Validación y Rechazo de Hipótesis Científicas: Sobre Corroboraciones y Refutaciones

Pronto volveremos a hablar de suelos y medio ambiente. En los últimos post he considerado oportuno abordar otros temas de incuestionable actualidad. Sin embargo, también es cierto que nuestro “Curso Básico sobre Filosofía y Sociología de la Ciencia” está alcanzando un éxito de audiencia que jamás pude imaginar. De hecho, entre los 20 post más visitados, casi la mitad conciernen a la más que modesta contribución al tema que realizo en nuestra bitácora. Hace muy pocos días Omar Gómez, de este IEEE o de este otro IEEE instituto (no se exactamente a cual de ellas pertenece; estoy perdido), nos preguntó dos cuestiones acerca de cómo se validan las hipótesis científicas. Se trata de un tema muy interesante, pero quizás demasiado complejo como para poderlo abordar en un solo post. Sin embargo, hoy realizaremos una breve descripción ( no exhaustiva) que muestra las dificultades que entraña la tarea de la validación de ensayos, teorías e hipótesis experimentales. 

 

 

 

Comparación de hipótesis y replicabilidad

de resultados- Fuente: Principles of biology


Las Preguntas de Omar Gómez eran bastante simples. En principio, le contesté a su correo personal. Sin embargo desearía precisar cuestiones un tanto más profundas que atañen a la validación y rechazo de teorías y/o a la corroboración y refutación de hipótesis científicas, en la terminología de la escuela que nos legó Kar Popper (denominada de varias formas, como por ejemplo: falsacionismo, o racionalismo crítico). No obstante, antes de ofrecer mi opinión, permitirme que os reproduzca el mensaje de Omar:

 

 

 

Hola Juan José,

 
Leyendo tu blog del curso básico sobre Filosofía y Sociología de la Ciencia, que en lo personal me ha fascinado la forma en como lo desarrollas coloquialmente, me surgieron dos dudas que en una oportunidad que tengas espero me puedas ayudar a aclarar.

 
La primera es,

En las pruebas de contraste que se utilizan en experimentos controlados, el investigador intenta rechazar la H0 en favor de Ha. ¿Esta forma de falsar la hipótesis proviene del falsacionismo de Popper?
 
Y la segunda duda,

Cuando distintos investigadores replican o reproducen un experimento previo con el fin de corroborar los resultados anteriores. ¿El mecanismo que subyace es la inducción? Es decir, en la replicación se busca obtener un mayor número de observaciones para demostrar con cierto grado de certeza la veracidad de alguna teoría?

 
Saludos,
Omar Gómez.

 

Cuando respondí a Omar le comenté que me encontraba “fuera de juego” respecto al significado de “experimentos controlados”, por cuanto el término padece o atesora varias acepciones. Más aun en, en primera instancia, no recordaba su papel en filosofía de la ciencia. Y desde mi perspectiva así es, tras comprobar que lo que realmente me deseaba preguntar era lo siguiente:

 

 

Según Wikipedia: Enfoque actual de los contrastes de hipótesis

El enfoque actual considera siempre una hipótesis alternativa a la hipótesis nula. De manera explícita o implícita, la hipótesis nula, a la que se denota habitualmente por Ho, se enfrenta a otra hipótesis que denominaremos hipótesis alternativa y que se denota H1. En los casos en los que no se especifica H1 de manera explícita, podemos considerar que ha quedado definida implícitamente como “H0 es falsa”.

 

Si por ejemplo deseamos comprobar la hipótesis de que dos distribuciones tienen la misma media, estamos implícitamente considerando como hipótesis alternativa “ambas poblaciones tienen distinta media”. Podemos, sin embargo considerar casos en los que H1 no es la simple negación de H0. Supongamos por ejemplo que sospechamos que en un juego de azar con un dado, este está trucado para obtener 6. Nuestra hipótesis nula podría ser “el dado no está trucado” que intentaremos contrastar, a partir de una muestra de lanzamientos realizados, contra la hipótesis alternativa “el dado ha sido trucado a favor del 6”. Cabría realizar otras hipótesis, pero, a los efectos del estudio que se pretende realizar, no se consideran relevantes.

 

Se trata pues de tes estadísticos que se utilizan en ciencia, especialmente cuando tratamos con experimentos que admiten realizar abundantes réplicas. Por tanto, la respuesta a la primera pregunta es necesariamente negativa. Los tes estadísticos no provienen del falsacionismo Popperiano, sino que le preceden. De hecho, son muy anteriores y básicos en investigación, pudiéndose ser defendidos por los induccionistas, empiristas de diversa catadura, así como por casi todas las escuelas filosóficas. No debemos confundir la filosofía de le ciencia con las inferencias estadísticas. Veamos pues lo que ocurre: Un induccionista podría decir que la hipótesis nula es “verdadera” y la hipótesis alternativa es “falsa” (o viceversa), según los resultados del tes. Por el contrario, los poperianos defenderían que ha quedado corroborada o refutada según sea el caso. La diferencia  estriba en que un induccionista ingenuo considera que existen teorías verdaderas o falsas, mientras que los poperianos defienden que podemos demostrar que son falsas aunque jamás aseverar su veracidad. Y esta fue una de las principales contribuciones de Don Karl. Experimentos posteriores pueden refutar lo que con anterioridad fue corroborado. A costa de simplificar sobremanera el asunto, podemos proponer el siguiente paralelismo. Conforme la ciencia progresa, teorías consideradas como verdaderas, con anterioridad, son a menudo rechazadas por nuevos avances teóricos, experimentales, o instrumentales. De no ser así, la ciencia no progresaría. Por tal motivo, he defendido, en diversas post precedentes, que la verdad científica deviene a menudo en “la más efímera de las verdades”, por paradójico que le pueda parecerle a un profano en primera instancia. Se trata de una de las propiedades consustánciales a la práctica investigadora

 

Pongamos un ejemplo muy sencillo extraído de un post que escribí hace pocos meses (El Valor Económico y Social de la Ciencia Básica (Una Mirada Retrospectiva) y en que comentaba:

 

“El establishment se encuentra constituido por los popes que han ayudado a conformar la visión del mundo en un momento dado. La ciencia con mayúsculas es transgresora. En otras palabras, lo es porque derrumba tales cosmologías. Y ante tal osadía los primeros no tienen piedad, a no ser que las evidencias sean demoledoras. Y con harta frecuencia no es así. Pongamos tan solo tres ejemplos. Todo el mundo se rió de Alfred Wegener cuando propuso su hipótesis de la deriva continental en 1912. Hasta 1960 nadie retomó el tema con seriedad. Sin embargo, la tectónica de placas, que da cuenta de tales movimientos continentales, no fue universalmente aceptada hasta la década de los 80 del siglo pasado. En principio, los físicos desconocían la existencia de la presunta fuerza que podían generar tan brutales desplazamientos, por lo que le tildaron de mentecato. ¿Cuál era aquella? Sencillamente la radioactividad. Empero era desconocida cuando el osado Alfredo se atrevió a formular su conjetura. A falta de pruebas “inimaginables” quedó refutada (…).

 

Sin entrar a detallar los diferentes posicionamientos de las diversas escuelas existentes en filosofía de la ciencia, si podemos defender que, los poperianos se enfrentan a un gran problema, por cuanto corroborar y refutar una hipótesis no es tan sencillo como parece. Os remito a los post precedentes que he escrito sobre el tema y que están incluidos en la categoría que se encuentra enlazada al principio del post (“Curso Básico sobre Filosofía y Sociología de la Ciencia”).

 

Inferencia estadística y filosofía de la ciencia

Hace unos años, una amiga médico me comentaba que, en un master sobre epidemiología, su profesor les había comentado que el método científico de la epidemiología resultaba ser la estadística. ¡Será burro! Los científicos solemos hacer uso de la estadística con bastante asiduidad. Para una buena parte de nosotros se trata de una herramienta imprescindible. Ahora bien: ¿Qué tiene que ver esta última con la filosofía de la ciencia? En el mejor de los casos se trata de un instrumento más científico que filosófico. Es nuestra concepción de la ciencia y del método científico sobre lo que versa la segunda, como ya os lo hemos explicado en párrafos anteriores: verdadero y falsedad no son sinónimos de corroborado y refutado en la mayor parte de las escuelas postpoperianas. Sin embargo, a la hora de testar un experimento, todas las doctrinas filosóficas pueden aceptar o rechazar (en principio) las mismas herramientas matemáticas. Las últimas son una parte consustancial de la actividad investigadora, que no de nuestra perspectiva filosófica de esta.

 

Contestar a la segunda pregunta de Omar, requiere apelar a la sociología más que a la filosofía de le ciencia. La replicación de un experimento es una actividad imprescindible en numerosas disciplinas (aunque no en todas, como suele ser por ejemplo el caso de las que atesoran naturaleza histórica), por cuanto si no se puede realizar, tan solo nos queda tener “fe” en que un experimento ha sido correctamente realizado. Los actos de fe no deben tener cabida en la indagación científica, aunque a veces…….Debo suponer que algunos colegas le responderían afirmativamente, es decir que Omar tendría razón. Sin embargo, personalmente sostengo que “solo en parte”. Cuando un equipo de expertos lleva a cabo varias replicas de un experimento, pretenden sopesar hasta que punto los resultados (de naturaleza probabilística) constatan “algo”, afinando los mismos. No obstante, en la práctica, muchos investigadores pretenden testar los resultados previamente obtenidos por otros grupos en base a razones mucho más arbitrarias o egoístas. Un ejemplo deviene de que un experimento concreto “puede demostrar” lo contrario de lo que otro grupo defiende. En tales situaciones, los afectados se afanan en constatar empíricamente que no es así, y a menudo lo consiguen. La ciencia es siempre una labor colectiva. Sin embargo, no olvidemos tampoco que atesora aspectos cooperativos y competitivos. La confrontación entre escuelas rivales (defienden perspectivas antagónicas, o al menos diferentes, apelando a diversas teorías que compiten por ser aceptadas en la comunidad científica) es más la norma que la excepción. No es infrecuente que en tales controversias, al final otros demuestren que nadie de los implicados en la controversia llevaba razón.

 

Más aun, un equipo de investigadores puede diseñar un experimento, con vistas a corroborar su hipótesis obteniendo resultados que “perecen corroborarla”. Empero resulta que diferentes conjeturas pueden dar lugar a los mismos resultados cuando se diseñan experimentos con vistas a su corroboración/refutación. En otras palabras, si alguien tiene un “éxito” experimental y argumenta “lo cual demuestra que nuestra hipótesis de trabajo es “acertada” (en el sentido más genérico del término), siempre se encontrará expuesto a que a posteriori otros demuestren que los mismos resultados pueden defenderse partiendo de conjeturas muy diferentes. En la práctica, es usual que esto suceda. A menudo, unos datos pueden ser interpretados partiendo de hipótesis muy dispares. De ahí que la contrastación de hipótesis suela ser un tema mucho más espinoso de lo que parece, salvo en experiencias extremadamente simples.

 

La dificultad de testar hipótesis y teorías: consideraciones preliminares

Otro tema de gran interés, y del que no suele hablarse, deviene de la dificultad en llevar a cabo la replicabilidad de un experimento o teoría, ya sea por padecer cierta ambigüedad, o por motivos ajenos a la lógica científica. A bote pronto se me ocurren cuatro ejemplos. Respecto a las dificultades de testar una teoría (y escribo teoría, como podría haber puesto hipótesis, por cuanto afecta a ambas, desde un punto de vista poperiano) un problema más que espinoso deviene de la dificultad, “de facto”, que no sobre el “papel”, de poder corroborarla/refutarla, por razones de diversa índole. Del mismo modo, en la praxis científica puede resultar difícil testar u experimento, hipótesis o teoría, por factores externos a la misma, ya sea: (i) debido a que los artículos originales en donde se expone no se explicitan minuciosamente todos los detalles requeridos como para poderla replicar por otro equipo de investigadores, lo cual puede ser problema de los autores o de las editoriales de las revistas (en aras de la concisión se sacrifica parte del contenido, a veces demasiado), y (ii) por razones de las que ya hablaremos en el siguiente post, la calibración de los aparatos en distintos laboratorios, incluso utilizando los mismos protocolos, puede padecer de tales conlictos como para que de un mismo experimento se obtengan resultados lo suficientemente dispares que impidan su rigurosa comparación, y como corolario se imposibilita alcanzar conclusiones serias.

 

Juan José Ibáñez 

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