Teoría, Ley y Hechos en Ciencia...

Cada vez que un ignorante científico desprecia la Relatividad y/o Evolución por ser "solo una Teoría", dios añade una dimensión a las cuerdas... (Visto en Twitter)

A menudo se escucha la ingenua crítica a la ciencia que dice “es sólo una teoría”, tratando de indicar que no está “demostrada” y que una vez “demostrada” se convertirá en una ley o un hecho. Esto no es sorprendente debido a que tal noción es consistente con lo que a veces se nos enseña incorrectamente en las clases de ciencia general de la escuela. La afirmación es, no obstante, completamente falsa y demuestra dos malentendidos comunes sobre la ciencia.

El primer malentendido es que la ciencia “demuestra” teorías. Las teorías nunca se “demuestran”, sólo se confirman mediante la observación; pero tal confirmación siempre es provisional. No importa cómo de bien o cuánto ha sido confirmada una teoría científica, siempre está sujeta a falsación o corrección por nuevas observaciones.

Por ejemplo, considera la Teoría de la Mecánica Newtoniana. Durante 200 años, fue el estándar incontestable de “verdad” científica. Su éxito fue tan grande que algunos filósofos (Kant) afirmaron que no sólo era una teoría empíricamente confirmada, sino que era una “verdad a priori”. Ahora la conocemos mejor. A velocidades muy altas y distancias muy pequeñas, la Teoría de la Mecánica Newtoniana ha sido concluyentemente falsada. Ha sido reemplazada por la combinación de las Teorías de la Relatividad y la Mecánica Cuántica. Aún así, la Mecánica Newtoniana sigue siendo una excelente aproximación a estas teorías más correctas bajo lo que podríamos llamar condiciones normales, así pues, incluso cuando es falsada, una teoría científica puede seguir siendo útil.



El segundo malentendido es que una teoría es una ley o hecho “no demostrado”, o, a la luz de lo anteriormente comentado, una ley o hecho no confirmado. Las teorías científicas, leyes y hechos son tres tipos distintos de afirmaciones. Unos pocos ejemplos históricos ilustrarán las diferencias.

La Ley de las Proporciones Fijas afirma que los elementos químicos se combinan entre sí en proporciones enteras fijas por peso. Está basada en hechos como: el dióxido de carbono consta de 3 partes de carbono y 8 partes de oxígeno. La Teoría Atómica de la Materia (Dalton) intentó explicar por qué esto es cierto. La Teoría Mecánico Cuántica de la Estructura Atómica (Bohr, Heisenberg, Pauli, Pauling, et al) explica por qué esto es sólo aproximadamente cierto y cuándo es demostrablemente falso.

Las Leyes de Mendel afirman que las características heredadas se propagan a las siguientes generaciones en frecuencias expresables como ciertas proporciones enteras simples. Está basada en varios hechos que Mendel observó en plantas de guisantes. La Teoría de la Genética Molecular (Sutton, Morgan, Dobzhansky, McClintock, Watson, Crick, et al) no sólo explica por qué las Leyes de Mendel son aproximadamente ciertas, sino también por qué y cuándo son demostrablemente falsas.

La Ley de Hubble afirma que la velocidad a la que una galaxia distante se aleja de la Tierra es directamente proporcional a su distancia a la Tierra. Está basada en ciertos hechos, incluyendo los desplazamientos al rojo en el análisis espectrográfico de la luz de cierto tipo de estrellas. La Teoría del Big Bang (Friedmann, LeMaitre, Gamov, et al), basada en la Teoría de la Relatividad General (Einstein), explica por qué la Ley de Hubble es aproximadamente cierta.


Ahora, antes de intentar hacer alguna definición implícita, vamos a volver sobre la falacia de la escuela que afirma que: “Una hipótesis se convierte en teoría, y luego en ley, conforme aumenta el grado de demostración”. Una hipótesis es, efectivamente, una idea que requiere una mayor investigación. Cuando está suficientemente confirmada, una hipótesis puede convertirse en una teoría, una ley o un hecho. ¿”Un hecho”?, podríamos preguntarnos. ¿”Los hechos no son ciertas cosas que no requieren confirmación?” Este es otro malentendido común.

Una breve historia de la Mecánica Newtoniana espero que ayude a ilustrar la naturaleza de los hechos científicos:
Galileo, podría decirse que el primer científico moderno, supuestamente dejó caer bolas desde la Torre Inclinada de Pisa. Probablemente no lo hizo, sino que Galileo experimentó con bolas rodando sobre planos inclinados y formuló tal vez la primera ley rigurosa de la cinética y el movimiento de caída libre (s = 16t2). Hizo distintas observaciones – una bola rodando por un plano inclinado 30 grados viaja X centímetros tras un segundo, 4X centímetros tras dos, 9X centímetros tras tres...– lo cual se convirtió en los hechos resumidos por sus leyes. Las observaciones precisas son cómo la ciencia reemplaza los hechos cotidianos, tales como “las cosas caen cuando las sueltas”, con hechos científicos. Pero algunos hechos cotidianos, tales como “los objetos pesados como las rocas caen más rápido que los ligeros como las plumas”, deben rechazarse cuando se examinan científicamente. Nota que también los hechos de Galileo dependen de una nueva idea (¿o teoría?) del tiempo como un parámetro regular y medible (Galileo se supone que usó su pulso).

Newton generalizó el trabajo de Galileo con su Teoría de la Mecánica (incluyendo la Ley F = ma) y su Ley de la Gravitación Universal (F = GMm/r2), ambas presentadas en el monumental trabajo, “Mathematical Principles of Natural Philosophy" (Principios Matemáticos de la Filosofía Natural). Estas dejaron a las Leyes de Galileo como casos especiales aproximados. La Ley de la Gravitación de Newton estaba basada en una misteriosa fuerza atractiva entre dos masas cualesquiera. La fuerza es “misteriosa” debido a que de hecho lo era, al menos para Newton. Lo intentó, pero nunca tuvo éxito al formular una teoría de la gravedad, la cual podría explicar “por qué” su ley universal era cierta o “cómo” funcionaba. Usando su Ley de la Gravitación y su Teoría de la Mecánica, Newton fue capaz de explicar numerosos hechos (el movimiento de los planetas en el cielo, el movimiento de las mareas, etc.) y leyes (las de Kepler y Galileo).


Einstein desarrolló una teoría de la gravedad, conocida como Relatividad General, la cual explica “cómo” funciona la gravedad y “por qué” la Ley de Newton de la Gravitación Universal es aproximadamente cierta. La Teoría de la Relatividad (Especial y General) también predijo que la Teoría de la Mecánica de Newton estaría equivocada a energías muy altas; tales medidas de masa, tiempo y distancia variarían dependiendo de la velocidad del observador. Esta predicción se ha verificado en millones de observaciones experimentales en aceleradores de partículas. Pero bajo condiciones normales – las que nos encontramos en la vida cotidiana – la Mecánica Newtoniana es una excelente aproximación a estas teorías más correctas; y sigue siendo la base de la ciencia subyacente a la mayor parte de apicaciones de ingeniería.

Nota cómo los términos “hecho”, “ley” y “teoría” se usan en los ejemplos anteriores. Esto es consistente con la forma en que se usan y comprenden habitualmente en ciencia. Los hechos científicos, leyes y teorías son tres tipos distintos de afirmaciones. Uno a veces escucha la palabra “teoría” usada en lugar de la palabra “hipótesis”, como en “Tengo una teoría que...”, pero este es un abuso de la palabra, posiblemente motivado para evitar una palabra con un sonido pretencioso como “hipótesis”. Si se pide una definición formal de los términos, se podría dar:

Un hecho científico es una observación controlada, repetible y/o rigurosamente verificada.

Una ley científica es una afirmación de una regularidad observada entre hechos, a menudo expresable como una simple relación matemática.

Una teoría científica es un marco de trabajo conceptual integrado para razonar sobre una clase de fenómenos, los cuales son capaces de coordinar hechos existentes y leyes y a veces proporcionar predicciones de otros nuevos.


Las teorías a menudo explican “por qué” leyes y hechos son “ciertos” o “cómo funcionan”. En lo discutido anteriormente, nota que las teorías a menudo tienen múltiples nombres asociadas a ellas. Esto no es sorprendente debido a que las teorías son mucho más complejas. Observa que no sólo teorías y leyes, sino que también los hechos pueden ser falsados. El “hecho” anterior a Galileo de que los objetos pesados caen más rápido que los ligeros fue falsado. El “hecho” Newtoniano de que la masa, tiempo y distancia no varían con la velocidad fue falsado. El “hecho” químico de que sólo hay tres formas elementales de carbono – diamante, carbón y grafito – fue falsado.

Este último hecho falsado es otro ejemplo de interrelación entre hipótesis, hecho y teoría. Ahora considera a los químicos de la Universidad Rice que formaron la “hipótesis” de que había otra forma elemental de carbono en la que los átomos se “curvaban” en una “pelota de fútbol” esférica. La Teoría de la Mecánica Cuántica no parecía decir que fuese imposible. Por lo que experimentaron, y descubrieron el Carbono-60 o “BuckminsterFullereno”. No es una teoría o una ley; ¡es un Hecho! Aunque un hecho que sólo puede afirmarse y se comprenden los términos de la Teoría Atómica de la Materia. Esto no es algo poco común. Muchos hechos científicos están “cargados de teoría”, lo que significa que sólo pueden afirmarse en términos proporcionados por una teoría científica. Los hechos espectrográficos que apoyan la Ley de Hubble están igualmente “cargados de teoría”.

Otro caso: en su uso normal, la palabra “evolución” a menudo se refiere tanto al hecho como a la teoría. La evolución es un hecho. Se ha observado directamente. La evolución es el cambio con el tiempo en la distribución de los alelos genéticos (“genes”) de una población. En este sentido, son poblaciones las que evolucionan y no los individuos. La evolución se ha observado en numerosas situaciones. Una población de una única especie –los individuos son capaces de aparearse y reproducirse– puede quedar separada y sujeta a un entorno distinto. Con el tiempo, la distribución de alelos en las dos poblaciones divergirá. En algún punto, los individuos de las dos poblaciones, no serán capaces de aparearse y reproducirse entre sí. Una única especie ha evolucionado en dos. La evolución es un hecho observado.


La Teoría de la Selección Natural de Darwin, aumentada por la Teoría de la Genética Molecular, explican el hecho de la evolución, así como los hechos del registro fósil y muchas otras cosas de la biología moderna. Observa la palabra “aumentó”. La posterior teoría no falsó la idea de Darwin de selección natural, sino que la enriqueció y extendió, proporcionando explicaciones a fenómenos que Darwin simplemente había observado. Esto también es algo común en el desarrollo de la ciencia. La Teorías Clásicas del Calor, Energía y Termodinámica aumentaron de forma similar la Teoría de la Mecánica Newtoniana sin falsarla.

La palabra “evolución” a veces se usa para referirse a la combinación de hechos de la evolución, las dos teorías mencionadas antes y las hipótesis de que toda la vida en la Tierra ha evolucionado a partir de un ancestro común. Aunque este último componente está etiquetado como hipótesis, está tan bien confirmado que casi podríamos llamarlo hecho. Un apunte histórico interesante es que Darwin nunca usó la palabra “evolución” en su monumental trabajo, “The Origin of Species“ (El Origen de las Especies). En este uso, la evolución es esencial a la biología moderna. Se dice que nada en la biología tiene sentido si no es a la luz de la evolución...



Fuentes:
Ciencia Kanija (www.cienciakanija.com)
Theory, Law and Fact in Science. ©James S. Freeman, 2002
The Mathematical Principles of Natural Philosophy (1729) Newton's Principles of Natural Philosophy, Dawsons of Pall Mall, 1968; Opening pages of the Principia up to the three laws of motion; opening pages of Book III, The System of the World, with rules for Philosophy, plus the closing comments with his view of God, etc.

Solo sé que no sé nada...

‎"En primer lugar acabemos con Sócrates, porque ya estoy harto y cansado de este invento de que no saber nada es un signo de sabiduría." (Isaac Asimov)

No hay nadie que no sepa nada. En sólo cuestión de días los bebes aprenden a reconocer a sus madres.

Asimov decía que ya estaba harto de que la gente argumentara la frase de Sócrates y que había que acabar con ella, punto en el que estoy totalmente de acuerdo, pues evidentemente, Sócrates sabía que conocía muchas más cosas que los demás, pero su estilo era siempre fingir ignorancia para luego ir haciendo preguntas que hiciesen que quien estaba intentando explicarle algo no parase de contradecirse hasta que abandonaba.

Sócrates, como es lógico, estaría de acuerdo con esto y explicaría que él no se refería al conocimiento de cosas triviales. Se refería a que en las grandes abstracciones sobre las que discuten los seres humanos uno debe comenzar sin nociones preconcebidas y no examinadas. Sócrates, en sus explicaciones sobre temas como "Qué es la justicia?" o "¿Qué es la virtud?", adoptaba la actitud de decir que él no sabía nada y que los demás tenían que instruirle. (Esto se llama "Ironía socrática", porque Sócrates sabía perfectamente que conocía muchas más cosas que los pobres hombres que escocía como interlocutores). Al pretender ignorancia, Sócrates tentaba a los demás para que expusieran sus opiniones sobre estas abstracciones.

Después planteaba una serie de preguntas aparentemente ignorantes y obligaba a los demás a caer en una mezcla tal de contradicciones que al final desanimaban y admitían que no sabían de qué hablaban.

Es una demostración de la maravillosa tolerancia de los atenienses el hecho de que durante decenios aguantaran esto y que no se cansaran hasta que Sócrates cumplió setenta años y le obligaron a bebe la cicuta (pero esa es otra historia).

Es decir, que Sócrates sabía que para llegar a pensar sobre las grandes abstracciones el primer paso era liberarse de todo prejuicio y supuesto conocimiento sin base, y sabía, además, que pocos sabían esto, por eso su famosa frase. Asimov, al igual que yo, detestaba que se utilizara la frase para todo lo contrario de la intención de Sócrates, AUTOCOMPLACERSE DE LA IGNORANCIA... Él consideraba correcta la frase de Sócrates, pero irritante la manipulación que se hacía de ella.



Fuentes:
Asimov, Isaac. La relatividad del error. España 1994
Wikipedia
Introspecciones

¿Qué es ser Escéptico?...

¿Qué significa ser un escéptico? Algunas personas creen que el escepticismo es el rechazo de nuevas ideas, o peor, confunden “escéptico” con “cínico” y piensan que los escépticos son una bola de gente gruña renuentes a aceptar cualquier afirmación que rete el status quo. Esto es incorrecto. El escepticismo es una posición provisional a las afirmaciones.

Es la aplicación de la razón a cualquiera y toda las ideas -no se permiten vacas sagradas-. En otras palabras, el escepticismo es un método, no una posición. Idealmente, los escépticos no van a una investigación cerrados a la posibilidad de que un fenómeno pueda ser real o que una afirmación pueda ser verdadera. Cuando decimos que somos “escépticos”, queremos decir que debemos ver evidencia convincente antes de creer.

El escepticismo ha tenido una larga tradición histórica que data desde la Grecia antigua cuando Sócrates observó: “Yo solo sé que no sé nada”. Pero ésta pura posición es estéril e improductiva y sostenida por virtualmente nadie. Si tú eres escéptico de todo, entonces deberás ser escéptico de tu propio escepticismo.

El escepticismo moderno esta basado en el método científico, que envuelve el obtener información para formular y probar explicaciones naturalísticas para los fenómenos naturales. Una afirmación se vuelve un hecho cuando es confirmada a tal punto que sería razonable ofrecer un acuerdo temporal. Pero todos hechos en la ciencia son provisionales y sujetos a refutación, por eso el escepticismo es un método que conduce a conclusiones provisionales. Algunas afirmaciones, tales como la radiestesia, la percepción extra sensorial, y el creacionismo, han sido probados (y han fallado las pruebas) las suficientes veces como para que podamos provisionalmente concluir que no son válidas. Otras afirmaciones, tales como la hipnosis, los orígenes del lenguaje, y los agujeros negros, han sido probados pero sus resultados son inconclusos así que debemos continuar formulando y probando hipótesis y teorías hasta que podamos alcanzar una conclusión provisional.

La clave para el escepticismo es el aplicar continua y vigorosamente los métodos de la ciencia para navegar los estrechos canales entre el escepticismo de “no saber nada” y la credulidad de “cualquier cosa es posible”. Hace más de tres siglos atrás, el filósofo y escéptico francés, René Descartes, después de una de las más completas purgas escépticas en la historia intelectual, concluyó que el solo estaba seguro de una cosa: Cogito ergo sum - Pienso, luego existo.

Pero la evolución puede habernos diseñado en la otra dirección. Los humanos hemos evolucionado para ser animales buscadores de patrones y deductores de causas, moldeados por la naturaleza para encontrar relaciones significativas en el mundo. Aquellos quienes fueron mejores haciendo esto, dejaron a sus descendientes. Nosotros somos sus descendientes. En otras palabras, ser humano es pensar.

Para parafrasear a Descartes: Sum Ergo Cogito - Soy, por lo tanto Pienso.



Fuentes:
Revista Skeptic
Razonando. Vol I N° 1. 2009

2012...

Una de las obsesiones de la civilización occidental ha sido ese persistente temor a la destrucción del universo o, por lo menos, del mundo en que vivimos. Existe hoy un sector de la opinión pública al cual estas propuestas resultan fascinantes sin importar la inexistencia de evidencias de que ese apocalíptico evento en verdad ocurra.


Ya es de todos conocido que circula una nueva leyenda en torno a la inminencia del fin de los tiempos que beneficia a varios profetas del desastre, justo como ocurrió en 1999, con los temores del llamado "Problema informático del año 2000" (Y2K, error del milenio, etc; justo al que se hace referencia en la portada del Time que ilustra el inicio de este post), el cual incluía un hipotético caos global al inicio del año 2000, causado por una imperfecta datación en los calendarios de las computadoras.

Esta vez se asevera que el final, o sea el Armageddon, ocurrirá en diciembre de 2012. Esto implica otorgarle un carácter cabalístico y trascendente a algo tan arbitrario como es el calendario gregoriano, y tan imperfecto como es el recuento de años transcurridos desde el inicio de la era común o cristiana, el cual tiene un error de al menos cuatro años en su inicio, ya que se sabe bien que Herodes el Grande, protagonista fundamental de lo ocurrido al nacer Cristo, murió en el año 4 aC.

A los anglosajones les agrada denominar al fin del mundo con el vocablo Armageddon, en recuerdo de una batalla bíblica histórica. Sin embargo, Armageddon es un término bíblico que sólo aparece en una ocasión en los más de 7,000 versículos de la Biblia (en el libro del Apocalipsis, capítulo 16, versículo 16). Por ello es que se usa como sinónimo de apocalipsis, o desastre fatal y terrible. Con él se alude, en varias religiones y culturas, al fin del mundo o al fin del tiempo mediante múltiples catástrofes.

Pero la situación se complica con la inclusión en esta trama de las llamadas Profecías de los mayas, las que según Adrian Gilbert –uno de los principales promotores internacionales de este actual rumor– señalan que el fin de los tiempos ocurrirá, ya sea el día 12 del mes de diciembre de 2012 (12/12/12) o bien el día 21.

Para hacer esta afirmación, el autor se basa en la idea de que la llamada cuenta larga del calendario usado por la civilización maya del antiguo imperio abarca un ciclo de 5125 años solares de trece ciclos, mismo que concluiría en el año 2012 de nuestra era, pero en ninguna inscripción maya se afirma que ello implique el fin catastrófico del mundo, sino sólo el fin de un ciclo y la reanudación de otro ciclo similar.


Quienes afirman que las profecías mayas tienen alguna vigencia no pueden demostrar la existencia de algún intento de este pueblo por profetizar eventos ubicados en un futuro tan lejano para ellos como sería este apocalípsis planetario. En cambio, los mayas se preocupaban, sobre todo, por evitar los cataclismos cósmicos inmediatos derivados de la terminación de sus siglos. Les interesaba también llevar una cuenta detallada de los años para poder ubicar las genealogías de sus monarcas, al igual que usar las cuentas de años con fines rituales, con los cuales cumplir los complicados requerimientos de sacrificios de sus cosmovisiones religiosas.

Como una de las civilizaciones más avanzadas de su época, los mayas se daban cuenta de que no funcionaba el pronosticar eventos naturales o históricos del mundo real y, desde luego, no lograron profetizar ni prever su propia e inminente decadencia, así como la caída de su imperio a partir del siglo XVIII de nuestra era. Mucho menos se puede identificar, en esas supuestas profecías mayas, un acontecimiento tan traumático y devastador como la conquista española, ocurrida a partir de 1521.

Por otro lado, en realidad no hay evidencia alguna que demuestre la posibilidad de destrucción de la Tierra en un plazo previsible. Lleva cerca de 5 mil millones de años de existencia sin incidentes graves. La vida en el planeta tiene unos 4 mil millones de años de antigüedad y sólo se ha visto relativamente amenazada por la caída de asteroides o el impacto periódico de cometas, que nunca han logrado acabar con el mundo natural. El Sol, por su parte, es mucho más estable y no es del tipo de estrellas que podrían estallar en una nova o una supernova.

Nada hay en este momento, en lo que se puede observar del sistema solar desde la Tierra, que implique una amenaza grave y tampoco existen condiciones geológicas o climáticas que permitan prever algún tipo de desastre global del día de hoy al año 2012, por lo que convendría no hacer caso a los negociantes del alarmismo cósmico...