Relaciones Causa-Efecto en la Práctica Científica (Reflexiones filosóficas 2)

¿Cause y Efecto? Nuestro vocabulario científico se encuentra impregnado, por no decir contaminado, de conceptos tales como el de causa y efecto, que nos vienen a decir la obviedad de que tras cada efecto subyace una causa. ¿Trivial?. Ni mucho menos. No voy a discutir concienzudamente tal noción desde un punto de vista filosófico, por cuanto en la práctica se encuentra obsoleta, a pesar de que muchos científicos no reparen en usarla bajo cualquier pretexto. Se trata de una noción que por desgracia va a ser difícil de erradicar. Como ya os comenté en el post anterior, estamos escribiendo una serie de post que puedan ser de ayuda a los jóvenes investigadores, así como materia de reflexión para los profesionales. No trataremos tanto en profundizar en estos los temas como advertiros de cierta perversidad que esconden a la par de mostraros que al usar preconcebidas (y si es posible mejor no hacerlo) debe tenerse suma cautela. Y si intervienen las inferencias estadísticas el asunto aun se torna más oscuro.

Ludwig Wittgenstein. Fuente: Home page of Tony Bellotti

Para comenzar y como botón de muestra de tal problemática, comenzaremos con una breve narración de otro autor que habla del tema desde el punto de vista de Ludwig Wittgenstein en una de sus obras más populares: “Tractatus logico-philosophicus”. Dice Alejandro Basinni Bassols sobre causa y efecto (Revista Episteme)

En este ensayo ofrezco una reconstrucción y una explicación de las aclaraciones de Wittgenstein en torno a la ciencia, esto es, acerca del conocimiento científico y la naturaleza de las teorías, así como del funcionamiento y status de algunos de sus principios fundamentales. Uno de mis objetivos es mostrar que lo que Wittgenstein tiene que decir sobre la ciencia encaja perfectamente bien con la Teoría Pictórica (esto es, que las aseveraciones científicas son retratos). Brevemente, examino también su punto de vista respecto a nociones científicas cruciales como las de causa e inducción, haciendo ver que está implícita en lo que Wittgenstein sostiene la idea de explicación causal que quedaría recogida posteriormente en el famoso modelo nomológico-deductivo. Trato asimismo de hacer ver cómo el Tractatus sintetiza en forma sutil y armoniosa ideas atractivas de corte realista, convencionalista e instrumentalista. Por último, considero la idea, muy importante para Wittgenstein, de los límites de la explicación científica, i.e., del conocimiento humano mismo, y la incapacidad de la ciencia para dar cuenta de lo que realmente importa y que está más allá de los límites de la significatividad.

Como bien dice Wittgenstein, “sólo son pensables conexiones legaliformes”.[8] La idea ingenua de una conexión esencial entre causa y efecto queda eliminada de una vez por todas. Más aún: si nos fijamos, están aquí sentadas las bases para lo que pasó a la historia como el ‘modelo nomológico-deductivo’, atribuido a Hempel y a Popper. Lo que, en efecto, Wittgenstein está diciendo es que en toda explicación científica el recurso a leyes es indispensable. La antigua idea de causación queda, pues, definitivamente descartada. Por otra parte, si alguien pretende establecer una conexión contraria a la clase de conexiones que la ley de causalidad permite lo que dirá será simplemente ininteligible. “Lo que se puede describir también puede ocurrir y lo que la ley de causalidad excluya ni siquiera es descriptible”.[9] En resumen, no es gracias a una facultad mental especial que podemos establecer conexiones causales, sino al hecho de que conocemos a priori propiedades formales del lenguaje del cual somos usuarios.

Obviamente, muchos filósofos discrepan de tal punto de vista (yo no). Reitero que se trata de un ejemplo entre otros muchos. Pero centrémonos más. Supongamos que podemos utilizar la idea de “causa y efecto legítimamente” (algo más que discutible). ¿Cuándo podemos estipular que un efecto resulta ser consecuencia de una causa concreta? Desde hace mucho tiempo sabemos que un determinado patrón puede surgir de dinámicas muy dispares, por ejemplo. ¿Cuál de ellas es la que realmente subyace a la regularidad detectada?. Con vistas a demostrarlo fehacientemente nos encontraríamos obligados a listar todas las causas potencialmente posibles e ir refutándolas hasta que solo quedara una. Empero nuestro conocimiento no abarca todas las posibles causas. Siempre puede haber una (o cientos) que no hallamos considerado o simplemente descubierto. Más aun, un efecto puede ser generado por la acción conjugada de diversas causas que, por si solas, no tendrían el mismo resultado. En tales casos habría que alcanzar un diseño combinatorio de las distintas causas “reconocidas”, potencialmente posibles (¿pero y las no detectadas descubiertas?). Si como defiende Wittgenstein la apelación a las Leyes es indispensable, cabe mencionar que estas, al menos las más rigurosas y formales, no nos dicen nada al respecto. ¿Por qué los cuerpos se atraen de una forma directamente proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de sus distancias? La famosa ley de la Gravitación Universal de Newton no ofrece las razones. ¿Por qué la energía es igual a la masa por la constante de la velocidad de la luz al cuadrado? La famosa ley de Einstein no nos muestra explicación racional alguna. Son leyes, la naturaleza que conocemos parecen cumplirlas y punto. Eso sí Einstein refutó a Newton, al demostrar que algunos de sus constructos solo se cumplían en ciertas condiciones, siendo su propuesta más general. Ahora bien, mañana podría descubrirse otra ley que desmontara la visión actual. Siempre me podréis alegar que existen situaciones obvias para constatar que tal causa tiene tal efecto. De acuerdo, yo podría defenderme aludiendo al hecho de que muchos de los desarrollos más espectaculares de la ciencia fueron enormemente contraintuitivos, al menos en su momento. Ver si no muchos de los fundamentos de la mecánica cuántica.

El problema de las relaciones espurias

Sin embargo, en donde las relaciones causa-efecto proceden de inferencias estadísticas la cuestión a un es más peliaguda. Os mostraré un ejemplo personal. Cuando comenzaba a analizar los resultados de mi tesis doctoral (década de 1980) estaba de moda (con o sin razón, sinceramente no lo sé) elaborar matrices cuadradas, es decir con tantas filas como columnas (variables como muestras). En mi caso, rondaban el tamaño de 110×110. Tras aplicar una enorme batería herramientas estadísticas, usé entre otras una matriz de correlación. Detecté algunos centenares de correlaciones muy significativas. Había trabajado durante seis años en un área relativamente pequeña (20 x20 Km²) y dentro de ella realizado un estudio intensivo en otra más diminuta aun (3x3Km²). Conocía el territorio palmo a palmo, tras casi más de 300 días de campo. Cuando comencé a estudiar tal matriz fui tachando correlaciones mentadas, por cuanto la mayor parte de ellas eran espurias. Veamos que nos dice Wikipedia de este último concepto:

En estadística, una relación espuria (o, a veces, correlación espuria) es una relación matemática en la cual dos acontecimientos no tienen conexión lógica, aunque se puede implicar que la tienen debido a un tercer factor no considerado aún (llamado «factor de confusión» o «variable escondida»). La relación espuria da la impresión de la existencia de un vínculo apreciable entre dos grupos que es inválido cuando se examina objetivamente.

Por aquél entonces otro doctorando realizaba la tesis por mi misma zona (Macizo de Ayllón, Sistema Central, España). No mantuvimos contacto alguno (peor para él). Cuando leí su tesis me quede perplejo. Jamás había visto una interpretación de resultados tan estúpida. ¿Razón? Las susodichas correlaciones espurias. No las tuvo en cuenta y las explicó tal cual como si fueran algo natural. Expongamos dos ejemplos:

1. Según aquél Doctor, existía una relación muy estrecha entre la presencia de pastizales en las zonas más llenas de la cadena montañosa analizada, de lo que concluyó una relación causa efecto directa. En realidad, si los pastos estaban allí era por la sencilla y obligada razón de que los buenos pastos raramente aparecen en las vertientes montañosas bajo clima mediterráneo, que padecen de suelos muy someros sometidos generalmente a una intensa erosión cuando se desmonta la vegetación natural. Los paisanos dejan allí crecer el matorral o el bosque. Simplemente elegían sabiamente las mejores áreas (suelos profundos y escasa pendiente) para inducir allí el crecimiento del pasto. Leeros por favor de nuevo el texto de Wikipedia líneas arriba. Para el la “planitud” era la responsable de la presencia de pastos, mientras que para mi lo fue la actividad dimanante del conocimiento campesino. Sabría de estadística, pero de la realidad campo……

2. En líneas generales, cuando se estudia la ecología y edafología de vertientes montañosas, es usual encontrar los suelos más pedregosos en las laderas y los que atesoran menor contenido de fragmentos gruesos en las áreas más llanas. Pues bien en mi Tesis se daba una correlación negativa inversa. En otras palabras, los suelos sobre superficies planas eran más pedregosos que los de las vertientes. ¿Por qué? En los piedemotes existían extensas superficies llanas generadas durante el Plioceno, bajo clima subtropical. Estas albergaban suelos profundos y muy evolucionados edafogenéticamente, con escasa pedregosidad en superficie. Sin embargo, el especio geográfico en el que centré mi atención, tales relictos geomorfológicos estaban padeciendo la erosión fluvial Cuaternaria, por lo que la parte superior del solum se había perdido, generado cierta inclinación de la llanura original hacia las cuencas actuales de drenaje, aflorando en superficie el regolito, que resultaba ser extremadamente pedregoso. Sin embargo, tal proceso aun no había afectado a ciertas de aquellas superficies denominadas “Rañas”. Debo suponer (no me acuerdo) que el otro Doctor habría dicho lo contrario que comenté yo. Las zonas llanas son poco pedregosas porque la erosión es poco intensa, al contrario que en las vertientes. Sin embargo, había ido a topar con una singularidad. La susodicha correlación era espuria. En esta narración parto de que conocía al dedillo el territorio. Ahora bien, cuando se abordan temas poco estudiados o áreas escasamente conocidas puede resultar muy difícil detectar una relación espuria de la que no lo es.

En la literatura científica abundan publicaciones en las que se ha llegado a falsas conclusiones a consecuencia de tales “espuriedades”. Sin embargo también abundan las del primer tipo, es decir que diversas causas pueden producir los mismos efectos, mientras que los autores solo defienden uno y soslaya el resto (premeditadamente o no). Debo suponer que tal actitud fue causada por desconocimiento, aunque existen abundantes casos en que tal ignorancia resulta ser más que sospechosa. Resumiendo, plantearse una investigación en términos de causa y efecto resulta ser muy peligroso, aun dando por supuesta la legitimidad de hacer uso de tal estilo de pensamiento. El investigador debe ser humilde y prudente, so pena de que otros colegas refuten sus conclusiones tarde o temprano descubriendo sus vergüenzas. Lamentablemente, en la literatura sobre cambio climático este tipo de errores abundan en demasía. Más aún, cuantas veces han leído que tal o cual gen esta implicado en tal o cual enfermedad (descubrimiento espectacular que sale en primera plana) para seguidamente leer que otro, y otro otro, y otro también lo están? Finalmente todo aquello termina siendo olvidado ¿Por qué? ¿Os tengo que responder? No creo que sea necesario.

Debemos tener en cuenta que la inferencia estadística parte de una muestra de la población a la hora de detectar regularidades que afectan a todos, o la mayor parte, de los elementos de la última. Sin embargo, muy a menudo, desconocemos si la muestra es representativa de la población. Resulta ser una herramienta muy necesaria en ciencia. Ahora bien esta plagada de incertidumbres. Se me antoja, que es como andar sobre un campo de minas.

Por estas, entre otras razones, como ya vimos en otros post, Popper afirmaba que las teorías pueden ser corroboradas o refutadas, pero jamás se podrías conocer veracidad. Lo que hoy es corroborado mañana puede ser refutado. El problema reside, como también analizamos en su momento, en que un constructo teórico refutado, puede ser a posteriori corroborado, y tal hecho no entra en los cánones de la filosofía poperiana. Obviamente, esta argumentación si es apta para los efectos que pueden tener múltiples causas.

Juan José Ibáñez

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¿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,]