Teorías Científicas Como Estructuras Complejas

Los contenidos de los post editados hasta la fecha acerca de la filosofía de la ciencia sugieren que las concepciones inductivistas y falsacionistas no logran alcanzar sus propósitos originales. Al centrarse en las relaciones entre teorías y enunciados observacionales individuales o conjuntos de éstos, no tienen en cuenta la complejidad de las principales teorías científicas. Ni el hincapié del inductivista ingenuo acerca de la necesidad de derivar inductivamente las teorías de la observación, ni el esquema falsacionista de conjeturas y refutaciones propuesto por Popper, son capaces de describir adecuadamente la génesis y el desarrollo de las teorías científicas, manifiestamente complejas. Con vistas a proponer una imagen más realista debemos considerar tales constructos como totalidades estructurales y estructuradas de algún tipo. Y aquí comienza la historia de las aportaciones de Lakatos, Kuhn, etc.

 

 

 

Fractales: Ejemplo de Estructuras Complejas

 

 

La historia de le ciencia nos enseña palmariamente la necesidad considerar las teorías como estructuras. El análisis histórico revela que la evolución y el progreso de los principales constructos modelo-teóricos se sustenta en el desarrollo de unas estructuras complejas, ricas en relaciones, que no logran captar ni la concepción inductivista ni la falsacionista. De acuerdo, con Chalmers, el despliegue programático de la teoría copernicana tardó más de  un siglo en realizarse, aunque podrían citarse otros muchos ejemplos. Sin embargo, el argumento histórico no es la única base para afirmar que las teorías son entidades estructurales de algún tipo. Disponemos de otro argumento filosófico más general, íntimamente vinculado al hecho de que la observación depende de la teoría.

 

A la hora de dirimir si existe una adecuada coherencia entre la precisión del significado de un enunciado observacional y el papel que desempeña en una teoría, debemos analizar la coherencia interna del entramado de toda la estructuras teórica como una única entidad.

 

Ya hemos comentado que los enunciados observacionales necesariamente se deben formulan en el lenguaje de alguna teoría. En consecuencia, tanto unos como otros serán tan precisos e informativos como lo sea la propia teoría en cuyo lenguaje se construyen y articulan. Esta visión estructuralista, defendida por Kuhn, Lakatos, Chalmers y otros muchos filósofos contemporáneos afirma que la razón del significado relativamente preciso de los enunciados observacionales se debe al hecho de que los conceptos desempeñan un papel relevante en el contexto de una teoría precisa y estructurada, como lo es por ejemplo la mecánica newtoniana. Ahora bien, la proliferación de conceptos y el entramado de sus relaciones pueden convertir una teoría en una estructura excesivamente compleja y difícil de analizar. En este sentido todos los filósofos de ciencia demandan sencillez, claridad y un cirto grado de minimalismo.

 

Sin embargo, existen demasiados constructos teóricos en los que proliferan conceptos vagos y confundentes. En contraposición a las ciencias duras (físicas y matemáticas), las ciencias experimentales y más aún las que necesariamente entrañan algún tipo de historicismo (geología, geomorfología, edafología, ecología, etc.) suelen padecer tal síndrome.

 

Que el significado de los conceptos depende de la estructura de la teoría en la que aparecen, así como que la precisión de aquéllos depende de la precisión y coherencia de esta, resulta más plausible de entender observando las maneras en las que un concepto adquiere significado. Para muchos filósofos, los conceptos adquieren su significado mediante una definición. Sin embargo, no tiene necesariamente que ser así. Reiteramos que una buena teoría debe basarse en el mínimo número de enunciados y definiciones posible. Con vistas a ilustrar tal tesis, me basaré en una experiencia personal.   

 

Uno de los principales ataques a mi teoría de la edafodiversidad  (Catena 1995, Geoderma 1998) procedente del lobby de los edafólogos matemáticos que comandan la Comisión de Edafometría de la UISS. Según uno de ellos (Odeh en su “reply” a nuestro “Discusion Paper” de 1998) yo debiera haber definido el concepto de edafodiversidad, a lo cual me negué, apelando a uno más general de diversidad, a partir del cual, el que me demandaban sería un mero apéndice (edafodiversidad = a la definición de diversidad de Huston, aplicado a los suelos). Este modo de proceder, en lugar de acuñar un nuevo concepto, atesora la ventaja de vincular la edafodiversidad, sin el menor reparo, a la corriente principal de otros estudios de la misma guisa en disciplinas afines (por ejemplo el de biodiversidad) de la manera más simple posible. Lo que yo pretendía era generar vínculos y flujos de conocimiento entre distintas ciencias, más que ahondar en las diferencias que generalmente consigue el reduccionismo derivado de la compartimentación de las ramas de la ciencia en compartimentos estancos y cerrados. Por mucho que lo expliqué, no lograron entenderlo.  ¿Cuál era su problema?: Los edafometras no deseaban adentrarse a estudiar el mundo de la biodiversidad, a la par que desprecian las enseñanzas de la filosofía de la ciencia. ¿Por qué introducir una nueva definición si no es estrictamente necesaria?.   

 

Pero, continuamos con el hilo argumental de Chalmers, para adentrarnos al final del post en mi debate con los edafometras.

 

Deben rechazarse las definiciones, y especialmente las prematuras, como procedimiento fundamental para marcar significados (como le replicamos nosotros a Odeh). Los conceptos sólo se pueden definir en función de otros previos cuyos significados ya fueron proporcionados y aceptados por la comunidad científica. Si abundamos en la intención de acuñar nuevos conceptos basados en los precedentes, resulta evidente la necesidad de una regresión casi infinita en búsqueda de significados.

 

Newton no pudo definir la masa o la fuerza en términos de conceptos pre-newtonianos. ¿Y que decir de las entidades cuánticas? Ambas teorías físicas tuvieron que rechazar y/o redefinir radicalmente los términos de los viejos sistemas conceptuales a los que reemplazaban (cuestión que debe ser recordada si deseamos elaborar una teoría edafológica más completa y rica que la actual, como ya propondremos en otros post). Sin embargo, tal necesidad tan solo ocurre cuando se propone una teoría radicalmente nueva, que rompe en gran medida con las concepciones en las que se sustentaba la anterior.

 

La afirmación de que los conceptos extraen su significado, al menos en parte, del papel que desempeñan en una determinada teoría se ve respaldada apelando a las reflexiones históricas de Chalmers. En contra del mito popular, al parecer Galileo efectuó muy pocos experimentos en materia de mecánica. Muchos de ellos a los que se refería cuando articulaba su teoría, fueron en realidad de los que en física se denominan experimentos mentales (costumbre que por desgracia no suele darse en muchas ciencias experimentales, y menos en algunas como la edafología). Este hecho puede resultar paradójico para todos aquellos empiristas que consideran a las nuevas teorías como productos que se extraen de la observación y experimentación, pero es totalmente  comprensible cuando caemos en la cuenta de que sólo se puede llevar a cabo una experimentación precisa si se parte de una teoría también precisa y susceptible de proporcionar predicciones en la forma de enunciados observacionales precisos. Galileo se encontraba efectuando una importante contribución: la construcción de una nueva mecánica, que debería resultar ser capaz de acarrear una experimentación detallada en etapas posteriores. No es de extrañar que sus esfuerzos implicaran experimentos mentales, analogías y metáforas ilustrativas, en lugar de una detallada experimentación (que demanda una teoría madura, y la suya aun no lo era). Personalmente, defiendo que esta es la típica historia de la mayoría de las teorías y los conceptos científicos: se parte inicialmente de ideas vagas e imprecisas, para continuar con una clarificación “gradual” de las mismas. Con el tiempo, la teoría y los conceptos que alberga van tomando cuerpo (coherencia y precisión), paso a paso.

 

Para Chalmers, el surgimiento del concepto de campo eléctrico proporciona un ejemplo especialmente notable, aunque demasiado técnico a mi gusto. En cualquier caso lo expongo aquí y ahora. Cuando Faraday introdujo por primera vez el mencionado concepto a mediados del siglo XIX, éste era muy vago, articulándolo con la ayuda de analogías y metáforas. Sin embargo, el concepto de campo se fue afinando progresivamente con mayor exactitud a medida que se especificaban de un modo más riguroso las relaciones entre el campo eléctrico y otras magnitudes. Una vez que este investigador hubo introducido su corriente de desplazamiento, fue posible, dar una mayor coherencia y rigor a la teoría que defendía, lo cual hizo al publicar las célebres “ecuaciones de Maxwell”, que establecían con toda exactitud las interrelaciones existentes entre todas las cantidades que incumbían al campo electromagnético. Fue, por tanto en esta etapa, cuando el significado de “campo eléctrico” en la teoría electromagnética clásica alcanzó un alto grado de claridad y precisión. También fue entonces cuando se concedió crédito e independencia propia a los “conceptos de campo”.

 

Hasta ahora hemos mencionado dos razones por las cuales hay que considerar a las teorías como estructuras organizadas de algún tipo: (i) la historia muestra que las teorías son estructuras relacionales complejas y (ii) los conceptos solamente adquieren un significado preciso a través de constructos teóricos coherentemente estructurados que requieren tiempo en madurar. Una tercera razón surge de la evolución natural del conocimiento científico. Es evidente que la ciencia avanzará de modo más eficaz si las teorías están estructuradas de manera que contengan en ellas prescripciones e indicaciones muy claras con respecto a cómo se deben desarrollar y ampliar. Siguiendo los criterios de Lakatos, consideramos que la “teoría edafológica no ofrecen un programa coherente que guíe la futura investigación. ¿Se trata de un programa degenerado? Ya hablaremos más delante de este tema.

 

El lector debe apreciar que, aunque Chalmers, Lakatos y otros no hicieron uso del vocablo sistemas, considerar a las teorías como estructuras complejas, acarrea implícitamente la incorporación de un enfoque sistémico: el todo es más (o distinto) que la suma de las partes. En consecuencia, comienza a resquebrajarse el reduccionismo inherente a las concepciones inductivistas y Poperianas que precedieron a las visiones actuales. Una cuestión que me resulta fascinante es: ¿Y si las teorías científicas fueran de hecho sistemas no lineales? 

 

Retornando a mi controversia con los edafometras, os recomiendo un libro inhabitual en edafología y ciencias afines, como lo es la ecología. R. H. Peters publicó en 1991 una fascinante monografía titulada “A critique for Ecology” (ver también mi post sobre biodiversidad y edafodiversidad). Pues bien, entre otros ataques a sus colegas, argumentaba que se habían propuesto tantas y tan disparatadas definiciones de diversidad e índices para estimarla, que ya nadie sabía en que consistía el susodicho concepto ni la mejor forma de operacionalizarlo. Peters se refería a tales conceptos con el apelativo de ómnibus o “conceptos-no conceptos”. El caos a finales de los 70 era absolutamente desconcertante. Todos querían publicar una nueva definición y un nuevo índice (cuando no varios). Por tal razón, esta línea de investigación comenzó a caer en el más profundo descrédito. A sabiendas de que tal fenómeno es cada vez más recurrente, alegué en mi debate con los edafometras que no tenía la intención “caer en la trampa” que me tendían. Esperaban que, al introducir una definición de diversidad “taxonómica”, ellos pudieran  contraatacar con otras como la de diversidad funcional. Pero luego se propondría otra y otra, y otra más (….) “ad nauseam”. A nivel de recibir citaciones es palmario que su emboscada también me hubiera beneficiado a mí. Empero se trata de un claro ejemplo de “mala ciencia”, ya que genera confusión, y no contenido.  Apelé a la definición de Huston por cuanto es general, incumbe a todo tipo de diversidades. No había necesidad de repetir la historia padecida en el campo de la ecología. ¿O vale todo con tal de colar papers en estúpidas polémicas?  

 

 

 

“A critique for Ecology”

Un Libro muy recomendable

 

 

Del mismo modo, he venido utilizando el índice de Shannon, a pesar de que pudiera padecer de ciertas limitaciones, por cuanto entronca con la teoría de la información, la mecánica estadística, los métodos Bayesianos, las ciencias de la complejidad y los formalismos multifractales. La mayor parte de los restantes índices propuestos en la literatura sobre biodiversidad fueron obtenidos empíricamente, y no son susceptibles (al menos sin un gran trabajo) de relacionarse con todas estas materias. Como dice Wagensberg, la ciencia implica compresión de la información. Mi manera de proceder fue no abundar en nuevas definiciones e índices espurios, por cuanto en lugar de compresión se genera confusión.

 

¿Debe definirse el concepto de edafodiversidad? Mi respuesta es: las prisas son malas consejeras. Si en el futuro se detectara sin lugar a dudas “un hecho diferencial” entre la edafodiversidad y los restantes tipos de diversidades, la respuesta sería afirmativa. En caso contrario ¡No! Y mientras tanto, prosiguen las investigaciones sin discusiones espurias. Lo que personalmente pretendo no es acuñar una definición O proponer nuevos índices) sino elaborar una teoría lo más sencilla posible, clara, rica en contenidos y no aislada de otras disciplinas. Gracias a mi amigo Jonathan Phillips, poco a poco vamos avanzando en una dirección que se nos antoja correcta.  

 

Os he intentado explicar como funcionamos los científicos, así como la dificultad de aplicar el ideal de ciencia que defienden la mayor parte de mis colegas. Las buenas teorías suelen tardar en fraguarse y lo hacen poco a poco. Los significados de ciertos conceptos, cambian conforme maduran, a la par que la precisión de sus predicciones aumenta. Ahora pensar las dificultades que ofrecen los procedimientos habituales de publicación de los resultados científicos: promueven la “ciencia mala” y castigan las conjeturas heurísticas que con el tiempo darán lugar a buenas teorías científicas. Yo os lo iré explicando en post sucesivos. 

 

Hoy en el boletín mi+d, Lovelock respondía así a una pregunta de su interlocutor:

 

P. A los científicos nunca les gustó su teoría de Gaia, la Tierra, como sistema que se autorregula. ¿Son unos envidiosos?

 

R. Oh, no, no. Ahora sí les gusta. Lo que pasa es que no les gustan las ideas nuevas. Los científicos son gente muy rara.

 

Materia para la reflexión, porque mi experiencia me dice que tal aseveración es absolutamente cierta, aunque os pueda sorprender.

 

Juan José Ibáñez    

 

Sumario de los post editados en “Curso Básico sobre Filosofía y Sociología de la Ciencia hasta este post (pinchar en los números para desplegar los post)

 

¿Qué es esa cosa llamada Ciencia?

El Método Científico

Curso Básico sobre Filosofía y Sociología de la Ciencia

Reduccionismo Epistemológico

Ciencia e Inducción [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,]

Filosofía de Karl Poper: El Falsacionismo [14, 15, 16, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 26]

Filosofía de la Teoría de la Evolución y Sociedad   [17, 18],

Naturaleza y enseñanza de la Ciencia [22]

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Comentarios

Me gusta especialmente este párrafo:

"Ahora bien, la proliferación de conceptos y el entramado de sus relaciones pueden convertir una teoría en una estructura excesivamente compleja y difícil de analizar. En este sentido todos los filósofos de ciencia demandan sencillez, claridad y un cierto grado de minimalismo."

¿Conseguiremos encontrar el justo equilibrio entre reivindicar la complejidad y expresarnos de forma clara y sencilla?

Un abrazo.

Javier Segura

Hola Javier,

¿Si el proposito de los investigadores mediocres (mayoría) es encubrirse en su jerga y cargar todo de matemáticas innecesarias y consideraciones espurias, como se va a conseguir?.

Ya verás cuando hablemos de Lakatos comentaré algunas argucias típicas de los científicos que ampliaré después.

Un ejemplo, cuando a primeros de los 80 envie mi primer paper a una revista de impacto utilizé vocablos sencillos. Los referees dijeron que el trabajo era un poco ramplón aunque no estaba mal. Pues bien cambie tales vocablos. Uno era el efecto de la "gravedad" para la obvia caida de las cantos, bloques y piedras en una pendiente (simplificando mucho). Bueno pues en lugar de gravedad puse "gradiente energético gravitacional de pendiente" y desde ese momento lo llamé GEGP (obviamente todo en inglés). El artículo fue aceptado y uno de los referees comentó en su segunda carta que la había parecido "especialmente interesante" mi concepto de GEGP, es decir mi manera de decir gravedad a "la científica".

En otras palabras Javier la mayoría de los colegas escapan de la sencillez por todos los medios a su alcance, no sea que se descubra lo poco que saben o la falta de confianza en si mismos.

Un abrazo

Juanjo

hola como estan espero que muy bien

esas descricciones de la palabra complejas, no entiendo nada

es como sino combinara lo que usted dice en realidad,yo creo

que lo que usted dijo no concuedad.

att:grabiel

para:juan jose ibañez

Eso de que el lenguaje o argot cientìfico tiene mayor impacto me parece relacionado con el proceso mental de la abstracciòn;el ser humano, cuanto màs lejos està del conocimiento intuitivo o sentido comùn màs se aproxima al descubrimiento de las primeras causas de las cosas , entonces una argumentaciòn recargada de conceptualizaciones, no serìa otra cosa que un ejercicio de abstracciòn, muy natural en la ciencia y en la filosofìa,claro està, habria que distinguir, quien desarrolla una argumentaciòn conceptual autèntica y quien es un impostor (no olviden a Sokal y Bricmont), de todas formas, no hay que desacreditar a la exigencia de un lenguaje cientìfico porque automàticamente calificas como socio del club de los antiepistèmicos. atentamente, juliochàvez

yo quisiera saber sobre lo q es una teoria cientifica,cual es su estructura, y los tipos q existen, d esa manera poder partir lo q son las teorias cientificas como estructuras complejas.Se tiene q tener una base para poder refutar y criticar este articulo .

Gracias,SI TIENE la informacion q le pido,por favor enviar a mi correo,bye

Busca aquí ny encontrarás unos 5o articulos sobre el tema

saludos

Juanjo

Querido Juan Josè Ibañez

Pues ahora te doy la otra cara de la moneda. Sabes por mi comentario de otro documento tuyo, q estoy de acuerdo en toda la caña q les das a los científicos…sé q se lo merecen, porq es mi opiniòn q no saben explicar lo q hacen, porq realmente no lo saben, se requiere generar conceptos, y esto lo hacen los filòsofos…làstima q a los científicos no nos enseñaron esto.

Pues vuelvo a tomar el hilo, ahora estoy en un rollo de empezar a validarme como epistemòlogo, pero como llevo 20 años metido en ciencias experimentalistas (no dirè fàcticas, porq se asume q hay hechos objetivos, q muchas veces no lo son), mi probable tutor…me ha dicho q mi trabajo "es una idiosincracia, y q debo aprender a decirlo en el modelo estàndar".

Què piensas al respecto?

Juancho Gallegomez

Los papanatas siempre están con "ortodoxo". Jamás entenderán que son los científicos heterodoxos los que hacen avanzar la ciencia "de verdad". Pero como debes pasar la prueba, hazle caso. Y cuando tenas tu título utiliza el vocabulario y las ideas como quieras.

Saludos y suerte

Juanjo Ibáñez

porfavor escriban un poco mas de informacion de lo que significa paper

gracias

yo quisiera saber cuales son los pasos a seguir para realizar una teoria cientifica

primero que todo con respeto sugiero que me falicilite una información muy valiosa; ya que se trata de un ensayo que debo realizar para presentar un parcial el 7 de julio necesito que me ayude con los siguientes temas

el problema de la evolución de las teorias cientificas

el metodo como camino para obtener conocimiento y como justificacion de este

Paralelo entre dos mas o tesis de las metodologias de Carnap y Popper

El aporte de los historicistas al método en contraste con Carnap y Popper.

de antemano agradeciendole su pronta respuesta y contribuccion a mi trabajo.

¡ MUCHAS GRACIAS¡¡¡¡

esto me parece una bobada ok veee buena

si eso me ayuda mucho en mis trabajos pero hay una parte que kisiera ver si podrian ayudarme

¿como definen los filosofos a la teoria?

esa pregunta kisiera ver si me podran ayudar….

me servira mucho para mi tesis…
gracias de hecho toda la informacion
me ayudo muchoo

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