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Hasta llegar a la concepción semántica

Podríamos establecer tres etapas principales en el desarrollo de la filosofía de la ciencia. En cada uno de estos períodos prevalece una determinada concepción de la naturaleza y estructura de las teorías científicas.

  • Período clásico, hasta finales de los años sesenta. Durante este periodo se establece la llamada Concepción Heredada, representado por autores como Carnap, Reichenbach, Popper, Hempel, Nagel, etc. Su tarea fundamental es reconstruir la estructura lógica de las teorías científicas de acuerdo con el ideal de la unidad de la ciencia. Se trata de una concepción axiomática, las teorías como sistemas axiomáticos empíricamente interpretados, característica del movimiento del empirismo lógico. Sus componentes básicos son:
    • el método de reconstrucción axiomática de las teorías científicas en el marco del lenguaje formal de la lógica (predominantemente de la lógica clásica),
    • la distinción en los lenguajes de la teoría empírica entre términos (y enunciados) teóricos y términos (y enunciados) observacionales,
    • el conjunto de tesis epistemológicas (fenomenalismo, empirismo, etc.) con las que se intenta resolver el problema de las relaciones entre el lenguaje de las teorías y la realidad a la que se refieren.
  • Período historicista o pos-analítico. Iniciado en los sesenta y dominante durante los setenta y principios de los ochenta. Autores representativos son Hanson, Kuhn, Lakatos, Feyerabend, etc. Se trata de una concepción donde se ven las teorías como proyectos de investigación. Pone de relieve una serie de características del enfoque clásico que ahora son vistas como limitaciones del mismo: la reducción de las teorías científicas a entidades lingüísticas y  la problemática metacientífica al llamado contexto de justificación. La ciencia aparece como una empresa compleja, no reducible a su dimensión estrictamente lingüística (que, sin embargo, no se niega), sino inserta en el resto de la cultura y de las actividades sociales, y dotada de un carácter esencialmente dinámico y autotransformador. Adquiere una importancia especial el problema del cambio de significado de los términos y proposiciones científicas a lo largo del desarrollo de la ciencia. El reto que plantean las teorías de Kuhn y Feyerabend a la filosofía de la ciencia, y que comparten con autores como Hanson, Toulmin, y el último Lakatos, es el reto de la propia racionalidad del cambio científico y, paralelamente, el del estatuto filosófico de la propia teoría de la ciencia.
  • Período semanticista. 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. A esta familia pertenecen, entre otros:
    • Suppes, su pionero en los cincuenta, y su escuela de Stanford, anticipando las ideas y métodos conjuntistas y probabilistas;
    • Van Fraassen (concepción espacio de estados), Giere y Suppe en EEUU; Van Fraassen en concreto ha aportado su conocida concepción semántica de las teorías, que ha aplicado al análisis de la mecánica cuántica. Mosterin y Torreti han hecho también contribuciones en esta dirección. 
    • La concepción estructuralista (o concepción no enunciativa) de las teorías, iniciada en EEUU por Sneed y desarrollada en Europa, principalmente, por Stegmüller, Moulines y Balzer. Las teorías no son colecciones de proposiciones ni de enunciados, sino que más bien son entidades extralingüísticas que pueden ser caracterizadas o descritas por medio de formulaciones lingüísticas diferentes.

Las dos primeras concepciones, clásica e historicista, son familiares a filósofos y científicos desde hace algún tiempo. La concepción semántica, aunque es más moderna, puede contemplarse ya con suficiente perspectiva histórica.

El efecto de la irrupción historicista fue doble. Por un lado, la mayoría de los filósofos de la ciencia, sensibles a esta nueva perspectiva concluyeron que la complejidad y riqueza de los elementos involucrados en ella escapa a cualquier intento de formalización. No sólo las formalizaciones al estilo de la Concepción Heredada son totalmente inadecuadas para expresar estas entidades en toda su complejidad, sino que no parece razonable esperar que cualquier otro procedimiento de análisis formal pueda capturar los elementos mínimos de esta nueva caracterización.

Esta es la moraleja antiformalista que se extendió en muchos ambientes metacientíficos tras la revuelta historicista. Como consecuencia, a la estela de estos filósofos se desarrolla toda una rama de los science studies (con importantes, aunque puntuales, antecedentes antes de los sesenta) que se centra en el estudio de los determinantes sociales de la ciencia apoyándose en una considerable investigación empírica.

Esta línea de investigación culmina con el asentamiento durante los ochenta de la sociología de la ciencia como disciplina. Esta no fue sin embargo la reacción en toda la comunidad metacientífica. Asimiladas las contribuciones incuestionables de los historicistas y expurgados sus principales excesos, se recupera durante los setenta la confianza en la viabilidad de los análisis formales o semiformales de la ciencia, al menos en algunos de sus ámbitos, entre ellos el relativo a la naturaleza de las teorías.

Enfoque sintáctico versus enfoque semántico

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.

En este sentido, es evidente que los enfoques semánticos, no sólo sintácticos, a la hora de analizar teorías constituyen una alternativa válida a la de la Concepción Heredada y a la de los análisis weltanschauungísticos (como por ejemplo los de Kuhn y Lakatos) que se quedan en la mera formulación lingüística.

A la Concepción Heredada, que veía la teoría empírica como conjunto de enunciados, Van Fraassen la denominó enfoque sintáctico-axiomático, en contraposición al enfoque semántico.

Dentro del enfoque sintáctico las teorías científicas se conciben como cálculos formales o sistemas formales axiomáticos parcialmente interpretados mediante reglas de correspondencia que relacionan los términos teóricos con los términos observacionales.

La principal dificultad a la que se enfrenta el enfoque sintáctico es su dependencia lingüística, en la implicación que establece al afirmar que las teorías son entidades lingüísticas. En ellas todo cálculo formal está asociado con un sistema sintáctico, se encuentra bajo el yugo de la sintaxis de un lenguaje.

En la práctica científica, está claro que se puede tener dos formulaciones de una misma teoría. Si nos atenemos al enfoque sintáctico, hablar de dos formulaciones diferentes implica hablar de sintaxis diferentes y dos formulaciones en este enfoque significa dos teorías distintas. Así, por ejemplo, desde el enfoque sintáctico las formulaciones lagrangiana y hamiltoniana de la mecánica clásica de partículas contarían como dos teorías distintas.

El enfoque semántico supera esta deficiencia asimilando una teoría con una entidad no lingüística, con un conjunto de modelos. Esta sería la concepción semántica estándar de Suppes.

Una figura clave y significativa de este enfoque semántico es, por tanto,  la de Patrick Suppes. A él se debe la idea de sustituir la axiomatización de una teoría mediante un sistema formal, al que luego se le busca una interpretación adecuada, por la definición semiformalizada de un predicado conjuntista.

La discusión en torno al uso de modelos en las ciencias empíricas encuentra también en Suppes una posición característica: aquella que consiste en considerar tanto los sistemas físicos idealizados de los que se ocupan las teorías científicas, cuanto los sistemas de datos que sirven para su comprobación y contrastación, como modelos de estructuras abstractas definidas conjuntistamente.

Enfoque estructuralista

En filosofía de la ciencia se conoce como Estructuralismo al programa de reconstrucción de las teorías físicas propuesto por Sneed y reelaborado y divulgado por Stegmüller y Moulines. El estructuralismo establece una síntesis del aparato formal de Suppes, del racionalismo crítico y del positivismo lógico con la corriente historicista de la ciencia.

Moulines propone una definición recursiva de la filosofía de la ciencia como teorización sobre teorizaciones, cuya epistemología no es descriptiva, ni prescriptiva, sino interpretativa. Las teorías de la ciencia son construcciones culturales, pero ello no implica que la filosofía de la ciencia sea sustituida por una sociología de la ciencia. Para Moulines, el estructuralismo es esencialmente una teoría acerca de las teorías científicas, acerca de su identidad, estructura, relaciones mutuas y evolución.

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.

El objetivo de esta obra es proporcionar un método de análisis de las teorías científicas alternativo al punto de vista tradicional de los herederos del Círculo de Viena y dentro de un espíritu común a los partidarios del enfoque semántico. Aunque escrito solamente con la pretensión de que el sistema interpretativo valga para las teorías altamente formalizadas de la física matemática (el material real de cuyo análisis se ocupa es la mecánica clásica de partículas según la axiomatización de McKinsey, Sugar y Suppes), las ideas que desarrolla parecen generalizables a otros tipos de ciencias.

El último capítulo dedicado a la dinámica de las teorías científicas constituye un intento de respuesta a los problemas planteados por la nueva filosofía de la ciencia, especialmente por Kuhn, a propósito del cambio científico. No es extraño, pues, que el mismo Kuhn reconozca que con el aparato analítico de Sneed se puede por fin decir de manera precisa lo que él mismo expuso en términos fundamentalmente intuitivos.

La idea de que el formalismo de Sneed constituye el nuevo marco de referencia obligado para tratar filosóficamente el problema de la estructura y el cambio de las teorías científicas debe su difusión a la insistencia con que Stegmüller la ha desarrollado.

La idea fundamental de este nuevo enfoque de la filosofía de la ciencia se puede enunciar así: una teoría científica consta de dos componentes principales, un núcleo K y conjunto I de aplicaciones propuestas (intended) de la teoría. K es una estructura matemática; I es el conjunto de sistemas que constituyen modelos de K.

Analizar una teoría científica es poner de manifiesto su estructura matemática o núcleo estructural, así como localizar el conjunto de sus aplicaciones. De esta manera se combinan en la teoría de la ciencia el análisis formal y la tarea histórico-pragmática de localizar las aplicaciones paradigmáticas que constituyen un componente esencial de la teoría.

El análisis de Sneed permite distinguir claramente entre las proposiciones que figuran en la exposición o el uso de una teoría y la teoría misma. Una teoría es un compuesto de un núcleo estructural abstracto más un conjunto de pretendidas aplicaciones de ese núcleo a sistemas físicos.

La propuesta de Sneed es relativizar el término teórico, transformándolo en «teórico para una teoría T dada»; es decir no se hablará de términos teóricos frente a términos observacionales, sino simplemente de términos «T-teóricos» o teóricos en relación con la teoría T, y de términos «no T-teóricos» es decir no teóricos en relación con la teoría T.

La definición que se propone para T-teórico es esta: una función f se considera teórica respecto a una teoría T (T-teórica) si la determinación de los valores de f supone la validez de la teoría T.

Esta definición de teoricidad pone de manifiesto el problema básico que plantea la presencia de términos teóricos: si el valor de una afirmación empírica en que aparece un término T-teórico depende de la validez de la teoría y ésta sólo se puede establecer estableciendo la validez de sus afirmaciones empíricas estamos condenados al círculo vicioso, o al regreso al infinito.

Desde el momento en que una teoría no es equivalente al conjunto de sus afirmaciones empíricas, sino que es una estructura abstracta más, un conjunto de aplicaciones históricamente dadas, no se puede hablar propiamente de refutación de una teoría (en realidad de un núcleo teórico o paradigma).

Esto no implica, sin embargo, conceptualizar la labor del científico normal como una tarea acrítica: el científico en un período normal es perfectamente racional dentro de su paradigma cuando trata de encontrar expansiones del núcleo de su teoría y del conjunto I de sus aplicaciones.

Desde este punto de vista es posible el progreso científico dentro de un paradigma como una forma de progreso «normal».

El desarrollo normal de una teoría consiste en la expansión de su núcleo mediante leyes específicas y la expansión del conjunto de las aplicaciones; en tal caso se puede hablar de un progreso científico en el seno de un mismo paradigma en el sentido de Kuhn o de un mismo programa de investigación en el sentido de Lakatos.

Las revoluciones científicas de que habla Kuhn pueden entenderse como progresos científicos si la teoría desplazada se puede reducir a la nueva teoría. Se puede hablar así no de progreso absoluto y acumulativo de la ciencia sino de un progreso relativo a una determinada línea de desarrollo.

En todo caso, en la operación de desplazamiento de teorías puede haber un componente práctico (o pragmático) cuya caracterización tendría que ver más con la lógica de la decisión que con la de la racionalidad teórica. Una de las aportaciones más significativas de este enfoque de la estructura de las teorías científicas consiste en haber puesto de relieve lo que podríamos llamar el aspecto constructivista de la teorización científica.

Inventar una teoría es construir una estructura y proponer un conjunto de aplicaciones. Sneed tiene el mérito evidente, señalado por todos, de haber proporcionado instrumentos analíticos poderosos para dilucidar los aspectos lógicos presentes en la historia del desarrollo científico, hasta el punto de que hoy puede parecer anticuada la pregunta del debate entre Kuhn y Popper.

 Tenemos que decir, sin embargo, que no es ésta la única manera de superar los planteamientos analíticos clásicos ni de integrar las aportaciones de la filosofía postanalítica de la ciencia.

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Introducción

Las teorías científicas son el vehículo del conocimiento científico. Analizar su naturaleza o estructura es uno de los problemas claves de la Filosofía de la Ciencia

A partir de los años veinte, se convirtió en un lugar común para los filósofos de la ciencia el construir teorías científicas como cálculos axiomáticos a los que se da una interpretación observacional por medio de reglas de correspondencia. A este análisis se ha designado comúnmente “La Concepción Heredada de las Teorías”.

En los años cincuenta, la mencionada Concepción Heredada empezó a ser objeto de ataques críticos, fundamentalmente se centraron en la distinción teórico-observacional, base empírica de dicha corriente, aunque no fué el único aspecto que sufrió una acérrima crítica. Se propusieron Filosofías de la Ciencia alternativas y se refutó la Concepción Heredada, pero ningún de los análisis de teorías propuesto ha tenido amplia aceptación.

Características básicas de una teoría científica en la Concepción Heredada

En lo esencial, la Concepción Heredada concibe las teorías científicas como teorías axiomáticas formuladas en una lógica matemática L, que reune las siguientes condiciones:

  • La teoría se formula en una lógica matemática de primer orden con identidad, L.
  • 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..
    • El vocabulario teórico Vt que contiene términos teóricos.
  • Los términos de Vo se interpretan como referidos a objetos físicos o a características de los objetos físicos, directamente observables.
  • Hay un conjunto de postulados teóricos T, cuyos únicos términos no lógicos pertenecen a Vt.
  • Se da una definición explícita de los términos de Vt en términos de Vo mediante reglas de correspondencia C.

El conjunto de axiomas T es el conjunto de leyes teóricas de la teoría. El conjunto de reglas de correspondencia C estipula las aplicaciones que pueden hacerse de la teoría a los fenómenos. La teoría se identifica con la conjunción TC de T y C.

Las reglas de correspondencia

Las reglas de correspondencia tienen tres funciones en la Concepción Heredada:

  • 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 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.

Por consiguiente, inicialmente, la Concepción Heredada era un cuerpo de teorías que concedía poca importancia al aparato teórico, TC, siendo su función poco más que un medio de introducir las matemáticas en la ciencia. Sin embargo, 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.

¿Cuál es entonces el estatus del análisis realizado por la Concepción Heredada?

Carnap y Hempel pretendieron con sus análisis ofrecer una elucidación del concepto de Teoría Científica. Para Carnap, la tarea de la elucidación consiste en transformar un concepto dado, más o menos inexacto, en otro exacto, o mejor aún, en sustituir el primero por el segundo. En este sentido, la comprensión de la Concepción Heredada pretende ser una elucidación del concepto de teoría científica.

La Concepción Heredada empieza especificando una formulación canónica de las teorías en términos de un cálculo axiomático y unas reglas de correspondencia. Esta formulación canónica se supone que está en la siguiente relación con una teoría científica: 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, pero en ella se vería con mayor claridad y transparencia la naturaleza conceptual o estructural de dicha teoría.

También podemos afirmar que no todas las teorías científicas admiten la formulación axiomática canónica requerida por la Concepción Heredada. Es decir, la Concepción Heredada es plausible para algunas, pero no para todas las teorías científicas. Además, la interpretación que la Concepción Heredada hace de las reglas de correspondencia es indudablemente insatisfactoria.

  • Ve erróneamente a éstas como componentes de teorías, más que como hipótesis auxiliares;
  • en segundo lugar, la interpretación que de ellas da ignora el hecho de que las reglas de correspondencia constituyen con frecuencia cadenas causales explicativas que emplean otras teorías como hipótesis auxiliares;
  • en tercer lugar, su interpretación es excesivamente simple y errónea desde el punto de vista epistemológico.

A este respecto, debemos distinguir dos conceptos claramente diferentes: formalización y axiomatización. Uno y otro no son la misma cosa.

  • La axiomatización consiste en el establecimiento de un cálculo axiomático y, por tanto, consiste en una formalización fundamentalmente sintáctica.
  • La formalización abarca tanto las reglas sintácticas de la axiomatización como las técnicas semánticas de la teoría de modelos.

De los errores de la Concepción Heredada se deduce que, si la formalización es deseable en un análisis filosófico de las teorías, ésta debe ser de tipo semántico. Los métodos semánticos de formalización son superiores a los de axiomatización.

Finalmente, también hay visiones de la ciencia que transcienden la formalización ofreciendo una perspectiva diferente y nueva. En ellas, las teorías son consideradas como algo esencialmente dinámico, como entidades en crecimiento. Dichas teorías provienen de una weltanschauung, o forma de ver el mundo. Autores como Kuhn o Lakatos parecen interpretar esto como una muestra de que la formalización de las teorías es inadecuada en un análisis filosófico de las mismas. Lo veremos en entradas posteriores.

La mera presentación de una formalización dejará fuera mucho de lo epistemológicamente significativo de las teorías. Por ello, si la formalización tiene derecho a un sitio, es probable que lo tenga en tanto que formalización semántica y no como axiomatización.