La Ciencia y su método. Concepto de Ciencia y su clasificación (página 2)

En la actualidad la ciencia fáctica sólo investiga objetos que pueden ser verificados a través de la experiencia. Las limitaciones para lograr nuevos conocimientos, o profundizar en los ya conocidos, están condicionadas por el nivel de desarrollo de las teorías y los instrumentos de investigación. Es imposible verificar que las almas de las personas caritativas se van al cielo, puesto que sería por ahora imposible comprobarlo. Sin embargo, se puede saber con precisión a qué distancia se encuentran los planetas del Sol y cuál es su masa y velocidad, conocimientos que en la Edad Media eran imposibles.

Sistematizados orgánicamente. Esto quiere decir que los conocimientos científicos se relacionan entre sí formando una estructura lógica compleja en la que se busca la coherencia interna. A esa estructura se le da el nombre de teoría. Los conocimientos no están dispersos y sin conexión entre ellos, tienen un sentido y un significado en un todo coherente.

Objetos de una misma naturaleza. Significa que los conocimientos científicos hacen referencia o realizan afirmaciones sobre diversos objetos que comparten una o varias características, relaciones y/o estructura entre sí. Por ejemplo, la biología estudia los objetos en cuanto tienen vida, todos los que no la tienen, pierden interés para ella; en cambio, la física estudia esos mismos objetos, pero desde otra perspectiva (en cuanto que tienen energía, volumen, etc.), por ello, a la física no le interesa que estén vivos.

Susceptibles de ser trasmitidos. Ningún conocimiento que se precie de ser científico puede ser privado y tiene que responder a las exigencias de claridad y precisión.

Utiliza el método científico. El investigador científico, en el proceso de generación de conocimientos, realiza actividades debidamente planeadas. La investigación científica parte del conocimiento existente, ratificando o rectificando la teoría. Cuando Newton afirmó que la Tierra, debido al movimiento de rotación (el que hace posible el día y la noche), estaba un poco achatada y por ello la fuerza de gravedad sería más intensa en los polos que en el ecuador, estimuló a la realización de una expedición de científicos franceses en 1673, expedición en la que se ratificó dicha afirmación teórica al encontrar que un péndulo que mide segundos, batía espacios más cortos en el ecuador (990 mm) que en París (994 mm). Sabido es que el péndulo está influido por la fuerza de gravedad. Así pues, siguiendo rigurosamente el método científico, puede probarse el poder explicativo de una teoría determinada.

Con la finalidad de hallar estructuras generales (leyes). En la medida que existe una característica o variable en diversos hechos, es decir, que existen muchos fenómenos que comparten algunos rasgos, es posible suponer que esos rasgos compartidos por todos los fenómenos o sucesos representa una regularidad, una existencia permanente. Esto lleva al científico a formular proposiciones de carácter universal, de las que se derivan otras proposiciones menos generales. A las primeras proposiciones se les denomina leyes y a las segundas, hipótesis. El trabajo del investigador científico es encontrar las condiciones en las que aparece un determinado fenómeno, cuáles son sus características, su comportamiento, bajo qué leyes naturales tiene lugar. El científico busca esas leyes y las presenta en forma de proposiciones universales.

Algunas de las leyes (o proposiciones universales) son tomadas como principios de una teoría. Son algo así como los cimientos de una casa. Cuando otro investigador demuestra que los principios de los que se partió son falsos, toda esa teoría se viene abajo Desde ese momento el reto consiste en reestructurar un modelo teórico distinto, más cercano a lo que realmente acontece en el fenómeno de la naturaleza material o social.

La finalidad más importante de la ciencia esta construcción de una teoría que permita describir, explicar, predecir y reproducir o modificar los fenómenos que estudia en beneficio del hombre.

Rara vez las definiciones son entendidas de entrada en el tema. Sin embargo, existe la costumbre de presentarlas al principio para que el lector sepa de qué va a tratar el apartado. Si no entendiste con claridad lo que es la ciencia, no te preocupes, sigue leyendo y al terminar este capítulo regresa y lee de nuevo este acápite y te resultará muy sencillo. También puedes releer el capítulo anterior.

Clasificación de la ciencia

La ciencia de acuerdo con su objeto de estudio se divide en ciencias formales de la ciencia y ciencias fácticas. Las ciencias formales son la lógica y la matemática; las fácticas se dividen en naturales y sociales. A su vez las naturales abarcan disciplinas tales como la física, la química, la biología, etc., mientras que las sociales están compuestas por la sociología, la antropología, la psicología social, etc.

Una de las características principales de la ciencia es su comprobación. Todo conocimiento científico debe ser comprobable. Esa es la diferencia esencial entre el conocimiento científico y otro tipo de conocimiento: cotidiano, religioso. etc.

Pero ¿qué diferencia hay entre ciencias forma y ciencias fácticas? En el capítulo anterior dijimos que la ciencia partía de hechos, ahora diremos que no toda, sino sólo aquella que llamamos fáctica. Las ciencias formales estudian entes ideales que, aunque comprobables, son inexistentes como realidades empíricas. Por ejemplo, las ciencias fácticas pueden estudiar objetos materiales como el suelo, las leyes que rigen la caída de los cuerpos, los grupos humanos y sus determinaciones, etc., mientras que las ciencias formales estudian las propiedades de los números o las relaciones cuantitativas de las cosas, entre otros aspectos. Así, las ciencias fácticas estudian entes concretos y las ciencias formales entes ideales. Pero en ambos tipos de ciencia la comprobación es obligatoria.

La ciencia formal es comprobable pero no objetiva en el sentido de que no estudia hechos de la realidad, sino entes ideales abstractos. Pongamos por ejemplo los números. Ellos no constituyen una realidad contrastable y pueden ser estudiados con independencia de la realidad objetiva. Nadie ha visto algún número caminando por la calle, por ejemplo. En este sentido la comprobación de las ciencias formales se logra a través de la demostración.

Las ciencias formales son deductivas por excelencia, esto quiere decir que de ciertas afirmaciones que resultan evidentes y por ello no necesitan explicación (los axiomas), se parte lógicamente para obtener consecuencias que son verdaderas sólo si las primeras proposiciones (axiomas o teoremas) también son verdaderas. Deducir significa "sacar algo", lo cual implica que el resultado ya se encontraba allí al inicio.

Las ciencias formales son más estables que las fácticas. De las fácticas, son más estables las ciencias naturales que las sociales. Es evidente que si en las ciencias formales los conocimientos obtenidos dependen sólo de los axiomas, mientras éstos no se cuestionen y se sigan aceptando como verdaderos, todas sus consecuencias serán también verdaderas y por ello no experimentarán variación alguna en el tiempo.

A las ciencias fácticas no sólo se les exige partir de principios o postulados tal como a las ciencias formales (pasar la prueba de la demostración).

Además, sus explicaciones deben concordar con los hechos (pasar la prueba de verificabilidad). Así, aunque los principios sean lógicos si no concuerdan con los hechos, los principios deberán descartarse y construirse otros que se ajusten mejor a los hechos que se tratan de explicar. Por eso es frecuente que se diga que la comprobación de la ciencia pasa por dos pruebas: la demostración y la verificación.

En las ciencias sociales aún no existe un acuerdo generalizado en torno a los métodos más apropiados. Mientras que algunos científicos consideran que las ciencias sociales deben ceñirse a los métodos usados por las ciencias naturales, otros afirman que dichos métodos resultan insuficientes para explicar los fenómenos de carácter social por lo que habría que buscar otros que ofrezcan mayor potencial explicativo.

En el capítulo anterior, analizamos cómo se iban sustituyendo en el tiempo unas teorías por otras para explicar el universo. Sin embargo, cuanto más madura una determinada ciencia, tendrá un grado de generalización mayor (será más universal) y al mismo tiempo será más estable o difícil de sustituirla. De las ciencias naturales la física es la más madura y estable. Comenta Stephen W. Hawking que, actualmente, la posibilidad de realizar aportes a la física se reduce a los hombres que hacen investigación de punta con sofisticados instrumentos de indagación.

MÉTODOS DE LA CIENCIA

Diferencia entre método y técnica

Conviene definir qué entendemos por método y cuál es su diferencia con la técnica. Aquí definiremos muy sencillamente al método diciendo que es el camino que se sigue en el logro de una meta u objetivo; es el camino que se recorre en la investigación para la obtención de conocimientos.

Sin embargo, en la investigación no basta que un científico tenga algún método para abordar un objetivo, harán falta otros elementos que operativicen dicho método. A esos elementos se les conoce con el nombre de técnicas. Usaremos la definición de técnica de Raúl Rojas Soriano, quien la define como un conjunto de reglas y operaciones para el manejo de los instrumentos que auxilian al individuo en la aplicación de los métodos". Haciendo una analogía de lo anterior podemos decir que si queremos llegar al centro de nuestra ciudad primero tendremos que saber cuál camino será más conveniente para llegar allá, buscando en nuestra elección el ahorro de tiempo y recursos y, luego, pensaríamos en el transporte. El método estaría dado por el recorrido, mientras que la técnica sería el transporte: volando, caminando, en bicicleta, etc., y el instrumento: un avión, el propio cuerpo, la bicicleta, etc.

En la investigación científica el método estada representado por el encadenamiento de pasos a seguir para obtener los objetivos. Las técnicas serían aquellas reglas o procedimientos menores que permiten aplicar o lograr los pasos necesarios. Ejemplo: técnica de análisis de textos, técnica de encuesta, técnica de entrevista, etc. Los instrumentos los constituirían las tarjetas o fichas de trabajo, el cuestionario, la cédula de entrevista, etc.

Métodos generales de la ciencia

Los métodos pueden dividirse en generales y particulares. Los primeros son aquellos que se usan en todas las ciencias y en la filosofía, mientras que los particulares pertenecen o son exclusivos de alguna(s) disciplina(s). En este apartado trataremos de manera simplificada algunos métodos generales como el análisis, la síntesis, la inducción, la deducción y la analogía.

El análisis y la síntesis

El análisis y/a síntesis son doy métodos íntimamente relacionados y están en la base de cualquier actividad científica o filosófica. Se usan muy a menudo en la elaboraci6n de textos, en la observación de un fenómeno y, en general, en la comprensión de cualquier realidad.

El análisis es un proceso mental que consiste en revisar los diferentes aspectos que conforman una totalidad. Ante un texto, por ejemplo, nos preguntamos: ¿Cuál es La idea central? ¿Cuáles son las ideas principales y secundarias? ¿Qué relación existe entre las ideas? ¿Que características tiene cada idea? ¿Son necesarias todas las ideas primarías y secundarias para explicar la idea central, o son insuficientes?

La síntesis, en cambio, "es la operación intelectual por la cual se otorga unidad a una serie de datos dispersos". La síntesis sólo se logra después de que la mente ha convivido lo suficiente con un objeto de estudio como para discriminar sus elementos y lograr un concepto que los defina a todos ellos. Ante una aglomeración de personas en la calle, uno puede ver a distancia y pensar: "se trata de personas esperando su camión" o "es un accidente" o "un merolico vende productos". Cada una de esas expresiones define el tipo de vinculación que se verifica entre los elementos del todo que estamos viendo.

El análisis y la síntesis son dos procesos inseparables en continuo enriquecimiento mutuo. Ante la situación de personas en la calle se realizan ambas operaciones casi en forma simu1tánea al tiempo que las miro, defino (sintetizo) lo que de acuerdo con mis impresiones (análisis) esa situación es. Más, conforme me acerco, voy descubriendo nuevas características (otro análisis) que no pertenecen a lo que yo supuse al principio que sucedía, por lo que vuelvo a definir la situación con una palabra que represente perfectamente lo que ahora veo (nueva síntesis).

Un investigador científico es una persona curiosa que, ante una dificultad cotidiana como el aburrimiento de los alumnos en sus clases escolares, rescata elementos que permanecían hasta ese momento inadvertidos para la mayoría (analizo) y luego los relaciona de forma novedosa logrando con ellos una definición del problema allí existente (sintetiza). Claro que para ello echa mano de los conocimientos adquiridos de antemano con respecto a dicha situación (marco referencial).

Razonamientos inductivo, deductivo y analógico

Una vez que el investigador científico, a través del análisis y síntesis ha definido una dificultad en proposiciones, intenta construcciones o relaciones lógicas entre esas proposiciones mediante el razonamiento. Los métodos de razonamiento general son el inductivo, el deductivo y el analógico.

Antes de explicar los métodos generales de razonamiento es conveniente que sepas un poco sobre las formas que pueden tomar las proposiciones. Las formas del razonamiento según su poder de generalización se dividen en universales, particulares e individuales y pueden expresarse en juicios afirmativos o negativos de cada uno de los anteriores niveles.

Con la letra A se simboliza el juicio universal afirmativo; la letra E corresponde al juicio universal negativo; la I al juicio particular afirmativo y la O representa al juicio particular negativo. Ejemplos de juicios según la letra que los designa:

A. Todos los hombres son mortales,

E. Ningún hombre es mortal.

L Algunos hombres son mortales.

O. Algunos hombres no son mortales.

Las proposiciones que describen leyes científicas siempre se redactan como juicios universales. Un ejemplo de ley es el siguiente: "Todo cuerpo persevera en sus estados de reposo o de movimiento uniforme y en línea recta, salvo en cuanto mude su estado obligado por fuerzas exteriores." Esta es la primera ley de Newton. Las investigaciones para el desarrollo de la teoría científica suelen tener estas proposiciones, mientras que en las investigaciones para resolver problemas inmediatos las proposiciones son particulares o individuales.

Ahora bien, ¿cómo se relacionan los métodos de razonamiento con esto? El razonamiento de carácter inductivo tiene como punto de partida (premisas) juicios individuales o particulares y termina o concluye con juicios generales o universales; mientras que el razonamiento deductivo va de juicios generales a juicios particulares; y, por último, el razonamiento analógico inicia con juicios de cualquiera de los niveles mencionados y termina en ese mismo nivel sólo que con objetos diferentes aunque parecidos.

En realidad todos los días razonamos de alguna de estas maneras. Por ejemplo, si un chico mira que una madre regaña a su hijo porque se manchó la camisa al estar comiendo, y luego ve que otra regaña a su hijito porque no toma bien los cubiertos, y más tarde observa a otra madre que le grita a su niño porque se subía sobre los muebles, este chico puede llegar a la conclusión que "todas las mamás regañan a sus hijos cuando éstos hacen cosas que a ellas les disgustan". El razonamiento, pues, consistió en partir del análisis de varios casos para llegar a una generalización de los mismos. Este niño utilizó el método inductivo.

Puede ser que después el niño en cuestión vea a Toñito que antes de realizar sus tareas prende la televisión, comportamiento que su madre le prohíbe, entonces piense "todas las mamás regañan a sus hijos cuando éstos hacen cosas que a ellas les disgustan"; "Toñito hizo una cosa que desagrada a su mamá", por lo tanto puede predecir lo que sucederá entre ellos: su mamá lo regañará". Este tipo de razonamiento es de carácter deductivo. Un juicio general permite clasificar y predecir acontecimientos particulares que se expresan mediante juicios particulares: "su mamá lo regañará".

El tercer razonamiento es el analógico. Ejemplo: un alumno de preparatoria ve llegar aun maestro que en su primera clase se muestra serio y duro en sus expresiones. El alumno tuvo un maestro similar en la secundaria y recuerda que le fue muy difícil aprobar la materia por lo que ahora con este profesor pronostica que le ocurrirá lo mismo. Por lo parecido de la situación, el alumno infiere un desenlace similar al conocido. En el razonamiento analógico se piensa de un juicio particular a un particular o de uno general a otro general: "maestro de expresión seria, y duro en sus expresiones augura mucho trabajo a los estudiantes". Estos razonamientos los estudia la ciencia de la lógica que antes formaba parte también de la filosofía.

Los científicos realizan y analizan cada uno de sus juicios con sumo cuidado para luego construir teorías a partir de ellos. Recuérdese el gran ejercicio de síntesis que llevó Newton para formular juicios que constituyen la expresión de leyes que gobiernan, tanto el movimiento de los cuerpos celestes, como el de los cuerpos terrestres. A través de la experimentación y el razonamiento inductivo, llegó a juicios de carácter universal y, luego, de esos juicios universales, se descubrieron hechos particulares que eran desconocidos, pero gobernados por la misma ley, por ejemplo el descubrimiento del planeta Neptuno.

MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

Los métodos de investigación científica pueden dividirse en dos: empíricos y teóricos. En realidad en el proceso de investigación, los métodos empírico y teórico nunca están separados, si aquí los presentamos así, es sólo para hacer más fácil su comprensión.

La observación del objeto que estudia el investigador está conducida por su esquema referencial. Pero, ¿qué es el esquema referencial? La respuesta es: "conjunto de experiencias, conocimientos y afectos con los que el individuo piensa y actúa". El esquema o marco referencial es el perfil del objeto que tiene el investigador; es lo que él intelige del objeto.

Existe a veces la falsa idea de que el científico es un ser que evita la afectividad en la investigación. Esto es falso. El científico en realidad se apasiona con lo que hace hasta el punto en que a veces olvida comer y dormir Recuérdese a Newton cuando trabajaba con su obra magna.

Sucede que el científico trata de interpretar sus hallazgos considerando el nivel de distorsión que sus propios deseos pudieran causar en la interpretación de sus resultados. Los malos científicos son los que niegan la existencia de una gran afectividad en el investigador y afirman que debe evitarse. Pensar de esta manera nos lleva a enajenar el producto del científico, ya que se niega la situación real y eminentemente humana en la que el hallazgo tiene lugar.

Sin embargo, el que se niegue la existencia de la afectividad en el proceso de investigación no impide su presencia. Por ello, resulta más objetivo aceptarla que negarla ya que, de este modo, se puede evaluar el nivel de "ruido" o distorsión de la información debido a factores personales del investigador. En otras palabras, se es más objetivo cuando se acepta la subjetividad del investigador que cuando se la ignora.

Por eso, la teoría y experiencia en general del investigador siempre están presentes en el proceso del descubrimiento. Hasta en la vida cotidiana resulta imposible despojarse de los conocimientos previos ante las nuevas situaciones que se nos presentan. Supóngase que miramos aun niño de dos años que corre por un piso en el que más adelante hay un pequeño charco de aceite. Como los únicos líquidos que conoce el niño son la leche y el agua, se abalanza sobre el aceite y se cae. A partir de allí, comprobará que este líquido tiene otras propiedades distintas a del agua. A un adulto no se le ocurriría pisar allí, porque sabe lo que puede ocurrirle. En la ciencia sucede algo similar. Imagina a Pasteur mirando por el microscopio, muy entretenido e incluso fascinado por lo que ve allí. Tú te acercas para observar a través de la lente descubres una serie de bolitas o figuritas raras que se mueven para allá y para acá. Te rascas la cabeza y no le encuentras mayor chiste. La diferencia entre Pasteur y tú es que él cuenta con un esquema referencial más rico que el tuyo con respecto a este tipo de fenómenos. De manera que a pesar de que lo ves haciendo una actividad totalmente empírica, ésta está conducida por la teoría que funciona como referente.

Habiendo aclarado esto, ahora pasaremos a estudiar los métodos de investigación empírica y luego haremos otro tanto con los métodos de investigación teórica.

Método de investigación empírica

En esta sección nos enfocaremos en el estudio de los métodos de investigación empírica. Ellos son el hecho, la observación, la medición y el experimento.

El hecho

Dijimos que la ciencia fáctica parte de hechos de manera que conviene aclarar el concepto hecho. El hecho es un fragmento de realidad objetiva que puede captarse con los instrumentos materiales (como el microscopio o el telescopio) y teóricos que una determinada disciplina haya desarrollado (ejemplo la física clásica de Newton o la teoría de la relatividad de Einstein), e incluso, determinados hechos pueden ser captados por los órganos de los sentidos.

El hecho es el fundamento de la teoría, porque a partir de él se construye una explicación (teórica) del mismo. Esa explicación, por lo tanto, ha de contrastarse continuamente con los hechos para ratificar la veracidad o falsedad de sus proposiciones. La contrastabilidad de la teoría con los hechos es el principal criterio de verdad de una ciencia. Si los enunciados de una teoría no son verificables en los hechos, entonces no podemos llamarla "teoría científica".

Actualmente al hecho se le atribuyen las siguientes características:

• 1. Existe independientemente de que un investigador lo haya descubierto; y de él se parte para la construcción de teorías científicas.

• 2. Los hechos no son parte de la teoría, sino que se encuentran fuera de ella. Sin embargo, sabemos de ellos a partir de su enunciación teórica. No obstante, lo que sabemos de un hecho (a través de la teoría) puede ser una distorsión del mismo. Por tanto, el hecho es independiente de la teoría y sirve a ésta como criterio de verdad.

• 3. Los hechos son auténticos y, por eso, ante ellos no puede existir la más mínima duda. El problema reside en saber si lo que se ve en el hecho es todo lo que éste es en sí.

• 4. Los hechos son invariantes: lo que cambia es la manera de percibirlos. Recuérdese la manera en que fue cambiando la imagen del universo, y cómo, a pesar de que esa imagen sirvió para conducir la acción de los hombres, ella era falsa. Tal vez ahora mismo nuestra concepción del universo aún se aleja de la realidad, pero sin embargo es mucho más precisa que las anteriores.

Entonces, el proceso de conocimiento inicia en la elección y definición de los hechos y luego se mueve a su interpretación (teórica). Lo paradójico consiste en que la elección de los hechos depende de los conocimientos previos (teoría que sirve de referente).

En síntesis, podemos afirmar que el trabajo del científico consiste en explicar los hechos de la realidad; ellos son el fundamento de todas las elaboraciones científicas y conforme crece su conocimiento en torno a los hechos puede ser capaz de diferenciarlos. Este proceso es siempre dinámico: los hechos permiten el desarrollo de la teoría científica y, al mismo tiempo, la teoría posibilita el descubrimiento de nuevos hechos.

La observación

El primer procedimiento científico de carácter empírico lo constituye la observación. La observación científica se define:

.como la percepción dirigida de los objetos y fenómenos de la realidad. En el acto de la observación se pueden distinguir: 1) el objeto de la observación; 2) el sujeto de la observación; 3) los medios para la observación; 4) las condiciones de la observación; y 5) el sistema de conocimientos a partir del cual se formula la finalidad de la observación y se interpretan los resultados de esta.

Estas distinciones de la observación científica siempre deben tomarse en cuenta en la interpretación de los resultados o en la descripción de los mismos. Brevemente explicados el punto uno sería el hecho al que se enfoca el investigador; el punto dos, quién lo está observando; el punto tres, ¿qué instrumentos lo auxilian en su observación?; punto cuatro, ¿cuáles son las dificultades que se presentan en el objeto y cuáles se presentan en el sujeto?, ¿son deficientes u óptimas las condiciones de observación?; y finalmente, ¿qué elementos teóricos sirven para orientar la observación, para saber qué elementos del medio son relevantes y cuáles no?

Es importante aclarar que el observador al realizar su actividad, compromete tanto sus órganos sensoriales como su personalidad toda. Comúnmente se piensa que una persona mira con los ojos. Ésa es una verdad a medias, porque en realidad "se observa con la teoría", sin que por ello se niegue que el hecho se capte con el ojo. Lo que sucede en realidad es que no es el órgano (en este caso el ojo) el que interpreta lo que mira. En este sentido el órgano de observación es el sujeto completo.

Las imágenes son captadas por los órganos de los sentidos pero éstas son integradas en la percepción que depende ya no del órgano mismo, sino más bien, de los conocimientos previos de individuo. La percepción es un acto que involucra la personalidad total del sujeto. Es interesante observar cómo en ocasiones lo que vemos no lo podemos identificar hasta que diferenciamos sus características con respecto a otras ya conocidas. Este fenómeno permite comprender el hecho de que distintas personas pueden observar los mismos hechos pero sus versiones pueden ser diferentes.

Lo que hemos mencionado nos permite concluir que los hechos sólo pueden reconocerse y diferenciarse a partir de los conocimientos previos que el sujeto observador posee. Los hechos pueden estar presentes y, sin embargo, las condiciones actuales del sujeto tal vez le impidan su percepción. De manera que los hechos, a pesar de estar de manera física al alcance del sujeto, pueden permanecer ocultos a la percepción del sujeto, pues esta percepción es selectiva y depende de un esquema o marca referencial. De allí que sea necesario, para el investigador contar can la información obtenida por investigaciones anteriores sobre los hechos que desea estudiar.

La percepción es un acto en que participa la personalidad total del individuo. Ello explica el hecho de que varias personas, contemplen lo mismo y, sin embargo, lo perciben de modo distinto. Seguramente si les pedimos su versión de lo que están viendo, comprobaremos que cada una tiene su propio punto de vista.

La medición

Después de que el investigador ha seleccionado el objeto de estudio (hecho), observa y registra con minuciosidad todo aquello que, de acuerdo con su teoría, sea relevante. En las ciencias naturales y, en gran parte de las ciencias sociales, los científicos desean medir cada vez con mayor precisión los variables que les interesan.

A partir del estudio de los hechos, el investigador registra aquello que resulte relevante de acuerdo con la(s) variable(s) en observación. Los registros que va obteniendo, mediante el método experimental o cualquier otro, pueden ser organizados según las escalas de medición científica. Los registros son datos que podemos medir aplicando operaciones lógico-matemáticas según hayan sido clasificados como datos pertenecientes a la escala nominal, ordinal, de intervalo o de razón. La información así recabada puede ser de carácter cualitativo y/o cuantitativo.

LAS ESCALAS DE MEDICIÓN

Las ciencias naturales pueden medir cuantitativamente casi todos los hechos que estudian, mientras que en las ciencias sociales la mayoría de los fenómenos considerados siguen siendo datos cualitativos, aunque el nivel cualitativo ya puede clasificarse corno de la escala nominal. Cuando la variable puede medirse, pasa a escalas superiores tales como: la ordinal, de intervalo o, finalmente, la escala ideal de la ciencia: la de razón.

La escala nominal es la enunciación de la cualidad. Por ejemplo: calor, peso, edad, estado civil, ocupación, etc. Algunas de estas cualidades pueden medirse (calor, peso, edad), mientras que otras no (estado civil). A la pregunta de un cuestionario que dice estado civil la gente que lo responde puede contestar: a) soltero, b) casado, c) divorciado o d) viudo. Esta característica no puede medirse, sólo acepta la clasificación. Las operaciones matemáticas que pueden aplicarse en el análisis de estos datos son: razones, proporciones y porcentajes.

La escala ordinal ya implica que los datos puedan no tan sólo clasificarse, sino además, ordenarse unos con respecto de otros. Un ejemplo de esto es cuando se quieren clasificar objetos de diferentes tonalidades del color verde. Unos pueden ser más verdes con respecto a otros. Otro ejemplo, ahora de las ciencias del comportamiento, ante la pregunta: "¿La clase de matemáticas es interesante?" Las opciones de respuesta pueden ser: a) de acuerdo, b) duda y c) en desacuerdo. Los grupos entonces pueden ser ordenados mediante los signos mayor que ">"» y menor que "<". Las operaciones matemáticas para el análisis son las mismas que en los datos de escala nominal.

La escala de intervalo se aplica a datos que, además de clasificarse y ordenarse según sean "más que" o "menos que", se sabe con exactitud la cantidad de diferencia entre ellos. Por ejemplo, si queremos conocer la diferencia de temperatura entre diferentes objetos, a cada uno de ellos le acercaremos un termómetro y anotaremos los resultados. Aquí no sólo se sabe si un objeto es "más caliente" o "menos caliente" con respecto a otro, sino que ya podemos determinar con exactitud la diferencia en escala precisa,

En las ciencias sociales podría preguntarse la edad. Las respuestas darían un número que podemos perfectamente clasificar en intervalos, por ejemplo: a) de 14 a 16 años, b) de 17 a 19 años, c) de 20 a 22 años, y así sucesivamente. Los datos de esta escala incluyen el análisis matemático de las operaciones de las dos escalas anteriores y. además, se les pueden aplicar otras que pertenecen a la estadística: media aritmética, mediana, modo, desviación estándar, entre otras.

La escala de razón es el ideal de la investigación y se caracteriza por la presencia de un cero absoluto o verdadero. Esta escala tiene todas las características de las anteriores pero, además, incluye la certeza de que existe una concordancia real entre el dato y el hecho real.

En la escala de intervalo se compara, por ejemplo, la temperatura del mercurio con algún otro cuerpo y, entonces, se puede decir que el segundo cuerpo tiene una temperatura equis con respecto a la que el primer cuerpo tiene (en este caso el mercurio). Por eso no podemos afirmar que el cero en este sentido signifique "ausencia de temperatura". El ejemplo que podemos presentar para la escala de intervalo puede ser el peso. El cero en este caso sí significa ausencia de peso en el cuerpo en cuestión.

LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Es importante señalar que los instrumentos de medición también son resultado de la actividad investigativa de los científicos. Por ejemplo. primero se conoció que la materia ante el calor aumentaba su tamaño; posteriormente, se inventó el termómetro definiéndose como la elevación del nivel del mercurio en un delgado tubo debido al calor recibido. El mercurio sirve de base para comparar, con respecto a éste, las variaciones de temperatura de otras sustancias o cuerpos.

Los instrumentos de investigación se han creado para conocer nuevos objetos que de alguna manera ya existen en la mente del investigador. En ocasiones, los instrumentos se construyen expresamente para observar hechos que permitan afirmar teorías. Recordemos cómo Galileo construyó un rudimentario telescopio con la finalidad de mirar los cielos y encontrar indicios que le permitieran demostrar la teoría cosmológica de Copérnico. Ese telescopio le permitió mirar cráteres en la Luna, descubrir lunas en el planeta Júpiter y encontrar manchas al Sol.

El experimento

El experimento puede definirse como el procedimiento diseñado para manipular variables en condiciones especiales que permitan poner en juego algunas características para observar su comportamiento y así lograr descubrir la esencia de un objeto de estudio. Una o más variables son llamadas independientes o causas de otra(s) que recibe(n) el nombre de variable(s) dependiente(s) o consecuencia(s) de las primeras. Estas condiciones controladas en las que se observa y mide lo que sucede con el objeto de estudio es lo que se llama experimento.

Las finalidades de un experimento pueden ser diversas. Si el objetivo es conocer las leyes que rigen algunas de sus características o comportamiento, entonces se trata de un experimento prospectivo; en cambio, si el objetivo es comprobar una determinada hipótesis se le llamaría experimento verificador. La mayoría de las veces un experimento cumple ambos objetivos.

El método experimental constituye el método por excelencia de las ciencias naturales, aunque también se usa con frecuencia en las ciencias sociales. Se piensa a menudo que los experimentos se hacen únicamente en los laboratorios. Esta idea es falsa porque también pueden diseñarse experimentos de campo. La diferencia entre un experimento de laboratorio y uno de campo es que en el primero se tiene un mejor control de las variables extrañas del proceso, debido a que se puede reproducir una y otra vez el procedimiento hasta descubrir lo relevante de lo irrelevante sin que haya variación significativa entre los distintos ensayos; en cambio, en el experimento de campo se presenta mayor dificultad, ya que se verifica en el proceso natural del fenómeno y, por tanto, es muy difícil reproducirlo en las mismas condiciones.

Métodos de investigación teórica

Ya hemos mencionado que el trabajo científico siempre implica el compromiso entre teoría y experiencia. Sin embargo, para su análisis y mejor comprensión los hemos separado. Debe tenerse muy presente que esta separación es artificial, ya que en la práctica de la investigación están ligadas: ningún acto investigación empírico del investigador está libre de ideas preconcebidas del científico, aunque toda idea científica debe ser comprobada y demostrada. Así pues, en este apartado privilegiaremos aquello que se conoce corno investigación teórica, a saber: problemas e hipótesis, leyes y teorías.

Problemas e hipótesis

El proceso de investigación inicia con un problema. Sin embargo, no toda formulación que designa un problema puede ser investigado por la ciencia. Para que un problema pueda investigarse debe ser formulado de manera clara y precisa. La parte más confusa y difícil del proceso de investigación es plantear adecuadamente el problema que se busca resolver.

Existen ideas nacidas ante la observación de cualquier hecho de la realidad que pueden o no transformarse en problemas de investigación. Al principio esas ideas son vagas y confusas, no se sabe qué es lo que sucede. Luego, después de pensar mucho y estar en relación continua con el objeto de investigación, se puede lograr una formulación cada vez más clara de la situación problemática.

En realidad, es muy difícil determinar cómo se llega a realizar buenos planteamientos de problema e hipótesis, no existen recetas infalibles al respecto. Sin embargo, a partir del estudio detenido de los problemas científicos que ha, llevado a nuevos descubrimientos, se han encontrado algunos rasgos generales que permiten por lo menos plantear los criterios que cumplen las buenas formulaciones de problemas. Los criterios a los que nos referimos para formular un problema son los siguientes

• Se debe presentar el problema con una oración clara y precisa, generalmente interrogativa. Ejemplo: ¿Es la inteligencia un lenguaje interiorizado?

• El problema debe expresar una relación entre dos o más variables: ¿Existe alguna relación entre el método de enseñanza que implementa el profesor en el salón y el nivel de aprovechamiento que logran sus alumnos?

• El problema se formula de tal manera que implique la posibilidad de prueba empírica. Los dos ejemplos anteriores pueden servir.

Una vez que el investigador ha formulado el problema, puede plantear una conjetura que tiene como finalidad explicar ese problema para resolverlo. La conjetura o proposición resultante recibe el nombre de hipótesis.

La hipótesis de investigación es el punto de partida en la búsqueda de respuesta a la pregunta planteada, es la guía que se sigue en el experimento científico. Las hipótesis pueden definirse como explicaciones tentativas de carácter singular, particular o universal que involucran variables.

El propósito del experimento es precisamente verificar los enunciados hipotéticos que, como dijimos, pueden ser singulares particulares y generales o universales. Un enunciado hipotético singular podría ser el siguiente: "El Bul es un perro que cuando come pasto se enferma de diarrea". Si se quiere, se puede formular de manera particular "Algunos perros cuando comen pasto se enferman de diarrea". De forma universal quedaría así: "Todos los perros que comen pasto se enferman de diarrea". La formulación de hipótesis implica el razonamiento, es decir, el uso de la lógica.

Las hipótesis universales son las de mayor valor científico, pero al mismo tiempo, son más difíciles de verificar. Piensa en la proposición "Todos los perros que comen pasto se enferman de diarrea"; si quisiéramos ponerla a prueba tendríamos que buscar a todos los perros existentes ahora y a aquellos que van a existir en el futuro en el mundo entero para hacerlos comer pasto y verificar así la hipótesis. Por eso "cuando una proposición general (particular o universal) puede verificarse sólo de manera indirecta –esto es, por el examen de algunas de sus consecuencias- es conveniente llamarla "hipótesis científica". Lo más recomendable es plantear hipótesis medias: ni muy específicas un muy generales. En última instancia es preferible una hipótesis general que una demasiado específica. Por tanto, la verificación de una hipótesis siempre es parcial. El científico tiene que conformarse con la verificación de unos casos significativos.

Para elegir dichos casos usa la estadística. Para verificar el enunciado hipotético del ejemplo, el científico tendría que delimitar la zona geográfica en la cual va a buscar todos los perros que allí se encuentren y elegir al azar sólo una cantidad representativa. Realizará con ellos el experimento y los resultados obtenidos los generalizará al resto de los perros de esa zona geográfica. Claro que siempre correrá el riesgo de que sus conclusiones no sean exactamente igual a la realidad. Sin embargo, el científico conocerá dentro de que límites se encuentra el resultado. De manera que la conclusión puede ser una proposición que diga algo más o menos así: "De los perros que se encuentran en la zona metropolitana de Guadalajara, del 80 al 95 % padecerá diarrea después de haber comido pasto". La conclusión anterior permite predecir que de cada diez perros que nosotros miremos en dicho lugar, ocho o nueve se enfermarán si comen pasto.

El conocimiento de las matemáticas permite al científico saber las cantidades de unidad de observación (perros en este caso) que conformaran la muestra que se someterá al experimento. Esta cantidad variara según el margen de error que el científico este dispuesto a aceptar en sus resultados. Cuanto mayor sea la muestra con respecto a la población que representa, mayor será la seguridad de que los resultados estén mas cerca de la situación real, pero, al mismo tiempo, mayor será el tiempo y dinero que deberá invertir.

Las hipótesis jamás se verifiquen en su totalidad puesto que nunca se ponen a prueba todas sus consecuencias, sino solo una cantidad determinada. En función del análisis de esa cantidad se llega a otras proposiciones que cumplen una función predictiva con respecto a nuevos casos o hechos.

Una hipótesis se pone a prueba permanentemente. Si aparecen muchos casos en los que ella no se verifica como verdadera, entonces se abandona y se sustituye por otra que explique mejor lo que sucede con el hecho estudiado.

Toda hipótesis científica nace de la observación empírica y de una teoría determinada. Los planteamientos de problema e hipótesis incluyen supuestos los hechos que estudian. Es decir, que existe desde antes de que se opere con las unidades de observación, una idea de lo que sucederá cuando se experimente con ellas. A esas ideas previas que el científico tiene con respecto a lo que estudia se le llama marco teórico referencial. De manera que el científico procura que su hipótesis sea coherente con la teoría y las observaciones.

Las hipótesis siempre hacen referencia, en primer lugar, a la teoría de la que forman parte y, en segundo lugar, a los hechos que se refieren. Una exigencia que tiene la hipótesis es ajustarse a ambos aspectos. Debido a que existen tantas concepciones como teorías existan sobre los problemas, es importante que el científico defina los conceptos que usa en las variables de las hipótesis que plantea. De ese modo, un segundo científico que conozca la teoría sobre la cual esas definiciones tienen sentido, puede repetir el experimento y, de ser éste confiable, llegar a parecidas conclusiones que el primero. Así pues, la hipótesis es un imprescindible instrumento de indagación científica.

He aquí algunos problemas con los que se han enfrentado los científicos en el pasado. ¿Cómo son capaces los murciélagos de volar tan hábilmente por la noche a pesar de que sus ojos son muy pequeños y débiles? ¿Por qué la elevación de un barómetro sencillo es inferior en las grandes altitudes que en las bajas? ¿Por qué se ennegrecían continuamente las placas fotográficas del laboratorio de Roentgen? ¿Por qué se adelanta el perihelio del planeta Mercurio? Estos problemas surgen a partir de observaciones más o menos sencillas. (…) Las observaciones citadas (…) como problemas sólo son problemáticas ala luz de alguna teoría. La primera es problemática a la luz de la teoría de que los organismos vivos "ven" con los ojos: la segunda era problemática para los partidarios de las teorías de Galileo porque estaba en pugna con la teoría de la "fuerza del vacío", que éstos aceptaban como explicación de por qué el mercurio no cae en el tubo de un barómetro; la tercera era problemática para Roentgen porque en esa época se suponía tácitamente que no existía ningún tipo de emanación o radiación que pudiera penetrar en el recipiente de las placas fotográficas y oscurecerlas; la cuarta era problemática porque en incompatible con la teoría de Newton. La afirmación de que el origen de la ciencia está en los problemas es perfectamente compatible con la prioridad de las teorías sobre la observación y los enunciados observacionales. La ciencia no comienza con la pura observación.

Para facilitar esa coherencia, el investigador científico operacionaliza sus hipótesis. Operacionalizar significa bajar los conceptos teóricos a referentes empíricos; lograr que la teoría pueda ser verificada por la experiencia. El esquema de operacionalización de una hipótesis bivariada (con dos variables) puede representarse de la siguiente manera:

La cantidad de indicadores varía según sea el nivel de abstracción de la variable. Asimismo, cada indicador cuenta con los ítems necesarios para verificarse. Sustituyendo el esquema, la hipótesis podría ser la siguiente:

Cuanto más se involucre el alumno en el desarrollo de la clase de psicología, más integrado será su aprendizaje.

Definición de conceptos:

Involucración del alumno en la clase. Entendemos por ello, la participación activa en el desarrollo de la clase. Significa que el profesor no se erigirá como un ser omnisciente, sino como un asesor diligente que busca en el alumno la formación de hábitos y actitudes responsables ante su quehacer (su estudio, su vida, su profesión, etc.). El profesor ha de buscar que el alumno se apropie de los principios fundamentales de la asignatura que imparte, no ya para aprobar el curso, sino para que el propio alumno construya nuevos conocimientos. Obviamente esto exige del maestro el conocimiento de tales principios.

Aprendizaje integrado. Se ha definido el aprendizaje de muchas maneras. Nosotros tomaremos la siguiente definición: "Es el proceso mediante el cual un sujeto, en su interacción con el medio, incorpora y elabora la información suministrada por éste, según las estructuras cognoscitivas que posee, sus necesidades e intereses, modificando su conducta para aceptar nuevas propuestas y realizar transformaciones inéditas en el ámbito que lo rodea. Un aprendizaje creativo requiere de la capacidad crítica del sujeto."

Una vez operacionalizada la hipótesis, se puede realizar un diseño metodológico que permita verificarla.

Lo dicho hasta ahora permite concluir que las características de una hipótesis son: comprobación empírica, fundamentación teórica, fundamentación lógica, informatividad y capacidad de predicción.

Ley

La actividad científica está encaminada a descubrir las leyes que regulan los fenómenos. El hombre, como se ilustró a lo largo del capítulo anterior, a partir de que supuso que el suceder de cualquier hecho natural o social está determinado por mecanismos que podían ser entendidos, se abocó a su descubrimiento. Ha planteado hipótesis sobre la forma en que supone que los hechos ocurren. En algunos casos, con éxito; en otros, con fracaso, pero siempre con un deseo de entender el mundo en todas sus manifestaciones.

El investigador científico presupone que existen pautas fijas que son responsables de los hechos que se verifican en el mundo real independientemente de su voluntad, pero que él puede conocerlas si se lo propone. Esto significa que, a pesar de que el hombre desconozca un determinado hecho, éste existe de todas maneras. Esas pautas fijas que obedece la ocurrencia de un hecho constituyen lo que se denomina ley.

Es bueno distinguir dos situaciones ante la ley: una es la ley que, como hemos mencionado, ocurre independientemente de que la conozca el hombre, y otra es el registro de esa ley por el hombre. Las leyes de Newton, por ejemplo, no son las leyes naturales, sino su registro. Estos registros en forma de proposiciones hipotéticas pueden no explicar el fenómeno tal como ocurren en la realidad. Por eso es muy importante reconocer que lo que dicen las leyes de Newton no son las leyes naturales en sí, sino formulaciones humanas que buscan entenderlas. Dichas formulaciones pueden estar cerca o lejos de la situación real de los hechos.

Eso hace necesario mencionar que las hipótesis más generales constituyen enunciados de ley que hacen referencia de manera inmediata a una determinada manera de concebir la naturaleza de los hechos: a una teoría, y de manera mediata se refieren a los hechos concretos que intentan explicar.

En la medida en que una hipótesis singular se va verificando va aumentando su nivel de generalidad hasta que se convierte en ley. Se le llama ley a la hipótesis planteada como enunciado universal.

Como ya se dijo en el apartado anterior, las proposiciones llamadas hipótesis o leyes se entienden sólo en el contexto de la estructura de proposiciones denominada teoría.

Teoría

A lo largo de la historia ha venido cambiando no sólo la imagen que el hombre tiene del universo, sino además, los instrumentos que ha utilizado para su investigación, entre ellos la ciencia misma.

En su esfuerzo por construir una visión que dé cuenta de los fenómenos naturales y sociales, el hombre ha tenido que hacer, que ajustar, e incluso rehacer sus teorías de la realidad debido a que éstas, muchas veces, han sido discordantes con la realidad de los hechos que intentan explicar (recuerda que de ello se trató todo el capítulo anterior). Así, actualmente existen muchas teorías en torno a los objetos que estudian la física, la biología, la sociología, la psicología, la filosofía, y en general todas las ciencias. Por ejemplo, en psicología podemos encontrar corrientes teóricas como el conductismo, el psicoanálisis, el cognoscitivismo, la gestalt, entre otras, que pueden estudiar los mismos hechos desde el punto de vista psicológico y, sin embargo, sus explicaciones son notablemente distintas.

La teoría es una estructura de conceptos coherente: es un sistema de proposiciones de diferente nivel de generalización relacionadas de manera lógica entre sí, que explican un sector de la realidad natural o social. El más alto propósito de la investigación científica es la construcción de teorías cada vez más capaces de explicar la realidad tal cual es. En la física, los científicos tienen la esperanza de construirlas antes de que termine este milenio.

Siempre que un investigador plantea una hipótesis debe definirla y sostenerla o justificarla. Para ello recurre a los fundamentos últimos de la teoría que le sirve de referente en su investigación, éstos son: los principios o axiomas.

Todas las proposiciones de una teoría van teniendo sentido a partir de su núcleo básico, el cual está conformado por sus principios y supuestos básicos. Son esos principios los que sirven de guía en la selección de los objetos dignos de ser investigados. También son los principios y las características de los objetos los que determinan los métodos que usará el investigador, así como las reglas que formarán dicha búsqueda.

Los supuestos básicos de una teoría son aquellas ideas que aunque no siempre estén escritas, se deducen del sistema teórico. Ellos constituyen la filosofía en la que se apoya consciente o inconscientemente el investigador científico.

Cuando una teoría encuentra muchas anomalías, es decir, cuando falla en la explicación de los hechos, comienza a entrar en crisis y puede ser sustituida por otra más poderosa. Tal situación ocurrió, como ya vimos, con la teoría de Aristóteles, la cual fue puesta en crisis por Copérnico quien inició una teoría que, más tarde, llegó a su mejor síntesis con Newton. A su vez, la teoría newtoniana fue sustituida por la de Einstein.

En síntesis, la teoría busca describir, explicar y predecir los hechos de la realidad a los que hace referencia; sirve como sostén a la actividad investigativa que realizan los científicos. La teoría le permite al científico discriminar o seleccionar los estímulos relevantes de los hechos que son su objeto de estudio.

PREGUNTAS PARA REFLEXIONAR SOBRE ESTE CAPITULO

1- Define, con tus propias palabras, lo que es ciencia.

2. De acuerdo con su objeto de estudio, ¿cómo se clasifica la ciencia?

3. ¿Cómo se comprueban las ciencias formales y fácticas?

4. ¿Cuál es la distinción entre método, técnica e instrumento?

5. ¿Cuáles son los métodos generales que analizamos en este capítulo?

6. ¿Qué diferencia encuentras entre métodos generales y métodos particulares?

7. Menciona la diferencia entre los métodos de investigación empírica y los de investigación teórica.

8. ¿Qué implicaciones tiene la observación?

9. ¿Cuáles son y para qué sirven las escalas de medición?

10. ¿En qué consiste el experimento?

11. ¿Qué relación existe entre problema(s) e hipótesis?

12. ¿Cuál es la función de la teoría en la investigación?

13. ¿Qué relación existe entre hipótesis, ley y teoría?

EJERCICIOS

• 1. Realiza varios razonamientos inductivos, deductivos y analógicos. Compáralos, luego, con los que hicieron tus compañeros y corrige posibles errores.

• 2. Observa y registra una práctica del curso; después describe los supuestos que implica.

• 3. Desarrolla un experimento para verificar por qué se evapora el agua. Registra tus resultados.

• 4. ¿Cómo explicas los rayos y truenos de acuerdo con una teoría física?

Autora:

María Concepción Ortiz Bayona

Victoria de Durango, Dgo., Abril del 2009.

Universidad Juárez del Estado de Durango

Colegio de Ciencias y Humanidades

Academia

Introducción al Conocimiento Científico

Primer Semestre