El formalismo científico es una familia de enfoques para la presentación de la ciencia . Se considera una parte importante del método científico , especialmente en las ciencias físicas .
Existen múltiples niveles posibles de formalismo científico. En el nivel más bajo, el formalismo científico se ocupa de la manera simbólica en que se presenta la información. Para lograr el formalismo en una teoría científica en este nivel, se comienza con un conjunto bien definido de axiomas , y a partir de ahí se sigue un sistema formal .
Sin embargo, en un nivel superior, el formalismo científico también implica la consideración de los axiomas mismos. Estos pueden considerarse como cuestiones de ontología . Por ejemplo, en el nivel inferior del formalismo se puede definir una propiedad llamada "existencia". Sin embargo, en el nivel superior, la cuestión de si un electrón existe en el mismo sentido que existe una bacteria aún necesita ser resuelta.
Se han propuesto algunas teorías formales reales sobre los hechos . [1]
El clima científico del siglo XX reavivó estas cuestiones. Desde la época de Isaac Newton hasta la de James Clerk Maxwell habían estado latentes, en el sentido de que las ciencias físicas podían confiar en el estatus de los números reales como descripción del continuo y en una visión agnóstica de los átomos y su estructura. La mecánica cuántica , la teoría física dominante después de 1925, se formuló de una manera que planteó cuestiones de ambos tipos.
En el marco de Newton, las respuestas que se podían dar eran, en efecto, bastante cómodas. Consideremos, por ejemplo, la cuestión de si la Tierra gira realmente alrededor del Sol . En un marco de referencia adaptado al cálculo de la órbita de la Tierra, se trata de una afirmación matemática pero también tautológica. La mecánica newtoniana puede responder a la pregunta de si no es igualmente cierto que el Sol gira alrededor de la Tierra, como de hecho les parece a los astrónomos terrestres. En la teoría de Newton hay un marco de referencia básico y fijo que es inercial . La "respuesta correcta" es que se privilegia el punto de vista de un observador en un marco de referencia inercial : los demás observadores ven artefactos de su aceleración relativa a un marco inercial (las fuerzas inerciales ). Antes de Newton, Galileo extrajo las consecuencias del modelo heliocéntrico copernicano . Sin embargo, se vio obligado a llamar a su trabajo (en realidad) formalismo científico, bajo la antigua "descripción" que salva los fenómenos . Para no ir en contra de la autoridad, las órbitas elípticas del modelo heliocéntrico podrían considerarse un dispositivo más conveniente para los cálculos, en lugar de una descripción real de la realidad.
En la relatividad general , los marcos inerciales de Newton ya no son los privilegiados. En la mecánica cuántica, Paul Dirac sostuvo que los modelos físicos no estaban ahí para proporcionar construcciones semánticas que nos permitieran entender la física microscópica en un lenguaje comparable al que usamos en la escala familiar de los objetos cotidianos. Su actitud, adoptada por muchos físicos teóricos , es que un buen modelo se juzga por nuestra capacidad de usarlo para calcular cantidades físicas que se pueden probar experimentalmente. La visión de Dirac se acerca a lo que Bas van Fraassen llama empirismo constructivo . [2]
Un físico que se tomó en serio las cuestiones involucradas fue Pierre Duhem , que escribió a principios del siglo XX. Escribió un análisis extenso del enfoque que consideraba típicamente británico, al exigir que las teorías de campo de la física teórica tuvieran una interpretación físico-mecánica. Esa fue una caracterización precisa de lo que Dirac (él mismo británico) argumentaría más tarde. Las características nacionales especificadas por Duhem no necesitan tomarse demasiado en serio, ya que también afirmó que el uso del álgebra abstracta , a saber, los cuaterniones , también era típicamente británico (a diferencia del francés o el alemán); como si el uso de métodos de análisis clásicos por sí solo fuera importante de una manera u otra.
Duhem también escribió sobre la salvación de los fenómenos. Además del debate de la revolución copernicana sobre "salvar los fenómenos" ( griego : σῴζειν τὰ φαινόμενα, sozein ta phainomena [3] ) [4] [5] versus ofrecer explicaciones [6], lo que inspiró a Duhem fue Tomás de Aquino , quien escribió, con respecto a los excéntricos y los epiciclos , que
La razón puede emplearse de dos maneras para establecer un punto: en primer lugar, con el fin de proporcionar una prueba suficiente de algún principio [...]. La razón se emplea de otra manera, no como para proporcionar una prueba suficiente de un principio, sino como para confirmar un principio ya establecido, mostrando la congruencia de sus resultados, como en astronomía se considera establecida la teoría de las excéntricas y epiciclos , porque con ellas se pueden explicar las apariencias sensibles de los movimientos celestes ( possunt salvari seemia sensibilia ); no, sin embargo, como si esta prueba fuera suficiente, ya que alguna otra teoría podría explicarlos. [...] [7]
La idea de que una interpretación física —en lenguaje común o en ideas y entidades físicas clásicas, aunque sea de o examinada en un sentido ontológico o cuasi-ontológico— de un fenómeno de la física no es una condición última o necesaria para su comprensión o validez, también aparece en las visiones realistas estructurales modernas sobre la ciencia. [8]
Robert Bellarmine escribió al heliocentrista Paolo Antonio Foscarini : [9]
Ni es lo mismo demostrar que suponiendo que el sol está en el centro y la tierra en el cielo se pueden salvar las apariencias, y demostrar que en verdad el sol está en el centro y la tierra en el cielo; pues creo que la primera demostración puede estar disponible, pero tengo grandes dudas sobre la segunda…
El físico moderno Pierre Duhem "sugiere que, al menos en un aspecto, Bellarmine había demostrado ser un mejor científico que Galileo al rechazar la posibilidad de una 'prueba estricta del movimiento de la Tierra', con el argumento de que una teoría astronómica simplemente 'salva las apariencias' sin revelar necesariamente lo que 'realmente sucede'". [10]