los métodos reductivos de las ciencias de la naturaleza

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LOS MÉTODOS REDUCTIVOS DE LAS CIENCIAS DE LA NATURALEZA
Introducción
La metodología se ocupa de estudiar los procedimientos a través de los cuales un
campo del saber alcanza sus conclusiones. La lógica sirve de fundamento a la
metodología, pero no se identifica con ella. En cierto modo ésta es una aplicación de la
lógica en el conocimiento de un sector concreto de la realidad.
Si asociamos a la ciencia una especial garantía respecto al valor de verdad de sus
afirmaciones sobre la realidad, ésta depende en gran medida del rigor lógico con que
procede. Es conveniente, por tanto, dilucidar los problemas lógicos y de procedimiento
que están implicados en la investigación científica.
Las cuestiones metodológicas son, en cierto modo, la concreción de los fundamentos
generales del saber humano. Quedan implícitos, pues, en la metodología, un gran
número de problemas cuya explicación corre a cargo de la metafísica, de la
antropología, de la filosofía del conocimiento, de la lógica, etc. No atenderemos
específicamente a ellos, aunque no debemos olvidarlos.
En las ciencias de la naturaleza se da una especial relación entre dos polos: la
experiencia sensible que nos pone de manifiesto lo observable del mundo, y el
pensamiento que trata de comprender el orden de ese mundo, partiendo de los datos
disponibles. La expresión madura de lo entendido exige un lenguaje capaz de reunir
pensamiento y experiencia, y de mantener el diálogo constante entre ambos: la
experiencia sirve referente de constrastación de las interpretaciones, y éstas deben
adecuadamente explicar –referirse a- lo observado. Es decir: el lenguaje con que una
ciencia expresa sus afirmaciones debe incluir la descripción de lo observado, las claves
de interpretación de esas observaciones y las interpretaciones mismas.
Noción general de los métodos reductivos
El conocimiento humano no alcanza sus resultados de un modo directo e inmediato más
que en muy pequeña parte. La mayoría de las cosas que sabemos han exigido un trabajo
que procede desde lo primeramente conocido hacia lo que, desde esa base, nos es
accesible. El proceso desde lo conocido a lo desconocido debe ser lúcidamente
controlado, pues viaja, por así decir, fiado en la propia capacidad lógica de quien lo
ejerce y no en la manifestación observable de la realidad. Es evidente que entonces se
trataría más bien de un conocimiento inmediato.
Los procedimientos fundamentales para acceder a nuevos conocimientos son dos: la
deducción y la reducción. Esta última puede denominarse también inducción, aunque
deberemos precisar su sentido estricto más adelante.
La deducción obedece a este esquema fundamental: Si A, entonces B. Es así que A,
luego B. La reducción, en cambio procede así: Si A, entondes B. Es así que B, luego
A.
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La deducción no ofrece especiales problemas lógicos y puede ser controlada con
garantías en su totalidad, una vez establecidos sus fundamentos. La reducción, en
cambio, no es lógicamente conclusiva y, sin embargo, constituye un puntal fundamental
en la investigación de las ciencias naturales. Su validez y condiciones constituye, pues,
el problema fundamental de la metodología científica.
El procedimiento de reducción puede llevarse a cabo de dos modos. La reducción
progresiva y la regresiva. La progresiva es así: Comienza por la premisa mayor,
desconocida en su valor de verdad; y procede hacia la menor, conocida o comprobable.
Este proceso e denomina verificación. La regresiva: Comienza por la premisa menor,
conocida, y procede hacia la mayor, desconocida. Se denomina explicación.
La denominación de método Hipotético Deductivo en las ciencias refiere a los dos
modos de la reducción. La elaboración de hipótesis –primer paso del método- es una
reducción regresiva; la deducción designa un proceso de reducción progresiva (no
propiamente deducción en sentido general)
Debemos aclarar, pues, los conceptos de explicación y de verificación.
La explicación puede indicar diversos sentidos. En primer lugar, puede referir a la
definición de un concepto o signo. La definición es un momento previo e independiente
del proceso reductivo, puesto que lo que con él quiere explicarse debe tener ya antes
“sentido”, es decir, haber sido definido. Este problema queda como implícito en nuestro
enfoque. Explicar, como proceso reductivo, significa: construir un sistema axiomático
en que se deduce el enunciado que se explica. Esto puede darse en dos condiciones: que
los enunciados explicatorios nos son conocidos en su verdad de antemano, o que no lo
son. Es decir: los enunciados explicativos se “construyen” desde y gracias a enunciado
que desea explicarse. El primer caso es más bien una deducción; el segundo es
propiamente reductivo.
La verificación es el segundo momento. Se trata de corroborar o rechazar el enunciado
explicativo alcanzado reductivamente. Procede así: del enunciado propuesto se deducen
nuevos enunciados, acudiendo a un sistema axiomático que contiene las leyes y reglas
de la lógica y otros enunciados reductivos con los que ya se cuenta. Los enunciados
deducidos deben ser comprobables en su valor de verdad en su terreno propio –
contrastables con la experiencia-. Después se llevan a cabo experimentos para determiar
la verdad o no de las deducciones. Los enunciados explicativos son, así, confirmados o
rechazados a través de lo que de ellos se deduce.
El sentido de la verificación es difícil de perfilar ¿Qué significa que un enunciado es
verificable? En las ciencias de la naturaleza el criterio fundamental reside en la
experiencia. Así pues, un enunciado es verificable si hay una situación experimentable
que es descrita por él. Está claro que esta condición puede ser tomada como
técnicamente posible o, al menos lógicamente posible. Es decir, que la naturaleza del
enunciado sea tal que corresponda con una descripción de un estado posible de la
naturaleza. Pero la definición de qué es observable es también problemática, ya que el
enunciado que lo define no es observable y, por tanto, no verificable según el mismo
criterio. Se ha intentado el criterio de intersubjetividad. Un enunciado científico debe
poder ser entendido del mismo modo por más de un observador. Esto no resulta
tampoco totalmente posible. Otro problema es que los enunciados universales nunca son
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observables, y no es posible la ciencia solamente con enunciados de tipo concreto. Se ha
determinado que un enunciado universal puede ser válido en la ciencia si es posible
deducir de él enunciados contrastables con la experiencia.
Téngase en cuenta, además, que los enunciados de la lógica no tienen referencia a la
experiencia -no tienen significado empírico- y que sin ellos es imposible formar un
sistema teórico. Por todo esto, de unos criterios estrictos se ha ido pasando a una mayor
tolerancia en la verificación, dejando un margen más amplio, en que, por ejemplo, las
leyes estadísticas –que no hablan de individuos- se puedan admitir como científicas.
La verificación arrastra el problema de todo el método reductivo: no cumple las leyes de
la lógica. Se ha propuesto un método alternativo: la falsación, como modo de superar
este problema, intentando así situar la investigación bajo el rigor inapelable de la
deducción. Se avanzaría más por “pasos negativos” –por rechazo de teorías- que por
verificaciones positivas, que nunca son definitivas. Habría, pues, una asimetría lógica
entre verificación y falsación. De todos modos, la salida no es más adecuada, porque
tal disimetría, en realidad, se difumina.
La estructura lógica de la falsación no es tanto: Si A, entonces B. Es así que no B, luego
no A. Sino que en realidad es: Si A y T, luego B; es así que no B; luego o no A o no
T. De este modo, si la teoría (T) es eficaz o útil en otros casos, tiende a rechazarse A y
no T, con lo que la indecisión lógica está presente igualmente en la falsación.
Esta es, a grandes rasgos, la descripción general del método reductivo que, como se ha
indicado de pasada, presupone las nociones de sistema axiomático y de la teoría del
significado en la definición de los términos.
Estructura de las ciencias de la naturaleza
En las denominadas ciencias empíricas, los enunciados que describen directamente la
eperiencia son fudamentales: punto de referencia y de contraste primordial. Es decir:
todo enunciado teórico que contradiga un enunciado correctamente descriptivo de la
experiencia directa deberá ser rechazado.
Se denomina enunciados protocolarios a los enunciados que describen las
observaciones experimentales. Toman el nombre del “protocolo” del trabajo en los
laboratorios. Estos enunciados deben contener: las coordenadas espacio-temporales de
la observación; las circunstancias en que se llevó a cabo; la descripción del fenómeno;
y, a menudo, el autor de la descripción.
Los enunciados protocolarios forman una clase no ordenada y que puede crecer
indefinidamente, que constituye el primer grado de los enunciados de la ciencia. En su
valoración se hacen presentes diversos problemas de compleja solución. En primer lugar
la delimitación misma de qué es una "observación relevante" dentro de una ciencia. Es
evidente que el criterio de selección no es a su vez un enunciado protocolario y que, por
tanto, no procede de enunciados protocolarios, ya que entonces se produciría un círculo
vicioso.
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Es preciso precisar qué es un fenómeno: un acontecimiento observable empíricamente.
Dejamos implícita esta cuestión. En cualquier caso, los enunciados protocolarios se
refieren a “hechos” concretos y tienen la forma lógica de enunciados singulares
afirmativos: “se da tal fenómeno”.
La explicación de los enunciados protocolarios viene después de ellos, por la
formulación de enunciados universales de los que se deducen, mediante teorías ya
existentes, y a base de la aplicación de las leyes y reglas de deducción lógica. Mientras
no se han verificado, las explicaciones tienen el valor de hipótesis; una vez verificadas
pasan a ser leyes científicas. Así pues, las hipótesis o leyes constituyen el segundo
grado de enunciados científicos, formulados por vía reductiva a partir de los
protocolarios. Estos enunciados tienen la forma lógica de enunciados universales
afirmativos: “para todos los casos se cumple tal condición”.
Las teorías guardan, respecto a las leyes o hipótesis de primer grado, una relación
semejante a la que hay entre los protocolarios y las leyes. En la ciencia hay, pues,
diversos grados de construcción lógica. La diferencia está en que las leyes y las teorías
son universales, no así los enunciados protocolarios. Pero como su universalidad es
menor que la teoría, la relación entre ambas sigue siendo reductiva.
El desarrollo de la explicación es, normalmente, el que sigue: Se acumulan nuevos
enunciados protocolarios, cuya explicación genera nuevas leyes. A su vez, las teorías
preestablecidas permiten la deducción de leyes. Si la teoría y lo que de ella se deduce no
basta para dar razón de las nuevas leyes, debe mejorarse y ampliarse. Si la disfunción es
notable, se tolera la teoría durante el tiempo en que se va buscando alguna alternativa.
Si se encuentra una nueva teoría que se revele eficaz, se va imponiendo en la comunidad
científica y vuelve a comenzar el proceso. Así ha sido en la historia de la ciencia, y no
parece que pueda ser de otro modo.
La verificación de hipótesis –leyes o teorías- es un momento clave de la investigación
científica. Se procede deduciendo nuevos enunciados protocolarios de las hipótesis
formuladas para los ya conocidos. Estos nuevos enunciados, aún no comprobados
empíricamente son “técnicamente protocolarios”, es decir de un nivel de expresión de
primer grado: hacen referencia a situaciones singulares.
Las hipótesis se considerarán verificadas si son confirmadas en muchos casos y si no
son refutadas en ninguno. Si algún caso las rebate -con las reservas antes indicadas- se
considerará refutada la hipótesis o la teoría, o se procederá a una reinterpretación del
caso. La mayor fuerza de la falsación proviene de que un sólo caso parece significar la
negación de la hipótesis, mientras que un caso afirmativo se muestra mucho menos
potente en su valor de contrastación. Es claro: una ley se caracteriza por su
universalidad, si un caso no la cumple, su carácter de ley es negado; mientras que una
confirmación positiva no afecta lógicamente a su universalidad, aunque sí al
“convencimiento” que de ello podamos tener. Esto es así porque un enunciado universal
afirmativo se puede convertir en la negación –prohibición- de un enunciado singular
afirmativo, es decir, en uno singular negativo: “no puede darse tal situación”. Si la
experiencia muestra que lo prohibido se da positivamente, la prohibición es falsa. De
todos modos, la ciencia es hoy más compleja, y el empleo de las “leyes estadísticas”
anula en buena parte el carácter pretendidamente categórico de la llamada falsación.
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Por esto son tan importantes las hipótesis que regulan la observación y que permiten
formular los enunciados protocolarios. No es posible un experimento sin hipótesis guía:
no hay “observaciones puras”, lo teórico siempre está presente, en todos los niveles.
Relación entre experiencia y pensamiento en las ciencias naturales
Sintetizando las ideas expuestas anteriormente, la forma básica de las ciencias naturales
es la siguiente. Los enunciados protocolarios son el criterio primordial: todo lo que los
contradiga debe abandonarse; pero la ciencia no está constituída solamente por
enunciados protocolarios, o generalizaciones suyas, sino que está formada por niveles
diversos. Básicamente: los protocolarios y las hipótesis, ya sean leyes o teorías. Éstas
últimas se alcanzan mediante procesos de carácter reductivo. Para llevar a cabo los
procesos intelectuales propios del conocimiento mediato, se exige contar con sistemas
axiomáticos, cuyo fundamento son los axiomas: Enunciados generales máximamente
alejados de la experiencia concreta.
Hay dos extremos. En el más teórico los axiomas del sistema, que en la expresión
madura de una teoría constituyen el fundamento desde el cual todo se deduce; y en el
extremo más concreto, los enunciados protocolarios, que son el criterio primordial del
sistema entero. De todos modos, como hemos comentado también, la amplitud y
sistematicidad de la construcción teórica tiene una notable “fuerza de permanencia”, que
no se abandona si no es ante una clara separación con las experiencias válidamente
descritas de que se dispone.
Hay un diálogo entre el polo teórico y el experimental, hecho de procesos reductivos y
deductivos, y de experimentos de contrastación: explicación y verificación. Pero en
último término, la ciencia acaba en un sistema axiomatizado que parte de los enunciados
más amplios o axiomas y llega a deducir a partir de ellos, usando la lógica, todos los
enunciados protocolarios que describen la experiencia que queda bajo la amplitud
explicativa de la teoría.
Tipos de enunciados explicativos
El proceso de explicación es primordial, como hemos visto. Debemos indicar los modos
principales que puede adoptar, puesto que cada uno conlleva problemas específicos.
Nos detenemos pues en un aspecto especialmente importante del proceso cognitivo
llevado a cabo en la tarea científica.
Los enunciados explicativos pueden ser de clases diversas: leyes de concomitancia y
leyes funcionales; leyes incondicionadas y estadísticas; explicaciones causales y
teleológicas. No trataremos el problema de las relaciones causales y teleológicas, por
alcanzar más allá de nuestro propósito, y porque en la consideración actual de la ciencia
quedan en una situación colateral y polémica.
En general todo enunciado explicativo afirma una cierta relación acerca de los
fenómenos. El tipo básico de esta relación es la condición –que deja fuera de su
afirmación (aceptándolos o negándolos) los aspectos ontológicos implicados- No indica
relación causal. Simplemente: A es una condición de B. La noción de causa puede
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transformarse en la más sencilla de condición con estas precisiones: causa significa tomada la noción en su sentido fenoménico- lo siguiente: una condición suficiente,
precedente o simultánea en el tiempo respecto al fenómeno y que guarda una cierta
relación espacial con él. La noción de condición es más propia de una conexión formal
entre fenómenos, o un aspecto formal del fenómeno, lo que mantiene la conexión
posible con el fundamento real.
Las condiciones pueden ser de tres tipos. Suficiente: A es condición suficiente de B si,
dado A, también se da B. Necesaria: A es condición necesaria de B si, si dándose B, se
da A. Suficiente-Necesaria: A es condición suficiente y necesaria de B si, A solamente
se da si se da B.
La ciencia, en su etapa clásica, solamente buscaba relaciones del tercer tipo, pero no
siempre es así actualmente, y en algunos saberes, es más frecuente encontrar los
primeros tipos: en las clasificaciones zoológicas, por ejemplo. Veamos los modos
principales de las relaciones que establecen las ciencias naturales.
Las leyes funcionales presentan esta forma general: Para todo A, F y G; siendo F y G
propiedades de A; la magnitud de F es una función (matemática) de la magnitud de G.
Son enunciados que contienen una doble generalización: todos los A –como en las no
funcionales-, y la función matemática que se traduce en un enunciado universal que
enlaza las dos magnitudes F y G. Se buscan leyes funcionales que sean condción
suficiente y necesaria de los fenómenos. en esta cuestión ocupa un lugar central la
inducción cuantitativa.
Las leyes estadísticas comezaron a emplearse en la sociología y se han extendido hacia
otras ciencias. Su peculiaridad es que no tratan acerca de individuos en particular, sino
de clases de éstos. Por esto reciben el nombre de leyes indeterminísticas: su exactitud
matemática no afecta directamente a los casos concretos. En cierto modo, las leyes no
estadísticas pueden considerarse un caso especial de ellas: las que se cumplen en el cien
por cien de los casos. En cuanto a su naturaleza interna, pueden ser tanto condicionales,
como causales o funcionales.
La presencia de la probabilidad y la estadística en la investigación científica es de gran
importancia. Tengamos en cuenta que la noción de probabilidad puede referirse tanto a
los hechos: probabilidad calculable (numérica); o a las hipótesis mismas en su valor de
verdad: probabilidad no calculable (credibilidad).
Atendamos a la probabilidad hipotética, ya que afecta al núcleo del tema. Se basa, en
último término, en los enunciados protocolarios, pero directamente recae en la
estadística. Tiene esta estructura: de m casos de la clase A, n pertenecen también a B.
Como no disponemos de “todos los casos de una clase”, no parece que podamos saber
que la selección es representativa ni, por tanto, que podamos realizar una generalización
a partir de ellos, ni está claro cómo queda garantizada la definición misma de la clase o
tipo. Además, cuando nos movemos en un plano estadístico, no sabemos en concreto
algo sobre el caso singular –sobre el individuo-, sino sólo respecto de la clase.
En la aplicación sociológica de la estadística se ponen especialmente de relieve los
problemas que conlleva el método, ya que la selección de la muestra debe ser
representativa –neutral respecto al resultado que se busca- y las correlaciones posibles
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entre los aspectos seleccionados –si no es segura su idependencia mútua- son muy
complejas.
En las ciencias naturales, la garantía del uso estadístico depende de presupuestos
previos como son: el determinismo, la pertenencia a un sistema concluso, la conexión y
el principio de simplicidad.
Naturaleza y problemas de la inducción científica
La inducción es una forma de reducción muy empleada, pero es preciso definir bien el
concepto, puesto que puede tomarse en diversos sentidos.
La inducción impropia es usada en matemáticas: Si F corresponde a 1, y, si también
a n, a n+1, entonces F corresponde a todo número. Nótese que es más bien una
deducción que una reducción: las premisas alcanzan toda la universalidad de la
conclusión.
La inducción total o completa tampoco es una verdadera inducción, por los mismos
motivos. Si son conocidos todos los casos, la conclusión general está ya abarcada en las
premisas. La inducción total no es aplicable a las leyes y teorías de las ciencias de la
naturaleza, ya que no nos es posible observar todos los casos.
En la lógica clásica se hace notar que el proceso de abstracción es de naturaleza
inductiva, pero esta función no pertenece al modo científico de trabajar, aunque toca
centralmente el problema de la validez de las definiciones.
La inducción propia es un procedimiento fundamentalemente amplificativo para llegar
a conclusiones, gracias al cual se establecen enunciados. Procede de algunos
particulares a lo general: de casos a leyes, de leyes a teorías. Está pues en el núcleo de
los métodos reductivos y, como se sabe, no es lógicamente concluyente. ¿Con qué
derecho se emplea?
La inducción propia puede clasificarse de modos diversos en función del criterio
empleado: según el objeto puede ser primaria –de casos a leyes- o secundaria –de leyes
a teorías-. Según la clase de los enunciados puede ser: cuantitativa: concomitancia;
incodicionada: función; o estadística: funciones estadísticas. Según el método puede
ser: inclusiva: reúne enunciados deducibles del explicatorio; o exclusiva: rechaza las
hipótesis alternativas.
En la inducción inclusiva es relevante el número de casos observados, pero en buena
lógica, nunca queda garantizada la generalización a partir de ellos. Debemos tener en
cuenta, de todos modos, que las leyes o teorías explicativas “se construyen” para
explicar los casos, pero no derivan inductivamente de ellos.
En la inducción exclusiva, mucho más empleada, importa la naturaleza y
diferenciación de las diversas hipótesis alternativas. Los problemas que hemos visto en
la verificación y en la falsación tienen aquí su asiento, y no parece que puedan
resolverse. No tenemos razón alguna para pensar que solamente son posibles las
hipótesis pensadas por nosotros.
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Sistema teórico e inducción
En la investigación científica, para establecer leyes o teorías, lo decisivo es la conexión
axiomática y el criterio de simplicidad.
Ya que la inducción propia no da garantía por sí misma. La conexión axiomática con
otras leyes y con la totalidad del sistema científico es un factor que aumenta
notablemente la credibilidad de una hipótesis. Para algunos autores este es el criterio
principal. Toda hipótesis que esté desconectada del sistema permanece como hipótesis
de trabajo que tiene solamente uso en el ámbito determinado para el que se ha
planteado y de modo provisional.
Junto a la sistematicidad, el criterio de simplicidad es también una regla fundamental en
la investigación: Si dos hipótesis explican un enunciado dado, debe escogerse la más
sencilla. Es tenido en cuenta para la eliminación de hipótesis.
En definitiva, para la inducción cualitativa, se exigen cuatro postulados mínimos:
determinismo, sistema concluso, conexión sistemática y simplicidad. Junto a ello, las
cuatro reglas siguientes: Se bucan las condiciones, se supone su pertenencia a un
sistema dado, se escogen las hipótesis más conexas con el sistema y la más sencilla de
ellas.
La historia de la ciencia ha mostrado las inmensas posibilidades de estos
procedimientos. De hecho parece que, no se sabe como, pero funciona.