13. EL NUEVO EXPERIMENTALISMO

INTRODUCCIÓN

Con ver un fracaso en la nueva concepción bayesiana de la inferencia científica no avanzaremos mucho en la caracterización de lo que es distintivo del conocimiento científico. Popper planteó problemas al positivismo y al inductivismo al subrayar la dependencia de la teoría que tiene la observación y el hecho de que las teorías siempre trascienden las pruebas, de modo que nunca pueden derivarse de ellas. La concepción de Popper de la ciencia se basaba en la idea de que las mejores teorías son aquellas que sobreviven las pruebas más severas. Sin embargo, su concepción era incapaz de servir de guía acerca de cuándo la responsabilidad de una prueba fallida debería recaer en la teoría, y no en algún elemento del trasfondo de conocimientos; no pudo decir tampoco nada lo bastante positivo acerca de las teorías que han sobrevivido a las pruebas. Todos los intentos subsiguientes que hemos discutido implicaban llevar más lejos que Popper la idea de la dependencia de la teoría. Lakatos introdujo los programas de investigación, a mantener o desechar según decisiones convencionales, que consistían, por ejemplo, en culpar de las falsaciones aparentes a las hipótesis auxiliares y no a los principios del núcleo central. Sin embargo, no pudo proporcionar los fundamentos de tales decisiones, que, en todo caso, eran demasiado débiles para especificar cuándo había llegado el momento de abandonar un programa de investigación en favor de otro. Kuhn introdujo los paradigmas en lugar de los programas de investigación, ocasionando así un elemento de dependencia del paradigma de mucho más alcance que la dependencia de la teoría de Popper, de tal modo que Kuhn se tropezaba con más dificultades que Lakatos a la hora de dar respuesta clara a la cuestión del sentido en que se puede decir que un paradigma representa un avance respecto de aquél al que reemplaza. Se puede decir que Feyerabend lleva hasta el extremo el movimiento de dependencia de la teoría al abandonar la idea de métodos y normas específicos de las ciencias y adhiriéndose a Kuhn en calificar las teorías rivales de inconmensurables. Los bayesianos pueden ser considerados también como partícipes de lo que llamo la tradición de la dependencia de la teoría. Para ellos, las suposiciones teóricas de fondo, que informan el juicio acerca de los méritos de las teorías científicas, son incorporadas mediante las probabilidades previas.

Para un cierto grupo de filósofos, el cúmulo de problemas que afligen a la filosofía de la ciencia contemporánea deben ser afrontados abordando en sus fuentes los movimientos hacia la dependencia radical de la teoría. Si bien no desean regresar a la idea positivista de que los sentidos proporcionan una base para la ciencia sin problemas, sí buscan una base relativamente segura, no en la observación sino en el experimento. Seguiré a Robert Ackermann (1989) y me referiré a esta tendencia reciente como «el nuevo experimentalismo». Según sus proponentes, los experimentos pueden tener, en palabras de Ian Hacking (1983, p. vii) «vida propia», independiente de la teoría de gran alcance. Se dice que los experimentalistas tienen una serie de estrategias prácticas para establecer la realidad de los efectos experimentales sin necesidad de recurrir a una teoría de gran alcance. Mas aún, si se considera el progreso científico como la acumulación del conocimiento experimental, se puede entonces restablecer la idea de progreso acumulativo en la ciencia, sin la amenaza de las afirmaciones de que existen las revoluciones científicas que implican cambios en las grandes teorías.

EL EXPERIMENTO CON VIDA PROPIA

Comenzamos esta sección con un relato histórico, tomado en gran parte de Gooding (1990). A finales del verano de 1820 llegó a Gran Bretaña información del descubrimiento de Oersted de que el efecto magnético de un alambre que transporta una corriente circula en cierto modo alrededor del alambre. Faraday llevó a cabo un trabajo experimental con el fin de esclarecer el significado de este descubrimiento y de desarrollarlo más. Al cabo de unos pocos meses había construido lo que, en efecto, era un motor eléctrico primitivo. Selló con corcho un tubo de vidrio por los dos extremos. Un alambre que atravesaba el corcho superior por su centro terminaba en un gancho del que pendía verticalmente un segundo alambre. Su extremo inferior era libre de girar alrededor de la punta de un cilindro de hierro dulce que penetraba en la base del cilindro a través del corcho. Se mantenía un contacto eléctrico entre el extremo inferior del alambre colgante y la pieza de hierro mediante un depósito de mercurio sobre el corcho inferior. Para activar este «motor», se colocaba un polo de una barra magnética adyacente a la punta de la pieza de hierro que emergía del corcho inferior, a la vez que un alambre conductor conectaba la pieza de hierro al cable que salía del corcho superior a través de una pila eléctrica. La corriente causaba que el extremo inferior del alambre colgante girara alrededor de la pieza magnetizada de hierro, manteniéndose en contacto con el mercurio mientras giraba. Faraday envió enseguida modelos del aparato a sus colegas de toda Europa, junto con instrucciones de cómo hacerlo funcionar. Les indicaba que podían invertir el sentido del giro, bien invirtiendo las conexiones a la batería, bien el imán.

¿Es útil, o es apropiado, considerar que este hallazgo de Faraday es dependiente de la teoría y falible? Se puede decir que depende de la teoría en sentido muy débil. Los competidores de Faraday en el continente no habrían sido capaces de seguir sus instrucciones si no hubieran sabido qué eran un imán, el mercurio o una pila eléctrica. Pero esto no significa nada más que la refutación de la idea extrema empirista de que los hechos deben ser establecidos directamente por la entrada de datos sensoriales a la mente, que no conocería nada de ninguna otra manera. Nadie puede negar la afirmación de que quien no distinga un imán de una zanahoria no está en capacidad de apreciar qué es un hecho verificado en electromagnetismo. Seguramente no es sensato usar el término teoría en un sentido tan general que permita hacer una teoría con «los imanes no son zanahorias». Aún más, interpretar toda frase como «dependiente de la teoría» no ayuda a entender las diferencias reales entre personalidades del estilo de Faraday y Ampere. Como es bien sabido, Faraday trataba de comprender los fenómenos eléctrico y magnético en términos de líneas de fuerza que parten de cuerpos cargados eléctricamente y cubren el espacio que los rodea, mientras que los teóricos del continente pensaban en fluidos eléctricos existentes en los cuerpos aislantes y que fluían por conductores, con elementos del fluido actuando entre sí a distancia. Éstas eran las teorías en juego, y la apreciación del efecto de motor de Faraday no era «dependiente de la teoría» en el sentido de que dependiera de la aceptación o el conocimiento de alguna versión de una de las teorías rivales. Dentro del electromagnetismo de la época, el motor de Faraday constituía un efecto verificado experimentalmente y neutro respecto de las teorías, y todas éstas estaban obligadas a tomarlo en cuenta.

Tampoco sirve de ayuda considerar que el efecto de motor de Faraday es falible. Es cierto que los motores de Faraday no funcionan a veces, porque el imán es demasiado débil, o porque el alambre está tan inmerso en el mercurio que encuentra una resistencia excesiva a la rotación, o por cualquier otra causa. Por consiguiente, es falso el enunciado «todo alambre, colocado en una disposición experimental de acuerdo con la descripción de Faraday, gira». Pero esto indica simplemente que es inapropiado tratar de captar la esencia del descubrimiento de Faraday con enunciados de este tipo. Faraday descubrió un efecto experimental nuevo, lo demostró construyendo una versión de su aparato que funcionaba y dio instrucciones a sus competidores que les permitieron construir aparatos que también funcionaban. El fallo ocasional no es ni sorprendente ni relevante. La explicación teórica del motor de Faraday que sería aceptada hoy difiere en aspectos importantes de las ofrecidas por Faraday y Ampere, pero permanece el hecho de que los motores de Faraday normalmente funcionan. Es difícil imaginar cómo los adelantos futuros en la teoría podrían llevar a la conclusión de que los motores de Faraday no funcionan (aunque bien pudieran quedar anticuados por algún descubrimiento futuro de otros efectos experimentales). Visto de este modo, los efectos experimentales que se pueden producir de modo controlado no son falibles, están ahí para siempre. Más aún, si entendemos el progreso en ciencia en términos de la acumulación de tales efectos, tenemos entonces una comprensión de su crecimiento que es independiente de la teoría.

Un segundo ejemplo servirá también de apoyo a este modo de ver las cosas. El detallado estudio de Jed Buchwald (1989) sobre la carrera experimental de Heinrich Hertz señala en qué medida Hertz intentó producir efectos experimentales nuevos. Algunas de sus pretensiones no recibieron la aceptación general, y no es difícil ver por qué. Hertz había estudiado el electromagnetismo a través de Helmholtz y veía las cosas en términos del marco teórico de éste, que era uno más de los diversos modos que había en la época de acercarse al electromagnetismo (las alternativas principales eran las de Weber y Maxwell). Sólo se podía apreciar y defender, que los descubrimientos experimentales de Hertz constituían efectos nuevos, si se apreciaban y defendían los detalles refinados de la interpretación teórica que Hertz dio a sus hallazgos. Estos resultados dependían de la teoría en alto grado, y, como un nuevo experimentalista podría bien argüir, ésta es precisamente la razón por la cual no se aceptaba generalmente que constituyeran efectos nuevos. Las cosas fueron completamente distintas tan pronto como Hertz produjo ondas eléctricas. Se podía demostrar que tales ondas existían de manera independiente de cuál fuera la teoría general que se aceptara. Hertz fue capaz de exhibir este nuevo efecto de modo controlado. Produjo ondas estacionarias y mostró que pequeños detectores soltaban un chisporroteo máximo en las crestas y ninguno en los nodos. En absoluto consiguió esto fácilmente, ni se podían reproducir los resultados con facilidad, como encontró Buchwald al tratar de repetirlos. Pero yo no estoy diciendo que los experimentos fueran fáciles, digo simplemente que el hecho de que los experimentos demostraran la existencia de un nuevo fenómeno producido experimentalmente se podía apreciar sin el recurso a una u otra de las teorías electromagnéticas en competencia, y esto lo prueba la rapidez con la que las ondas de Hertz fueron aceptadas en todas partes.

Por lo tanto, la producción de efectos experimentales controlados puede lograrse y ser apreciada independientemente de las teorías de alto nivel. En una vena similar, el nuevo experimentalista podrá señalar una serie de estrategias de que disponen los experimentadores para verificar sus afirmaciones que no implican llamada alguna a ninguna teoría de alto nivel. Consideremos, por ejemplo, cómo argüiría un experimentalista que una observación particular mediante un instrumento representa algo real y no un artificio. Los relatos de Ian Hacking (1983, pp. 186-209) en referencia al uso del microscopio ilustran bien este punto. Se graba en un trozo de cristal una retícula en miniatura con cuadrados rotulados y se la reduce después fotográficamente de manera que los rótulos quedan invisibles. Se mira la retícula reducida en el microscopio y aparece completa, con los cuadrados rotulados. Ya esto es una indicación de que el microscopio magnífica, y lo hace de forma confiable, un hecho, por cierto, que no depende de una teoría que explique cómo funciona un microscopio. Pensemos ahora en un biólogo que mira a través de un microscopio electrónico una placa de glóbulos rojos montada sobre la retícula. (Hacking informa de una secuencia real contada por un científico). Se observan algunos cuerpos densos dentro de la célula. El científico se pregunta si están dentro de la célula o son artificios del instrumento. (Sospecha lo segundo). Anota cuáles de los cuadrados en la retícula contienen los cuerpos densos. Mira a continuación la muestra en un microscopio de fluorescencia y observa que los mismos cuerpos aparecen de nuevo en la misma situación en la retícula. No puede haber ninguna duda de que lo que ha observado representa cuerpos en la sangre y no artificios. Todo lo que se necesita conocer para que este razonamiento sea convincente es que los dos microscopios funcionan según principios físicos completamente distintos, de modo que la posibilidad de que ambos produzcan los mismos artificios es altamente improbable. El razonamiento no requiere un conocimiento preciso del funcionamiento de ninguno de los instrumentos.

DEBORAH MAYO SOBRE LA PRUEBA EXPERIMENTAL RIGUROSA

Deborah Mayo (l996) es una filósofa de la ciencia que ha intentado captar las implicaciones del nuevo experimentalismo de un modo filosóficamente riguroso. Mayo se centra en la forma detallada como las afirmaciones se validan por los experimentos y se ocupa de identificar precisamente cuáles afirmaciones resultan justificadas y cómo lo son. Una idea clave que subyace su tratamiento es que sólo se puede decir que una afirmación está soportada por un experimento si se han investigado y eliminado las diversas maneras en que la afirmación pudiera ser equivocada. Sólo se puede decir que una afirmación ha sido soportada por el experimento si ha sido probada rigurosamente por él, y una prueba rigurosa, tal y como la interpreta convenientemente Mayo, debe ser tal que la afirmación no pasaría probablemente la prueba de ser falsa.

Se puede ilustrar su idea con algunos ejemplos sencillos. Supongamos que se prueba la ley de Snell de la refracción de la luz mediante experimentos muy toscos en los que amplios márgenes de error son atribuibles a las mediciones de ángulos de incidencia y refracción, y supongamos que los resultados muestran ser compatibles con la ley dentro de estos márgenes. ¿Ha sido verificada la ley por experimentos que la han ensayado rigurosamente? Desde la perspectiva de Mayo, la respuesta es no, porque, debido a la tosquedad de las mediciones, la ley de refracción podría pasar la prueba aunque fuera falsa, y verdadera otra ley que no difiriera mucho de la de Snell. Un ejercicio que guié durante mis días de maestro sirve para elucidar este punto. Mis estudiantes habían realizado algunos experimentos no muy cuidadosos para probar la ley de Snell. Entonces les presenté algunas leyes alternativas de la refracción que fueron propuestas en la Antigüedad y en la Edad Media, antes del descubrimiento de la ley de Snell, e invité a los estudiantes a ensayarlas con las mediciones que habían usado para probar la ley de Snell. Todas las leyes alternativas pasaron la prueba, debido a los amplios márgenes de error que habían atribuido a sus medidas. Esto demuestra claramente que los experimentos en cuestión no constituían una prueba rigurosa de la ley de Snell. La ley habría pasado la prueba incluso si hubiera sido falsa, y verdadera una de las alternativas históricas.

Un segundo ejemplo servirá para ilustrar las razones que hay detrás de la postura de Mayo. Tomé dos tazas de café esta mañana y tengo dolor de cabeza esta tarde. ¿Se confirma así la afirmación: «el café de la mañana me produjo el dolor de cabeza»? La postura de Mayo capta la razón por la cual la respuesta es «no». Antes de que se pueda decir que la afirmación ha sido probada rigurosamente, y por lo tanto confirmada, debemos eliminar los modos diversos en que la afirmación podría estar equivocada. Quizás mi dolor de cabeza se deba a la cerveza vietnamita particularmente fuerte que bebí anoche, o al hecho de que me levanté temprano, o que me estoy encontrando con que esta sección es particularmente difícil de escribir, etc. Si ha de ser verificada una conexión causal entre beber café y dolores de cabeza, será necesario llevar a cabo experimentos controlados que sirvan para eliminar otras posibles causas. Debemos tratar de establecer resultados muy poco probables de ocurrir a menos que en efecto el café cause dolores de cabeza. Un experimento constituye un soporte de una afirmación sólo si se han eliminado las posibles fuentes de error, de modo que la afirmación no pasaría probablemente la prueba a menos de ser cierta. Esta idea sencilla sirve para captar algunas intuiciones comunes acerca del razonamiento experimental de modo nítido y Mayo las amplía con el objeto de ofrecer algunas visiones estimulantes.

Consideremos la llamada «paradoja de la tachuela», que voy a ilustrar con un ejemplo. Imaginemos que la teoría de Newton, T, ha sido confirmada observando minuciosamente el movimiento de un cometa y que se ha cuidado de eliminar fuentes de error debidas a la atracción de planetas vecinos, a la refracción de la atmósfera terrestre, etc. Supongamos que ahora construimos la teoría T' adhiriendo a la teoría de Newton, como con una tachuela, un enunciado del tipo de «las esmeraldas son verdes». ¿Queda confirmada T' por la observación del cometa? Si sostenemos que una predicción p confirma una teoría si p se sigue de la teoría y es confirmada en un experimento, entonces T' (y un gran número de teorías construidas de forma similar) es confirmada por las observaciones en cuestión, en contra de nuestras intuiciones. De aquí la «paradoja de la tachuela». Sin embargo, desde el punto de vista de Mayo no se confirma la teoría y la «paradoja» queda disuelta. Dados nuestros supuestos acerca de la eliminación de las posibles fuentes de error, podemos decir que era poco probable que la órbita del cometa se hubiera adecuado a la predicción newtoniana de no ser cierta la teoría de Newton. No se puede decir lo mismo acerca de T', puesto que la probabilidad de que el cometa responda a la predicción newtoniana quedaría totalmente inalterada si algunas esmeraldas fueran azules y, por tanto, T' falsa. T' no es confirmada por el experimento en cuestión porque este experimento no ensaya las diversas maneras como «las esmeraldas son verdes» podría ser falso. Las observaciones de los cometas pueden probar rigurosamente T, pero no T'.

Mayo amplía esta línea de razonamiento a casos menos triviales. Insiste en tener a raya la especulación teórica identificando las conclusiones teóricas que van más allá de la evidencia experimental alcanzada. Su análisis de la prueba hecha por Eddington de la predicción de Einstein sobre la curvatura de la luz en un campo gravitacional aclara este punto.

Eddington aprovechó un eclipse de sol para observar la posición relativa de estrellas cuya posición hacia que su luz pasara cerca del sol en su camino hacia la tierra. Comparó las posiciones relativas con las que observó más tarde dentro del año, cuando las estrellas ya no estaban alineadas y próximas al Sol. Se detectó una diferencia medible.

Mirando los detalles de los experimentos del eclipse, Mayo argumenta que la ley de la gravedad de Einstein, que es consecuencia de su teoría general de la relatividad, fue confirmada, pero que la propia teoría general de la relatividad no lo fue. Veamos por qué.

Si se acepta que los experimentos del eclipse confirman la teoría general de la relatividad, debe ser posible argumentar que los resultados tenían escasa probabilidad de ocurrir si la teoría general fuera falsa. Deberíamos ser capaces de eliminar lazos erróneos entre la teoría general y los resultados. Esto no era posible en el caso en cuestión porque, de hecho, existe toda una serie de teorías del espacio-tiempo y la teoría de Einstein es sólo una de ellas. Todas predicen la ley de la gravedad de Einstein y, por lo tanto, los resultados de los experimentos del eclipse. Si una de estas teorías fuera verdadera, y la de Einstein falsa, podrían esperarse exactamente los mismos resultados de dichos experimentos. Por consiguiente, los experimentos no constituían una prueba rigurosa de la teoría general de Einstein. No servían para distinguir entre ésta y las alternativas conocidas. Afirmar que los experimentos del eclipse soportan la teoría general de la relatividad es ir más allá de lo que prueba la evidencia experimental.

La situación es distinta cuando se considera la afirmación más restringida de que los experimentos del eclipse confirmaban la ley de gravedad de Einstein. Ciertamente, las observaciones estaban de acuerdo con la ley, pero, antes de que sea lícito aceptarlas como prueba de la ley, debemos eliminar otras posibles causas de la adecuación. Sólo entonces podremos decir que los desplazamientos observados no habrían ocurrido de no ser cierta la ley de Einstein. Mayo presenta con algún detalle cómo fueron consideradas y eliminadas las alternativas a la ley de Einstein, incluyendo las alternativas newtonianas, derivadas de la ley de atracción de la inversa de los cuadrados entre el Sol y los fotones con una masa supuesta. La ley de la gravedad de Einstein fue rigurosamente probada por los experimentos del eclipse y la teoría general de la relatividad no.

Los nuevos experimentalistas se ocupan generalmente de captar un dominio del conocimiento experimental que pueda ser confiablemente verificado independientemente de una teoría de alto nivel. La postura de Mayo se ajusta bien a esta aspiración. Desde su punto de vista, las leyes experimentales pueden ser confirmadas mediante ensayos rigurosos según las líneas expuestas antes. El crecimiento del conocimiento científico debe entenderse como la acumulación y extensión de tales leyes.

APRENDIZAJE POR EL ERROR Y REVOLUCIONES DESENCADENANTES

Los resultados experimentales confirman una afirmación cuando se puede argumentar que están libres de error y cuando los resultados no serían probables si fuera falsa. No obstante, hay algo más que esto en el enfoque de Mayo sobre la importancia del error experimental. Se ocupa de cómo los experimentos bien realizados nos permiten aprender del error. Visto desde esta perspectiva, un experimento que sirve para detectar un error en un aserto previamente aceptado, cumple tanto una función positiva como negativa. Es decir, no sirve sólo como falsación del aserto, sino que también identifica positivamente un efecto que no se conocía antes. El papel positivo de la detección de un error en ciencia se ilustra bien con la reformulación que hace Mayo de la noción de ciencia normal de Kuhn.

Recordemos nuestro examen, en el capítulo 8, de las respuestas en conflicto dadas por Popper y Kuhn a la pregunta de por qué la astrología falla a la hora de ser calificada de ciencia. Según Popper, la astrología no es una ciencia porque es infalsable. Kuhn señala que esto es inadecuado porque la astrología era (y es) falsable. En los siglos XVI y XVII, cuando la astrología era «respetable», los astrólogos hacían predicciones comprobables, muchas de las cuales resultaron falsas. Las teorías científicas también hacen predicciones que resultan ser falsas. La diferencia, según Kuhn, consiste en que la ciencia es capaz de aprender constructivamente de las «falsaciones», mientras que la astrología no. Para Kuhn, existe en la ciencia normal una tradición de resolver problemas que faltaba en la astrología. Hay más en la ciencia que la falsación de teorías. Está también la manera como se superan constructivamente las falsaciones. Resulta irónico desde este punto de vista que Popper, que caracterizó alguna vez su propio método con el lema «aprendemos de nuestros errores», fallara justamente porque su concepción negativa, falsacionista, no captó un concepto adecuado positivo de cómo la ciencia aprende de sus errores (falsaciones).

Mayo se pone en esto del lado de Kuhn, al identificar ciencia normal con experimentación. Veamos algunos ejemplos del papel positivo que desempeña la detección de errores. La observación de los rasgos problemáticos de la órbita de Urano presentaba dificultades a la teoría newtoniana, dentro del trasfondo del conocimiento de la época. Pero el lado positivo del problema fue que se pudo averiguar el origen de la dificultad, lo que condujo al descubrimiento de Neptuno de la forma que ya hemos descrito. Otro episodio que mencionamos antes se refiere a los experimentos de Hertz sobre los rayos catódicos, que le llevaron a concluir que no eran desviados por un campo eléctrico. J J. Thomson pudo demostrar que estaba equivocado, en parte porque se dio cuenta de que los rayos ionizaban el gas residual en los tubos de descarga, lo cual llevaba a una acumulación de iones cargados en los electrodos y a la formación de campos eléctricos. Al conseguir presiones más bajas en los tubos y disponer más adecuadamente los electrodos, Thomson detectó la influencia, que Hertz no vio, de los campos eléctricos en los rayos catódicos. Pero también aprendió algo acerca de los nuevos efectos relativos a la ionización y la acumulación de cargas espaciales. En el contexto de los experimentos sobre las desviaciones, eran éstos los impedimentos que había que eliminar. Sin embargo, resultaron ser importantes en sí mismos. La ionización de gases por el paso a su través de partículas cargadas habría de ser fundamental para el estudio de dichas partículas en las cámaras de niebla. El conocimiento detallado del experimentador acerca de los efectos presentes en un aparato le dan la posibilidad de aprender del error.

Mayo hace algo más que simplemente trasladar a la práctica experimental la noción de ciencia normal de Kuhn. Señala el camino por el cual la capacidad del experimento de detectar y corregir el error puede ser suficiente para provocar una revolución científica o para contribuir a ella, una tesis decididamente no kuhniana. El mejor ejemplo de Mayo se refiere a los experimentos sobre el movimiento browniano llevados a cabo por Jean Perrin a finales de la primera década de este siglo. Las observaciones, detalladas, ingeniosas y muy prácticas que hizo Perrin del movimiento de las partículas brownianas establecieron, más allá de toda duda razonable, que dicho movimiento es aleatorio. Esto, junto con sus observaciones de la variación con la altura de la densidad de distribución de las partículas, permitió que Perrin demostrara, de forma tan concluyente como se pudiera desear, que el movimiento de las partículas viola la segunda ley de la termodinámica a la vez que se ajusta a predicciones detalladas de la teoría cinética. No se puede ser más revolucionario. Podría contarse una historia similar sobre cómo las investigaciones experimentales acerca de la radiación de un cuerpo negro, la desintegración radioactiva y el efecto fotoeléctrico, por ejemplo, obligaron al abandono de la física clásica y constituyeron elementos importantes de la nueva teoría cuántica durante las primeras décadas del siglo XX.

Va implícito en la actitud del nuevo experimentalista el negar que los resultados experimentales sean invariablemente dependientes de la «teoría» o del «paradigma», por cuanto que no se puede apelar a ellos para decidir entre teorías. Lo razonable de esto tiene su origen en que se centra en la práctica experimental, en cómo se usan los instrumentos, se eliminan los errores, se idean comprobaciones cruzadas y se manipulan los especímenes. En la medida en que la vida experimental se mantenga independiente de la teoría especulativa, los productos de esta vida actuarán como restricciones importantes a la teoría. Las revoluciones científicas son «racionales» por cuanto se nos imponen mediante los resultados experimentales. Los extremos de las visiones de la ciencia que la consideran dominada por la teoría o el paradigma han perdido contacto con uno de sus componentes más distintivos, la experimentación, y no saben reconocerle su sentido.

EL NUEVO EXPERIMENTALISMO EN PERSPECTIVA

Los nuevos experimentalistas han mostrado cómo se pueden establecer resultados experimentales y producir efectos experimentales mediante una serie de estrategias que comprenden operaciones prácticas, verificaciones cruzadas y control y eliminación de errores, de un modo que puede ser, y por lo común lo es, independiente de una teoría de alto nivel. Como consecuencia, pueden dar una explicación del progreso de la ciencia, que interpretan como la acumulación de conocimientos experimentales. Al adoptar la idea de que las mejores teorías son aquellas que superan las pruebas más rigurosas, y al entender por prueba experimental rigurosa de una afirmación aquélla en la cual ésta probablemente falle si es falsa, los nuevos experimentalistas muestran cómo el experimento puede ayudar en la comparación de teorías radicalmente diferentes y cómo, también, puede servir para desatar revoluciones científicas. Una atención cuidadosa a los detalles de los experimentos y a lo que realmente verifican sirve para controlar las teorías y ayuda a distinguir entre lo que ha sido justificado por el experimento y lo que especulativo.

No hay ninguna duda de que el nuevo experimentalismo ha puesto con los pies en la tierra a la filosofía de la ciencia de un modo apreciable y que está ahí como una censura útil para algunos de los excesos del esquema de la dependencia de la teoría. No obstante, creo que sería un error verlo como la respuesta total a nuestra pregunta acerca del carácter de la ciencia. El experimento no es tan independiente de la teoría como pudiera sugerir el énfasis de las secciones anteriores de este capítulo. El enfoque saludable e informativo sobre la vida del experimento no debiera cegarnos al hecho de que la teoría tiene también una vida importante.

Los nuevos experimentalistas tienen razón al insistir en que es un error ver en cada experimento un intento por responder a una pregunta planteada por la teoría y en que así se subestima el hecho de que el experimento puede tener vida propia. Galileo no tenía ninguna teoría que verificar sobre las lunas de Júpiter cuando dirigió hacia el cielo su telescopio y, desde entonces, muchos fenómenos nuevos han sido descubiertos explotando las oportunidades abiertas por nuevos instrumentos o nuevas tecnologías. Por otra parte, sigue siendo cierto que la teoría guía a menudo el trabajo experimental y que ha señalado el camino hacia el descubrimiento de nuevos fenómenos. Después de todo, fue la predicción de la teoría general de la relatividad de Einstein lo que motivó las expediciones de Eddington para estudiar el eclipse, y fue la extensión de Einstein a la teoría cinética de los gases lo que condujo a Perrin a investigar el movimiento browniano de la manera que lo hizo. De forma similar, temas teóricos fundamentales sobre si la tasa de cambio de la polarización de medios dieléctricos tendría efectos magnéticos, igual que la conducción de corriente, pusieron a Hertz en la senda experimental que culminó en la producción de ondas de radio, y el descubrimiento de Arago del punto brillante en el centro de la sombra de un disco resultó de un ensayo directo de la teoría ondulatoria de la luz de Fresnel.

Guíe o no la teoría al experimentador en la dirección correcta, los nuevos experimentalistas tienden a captar el sentido en que el conocimiento experimental puede ser justificado independientemente de una teoría de alto nivel. Ciertamente, Deborah Mayo ha dado una explicación detallada y convincente de cómo se pueden justificar de manera confiable los resultados experimentales mediante una serie de técnicas de eliminación de errores y la estadística de errores. Sin embargo, tan pronto como surge la necesidad de dar un significado a los resultados experimentales que vaya más allá de las situaciones experimentales en que fueron producidos, es preciso hacer referencia a una teoría.

Mayo se esfuerza en mostrar cómo la estadística de errores puede aplicarse a experimentos cuidadosamente controlados para llegar a la conclusión de que los experimentos de ese tipo proporcionan resultados especificados con un alto grado (especificado) de probabilidad. Los resultados experimentales registrados son tratados como una muestra de todos los resultados posibles que podrían lograrse con experimentos de ese tipo, y la estadística de errores se puede aplicar para atribuir probabilidades a la población sobre la base de la muestra. Una pregunta básica aquí es qué es lo que cuenta como experimento del mismo tipo. Todos los experimentos difieren uno de otro en algunos aspectos, en tanto que, por ejemplo, son llevados a cabo en tiempos diferentes, en laboratorios diferentes, usando instrumentos distintos, etc. La respuesta común al interrogante es que los experimentos deben ser similares en aspectos relevantes. Sin embargo, los juicios acerca de lo que pueda ser relevante se hacen recurriendo al conocimiento presente, y están, por tanto, sujetos a cambio cuando este conocimiento mejora. Imaginemos, por ejemplo, a Galileo llevando a cabo una serie de experimentos, a partir de cuyos resultados concluye que la aceleración debida a la gravedad es una constante (y permitamos, en contra de los hechos, que Galileo use la moderna estadística de errores, e imaginemos que es capaz de atribuir una probabilidad baja a la posibilidad de un experimento futuro que resultara en su contra). Desde una posición moderna, se puede ver que la confianza de Galileo en su valor de la aceleración le traicionaría si, en una ocasión futura, se encontrara trabajando muy por encima del nivel del mar. Trabajando, como hizo Galileo, en un contexto en el que se suponía que la tendencia a caer era una propiedad inherente a los cuerpos pesados, que poseían justamente en virtud de ser objetos materiales, no parecería que la altura sobre el nivel del mar fuera relevante y que la muestra de Galileo no fuera representativa. Los juicios sobre qué cuenta como experimento de tipo similar se hacen contra un trasfondo teórico.

Dejando de lado estos problemas, las consideraciones teóricas se hacen cruciales tan pronto como se ve que los resultados experimentales tienen una significación que va más allá de las condiciones específicas en que se produjeron. Esto es evidente, por ejemplo, en la manera como la propia Deborah Mayo argumenta que los experimentos del eclipse confirmaron la ley de la gravedad de Einstein. Tal y como Mayo explica, esto implicaba mostrar que los resultados eran incompatibles con las mejores estimaciones newtonianas de los fenómenos y con cualquier otra alternativa que pudiera pensarse, como el recurso de Oliver Lodge a un mecanismo del éter. Se encontró que estas alternativas, una a una, eran deficientes. Mayo (1996, p. 291) cita con aprobación a Dyson y Crommelin, que escriben en un artículo en Nature. «Parece que somos así conducidos a la ley de Einstein por cansancio, como única explicación satisfactoria». No pretendo negar que esto demuestra que era razonable aceptar en ese tiempo la teoría de la gravedad de Einstein en vista de estas circunstancias. Pero una parte crucial del argumento radica en el supuesto de que no hay, de hecho, alternativas aceptables. Mayo no puede excluir la posibilidad de que alguna modificación de la teoría newtoniana o una teoría del éter, desconocidas aún, sean capaces de explicar los resultados de los experimentos del eclipse. Por esta razón es ella prudente y no intenta atribuir probabilidades a las hipótesis, de modo que su argumentación acerca de las leyes científicas y las teorías se reduce a la afirmación de que han resistido pruebas rigurosas mejor que cualquier otro competidor disponible. La única diferencia entre Mayo y los popperianos es que ella tiene una versión superior de lo que es una prueba rigurosa. Las consideraciones teóricas desempeñan un papel crucial.

Los nuevos experimentalistas insisten en que los experimentadores tienen a su disposición técnicas poderosas para verificar el conocimiento experimental de manera sólida y confiable, relativamente independiente de una teoría sutil. En la medida en que sean seguras estas afirmaciones, parecería que se pueden reprimir los excesos del falibilismo y defender un concepto acumulativo del progreso científico, entendido como crecimiento confiable del conocimiento experimental. Sin embargo, una vez que se ha admitido que consideraciones teóricas del tipo de las que he analizado en esta sección desempeñan un papel crucial, debe aceptarse entonces un grado de falibilismo correspondiente.

El nuevo experimentalismo no ha mostrado cómo se pueda eliminar de la ciencia la teoría, a veces de alto nivel. Es importante observar, en conexión con esto, que un factor importante en las decisiones sobre la confiabilidad de la mecánica newtoniana, en el contexto de los vuelos espaciales, es la medida en que, dadas las velocidades esperadas, se puede demostrar que las desviaciones son despreciables, a la luz de la teoría de la relatividad. Es un ejemplo de que en ciencia existe, indudablemente, una importante «vida de la teoría». Los principios de la mecánica cuántica, empleados, por ejemplo, en los refinamientos del microscopio electrónico, o incluso la conservación de la energía, usada en toda la ciencia, son mucho más que generalizaciones a partir de experimentos particulares. ¿Qué tipo de vida tienen en ciencia, y cómo se relaciona esa vida con el experimento?

Algunos de los nuevos experimentalistas parecen querer trazar una línea entre el conocimiento experimental bien verificado, de una parte, y la teoría de alto nivel, de otra. (Dehorah Mayo parece ir en esa dirección cuando distingue entre la teoría general de la relatividad, de una parte, y una teoría de la gravedad algo más restringida, apoyada en los experimentos de Eddington, por otra). Algunos han llevado esto hasta el extremo de aseverar que sólo las leyes experimentales hacen afirmaciones verificables sobre cómo es el mundo. La teoría de alto nivel tiene un papel de algún modo organizativo o heurístico, y no el de hacer afirmaciones acerca de cómo es el mundo. Estas consideraciones nos conducen en la dirección de los temas analizados en los dos capítulos finales.

APÉNDICE: ENCUENTROS FELICES ENTRE TEORÍA Y EXPERIMENTO

Muchos están de acuerdo en que el mérito de una teoría se demuestra por la medida en que supera pruebas rigurosas. Sin embargo, existe una amplia clase de confirmaciones en ciencia que no se corresponden fácilmente con esta imagen, a menos que se tome un gran cuidado en caracterizar la rigurosidad de las pruebas. Los casos que tengo en mente implican consonancias significativas entre la teoría y la observación, en circunstancias en las que una ausencia de ellas no diría nada en contra de la teoría. La idea se expresará mejor con un ejemplo.

Una situación común en ciencia consiste en hacer una predicción nueva a partir de una teoría, en unión de algunos supuestos auxiliares complicados y quizás dudosos. Si la predicción se confirma, es razonable suponer que la teoría gana un apoyo importante. Por otro lado, si no se confirma, el problema podría estar tanto en las hipótesis auxiliares como en la teoría. Por consiguiente, podría parecer que el ensayo de la predicción no constituiría una prueba rigurosa de la teoría. Sin embargo, la teoría recibe un apoyo importante si se confirma la predicción. Neil Thomason (1994 y 1998) ha desarrollado este aspecto con algún detalle. Un buen ejemplo es el siguiente. La teoría copemicana predice que Venus debería mostrar fases de un modo particular, como la Luna, en correlación con su cambio de tamaño aparente, dando por supuesto que Venus es opaco. Desde un punto de vista histórico, como Copérnico y Galileo enunciaron explícitamente, la frase que he puesto en cursiva era en gran medida una cuestión abierta. Cuando Galileo, usando su telescopio, observó las fases de Venus del modo precisamente predicho por la teoría copernicana más la hipótesis de que Venus era opaco, este hecho, muy razonablemente, fue aceptado como una prueba que apoyaba sólidamente la teoría (y la hipótesis auxiliar). De no haber sido observadas las fases, se podría haber culpado a la hipótesis auxiliar tanto como a la teoría, de tal modo que el ejercicio, en cierto sentido, no constituía una prueba particularmente rigurosa del sistema copernicano.

Una situación emparentada con ésta y que es bastante común, comprende la exploración de una teoría en un contexto enredado en el que el significado de las observaciones está lejos de ser claro. En este caso, una correspondencia detallada entre la predicción teórica y la observación puede servir para confirmar tanto la teoría como la interpretación de la observación, mientras que si la correspondencia falla, esto indica simplemente que hay que seguir trabajando. Un ejemplo implica el uso del microscopio electrónico para observar dislocaciones en cristales. Las dislocaciones, imperfecciones en el arreglo, por lo común regular, de los átomos en los sólidos cristalinos, habían sido predichas sobre bases teóricas a mediados de los años treinta de este siglo para explicar la resistencia, ductilidad y plasticidad de los sólidos. A comienzos de los cincuenta, el microscopio electrónico había sido desarrollado hasta un punto que algunos llegaron a creer que podrían observarse con él las redes de los cristales y las dislocaciones, a pesar de que la teoría de la interacción electrón/espécimen no se había desarrollado lo bastante como para dar una predicción definida en un sentido u otro. En 1956, Jim Menter (1956) y Peter Hirsch et al. (1956) produjeron imágenes en el microscopio electrónico que identificaron como muestras de dislocaciones. Algunas de las maneras como justificaron esta interpretación de las complicadas imágenes concuerdan mucho con las técnicas resaltadas por los nuevos experimentalistas. Por ejemplo, se observó que los efectos de una operación práctica, como la flexión de los cristales, estaba de acuerdo con la suposición de que las imágenes eran realmente de redes de cristales, a la vez que daban resultados que se apoyaban mutuamente con los efectos de distintos procesos físicos, como los rayos X o la difracción del electrón. Sin embargo, más en relación con el aspecto que estoy tratando de hacer ver aquí es la medida en que la adecuación entre teoría y observación sirvió para confirmar ambas. Menter, por ejemplo, aplicó la teoría de Abbe del microscopio a la formación de imágenes electrónicas por los cristales, y pensó que la importante correspondencia que encontró entre sus predicciones y el modelo observado confirmaba su teoría y también la interpretación de las imágenes como imágenes de redes de cristales. Hirsch observó que las dislocaciones se desplazaban precisamente de la forma predicha por la teoría de las dislocaciones predominante, y pensó que esto confirmaba tanto la teoría como el hecho de que sus imágenes representaban dislocaciones. En ambos casos, la adecuación feliz entre teoría y observación constituyó un apoyo importante para la teoría. Por otra parte, las situaciones experimentales eran tan enredadas y mal comprendidas que permitían una gran cantidad de explicaciones para fallos que no involucraran la teoría de las dislocaciones puesta a prueba. Creo que se puede esperar que ocurra comúnmente en la ciencia experimental el tipo de situaciones que he descrito aquí.

La caracterización que hace Mayo de la rigurosidad puede incorporar estos ejemplos. [En un comienzo pensé que mis casos eran contraejemplos a la posición de Deborah Mayo también, pero ella me ha convencido de lo contrario en correspondencia privada]. Preguntará si habrían sido probables las confirmaciones de ser falsa la teoría. Tanto en el caso de mi ejemplo copernicano como en el de las dislocaciones, la respuesta es que no habrían sido muy probables. Por consiguiente, las teorías relevantes recibieron en cada caso un apoyo importante de las coincidencias observadas entre las predicciones teóricas y las observaciones. El concepto de rigurosidad de Mayo está de acuerdo con la práctica científica.

LECTURAS COMPLEMENTARIAS

Hacking (1983) fue un trabajo precursor del nuevo experimentalismo. Otras obras en esa categoría son Franklin (1986) y Franklin (1980), Galison (1987) y Galison (1997) y Gooding (1990). Un resumen de la posición está en Ackermann (1989). La defensa filosófica más sofisticada de la postura es Mayo (1996).