UNIVERSIDAD DE LOS ANDES DOCTORADO EN CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE FIDEL NAVA C.I 11.414.519 Ciencia, Método científico, Leyes, Teorías, Hipótesis y Modelos La diferencia entre el niño que yo era a los cinco años y cómo soy ahora es que a los cinco años aún no había invertido mucho emocionalmente hablando en cómo es el Universo. No me preocupaba “equivocarme”. Todo era aprender. Ahora me recuerdo a mí mismo constantemente: “En ciencia no existe el experimento fallido: aprender que lo que estaba probando simplemente no funciona es ya un éxito en realidad”. WILLIAM ARNTZ ¿Qué es la Ciencia? Es el conjunto de leyes y conocimientos estructurados sistemáticamente, la ciencia es el conocimiento obtenido mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación en ámbitos específicos, a partir de los cuales se generan preguntas, se construyen hipótesis, se deducen principios y se elaboran leyes generales y sistemas organizados por medio de un método científico. Como un fragmento del conocimiento previo en el que inicia todo proceso investigativo se le denomina conocimiento ordinario, que se señala como conocimiento no especializado, y como segmento de él es conocimiento científico, que es alcanzado mediante el método de la ciencia. La ciencia no es una mera continuación ni un refinamiento del conocimiento ordinario. La ciencia es un conocimiento de naturaleza especial. Las opiniones científicas son racionales y objetivas. En principio el objeto o tema no es lo que distingue a la ciencia de la no ciencia. Si la “sustancia” (objeto) no puede ser lo distintivo de toda ciencia entonces tienen que serlo la “forma” (el procedimiento) y el objetivo: la peculiaridad de la ciencia tiene que consistir en el modo como opera para alcanzar algún objetivo determinado, o sea el método científico y la finalidad para la cual se aplica dicho método. (método no debe entenderse como un conjunto de instrucciones mecánicas e infalibles que capacitarán al científico, y tampoco debe entenderse como una técnica especial para el manejo de problemas de cierto tipo). El enfoque científico está constituido por el método científico y por el objetivo de la ciencia. Conjunto sistemático de conocimientos que constituyen una rama del ser humano. Ciencia es un modelo de conocimientos que aspira a formular mediante lenguajes rigurosos y apropiados, en lo posible, con auxilio del lenguaje matemático, leyes por medio de las cuales se rigen los fenómenos. En sentido amplio y propio, la ciencia es el conocimiento cierto por causa y razones. Estas causas o razones pueden ser tales que determinan necesariamente el objeto científicamente conocido, y entonces tendremos la ciencia en un sentido más estricto o tales que no lo determinan infaliblemente, y en este caso tendremos la historia, que también se llama ciencia analógicamente. Conjunto de conocimientos racionales, ciertos y probables, obtenidos metódicamente, mediante la sistematización y la verificación y que hacen referencia a objetos de una misma naturaleza. Disciplina que crea teorías mediante observaciones empíricas. La ciencia es el conjunto de medios que permiten alcanzar el fin de ella, que es el descubrimiento de la verdad. Etimológicamente el término ciencia viene de la palabra latina “scientia” que significa conocimiento, practica. Pero no todo conocimiento se llama científico, sino solo aquel que cumple ciertos criterios establecidos por los científicos. a) Conceptos Críticos Forma de conciencia social; constituye un sistema, históricamente formado, de conocimientos ordenados, cuya veracidad se comprueba y se puntualiza constantemente en el curso de la práctica social. La ciencia es un sistema de conceptos acerca de los fenómenos y leyes del mundo externo o de la actividad espiritual de los individuos, que permite prever y transformar la realidad en beneficio de la sociedad; una forma de actividad humana históricamente establecida, una producción espiritual, cuyo contenido y resultado es la reunión de hechos orientados en un determinado sentido, de hipótesis y teorías elaborados y de las leyes que constituyen su fundamento, así como de procedimientos y métodos de investigación. La ciencia es una forma de conciencia social que permite al hombre aprender las leyes objetivas de la naturaleza y de la sociedad, y poner sus conocimientos en práctica. La ciencia, también está gobernada por sus propias leyes de desarrollo que es necesario conocer para trabajar con éxito en cualquier campo particular de investigación. b) Conceptos Académicos La palabra ciencia se deriva etimológicamente en las lenguas modernas del vocablo latín scientia. En latín, ciencia significa conocimiento, practica, doctrina, erudición. Por lo tanto, ciencia, en su aceptación original y más general, equivale a toda clase de saber. Sin embargo, históricamente, ciencia vino a significar, de modo más preciso, un conjunto de conocimientos sistematizados sobre una materia. Y así, en este sentido, se puede decir que en la Edad Media las ciencias o disciplinas por antonomasia fueron la filosofía y la teología. La ciencia se puede definir, en sentido estricto, como un conjunto de conocimientos sobre la realidad observable, obtenidas mediante el método científico. La definición popular de ciencia es la de acumulación de conocimientos sistemáticos. Esta definición resulta adecuada sólo hasta el punto en que se definan adecuadamente las palabras “sistemático” y “conocimiento”. De otro modo, la argumentación lógica o la teología sistemática podrían equipararse a la ciencia natural. La ciencia es un conjunto de proposiciones empíricas aceptadas por los miembros de la sociedad. Es un grupo de conocimientos basados en las experiencias, que han sido comprobados y aceptados por la sociedad o humanidad. Ciencia es un conjunto de conocimientos racionales, ciertos o probables, obtenidos metódicamente, sistematizados y verificables, que hacen referencia a objetos de una misma naturaleza. La ciencia es un conjunto estructurado de conceptos, postulados, leyes, hipótesis y teorías acerca de un campo específico de los conocimientos. Cabe señalar entonces que la ciencia se presenta, como una opción para la construcción del conocimiento científico desde una perspectiva teórico-práctica, (Rios, 2004) teniendo como eje fundamental contribuir a formación y mejoramiento del tejido social desde las disciplinas que caracterizan a la de la carrera profesional. Andeer-Egg, señala la importancia dentro del trabajo de carácter científico a la postura de una ¡actitud científica!, donde se destaca la capacidad de unir la racionalidad con la experiencia de la vida cotidiana, manifestándose en un modo de ser, de pensar y de hacer. Aspectos relevantes que considero son competencias significativas para un investigador. Figura 1. CARACTERÍSTICAS DE LA CIENCIA. Gráfico. Mapa mental interpretativo del autor. Método Científico Según Bunge, el método científico es un rasgo característico de la ciencia, tanto de la pura como de la aplicada: donde no hay método científico, no hay ciencia. Pero no es infalible ni autosuficiente. El método científico es falible: pude perfeccionarse mediante la estimación de los resultados a los que lega mediante el análisis directo. Tampoco es autosuficiente, no puede operar en un vacío de conocimientos sino que requiere algún conocimiento previo que pueda luego reajustarse y elaborarse, y tiene que complementarse mediante métodos especiales adaptados a las peculiaridades de cada tema. Por su parte, Barragán (2004), señala que es un procedimiento controlado, ordenado, por medio del cual llegamos a saber plantear problemas científicos, formular las respectivas hipótesis frente a esos problemas, y a comprobar o verificar dichas hipótesis. Un método es un procedimiento para tratar un conjunto de problemas. Cada clase de problemas requiere un conjunto de métodos o técnicas especiales. Los pasos principales de la aplicación del método científica son según Bunge: Enunciar preguntas bien formuladas y verosímilmente fecundas, aspecto relevante para el inicio del hilo conector de la investigación. Arbitrar conjeturas, fundadas y contrastables con la experiencia, para contestar a las preguntas. Derivar consecuencias lógicas de las conjeturas, que permitan concebir las técnicas para someter las conjeturas a contrastación. Luego someter a su vez a contrastación esas técnicas para comprobar su relevancia y la fe que merecen. Llevar a cabo la contrastación e interpretar sus resultados. Estimar la pretensión de verdad de las conjeturas y la fidelidad de las técnicas. Determinar los dominios en los cuales valen las conjeturas y las técnicas, y formular los nuevos problemas originados por la investigación. Ejemplificación a partir de lo expuesto anteriormente, de algunas reglas muy obvias del método científico: 1. Formular el problema con precisión y, al principio, específicamente. Por ejemplo no preguntar genéricamente. 2. Proponer conjeturas bien definidas y fundadas de algún modo, y no suposiciones que no comprometan en concreto, ni tampoco ocurrencias sin fundamento visible: hay que arriesgar hipótesis que afirme la existencia de relaciones bien definidas entre variables netamente determinadas. 3. Someter las hipótesis a contrastación dura. 4. No declarar verdadera una hipótesis satisfactoriamente confirmada; considerarla, en el mejor de los casos, como parcialmente verdadera. 5. Preguntarse por qué la respuesta es como es, y no de otra manera. Estas y otras reglas del método científico están muy lejos de ser infalibles y de no necesitar ulterior perfeccionamiento. El método científico y la finalidad a la cual se aplica (conocimiento objetivo del mundo) constituyen la entera diferencia que existe entre la ciencia y la no-ciencia. El método científico es un rasgo característico de la ciencia, tanto de la pura como de la aplicada: donde no hay método científico no hay ciencia. Pero no es ni infalible ni autosuficiente. El método científico es falible: puede perfeccionarse mediante la estimación de los resultados a los que lleva y mediante el análisis directo. Tampoco es autosuficiente: no puede operar en un vacío de conocimiento, sino que requiere algún conocimiento previo que pueda luego reajustarse y elaborarse; y tiene que complementarse mediante métodos especiales adaptados a las peculiaridades de cada tema. Figura 2. CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DEL MÉTODO CIENTÍFCO. Gráfico. Mapa mental interpretativo del autor. Leyes Permiten afirmar, mediante el contraste de hipótesis, un fenómeno o hecho, explica cómo se realiza un fenómeno. Sus tipos pueden ser: universales y estadísticas y su clasificación en; empíricas y teóricas, cabe destacar propiamente dichas o dichas con un sentido analítico. Las leyes empíricas: Son leyes acerca de observables. Existen dos tipos: - las del filósofo (directas sobre el objeto de estudio) - las del físico (indirectas sobre el objeto de estudio) En general, el físico habla de observables en un sentido muy amplio, comparado con el estrecho sentido que da el filósofo de la palabra, pero en ambos casos, la línea de separación entre lo observable y lo inobservable es muy arbitraria. Para Carnap son las que contienen términos directamente observables por los sentidos o medibles mediante técnicas relativamente simples. Se las suele denominar también generalizaciones empíricas. Las leyes teóricas: Son leyes acerca de inobservables. Se las suele denominar leyes abstractas o hipotéticas. No se distinguen de las leyes empíricas por el hecho de que no esté bien establecida, sino por el hecho de que contiene términos de un tipo diferente. Se relacionan con las leyes empíricas de una manera análoga como las leyes empíricas se relacionan con los hechos aislados. Teoría Una teoría se puede concebir como una explicación abstracta de la que se pueden realizar proyecciones sobre un fenómeno. La teoría intenta explicar el ¿porqué? es algo más amplio y abstracto y no se puede contrastar tan fácilmente como una ley. En este sentido, Einstein decía, “la ciencia consiste en crear teorías”. Ciertamente según Martínez (2007), si tenemos en cuenta la función que tienen las teorías en el avance científico, podemos decir, que su construcción es el fin principal de la ciencia. Conviene expresar como se originaron de forma concreta e histórica las teorías más relevantes de nuestra ciencia actual. En el campo de la física, Newton reunió las leyes de Kleper, la ley de la caída libre postulada por Galileo, las leyes de las mareas y lo que era conocido de los cometas, además estableció una ley general que las abarcaba a todas, la Ley de gravitación universal. Newton después supuso, que las normas generales que parecen obedecer los cuerpos de tamaño medianamente grande son verdad también para cada partícula de materia, sea cual fuese su clase y tamaño. En lo sucesivo de esta idea, construyo por sí mismo un nuevo universo hecho con los fragmentos más pequeños de la materia, donde cada uno de ellos sigue las mismas leyes o axiomas. Al respecto, Niels Bohr, por su parte, también concibió su famosa teoría atómica en 1913, al hacer una síntesis de dos teorías preexistentes: la teoría atómica de Rutherford y la teoría cuántica de Max Planck, y creó así la imagen moderna del átomo. Igualmente, Maxwell había unificado en su teoría electromagnética las teorías de la electricidad, del magnetismo, de la óptica y de las radiaciones. En el campo de las ciencias humanas, la construcción y reconstrucción, la formulación y reformulación de teorías y modelos teóricos o de alguna de sus partes mediante elementos estructurales de otras construcciones teóricas, es según Martínez, lo cual es compartido este planteamiento, es el modo más común de operar y de hacer avanzar estas ciencias. A modo de concluir en este apartado conviene señalar que el desarrollo de una estructura teórica basada firmemente en los datos y a su vez que emerja de ellos, no es fruto del azar; se logra mediante una descripción sistemática de las características que tienen variables de los fenómenos en juego, de la codificación y formación de categorías conceptuales, del descubrimiento y validación de asociaciones entre los fenómenos, de la comparación de postulados y construcciones lógicas que emergen de los fenómenos de un ambiente con otros ambientes o situaciones similares. Para entender el significado de un comportamiento humano debemos entender su significado funcional, es decir, el papel que desempeña en el todo de que forma parte, en el sistema integrado o insertado. Hipótesis Hipótesis es una proposición formulada para dar respuesta de forma tentativa a un problema. Se destaca señalar, que por lo general, la formulación de hipótesis es apta en investigaciones de nivel explicativo, donde se busca constituir relaciones causales entre variables. En investigaciones de nivel exploratorio y descriptivo generalmente no se plantean hipótesis de forma explícita, es decir, se trabaja con objetivos. Según Andeer-Egg este esquema sencillo describe la orientación hacia una hipótesis. Hipótesis → investigación y experimentación → sacar conclusiones generales → probar esas conclusiones con más investigación Figura 3. CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LA HIPÓTESIS. Gráfico. Mapa mental interpretativo del autor. MODELOS Toda investigación se apoya en modelos y diseños que facilitan el proceso de los diferentes eventos o planteamientos a realizar, según Ríos (2004), son elementos metodológicos, que pueden ser científicos de forma explicativa, física y formal, que subyacen para sustentar una teoría científica. El modelo explicativo, concebido como estructuras concretas, especificas que son isomorfas con respecto a una teoría o una parte de la teoría. Como ejemplo, los modelos de nervios que han realizado diversos neurólogos. El modelo físico, son especificaciones de los modelos explicativos, generalmente construidos con materiales concretos y a escala. Ejemplo fabricación de objetos materiales para el uso multidimensional del hombre, tecnológicos, de uso personal, entre otros. Mientras que los modelos formales, consisten en abstraer la forma lógica de los modelos concretos, alcanzando de este una gran generalidad, como por ejemplo la representación de un campo electromagnético en términos de las propiedades de un fluido imaginario no comprensible, tal como lo hizo, Clerk Maxwell. Según Ríos (2004), existen al menos dos condiciones de modelos científicos, el de fertilidad deductiva y de fertilidad heurística. Modelo de fertilidad deductiva, se basa en las estructuras de las que se pueden deducir consecuencias válidas y útiles científicamente. Mientras que el modelo de fertilidad heurística es el que ofrece posibilidades como fuente de experiencias, hipótesis o conceptualización. Así mismo, la función de los modelos de investigación según este autor, se orientan a la interpretación de una teoría; que significa asignar significados y signos a las formulas o enunciados, al nivel óntico, que se da con respecto a los objetos o entes y al empleo explicativo, que considera un modelo como un modo de explicar una teoría. Podemos decir entonces que el modelo se constituye en un instrumento intelectual que hace más preciso y claro el análisis. Figura 4. CLASIFICACIÓN Y DIMENSIÓN EPISTEMOLÓGICA DE LOS MODELOS DE INVESTIGACIÓN. Gráfico. Mapa mental interpretativo del autor. En relación con el tema doctoral conviene destacar los siguientes planteamientos: Varios pensadores contemporáneos han manifestado con insistencia en la última década que existe una crisis de conocimiento, Morin (2011), Martínez (2009), Arntz, Chasse y Vicente (2006), Madrid (2010), lo que supone, una indetenible mirada y análisis a elementos de conexión que confluyen en el proceso de enseñanza-aprendizaje y las formas de desarrollo que subyacen para optimizarla. Según, Ander (2001), Wagensberg expresa que la ciencia moderna intenta aprehender sin haber conseguido todavía definir satisfactoriamente el concepto de complejidad. No obstante, Morin, (2011) diez años después en su libro la vía para el futuro de la humanidad, acentúa que el conocimiento complejo exige situarnos en la situación, comprendernos en la comprensión, conocernos conocedores, este esfuerzo por aprender a pensar bajo este enfoque desarrollado por Morin se expresa y se deriva del tránsito de la simplicidad al paradigma de la complejidad. En este sentido el mismo Morin cataloga la simplificación como la barbarie del pensamiento y la complejidad como la civilización de las ideas. Destacando Morin (2011), como complemento lo siguiente: A estas dos revoluciones complejizadoras, que aún no han terminado, cabe añadir la revolución epistemológica, anticipada por los pensamientos de Heráclito, ( <<despiertos duermen>> <<vivir de muerte, morir de vida>>), de Pascal (sobre tejido de contradicciones que es el ser humano), de Hegel (<<nuestro pensamiento debe abrazar a los contrarios >>), de Marx (<<las ciencias de la naturaleza abrazarán las ciencias del hombre abarcarán las ciencias de la naturaleza>>). La revolución se introdujo en las ciencias con Niels Bohr, que defendió que la naturaleza compleja de las partículas comprendía dos nociones contradictorias: ondas y corpúsculos. Esta concepción surge, así, en la física y en la cosmología, para considerar el origen del universo y la naturaleza de lo real, está en el corazón de la relación espacio-individuo-sociedad, en la biología y la antropología. A pesar de la naturaleza de lo planteado anteriormente, las reformas, modelos y prácticas educativas, de manera general, se han desarrollado teniendo en cuenta postulados que han estado en auge, (en boga), pero no sobre la base del análisis y reflexiones profundas. Esta invariable oscilación ha mediado de cierta forma para que a pesar de los grandes avances científicos y tecnológicos, en las aulas, esté enraizado el modelo tradicional de enseñanza, caracterizado por prácticas habituales, memorísticas, transmisivas y poco pertinentes con la realidad socioafectiva de los educandos. Sin embargo, actualmente, dentro de los grupos más reflexivos en materia educativa, acrecienta la convicción de que ninguna perspectiva teórica puede erigirse, por sí, como suficiente para explicar y comprender la complejidad que encarna el proceso de enseñanza-aprendizaje. En este contexto, el momento actual como nunca antes demanda la búsqueda de la complementariedad entre las vertientes teóricas que, desde aspectos cardinales diferentes, han surgido explícitamente opuestas al modelo mecanicista; han constituido alternativas serias ante la simplificación, el reduccionismo y la fragmentación del conocimiento y; por encima de todo, guiadas por una quimera, han buscado la transformación de la sociedad. En este sentido, el principio epistémico de complementariedad resalta la deficiencia del ser humano de encauzar la realidad con un enfoque, abordaje o una sola perspectiva, en este sentido, la representación más rica de cualquier entidad, se lograría en la acción de la integración y aportes de diferentes perspectivas, métodos o disciplinas en la búsqueda de la totalidad de la red de relaciones entre ellos. Se fundamenta en tres elementos empíricos; tesis de la condición cuántica, implicaciones del postulado cuántico y la dualidad onda partícula. Consecuentemente a partir de lo anterior, La manera en la que se concibe, analiza y aborda el proceso educativo, se encuentra la compatibilidad de tres vertientes altamente complementarias. Aunque, surgieron en circunstancias, contextos y tiempos diferentes, hoy componen los referentes teóricos, por excelencia, de buena parte de los estudios y las reformas en el campo educativo. Estas perspectivas teóricas son las siguientes: la constructivista del conocimiento, la sistémica-compleja y la crítica para la transformación social, valorando desde la perspectiva de la complementariedad como pueden integrarse y/o complementarse de manera que constituyan un cuerpo teórico coherente y sólido, capaz de sustentar un modelo integrador, alternativo y transformador del proceso de enseñanza–aprendizaje. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDER-EGG, E., Acerca del conocimiento y del pensar científico. Ed. Lumen. Buenos Aires, Argentina. ARNTZ, W., CHASSE, B., VICENTE, M., (2006) ¿y TÚ QUE SABES?. ED Kier. 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