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Teoría Científica como Regla de Correspondencia. La ambiciosa utopía de la Concepción Heredada.

A partir de los años veinte del siglo XX, los filósofos de la ciencia jugaban a construir las teorías científicas como cálculos axiomáticos, a los que se les daba una interpretación observacional por medio de reglas de correspondencia. Jugaban a  “La Concepción Heredada de las Teorías”.

En los años cincuenta ya no gustaba el juego. Esta corriente empezó a ser objeto de ataques críticos en general. Y en particular y especialmente acérrimos los centrados en su base empírica fundamental: la distinción teórico-observacional,

Se propusieron nuevos juegos, filosofías de la ciencia alternativas. Y sí, refutaron la Concepción Heredada, pero ninguno de los análisis de teorías propuesto con posterioridad ha tenido amplia aceptación.

Características básicas de una teoría científica en la Concepción Heredada

En lo esencial, la Concepción Heredada (Recieved View) concibe las teorías científicas como teorías axiomáticas formuladas en una lógica matemática L, que reúne las siguientes condiciones:

  • Es de primer orden (es decir, se trata de una lógica matemática de predicados) con identidad. La lógica de primer orden tiene el poder expresivo suficiente para definir a prácticamente todas las matemáticas.
  • Los términos no lógicos o constantes de L se dividen en tres clases disjuntas llamadas Vocabularios:
    • El vocabulario lógico, VL, que consta de constantes lógicas (incluidos términos matemáticos).
    • El vocabulario observacional, VO, que contiene términos observacionales. Los términos de VO se interpretan como referidos a objetos físicos o a características de los objetos físicos, directamente observables.
    • El vocabulario teórico, VT, que contiene términos teóricos. Conjunto de postulados teóricos T. El conjunto de axiomas T es el conjunto de leyes teóricas de la teoría.
  • Existen Reglas de Correspondencia C que establecen una relación explícita de los términos  del vocabulario teórico (VT) en términos del vocabulario observacional (VO); las teorías explican los fenómenos mediante reglas de correspondencia.

Las reglas de correspondencia

Las reglas de correspondencia tienen tres funciones:

  • Definen términos teóricos,
  • Garantizan el significado cognitivo de los términos teóricos
  • Especifican los procedimientos experimentales admisibles para aplicar una teoría a los fenómenos.

Un sencillo ejemplo de reglas de correspondencia sería el siguiente:

“si se coloca el objeto x en una balanza y el indicador de la balanza coincide con el número y, entonces la masa de x es el número designado por y.”

La teoría TC (es decir la conjunción de un cuerpo teórico que mediante reglas de correspondencia explica los fenómenos) es capaz de hacer predicciones, donde predicción y explicación son formalmente lo mismo, siendo la única diferencia que la predicción se realiza antes del hecho y la explicación se realiza después.

Sin embargo, el significado de los términos teóricos no es totalmente observacional, por tanto, TC no podrá especificar el significado total de los términos teóricos. Para ello, se debe recurrir a un metalenguaje más rico.

Por ejemplo, en el término teórico “electrón”, sólo parte del significado de “electrón” concierne a las manifestaciones observacionales. Cuando un científico emplea el término teórico “electrón” en una teoría TC, está afirmando que existe algo que tiene las manifestaciones observables especificadas por TC. Esto es, las reglas de correspodencia C junto con los principios teóricos T dan sólo una interpretación parcial de los términos de VT.

En la versión más evolucionada de la Concepción Heredada, las teorías se consideran realísticamente como descripciones de sistemas no-observables que se relacionan de modos no especificables del todo con sus manifestaciones observables; en este análisis el aparato teórico es central, y el énfasis se pone en cómo el aparato teórico se relaciona con los fenómenos.

Críticas

La Concepción Heredada empieza especificando una formulación canónica de las teorías en términos de un cálculo axiomático y unas reglas de correspondencia. Una teoría científica dada se podría reformular en esta forma canónica y esta formulación canónica captaría y preservaría el contenido conceptual y estructural de la teoría. En la formulación canónica se vería con mayor claridad y transparencia la naturaleza conceptual o estructural de dicha teoría.

Pero es que resulta que no todas las teorías científicas admiten la formulación axiomática canónica requerida por la Concepción Heredada. Espero que esta idea ya te estuviera rondando por la cabeza hace un rato. La Concepción Heredada es plausible para algunas teorías científicas, pero no para otras.

Además, la interpretación que la Concepción Heredada hace de las reglas de correspondencia es indudablemente insatisfactoria.

  • La CH ve erróneamente a las reglas de correspondencia como componentes de teorías, más que como hipótesis auxiliares;
  • Ignora el hecho de que las reglas de correspondencia constituyen con frecuencia cadenas causales explicativas que emplean otras teorías como hipótesis auxiliares;

Por lo tanto, las críticas afirman que el concepto de reglas de correspondencia de la CH,epistemológicamente hablando,  es erróneo por una simplificación excesiva.

Se propusieron a continuación visiones de la ciencia en las que las teorías son consideradas como algo esencialmente dinámico, como entidades en crecimiento que establecen una weltanschauung. Autores como Kuhn o Lakatos parecen interpretar que este carácter dinámico de la ciencia hace inadecuada la formalización de las teorías científicas si se quiere hacer un análisis filosófico de las mismas. Lo veremos en entradas posteriores.

Que la ciencia sólo sea lo que es matematizable es una aproximación totalmente utópica. Pero sería la interpretación más potente de la ciencia. Un cuerpo de teorías que tienen un fundamento matemático-lógico es imbatible. Tan imbatible como inviable.

@filotecnologa

Las Teorías Científicas

Una Reflexión Histórica

La Ciencia está conformada por un conjunto de Teorías. Teorías que comenzaron siendo escasas y simples, burdas en ocasiones. Hablo del origen de la Ciencia, que podemos ponerlo más o menos en Aristóteles. Pero en realidad, el ser humano lleva haciendo Ciencia desde que se convirtió en humano, aunque no fuera consciente de ello. La Ciencia no existiría como tal en los albores de nuestro conocimiento, pero cuando se aprendió a conservar y hacer el fuego se estaba haciendo Ciencia. Digo yo.

Desde su origen, sea el que sea, la Ciencia es un sistema dinámico abierto basado en el autoaprendizaje. Es la curiosidad humana  la que se convierte en Ciencia. La necesidad de contrastación empírica y refutaciones que impone el conocimiento científico, pronto dió paso a un cuerpo de conocimiento y a una estructura organizativa y organizada cada vez más.

Hoy en día nuestro grado de conocimiento de la Naturaleza es más que aceptable. Ahora la Ciencia dispone de un cuerpo de Teorías que no son escasas, ni burdas. Además, las Teorías Científicas se imbrican entre ellas posibilitando nuevas hipótesis que se convertirán en teorías y que  pasarán a formar parte de este sistema de retroalimentación sempiterna que es la Ciencia.

La Ciencia, por lo tanto, es un sistema complejo, porque no hay nada más complejo que el ser humano, que se añade a la complejidad propia de las Teorías Científicas actuales. Gracias a la Comunidad Científica, se establecen las pautas de validación y aceptación de las nuevas teorías, con carácter universal. Para alcanzar tal grado de imbricación las teorías tienen que estar dotadas de algunas características que compartan y que las convierta en lo que son. Eso es lo que hizo la Comunidad Científica en su devenir pragmático, sin atender a un metaconocimiento de sus funciones, sino a utilidades. Había que establecer unas reglas del juego para que la comunidad progresara. La Filosofía de la Ciencia intenta explicar lo que la Comunidad Científica ha construido. Y comenzó a hacerlo cuando la Ciencia ya llevaba un largo vagaje, desde siempre.

¿Cómo es  una Teoría Científica?

Partimos de la Concepción Heredada, corriente  dominante en el campo de la Filosofía de la Ciencia hasta los años 60, en los que Kuhn dinamitó la escena con La estructura de las revoluciones científicas. La Concepción Heredada (Received View) postula cálculos axiomáticos y reglas de correspondencia. Las Teorías Científicas deben escribirse en una Lógica Matemática (soy muy fan 🙂 ) que debe cumplir una serie de condiciones…La postura utópica y por tanto aspiracional de la Filosofía de la Ciencia. Acabó cayendo por su propio peso.

La Filosofía de la Ciencia descarta, por inviable, que las teorías se escriban lógico-matemáticamente. Prosiguen las concepciones inductivistas y falsacionistas de la Ciencia, pero son muy poco sistemáticas. Al concentrarse en las relaciones entre teorías y enunciados observacionales individuales o conjuntos de éstos, no tienen en cuenta la complejidad de las principales Teorías Científicas. Para dar una idea más adecuada hay que considerar las teorías como totalidades estructuradas de algún tipo.

Thomas Kuhn

Thomas Khun

A las reglas del juego Kuhn le llama Paradigma. Las Teorías Científicas adoptan la forma de Paradigma, que son definidos por Kuhn como ejemplos aceptados de la práctica científica real, que incluyen a un mismo tiempo, ley, teoría, aplicación e instrumentación, los cuales proporcionan una serie de modelos de los que surgen tradiciones especialmente coherentes de investigación científica. Se trata de un concepto un tanto vago y poco exacto, hasta ha sido considerado un  “flogisto  filosófico”. Para Kuhn, las piezas centrales de una teoría científica son los factores pragmáticos de la Ciencia, es decir, la Comunidad Científica y su conocimiento práctico característico.

Imre LakatosUn notable intento de analizar las teorías como estructuras organizadas es el de Imre Lakatos, alumno de Kuhn y de Popper, con su “Methodology of scientific research programmes“. Lakatos parte de que en la realidad la Ciencia no evalúa una teoría aislada, sino un conjunto de ellas que conforman lo que llama “Programa de Investigación Científica”. Un programa de investigación lakatosiano es una estructura que sirve de guía a la futura investigación tanto de modo positivo como de modo negativo. Se rechaza al completo cuando se disponga de un sustituto superior, que explique todo lo que explicaba el anterior, más otros hechos adicionales.

A finales de los setenta y en los ochenta, aunque algunas versiones venían desarrollándose desde bastante antes, se extiende y acaba imponiéndose en general una nueva caracterización de las Teorías Científicas que se ha denominado Concepción Semántica de las Teorías. En realidad no se trata de una única concepción sino de una familia de ellas que comparten algunos elementos generales relativamente unitarios en comparación con las caracterizaciones de la Concepción Heredada. El enfoque semántico apuesta porque las Teorías Científicas quedan mejor comprendidas como conjuntos de modelos en el sentido matemático abstracto, que como conjunto de enunciados. Esta observación no demuestra, desde luego, que no se pueda obtener una comprensión adecuada de las teorías a partir del análisis de las formulaciones lingüísticas de las mismas, pero indica que es probable que un enfoque semejante produzca una imagen distorsionada de la naturaleza de las Teorías Científicas.

Desde los 70, se desarrolla el Estructuralismo, que pretende mostrar cómo toda teoría posee una determinada estructura que se rige por unas leyes que se aplican:

  • En un ámbito, es decir, hay que identificar los fenómenos empíricos a los que se pretende aplicar la teoría.
  • Con unos modelos. La determinación de los modelos de una teoría se efectúa mediante la formulación de las leyes de la teoría. Para establecer los modelos se aplica la axiomatización de las leyes.

Dos son las obras claves del estructuralismo: “An Architectonic for Science” de Balzer, y “Logical Structure of Mathematical Physics” de Sneed, libro que va a constituir sin duda un hito fundamental en la evolución de la actual Filosofía de la Ciencia.

Este ha sido un pequeño sobrevuelo para anticipar el tema que introduzco, la estructura de las Teorías Científicas. Si te va la marcha, en las siguientes entradas  iré abundando en las diferentes corrientes, porque lo que es a mí, no me han convencido del todo… De hecho, ninguna de estas visiones convencieron a todos.

Para seguir avanzando en busca de un modelo que mejor satisfaga, la Filosofía de la Ciencia necesita considerar no sólo los elementos lingüísticos del conocimiento, sino también las percepciones estructuradas y las habilidades prácticas específicas de cada teoría. Percepciones y habilidades residen en el psiquismo de los sujetos epistémicos. En el cerebro de los científicos, al fín y al cabo.

Internauta Sin Pauta

@filotecnologa

La Distinción entre la Teoría y la Observación

Comenzamos un nuevo tema de Filosofía de la Ciencia. Vamos a ir desmembrando la base empírica de las teorías científicas. Partiremos de la base empírica de lo que se conoce como Concepción Heredada, en concreto  la distinción clave que establece entre lo teórico y lo observacional.

Fundamento histórico de la Concepción Heredada

Fue el amigo Putnam el primero que acuñó el término Concepción Heredada (Received View), pero fue Suppe quien lo consagró en su libro The Structure of Scientific Theories.

Las teorías científicas constituían cálculos parcialmente interpretados, sólo los términos observacionales estaban directamente interpretados. Putnam cuestionó esta visión, y trató de identificar una alternativa.

La Concepción Heredada estaba asentada en la dicotomía observacional-teórico, y sostenía que los términos de observación se aplican a lo que podría llamarse cosas públicamente observables, y significan las cualidades observables de estas cosas, mientras que los términos teóricos corresponden a las restantes cualidades y a cosas inobservables.

El debate de fondo era, por tanto, y aunque suene paradójico, si la observación permanece o no “cargada de teoría”. Hilary Putnam se situaba en la estela de filósofos como Hanson y Popper, que afirmaban que sí lo estaba.

Frederick Suppe, por su lado, iba un poco más allá, incidía también en la caracterización sintáctico-axiomática de las teorías científicas pero buscaba más bien dilucidar la procedencia del fracaso del positivismo lógico con el objetivo de transitar hacia otros desarrollos filosóficos entonces incipientes. Esto es, reposicionar los límites de las reacciones historicistas a esta supuesta Concepción Heredada y establecer el alcance de los enfoques semántico-estructurales.

Suppe estudió los fundamentos históricos y el desarrollo de la Concepción Heredada, incorporando no sólo la visión de Putnam, centrada en la duplicidad de términos teóricos/términos observacionales y en la epistemología de teorías, sino en la cuestión de las reglas de correspondencia, de la formalización y del estatus de la lógica condicional.

Posiciones filosóficas a finales del S. XIX

Al cambiar el siglo, las tres principales posiciones filosóficas mantenidas en la comunidad científica alemana eran el materialismo mecanicista, el neokantismo y el neopositivismo de Mach, siendo el neokantismo la más común.

De 1850 a 1880 la ciencia alemana estuvo dominada por un materialismo mecanicista en el que la ciencia presenta una visión del mundo basada firmemente en la investigación empírica, dejando a un lado la especulación filosófica. El método científico lleva al conocimiento inmediato y objetivo de leyes y es capaz de conseguirlo mediante la investigación empírica. La observación del mundo es inmediata en el sentido de que no hay ningún a priori o mediación conceptual involucrados en la obtención de conocimiento observacional.

Hacia la década de 1870, el materialismo mecanicista empezó a ser recusado principalmente a causa de los desarrollos conseguidos en fisiología y psicología, dando paso gradualmente a una filosofía neokantiana de la ciencia, caracterizada por el hecho de que la ciencia tiene como misión descubrir las formas generales o estructuras de las sensaciones; el conocimiento que la ciencia ofrece «del mundo externo» es visto como una red de relaciones lógicas que no son dadas, sino más bien ejemplificadas en la experiencia sensorial. La labor de la ciencia es descubrir la estructura de este mundo ideal, la estructura de los fenómenos. Las leyes científicas deben describir esta estructura. Por tanto, el conocimiento científico es absoluto, no relativo.

El pensamiento de Mach dió lugar a un neopositivismo en el cual no hay sitio para elementos apriorísticos en la ciencia. Los enunciados científicos deben ser verificables empíricamente, o sea, que todo enunciado empírico que aparece en una teoría científica debe de ser capaz de ser reducido a enunciados acerca de sensaciones. Las modificaciones o desarrollos posteriores de su enfoque básico por parte de Clifford (1885), Pearson (1892) y Hertz (1894) llevaron las cosas gradualmente a aceptar la inclusión de un elemento apriorístico en la ciencia, entendido éste como si fuese un elemento conceptual sin ningún contenido fáctico. Una posición similar fue desarrollada por Poincaré (1902).

En 1905 Einstein publicó su teoría especial de la relatividad y poco tiempo después la teoría de los quanta estaba ya en vías de desarrollo, su aceptación parecía requerir el abandono de tales posiciones filosóficas. Se produjo una crisis filosófica.

Las matemáticas también cuentan

La Concepción Heredada es producto del Positivismo Lógico, y no puede, por tanto, ser entendida separada de las tesis de dicho movimiento. Si bien es cierto que la Concepción Heredada sobrevivió al Positivismo Lógico, ya que siguió teniendo gran aceptación a pesar de que éste fuera refutado.

El Círculo de Viena y el de Berlín estaban de acuerdo en que Mach tenía razón al insistir en la verificabilidad como criterio de significación para los conceptos teóricos, pero llegaron a la conclusión de que estaba equivocado al no dejar un sitio para las matemáticas. La observación de Poincaré de que las leyes científicas a menudo no son más que convenciones acerca de hechos científicos abrió el camino a la introducción de las matemáticas.

De acuerdo con Poincaré, estos términos teóricos no son otra cosa que meras convenciones usadas para referirse a los fenómenos, en el sentido de que cualquier afirmación que haga uso de ellos puede hacerse en lenguaje fenoménico también. Es decir, los términos teóricos deben de ser definidos explícitamente en términos de fenómenos (o lenguaje fenoménico) y no son otra cosa que abreviaturas de tales descripciones fenoménicas.

Dado que las leyes de una teoría se formulan usando términos teóricos, esto capacita para expresar las leyes matemáticamente. Pero como los enunciados que usan términos teóricos se pueden eliminar y sustituir por otros equivalentes, en lenguaje fenoménico, estas leyes matemáticas no son más que convenciones para expresar ciertas relaciones mantenidas entre fenómenos.

Los desarrollos obtenidos en matemáticas por Frege, Cantor y Russell culminaron en los Principia Mathematica de Whitehead y Russell (1910-13). Esto sugirió a los miembros del Círculo de Viena que los enunciados matemáticos de las leyes científicas y también las definiciones de términos teóricos podrían darse en términos lógicomatemáticos y de acuerdo con esto procedieron a modificar su síntesis de las posiciones de Mach y Poincaré.

…Y llegamos a la formalización de la Concepción Heredada

El resultado fue la Versión inicial de la Concepción Heredada: una teoría científica debe de ser axiomatizada según la lógica matemática (cálculo de predicados de primer orden más identidad).

Los términos de la axiomatización lógica deben dividirse en tres clases:

  • Términos lógicos y matemáticos,
  • Términos teóricos y
  • Términos observacionales a los que se da una interpretación fenoménica u observacional.

Los axiomas de la teoría son formulaciones de leyes científicas y especifican relaciones mantenidas entre los términos teóricos. Los términos teóricos son meramente abreviaturas de descripciones fenoménicas, es decir, descripciones que usan únicamente términos observacionales. Por tanto, las axiomatizaciones deben incluir varias definiciones explícitas de los términos teóricos de la forma:

TxH = Ox

donde ‘T’ es un término teórico, ‘O’ un término observacional

Tales definiciones explícitas se llaman reglas de correspondencia porque coordinan términos teóricos con las combinaciones correspondientes de términos observacionales. Los términos observacionales se supone que se refieren a fenómenos específicos o a propiedades fenoménicas y la única interpretación dada de los términos teóricos es su definición explícita por medio de reglas de correspondencia.

La primera versión publicada de la Concepción Heredada parece ser la de Carnap (1923). Respecto a la ciencia, la Concepción Heredada proporcionaba un medio de evitar la introducción de tales entidades metafísicas. Como las entidades metafísicas no son entidades fenoménicas o de observación, los términos usados para describirlas no pueden ser términos observacionales y, por tanto, deben ser términos teóricos.

Pero los términos teóricos sólo se aceptan si se los puede dotar de reglas de correspondencia que den de ellos una definición fenoménica explícita y, por tanto, las molestas entidades metafísicas no pueden ser introducidas en las teorías científicas. Esto es lo que se conoce como el problema de las entidades teóricas.

Si la Concepción Heredada podía evitar la introducción de entidades molestas en las teorías científicas ¿por qué no se había de poder extender esto a la filosofía y a cualquier otro discurso?

No viendo ninguna razón por la que esto no pudiese ser así, e influida por las doctrinas de Wittgenstein (1922) acerca de un lenguaje lógicamente perfecto, la Concepción Heredada fue ampliada hasta llegar a ser una doctrina general de la significación cognitiva. Todo discurso cognitivamente significativo acerca del mundo debe ser empíricamente verificable. El lenguaje de observación o protocolario debería de ser un lenguaje fisicalista o lenguajeobjeto en el que se hablara de cosas materiales y se les adscribieran propiedades observables.

El lenguaje fisicalista, por tanto, es intersubjetivo y no hay problema alguno en determinar la verdad de las aserciones hechas en dicho lenguaje. La Concepción Heredada incorpora el fiscalismo como doctrina del conocimiento perceptual.

La concepción heredada iba más allá de un sofisticado repertorio de postulados básicos relacionados con las teorías científicas, implícitamente compartidos por los filósofos de la ciencia de los años cincuenta del siglo pasado y derivados de la labor intelectual del círculo de Viena. Más bien, en la concepción heredada cristalizaba una manera de hacer filosofía de la ciencia que, en el fondo, partía de una interpretación sesgada de la significación del programa del positivismo lógico y, por extensión, de las consecuencias filosóficas de su posterior fracaso.

  La Distinción Teórico-Observacional

La versión inicial de la Concepción Heredada estipula que los términos del vocabulario observacional se interpretan como referidos a objetos físicos, o atributos de objetos físicos, directamente observables

No hay ninguna línea divisoria entre los predicados observables y los no observables, porque una persona será más o menos capaz de decidir sobre un enunciado en seguida, es decir, se inclinará después de un cierto tiempo a aceptar el enunciado.

Carnap decía que los filósofos y los científicos poseen muy diferentes formas de usar los términos ‘observable’ y ‘no observable’. Para un filósofo ‘observable’ tiene un significado muy estricto. Se aplica a propiedades como azul, duro, caliente. Son propiedades percibidas directamente por los sentidos. Para el fisico, el asunto tiene un significado mucho más amplio. Incluye cualquier magnitud cuantitativa que pueda medirse, de una forma directa, relativamente simple. Un filósofo no consideraría tal vez observables una temperatura de 80ºC, o un peso de 93 kilos, porque no hay percepción sensorial directa de tales magnitudes. Para un físico, ambos son fenómenos observables porque pueden medirse de una forma muy simple.

En general, el físico habla de observables en un sentido muy amplio comparado con el estricto sentido del filósofo, pero en ambos casos, la línea que separa lo observable de lo no “observable es infinitamente arbitraria.

La presentación de Carnap de la distinción teórico-observacional esconde una serie de características ocultas en ella, rasgos que necesitamos explicar claramente si hemos de ser capaces de juzgar los ataques críticos a que ha estado sometida ésta. La distinción teórico-observacional de Carnap encierra, de hecho, una doble dicotomía.

Primeramente hay una distinción entre aquellos objetos o entidades, sus propiedades y las relaciones que establecen que son susceptibles de observación directa (esto es, que se pueden percibir directamente mediante los sentidos potenciados al máximo por instrumentos muy simples) y aquellos que no lo son.

En segundo lugar, existe una división del vocabulario no lógico (esto es, empírico) de una teoría en términos de observación y términos no observacionales (o teóricos). Esta división establece que determinados términos empíricos de un lenguaje científico (por ejemplo, el lenguaje de la física) se deben insertar en el vocabulario observacional y el resto en el vocabulario teórico.

Por consiguiente, existen dos dicotomías: una que se refiere a los objetos y sus atributos y otra a los términos del lenguaje científico que, dado el significado de los términos, son coextensivas.

Dos observadores cualesquiera, que posean las palabras del vocabulario observacional usadas en las afirmaciones, al margen de su base científica o teórica, podrán estar de acuerdo acerca de la verdad de tales afirmaciones del vocabulario observacional. Dicho de otra forma, tales afirmaciones son científica y teóricamente neutrales, y no problemáticas con respecto a la verdad .

Estas dos doctrinas, la de que se pueden establecer dicotomías duales y coextensivas y la de que las afirmaciones del vocabulario observacional no serán problemáticas con respecto a la verdad, son dos de los rasgos de la Concepción Heredada sometidos a la más dura crítica por los oponentes a esta doctrina.

 

@filotecnologa.  Internauta Sin Pauta