El Método Científico

El Método Científico
"Cuantas más personas adquieren una
profunda comprensión del método científico y
aprenden a aplicarlo a los problemas de la vida
diaria, mayor progreso podemos esperar de
las cuestiones sociales, políticas e
internacionales del mundo. El proceso técnico
representa una ruta por la cual el mundo
puede avanzar a través de la ciencia; otro
camino es a través del progreso social que
resulte de la aplicación del método científico,
es decir por medio del desarrollo de la ciencia
moral.
Creo que el estudio de la ciencia y la
comprensión del método científico por todo el
mundo ayudarían esencialmente a la
humanidad a la solución de nuestros grandes
problemas políticos y sociales"
-Linus Pauling-
Para lograr una descripción ordenada,
coherente y sistemática de un grupo
de fenómenos1, el científico lleva a
cabo cuidadosamente una serie de
operaciones que constituyen lo que
llamamos el Método Científico. El
Método Científico consiste en los
siguientes pasos:
1. Observación
Es el primer paso en toda
investigación. La observación consiste
en emplear atentamente los sentidos
a un objeto para adquirir por ella un
conocimiento claro y preciso. La
1
Fenómeno es toda modificación que
ocurre en la naturaleza, como por
ejemplo la caída de un cuerpo, la luz, las
fuerzas, etc.
observación es de importancia capital
en las ciencias. De ella depende el
valor de otros el valor de otros
procesos. Sin observación, el estudio
de la realidad y de sus leyes se
reduce siempre a simples conjeturas y
adivinaciones. Para un buen éxito de
la observación, se exigen ciertas
condiciones.
a. Condiciones físicas. Entre las
condiciones físicas mínimas son
necesarios: órganos sensoriales que
puedan tener sensaciones normales y
correctas;
buenos
instrumentos
porque los sentidos no son siempre
suficientes para el rigor de la ciencia2.
Es preciso dotar a los científicos de
buenos instrumentos.
b.
Condiciones
intelectuales.
3
Curiosidad : Se requiere mucha
filosofía, dice J.J. Rousseau, para
observar lo que se ve todos los días.
Sagacidad: saber discernir los hechos
significativos.
c. Condiciones morales. Paciencia,
para resistir la precipitud natural que
nos lleva siempre a concluir antes de
tiempo. Valor, que sabe enfrentar el
peligro para separar de los hechos
ciertos fenómenos4 raros o decisivos.
2
La
Ciencia
(latín:
scientia,
conocimiento) es toda descripción
coherente y sistemática de un grupo de
fenómenos. Las ciencias naturales se
dividen
en dos ramas: las ciencias
biológicas y las ciencias físicas.
3
Einstein decía: "Yo no soy genio ni
nada
parecido...
sólo
soy
apasionadamente curioso".
4
Los fenómenos físicos son aquellos
que en los que no cambia la naturaleza
de las substancias que intervienen en los
1
d. Reglas de observación. Debe ser
atenta. Debe ser exacta, completa y
precisa. Para ello, es necesario
conseguir dar valores numéricos a
todo lo que se observa en el
fenómeno y es susceptible de medida
cuantitativa. De ahí la importancia que
asume la medición en el Método
Científico.
PRINCIPIOS DE OBSERVACIÓN5
“Como primer principio hay que decir
que la observación siempre tiene un
propósito, tal como mirar ciertas
variables o simplemente recrear
nuestros sentidos. Así que no es lo
mismo observar el bosque con el
propósito de identificar la flora y la
fauna que lo compone, que
observarlo con el propósito de buscar
un sitio seguro dónde acampar. No
es que sean dos bosques distintos o
que las observaciones sean una más
verdadera que otra, simplemente van
a ser diferentes debido al propósito
desde el que se originaron.
El segundo principio es que la
observación es siempre sistemática y
lleva
un
procedimiento,
que
esperamos ver incorporado en el
alumno, como un hábito o algo que
cada
vez
va
haciendo
más
espontáneamente y de manera
permanente, sin que ocupe mayor
concentración.
Descartaremos algunas suposiciones
mismos.
frente a la observación. La primera es
que cuando hablamos de observar la
confundimos con ver o con mirar. La
observación puede involucrar todos
nuestros sentidos. El hecho es que
siempre involucra por lo menos uno
de ello de manera principal. Este es
el tercer principio de la observación:
siempre lleva nuestra biología
humana en relación con el mundo,
sin que esto signifique que podamos
reducir la observación a los sentidos.
No es así, puesto que los resultados
de la observación siempre son
descripciones de características que
simbolizamos mediante la escritura
producto de un proceso mental en el
individuo (¡o sea usted mismo!). Así
que podemos enunciar el cuarto
principio diciendo que la observación
es una identificación
de las
características de un objeto o de una
situación.
En la ciencia, todo se hace con el fin
de poder compartirlo y comunicarlo.
En esta comunicación se basa gran
parte de la posibilidad de hacer
ciencia y de también que sus
realizaciones se usen en pro del bien
común.
La identificación de las características
siempre se simboliza con palabras en
forma verbal o escrita. Aunque son la
precisión y la sistematicidad las que
priman en el lenguaje científico, no
debemos dejar de lado la estética en
el uso del lenguaje, pues no se trata
de hacer de la ciencia algo fuera de
nuestros sentimientos. Se trata más
bien de vivir la ciencia con intensidad
y con pasión”.
5
Tomado de "El Científico y la ciencia",
William Mantilla C. Facultad de Ciencia
Sociales y Humanas -UNISUR- Santafé
de Bogotá, D.C., 1995, págs 31-32.
2. Hipótesis
2
En términos generales, la hipótesis se
fundamenta en suponer conocida la
verdad o explicación que se busca. En
lenguaje científico, la hipótesis
equivale,
habitualmente,
una
suposición
verosímil,
luego
confirmable o rebatible por los hechos,
los cuales decidirán, en último caso, la
verdad o falsedad de lo que se
pretende explicar. De donde la
hipótesis es la suposición de una
causa o de una ley destinada a
explicar
provisionalmente
un
fenómeno hasta cuando los hechos
vengan a contradecirla o a invalidarla.
Las hipótesis son más que un
andamio destinado a desaparecer
cuando el edificio (de las ciencias)
está construido; tiene un valor propio y
corresponden, ciertamente, a alguna
cosa bien profunda y bastante
esencial en la misma naturaleza.
La hipótesis tiene doble función:
a. Práctica: orientar al investigador,
dirigiéndolo en la dirección de la causa
probable o de la ley que se busca.
b. Teórica: coordinar y completar los
resultados ya obtenidos, agrupándolos
en un conjunto completo de hechos,
para facilitar su inteligibilidad y
estudio.
Podemos obtener hipótesis o por
deducción
de
resultados
ya
conocidos, o por la experiencia. En
este caso son inductivas si la causa
supuesta del fenómeno es uno de los
antecedentes que parece reunir todos
los caracteres de antecedente causal;
son
analógicas,
cuando
son
inspiradas por ciertas semejanzas
entre el fenómeno que se quiere
explicar y otro ya conocido.
Prácticamente, no hay reglas para
descubrir las hipótesis. No se
descubren tampoco por obra del
ocaso, sino son fruto del genio
científico. Hay, con dos, ciertas
condiciones que ayudan en el
descubrimiento: el desarrollo mismo
de la investigación, la analogía, la
inducción, la reflexión.
Naturaleza de las hipótesis:
 No
debe contradecir ninguna
verdad ya aceptada o explicada.
 Debe ser simple, o sea, que el
científico entre varias hipótesis,
debe escoger la que
parece
menos complicada.
 Debe ser seguida y verificable por
los hechos: "No invento hipótesis",
decía Newton.6
6
Cada vez que concebimos una
hipótesis, ella debe ser consistente con
las demás. En otros términos, el sistema
hipótesis que concuerda con la teoría no
debe ser contradictorio. Aquí es
ilustrativo considerar la teoría de la
relatividad de Einstein. Su hipótesis de
que la velocidad tenía un valor finito y
constante era incongruente con las
hipótesis más importantes de la física
clásica: el tiempo y el espacio son
dimensiones homogéneas. En otras
palabras, la hipótesis de que la velocidad
de la luz es siempre 300.000 Km/s. sea
cual sea el observador que la mida (así
se mida desde otro rayo de luz lo cual no
deja de parecernos asombroso y hasta
absurdo), era incompatible con la de que
el tiempo es infinito, invariable y el
mismo para todos; era incompatible
también con la de que el espacio es un
recipiente
infinito,
inmodificable e
independiente de su posible contenido: la
materia. Si existe una incompatibilidad
entre hipótesis es necesario descartar
3
3.
Experimentación7
La experimentación consiste en el
conjunto de procesos utilizados para
verificar las hipótesis. Difiere de la
observación porque obedece a una
idea directa y no simplemente porque
implica la intervención del científico
para modificar los fenómenos. La
observación
de
hecho,
puede
presentar
también
una
tal
intervención: se llama entonces
observación activa o provocada, pero
es anterior a la formación de la
hipótesis.
Una
experimentación
está
generalmente incompleta si no va
acompañada de alguna medida o
determinación cuantitativa de los
diversos factores que interviene en el
fenómeno. Así la observación del
movimiento de un astro no queda
completa hasta que no se ha medido,
por ejemplo, su distancia al Sol, su
velocidad, etc., mientras que la caída
de un cuerpo debe ir acompañada de
la medida de la distancia que ha
caído, el tiempo que ha empleado,
etc.
Reglas sugeridas por F. Bacon para la
experimentación:8
1. Alargar la experiencia: es
aumentar, poco a poco y tanto cuanto
sea posible, la intensidad de la causa
supuesta para ver si la intensidad del
fenómeno (efecto), crece en la misma
proporción.
2. Variar la experiencia: es aplicar la
misma causa a objetos diferentes.
3. Invertir la experiencia: consiste en
aplicar la causa contraria de la causa
supuesta para ver si el efecto contrario
se produce. Esta contraprueba
experimental hace suceder las
experiencias negativas a las positivas.
Así, después de descomponer el agua
por el análisis, se invierte la
experiencia, haciendo la síntesis a
partir del oxígeno y del hidrógeno.
4. Investigar los acontecimientos de
experimentación. A veces, es preciso
recurrir a los casos de la experiencia
de ensayo.
En la práctica la experimentación no
es rígida, ya que puede desenvolverse
de muchas maneras.9
8
unas y otras. Parte de la genialidad de
Einstein fue la osadía de descartar las
que eran más aceptadas universalmente
y que, podría decir, eran esenciales en
efecto, la homogeneidad del tiempo y del
espacio es indispensable para que toda
la estructura newtoniana se sostenga.
7
Un experimento es un fenómeno que
nosotros
mismos
producimos
y
controlamos
disponiendo
adecuadamente
las
condiciones
necesarias.
Cit. Por Van Dalen y Meyer en Manual
de Técnica de investigación educacional,
3ed. Trad. por O. Muslera y C. Moyano.
Buenos Aires, Paidos, 1978, pág. 37.
9
Cuando el científico va al laboratorio
para hacer un experimento, él sabe ya, o
mejor, cree saber, lo que sucederá. Éste
señalamiento lo hace Kant en el prólogo
de la segunda edición de su "Critica a la
razón pura". Llama la atención sobre el
hecho de que no es posible conocer sino
aquello que la razón ya sabia
previamente. El experimento tiene el
papel de confirmar o falsear las hipótesis
4
EL EXPERIMENTO10
-Mario Bunge¿Por qué se hacen experimentos?
¿Qué se gana con experimentar? En
primer
lugar,
y
hablando
metafóricamente, todo experimento es
una pregunta directa y precisa a la
realidad en la medida en que todo
conjunto de factores o inputs
("preguntas") produce un conjunto de
productos u outputs ("respuestas") y
plantea así el teórico problema de dar
razón de (o explicar) un conjunto de
pares
"pregunta"-"respuesta".
En
segundo lugar, muchas de esas
"preguntas"
no
se
plantean
espontáneamente en un ambiente
natural: la radioactividad inducida, la
mutación genética inducida o el
aprendizaje de animales con los
dispositivos laberínticos no suelen
realmente ocurrir en estado de
naturaleza.
El
experimento
al
enriquecer el conjunto de los hechos
que ocurren naturalmente, es capaz
de revelar profundos e insospechados
aspectos de las cosas. (Eso ocurre a
veces, por ejemplo, cuando se pide a
un amigo que asuma cierto riesgo.) En
tercer lugar, mientras que los hechos
espontáneos son por lo común
extremadamente
complejos,
los
que el científico ha construido sobre la
base de sus idealizaciones acerca del
mundo de la vida. El instrumental y la
forma como éste se ha dispuesto son ya
una consecuencia de esta idealización.
(Tomado de Ciencias Naturales y
Educación Ambiental -Marco GeneralMisterio de Educación Nacional, Santafé
de Bogotá, 1993, Pág 58).
10
Tomado de La investigación Científica.
Págs 852-856. Ediciones Ariel.
hechos experimentales son más
simples, y, por o tanto, más tratable.
El control de las variables, que es
peculiar al experimento, pone al objeto
más cerca de su modelo teorético ya
por el hecho de concentrarse en torno
a pocas variables, reducir sus campos
de variabilidad y minimizar las
perturbaciones y las irrelevancias
presentes en todo sistema natural,
especialmente el "ruido" característico
de
los
datos
puramente
observacionales.
Así, pues por unas cuantas buenas
razones el experimento se ha hecho
esencial a la moderna ciencia factual.
Pero eso no significa que el
experimento pueda suplir, como igual,
la teoría, ni que sea la base de ésta, ni
que sea la instancia rectora de la
ciencia factual. Todo experimento es
búsqueda de respuestas a una
pregunta originada en un cuerpo de
ideas; tiene que proyectarse e
interpretarse, a diferencia de lo que
ocurre con el ciego azar del ensayo-yerror, y tanto la proyección cuanto la
interpretación de los experimentos
requieren sistemas de hipótesis más o
menos elaborados. La ejecución de un
experimento es la realización de un
plan concebido gracias a ciertos
supuestos, y lo que da como resultado
es un mensaje cifrado que no puede
descifrarse fuera de un cuerpo de
conocimiento. El experimento es un
medio, no un fin, y ello tanto por lo que
hace a la producción de nuevas ideas
cuanto por lo que se refiere a la
contrastación de ideas en general; el
experimento puede ser un objetivo, un
fin en sí mismo, para tal o cual
científico en un determinado momento
de su trabajo, pero no puede serlo
para la ciencia como empresa
colectiva de la humanidad. En
5
resolución, no es posible ningún
experimento si no hay ideas; el
experimento es una materialización de
ideas,
pero
no
para
fijarlas
dogmáticamente,
sino
para
contrastarlas y enriquecerlas.
autocontenidas, en el sentido de que
no aspiraban más que a averiguar
cómo son ciertas cosas y, en el mejor
de los casos, que ocurriría si se
provocaran ciertos cambios. (...)
(...) no hay masa de observaciones, ni
siquiera de experimentos, que tenga
valor si no se han realizado e
interpretado a la luz de una teoría
compatible con el cuerpo del
conocimiento
científico
y
metacientífico y capaz de aprender de
la experiencia. Por eso la experiencia,
y, en particular, el experimento, es
insuficiente: es un medio para plantear
problemas y contrastar las soluciones
propuestas a los mismos. Una
observación empírica, tanto si es una
observación suelta como si es un
experimento controlado, puede dar
origen a un problema interesante o
incluso a una conjetura de interés,
siempre que tenga lugar en un cuerpo
de conocimiento. Y la experiencia
científica
no
tiene
valor
de
contrastación más que si es relevante
para alguna hipótesis precisamente
formulada
y
que
no
pueda
compadecerse
con
cualquier
resultado.
En
resolución,
la
experiencia científica es estimable en
la medida en que está empapada de
ideas, ideas que la experiencia es
entonces capaz de controlar y
enriquecer.
En cuanto a los experimentos
realizados entre los siglos XV y XVII
por artesanos, entendidos en artillería
y balística, cirujanos, alquimistas y
fabricantes de instrumentos, puede
decirse que no tuvieron una aspiración
principalmente
cognoscitiva,
sino
práctica: aquellos hombres querían
saber cómo trabajaban ciertas cosas y
ciertos procedimientos fabricados por
el hombre, no si determinadas teorías
eran o no verdaderas. (...)
La ausencia de interacción entre
teoría y el experimento explica el
fracaso de los griegos en el intento de
ir más allá de Arquímedes, así como
de la esterilidad de las pocas
observaciones y el manojo de
experimentos realizados en la Edad
Media: esas operaciones estaban mal
guiadas por teorías falsas o bien eran
4. Organización. Leyes
La labor del investigador no termina
con
la
observación
o
la
experimentación. El investigador debe
además analizar los resultados
cualitativos y cuantitativos obtenidos,
compararlos entre ellos y con los
resultados de observaciones o
experimentos anteriores. De este
análisis el investigador deduce leyes.11
Las leyes pueden ser cualitativas o
cuantitativas. Las leyes cualitativas
no contiene relación alguna entre las
magnitudes que interviene en el
fenómeno, un ejemplo sería: "todo
cuerpo dejado caer libremente, cae
hacia la superficie de la Tierra".
11
Una ley es la expresión de una rutina
en la naturaleza, es decir algo que se
repite siempre que las condiciones sean
las mismas.
6
Una ley es cuantitativa si el enunciado
de la ley expresa además alguna
relación entre las magnitudes que
corresponden al fenómeno. Presentan
más utilidad que las cualitativas. Se
expresan por fórmulas, por ejemplo la
ley de la caída de los cuerpos, si
soltamos un cuerpo desde una altura
h y medimos su tiempo de caída,
podemos conocer la aceleración con
que cae, esta relación la podemos
escribir mediante una expresión
matemática:
descubiertas. A partir de su hipótesis y
siguiendo
un
razonamiento
estrictamente lógico, empleando la
matemática casi siempre, trata
entonces de deducir las leyes ha
obtenido experimentalmente. El valor
de una hipótesis se mide a posteriori
por la mayor o menor exactitud con
que nos permite deducir una ley. El
conjunto formado por las hipótesis y
los razonamientos lógico-matemáticos
asociados a las mismas es lo que se
llama una Teoría.
h = 1/2. at2 ; a = 2h/t2
Se
pueden
plantear diferentes
hipótesis que den lugar a diferentes
teorías pero que explican igualmente
un mismo fenómeno. Como es el caso
de la naturaleza de la luz, en donde
existían la teoría ondulatoria y la
corpuscular que pretendían explicar el
comportamiento de la luz.
El resultado anterior es, pues, la
expresión simbólica o algebraica de
una ley cuantitativa.
Las
leyes
generalmente
son
corregidas continuamente, pues a
medida
que
los
experimentos
experimentales
van
siendo
perfeccionados y refinados se van
conociendo con más precisión los
valores numéricos de las magnitudes
que intervienen en las mismas y
algunas veces se descubren nuevos
factores que no se habían tenido en
cuenta previamente. Con ello muchas
leyes que en un principio eran muy
simples han ido volviéndose más
complejas, o la inversa, con el
transcurso de las investigaciones. Sin
embargo, lo que se ha perdido en
sencillez se ha ganado en exactitud,
que tiene mucho más valor para la
ciencia.
5. Hipótesis y Teoría
El investigador no se resigna con la
experimentación
y
las
leyes
conseguidas.
Quiere
además,
investigar una explicación a los
fenómenos observados y a las leyes
De ordinario el término teoría se
opone al de práctica. En este sentido,
la teoría se refiere al conocimiento
(saber, conocer) en oposición a la
práctica como acción (actuar, hacer).
Dentro de método, el término teoría es
utilizado para significar un resultado al
cual tienden las ciencias. Estas no se
contentan sólo con la formulación de
leyes, por el contrario, determinadas
leyes, procuran interpretarlas o
explicarlas.
La teoría no puede ser reducida, a la
hipótesis, aunque es claro que las
hipótesis no pueden ser excluidas de
la construcción teórica. La teoría es
verificable
experimentalmente,
la
hipótesis no lo es. Las funciones de la
teoría son:
 Orientar al científico, con economía
de pensamiento.
7
 Coordinar y unificar el saber
científico.
 Deben servir para clasificar los
hechos y las leyes.
 Deben
sugerir
analogías
desconocidas, posibilitando nuevos
descubrimientos.
 No deben de asumir un carácter de
verdad o falsedad, deben de ser
cómodas.
6. Predicción y verificación
Cuando una teoría pueda explicar
aquellos fenómenos que están
íntimamente
relacionados
con
aquellos que la originó y que sea apta
para explicar nuevos fenómenos que
van descubriéndose, decimos que la
teoría se verifica y ello constituye una
victoria para ésta. Si no cumple lo
anterior la teoría es desechada.
Cuando en una teoría se prosigue una
cadena de razonamientos, que
permite
predecir
resultados
experimentales aún no observados y
leyes aún no descubiertas, decimos
que la teoría tiene la capacidad de
predecir resultados desconocidos,
esto es lo que hace extraordinaria una
teoría por absurda que ésta parezca.12
La física y su método no constituyen el
paradigma único que nos permitiría
reconocer cuándo un saber es un
saber científico. Hoy día se considera,
12
El 30 de agosto de 1846, el astrónomo
Le Verrier (1811-1877), predijo la
existencia de un planeta desconocido,
indicando el lugar del cielo donde podría
ser ubicado. Un mes más tarde el
astrónomo alemán Galle visualizó el
nuevo planeta que fue bautizado con el
nombre de NEPTUNO.
inclusive, que no se debería hablar de
"las ciencias" sino de los "discursos
científicos", pues el análisis, a la
comprensión teórica y la solución
práctica de cualquier fenómeno deben
concurrir discursos producidos en muy
diversos campos del saber. El análisis
y comprensión, por ejemplo, la célula
tiene que concurrir la física, la
química, la estadística, la sociología,
etc.
Para concluir esta parte citemos a M.
Bunge:
"El método experimental es el
modo como las hipótesis factuales
se contrastan empíricamente, a
saber, mediante el control riguroso
de las variables relevantes y de las
inferencias "obtenidas de"
(sugeridas por) los resultados de
operación. El que aplica el método
experimental tiene alguna idea que
contrastar y algunas otras para
proyectar la contrastación".
PREGUNTAS
1. Defina los conceptos de ciencia
y tecnología.
2. ¿Qué es un
Enuncie
cinco
diferentes.
fenómeno?
fenómenos
3. ¿Cuál es el objeto de toda
ciencia? Cite algunas ciencias
que ha estudiado e indique
como
dicha
ciencia
se
construye?
4. Enumere las distintas etapas
del
Método
Científico
y
aplíquelas a un ejemplo.
8
5. ¿A qué atribuye el rápido
progreso científico durante los
últimos 50 años?
6. ¿Qué es una ley? Enuncie 2
leyes de la naturaleza. ¿Por
qué
muchas
leyes
son
modificadas a medida que
progresan las investigaciones?
7. ¿Quien fue el que invento (o
reinvento) el Método Científico?
¿Qué consecuencias trajo esto
para el desarrollo de las
ciencias?
8. ¿Qué es la Metodología
Científica? Explique.
9