?». En una «lucha al cable» parece, por lo menos desde el punto de vista de la cuerda, que ésta es tirada con igual fuerza desde cada extremo. Si una balanza de resorte hubiera sido colocada cerca del punto medio de la cuerda, registraría seguramente un numero muy considerable de kilogramos de tensión mientras continuara la lucha entre los dos equipos. Además, aun si uno de ellos se debilitara gradualmente y comenzara a rendirse al otro, no deberíamos esperar que la balanza señalara una declinación muy grande en el estiramiento de la cuerda. Én verdad, podría concebirse que, esti mulado por el reconocimiento del comienzo del fracaso de sus oponen tes, el equipo victorioso hiciera un esfuerzo final y aumentara realmente la indicación de la balanza cuando la victoria pareciera estar en sus manos. Además, es indudablemente cierto que en cualquier situación, la indicación de dicha balanza no dependería de cómo ella estuviera atada a la soga. . . la tensión en la cuerda y en el resorte de la balanza, que ha sido introducida únicamente para medirla, es continua en toda su longitud y debe tirarse simultáneamente de cada extremo para que ella exista. Si para usted esto es difícil de comprender, imagine no más que de pronto deje de actuar en la «lucha al cable» uno de los equipos. En ese instante la cuerda se afloja de golpe; nada en absoluto se lee en la balanza de resorte y el equipo opuesto se desploma sobre el suelo. ”Para que un tirón se trasmita a lo largo de una cuerda, debe ser ejercido desde ambos extremos. Si la cuerda está tirante porque sus ex tremos están sujetos por equipos opuestos, o por un equipo y una cons trucción rígida, o por dos muros rígidos, o por un caballo en un extremo y un carro en el otro, siempre hay una sola tensión, cuyo efecto en cada extremo es una fuerza. En cada extremo las fuerzas son iguales y opues tas, y en cuanto a la cuerda se refiere, está siempre en equilibrio, no influye en nada y, de este modo, no puede producir ningún movimiento. “Cuando se considera el problema del movimiento de dos equipos atléticos, o de las dos paredes rígidas o del caballo y el carro, en extre mos opuestos de esta cuerda, con tensión equilibrada, debemos considerar otros factores además de la cuerda. Si la «lucha al cable» fuera realizada sobre hielo perfectamente pulido, los dos equipos, a pesar de todas sus proezas, no serían capaces, tirando de los extremos opuestos de la cuer da, ni siquiera de alzar del suelo su larga longitud. En verdad, sometidos a las condiciones ahora especificadas, no podrían tirar absolutamente nada. Admitiendo menos perfección en el pulido del hielo, posiblemente podrían permanecer erguidos, pero con dificultad podrían mantener su equilibrio. Habiendo caído de cualquier manera que tirasen o empuja sen no podrían ni siquiera arrastrarse sobre el hielo. Ciertazuente, la única forma por la que alguna vez podrían haber salido habría sido sal tando hacia afuera desde la orilla. Si lo hubieran intentado, gracias a 30 Cap. /. Ley los más esmerados preparativos podrían haber evitado deslizarse a través del hielo hacia la orilla opuesta. Organizar equipos en los extremos opues tos de la cuerda habría sido poco menos que imposible. Cualquier pati nador sabe cuán importante es para su actividad dar en cada tranco una buena «mordedura» en el hielo. Quizá ahora comencemos a comprender por qué el caballo es capaz de arrastrar al carro aun cuando tire de él hacia atrás tan fuertemente como éi lo tira hacia adelante. £1 caballo hace tracción sobre el suelo, el carro no, o por lo menos es muy pequeña. Empujando al suelo hacia atrás es capaz de crear tensión en los a meses, y el carro que tiene pequeña o ninguna adhesión a la madre tierra, cede y acelera hacia adelante. Dejemos que el carro penetre en un lodazal y con siga asentarse tanto como lo hace el caballo; veremos que éste no podrá moverlo. ”La esencia de todo esto es una tercera ley del movimiento estable cida por Newton, que se enuncia así: «Para todaacción hay una reac ción igual y opuesta».'* 10 LECTURAS RECOMENDADAS • De Cortan, Eli. Lógica, 2a. ed., Grijalbo, México, 1968. págs. 209-216. • Hegenberg, Leónidas. Introducción a la filosofía de la cien cia, Ed. Herder, México, 1972, págs. 103-110. • Wartofsky, Marx W. Introducción a la filosofía de la ciencia, tomo I, Alianza Editorial, Madrid, 1973, cap. X, págs. 315- 338. 10 Véase Harvey, Brace L., Desde Calileo hasta la Edad Nucleart Espasa- Calpe, págs. 51-53. CAPÍTULO 2 Teoría DIAGRAMA CONCEPTUAL DEL CAPÍTULO 2 2.1 INTRODUCCIÓN AL TEMA Una investigación llega a ser “ciencia” cuando en ella se han construido teorías. Los datos, los problemas, las hipótesis y las leyes sueltas no constituyen una ciencia. Se podría decir que las teorías son para la ciencia lo que la espina dorsal para los vertebrados. El proceso de la investigación científica culmina en la elaboración de teorías; a su vez, esas teorías impulsan a emprender una nueva investigación. La importancia de las teorías se hace patente si nos percatamos de que: a) Los datos se obtienen a la luz de teorías y con la esperanza de concebir nuevas hipótesis que pueden, en su momento, emplearse o sintetizarse en teorías. b) La observación y la experimentación se realizan no sólo para recoger información y producir hipótesis, sino también para so meter a contrastación (comprobación) las consecuencias de la teoría, o bien para saber cuál es su dominio de validez. c) La función explicativa y de predición de la ciencia se realiza en el seno de las teorías; la acción misma se basa en las teorías. En fin, la teoría es un elemento sin el cual no hay ciencia. Aunque existen muchos puntos de vista diferentes respecto de la teoría, en el presente capítulo la consideraremos como un sistema que relaciona leyes y que ofrece una explicación de las mismas. Se ñalaremos los rasgos característicos, aspectos, funciones, principios y tipos de teoría, así como las funciones de esta en la ciencia. 33 34 2.2 CIENCIAS FORMALES Y CIENCIAS FACTUALES £n el capítulo precedente nos referimos a los hechos y a las rela ciones. La comprensión de estas nociones será de gran utilidad para ubicamos en lo que a continuación se trata. * Existen ciencias que se ocupan de estudiar los hechos y las relaciones entre los hechos. Estas ciencias no consideran a las rela ciones en sí mismas, como estructuras, sino que las consideran siem pre referidas a los hechos. Este tipo de ciencias que explican los hechos y sus relaciones se llaman ciencias factuales {fado: hecho). Los hechos requieren de la experiencia para ser conocidos; y las fórmulas legaliformes, asi como las conclusiones que podemos in ferir a partir de estos conocimientos referentes a los hechos, también requieren de la experiencia para ser convalidados. Dada la impor tancia de la experiencia (en griego: emperexa) en estas ciencias, se les ha Samado también ciencias experimentales o empíricas. Estas ciencias, como todas, guardan un orden en sus conoci mientos. La relación, la estructura y el orden que guardan los cono cimientos constituyen su aspecto formal (recuérdese, forma “= es tructura). Es decir, toda ciencia dene una forma, una columna vertebral que la sostiene. Esta estructura está dada por la razón. El contenido de las ciencias factuales son los hechos (recuérdese que contenido es aquello a lo que se refiere un conocimiento); y a ellos sólo tenemos acceso mediante la experiencia. En resumen, toda ciencia factual tiene: 1 1. Una estructura o forma, que se logra mediante la razón. 2. Un contenido: hechos que se conocen mediante la expe riencia. Asi, existen hechos naturales como: • la luz • las células • los ácidos. 2,3. Sistema 35 También existen hechos sociales como: • una sociedad • una revolución • una huelga, etc. Algunas ciencias factuales estudian hechos naturales (la física, la química y 2a biología), y ciertas ciencias factuales estudian los he chos sociales (la sociología, la economía, la política, la antropología y el derecho). • Otro tipo de ciencias, las formales, se ocupan de estudiar rela ciones pero sin referirlas a hechos. Este tipo de ciencias tienen como contenido entidades lógicas o matemáticas (formas, estructuras o relaciones) que no tienen una correspondencia en la realidad. Por ejemplo, a) la b + 2 a i * 4 aó b) [(/> — q) En consecuencia, las ciencias formales tienen: Forma, esto es, la relación que guardan entre sí los conocimien tos de la ciencia, que se logra por la razón. Contenido, es decir, las estructuras, formas o relaciones lógicas que se comprenden por la razón. Son ciencias formales la matemática y la lógica, porque no de penden de la experiencia para conocer su objeto de estudio ni para convalidar sus fórmulas. De esta manera, las ciencias se clasifican en formales y factuales, dependiendo de que su contenido conste de formas o hechos respec tivamente; pero adviértase que toda ciencia necesita estructurar sus conocimientos, relacionarlos y adquirir una forma. La relación de los conocimientos es lo que constituye un sistema. 2.3 SISTEMA Recordemos que el camino que se sigue en la investigación cien tífica va de los dolos (que es la evidencia con la que contamos) al problema; del problema a la hipótesis; de la hipótesis a la ley; de 36 Cap. 2. Teoría la ley a la teoría; y luego de la teoría a la proyección de la teoría, .sometiendo ésta a rontrastación para obtener nuevamente la evi dencia : Imaginemos la lalmr de un investigador. Al principio se encuen tra con datos aislados, y por ello formula hipótesis sueltas, sin co nexión entre sí. En ese momento las ideas no se enriquecen unas a otras ni están ordenadas; de tal manera que no sabemos cuáles con trolan a cuáles. Pero a medida que se desarrolla la investigación, se descubren relaciones entre la hipótesis antes aisladas; se comprueban para obtener leyes y se introducen leyes que contienen a las otras y que las fundamentan. Se va estableciendo una conexión entre las diversas leyes, ordenándolas coherentemente hasta formar una uni dad. Esta cohesión o encadenamiento de leyes se llama sistema, y el conjunto que resulta de ese encadenamiento recibe el nombre de teoría. Los sistemas de leyes son síntesis que incluyen lo conocido (los datos), las leyes (de nivel alto o bajo) y lo que puede predecirse acerca de un tema determinado, lo cual se deduce de la relación entre las leyes y el conjunto de conocimientos sobre ese tema. 2.4 DEDUCIB1LIDAD Decimos que una teoría es un sistema relacional de leyes y que la relación que establece nos permite deducir o derivar una serie de 2.4. Deducibilidad 37 consecuencias. A tal propiedad de las teorías se le llama deducibili- dad. Esto significa que una ley puede desempeñar el papel de pre misa en un razonamiento, y que se pueden derivar de ella conclu siones, pues recordemos que justamente una premisa es un supuesto del cual se derivan conclusiones. Por ello es válido decir que una ley incluida en un sistema es una hipótesis1 (supuesto o premisa), en sentido lógico. Debido a esto, a las teorías se les conoce también como sistemas hipotétiro-dedurtivos. No es posible construir un sistema hipotético-deductivo con una hipótesis aislada. Es necesario acompañarla de proposiciones dife rentes, que bien pueden ser otras hipótesis o expresiones de datos, para formar un antecedente lógico del cual se deduzcan conclu siones. Ejemplo: 1. p - * q 2. p 3. q -* t l - 4. q 5. 7 Antecedente (conjunto de premisas) Consecuente (conclusiones) Supóngase que la premisa 1 es la hipótesis principal; que la 2 es un dato, y que la 3 es una hipótesis subsidiaría (o que depende de la principal), A partir de estas premisas se deducen las conclu siones 4 y 5. De esta manera, el argumento (o la expresión de un razonamien to) expresado en el ejemplo nos permite ver que la hipótesis tiene congruencias que están realmente apoyadas en las premisas. Sisustituimos los símbolos con proposiciones referentes a hechos (campo factual), tendremos un ejemplo como el siguiente: 1. Si los barcos desaparecen por partes en el horizonte, entorn es la Tierra es redonda. 2. Los barcos desaparecen por parles en el horizonte. 3. Si la 'l'ierra es redonda, se llega a las Indias por Occidente. 1 1 Eli esta sección utilizaremos la palabra rn sentido lógico romo premisa; pero recordemos que esas premisas pueden ser leyes. 38 Cap, 2, Teoría L u e g o . . - 4. La Tierra es redonda, 5, Se puede llegar a las Indias por Occidente. Se puede demostrar que las conclusiones 4 y 5 se derivan de las premisas, así como indicar la regla de inferencia que se aplicó para derivarlas. Ejemplo: 1. />-> q 2- P 3. q-* r 4. q (m.p.p. 1 y 2) 5. r (m.p.p. 3 y 4) Esto quiere decir que la conclusión 4 es válida porque se aplica la ley modus ponendo ponens a las premisas 1 y 2 (recordónos que si es verdadero el antecedente p7 es verdadero el consecuente q ). Aplicando esa misma ley se obtiene la conclusión 5. Para concluir, diremos que la teoría es un sistema hipotético- deductivo si y sólo si cada miembro del conjunto es un supuesto ini cia/ (premisa), o bien una consecuencia lógica de uno o más su puestos iniciales. El formar un sistema tiene, para el científico, las siguientes ven tajas: 1 1. Una proposición aislada no tiene significación, o la que tiene resulta escasa; en cambio, dentro de un contexto una proposición puede adquirir pleno sentido, gracias a la relación lógica con otros elementos de dicho contexto. Ejemplo: En la época de C ristóbal C olón , la p roposic ión : “ L a T ie rra es re d o n d a ’*, carecía de significación. H ubo q u e co n ec ta rla con o tras proposiciones q u e ex p resab an datos ( “ Los barcos desaparecen po r partes en el horizon te” ) o con suposiciones ( “ Si el sol s iem p re sale p o r el m ism o lado, en tonces la T ie rra debe g ira r sob re su p rop io e je " ) . C o lón form ó un sistem a coheren te de hipótesis, o rd en án d o las , 2.4. DñducibiUdad 39 conectándolas lógicamente y apoyándose en datos obtenidos empíri camente (por observación y experimentación). Derivó consecuencias de su proposición y logró hacer predicciones ( “Si tomo el camino hacia Occidente, en vez de ir hacia Oriente como siempre se ha hecho, entonces llegaré a las Indias” ). Una vez elaborado el sistema hipotético-deductivo o teoría, inició la tarea de contrastarla o corroborarla, para lo cual emprendió un viaje por mar rumbo a Occidente. 2. Al quedar absorbida por una teoría, una hipótesis recibe el apoyo, o bien la refutación, de un campo de conocimientos más am plio, a saber, el campo cubierto por la teoría; mientras que una hipótesis aislada no tiene gran apoyo. Teoría Ejemplo; Supongamos que un abogado se prepara para defender a un cliente en un juicio. Su hipótesis consiste en suponer que el acusado es inocente. Tal afirmación, dada aisladamente, carecería de fuerza para con vencer al jurado, aun cuando el defensor pudiera derivar algunas conclusiones a partir de la hipótesis. Pero puesto que suponemos que un abogado defensor conoce su oficio; hemos de creer que ha elabo rado una teoría respecto del caso de su cliente, de tal manera que la hipótesis de la inocencia del acusado puede ser apoyada por hipótesis más fácilmente comprobables, como la siguiente: Si estaba en su oficina a la hora en que se com etió el delito , en tonces él no pudo cometerlo. 40 Cap, 2, Teoría Estos ejemplos ilustran las ventajas mencionadas, que pueden resumirse así: al construir sistemas de hipótesis o al teorizar, logra mos que nuestras hipótesis se hagan más precisas y reforzamos su contrastabilidad (la posibilidad de comprobarla). 2.5 FORMAUZACION Los supuestos iniciales o premisas del sistema deductivo son pro posiciones generales, tales como axiomas y postulados. Las conse cuencias derivadas de estos supuestos se llaman teoremas. El término axioma, en algunos casos ha dejado de remitimos a la idea de evidencia y simplemente significa “principio establecido hi potéticamente”, por lo que recibe el nombre de postulado. El postu lado es una proposición admitida sin demostración, pero apoyada por algún criterio de verdad. En la mayoría de las teorías hay un pequeño subconjunto de su puestos iniciales —y a menudo un solo axioma— que pueden consi derarse centrales. Los demás supuestos pueden cambiarse sin afectar esencialmente la teoría. Ejemplo: El axioma central de la mecánica newtoniana es la siguiente fórmula: Fuerza B masa X aceleración Los demás axiomas sólo tienen como función fijar el campo de la teoría (esto es, aquello a lo que la teoría se aplica). Una vez establecidos los supuestos o premisas de la teoría, el trabajo ulterior consiste en construir, a partir de aquéllos, nuevas proposiciones (conclusiones justificadas por medio de demostracio nes) y nuevos términos precisados mediante definiciones. Explicados ya los elementos principales de la formalización (axio mas, postulados y teoremas), veremos en seguida el proceso que per mite formalizar una teoría. 1 1. Formulación explícita de los axiomas y postulados. 2. Simbolización de los axiomas, postulados y conceptos básicos. 3. Establecimiento de las reglas de deducción. 4. Demostración de que toda proposición de la teoría es derivada de los axiomas. 41 2.6 TEORÍAS FACTUALES Y TEORÍAS FORMALES Una teoría no formalizada es una teoría natural y consiste en la organización de generalizaciones empíricas, expresadas por medio del lenguaje ordinario. De ahí la vaguedad y ambigüedad que las ha cen difíciles de criticar, demostrar y verificar. Ya explicamos anteriormente lo que es la formalización. Sólo recordaremos que en una teoría formalizada las conclusiones (los teoremas) se derivan de los supuestos iniciales (axiomas o postula dos) mediante la aplicación de las reglas de la inferencia deductiva. La formalización de una teoría permite lograr precisión. Existen dos clases de teorías formalizadas, según el tipo de sis tema de que se trate: a) Los sistemas sintácticos, que consisten en una estructura for mal sin referencia a hechos concretos. Cuando son formaliza dos, reciben el nombre de teorías formales. b) Los sistemas semánticos, que son aquellos en los cuales los símbolos se pueden sustituir por términos que se refieren a hechos concretos. Cuando están debidamente formalizadas, reciben el nombre de teorías factuales. Estos dos tipos de teorías dan origen a la clasificación de las cien cias que mencionamos al principio de este capítulo. Aquellas ciencias que contienen teorías factuales reciben el nom bre de ciencias factuales (aunque hay que hacer la aclaración de que tal denominación se ^ha ampliado para cualquier ciencia que se ocupe de estudiar hechos). Las ciencias que contienen teorías for males se llaman ciencias formales. 2.7 LA TEORIA COM O SISTEMA EXPLICATIVO Ya hemos dicho que la teoría es un sistema relacional de leyes; pero su papel no se limita solamente a conectar leyes, sino también consiste en determinar el cómo y el porqué de esa relación. Es decir, da una explicación sobre determinado campo de conocimientos que ha sido explicado de manera fragmentaria por las leyes, pero que re quiere una explicación integral. La teoría, como unidad explicativa, supone un objeto (aquello sobre lo que se investiga) y un punto de vista (la manera como se 42 Cap. 2. Teoría estudia ese objeto), lo cual queda establecido desde el principio de una investigación; es decir, desde el momento de obtener datos. Los datos, por sí mismos, no nos dicen nada; es necesario inter pretarles por medio de términos. El científico es quien interpreta los objetos de conocimiento, conforme al objeto o aspecto de la realidad que estudia. Ejemplo: Un hueso fósil no es más que un objeto sin significación para cualquier hombre común; pero si lo encuentra un científico, éste le daráuna interpretación, ya que para él representa algo científica mente significativo. Debido a los puntos de vista que difieren en cada campo de la ciencia, o incluso de un investigador a otro, existen distintos plan teamientos del problema sobre el mismo objeto; y por tanto, también distintas respuestas o explicaciones a ese planteamiento. De aquí que podamos afirmar que la construcción de teorías está dominada fun damentalmente por su planteamiento. Ejemplo: El hombre, como objeto de estudio, presenta un sinnúmero de datos a los investigadores. Pero es claro que el planteamiento de pro blemas respecto del hombre no será en la biología el mismo que en la historia; y por ende, la respuesta teórica que se dé a ese plantea miento en cada disciplina también será distinta. 2,7. La teoría como sistema explicativo 43 Las respuestas que se dan a los problemas constituyen hipótesis que, una vez comprobadas, se constituyen en leyes, las cuales se or ganizan en una teoría. Las respuestas sistematizadas o teorías pueden lograr una mayor o menor profundidad, y en esa medida serán más o menos explicativas. Cuando las teorías proporcionan más informes se dice que son teorías profundas porque: q) Determinan mejor aquello que se está tratando de explicar; lo caracterizan mejor, lo explican mejor. b) Son, por lo anterior, más específicas (abarcan menos exten- tensión, pero más contenido). c) Por ser más específicas, son más precisas y más contrastables. En cambio, mientras mayor vaguedad haya en el objeto que se está estudiando, menos podremos comprobarlo. ch) Si podemos contrastar empíricamente (como en el caso de las ciencias factuales), la teoría adquiere una buena funda- mentación empírica. Esta característica se deriva de la anterior. d) Consideran la estructura externa (antecedente-consecuente) y la interna (o sea, el proceso que relaciona al antecedente con el consecuente). Antecedente Proceso Consecuente e) En su construcción se emplean términos teóricos (unívocos y referentes a objetos observables y no observables directa mente, como átomo, molécula, etc.), Las teorías menos profundas; a) No determinan tanto su objeto de esLudio. b) Son más genéricas (o menos específicas). c) Son menos contrastables debido a que, por su generalidad, no obtienen datos relevantes. No prestan atención a detalles. ch) Son más sencillas y utilizan menos términos teoréticos. d) Consideran al objeto de estudio como un sistema despro visto de estructura interna. Lo tratan como una unidad sim ple. Dan razón del comportamiento general de antecedente- consecuente, pero no explican los procesos. 44 e) Son más seguras porque, al no afirmar nada acerca de pro cesos o mecanismos, corren menos riesgos. Las teorías profundas recilxm el nombre de representacionales porque representan al objeto en su estructura interna; lo dejan ver. También se les llama teorías de la “caja transparente” . En cambio, las teorías menos profundas reciben el nombre de ¡enomenológicaSy porque describen el fenómeno ( lo que se nos aparece, tal como se nos presenta) pero no penetran en la estructura interna del objeto. También se les llama teorías de la “caja negra” (véanse los dos esquemas anteriores). Las teorías fenomenológicas son muy útiles en el periodo durante el cual se trata de sistematizar los datos, más que interpretarlos; pero no guían la investigación más allá, no conducen a nuevos proble mas, no son tan dinámicas como las teorías representacionales. Esta capacidad de guiar la investigación a niveles más profundos se llama potencia heurística. Naturalmente, el proceso de teorización empieza por las teorías de nivel más bajo, o menos profundas. En este punto, el teórico bus ca que la teoría cubra de modo unitario una buena porción de datos, y las leyes se encuentran vagamente relacionadas. Aunque se parte de aquí, se tiende a una tarea más ambiciosa: la de dar razón o explicación de los procesos y relaciones entre los antecedentes y consecuentes en un campo del conocimiento, estable ciendo relaciones lógicas entre los enunciados referentes a ese campo. Cuando una teoría llega a este grado es demostrable; si se trata de una ciencia factual, además de ser demostrable es verificable. 2.8 DEMOSTRABILIDAD Y VERIFICABILIDAD DE U S TEORÍAS Habrá que distinguir estas dos propiedades de las teorías. La demostrabilidad es el resultado de la relación lógica entre los enunciados de una teoría, y es fácil comprender que la formáiización nos permite ver con toda claridad este aspecto puramente formal. 2.8. Demostrabilidad y verificabilidad 45 La verificabilidad de una teoría consiste en la posibilidad de de terminar su verdad o falsedad. Aquí no se trata de una relación ló gica sino de una relación entre enunciados y hechos, mediante la experiencia. Las teorías formales son demostrables; no son verificables, por lo que no adquieren calidad de verdad o falsedad; se consideran cohe* rentes o incoherentes. Las teorías factuales, en cambio, pueden demostrarse y verifi carse; y ambas cosas se complementan. La relación lógica entre los enunciados no muestra la verdad de las premisas, pero da la seguridad de que si las premisas son verda deras, la conclusión tiene que ser verdadera puesto que se trata de un principio lógico. De esta manera, si partimos de premisas verda deras, la demostración nos garantiza la subsistencia de la verdad en la conclusión. Ahora bien, para estar seguros de la verdad de los axiomas o postulados factuales (que son las premisas o hipótesis, en sentido ló gico), el procedimiento es como sigue: Entre las conclusiones resultantes, se busca algún teorema que defina experimentos que puedan llevarse a cabo. Si en todas las cir cunstancias la experiencia conduce al resultado establecido por el teorema, se dice que la hipótesis ha sido corroborada. Al respecto, recuérdese que las experiencias confirmaron que se podía llegar a las Indias tomando el rumbo de Occidente, lo cual era consecuencia del razonamiento atribuido a Colón. En cambio, cuando lo establecido por el teorema se contradice con los hechos, significa que por lo me nos una de las premisas es falsa (pues no puede derivarse una con clusión falsa a partir de premisas verdaderas); entonces se invalida la teoría, se examinan las hipótesis y se presentan otras nuevas para someterlas al mismo tratamiento. En resumen, una teoría queda demostrada (probada formalmen te) cuando se encuentra que existe una relación lógica entre los enunciados, de los cuales unos son premisas y otros conclusiones de rivadas de las primeras, conforme a las reglas de la lógica, y se des cubre que no hay contradicción en el seno de la teoría. A esto se le llama consistencia interna. Pero además se requiere que la teoría no contradiga otras teorías del mismo rampo o de campos adyacentes; si se cumple esto, esto significa que tiene consistencia externa. Gracias a esta conexión lógica, la teoría nos ofrece una versión sistemáticamente unificada de diversos fenómenos, y la ciencia ad quiere la categoría de corrección. '16 Cap. 2. Teoría Una teoría queda verificada (corroborada o confirmada empí ricamente) cuando las consecuencias (teoremas) de la teoría pueden ser confrontadas con los hechos y no los contradicen. Si esto sucede, la teoría sé califica como verdadera y se adquiere certeza respecto de ella, con lo cual podemos afirmar que la validez de la teoría es independiente de cualquier sujeto, es decir, es objetiva. 2 .9 ALGUNOS RASGOS CARACTERISTICOS DE LA TEORIA 1* Por lo anterior, nos hemos percatado de que la teoría aumen ta los conocimientos cuando las consecuencias lógicas se estiman no sólo sobre la base de las premisas y las reglas lógicas, sino también a la luz de los datos empíricos. Este incremento de conocimientos ori gina nuevos planteamientos de problemas, y abre un nuevo camino para otras leyes, teorías e investigaciones. Una buena teoría es, pues, dinámica. 2. Lacorrespondencia entre la teoría y el campo de conocimien tos que ésta abarca es global; es decir, la teoría en su conjunto co rresponde, de un modo más o menos imperfecto, al objeto de estu dio en su conjunto. 3. Generalmente, una nueva teoría no suprime enteramente las teorías anteriores, sino que conserva algunos de sus componentes. Es, en consecuencia, acumulativa. 4. La formulación de una teoría factual requiere dos tipos de principios: a) Los principios internos^ que indican las características de los fenómenos básicos a que se refiere la teoría, así como de las leyes que explican esos fenómenos. h ) Los principios puente, que indican cómo se relacionan los procesos considerados por la teoría con fenómenos empíricos con los que estamos familiarizados, y que la teoría puede en tonces explicar, predecir o retrodedr. 2.10 FUNCION DE LA TEORÍA Para comprender la función de la teoría en la ciencia, es nece sario conocer los objetivos que mueven a los científicos a teorizar: 2*70. Función de la teoría 47 1. Sistematizar el conocimiento estableciendo relaciones lógicas entre leyes. 2. Explicar dichas leyes. 3. Incrementar el conocimiento. 4. Reforzar la contrastabilidad de las hipótesis, sometiéndolas al control de las demás hipótesis del sistema. Además de estos objetivos principales, existen objetivos adicio nales: 1. Orientar la investigación: a) Planteando o reformulando problemas científicos fecundos. b) Sugiriendo formas de recolección de datos. c) Inspirando nuevas líneas de investigación. 2. Ofrecer un esquema de algún sector de la realidad; esto es, una representación o un modelo de objetos reales (no un simple agre gado de datos) y un procedimiento para producir datos nuevos (pre visiones). Puesto que estos son los objetivos de la teorización, podemos afir mar que la fundón de la teoría en la rienda es fundamentalmente explicativo. Por lo general, las teorías se introducen cuando estudios previa mente realizados de una dase de fenómenos han revelado un sistema de leyes. Las teorías intentan, por tanto, explicar dichas leyes, pro porcionar una comprensión más profunda y exacta de los fenómenos en cuestión. Otra de las funciones de la teoría es la predicción. Ejemplo de. esto lo constituye la teoría de Newton, que incluía presunciones es pecificas expresadas en la ley de la gravitación y en las leyes del movimiento, las cuales determinaban: a) cuáles serán las fuerzas gravitatorias que cada uno de los cuerpos físicos, con su determinada masa y en una determi nada posición, ejercerá sobre los otros, y b) que cambios en sus velocidades y, en consecuencia, en sus posiciones, producirán estas fuerzas. La explicación y la predicción de cualquier hecho real requiere la concurrencia de cierto número de teorías, aproximadamente una 48 Cap. 2. Teoría para cada aspecto del hecho. Piénsese, por ejemplo, en la cantidad de teorías implicadas en la predicción de la órbita de un satélite ar tificial. En toda teoría se requiere un trabajo de simplificación de datos e invención para que se comprenda mejor* La simplificación afecta ante todo al material empírico, y tiene como resultado la selección de unas cuantas variables que, por alguna razón, se suponen esen ciales, así como la selección de unas pocas relaciones clave entre ellas. Muchas de dichas relaciones no quedan sugeridas por el cono cimiento empírico disponible; entonces se inventan. La invención y el trabajo de conjetura culminan en un modelo. Este modelo, y no el correlato real en que se piensa, es el objeto propio de la teoría. A su estudio dedicaremos el siguiente capítulo. EJERCIOOS 1. Respóndase brevemente: a) ¿Qué es una ciencia factual? ó) ¿Qué es una ciencia fonnal? c) Mencione tres ciencias factuales. ch) Mencione dos ciencias formales. 2. Expliqúese: a) ¿Qué es sistema? b) ¿Que relación hay entre sistema y teoría? 3. Acerca de la dedudbilidad, descríbase: a) ¿En qué consiste? b) ¿Cuáles son los elementos necesarios para deducir? c) ¿Cómo se justifica la validez de las conclusiones derivadas? 4. Expliqúese: a) ¿Cuáles son las premisas de un sistema deductivo? b) ¿Qué son los teoremas? r) ¿Cuáles son los pasos que se siguen en la formalización? ch) ¿Qué ventajas tiene el elaborar un sistema? 49 5. D efínanse los siguientes conceptos: a) Sistem a sintáctico. b) Sistem a sem ántico. c) T eoría natu ra l. ch) T eo ría formal. d) T eoría factual. 6. Expliqúese: a ) L a siguiente definición: “L a teoría es u n a un id ad expli cativa” . b) L as características de las teorías representacionales. c) Las características de las teorías fenomenológicas. 7. Descríbase: a) L a dem ostrabilidad de la ciencia. b ) L a veríficabilidad de la ciencia. 8. Respóndase brevem ente: a) ¿ Por qué es d inám ica una teoría? b ) ¿ P o r qué es global? c) ¿P o r qué es acum ulativa? ch) ¿C uáles son los principios que requiere u n a teoría factual? 9. Exprésese: a) ¿Cuáles son los objetivos principales del científico al teo rizar? b) ¿C uál es la función de la teoría? 10. Analícese y reflexionase sobre lo siguiente: “ Se recordará que a fines del siglo xvu la óptica estaba dividida en dos interpretaciones: la prim era, debida a Newton, afirm aba el carácter corpuscular de la luz; la segunda, defendida por Huygens, que afirm aba el carácter ondulatorio de la luz. De este m odo se form aron una óptica corpuscular y una óptica ondulatoria, entre las que no se realizó una cierta conciliación hasta hace algunos años. “ Como consecuencia del éxito de la concepción new tonniana, du rante todo e! siglo xvm se creyó en la teoría de la emisión. Se aceptaba que la luz consistía en lina propagación rectilínea de corpúsculos que obedecían a las leyes newtonianas de la atracción. Era especialm ente 50 Cap. 2. Teoría convincen te la desviación de los rayos luminosos en la superficie de los cuerpos iluminados. Subsistían algunas graves dificultades (com o los fe nóm enos de difracción ) , pero se abrigaba la esperanza de poderlos re so lver con la m ecánica tradicional. A pesar de estas lagunas, los grandes físicos de principios de) siglo x ix eran ardientes defensores de la teoría d e los corpúsculos. Asi pensaban Biot, Laplace, Poisson y otros. "U n joven m édico ingles, de m ente verdaderam ente universa) y de v anguard ia , com unicó en 1801, a la Royal Society de L ondres ideas que es tab a n básicam ente en concordancia con la teoría de H uygens. E n esta com unicación, Thom as Y oung (nacido en 1773) explicaba las m anchas d e sombra por la interferencia de las ondas. Al propio tiem po sugería, s in poder probarlo, q u e las vibraciones lum inosas eran transversales, no longitudinales, como pretendía Huygens. O cupado en otros asuntos, el jo v e n Young no llegó a efectuar nunca experim entos concluyentes; p o r o t r a parte , las preocupaciones de la guerra y el hum or de los new tonia- n o s im pidieron la difusión de estas ideas. "Sin q u e supiera nada de Young, un joven ingeniero francés, Agus t ín Fresnel (nacido en 1788), consideró que el fenóm eno de la d ifrac c ió n invalidaba, por lo menos parcialm ente, la teoría de la em isión; de o t r a parte , ¿cóm o la teoría ondulatoria podía, por sí sola, explicar que la s ondas no pueden contornear un obstáculo? Inició sus investigaciones c o n un m aterial rudim entario , observando las franjas de luz que bor d e a n un cuerpo opaco, lo que fue objeto de una m em oria (1815). M ostraba experim entalm ente que la atracción no in tervenía en el fe nóm eno, que explicaba po r las ondas. "Esta m em oria despertó g ran interés y la A cadem ia, incitada por lo s newtonianos, puso a concurso la siguiente cuestión; «¿C óm o expli c a r los fenómenos de la difracción? Estudiar por inducción m atem ática los movimientos de los rayos lumínicos a su paso ju n to a los cuerpos». E stim ulado por Arago, Fresnelpresentó a un ju rado m uy «new toniano» u n a notable defensa d e la teoría ondulatoria. Las discusiones fueron vehem entes, pero, finalm ente, po r un< 'iir..<lad se concedió el prem io a Fresnel. "E l joven ingeniero se anim ó a continuar las investigaciones. Estu d ió sucesivamente las propiedades de la luz polarizada, estableciendo e l principio de las vibraciones transversales (es decir, perpendiculares a l eje de p ropagac ión ), la rotación de los planos de polarización en el cuar/.o, los efectos de la reflexión sobre la luz p o ra liz a d a .. . Laplace, hasta entonces el principal adversario, rindió solemne hom enaje al jo ven sabio que en 1823 fue elegido miembro de la A cadem ia de Ciencias. E ra el triunfo de la teoría ondulatoria. Agustín Fresnel m urió algunos meses después (1827). Puede considerársele como el fundador de la teoría ondulatoria. "Es extraño que al genial físico no se le ocurriera buscar una con ciliación entre su teoría ondulatoria y la teoría emisiva de N ew ton, n Lecturas recomendadas 51 pesar de que esta última aparece confirmada por hechos indiscutibles. La teoría corpuscular fue abandonada. . . ”A principios del siglo, la teoría corpuscular y la teoría ondulatoria se encontraban una frente a otra como hipótesis inconciliables. Cada una de ellas explicaba fenómenos distintos. En la práctica, era necesario que rada físico fuese a la vez «particulista» y «ondulacionista», sin hallar modo de explicar este dualismo. "Lnuis de Broglie, que fundó en 1923 la mecánica ondulatoria, tuvo el mérito de romprender que los dos términos no son completamente contradictorios. Escuchémosle; "«Debemos representarnos los corpúsculos materiales, especialmente el electrón, acompañados y en cierto sentido guiados por una onda de terminada. Cabe comprender que, además de los fenómenos de antiguo conocidos en los que el electrón se comporta como un simple corpúsculo, existen circunstancias en las que la onda asociada al electrón, al chocar con un obstáculo, puede producir fenómenos análogos a los de interfe rencia y difracción observados respecto a la luz y a los rayos X . ..» "El doble aspecto corpuscular y ondulatorio de las entidades ele mentales de la física parece ser general y fundamental. De este modo, la gran barrera que durante mucho tiempo parecía separar la física de las radiaciones, formadas por ondas, de la física de la materia, for mada por corpúsculos, parece haber desaparecido... y esta yuxtaposi ción regular de imágenes en apariencia contradictorias ha enriquecido y considerablemente extendido nuestros conocimientos sobre el mundo atómico.'*a LECTURAS RECOMENDADAS • Hegenberg, Leónidas. Introducción a la filosofía de la cien cia, Ed. Herder, Barcelona, 1969, págs, 110-131. • Hempel, Cari. Filosofía de la ciencia natural. Ed. Alianza Universidad, Madrid, 1973, págs. 107-124. • Wariosfky, Marx. Introducción a la filosofía de la ciencia. Tomo 1, Ed. Alianza Universidad, Madrid, 1973, págs. 347- 360. • l.:ilonp, Jcan, La ciencia y h humano, Ed. Herder, págv 140-147. CAPÍTULO 3 M o d e l o DIAGRAMA CONCEPTUAL DEL CAPÍTULO 3 Tipos de modelo Noción de modelo 3.1 INTRODUCCION A l TEMA La ciencia trata de explicar los fenómenos; con tal fin elabora leyes. Pero siendo la tarea del científico difícil, con frecuencia se en frenta a problemas muy complejos, y para explicar aquellos datos inobservables que descubre necesita emplear términos teóricos. De esta manera, combinando y coordinando de forma adecuada un gru po de leyes y de hechos, mediante construcciones lógicas, se obtienen las teorías. Como en las teorías se habla de entidades no observables, que son los contenidos de los términos teoréticos, el nivel de los hechos queda abandonado. Así pues, las teorías funcionan como explicacio nes muy generales y amplias, de las cuales las leyes son aspectos par ticulares. Nos planteamos entonces la siguiente pregunta; ¿de qué ma nera están relacionadas las teorías, con sus términos teoréticos, con los hechos? ¿Cómo volvemos al nivel fáctico (o de hechos)? Encontraremos la respuesta cuando comprendamos qué es un mo delo científico y cuál es su función en la ciencia. 3.2 LA NOCION DE MODELO El térm ino m odelo a b a r ra varios significados; el p rim ero de ellos al que nos referirem os es el d e : 55 56 Cap. 3. Modelo a) Representación. Por ejemplo, la maqueta de un edificio es un modelo porque lo representa. Aunque nos vamos al edificio, gra cias al modelo comprendemos cómo será. Otro ejemplo: Un mapa es un modelo porque representa una zona determinada con los caminos, ríos y montañas que existen realmente en esa zona. b) La palabra “modelo” también se emplea en el sentido de perfección o ideal, Por ejemplo, decimos: “Juan es un estudiante modelo” o “Rosa es una esposa modelo”. Con ello queremos dar a entender que así como es Juan deberían ser los demás estudiantes; y como es Rosa deberían ser todas las esposas. c) Otra significación de la palabra “modelo” es la de muestra; es la que se emplea, por ejemplo, cuando en una unidad habitacional un vendedor nos lleva a ver la casa “modelo” ; o bien, cuando va mos a un desfile de modas y vemos los distintos modelos, que son muestras de la producción de un diseñador. En la ciencia continuamente se hace referencia a los modelos científicos que pueden entenderse abarcando las tres significaciones: representan la teoría, muestran las condiciones ideales en las que se produce un fenómeno al verificarse una ley o una teoría y, por otro lado, constituyen una muestra particular de la explicación general que da la teoría. Ejemplo típico de modelo es el del átomo que ilustra la teoría de Bohr, la cual admite la existencia de átomos en la realidad y los concibe como compuestos por un núcleo (eléctricamente positivo), alrededor del cual giran en órbitas “muy específicas” los electrones (con carga negativa). 3.3, Características del modelo 57 Este modelo representa la explicación dada por Bohr; nos dice cómo se comportan los átomos en condiciones ideales; es una mues tra particular de todas las explicaciones dadas en términos teoréticos y generales. Algunos autores reúnen estas tres significaciones: “representa ción”, “ideal” y “muestra”, en una sola: configuración ideal. Podemos decir, entonces, que un modelo científico es la “confi guración ideal que representa de manera simplificada una teoría”. 3.3 CARACTERISTICAS DEL MODELO Una de las características del modelo es que, a la vez que facilita la comprensión de la teoría (porque la representa de manera simpli ficada), nos muestra sus aspectos importantes. El modelo describe una zona restringida del campo cubierto por la teoría; la teoría incluye modelos y éstos la representan justamente mostrando la referencia que hace la teoría a la realidad. El siguiente esquema, de Mario Bunge, nos ilustra lo anterior:1 Repre teferencia Sistema real Los modelos son medios para comprender lo que la teoría intenta explicar; enlazan lo abstracto con lo concreto. Al hacer referencia a lo concreto, el modelo se nos presenta más cercano a la imaginación, y nos ayuda a comprender mejor; y tam bién se nos presenta más cercano a la experiencia. Gracias al modelo las teorías pueden someterse a comprobaciones empíricas con mayor facilidad. 1 Véase L a investigación científica, pág. 420. 58 3.4 EL MODELO EN LA INVESTIGACION CIENTIFICA Hemos explicado que, en sentido estricto, el modelo (con las tres significaciones) está contenido en la teoría; sin embargo, a lo largo de la investigación encontramos otros modelos (en sentido no estric to ) que son sólo reprentaciones. De hecho, la construcción de modelos es una de las tareas esen ciales de la labor científica. La finalidad de la ciencia es obtener conocimientos sobre los fenómenos de la naturaleza y lograr su con trol: pero la realidad es demasiado compleja para poderla abarcar en todos sus aspectos.
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