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Teoría y Experimentación 1 La Elaboración de Modelos Teóricos


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Capítulo 4

 

Teoría y Experimentación

 

4.1 La Elaboración de Modelos Teóricos

    Los problemas relativos a la organización de los datos, que discutimos en el capítulo precedente, nos llevan a la necesidad de considerar el papel de la teoría dentro del proceso de investigación: ¿Cómo encontrar, para un conjunto determinado de datos, la teoría que resulte más adecuada a ellos? ¿Cómo saber si nuestras teorías son ciertas o no? Enfrentado a estos problemas epistemológicos los científicos han ido elaborando respuestas que, depuradas y sistematizadas con el correr del tiempo, han ido configurando las bases de lo que hoy llamamos el método científico.

    Volvamos un instante, para encontrar algunas claves de interés, al ejemplo inicial de la astronomía. Recordará el lector que casi todos los cuerpos celestes se mueven de un modo regular, lentamente, durante el curso de la noche, y que a su vez tienen otro movimiento aparente que los desplaza poco a poco en el curso del año solar. Estos movimientos pueden ser comprendidos o interpretados si postulamos que tales cuerpos describen a nuestro alrededor algo así como inmensos círculos. Tal conclusión es el resultado casi directo de la observación, ciertamente muy poco elaborado, al que ya la humanidad llegó hace varios milenios. Pero, y eso es lo que queremos destacar aquí, no es simplemente observación: es algo más. Supone una formulación abstracta "la idea de círculo" a la luz de la cual interpretamos la observación, proponiendo un elemental modelo teórico para organizar la experiencia. [No damos aquí a la palabra "modelo" la denotación que es usual en la Teoría de Sistemas, sino la más directa de construcción intelectual que permite representar, organizadamente, diversos aspectos de un todo complejo. Ella se aproxima a la acepción que, por ejemplo, utiliza Granger, Gilles Gastón, en "La Explicación en las Ciencias Sociales", en Piaget, Jean (comp.), La Explicación en Ciencia, Ed. Martínez Roca, Barcelona, 1973, pp. 155 a 158.] Podemos ir enriqueciendo tal modelo añadiéndole, por ejemplo, la idea de velocidad, para así distinguir los dos tipos de movimientos que mencionábamos al comienzo de este párrafo, y otros elementos que lo enriquezcan. De este modo se podrá ir ampliando poco a poco, para poder adaptarse mejor al conjunto de hechos observados.

El modelo teórico elaborado se compondrá, por lo tanto, de un conjunto de relaciones específicas entre conceptos que, llegado cierto punto, podremos llamar una teoría. [No toda elaboración intelectual, por cierto, tiene la consistencia y el nivel de generalidad que permiten llamarla, en propiedad, una teoría. Pero en este capítulo utilizaremos el término en un sentido amplio, mucho más flexible que el que suele dársele en la bibliografía especializada.] Por supuesto, casi cualquier observación imaginable requiere de conceptos, de definiciones y de relaciones para poder siquiera expresarse: el lenguaje que utilizamos para describir algo, aun la experiencia más sencilla, ya está cargado de sentido y apunta hacia ciertos modelos básicos que nos permiten comprender lo que percibimos. Pero de allí en adelante se presenta una labor de reflexión y de sistematización que es imprescindible para lograr captar la realidad con mayor profundidad.

    El simple modelo teórico que acabamos de poner como ejemplo nos sirve para describir el comportamiento de los objetos; se trata de una forma en que nuestro intelecto organiza las percepciones de los sentidos, las observaciones, de modo tal de darles congruencia y de vincularlas entre sí. Obviamente, podrían proponerse infinidad de modelos teóricos diferentes para un mismo objeto: nuestra imaginación puede volar libremente, construyendo una variedad de posibles abstracciones, pero esto no es lo que interesa a la ciencia, es simplemente el ejercicio de la fantasía. Lo importante para el científico es elaborar modelos que se correspondan, lo más ajustadamente posible, con las percepciones empíricas acumuladas, con todas ellas, de modo tal que los mismos operen como adecuadas representaciones de la realidad. De allí la importancia de la verificación, del proceso que permite confrontar los datos con la teoría para analizar si ésta concuerda con los fenómenos observados.

    A partir de las proposiciones teóricas que elaboremos podrán deducirse, además, consecuencias que nos lleven a ahondar el conocimiento de los fenómenos, a relacionarlos entre sí, a prever otros sucesos que ocurrirán si nuestro modelo es válido. Si es cierto que un objeto, una estrella por ejemplo, gira describiendo un círculo, entonces podremos deducir en qué momento se encontrará en una determinada posición.

La previsión, aunque no sea enteramente exacta, está íntimamente ligada a la construcción de modelos teóricos. Pero no es, como a veces se afirma, un requisito previo e imprescindible para decidir si un modelo es científico o no: es, más bien, un síntoma de madurez en una ciencia, porque implica que ésta ha alcanzado a formular modelos teóricos suficientemente completos y ajustados a los hechos, que se han comprendido los principales factores que desencadenan un fenómeno. Si existen discrepancias entre lo que se prevé y lo que luego efectivamente sucede ello puede deberse a una tosca medición de lo que estamos estudiando o a una imperfección del pensamiento teórico con que lo interpretamos. El modelo teórico inicial, en el segundo caso, debe entonces ser reformulado, ajustándolo y afirmándolo para obtener una mejor correspondencia con lo empírico. Para el ejemplo anterior, una elipse representa un adelanto que corrige las inconsistencias que surgen con la observación cuando suponemos que los planetas giran en órbitas circulares. Así, en un proceso de modificaciones sucesivas, es que puede profundizarse en el conocimiento de las cosas; así, aunque no de un modo tan sencillo como quizás lo muestren nuestros ejemplos, es que ha ido levantándose el edificio de la ciencia.

4.2. El Método Experimental

Para quien no conoce de primera mano en qué consiste la práctica de la investigación científica ésta se halla ligada, casi inseparablemente, a la ejecución de experimentos. El profano se imagina siempre al científico con una bata blanca y una probeta en la mano o manejando delicados instrumentos en una sala llena de aparatos relucientes. Esta imagen no se corresponde, como ya el lector lo habrá comprendido, con la variedad de tareas que desarrolla el investigador en muy diferentes campos de estudio. Pero, aun cuando exista un mito con respecto a la experimentación, no puede negarse que ella ha cumplido un papel de fundamental importancia en el surgimiento de la ciencia moderna y que sigue siendo un elemento de incalculable significación en muchas disciplinas.

    En el lenguaje cotidiano experimentar significar probar o ensayar una cosa, sentir o vivir algo en la práctica. En el lenguaje científico un experimento es un método específico que se utiliza para poner a prueba la validez de una afirmación o hipótesis: consiste en generar, artificialmente, los fenómenos que se desea estudiar para poder observar así, sistemáticamente, el comportamiento de los objetos. [V. Sabino, C., El Proceso..., Op. Cit., pp 94 a 101.] El investigador manipula, en su experimento, los objetos de estudio, con lo cual tiene la oportunidad de realizar observaciones sistemáticas y comparativas. La recolección de datos, de este modo, se hace más activa, pues no se reduce a esperar o escoger las condiciones en que se produzcan los fenómenos de interés, sino que se basa sobre la producción misma de lo que se pretende conocer.

    Pero esta manipulación, y he ahí lo interesante, no se realiza al azar. Se hace de tal manera que permita poner a prueba la validez y el alcance de los modelos teóricos que el científico ha elaborado. Si suponemos que un catalizador, por ejemplo, acelera una determinada reacción química, procederemos a colocar dicho catalizador en el lugar donde tiene efecto la reacción, tomaremos el tiempo que ésta demora en producirse y luego compararemos éste con el que corresponde a una reacción sin la presencia del catalizador; trataremos, además, que todas las otras circunstancias que puedan afectar el fenómeno (temperatura, presión, etc.) sean las mismas en ambos casos, para estar lo más seguros posibles de que las diferencias en el tiempo de reacción se deben a la presencia del catalizador y no a otros factores intervinientes.

    Por ello la preparación previa del experimento y el control sobre su desarrollo resultan cruciales para que éste tenga real validez como método de verificación. Si el investigador no realiza las cosas de esta manera la experimentación deja de ser tal para reducirse a mera observación y no sirve para poner a prueba la hipótesis, el modelo teórico que queremos verificar: obtendremos en ese caso, tal vez, informaciones interesantes, pero en definitiva estaremos sujetos a lo que ocurra espontáneamente en nuestro entorno. Si, en cambio, se carece de una hipótesis, tampoco se alcanzarán los requisitos que definen al método experimental: se realizarán en todo caso tanteos, pruebas al azar que pueden ser más o menos interesantes y tal vez muy estimulantes para el científico, pero el método que estaremos siguiendo no será en el fondo otra cosa que el viejo sistema de ensayo y error que todos, en ciertas circunstancias, utilizamos en la práctica.

    Estas características hacen de la experimentación un método más complejo que las técnicas de recolección y clasificación vistas hasta ahora, por lo que se explica que, históricamente, haya aparecido mucho más tarde. Por otra parte, dado que su esencia consiste en la manipulación de los objetos de estudio y en la generación artificial de hechos en el laboratorio, su práctica ha resultado imposible para los astrónomos -que sólo hoy, gracias a los viajes espaciales, pueden utilizarla muy limitadamente- y para muchas otras disciplinas científicas. A los estudiosos del hombre, de la sociedad y su comportamiento, se les imponen también rígidas limitaciones -prácticas y éticas- que es imposible sobrepasar.

    Pero en otras ciencias su valor y su fecundidad difícilmente puedan se exagerados, por la solidez de los conocimientos que proporciona y por la libertad que confiere al investigador, no sujeto a lo que la naturaleza quiera mostrarle. Si bien es cierto que podemos encontrar ejemplos de experimentos en la antigüedad ha sido mucho más recientemente, a partir del Renacimiento, que este método ha comenzado a desplegarse y seguirse de un modo general. [Se sabe que Empédocles de Agrigento hizo interesantes experimentos sobre el aire, así como son también conocidos los trabajos de Anaxágoras y de Arquímedes.] La física, gracias a los trabajos innovadores de Galileo Galilei, dio los primeros pasos en este sentido.

    Galileo poseía una combinación de talentos muy renacentista, que lo habilitaba para abrir nuevos derroteros en el campo de la investigación: no sólo era versado en matemáticas, en filosofía y en las obras de la antigüedad griega, sino que también aunaba a su razonamiento riguroso y claro una capacidad y una inclinación indudables hacia el trabajo artesanal, lo que le permitía confeccionar con sus propias manos los aparatos e instrumentos que necesitaba para la investigación. Era un teórico agudo, implacable en sus deducciones, pero no se conformaba con esto: sostenía que era preciso controlar con la experiencia los resultados del razonamiento. Por eso se dedicó a experimentar sobre gran variedad de problemas que planteaban las ciencias de su época, conociéndose sus trabajos sobre el péndulo, la caída de los cuerpos, los planos inclinados, la resistencia de los materiales y otros muchos temas. Paralelamente, y para poder observar con más exactitud los fenómenos que estudiaba, se vio en la necesidad de construir, inventar o desa-rrollar muchos de los instrumentos de medición propios de la física, que él mismo creaba en su taller.

    Galileo fue el primero en emplear el telescopio, un invento de su época, para el estudio sistemático de los cielos. Puede decirse que fue quien lo incorporó a la práctica de la ciencia, refutando las objeciones que el uso del nuevo instrumento despertaba en los espíritus más conservadores. Estos pensaban que solamente la visión directa, sin intermediaciones, podía captar la realidad efectiva, desdeñando como juegos sin valor lo que podía verse a través de espejos y lentes. Frente a eso, el sabio italiano respondió que la ciencia no podía limitarse a lo que nos ofrecieran nuestros ojos, pro-bablemente más débiles que los otros animales, como los lobos o las águilas. Adoptando un punto de vista opuesto al platonismo, Galileo sostuvo, como afirma uno de sus biógrafos, que "ante la imperfección de nuestros sentidos, el científico tiene la obligación no ya de limitarse a condenar el conocimiento sensible, sino de crear los medios para hacerlo cada vez más perfecto". [Geymonat, Ludovico, Galileo Galilei, Ed. Península, Barcelona, 1969, p. 59; v. también pp. 44 y ss.] Sus observaciones lo convencieron de que eran las teorías de Copérnico las que mejor se ajustaban a las informaciones astronómicas conocidas y a los datos que él mismo recogía a través del telescopio, teorías que además resultaban corroboradas por los experimentos que podían hacerse en la Tierra respecto a la física de los sólidos. Esto lo llevó a una polémica sumamente áspera con las autoridades eclesiásticas de su tiempo, que veían en la propuesta copernicana un frontal desafío a la palabra bíblica, un cuestionamiento capaz de hacer tambalear el edificio de la teología cristiana. La Iglesia Católica, como es sabido, reaccionó con acritud: prohibió la obra de Copérnico en 1616 y sometió a un proceso inquisitorial a Galileo en 1633, obligándolo a su famosa retractación.

    No fue Galileo, como ya se ha dicho, el primer experimentador, aunque le cabe el mérito de haber sido el primero de utilizar sistemáticamente este método, uniendo de un modo riguroso la especulación teórica con las pruebas prácticas. Otros científicos, entre los cuales podemos mencionar el médico William Harvey y al físico William Gilbert -ambos ingleses- también emplearon el método experimental en la misma época, obteniendo magníficos resultados. El ambiente cultural renacentista era propicio a tales innovaciones. No sólo por la labor de algunos filósofos, como Francis Bacon, que intentaban -en oposición a la escolástica- nuevos fundamentos para la ciencia, sino porque se extendía entre los hombres más cultos un nuevo espíritu indagador, inconforme con el legado del pasado clásico o medioeval, abierto a nuevas experiencias intelectuales, racionalistas y práctico a la vez. [V. Geymonat, Ludovico, El Pensamiento Científico, Op. Cit. pp. 33 a 40; Bernal John Desmond, Historia Social de la Ciencia, Ed. Península, Barcelona, 1968; etc.]

    Hoy, en casi todo el ámbito del quehacer científico, el método experimental ha alcanzado un sitio de privilegio, hasta el punto en que algunos autores exageran proponiéndolo como la única fuente legítima de conocimiento científico. Esta es obviamente una postura excesiva, puesto que la experimentación no puede desligarse de otras técnicas y métodos que, al mismo título, resultan constitutivas de la práctica científica. No se puede experimentar si no hay observaciones previas suficientes, si no se han organizado sistemáticamente los datos, si no se elaboran hipótesis y teorías a ser verificadas pues, como decíamos, la experimentación es algo más que el ensayo realizado al azar y sólo alcanza utilidad real cuando se asienta sobre una teorización previa consistente. Todas esas actividades deben considerar-se, por lo tanto, tan científicas como su corolario, el método experimental.

    Deben entenderse, sin embargo, las razones que en ocasiones llevan a sobrevalorar este método: mientras una ciencia pueda realizar experimentos tendrá en sus manos la posibilidad de lograr grandes progresos, pues no se verá obligada a esperar pasivamente que sucedan los acontecimientos que quiere estudiar; sus teorías se verán rápidamente sometidas a la prueba de la práctica, de un modo riguroso y lógicamente estricto, ahorrando interminables discusiones y refutándolas o perfeccionándolas cuando resulte oportuno. Se podrán aislar, mediante series de experimentos ideadas al efecto, los distintos factores o variables que intervienen en un fenómeno, pudiendo estudiar por separado sus efectos, y relacionándolos entre sí para establecer leyes, modelos teóricos que los liguen de un modo sistemático. [Para una explicación sobre el concepto de variable v. Sabino. C., El Proceso..., Op. Cit., pág. 73 y ss., y Bugeda, José, Curso de Sociología Matemática, Ed. por el Instituto de Estudios Políticos, Madrid, 1975.]



    Hay ciencias en las que, como ya hemos dicho, este método resulta escasamente viable. Son las ciencias humanas, que no pueden manipular los individuos o las colectividades de la misma forma en que se cultivan bacterias o se miden las propiedades de los elementos químicos. Esto ha impuesto -junto con otros factores- un desarrollo muy particular a tales ciencias, un camino dificultoso, lento, metodológicamente más complejo, que tendremos oportunidad de analizar el la Parte III de este libro.


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