Aparición del método científico en el proceso de Investigación

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Primeras metodologías

1600 BC - 1550 BC

La historia del método científico es una historia de la metodología de la investigación científica, diferente de una historia de la ciencia en general. El desarrollo y la elaboración de reglas para el razonamiento científico de bobin y la investigación no ha sido sencilla; el método científico ha sido objeto de intenso y recurrente debate a lo largo de la historia de la ciencia, y muchos eminentes filósofos naturales y científicos han argumentado a favor de la primacía de uno u otro enfoque para establecer el conocimiento científico. A pesar de los muchos desacuerdos acerca de la primacía de un enfoque sobre otro, también ha habido muchas tendencias identificables e hitos históricos durante los varios milenios de desarrollo del método científico hasta llegar a las formas actuales de los cuales estos surgieron.

Hay muy pocas evidencias discordantes en los registros supervivientes, sobre que los enfoques de la ciencia de este periodo derivan de las descripciones de las primeras investigaciones sobre la naturaleza. Un manual médico egipcio, el Papiro de Edwin Smith, (circa 1600 a. C.), aplica los siguientes componentes: examen, diagnóstico, tratamiento y pronóstico, para el tratamiento de la enfermedad,2​ lo que muestra un claro paralelismo entre el método empírico de la ciencia. Science and Experience: Studies in the Origin and Development of Greek Science. desempeñó un papel importante en el desarrollo de esta metodología. El papiro de Ebers (circa 1550 a. C.), también contiene pruebas del empirismo tradicional.

La ciencia aristotélica y el empirismo Aristoteles

384 BC - 322 BC

Aristóteles introdujo lo que podríamos llamar un método científico. Proporcionó otro de los ingredientes de la tradición científica: el empirismo. Para Aristóteles, las verdades universales pueden ser conocidas a partir de cosas particulares a través de la inducción. Hasta cierto punto Aristóteles reconcilia el pensamiento abstracto con la observación, a pesar de que sería un error dar a entender que la ciencia aristotélica es empírica en la forma. Aristóteles no aceptó que el conocimiento adquirido por inducción pudiera ser considerado conocimiento científico. Sin embargo, la inducción era una condición previa necesaria para la principal tarea de la investigación científica, proporcionar las premisas primarias necesarias para las demostraciones científicas.

Surgimiento del método experimental inductivo, Los científicos musulmanes

721 - 873

Durante la Edad Media se empezaron a abordar cuestiones de lo que hoy denominamos ciencia. Hubo un mayor énfasis en combinar teoría y práctica en el mundo islámico del que hubo en la época clásica, y era común que los estudiosos de las ciencias fuesen además artesanos, algo que habría sido «considerado una aberración en el mundo antiguo». Los expertos islámicos en ciencias eran a menudo fabricantes expertos de instrumentos que ayudaban a mejorar su capacidad de observación y cálculo.9​ Los científicos musulmanes utilizaron la experimentación y la cuantificación para distinguir entre teorías científicas en competencia, dentro de una orientación genérica empírica; primeros ejemplos de esto se pueden ver en las obras de Jabir ibn Hayyan (721-815)10​ y Al-Kindi (801-873).11​ Así varios métodos científicos surgieron en el mundo musulmán medieval a principios del siglo XI, que hicieron hincapié en la experimentación y cuantificación en diversos grados.

Alhacén

965 - 1040

El primero de estos métodos científicos experimentales fue desarrollado en Irak por el físico y científico musulmán Alhacén, que utiliza la experimentación y las matemáticas para obtener los resultados en su Libro de Óptica (1021). En particular, combinó observaciones, experimentos y argumentos racionales para apoyar su teoría de la intromisión de la visión, en la que los rayos de luz son emitidos desde los objetos y no desde los ojos. Utilizó argumentos similares para demostrar que la antigua teoría de la emisión de la visión sostenida por Ptolomeo y Euclides (en la que los ojos emiten los rayos de luz que se utilizan para ver), y la teoría de la intromisión de Aristóteles (donde los objetos emiten partículas físicas hacia los ojos ), eran erróneas. El método científico Alhacén se parecía al moderno método científico y consistía en los siguientes procedimientos:​

Declaración explícita de un problema, vinculado a la observación para ser probado mediante experimentación.
Prueba y / o crítica de una hipótesis usando experimentación.
Interpretación de los datos y formulación de una conclusión a través de las matemáticas.
Publicación de los resultados.

Avicena

980 - 1037

En la sección Sobre demostración en El libro de la curación (1027), el filósofo persa y científico Avicena (Ibn Sina) habló de la filosofía de la ciencia y describió un temprano método científico de investigación. Comentó la obra Segundos analíticos de Aristóteles estando en desacuerdo en varios puntos. Avicena examinó la cuestión de un procedimiento adecuado para la investigación científica y se hizo las preguntas de «¿cómo se adquieren los primeros principios de una ciencia?» y ¿cómo un científico puede encontrar «los axiomas iniciales o hipótesis de una ciencia deductiva, sin inferirlas a partir de premisas más básicas?», Explicó que la situación ideal es cuando se comprende que una «relación se mantiene entre los términos, lo que permitiría una certeza absoluta, universal.» Avicena añadido dos nuevos métodos para encontrar los primer principio: el antiguo método aristotélico de inducción (istiqra), y el método más reciente de exploración y experimentación (tajriba). Avicena criticó la inducción aristotélica, argumentando que «no conduce a las premisas absolutas, universales y ciertas que pretende ofrecer». En su lugar, abogó por «un método de experimentación como medio para la investigación científica».

Anteriormente, en El canon de medicina (1025), Avicena fue también el primero en describir lo que son esencialmente los métodos de la concordancia, la diferencia y la variación concomitante que son fundamentales para lógica inductiva y el método científico.

Robert Grosseteste

1175 - 1253

Durante el Renacimiento del siglo XII europeo, las ideas sobre la metodología científica, incluyendo el empirismo de Aristóteles y los enfoques basados en la experimentación de Alhacén y Avicena, se introdujeron en la Europa medieval a través de las traducciones latinas de textos árabes y griegos y comentarios. Los comentarios de Robert Grosseteste sobre los Segundos analíticos sitúan a Grosseteste entre los primeros pensadores escolásticos en Europa en entender la visión de Aristóteles de la naturaleza dual del razonamiento científico. Concluir a partir de observaciones particulares una ley universal, y luego de vuelta otra vez, de las leyes universales hacia la predicción de los particulares. Grosseteste llama esto «resolución y composición». Además, Grosseteste, dijo que las dos vías debe ser verificadas a través de la experimentación para comprobar los principios.

Roger Bacon

1214 - 1294

Roger Bacon se inspiró en los escritos de Grosseteste. En su relato de un método, Bacon describe un ciclo repetitivo de observación, hipótesis, experimentación y la necesidad de una verificación independiente. Registró la forma en que había llevado a cabo sus experimentos con todo detalle, quizá con la idea de que otros pudieran reproducir y probar de forma independiente sus resultados.

Alrededor de 1256 se unió a la Orden Franciscana y quedó sujeto a la ley que prohibía a los frailes la publicación de libros o panfletos sin aprobación específica. Tras el nombramiento como Papa de Clemente IV en 1265, este concedió a Bacon una comisión especial para escribirle sobre asuntos científicos. En dieciocho meses, completó tres tratados grandes, el Opus Maius, el Opus Minus, y Opus Tertium que envió al Papa. William Whewell ha llamado el Opus Maius la Enciclopedia y Órganon del siglo XIII.

Parte I (pp. 1-22) trata de las cuatro causas de error: la autoridad, la costumbre, la opinión de la mayoría no cualificada, y la ocultación de la verdadera ignorancia con un conocimiento fingido.
Parte VI (pp. 445 a 477) trata de la ciencia experimental, domina omnium scientiarum. Hay dos métodos de conocimiento: uno por el argumento, y el otro por la experiencia. Mero argumento no es suficiente, ya que puede decidir una cuestión, pero no da ninguna satisfacción o certeza a la mente, que solo puede ser convencida por la inspección inmediata o intuición, que es lo que da la experiencia.
La ciencia experimental, que en el Opus Tertium (p. 46) se distingue de las ciencias especulativas y las artes operativas, se dice que tiene tres grandes prerrogativas sobre todas las ciencias:
Verifica sus conclusiones por la experiencia directa;
Descubre las verdades que las otras no podrían alcanzar;
Investiga los secretos de la naturaleza, y nos abre a un conocimiento del pasado y del futuro.

Primeras metodologías modernas

1300 - 1700

Las ideas de Aristóteles se convirtieron en un marco para un debate crítico que empezó con la absorción de los textos aristotélicos en el currículo universitario en la primera mitad del siglo XIII. Contribuyó a esto el éxito de los teólogos medievales en la reconciliación de la filosofía aristotélica con la teología cristiana. Dentro de las ciencias, los filósofos medievales no temían estar en desacuerdo con muchas cuestiones específicas de Aristóteles, aunque sus desacuerdos se establecían en el lenguaje de la filosofía aristotélica. Todos los filósofos naturales medievales eran aristotélicos, pero el «aristotelismo» se había convertido en un concepto un tanto amplio y flexible. Con el fin de la Edad Media, el rechazo del Renacimiento de las tradiciones medievales, junto con una extrema reverencia por las fuentes clásicas condujo a una recuperación de otras tradiciones filosóficas antiguas, especialmente las enseñanzas de Platón.​ En el siglo XVII, aquellos que se aferran de manera dogmática a las enseñanzas de Aristóteles se enfrenta con varios enfoques competitivos sobre la naturaleza.

Francis Bacon

1561 - 1626

Francis Bacon fue un célebre filósofo, político, abogado y escritor inglés, padre del empirismo filosófico y científico.Desarrolló en su De dignitate et augmentis scientiarumn (De la dignificación y progreso de la ciencia) una teoría empírica del conocimiento y precisó las reglas del método científico experimental en su Novum Organum, lo que hizo de él uno de los pioneros del pensamiento científico moderno.

Inducción por eliminación de Francis Bacon

1561 - 1626

El método de Bacon se basó en historias experimentales que servían para eliminar teorías alternativas. Bacon, explica cómo se aplica su método en Novum organum (1620). En un ejemplo que da sobre el examen de la naturaleza del calor, Bacon crea dos tablas, a la primera de las cuales llama «Tabla de esencia y presencia», enumerando las numerosos y diferentes circunstancias en las que nos encontramos con el calor. En la otra tabla, «Tabla de desviación o de ausencia de proximidad», enumera las circunstancias que se parecen a las de la primera tabla exceptuando la ausencia de calor. Del análisis de lo que él llama, la naturaleza (emisión de luz, peso, color, etc) de los elementos de estas listas nos llevan a conclusiones sobre la naturaleza de la forma, o causa, del calor. Esas naturalezas que siempre están presentes en el primer cuadro, pero nunca en el segundo se consideran la causa del calor.

El papel que la experimentación desempeña en este proceso era doble. El trabajo más laborioso del científico sería el de reunir los datos, o historias, para crear las tablas de presencia y ausencia. Tales historias documentarían una mezcla de conocimiento común y resultados experimentales. En segundo lugar, los experimentos de luz, o experimentos cruciales, serían necesarios para resolver cualquier ambigüedad restante sobre las causas.

Bacon mostró un compromiso incondicional con la acción experimental. A pesar de esto, no hizo grandes descubrimientos científicos durante su vida. Esto puede ser porque no era el experimentador más capaz.26​ También puede deberse a que las hipótesis solo desempeñaban un pequeño papel en el método de Bacon en comparación con la ciencia moderna.

Galileo Galilei

1564 - 1642

Durante el período de conservadurismo religioso provocado por la Reforma y la Contrarreforma, Galileo Galilei presentó su nueva ciencia del movimiento. Ni el contenido de la ciencia de Galileo, ni los métodos de estudio que seleccionó estaban de acuerdo con las enseñanzas de Aristóteles. Mientras que Aristóteles pensaba que la ciencia debía ser demostrada a partir de primeros principios, Galileo había usado experimentos como herramienta de investigación. Galileo, sin embargo presentó su tratado en forma de demostraciones matemáticas sin hacer referencia a los resultados experimentales. Es importante entender que esto fue un paso audaz e innovador en términos del método científico. La utilidad de las matemáticas en la obtención de resultados científicos estaba lejos de ser evidente.23​ Esto es porque las matemáticas no se prestaban al ejercicio principal de la ciencia aristotélica: el descubrimiento de las causas.

No se sabe si esto fue debido a que Galileo era realista acerca de la aceptabilidad de la presentación de los resultados experimentales como evidencia o porque él mismo tenía dudas sobre el estatus epistemológico de los resultados experimentales. En su tratado en latín sobre el movimiento no hay referencia a los experimentos, pero sí en sus diálogos adicionales escritos en italiano. En estos diálogos se dan los resultados experimentales, a pesar de que Galileo puediera haberlos encontrado inadecuados para persuadir a su audiencia. Experimentos mentales mostrando las contradicciones lógicas en el pensamiento aristotélico, presentados con la habilidosa retórica, fueron un incentivo para el lector.

La ambición aristotélica de Descartes

1619 - 1641

En 1619, René Descartes comenzó a escribir su primer gran tratado sobre el pensamiento científico y filosófico, Reglas para la dirección de la mente. Su objetivo era crear una ciencia completa que esperaba terminase con el sistema aristotélico y le colocase como único arquitecto28​ de un nuevo sistema de principios rectores para la investigación científica.

Continuó y mejoró las explicaciones de este trabajo en su tratado de 1637, Discurso del método y en sus Meditaciones (1641). Descartes describe los fascinantes y disciplinados pensamientos experimentales que utilizó para llegar a la idea que inmediatamente asociamos con él, «pienso, luego existo».

A partir de esta idea fundamental, Descartes encuentra pruebas de la existencia de un Dios que, poseyendo todas las perfecciones posibles, no le engaña siempre y cuando tome la decisión de «[...] no admitir ninguna cosa como verdadera que no supiese de forma evidente como tal. Es decir, con todo cuidado debía evitar la precipitación y el prejuicio, admitiendo exclusivamente en mis juicios aquello que se presentara tan clara y distintamente a mi espíritu que no tuviera motivo alguno para ponerlo en duda».29​

Esta regla permite a Descartes avanzar más allá de sus propios pensamientos y considerar que existen cuerpos que se extienden fuera de sus propios pensamientos. Descartes publicó siete series de objeciones a las Meditaciones de distintas fuentes30​ junto con sus réplicas a ellos. A pesar de su aparente desviación del sistema aristotélico, una parte de sus críticos consideraron que Descartes había hecho poco más que sustituir las premisas principales de Aristóteles por las suyas.

A diferencia de Bacon, Descartes aplicó con éxito sus propias ideas en la práctica. Hizo importantes contribuciones a la ciencia, en particular, en la corrección de aberraciones ópticas. Su trabajo en geometría analítica fue un precedente necesario para el cálculo diferencial y jugó un papel decisivo en llevar el análisis matemático a temas científicos.

Las reglas del razonamiento de Newton

1646 - 1727

Tanto Bacon como Descartes querían proporcionar una base sólida para el pensamiento científico que evitara los engaños de la mente y los sentidos. Bacon imaginaba que esos fundamentos eran esencialmente empíricos, mientras que Descartes proporcionó una fundamentación metafísica del conocimiento. Si hubiese alguna duda sobre la dirección en la que el método científico se iba a desarrollar, quedó zanjada por el éxito de Isaac Newton. Rechazando implícitamente el énfasis de Descartes en el racionalismo a favor del enfoque empírico de Bacon, Newton describió sus cuatro «reglas del razonamiento» en los Principia:

No debemos admitir más causas de cosas naturales que las que son verdaderas y suficientes para explicar sus apariencias.
Por lo tanto, a los mismos efectos naturales debemos asignarles, hasta donde sea posible, las mismas causas.
Aquellas propiedades de los cuerpos que no puedan aumentarse o disminuirse gradualmente, y que existan en todos los cuerpos que podamos examinar serán consideradas como propiedades universales de la totalidad de los cuerpos.
En la filosofía experimental debemos aceptar las proposiciones derivadas por inducción general de los fenómenos como exactas o muy probablemente ciertas, a pesar de las hipótesis contrarias que pudieran imaginarse, hasta el tiempo en que ocurran otros fenómenos, con los que puedan hacerse más exactas o aceptar excepciones.

Integración de los métodos deductivo e inductivo

1750 - 1900

Los intentos de sistematizar un método científico se enfrentaron en la segunda mitad del siglo XVIII con el problema de la inducción, una formulación lógica positivista que, en definitiva, afirma que nada puede ser conocido con certeza, excepto lo que realmente se observa. David Hume llevó el empirismo escéptico al extremo; uno de sus postulados era que no había ninguna necesidad lógica de que el futuro se pareciera al pasado, por lo que no podemos justificar el razonamiento inductivo apelando a su éxito en el pasado. Los argumentos de Hume se produjeron después de muchos siglos de excesiva especulación que no se basaba en observación empírica y resultado de ensayos. Muchos de los argumentos radicalmente escépticos de Hume fueron contestados, pero no decididamente refutados, por Immanuel Kant en La crítica de la razón pura a finales del siglo XVIII. Los argumentos de Hume continuaron manteniendo una fuerte y persistente influencia en la conciencia de las clases educadas durante la mayor parte del siglo XIX, cuando la discusión en esa época se enfocó sobre si el método inductivo era válido o no.

Hans Christian Ørsted

1777 - 1851

Fue muy influenciado por Kant, en particular su obra Metaphysische Anfangsgründe der Naturwissenschaft (Fundamentos metafísicos de la ciencia natural). La siguiente sección sobre Ørsted resume nuestra visión actual del método científico. Su trabajo apareció en danés, más accesible en conferencias públicas, que tradujo al alemán, francés, inglés y ocasionalmente latín. Algunos de sus puntos de vista van más allá de Kant:

Ørsted observó la desviación de la brújula de un circuito fotovoltaico en 1820
A fin de lograr completitud sobre nuestro conocimiento de la naturaleza, hay que partir de dos extremos, de la experiencia y del propio intelecto.... El primer método debe concluir con las leyes naturales, que se han extraído de la experiencia, mientras que el segundo debe comenzar con los principios, y poco a poco, a medida que se desarrolla más y más, se vuelve cada vez más detallado. Por supuesto, hablo aquí sobre el método que se manifiesta en el proceso de la inteligencia humana, no como se encuentra en los libros de texto, donde las leyes de la naturaleza que han sido extraídas de las consiguientes experiencias se colocan en primer lugar porque están obligados a explicar las experiencias. Cuando el empirista en su regresión hacia las leyes generales de la naturaleza se encuentra con el metafísico en su progresión, la ciencia llegará a su perfección.

William Whewell

1794 - 1866

Consideraba su History of the Inductive Sciences, from the Earliest to the Present Time (1837) una introducción a la Filosofía de las ciencias inductivas (1840) que analiza el método que ejemplifica la formación de ideas. Whewell intenta seguir el plan de Bacon para el descubrimiento de un arte efectivo de descubrimiento. Dio nombre al método hipotético-deductivo (la Enciclopedia Británica da el crédito a Newton3); Whewell además acuñó el término científico. Intentó construir la ciencia mediante la unión de las ideas a los hechos. Analizó la inducción en tres pasos:

la selección de la idea fundamental, como el espacio, el número, causa, o la semejanza
una modificación más especial de esas ideas, como un círculo, una fuerza uniforme, etc
la determinación de las magnitudes.

John Stuart Mill

1806 - 1873

Publicó Un sistema de lógica (1843) estimulado tras leer History of the Inductive Sciences de Whewell. Mill puede considerse como el exponente final de la escuela de filosofía empírica iniciada por John Locke, cuya característica fundamental es la obligación de todos los pensadores en investigar por sí mismos en lugar de aceptar la autoridad de otros. El conocimiento debe basarse en la experiencia.

A mediados del siglo XIX Claude Bernard también gravitó, especialmente al llevar el método científico a la medicina. En su discurso sobre el método científico, Introducción al estudio de la medicina experimental (1865), describió qué hace que una teoría científica sea buena y qué hace que un científico sea verdadero descubridor. A diferencia de muchos escritores científicos de su época, Bernard escribió sobre sus experiencias y pensamientos, usando la primera persona.

La obra de William Stanley Jevons, Los principios de las ciencias: lógica del método científico (1873, 1877) Capítulo XII, El método inductivo o inverso, Resumen de la teoría de la inferencia inductiva, dice: «Así hay tres pasos en el proceso de de la inducción:

Elaboración de alguna hipótesis respecto al carácter de la ley general.
Deducir algunas consecuencias de esa ley.
Observar si las consecuencias están de acuerdo con las tareas particulares bajo consideración.»

Charles Sanders Peirce

1839 - 1914

En el siglo XIX, Charles Sanders Peirce propuso un esquema que llegó a tener una influencia considerable en el desarrollo del método científico en general. La obra de Peirce aceleró el progreso en varios frentes. En primer lugar, hablando en un contexto amplio en How to Make Our Ideas Clear (Cómo aclarar nuestras ideas) (1878),40​ Peirce describe un método objetivamente verificable para probar la verdad del conocimiento putativo de una manera que va más allá de meras alternativas fundamentales, centrándose en la deducción y la inducción. De este modo colocó la inducción y la deducción en un contexto complementario en vez de competitivo (como había sido la tendencia principal, al menos desde David Hume un siglo antes). En segundo lugar, y de más importancia al método científico, Peirce propone el esquema básico para la comprobación de hipótesis que prevalece hoy en día. Extrajo la teoría de la investigación de la lógica clásica y la refinó, al mismo tiempo que desarrollaba la lógica simbólica para hacer frente a los problemas vigentes en ese momento en el razonamiento científico. Peirce examinó y expresó los tres modos fundamentales de razonamiento que juegan un papel en la investigación científica hoy día, y actualmente se conocen como inferencia abductiva, deductiva, e inductiva. En tercer lugar, jugó un papel decisivo en el progreso de la lógica simbólica en sí misma —de hecho esta era su especialidad principal.

Popper y Kuhn

1902 - 1994

Karl Popper (1902-1994) es reconocido en general por sus importantes mejoras en la comprensión del método científico a partir de la mitad el siglo XX. En 1934 Popper publicó La lógica de la investigación científica que repudió la visión tradicional del método científico basada en la observación e inducción de aquella época. Abogó por la falsabilidad empírica como criterio para distinguir el trabajo científico de la no-ciencia. Según Popper, las teorías científicas deben realizar predicciones (preferentemente predicciones que no estén hechas por una teoría de la competencia) que puedan ser probadas, y rechazadas si sus predicciones se demuestra que no son correctas. Siguiendo a Peirce y otros, argumentó que la ciencia progresaría mejor poniendo el énfasis en el razonamiento deductivo, conocido como racionalismo crítico. Sus formulaciones del procedimiento lógico ayudaron a frenar el uso excesivo de especulación inductiva, y también ayudó a fortalecer las bases conceptuales de los procedimientos de evaluación por pares.

Los críticos de Popper, principalmente Thomas Kuhn, Paul Feyerabend e Imre Lakatos, rechazaron la idea de que existe un único método que se aplica a todas las ciencias y fuese responsable de su progreso. En 1962, Kuhn publicó el influyente libro La estructura de las revoluciones científicas que sugiere que los científicos trabajaban en una serie de paradigmas, y sostuvo que había pocas pruebas de que los científicos verdaderamente sigan una metodología falsacionista. Kuhn cita a Max Planck quien dijo en su autobiografía, «Una nueva verdad científica no triunfa por convencer a los oponentes haciéndoles ver la luz, más bien triunfa porque sus oponentes eventualmente mueren, y crece una nueva generación que está familiarizada con ella.»

La consecuencia de estos debates es que no hay un acuerdo universal en cuanto a lo que constituye el «método científico». Quedan, sin embargo, ciertos principios fundamentales que son la base de la investigación científica en la actualidad.