El Método Científico

"Cuantas más personas adquieren una profunda comprensión del método científico y

aprenden a aplicarlo a los problemas de la vida diaria, mayor progreso podemos esperar de las cuestiones sociales, políticas e internacionales del mundo. El proceso técnico representa una

ruta por la cual el mundo puede avanzar a través de la ciencia; otro camino es a través

del progreso social que resulte de la aplicación del método científico, es decir por medio del

desarrollo de la ciencia moral.

Creo que el estudio de la ciencia y la comprensión del método científico por todo el

mundo ayudarían esencialmente a la humanidad a la solución de nuestros grandes

problemas políticos y sociales"

-Linus Pauling-

Para lograr una descripción ordenada, coherente y sistemática de un grupo de fenómenos1, el científico lleva a cabo cuidadosamente una serie de operaciones que constituyen lo que llamamos el Método Científico. El Método Científico consiste en los siguientes pasos:

1 Fenómeno es toda modificación que ocurre en la naturaleza, como por ejemplo la caída de un cuerpo, la luz, las fuerzas, etc.

1. Observación

Es el primer paso en toda investigación. La observación consiste en emplear atentamente los sentidos a un objeto para adquirir por ella un conocimiento claro y preciso. La observación es de importancia capital en las ciencias. De ella depende el valor de otros el valor de otros procesos. Sin observación, el estudio de la realidad y de sus leyes se reduce siempre a simples conjeturas y adivinaciones. Para un buen éxito de la observación, se exigen ciertas condiciones.

a. Condiciones físicas. Entre las condiciones físicas mínimas son necesarios: órganos sensoriales que puedan tener sensaciones normales y correctas; buenos instrumentos porque los sentidos no son siempre suficientes para el rigor de la ciencia2. Es preciso dotar a los científicos de buenos instrumentos.

b. Condiciones intelectuales. Curiosidad3: Se requiere mucha filosofía, dice J.J. Rousseau, para observar lo que se ve todos los días. Sagacidad: saber discernir los hechos significativos.

2 ? La Ciencia (latín: scientia, conocimiento) es toda descripción coherente y sistemática de un grupo de fenómenos. Las ciencias naturales se dividen en dos ramas: las ciencias biológicas y las ciencias físicas.

3 Einstein decía: "Yo no soy genio ni nada parecido... sólo soy apasionadamente curioso".

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c. Condiciones morales. Paciencia, para resistir la precipitud natural que nos lleva siempre a concluir antes de tiempo. Valor, que sabe enfrentar el peligro para separar de los hechos ciertos fenómenos4 raros o decisivos.

d. Reglas de observación. Debe ser atenta. Debe ser exacta, completa y precisa. Para ello, es necesario conseguir dar valores numéricos a todo lo que se observa en el fenómeno y es susceptible de medida cuantitativa. De ahí la importancia que asume la medición en el Método Científico.

PRINCIPIOS DE OBSERVACIÓN5

“Como primer principio hay que decir que la observación siempre tiene un propósito, tal como mirar ciertas variables o simplemente recrear nuestros sentidos. Así que no es lo mismo observar el bosque con el propósito de identificar la flora y la fauna que lo compone, que observarlo con el propósito de buscar un sitio seguro dónde acampar. No es que sean dos bosques distintos o que las observaciones sean una más verdadera que otra, simplemente van a ser diferentes debido al propósito desde el que se originaron.

El segundo principio es que la observación es siempre sistemática y

4 ? Los fenómenos físicos son aquellos que en los que no cambia la naturaleza de las substancias que intervienen en los mismos.

5 Tomado de "El Científico y la ciencia", William Mantilla C. Facultad de Ciencia Sociales y Humanas -UNISUR- Santafé de Bogotá, D.C., 1995, págs 31-32.

lleva un procedimiento, que esperamos ver incorporado en el alumno, como un hábito o algo que cada vez va haciendo más espontáneamente y de manera permanente, sin que ocupe mayor concentración.

Descartaremos algunas suposiciones frente a la observación. La primera es que cuando hablamos de observar la confundimos con ver o con mirar. La observación puede involucrar todos nuestros sentidos. El hecho es que siempre involucra por lo menos uno de ello de manera principal. Este es el tercer principio de la observación: siempre lleva nuestra biología humana en relación con el mundo, sin que esto signifique que podamos reducir la observación a los sentidos. No es así, puesto que los resultados de la observación siempre son descripciones de características que simbolizamos mediante la escritura producto de un proceso mental en el individuo (¡o sea usted mismo!). Así que podemos enunciar el cuarto principio diciendo que la observación es una identificación de las características de un objeto o de una situación.

En la ciencia, todo se hace con el fin de poder compartirlo y comunicarlo. En esta comunicación se basa gran parte de la posibilidad de hacer ciencia y de también que sus realizaciones se usen en pro del bien común.

La identificación de las características siempre se simboliza con palabras en forma verbal o escrita. Aunque son la precisión y la sistematicidad las que priman en el lenguaje científico, no

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debemos dejar de lado la estética en el uso del lenguaje, pues no se trata de hacer de la ciencia algo fuera de nuestros sentimientos. Se trata más bien de vivir la ciencia con intensidad y con pasión”.

2. Hipótesis

En términos generales, la hipótesis se fundamenta en suponer conocida la verdad o explicación que se busca. En lenguaje científico, la hipótesis equivale, habitualmente, una suposición verosímil, luego confirmable o rebatible por los hechos, los cuales decidirán, en último caso, la verdad o falsedad de lo que se pretende explicar. De donde la hipótesis es la suposición de una causa o de una ley destinada a explicar provisionalmente un fenómeno hasta cuando los hechos vengan a contradecirla o a invalidarla.

Las hipótesis son más que un andamio destinado a desaparecer cuando el edificio (de las ciencias) está construido; tiene un valor propio y corresponden, ciertamente, a alguna cosa bien profunda y bastante esencial en la misma naturaleza.

La hipótesis tiene doble función:

a. Práctica: orientar al investigador, dirigiéndolo en la dirección de la causa probable o de la ley que se busca.

b. Teórica: coordinar y completar los resultados ya obtenidos, agrupándolos en un conjunto completo de hechos, para facilitar su inteligibilidad y estudio.

Podemos obtener hipótesis o por deducción de resultados ya conocidos,

o por la experiencia. En este caso son inductivas si la causa supuesta del fenómeno es uno de los antecedentes que parece reunir todos los caracteres de antecedente causal; son analógicas, cuando son inspiradas por ciertas semejanzas entre el fenómeno que se quiere explicar y otro ya conocido.

Prácticamente, no hay reglas para descubrir las hipótesis. No se descubren tampoco por obra del ocaso, sino son fruto del genio científico. Hay, con dos, ciertas condiciones que ayudan en el descubrimiento: el desarrollo mismo de la investigación, la analogía, la inducción, la reflexión.

Naturaleza de las hipótesis:

No debe contradecir ninguna verdad ya aceptada o explicada.

Debe ser simple, o sea, que el científico entre varias hipótesis, debe escoger la que parece menos complicada.

Debe ser seguida y verificable por los hechos: "No invento hipótesis", decía Newton.6

6 Cada vez que concebimos una hipótesis, ella debe ser consistente con las demás. En otros términos, el sistema hipótesis que concuerda con la teoría no debe ser contradictorio. Aquí es ilustrativo considerar la teoría de la relatividad de Einstein. Su hipótesis de que la velocidad tenía un valor finito y constante era incongruente con las hipótesis más importantes de la física clásica: el tiempo y el espacio son dimensiones homogéneas. En otras palabras, la hipótesis de que la velocidad de la luz es siempre 300.000 Km/s. sea cual sea el observador que la mida (así

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3. Experimentación7

La experimentación consiste en el conjunto de procesos utilizados para verificar las hipótesis. Difiere de la observación porque obedece a una idea directa y no simplemente porque implica la intervención del científico para modificar los fenómenos. La observación de hecho, puede presentar también una tal intervención: se llama entonces observación activa o provocada, pero es anterior a la formación de la hipótesis.

Una experimentación está generalmente incompleta si no va acompañada de alguna medida o determinación cuantitativa de los diversos factores que interviene en el fenómeno. Así la observación del movimiento de un astro no queda

se mida desde otro rayo de luz lo cual no deja de parecernos asombroso y hasta absurdo), era incompatible con la de que el tiempo es infinito, invariable y el mismo para todos; era incompatible también con la de que el espacio es un recipiente infinito, inmodificable e independiente de su posible contenido: la materia. Si existe una incompatibilidad entre hipótesis es necesario descartar unas y otras. Parte de la genialidad de Einstein fue la osadía de descartar las que eran más aceptadas universalmente y que, podría decir, eran esenciales en efecto, la homogeneidad del tiempo y del espacio es indispensable para que toda la estructura newtoniana se sostenga.

7 ? Un experimento es un fenómeno que nosotros mismos producimos y controlamos disponiendo adecuadamente las condiciones necesarias.

completa hasta que no se ha medido, por ejemplo, su distancia al Sol, su velocidad, etc., mientras que la caída de un cuerpo debe ir acompañada de la medida de la distancia que ha caído, el tiempo que ha empleado, etc.

Reglas sugeridas por F. Bacon para la experimentación:8

1. Alargar la experiencia: es aumentar, poco a poco y tanto cuanto sea posible, la intensidad de la causa supuesta para ver si la intensidad del fenómeno (efecto), crece en la misma proporción.

2. Variar la experiencia: es aplicar la misma causa a objetos diferentes.

3. Invertir la experiencia: consiste en aplicar la causa contraria de la causa supuesta para ver si el efecto contrario se produce. Esta contraprueba experimental hace suceder las experiencias negativas a las positivas. Así, después de descomponer el agua por el análisis, se invierte la experiencia, haciendo la síntesis a partir del oxígeno y del hidrógeno.

4. Investigar los acontecimientos de experimentación. A veces, es preciso recurrir a los casos de la experiencia de ensayo.

En la práctica la experimentación no es rígida, ya que puede desenvolverse de muchas maneras.9

8 Cit. Por Van Dalen y Meyer en Manual de Técnica de investigación educacional, 3ed. Trad. por O. Muslera y C. Moyano. Buenos Aires, Paidos, 1978, pág. 37.

9 Cuando el científico va al laboratorio para hacer un experimento, él sabe ya, o

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EL EXPERIMENTO10

-Mario Bunge-

¿Por qué se hacen experimentos? ¿Qué se gana con experimentar? En primer lugar, y hablando metafóricamente, todo experimento es una pregunta directa y precisa a la realidad en la medida en que todo conjunto de factores o inputs ("preguntas") produce un conjunto de productos u outputs ("respuestas") y plantea así el teórico problema de dar razón de (o explicar) un conjunto de pares "pregunta"-"respuesta". En segundo lugar, muchas de esas "preguntas" no se plantean espontáneamente en un ambiente natural: la radioactividad inducida, la mutación genética inducida o el aprendizaje de animales con los dispositivos laberínticos no suelen realmente ocurrir en estado de naturaleza. El experimento al enriquecer el conjunto de los hechos que ocurren naturalmente, es capaz de revelar profundos e insospechados

mejor, cree saber, lo que sucederá. Éste señalamiento lo hace Kant en el prólogo de la segunda edición de su "Critica a la razón pura". Llama la atención sobre el hecho de que no es posible conocer sino aquello que la razón ya sabia previamente. El experimento tiene el papel de confirmar o falsear las hipótesis que el científico ha construido sobre la base de sus idealizaciones acerca del mundo de la vida. El instrumental y la forma como éste se ha dispuesto son ya una consecuencia de esta idealización. (Tomado de Ciencias Naturales y Educación Ambiental -Marco General- Misterio de Educación Nacional, Santafé de Bogotá, 1993, Pág 58).

10 Tomado de La investigación Científica. Págs 852-856. Ediciones Ariel.

aspectos de las cosas. (Eso ocurre a veces, por ejemplo, cuando se pide a un amigo que asuma cierto riesgo.) En tercer lugar, mientras que los hechos espontáneos son por lo común extremadamente complejos, los hechos experimentales son más simples, y, por o tanto, más tratable. El control de las variables, que es peculiar al experimento, pone al objeto más cerca de su modelo teorético ya por el hecho de concentrarse en torno a pocas variables, reducir sus campos de variabilidad y minimizar las perturbaciones y las irrelevancias presentes en todo sistema natural, especialmente el "ruido" característico de los datos puramente observacionales.

Así, pues por unas cuantas buenas razones el experimento se ha hecho esencial a la moderna ciencia factual. Pero eso no significa que el experimento pueda suplir, como igual, la teoría, ni que sea la base de ésta, ni que sea la instancia rectora de la ciencia factual. Todo experimento es búsqueda de respuestas a una pregunta originada en un cuerpo de ideas; tiene que proyectarse e interpretarse, a diferencia de lo que ocurre con el ciego azar del ensayo-y-error, y tanto la proyección cuanto la interpretación de los experimentos requieren sistemas de hipótesis más o menos elaborados. La ejecución de un experimento es la realización de un plan concebido gracias a ciertos supuestos, y lo que da como resultado es un mensaje cifrado que no puede descifrarse fuera de un cuerpo de conocimiento. El experimento es un medio, no un fin, y ello tanto por lo que hace a la

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producción de nuevas ideas cuanto por lo que se refiere a la contrastación de ideas en general; el experimento puede ser un objetivo, un fin en sí mismo, para tal o cual científico en un determinado momento de su trabajo, pero no puede serlo para la ciencia como empresa colectiva de la humanidad. En resolución, no es posible ningún experimento si no hay ideas; el experimento es una materialización de ideas, pero no para fijarlas dogmáticamente, sino para contrastarlas y enriquecerlas.

(...) no hay masa de observaciones, ni siquiera de experimentos, que tenga valor si no se han realizado e interpretado a la luz de una teoría compatible con el cuerpo del conocimiento científico y metacientífico y capaz de aprender de la experiencia. Por eso la experiencia, y, en particular, el experimento, es insuficiente: es un medio para plantear problemas y contrastar las soluciones propuestas a los mismos. Una observación empírica, tanto si es una observación suelta como si es un experimento controlado, puede dar origen a un problema interesante o incluso a una conjetura de interés, siempre que tenga lugar en un cuerpo de conocimiento. Y la experiencia científica no tiene valor de contrastación más que si es relevante para alguna hipótesis precisamente formulada y que no pueda compadecerse con cualquier resultado. En resolución, la experiencia científica es estimable en la medida en que está empapada de ideas, ideas que la experiencia es entonces capaz de controlar y enriquecer.

La ausencia de interacción entre teoría y el experimento explica el fracaso de los griegos en el intento de ir más allá de Arquímedes, así como de la esterilidad de las pocas observaciones y el manojo de experimentos realizados en la Edad Media: esas operaciones estaban mal guiadas por teorías falsas o bien eran autocontenidas, en el sentido de que no aspiraban más que a averiguar cómo son ciertas cosas y, en el mejor de los casos, que ocurriría si se provocaran ciertos cambios. (...)

En cuanto a los experimentos realizados entre los siglos XV y XVII por artesanos, entendidos en artillería y balística, cirujanos, alquimistas y fabricantes de instrumentos, puede decirse que no tuvieron una aspiración principalmente cognoscitiva, sino práctica: aquellos hombres querían saber cómo trabajaban ciertas cosas y ciertos procedimientos fabricados por el hombre, no si determinadas teorías eran o no verdaderas. (...)

4. Organización. Leyes

La labor del investigador no termina con la observación o la experimentación. El investigador debe además analizar los resultados cualitativos y cuantitativos obtenidos, compararlos entre ellos y con los resultados de observaciones o experimentos anteriores. De este análisis el investigador deduce leyes.11

11 Una ley es la expresión de una rutina en la naturaleza, es decir algo que se repite siempre que las condiciones sean las mismas.

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Las leyes pueden ser cualitativas o cuantitativas. Las leyes cualitativas no contiene relación alguna entre las magnitudes que interviene en el fenómeno, un ejemplo sería: "todo cuerpo dejado caer libremente, cae hacia la superficie de la Tierra".

Una ley es cuantitativa si el enunciado de la ley expresa además alguna relación entre las magnitudes que corresponden al fenómeno. Presentan más utilidad que las cualitativas. Se expresan por fórmulas, por ejemplo la ley de la caída de los cuerpos, si soltamos un cuerpo desde una altura h y medimos su tiempo de caída, podemos conocer la aceleración con que cae, esta relación la podemos escribir mediante una expresión matemática:

h = 1/2. at2 ; a = 2h/t2

El resultado anterior es, pues, la expresión simbólica o algebraica de una ley cuantitativa.

Las leyes generalmente son corregidas continuamente, pues a medida que los experimentos experimentales van siendo perfeccionados y refinados se van conociendo con más precisión los valores numéricos de las magnitudes que intervienen en las mismas y algunas veces se descubren nuevos factores que no se habían tenido en cuenta previamente. Con ello muchas leyes que en un principio eran muy simples han ido volviéndose más complejas, o la inversa, con el transcurso de las investigaciones. Sin embargo, lo que se ha perdido en sencillez se ha ganado en exactitud,

que tiene mucho más valor para la ciencia.

5. Hipótesis y Teoría

El investigador no se resigna con la experimentación y las leyes conseguidas. Quiere además, investigar una explicación a los fenómenos observados y a las leyes descubiertas. A partir de su hipótesis y siguiendo un razonamiento estrictamente lógico, empleando la matemática casi siempre, trata entonces de deducir las leyes ha obtenido experimentalmente. El valor de una hipótesis se mide a posteriori por la mayor o menor exactitud con que nos permite deducir una ley. El conjunto formado por las hipótesis y los razonamientos lógico-matemáticos asociados a las mismas es lo que se llama una Teoría.

Se pueden plantear diferentes hipótesis que den lugar a diferentes teorías pero que explican igualmente un mismo fenómeno. Como es el caso de la naturaleza de la luz, en donde existían la teoría ondulatoria y la corpuscular que pretendían explicar el comportamiento de la luz.

De ordinario el término teoría se opone al de práctica. En este sentido, la teoría se refiere al conocimiento (saber, conocer) en oposición a la práctica como acción (actuar, hacer).

Dentro de método, el término teoría es utilizado para significar un resultado al cual tienden las ciencias. Estas no se contentan sólo con la formulación de leyes, por el contrario, determinadas leyes, procuran interpretarlas o explicarlas.

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La teoría no puede ser reducida, a la hipótesis, aunque es claro que las hipótesis no pueden ser excluidas de la construcción teórica. La teoría es verificable experimentalmente, la hipótesis no lo es. Las funciones de la teoría son:

Orientar al científico, con economía de pensamiento.

Coordinar y unificar el saber científico.

Deben servir para clasificar los hechos y las leyes.

Deben sugerir analogías desconocidas, posibilitando nuevos descubrimientos.

No deben de asumir un carácter de verdad o falsedad, deben de ser cómodas.

6. Predicción y verificación

Cuando una teoría pueda explicar aquellos fenómenos que están íntimamente relacionados con aquellos que la originó y que sea apta para explicar nuevos fenómenos que van descubriéndose, decimos que la teoría se verifica y ello constituye una victoria para ésta. Si no cumple lo anterior la teoría es desechada.

Cuando en una teoría se prosigue una cadena de razonamientos, que permite predecir resultados experimentales aún no observados y leyes aún no descubiertas, decimos que la teoría tiene la capacidad de predecir resultados desconocidos, esto es lo que hace extraordinaria una teoría por absurda que ésta parezca.12

12 El 30 de agosto de 1846, el astrónomo Le Verrier (1811-1877), predijo la

La física y su método no constituyen el paradigma único que nos permitiría reconocer cuándo un saber es un saber científico. Hoy día se considera, inclusive, que no se debería hablar de "las ciencias" sino de los "discursos científicos", pues el análisis, a la comprensión teórica y la solución práctica de cualquier fenómeno deben concurrir discursos producidos en muy diversos campos del saber. El análisis y comprensión, por ejemplo, la célula tiene que concurrir la física, la química, la estadística, la sociología, etc.

Para concluir esta parte citemos a M. Bunge:

"El método experimental es el modo como las hipótesis factuales

se contrastan empíricamente, a saber, mediante el control riguroso de las variables relevantes y de las

inferencias "obtenidas de" (sugeridas por) los resultados de

operación. El que aplica el método experimental tiene alguna idea que

contrastar y algunas otras para proyectar la contrastación".

PREGUNTAS

1. Defina los conceptos de ciencia y tecnología.

existencia de un planeta desconocido, indicando el lugar del cielo donde podría ser ubicado. Un mes más tarde el astrónomo alemán Galle visualizó el nuevo planeta que fue bautizado con el nombre de NEPTUNO.

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2. ¿Qué es un fenómeno? Enuncie cinco fenómenos diferentes.

3. ¿Cuál es el objeto de toda ciencia? Cite algunas ciencias que ha estudiado e indique como dicha ciencia se construye?

4. Enumere las distintas etapas del Método Científico y aplíquelas a un ejemplo.

5. ¿A qué atribuye el rápido progreso científico durante los últimos 50 años?

6. ¿Qué es una ley? Enuncie 2 leyes de la naturaleza. ¿Por qué muchas leyes son modificadas a medida que progresan las investigaciones?

7. ¿Quien fue el que invento (o reinvento) el Método Científico? ¿Qué consecuencias trajo esto para el desarrollo de las ciencias?

8. ¿Qué es la Metodología Científica? Explique.

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