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Filosofía y crítica de la ciencia: Qué es un paradigma febrero 26, 2014

Las Ideas y su desarrollo

¿De dónde vienen las ideas? En la actualidad, cuando el científico aficionado casi se ha extinguido, principalmente contribuyen con nuevas ideas aquellos que han sido entrenados formalmente (y muy rara vez, educados) en una disciplina particular. Hay al menos dos implicaciones de este hecho. (1) Los individuos gastan gran cantidad de tiempo en aprender las leyes y métodos de su disciplina particular. (2) Estos individuos tratan de ser más inteligentes, al menos como se les mide por los métodos ordinarios de prueba. Aproximadamente el 10% de los individuos en un campo determinado contribuyen con más de la mitad de las publicaciones científicas. Aproximadamente la mitad de los Doctores publican al menos un solo artículo durante su carrera, aquellos sin grado de Doctor  difícilmente publicarán alguna vez. Aunque los artículos publicados usualmente no contienen nuevas ideas, su publicación es casi siempre necesaria para comunicar alguna. El material no publicado, no importa que tan original sea, no tiene oportunidad de influir en la dirección de la ciencia.

Hay algunas características personales que parecen distinguir aquellos científicos más creativos de los menos creativos. Los científicos creativos tienen un amplio rango de intereses, que pueden variar sobre toda la experiencia humana. Lo que a veces se señala como estrechez de miras, no es más que poca sociabilidad, una escasa tolerancia a lo trivial, o intereses fuera de lo común- Los científicos creativos pueden tolerar la autoridad, pero definitivamente no la animan.   Así, tienen a menudo problemas con las figuras de la autoridad.

La observación y las encuestas que se han hecho entre los científicos convienen en por lo menos una característica importante de la personalidad de los científicos creativos:  son independientes.  Sin embargo, un equipo puede ser útil si los miembros se estimulan mutuamente proporcionando diversas visiones e información que cada uno puede entonces integrar para su trabajo.

Desde lejos, la ciencia se ve no como descubrimientos que fluyen suavemente de lo que está «allá afuera»;  hay comienzos falsos, períodos del estancamiento y controversias importantes, así como grandes saltos adelante.  Dentro de los progresos principales, hay innumerables movimientos, retrocesos, corrientes y contracorrientes más pequeños.  Aunque pueden ser fascinantes estos pequeños movimientos, no haremos caso de ellos;  cualquier historia detallada requiere volúmenes; y nosotros sólo tenemos unos párrafos.

Los comienzos de la ciencia en su sentido moderno pueden ponerse en uno de los muchos eventos que ocurrieron a lo largo de muchos siglos, con casi igual precisión. Podemos usar el año 1210, cuando la Física de Aristóteles llegó a ser bien conocida para ser prohibida en París; o 1245, cuando era exigido el conocimiento de Aristóteles para obtener el grado de Maestro en la Universidad de París. Algunos consideran que fue un período crítico para la ciencia los primeros contactos entre Europa Occidental y el Mundo Musulmán en la sangrienta invasión del año 1097 que culminaron en la seducción de los bárbaros occidentales por una combinación de conocimiento griego y árabe. Leonardo da Vinci (1452-1519) puede también ser identificado como uno de los padres de la ciencia.

De todos modos, a mediados del siglo 16,  ocurrían progresos muy importantes.  En 1543 Vesalius y Copérnico publicaron sus importantes trabajos sobre anatomía y astronomía, respectivamente.  El siglo 16 produjo una inundación de nuevos conceptos y resultados.  Muchos historiadores ven el siglo 18 como opaco para la ciencia, pero esto sólo si se compara con los siglos 17 y 18.  Los historiadores prestan atención a las áreas científicas más fructíferas del siglo 17 como la astronomía (Galileo y Kepler) y la física (Galileo y Newton);  sin embargo, la biología también hizo grandes progresos (Harvey y Leeuwenhoek).

Para el siglo 19, la ciencia adelantaba en casi todas las áreas. La consideración de la historia de la ciencia nos trae algunas conclusiones tentativas. Primero, hay muy pocos ejemplos de contribuciones aisladas.  El estímulo a otros es importante en la generación de ideas y los nuevos conceptos tienden a ser agrupados en períodos de tiempo, como se habla de los siglos 17 y 19, y en grupos donde la comunicación es relativamente fácil, como Europa y Grecia. Segundo, hay algunas cosas acerca de una cultura en particular y su forma de pensamiento que puede facilitar o retrasar el desarrollo científico.

Por organización, podemos dividir el desarrollo de nuevos conceptos en cuatro etapas: (1) Surge un problema relacionado con un concepto aceptado y ese problema debe ser evidente. (2) Los científicos involucrados tienen suficiente conocimiento en esa área. (3) El concepto previamente aceptado, es reformulado o un nuevo concepto lo sustituye. (4) El nuevo concepto debe desarrollarse de manera saludable.

La importancia de las soluciones provisionales y múltiples

De modo realista, todas las soluciones científicas son soluciones provisionales. Las soluciones con las que estamos comprometidos por el momento son aquellas conocidas por ser incompletas o inadecuadas cuando se les expone. Un científico necesita mucha información sobre un problema particular en orden a formular un nuevo concepto significativo. Por supuesto, esta información no lleva necesariamente a nuevo concepto.

Charles Darwin tuvo que adquirir una gran cantidad de conocimiento antes de que formulara el marco de su revolucionaria hipótesis. Se familiarizó con un amplio rango de evidencias de diferentes ciencias como la biología, la geología y la paleontología. Es decir, Darwin, como otros innovadores, estaba parado sobre los hombros de sus predecesores y contemporáneos. Ellos pusieron parte de las bases relativas a la evidencia alrededor del problema de las especies. Además, Darwin fue un excelente y cuidados observador y tuvo la oportunidad de realizar muchas observaciones originales a lo largo de su viaje de cinco años abordo del Beagle. Aunque no llegó a la presentación formal de su teoría sino después de 20 años, su fundamentación e inmersión en el problema, fue básica para la formulación de la nueva hipótesis.

La tercera etapa en el desarrollo de conceptos tiene que ver con la sustitución de los viejos esquemas conceptuales por otros nuevos, o la reformulación de los ya aceptados. La mayoría de las innovaciones científicas son el producto de muchas mentes. En el caso de la hipótesis de la evolución hubo muchas pistas anteriores, incluyendo varios relativamente bien desarrollados sistemas anteriores al de Darwin.

Para 1809 Lamarck propuso una teoría de la evolución que pudo servir como trampolín para una investigación más profunda. Wallace tenía una teoría de la evolución que se acercaba mucho a la de Darwin y que de hecho la posición de Darwin se presentó originalmente en conjunto con la de Wallace. Hubo otros varios científicos y filósofos de la naturaleza de principios del siglo 19 que tenían una amplia variedad de hipótesis acerca de la evolución. En el “Esbozo Histórico” que acompañaba el Origen de las Especies Darwin menciona a 22 escritores del siglo 19 que tenían varios tipos de teorías evolutivas en diversas fases de desarrollo.

¿Por qué entonces se llegó a considerar a Darwin como el principal foco en el desarrollo de la teoría de la evolución? ¿Qué había en la teoría de Darwin que llevó a la repentina muerte de la teoría de la creación especial? ¿Por qué tuvo tan fuerte impacto la presentación de Darwin cuando había muchos otros en ese campo?

A pesar de su impacto y del hecho de que era más aceptable que los conceptos anteriores, la teoría de la selección natural de Darwin era realmente inadecuada salvo como solución provisional. Una gran parte de su desarrollo posterior vino a través del trabajo en genética

Es muy interesante que el primer trabajo de Mendel en genética fue presentado sólo a unos pocos años después de la publicación del Origen de las Especies, pero aquellos que estaban pendientes del trabajo de Mendel, fallaron en apreciar la importancia de esta teoría para la teoría de la evolución Para resumir este punto, un concepto importante no es una cosa estática. Nueva evidencia y nuevas ideas se continuarán cosechando.

Darwin reconoció el carácter incompleto de su trabajo en la Introducción del Origen de las Especies:

“Nadie debe sentir sorpresa de lo mucho que queda todavía sin explicar en relación con el origen de las especies y variedades, si se hace la debida consideración de nuestra profunda ignorancia respecto de las mutuas relaciones de los muchos seres que viven a nuestro alrededor… Aunque mucho permanece oscuro, y así permanecerá por mucho tiempo… estoy convencido de que la selección natural será la parte más importante, aunque no única, de los medios de modificación”.,

¿Cómo se admite que este concepto de la evolución deja muchos datos oscuros o inexplicados, y sin embargo es uno de los esquemas científicos más importantes hasta la fecha? Darwin ayuda a los científicos de dos maneras: da una dirección para la investigación y la identificación de algunas de las lagunas de su teoría. Una de las más útiles funciones de cualquier teoría científica es dirigir las investigaciones. La teoría de Darwin orienta un abundante trabajo, particularmente en aquellas áreas donde es obviamente débil.   Cuando el trabajo de Mendel fue redescubierto, éste no sólo llenó algunos faltantes en la teoría de Darwin, sino que en sí mismo le dio una dirección en virtud de que estaba integrado en la teoría evolutiva.

El mundo sería un lugar más ordenado si nosotros pudiéramos estar seguros de que no hay más que una sola solución para un problema particular. Desafortunadamente, en la ciencia nos enfrentamos a menudo con situaciones donde hay más de una solución posible. Cuando un estudiante pregunta “¿pero por qué es esta la respuesta correcta?” está suponiendo que realmente existe “una respuesta correcta”. Los científicos están comprometidos con aquellas respuestas que permiten organizar los datos y que son provechosas para posteriores investigaciones. Un buen ejemplo de múltiples soluciones a un problema se refiere a la naturaleza de la luz. ¿La luz es una forma de onda, está compuesta de partículas o hay otras posibilidades? La respuesta correcta para un científico depende de su uso de la luz. En algunos tipos de investigación es más útil asumir que es una forma de onda, en otros tomarla como una forma de partícula es más útil. Si la luz es “realmente” una forma de onda o una partícula todavía no tiene respuesta.

Paradigmas Científicos

Como muchos otros términos introducidos en este libro, “paradigma científico” es difícil de definir. Se refiere al complejo total de una ciencia. Incluye su lenguaje, teorías esquemas conceptuales, métodos y límites de la ciencia.  Determina qué aspectos del mundo estudian los científicos y los tipos de explicación que consideran. Lo más importante, incluye de qué manera ve el científico los datos, leyes y teorías de su ciencia. Aunque un paradigma científico contiene todos estos elementos, muchos paradigmas son identificados sólo por un concepto clave.

En la historia de cualquier ciencia, hay ocasiones en las que diferentes científicos ven el mundo a través de paradigmas en conflicto. Cuando esto ocurre hay un desacuerdo acerca de algunos de los principios básicos de la ciencia, y los científicos usan las armas de la argumentación, la identificación de hechos relevantes, intuiciones y presentación de nuevos datos en un intento por convencer a otros científicos en su campo de que un paradigma es mejor o más realista que otro. Estos conflictos muestran que los paradigmas científicos son una parte integral de la ciencia.

El concepto de paradigma científico fue introducido sistemáticamente en un libro muy informativo de Thomas Kuhn titulado La Estructura de las Revoluciones Científicas, publicado en 1962. Cuando alguien observa un fenómeno, no está viendo hechos puros que entonces puede interpretar; en lugar de eso, él ve fenómenos interpretados. Hay una gran diferencia entre decir que alguien ve un fenómeno y entonces lo interpreta y decir que alguien ve fenómenos interpretados. Esta última parece ser la correcta.

Figura 1

Consideremos la Figura 1. Ustedes pueden ver una caja con las esquinas 1 y 2 en la esquina de abajo al frente, o puede ver una caja con las esquinas 1 y 2 abajo atrás. Estas dos maneras de ver la caja chocan, porque ustedes no pueden verlas de ambas maneras simultáneamente. (si todavía no han visto las cajas en conflicto, miren cualquier esquina; si la ven como una esquina exterior, mírenla fijamente mientras se la imaginan como una esquina interior o viceversa). El punto importante es que ustedes ven una caja, en lugar de líneas sobre el papel. No ven las líneas como de dos dimensiones, porque las ven en diferentes planos. Ustedes están interpretando mientras las observan, más que observarlas y entonces interpretarlas.

Figura 2

Consideremos la Figura 2. Aquí probablemente ven seis áreas negras. Ahora miren las figuras interiores. ¿Ven algo? Miren el entorno blanco más que las áreas negras, así ven unas letras difíciles de ver sólo con lo negro. De esta manera ustedes lo ven como una página escrita y no como simples marcas en el papel, ustedes ven letras. Cuando miran una hoja que contiene palabras en un alfabeto extraño, pueden meramente ver marcas en el papel. Así se le presenta esta página a alguien que no sabe leer nuestro alfabeto.

Ahora veamos la Figura 3. La línea horizontal de abajo se ve más corta, ¿no es así? Y las cuatro líneas de la derecha no parecen ser completamente verticales. Sin embargo, lo que ustedes pueden ver y lo que pueden medir en estos casos es muy diferente. Las líneas horizontales son ciertamente de igual largo y las líneas verticales son paralelas.

Figura 3

Ni en la figura 2 ni en la figura 1 pueden ustedes ver una cosa a un tiempo e interpretar otra cosa al mismo tiempo. Una interpretación es coincidentemente única una vez que el individuo aprende un paradigma científico, el mundo de esa ciencia se convierte en un mundo distinto. Él ve las cosas diferente de cómo las veía antes.

Lo que puede parecer central para su visión antes de aprender el paradigma puede ahora pasar a ser meramente un fondo o un fenómeno de segundo orden. Como en la figura 2, cuando ustedes aprenden a ver los espacios en blanco como “THE”, las marcas negras se hacen fondo. En las series de letras habrán notado que ciertas letras vienen en el alfabeto primero que otras, pero cuando ustedes aprenden el sistema, ese viene a ser un asunto irrelevante.

El escritor de un libro de texto científico tiene un problema muy difícil: él sabe el paradigma de la ciencia y está tratando de enseñar la ciencia a personas que no conocen ese paradigma. Muchos científicos piensan que todo lo que ellos tienen que hacer es presentar los hechos importantes, leyes y explicaciones, y si el estudiante aprende esto, entonces conoce la ciencia. ¡Pero no! El estudiante, antes de conocer una ciencia, debe aprender a ver los hechos, leyes y explicaciones en cierta manera –debe aprender un paradigma.

El paradigma no se puede sacar de los datos, ni tampoco de las leyes. Los científicos aceptan los paradigmas más que derivarlos. El paradigma está asociado con la forma en que un científico ve un conjunto de fenómenos.

Conocer el paradigma científico es esencial para extender la ciencia, de la misma forma en que entender la serie fue necesario para su extensión.

Consideren lo que puede ocurrir si ustedes intentan aprender un nuevo y extraño idioma. Ustedes pueden memorizar cada palabra e incluso ser capaz de hablar el idioma. También puden aprender las reglas, estructura y relaciones en el idioma. Las reglas son aprendidas lenta y dolorosamente, pero ellas llegan a ser automáticas, dando sentido a los mensajes en ese idioma.

Para ver cómo los paradigmas de diferentes ciencias pueden ser asociados con un evento singular, vamos a considerar una persona comiendo espagueti. Supongamos que un físico, un químico, un biólogo, un psicólogo y un antropólogo están viendo todos la misma situación conforme a su propio paradigma.

El físico puede ver el tenedor como un cuerpo rígido que está siendo usado como un elevador. Puede estar interesado en el problema de agarrar el espagueti con el tenedor, y puede notar que la fuerza de fricción tiene de a ser menor que la suma de la proyección de la fuerza gravitacional tangencial al plano del tenedor y la inercia del espagueti. El químico puede notar que el hombre está comiendo una harina, un homopolisacárido que resulta en glucosa cuando es completamente hidrolizada por los ácidos; puede apreciar el hecho de que la glucosa es una buena fuente de energía para el que se alimenta. El biólogo puede clasificar el espagueti, estableciendo que viene de determinada avena, o puede decir que es tragado de modo coordinado con la lengua, que inicia el peristaltismo. El psicólogo puede notar que a través de la experiencia el hombre ha aprendido a manipular hábilmente el tenedor y la cuchara (aunque a veces pierde el espagueti, causando una frustración medible), y que, debido al condicionamiento, el hombre saliva antes de que el espagueti llegue a la boca. El psicólogo también puede notar la dilatación de la pupila del que cena, indicando que el hombre disfruta el espagueti. El antropólogo puede notar que el espagueti es una fuente culturalmente aceptable de comida para ciertas subculturas occidentales y que es una parte integrante de ciertas funciones sociales, (tales como una cena de espaguetis).

Galileo explicó la limitación de la bomba de succión mediante una hipótesis ad hoc sugiriendo que una columna de agua se rompe aproximadamente a los 11.22 metros y entonces no puede succionar más allá de eso. La misma idea puede ser ilustrada por el estiramiento de una bola de chicle. Llega un punto en que se rompe. Ustedes pueden intentar estirar una gota de agua por una corta distancia tocándola en un punto y empujándola; notarán que es muy difícil porque la gota pronto se rompe. Galileo entendió que el agua se rompe por su propio peso aproximadamente a los 11.22 metros y entonces ese es el límite de la bomba.

Evangelista Torricelli, un estudiante de Galileo, se interesó en este fenómeno, y por alguna razón, no aceptó las explicaciones de Galileo. Torricelli imaginó un nuevo esquema conceptual en el que la razón por la que el agua sube en la bomba de succión se debe a que el agua se encuentra en un océano de aire y el aire empuja el agua hacia abajo. Si el aire es removido por debajo de un punto, el aire empuja hacia abajo el resto del agua forzándola por el área del que el aire fue removido. Ustedes pueden observar este mismo fenómeno poniendo un barco en un tubo de agua. El barco forza al agua por debajo de sí y el agua lo compensa subiendo por los costados del barco. La explicación de Torriccelli de por qué el agua sube sólo 11.22 metros es análoga a la del barco. El barco desplazó sólo tanta agua como su peso. El agua que sube en la bomba, sube sólo hasta su peso. Por encima del agua que subió, Torriccelli pensó, ¡tenemos un vacío! Probó su teoría como mejor a la otra. Aunque el viejo paradigma siguió el nuevo paradigma, llegó a ser la forma en que la mayoría de los científicos vieron el tema.

Experimento de Torricelli

Sin embargo, en las ciencia sociales, ningún esquema ha sido jamás aceptado por todos los científicos. Es la falta de paradigmas consistentes lo que lleva a algunas personas a creer que las ciencias sociales no son ciencias.

Cuando dos individuos en una ciencia miran el evento de la misma manera desde diferentes paradigmas, ellos ven simultáneamente diferentes cosas, diferentes hechos como asunto central de la ciencia. En un sentido ellos ven atrás al otro. Los autores de los libros de texto introductorios en las ciencia sociales a menudo presentan algunos hechos en un paradigma y otros hechos en otro. La presentación conflictiva lleva a los estudiantes a una confusión, quien así se hace una visión incoherente de ese campo.