Fundamentos de la Ciencia: Paradigmas, Métodos y Filosofía Científica

1. Concepto de Ciencia

Ciencia: del latín scire, «saber». Es el modelo del saber humano que busca conocer la realidad, encontrar las causas de los fenómenos observados, establecer conceptos válidos y demostrar racionalmente los argumentos utilizados. La ciencia es el saber que más conocimiento aporta del universo.

2. Paradigmas Científicos

2.1. Ciencia grecomedieval

Surge en la Antigüedad griega y perdura hasta finales de la Edad Media. Aristóteles fue el autor más influyente, siendo su objeto de investigación el universo, el cual se concibe como una realidad limitada en el espacio, que tiene un orden (cosmos), permanece estable y está lleno de materia (no existe el vacío).

Características:

1. Modelo finalista (teleológico): Aristóteles piensa en la naturaleza como un gran organismo vivo dentro del cual cada individuo tiene su finalidad. La biología es el principal modelo del saber.
2. Modelo esencialista.
3. Modelo geocéntrico y heterogéneo:
   • Geocéntrico: la Tierra está fija en el centro.
   • Heterogéneo: en él se distinguen dos partes materiales:
     • Mundo sublunar: la Tierra, formada por la combinación de los cuatro elementos.
     • Mundo supralunar: alrededor de la Tierra hay siete esferas concéntricas que incluyen el Sol, la Luna y las estrellas; su materia constitutiva es el éter y su movimiento es circular y eterno.
4. Modelo determinista: todo lo que sucede y hay en la naturaleza está prefijado, lo cual se justifica en que la naturaleza se rige por dos principios:
   • Principio de causalidad: todo efecto tiene una causa.
   • Principio de conservación: en la naturaleza siempre permanece algo: la sustancia.

2.2. Modelo clásico (mecanicismo)

Surge en el Renacimiento y da inicio a la ciencia moderna, produciéndose la transición del teocentrismo al antropocentrismo. Este cambio se inicia en el siglo XVI con Copérnico y Galileo, y culmina con el mecanicismo de Newton.

La gran transformación radica en el paso del modelo geocéntrico al modelo heliocéntrico, en el que el Sol es el centro del universo y la Tierra gira en torno a él. Desaparece la distinción de los dos mundos en que Aristóteles dividía el cosmos; ahora el universo se percibe como infinito y homogéneo.

Surge un nuevo modelo teórico de interpretación de la naturaleza denominado mecanicismo, en el cual el universo se concibe como una máquina dotada de movimiento autónomo a partir de un primer impulso otorgado por Dios.

Características:

1. La nueva ciencia es cuantitativa: solo se pueden estudiar aquellas propiedades que se pueden medir y cuantificar.
2. Las matemáticas constituyen su principal herramienta.
3. Busca explicar cómo suceden los fenómenos.
4. Posee un carácter experimental: los científicos se esfuerzan por reproducir fenómenos naturales bajo condiciones controladas.
5. Se apoya en la técnica y la invención de instrumentos (telescopio, barómetro, etc.).

2.3. Paradigma contemporáneo

El universo ya no se concibe como finito, acabado ni inmutable. La teoría más aceptada ha sido la del Big Bang, que postula que desde su origen el universo se encuentra en constante expansión. Por ello, la explicación científica contemporánea de la realidad es más indeterminista: el saber científico admite que el azar desempeña un papel fundamental. En consecuencia, las leyes describen relaciones de probabilidad, sin afirmar con absoluta certeza que un suceso ocurrirá, sino que su ocurrencia es probable.

Consecuencias:

• La verdad es relativa: la validez de las mediciones formuladas desde un punto de referencia concreto será relativa y puede diferir o no ser aplicable respecto a otro marco espacial.
• El espacio ya no es homogéneo: existen profundas diferencias de comportamiento entre el mundo subatómico y el macrocosmos de los planetas, por lo que no existe una única ley unificada que explique la totalidad del conjunto.

3. Características y Clasificación de las Ciencias

3.1. Características de la ciencia

• Es un modo de saber racional.
• Es un conocimiento sistemático y riguroso donde nada queda librado al azar.
• Sus resultados son demostrables mediante la experiencia o el razonamiento teórico.
• Busca ser objetiva, procurando suprimir los sesgos e interferencias subjetivas en la búsqueda de la verdad.
• Pretende ser un saber universal, apto para explicar todos los casos pertenecientes a una misma clase sin excepción.

3.2. Tipos de ciencias

La ciencia se divide según su objeto de estudio y su método en dos grandes categorías:

1. Ciencias empíricas: estudian hechos observables y contrastables mediante la experiencia. Se subdividen en:
   • Ciencias naturales: su objeto de estudio es el mundo físico.
   • Ciencias sociales: investigan al ser humano y sus relaciones desde una perspectiva global.
2. Ciencias formales: estudian objetos abstractos e ideales que no pertenecen al mundo físico sino al intelecto humano; para su comprobación se recurre estrictamente al razonamiento lógico.

4. Métodos Científicos

4.1. Método inductivo

Consiste en partir de datos particulares obtenidos por la experiencia para formular una tesis de carácter general. Presenta dos modalidades:

• Inducción incompleta: consiste en observar un determinado rasgo en un número limitado de hechos e inducir que dicho rasgo se verifica en la totalidad de los hechos de esa naturaleza.
  • Ejemplo: al constatar que el hierro y la madera se dilatan con el calor, se concluye precipitadamente que todos los cuerpos se dilatan con el calor.
  • Objeción: suelen presentarse excepciones que invalidan la ley formulada.
• Inducción completa: consiste en comprobar un rasgo en todos y cada uno de los casos individuales que integran un conjunto delimitado.
  • Ejemplo: comprobar que el cobre y la plata se dilatan con el calor para concluir que todos los metales se dilatan con el calor.
  • Objeción: en el futuro podría descubrirse un material con todas las propiedades metálicas excepto la dilatación térmica; solo continuaría catalogándose como metal si su definición no exigiera formalmente dicha propiedad.

Críticas a la inducción:

Fueron formuladas por el filósofo empirista David Hume (siglo XVIII) mediante su crítica al principio de causalidad. Según Hume, para establecer una relación causal deben concurrir tres condiciones empíricas:

1. Contigüidad espacio-temporal entre la causa y el efecto.
2. Prioridad temporal del fenómeno causa sobre el fenómeno efecto.
3. Una supuesta conexión necesaria entre causa y efecto, la cual, al no ser observable en la experiencia, no es más que una costumbre psicológica.

4.2. Método deductivo

Consiste en partir de premisas o juicios generales para derivar de ellos consecuencias o juicios particulares. Estos juicios generales se han interpretado históricamente como:

• Definiciones: Euclides, en su obra Elementos, propuso nociones iniciales para sistematizar la geometría; por ejemplo: «el punto es lo que no tiene partes».
• Ideas innatas: contenidos que no provienen de la experiencia, no son aprendidos y la mente tiende a desarrollar de forma natural. Entre sus defensores destacan:
  • Platón (siglo V a.C.): defendió la existencia de esencias absolutas y perfectas (el Bien, la Verdad, la Justicia). El alma contempló las Ideas antes de unirse al cuerpo; al nacer olvida su contenido, pero conserva un recuerdo latente de las esencias. Por ello, para Platón, conocer es recordar (teoría de la reminiscencia).
  • Descartes (siglo XVII): sostuvo la presencia de ideas innatas en el entendimiento, entre las cuales destaca la idea de lo infinito y perfecto.
• Verdades evidentes: aquellas proposiciones que no requieren demostración material y en las que el predicado se halla implícito en la naturaleza del sujeto (por ejemplo, 2 + 2 = 4).

4.3. Método hipotético-deductivo

Constituye la síntesis estructurada de los procedimientos inductivos y deductivos mediante las siguientes fases:

1. Observación de un problema: detección de un fenómeno no resuelto por las teorías vigentes.
2. Formulación de una hipótesis: elaboración de una explicación provisional de las causas del fenómeno.
3. Deducción de consecuencias: especificación de predicciones concretas que deberían cumplirse de ser cierta la hipótesis.
4. Contrastación o comprobación: verificación empírica de las consecuencias previstas.
5. Confirmación o refutación: si las consecuencias se verifican empíricamente, la hipótesis queda provisionalmente corroborada y puede sentar las bases de una nueva ley; en caso contrario, se refuta y desecha.

4.4. Método hermenéutico

Su objetivo fundamental es la comprensión e interpretación del sentido de los fenómenos humanos, históricos y culturales. El vocablo hermeneusis deriva de Hermes, el mensajero divino encargado de descifrar y comunicar los designios divinos a los mortales.

Ejemplo: para comprender una obra pictórica del siglo XVI, el investigador debe analizar el contexto ideológico, el sistema de valores, los presupuestos conceptuales y la biografía del autor, interpretando el sentido intrínseco del fenómeno cultural estudiado.

4.5. Método dialéctico

Proviene del concepto de diálogo e implica la confrontación dinámica o intercambio interpretativo entre dos posturas o fenómenos interrelacionados. Se aplica ampliamente en las ciencias sociales y humanas; por ejemplo, al examinar la evolución del sistema jurídico de un período histórico para desentrañar sus contradicciones y su desarrollo.

5. Epistemología y Filosofía de la Ciencia en el Siglo XX

5.1. Positivismo lógico (Neopositivismo)

Corriente epistemológica surgida en el siglo XX, abanderada por el Círculo de Viena, integrado por científicos, matemáticos y filósofos.

Tesis fundamentales:

1. El método científico constituye el único cauce cognoscitivo legítimo para desentrañar la realidad, y el cometido primordial de la ciencia es subsumir los hechos empíricos bajo leyes universales.
2. Establecimiento de un criterio de demarcación científica: el principio de verificación. Una proposición goza de significación cognitiva (y por tanto resulta científica) solo si es factible delimitar las condiciones experimentales mediante las cuales comprobar concluyentemente su verdad o falsedad empírica.
3. Adopción prioritaria del método hipotético-deductivo, atribuyendo un peso central a la inducción sustentada en la experiencia sensible.

5.2. El falsacionismo de Karl Popper

La propuesta de Karl Popper se articula en torno a tres postulados críticos:

1. Las teorías son previas a los hechos: no existe la observación pura libre de presupuestos teóricos. Por ejemplo, antes de formularse la teoría de la evolución, el hallazgo de un cráneo arcaico se interpretaba como una simple malformación de un individuo contemporáneo; tras la consolidación del marco evolucionista, ese mismo fósil pasó a observarse como el registro de una especie antecesora.
2. Primacía del método deductivo: dado que las hipótesis teóricas anteceden a las observaciones y exhiben un grado general superior al de los casos particulares, el proceder científico riguroso es deductivo, descendiendo de postulados teóricos generales a la contrastación de casos singulares.
3. Principio de falsación: en sustitución del principio verificacionista, Popper postula que un enunciado es científico si y solo si es falsable; esto implica que debe ser lógicamente posible formular al menos un hecho empírico observable capaz de refutarlo en el futuro.

5.3. La estructura de las revoluciones científicas según Thomas Kuhn

Tomando como ilustración dos hipótesis: 1ª «La Tierra se extinguirá dentro de 30 000 años» y 2ª «La Tierra se extinguirá dentro de 30 000 años debido al efecto invernadero», la segunda exhibe un mayor contenido empírico y falsabilidad (resultando más científica), dado que involucra variables mensurables de forma contemporánea.

En su célebre obra del siglo XX, La estructura de las revoluciones científicas, Thomas Kuhn postuló los siguientes principios esenciales:

1. El desarrollo de la actividad científica pivota sobre paradigmas científicos compartidos por la comunidad investigadora.
2. El conocimiento científico no progresa de manera lineal o acumulativa, sino a través de rupturas o revoluciones científicas que derrocan el paradigma vigente cuando este se satura de anomalías irresolubles.
3. Los paradigmas sucesivos son inconmensurables entre sí: no pueden compararse bajo un lenguaje o rasero neutro común.
4. Un hecho empírico aislado o una anomalía experimental no basta por sí solo para falsar o derribar una teoría científica hasta tanto no surja un nuevo paradigma alternativo capaz de sustituirla.