El estudio del metodo cientifico no es reciente, numerosos hombres

El estudio del metodo cientifico no es reciente, numerosos hombres de ciencia y sobre to do fil6sofos se han dedicado a su amilisis; ya Galileo, Newton
y Descartes, por mencionar algunos, se preocupaban
no s610 por los problemas que pudiera resolver la mente humana, sino, ademas, por el proce:
dimiento para resolverlos; ellos se percataron de que dicho procedimiento
debia basarse en "ciertas reglas" para que condujera a resultados veraces
y confiables. Puede decirse que tales reglas, son sentido comun organizado y se aplican a problemas cientificos, tecnicos e incluso de la vida
diaria, y de su estudio se ha obtenido 10 que se llama metodo cientifico.
Para iniciar nuestro analisis
como:
sobre el ~eto~9~ientifico,
El conjunto de reg/as que senalan el procedimiento
investigaci6n.
10 definiremos
para llevar a cabo una
Ahora bien, ese conjunto de reglas debe partir de princlplOs muy claros, 16gicos y evidentes, llarnados postulados
del metodo cientifico, que
serviran para dar validez 16gica alas
reglas del metodo cientifico.
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III III:
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b)
1')
h' 'ho cmpIl'icamcnte comprobados.
pOI' inducciones sucesivas.
J. 'cribir la naturaleza sin hacer afirmaciones que no esten apoyudas en hechos experimentales.
(I
, '\1 'rulizarlos
A. ,r, tenemos que para Isaac Newton, creador de la Ley de la Gravi111'1
Fig. 2.2. Newton formula
las leyes
que rigen el movimiento de los cuerpos
y la Ley de la Gravitaci6n Universal,
con 10 que puede deducir las leyes de
Kepler que se aplican a los movimientos de los planetas. Ademasde ser uno
de los creadores del calculo diferencial.
Una vez' aclarado que el metodo cientifico consiste en un conjunto de
reglas apoyadas en ciertos postulados, vamos a hacer un poco de historia
sobre el tema y dar algunos ejemplos.
Si revisamos la bibliografia sobre el metodo cientifico, encontramos
que segun la epoca y el autor, tanto las reglas (,:omolos postulados difieren;
ello se debe (como sefialamos en el capitulo anterior)" a que la ciencia
esta en constante evolucion y a que los puntas de vista de los autores (aun
de una misma epoca) divergen pOI' cuestiones ideologicas.
Entre los primeros estudios serios sobre el metodo cientifico, tenemos
el Discours de la Methode pour bien condiure la raison et chercher la
verite dan less Sciences, hecho en 1637 pOI' Descartes, mejor conocido
como Discurso del metoda y donde el autor pone de manifiesto su preocupacion pOI' los problemas que puede resolver la mente humana con base
en hechos accesibles.
Poco tiempo despues, Isaac Newton formulo las Regtas del me.tqdo,
aunque mas que reglas constituyen postulados acerca de la naturaleza...'.-por
derivarse de principios evidentes; dichas Reglas del metoda son: 10
I.
II.
III.
De las cosas naturales no se deben admitir mas causas que las
reales' y suficientes para explicar los fen6menos.
POI' 10 tanto, efectos naturales del mismo genero tienen la misma
causa.
Aquellas cualidades de los cuerpos que no se pueden aumentar
ni disminuir, y aquellas que se vuelven a encontrar en todos los
cuerpos sobre los cuales es posible realizar experimentos, deben
ser consideradas cualidades universales de los cuerpos.
Como puede verse las Reglas del metoda de Newton son en realidad
postulaclos, como ya mencionamos, y su metodo de trabajo queda impli-
n Universal, Ie basta que exista la fuerza de gravitacion, que actue
II . IIclierdo con su ley y que sea suficiente para explicar los movimientos de
1 ).
planetas y las mareas, pero el mismo dice:
"Sin embargo,
no he logrado deducir de los fen6menos la raz6n
de estas propiedades de la gravedad y no hago hip6tesis, ya que todo
aquello ~ue n? se d~uce de los fen6menos se convierte en hip6te'sis,
y en la fdosofla expenmental no caben ni hip6tesis metafisicas ni fisicas 0 de las cualidades ocultas 0 mecanicas."
Las palabras de Newton al explicar pOl' que no hace hipotesis se pueden
ntender en nuestros dias si cambiamos la palabra hipotesis pOl' especula'I 11, entendiendo pOl' esto ultimo argumentos basados en "como deben
',. las cosas" 0 "la voluntad de Dios".
En la epoca actual usamos la palabra hipotesis con el senti do de interf rctacion plausible 0 tentativa, y ocupa un lugar importante en nuestros
'sfuerzos pOl' crear un conjunto de teorias para explicar como funciona
In naturaleza; dichas teorias se generan a partir de los descubrimientos de
'lertas leyes, las que a su vez se obtuvieron de experimentos basados en
hipotesis. Asi, nos percatamos de que el avance de la ciencia modem a tiene
su origen en hipotesis de trabajo fructiferas, las cuales se formulan de la
bservacion de un fenomeno de la naturaleza 0 al tratar de resolver algun
problema.
Ya que hemos definido metodo cientifico como el conjunto de reglas
lLie senalan el procedimiento para !levar a cabo una investigaci6n, y ademas mencionamos que tales reglas deben partir de principios logicos y
cvidentes para darles validez, lIamados Postulados del metodo cientifico,
nos ocuparemos de ellos a continuacion.
Mencionamos con anter!oridad que los postulados pueden diferir
un auto~ a ?tro; pOl'.tal motIvo no es conveniente ni adecuado tratar de
poner mngu~ cr1~er1o.. En nuestro caso particular adoptaremos los de
Rosen~ue~~, qUlen hlZO un resumen claro de esos postulados en
cu?les se basa la ciencia modema. De tales postulados destacan los
glllentes:
de
im~
los .
si-
a)
"La existencia de un Universo 0 realidad exterior: la ~'tateria 0
susta'ncia de 105 filosofos."
Aunque este Universo se nos manifieste a
traves de los organos de los sentidos, existe independientemente
de nosotros, y buscamos los atributos objetivos y relaciones susceptibles de seT
observadas
por diferentes
observadores,
sin preocuparnos
de elucubrar
acerca de la naturaleza intima de esta realidad externa, 0 sea 10 que los
filosofos Ilaman la esencia. En los fenomenos naturales la ciencia estudia
el como suceden, pero no nos puede decir el por que suceden. Por ejemplo: en la atraccion gravitatoria entre dos planetas sabemos que la fuerza
de atraccion es proporcional
a su masa e inversamente
proporcional
al
cuadrado de la distancia que los separa, 10 cual nos describe como es la ~traccion gravitatoria, pero no podemos contestar a la pregunta de por que se
atraen. Estas preguntas caen en el area de la filosofia 0 de las religiones,
de acuerdo con las inclinaciones
person ales del interlocutor.
b)
"La posibilidad de hacer~bservaciones,
abstracciones y. juicios."
Lo que nos permite aprender _de la n-aturaleza es-Ia observa~iOI1 de su
comportamiento,
haciendo hipotesis acerca de las causas 0 relaclOnes entre
10s elementos observados
(abstracciones)
y llegando a conclusiones compatibles con los hechos observados
y con el cuerpo de conocimientos
conocidos (juicios). Si no existiera esta posibilidad
no podriamos interpretar y entender 10 que estamos leyendo.
c)
"La validez de la 16gica." Es la que nos ensena a distinguir entre
razonamientos
correctos e incorrectos, ayudandonos
a sistematizar nuestros
PJocesos mentales. Conviene recalcar que aunque la induccion como metodo para inferir cosas no se pueda probar logicamente, constituye una de
las herramientas
indispensables
de las ciencias naturales u observacionales.
d)
"La existencia de uniformidad 0 regularidad en la naturaleza."
Creemos que la naturaleza de las cosas no cambia, que la mesa de ayer
es la misma que la de hoy, etc., y que las relaciones entre ellas tambien sc
mantienen, de modo que la observacion de que el Sol salio ayer, antier,
etcetera, hacen plausible la prediccion de que saldra manana; en otras palabras, todas las inducciones que hacemos estan basadas en este postulado.
que i~J2lic~ ~
Ia natur.aleza no cambia de modo caprichoso su compor_tamiento, 10 que nos permite expresar algunas de sus leyes en forma matemMica. . ----- ---e) "La necesidad de someter a prueba experimental todas las hip6tesis, leyes y teorias." Este postulado no se aplica alas ciencias exaclas
o formales, alas cuales solo se les pide que sean autoconsistentes,
sin contradicciones
internas.
Este postulado
que nos parece tan natural,
I'll
establecido gracias a los trabajos de Galileo (1564-1642), quien dem slr)
que ciertos conceptos aceptados en la ciencia de sus dfas eran contradi h
por la prueba experimental.
En nuestros· dfas nos sirve para evilar 10 f,'.
mulacion de hipotesis que solo explican una ob ervacion, pcro qu
no
constituyen una aportacion al no scr aplicabl s 'n nin unn olrct"illlu 'i611,
AI observar que cualquier cani'[I qu
It m S 'II' III HlI'l • I d '1110' 1.11
ccr la hipot sis dc qu
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1Il'l'Il'II
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como cae. Esta ultima pregunta tiene sentido cientifico y la respond
III
Ley de la Gravitacion Universal. Las preguntas acerca de la "esencia" d'
las cosas, caen en el ambito de las especufaciones
filosoficas 0 religiosas.
De modo que cuando en las ciencias naturales se usa en una explicacion,
fa palabra "por que", en el fondo, se hace referencia a una ley que describe
como se relacionan las variables de un fenomeno.
Antes de 1905 se creia en la existencia de un tiempo y espacio absolutos
en el. que, ~ucedian todos .10s eventos que observamos. Esto era un postu~
lado ImplI~Ito en .el .tratamiento d~ la mecanica c1asica, pero que se aceptaba
como ObVIO a pnorl. Esta creenCla fue destruida por fa Teorfa de la Relati~idad en la que el tiempo y el espacio no transcurren
de modo independlente, 0 sea, que la duracion de un evento 0 el tamano de un objeto
de?e~d~ del sistem~ de referencia que se use para su descripcion. En un
pnnciplO, esta teona se uso para explicar el experimento
de MichefsonMorley pero sus predicciones,
deducidas de su aplicacion a otras situaciones, se han visto estruendosamente
confirmadas
(como la equivalencia
en.tre mas a y energia usada en la bomba atomica). En el experimento de
MIchelson-Morley se trataba de medir la velocidad de la Tierra midiendo
la velocidad de la luz moviendose en la misma direccion 0 en direcciones
opuestas. De acuerdo con la mecanica clasica Ja velocidad medida debia
s~r mayor c.uando .Ia Tierra ~ la luz se movieran en direcciones opuestas,
slend~ la dlferencla. la velocldad de la Tierra en su orbita. Aunque este
exper~mento se realizo en diversas circunstancias,
no fue posible detectar
camblO alguno en la velocidad de la luz. Y este resultado fue conocido
desde. 1887 y aunque se formularon
muchas hipotesis para explicarlo, no
fue smo hasta 1905 en que Einstein dio a conocer su Teoria de la Relalividad en la que figura como postulado basico que la velocidad de la
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liJlll
'JllIjllllll
[IIIIV '1'111, III ('\1111IH) II p Iltl
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II vI·lol' Ii HI III I
SlSI"lllll II (Ill'S' ,- nil I', y
l \ ' II 1'17, II POI' II ('U II IH) 011 IIdllplll
dicnlcs los m di las d 1011il.ud's y I; 'Illp "
Toda esta discusi6n acerea del tiel'np y
pili II
justificar la afirmaci6n de que los posl.ulad s
IIH)
trados, podrfan ser modifieados si se demuestra que son fats . P'I'
'(}IIHl
10 mismo pasa con todas nuestras leyes y teorias, no debe ~Iumentllr 1111'
tra incomodidad
el saber que nuestros conocimientos
no son verdlld'
absolutas, debe haeernos mas humildes cuando los eompartamos con qUll-11
sabe menos.
Ill:!.
Una vez conocidos los postulados mas importantes
del metodo cienl.f·
fico, toea el turno alas reglas del metodo cientifieo; un posible enuneiad
de ellas es el siguiente: 11
,
a)
b)
c)
d)
'e)
Analizar el problema para determinar 10 que se quiere, formand
las hipotesis de trabajo para dar forma y direccion al problema que
se esta investigando.
Coleecionar los heehos pertinentes.
Clasificar y tabular los datos para eneontrar similitudes, secuencias
y eorrelaciones.
Formular eonclusiones pOl' medio de proeesos logicos de inferencias
y razonamientos.
Probar y verificar eonclusiones.
Esta manera de expresar las reglas del metodo cientlfico la hizo Eigelberner. Distintos autores las enuncian de diferente manera, peroesencfalson las mismas; de hecho, como se menciono al principio, se puede
decir que son "sentido comtIn" hecho metoda; se les puede reconocer en
los trabajos de los cientificos, y en la actualidad se aplican tambien en la
planeacion
de desarrollos tecnologicos, en la produccion
industrial
e incluso en la resolucion de problemas caseros (vel' Arana)." 2
Las reglas del me to do cientifico son una guia valiosa para el investigador, pero no constituyen una receta de aplicacion universal. Ayudan de
un modo efectivo a resolver problemas, pero su aplicacion indiscriminada
(sin tener un objetivo) no conduce necesariamente
'a la formulacion
de
nuevas leyes.
IIltl'h
plt:·j
V
11111)1'11[/,
s.
Ejemplos como los anteriores abundan en la historia de la cieneia; sin
!'1l1bargo, todavia queremos meneionar uno mas, pOl' sus caracteristicas
, p ciales; nos referimos a !3enj~m!E~_TtJomp~on a quien se Ie encargo el
pi' blema de reorganizar el ejercito bavaro. Lo notable de la situacion esldba en 'que el problema se presento hace dos siglos y Thompson,
para
I '6 Iverlo, .postulo
que "la investigacion cientifica debia preceder al des1Il'l' Ilo J~cnologico",
actitud con la cual se adelantaba
por mucho a su
poca.
mente
Cabe mencionar ahora que la .ciencia busca el conocimiento por si y
no Ie preocupa (porque no es su -objetivo) el uso que el hombre dara a
esos conocimientos;
es la tecnica la que se encarga de aplicarlos con el
fin de'obtenecberieficios
0 perjuicios
para la sociedad en que vivimos,
I
III 11.1 t- 'nl 'II
t~1 ciencifl (en
avances, y a
II 11,
11 'j 'n 'ill n sUll1inistrarH Illl'V S con cimientos la tecnica queda"II I I III '/I Ill; d'
hcch , se puede d 'cir que ciencia y tecnica han estado
III I till d tld' sus orfgenes.
MI'lI·j llurelllOS algunos
ejemplos donde se manifiesta en forma clara
III 1111 I II ciencia-tecnica:
till lu antigi.iedad,
Arquimides se hizo famoso al resolver el problema
.II II '1ll1tidad de oro contenida en la corona del rey; en el, Arquimides
Ipl d) -I conocimiento de densidad de un material (ciencia).
Mll 'hos arios despues, Galileo aplico sus conocimientos
cientificos para
d 1111' un medidor de la frecuencia del pulso, basado en las leyes del
III IIdul . Tambien
perfecciono
el telescopio, donde la aplicacion
de las
II yl I de la optica geometric a dio como result ado un aparato que permitio
II IllS comerciantes
venecianos conocer el nombre del barco que aparecia
I 11 ·1 horizonte,
varias horas antes de que llegara al muelle. Este conoI 1I11'nto les
permitia saber que mercancia llegaba y especular
con sus
P
Fig. 2.4. Benjamin Thompson, Conde Rumford, establecio los tundamentos de la termodinamica,
y demostro la transformacion de
trabajo en calor. 1nicio la era de
la investigacion tecnologica aplicando sus conocilllientos en la
solucion de problemas practicos.
Debido a la mala organizacion del ejercito bavaro, Thompson se encontro con un grupo que a pesar de ser muy numeroso era casi inutil como
fuerza de combate, 10 que se debia a la desmoralizacion
y mal pertrechamiento de sus miembros. Asi, puso en pnktica su postulado de investigar
primero, cientfficamente,
antes de pasar al des~rro.l!o tecnolo¥ico; .1a ta!ea
no fue facil. Preparar su programa de reorgamzaclOn Ie lIevo vanos anos
porque estudio hasta el ultimo detalle del funcionamiento
del ejercito.
Del analisis del presupuesto
concluyo que los principales
problemas por
resolver eran vestuario y alimentacion,
donde los gastos eran mayores.
Empezo su trabajo con el problema del vestuario; para ello investigo la
conductividad
termica de diferentes telas, teniendo que definir metoQos y
procedimientos
para medirla. Durante su estudio descubrio las corrientes
de conveccion del calor y relaciono el poder aislante de una tela con la
cantidad de aire atrapado en sus intersticios. El siguiente paso fue la aplicacion de sus conocimientos
(desarrollo tecnologico),
tarea diffcil porque
tuvo la necesidad de fundar sus propios talleres de confeccion de telas
y ropas, en los cuales empleo a los mendigos de la ciudad, y~ que los
industriales
establecidos
boicotearon
sus esfuerzos por consegUir obreros
calificados.
Sus trabajos relacionados con la alimentacion
tuvieron fuertes repercusiones sociales. Aunque partio de la hipotesis equivocada de que el agua
era un gran alimento, le sirvio para probar las cuali.dades alime~,ticias d~
sopas preparadas
con diversos ingredientes;
en particular
camblO la Opinion que se tenia sobre la patata (papa), considerada en esa epoca como
aJimento indigno de los seres humanos. En secreta la afiadia alas
sopas
completamente
desbaratada,
Jogrando superar el rechazo inicial; tanto fue
asi, que la patata constituye hasta nuestros dias uno de los alimentos mas
populares.
Pero sus nuevos conocimientos
cientific~s y su aplicacion no
se detuvieron ahi; investigo Jas propiedades combustibles de dlversos materiales us ados para cocinar, para 10 cual tuvo que inventar un calo.rimetro
especial. Invento la olla de presion; modi fico el aspecto de las cocmas dc
esa epoca, y en Jugar de fogon abierto en el que se, desperdiciab~ mucho
calor, confino el fuego de manera que calentara solo la marmlta. Ademas, invento la chimenea con tiro por conveccion y realizo estudios basico
acerca de la naturaleza del calor y de fotometria.
En los trabajos de Thompson
(elevado a Conde de Rumford com
premio), se puede distinguir el analisis que hacia del problema gencral;
despues 10 subdividia en problemas particulares
y sobre. ellos formulubu
hipotesis que Ie guiaban a recolectar mas datos expenmentales
qu
I.
permitian obtener conclusiones,
las cuales 0 bien resolvfan el pr~bl 'mil
o 10 conducian a formular nuevas hipotesis. La manera de IrabaJar
I'
Thompson, constituye la base de 10 que lIamamos metodo ci nLifi'
'II
su sentido mas general) y se ha usado no solo en sus trabajos, ::;in II 1 I
de todos los cientificos del mundo, porquc cl mel do i 'ntffi .
S ul1lvl'I"
sal, no tiene nacionalidad
ni docirina fil s6fi Q,
Los ejemplo
a los uul
Ish
'nlO,' I''I' 'I'i(lo
AI'C)u(m'<I'
Thomp on) pon'lI d I11l1l1ifi'Hlo lIlI(\ (1\' <1(' II IlIldo
han
'sllIdo
unidll',
1\11lilli' .lit)
d
II • 1111'111111
II I II 'II
.J,J.ue-han-desarrollado
sus propios metodoii_~e trabaj()_ (0 procedimientos),
a~ec_uad9s. a la ilJstrumentacion
que representan;
tal es el caso de la espec'troscopia inftarroja, la microscopia electronica, la resonancia magnetica nuclear, etc., PJ::TOdebemos aclarar que los proceclimientos de dichas tecnicas
_~ pesa.r...de generarresuItaoos
experimentales
muy valiosos para la ciencia:
noHenen
la generalidad de ninguno de los metodos cientificos conocldos,
.por 10 que solo_se llaman. tecnicas cientificas.
Peronos hemos referido a metodos cientificos y no al metodo cientifico
que hemos mencionado
desde el principio. LPor que? LCuales son esos
metodos?
Para responder alas
preguntas anteriores se debe hacer notar 10 siguiente: conforme aumentaron
los conocimientos
de diversa indole sobre
Ja naturaleza,
fue necesario agruparlos segun su afinidad; de manera que
cada uno de eIJos dio lugar alas
diferentes ramas de la ciencia. Ahora
bien, puesto que Jas diversas ramas de la ciencia tienen sus propios
problemas, han desarroIJado diferentes metodos para resolverlos y se usa
el nombre generico de metodo cientffico para referirnos a eIlos. Sin embargo, eso no quiere decir que cada rama de Ja ciencia solo pueda usar
un me to do particular;
toca al investigador
elegir el 0 los metodos mas
apropiados para resolver su problema, aunque dichos metodos no se hayan
desarrollado
dentro de la ciencia que practique.
Es importante mencionar que los juicios y analisis de la filosoffa son
dec~sivos, en la eJabora~ion de un metodo cientifico y se han logrado' produclr metodos muy vahosos como el inductivo y el deductivo, los cuales
tienen aplicacion no solo en todas las ramas de la ciencia, sino en cual.
quier situacion a la que se enfrente el ser humano.
~ntre.Jos ·metodos cientificos mas conocidos se encuentran:
I
a)
b)
c)
d)
e)
Metodo de casos.
Metoda estadistico.
Metodo inductivo.
Metodo deductivo.
Metodo experimental.
A continuacion
m lodos.n
describiremos
con brevedad
en que
consisten
dichos
AI bS'l'vur un mism
n6mcno s cial, como puede ser conducta,
111'11111<1'1 VIdor" 111)1'111's, 1'1' 'u nl'
n
ntrar lanl
pall' nes
ilutlI lilli'
d
IlIpll
1 Ii
1'1'1'1'111(' , ('01110
III
11,111'1
1111
1"'IlPO
1111
Ii
HO'illl
I
'H ,l:
dl' • , flpo
lenHlln '11 • 'Iu<li , I,ll
d' p 1'\)1111'11III , (llllIll!'
prillll'rll
110
Illy
I' P'libillond,
la"
1 sq':
Ivlllll'lo, 'll1P'ZlIl' (II 111I'VO, 0 d(·d 'III' \ II llflll
uctividad, yu qu' 'II IIPUI'l'I1'ill, nlldll
/111
IIdllll'IO. lilt 1
asf. tales problcmas s pI' SenllJn 11
y, pllru 1111111('
11"'11I
se aplica el metodo de ca os,
En el metodo de casos, Ia situaci6n es nu va, la bserv I -j n
y pOl' ello, solo se puede tomar nota de todas las condi ins
qu
deren pertinentes
a ese caso, con la esperanza de que alguna
de las variables anotadas sea relevante. En forma automatica,
vador (0" inyestigador)
formula hipotesis acerca de cuales son J s dill I
iJ:!!POrtantes:.:-lo-.£~aI Ie sirve de guia para experimentos posteriores
(HI 111
situacion Ie permitecontrolar
variables)
0 para detectar observaciones
III
casQuguaIes que ocurran en el futuro. Este metodo (como ya menciona,m
se-!!~a en' <::i~~1..1!.s
sociales, donde la experimentacion
con seres humol1o
presenta serios problemas de repetibilidad
y etica.
EI metodo
estadistico se aplica en casi todas las ramas de la ciencia,
es necesario emplear la teoria matemtitica de la probabilidad
para interpretar sus resultados.
.._- En ciencias sociales, la estadistica toma especial importancia cuando se
dispone de informacion concerniente a un gran numero de casos que presentan cierta repetibilidad,
y se puede proceder con ellos de la siguiente
forma: se Ies clasifica aprovechando los valores de algunas de las variables
consideradas relevantes; si se hacen varias clasificaciones,
es posible detectar alguna correlacion
entre variables que puedan escribirse
en forma
cualitativa
(es decir, graficas), 0 cuantitativas,
pOI' medio de una expresion matemtitica que se interpretara
con ayuda de la teoria de probabilidades.
En ciencias naturales, en particular en los estudios biologicos y medicos,
se requiere un profundo
conocimiento
de estadfstica
para planear sus
experimentos
e investigaciones,
debido a la gran cantidad de variables
presentes que pueden afectar los resultados. POI' ejemplo: para determinar
la efectividad de la vacuna Salk contra la poliomielitis 1:3 fue necesario reaIizar un experimento en el que intervinieron
un millon de ninos; de otro
modo, si tal experimento se hubiera hecho con cien mil ninos, los estudios
estadfsticos previos mostrarian que 10s resultados no sedan concluyentes.
EI exito en la aplicacion de los dos metodos anreriores
(casos y estadisticos)
requieren
una labor de previo an<i1isis en las observaciones
individuales,
para determinar
las partes componentes
de la observacion,
clasificandolas
despues en relevantes 0 no y tomando nota de las que se
espera que contribuyan
al fenomeno, Es conveniente
mencionar que eI
numero de variables presentes en una observacion esta Iimitado tan solo
porIa
imaginacion del observador. El problema del cientffico es abstraer
de la situacion real, un modelo que reproduzca
las caracteristicas
esenciales del fenomeno observado.
y en general
III lnf rmH i n g 'ncrada lant
dcl mel d
"ll<.lfslie
para tratar de inducir una relaci6n que
particulares ya estudiados, sino que ademas perIII III
'llerali:£~lr a tros, En otras palabras, el metodo inductivo se apoya
111
10:; resultad s de algunos casos particulares
para establecer una rela1 I 11 g 'ncraL
(pOl' ejemplo, una ley) que los incluya a todos.
Aplicar el metodo inductivo significa hacer inducciones;
es una de las
Illbores mas diffciles del intelecto humano porque no se cuenta con reglas
IWll'rales que muestren el procedimiento;
lIamamos LnJuicion, inspiracion,
11'1'[ 0 pensamiento_geniaL
(qujza los cuatro mezcIados), el del cientffico
'Ill' I gra sintetizar en una -sola. ley fenomenos aparentemente
desconecIlld s entre sf. Ejemplos de esta labor de induccion
los encontramos
con
II' 'cuencia en las diferentes ramas de la ciencia; en este sentido, son en
pllrlicular notodas: las Leyes de Newton de la Mecanica Clasica y la Ley
d· la Gravitacion Universal, porque con ellas se pudo explicar tanto el
Illovimiento de un proyectil, como el movimiento de los planetas alrededor
II -[ Sol; con ello, las Leyes de Kepler (triunfo de la astronomia
observtlcionaJ), se convirtieron
en simples casos particulares
de movimientos,
En epocas recientes, Einstein en su Teorfa de la Relatividad logra mezclar
I s conceptos de tiempo y distancia, y predice La equivalencia
entre masa
y energia,
Pero no basta la suerte para descubrir una nueva ley; sucede con fre'uencia que un fenomeno no explicable, 10 observen varios cientificos y
'ada uno trate de explicarlo con hipotesis diferentes; la manera de saber
cuM es la cOt'recta es ponerlas a prueba pOI' medio de los experimentos
correspondientes
para aceptar la que mejor explique el fenomeno en cuestion, Cuando una hipotesis explica no solo ese fenomeno,
sino much os
mas (de la misma naturaleza),
entonces el grade de confiabilidad
aumenta
y puede lIegar a considerarse como ley; sin embargo, basta que exista un
fenomeno donde no se cumpla la ley, para desecharla y buscar una nueva.
De manera que, si bien es cierto que al formular una hipotesis puede
deberse a la suerte, es imprescindible
que el cientffico trabaje con cuidac!<Ly pulcritud para que al realizar un experimento,
no considere como
"error experimental"
alguna observacion
anomala 0 hecho extrafio que
pueda decidir sobre la validez de esa hipotesis, POl' eso se dice que el genio
es 1% de inspiracion y 99% de transpiraci6n,
. Otra vez insistimos que la induccion constituye una labor de sfntesis
en la que a partir de resultados particulares,
se intenta encontrar relaciones generales que expliquen no solo los casos particulares estudiados, sino
la prediccion de nuevos pOI' verificar.
.. Si 10s casos particulares se pueden representar con numeros, es posible
r.e~urrir al analisis grafico para facilitar su induccion; ello significa dibujar
en-coordenadas,
que pueden ser cartesianas, pol ares 0 semilogarftmicas,
los
resultados de las observaciones
0 experimentos
para vel' si a partir de su
grafica es posible obtener una relacion matematica
(ecuacion)
que represente a todos los resultados obtenidos. Cuando se encuentra esa relacion
o till
I
dltJIlll
tIll
J}/1 ,,1,11
(Nm·3)
7.8
E
E
0200
'isOJ
E
o
C.
""C
'" 100
:2
u
o
a;
>
50
100
Gradiente de presion (N m-3)
15.6
23.4
31.3
39.0
46.9
54.7
62.6
78.3
86.0
87.6
93.9
101,6
109.6
118.0
V 10 Id tI
(mill
iJ/lltrll
s
II/II
I)
3
6
78
126
142
171
194
226
245
258
258
271
277
284
290
Fig. 2.5. Aunque la gratica tiene los mismos datos que la tabla, en aquella se nota la
existencia de una region de proporcionalidad. (Tomado de Squires, F(sicapractica.)
matematica es mas facH crear un model a que describa el fen6meno que
se estudia, y se cumple as! con el objetivo ~e la induc~i6n~ .EI anaIisis
grafico es una herramienta
tan poderosa y utll para el ClentlflC~ que su
estudio y aplicaci6n ha dado origen a 10 que se conoce como tecmca de
ajuste grafico a por computadora
de ecuaciones, tema que veremos en el
capitulo 4.
,
.
.
Queda por hacer un ultimo comentario sobre el me~~do 1Oduct1~0. No. ~e
debe confundir el proceso de inducci6n de una relacl~n con la .mducclOn
matematica,
la cual tiene validez absoluta y en reahdad constltuye una
verdadera deducci6n.
EI metodo deductiY9_ analiza la conseeuencias
de la hip6tesls inducida
a partir de observ~ion~u?articulares;
dichas, ~onsecuencia~ se deben haccr
sin violar las leyes de la 16gica y las matematlcas y ademas ~Lc.oherentes
con las leyes establecidas por la ciencia en cuesti6,n;. sobra declr 9u~ la
aplicaci6n de este metodo requiere un amplio ~on~~lmlento de .Ias teCI11cas
matematicas y de las ciencias afines al campo clent1fl~O en estud~o. P~ra ~educir las consecuencias de una hip6tesis 0 ley, se aphcan en la ImagmaclOn
a situaciones nuevas, a continuaci6n
se resuelven las ecuaciones correspondientes los valores asi obtenidos constituyen predicciones de valores para
variabl~s que pueden medirse por media del experimento cor~espon?iente.
Si las predicciones concuerdan con el experimento
y no se VIOla nmguna
ley establecida, entonces se ratifica la hip6tesis 0 ley que se ha puesto a
prueba; pero si se presentara algun caso don de lo~ valores ca1cul~dos a
predicciones esten en desacuerdo con los valores medldos en eI expenmento
III
V Olt'll
10 ',"11
,,11\111111 IllY (' II II1h1l' cllI. ('
h I, I III hl,,< I . () I·
/II' ()
I" V
I
II'
I)
11'/1 I' ••
1',\111I 1111 11t 0
t! fl 'u 1'111
d' •
'1111'11.
PU'd
tldv..-lirsc qu
'1 d ducir con ceucneias dc una hip6tesis 0 ley
/lpH 'ade 11 ituoeiones nuevas 0 imaginadas, es haeer predicciones, las cuaI ' ratifiean, reetifiean 0 desechan dicha hip6tesis 0 ley, segun concuerden
no los valores calculados (0 predicciones)
con los valores medidos al
haeer el experimento correspondiente.
En muchos casos es necesario combinar con leyes bien establecidas, la hip6tesis 0 ley que se va a probar,
en If! confianza de que cualquier falla en los principios 0 fundamentos
de cualesquiera de ellas, se reflejara en las predicciones formuladas.
Fue Galiko DCllilei_el primer hombre de ciencia que se preocup6 pOl'
sentar las bases del metoda experimental,
motivo pOI' el cual se Ie con ace
como el padre de estc.metodo.
EI metoda experimental se aplica principalmente
en las cien~@s_ llamadas naturales y se basa en la observaci6n de fen6menos y en la .!ealizac~6n
de experimentos. Utiliza varios de los metodos ya descritos como es el de
inducci6n, deducci6n y estadistico, segun 10 requiera la naturaleza del experimento que se va a llevar a cabo.
- - ---Entenderemos
par observaci6n al conjunto de datos que se obtienen al
observar 10 que sucede en un fen6meno que puede estar dentro 0 fuera
de nuestro control.
Cuando se puede reproducir el fen6meno, controlwyig, ~lzfe..s
artificialmente, se Ie llama experimento, POl' media del experimento,
el
cientifico hace una pregunta a la naturaleza,
cuya respuesta tendni una
interpretaci6n
correcta, s610 si el experimento
esta bien disefiado; de no
ser asi, se pueden asocial' otras causas alas efectos observados y se podda
llegar al extrema de decir que la danza del me.?J~o brujo libr6 a la Tierra
del eclipse de Sol 0 de Luna observados.
Entre los experimentos controlados a bien disefiados, se denomina experimento ideal al que puede reproducir un fen6meno donde es posible dar
diferentes valores a las variables que se consideren
independientes
y se
pueden mediI' los efectos en 10 que se estima son variables dependientes.
Tales experimentos
se pueden hacer en un laboratorio y repetirse cuantas
veces sea necesario; ademas, se espera que los valores medidos vaden
dentro de un rango marcado poria
incertidumbre
en las mediciones.
Pero la situaci6n del experimento ideal no siempre se presenta; existen
fen6menos que por su naturaleza todavia no pueden reproducirse en un
laboratorio,
ni repetirse a voluntad del cientifico. Los mejores ejemplos
de este tipo de fen6menos se encuentran en Ia astronomia, como las manchas
solares, sin que ello signifique que pol' ser fen6menos fuera de nuestro
control, esten mal disefiados; en tales casos s610 Ie queda al cientifico
observar y medir segun se presenten, para tratar de descubrir las leyes que
10s gobiernan. De modo que el experimento
ideal y la observad6n
son
extr'l11 S d -, } rlld d
II V II'
I' I V11111 Iii
fen6meno, La muy !'fa
't'im nlul'
II III I'IIIld II
Una vez que hemos acordado I que en! 'nd '11 S P I' bs '•.VII'I( II Y
experimento, trataremos de describir en forma breve (u r S 'rVB d hi' lilt
despues con mas detalle), en que consiste el metodo cxpcrim ntu\.
En el me to do experimental, dada una serie de observaci n'
Iln PII
blema, se construye un modelo 0 hipotesis, la que se analiza para en nll'll
sus- con~k.uencias, de las cuales se hacen predicciones
que puedcn v'/'I
carse por medio del experimento,
Se menciono que el metodo experimental hace uso de otros met d N
en efecto asi es, porque cuando se hace un modelo 0 hipotesis a pUI'(,'
de una serie de observaciones, aplicamos e1 metodo de inducci6n; ~I till I
iizar- para obtener consecuencias
se aplica el metodo deductivo;
y I 111'11
man~jar lQs. datos del experimento,
se usa el me to do estadistico en t d I
sus fases, desde 10 mas elemental hasta la estadistica mas avanzada, s lill
1a naturaleza del problema que se trate. En fin, puede decirse del met 10
experimental,
que ademas de hacer uso de otros metodos, es una herl'lI
mienta poderosa para el cientffico que 10 utiliza, porque es la manera m I
eficaz de obtener resultados confiables.
Lo anterior puede resumirse como sigue:
Preocupados
los cientfficos y filosofos por 1a veracidad
y confiabill
dad de 10s resultados en la ciencia, crearon el metodo cientifico. Di ho
metodo consta de algunas "reglas" que deb en partir de principios 16gi'0
y evidentes llamados postu1ados. EI metodo ciendfico consta de varios m t •
dos y no son privativos de ninguna rama de la ciencia; se us an segun III
natura1eza del problema en cuestion y los mas utiles son: metodo indu··
tivo, metodo deductivo, metodo de casos, metodo estadistico y metodo
experimental
.
, ..
Conviene insistir que en todos ellos se hace una labor de analIsls d
la situacion y de sintesis de las evidencias; tambien se puede afirmar qu
el factor comun. a cada uno son las observaciones,
de las cuales se induciran las posibles hipotesis, que daran origen, mediante
deducciones,
0
la predicci6n de situaciones nuevas,
Para conduir
este capitulo sefialaremos la importancia
que tiene el
amllisis gnHico en el desarrollo de cualquier rama de la ciencia,
Uno de 10s objetivos, al estudiar la naturaleza,
es tratar de encontrar
relaciones entre conceptos (por ejemplo: masa, tiempo, volumen, distancia, etc.); dicha relaci6n puede ser cualitativa 0 cuantitativa;
la primera
esta ligada a adjetivos, como pueden ser: pesado, ligero, dulce, etc.; indus
se podrfan establecer relaciones de desigualdad como: mas ligero que, ma'
duro que, mas agrio que, etc. Pero en esas condiciones,
al no tener una
esca1a numerica que los determine con exactitud, solo pueden ser posibles
re1aciones cualitativas que no ofrecen suficiente apoyo para continuar un
estudio en forma,
lill I '11'1'111,Is'
n pt ' y las relaciones cualitativas caracteril:an
los
Iltldl ' illi ilil's d un pr blema 0 campos nuevos de la ciencia, cuando
III
1(1 'tiS ' n p co c1aras; pem una vez que se logra establecer escalas
11I111I~l'i
'us bien dcfinidas para esos conceptos, entonces ya pueden buscarse
, ,11'i nes cuantitativas
entre ellos, que es el objetivo del estudio. Sin em1!lII'g , aunque ]0 hemos tratado de explicar en unos renglones, el camino
III) 'S feicH y es aqui donde interviene
el analisis grafico, que puede apli1111'S cuando se nota que al dar diferentes valores. a uno de los conceptos
(v Il'iable independiente),
cambiaran los va10res de otro (variable dependl 'nte) , Y la re1acion cuantitativa entre ambos se tendra a1 graficar sus valoII'S' ,cu!U1cta-1a curv:a...qJle une dichos valores es conocida (como una linea
I' 'l'a) , 1a~laci6n
se_podr1_:i:epreseiita'i: por una ecuad6D.: matematica
(ecual'l n analitica de 1a recta), .La, curva que se obtiene a1 graficar representa
(ilIa re1acion empirica, nombre que califica a una re1acion cuantitativa entre
l'Ollceptos sin que haya sisIo posible deducirla de principios basicos.
Debido a que Jos_puntm; experimentales
tienen incertidumbre,
y por 10
I Into representan un intervalo, por un conjunto de puntos se puede..p,a1iar
II1(\s de una curva empiris;a, 10 que refleja 1a incertidumbre
en su determi111ci6n. La figura 2.6 muestra un conjunto de va10res experimentales
y
I
Fig, 2.6. Conjunto de valores ex perimentales y una posible curva empirica.
La interpolacion y la extrapolacion constituyen predicciones sobre valores no
medidos.
i/
Extrapo I'aClon
.
I
I
I
I
una curva que pasa por esos puntos. Si encontramos
1a ecuaClOn que la
representa podemos presentar en forma muy compacta 1a informacion
de
la grafica. Ademas, 1a grafica predice los resultados de experimentos en que
midamos valores intermedios
entre los medidos originalment.e. ... proceso
q~llamamos
interpolacion. Extrapolaci6n
se llama cU1!!ldo ,US<l...lTlOsJa
curva
para predecir valores fuera del intervalo medido originalmente,
La grafica
constituye un resultado inducido en el que pasamos de unos cuantos valores- a predecir todos los valores contenidos en la curva.
Los mejores ejemplos de relaciones entre conceptos, representadas
por
ecuaciones matemciticas, se encuentran en la ffsica, ciencia que ha 10grado
un desarrollo notable, gracias a que ha podido respaldar
sus relaciones
con 1a exactitud de las matematicas, motivo por el cual destacamos 1a im-
I I'I1In 'i"
talcs c n
1. De una definicion de metodo cientffico.
2. Mencione tres de los postulados del metodo cientffico.
3. Mencione sus reglas, segun Eigelberner.
4. Describa el metodo inductivo.
5. ,,~Cuando afirmamos que el Sol saldra manana, hacemos
una deduccion.
una induccion
0