Una teoría científica es una explicación de un aspecto del mundo natural y del universo que puede ser (o a fortiori , que ha sido) probado y corroborado repetidamente de acuerdo con el método científico , utilizando protocolos aceptados de observación , medición y evaluación de resultados. . Cuando es posible, algunas teorías se prueban en condiciones controladas en un experimento . [1] [2] En circunstancias que no son susceptibles de prueba experimental, las teorías se evalúan mediante principios de razonamiento abductivo . Las teorías científicas establecidas han resistido un escrutinio riguroso y encarnan el conocimiento científico .
Una teoría científica se diferencia de un hecho científico o de una ley científica en que una teoría explica "por qué" o "cómo": un hecho es una observación simple y básica, mientras que una ley es una declaración (a menudo una ecuación matemática) sobre una relación entre hechos. y/u otras leyes. Por ejemplo, la Ley de Gravedad de Newton es una ecuación matemática que puede usarse para predecir la atracción entre cuerpos, pero no es una teoría para explicar cómo funciona la gravedad . [3] Stephen Jay Gould escribió que "... los hechos y las teorías son cosas diferentes, no escalones en una jerarquía de certeza creciente. Los hechos son los datos del mundo. Las teorías son estructuras de ideas que explican e interpretan los hechos". [4]
El significado del término teoría científica (a menudo reducido a teoría por brevedad) tal como se usa en las disciplinas de la ciencia es significativamente diferente del uso vernáculo común de teoría . [5] [nota 1] En el habla cotidiana, la teoría puede implicar una explicación que representa una conjetura especulativa y sin fundamento , [5] mientras que en un contexto científico se refiere con mayor frecuencia a una explicación que ya ha sido probada y es ampliamente aceptada como válida. . [1] [2]
La fuerza de una teoría científica está relacionada con la diversidad de fenómenos que puede explicar y su simplicidad. A medida que se reúne evidencia científica adicional , una teoría científica puede modificarse y, en última instancia, rechazarse si no se puede hacer que se ajuste a los nuevos hallazgos; en tales circunstancias, se requiere una teoría más precisa. Algunas teorías están tan bien establecidas que es poco probable que alguna vez cambien fundamentalmente (por ejemplo, teorías científicas como la evolución , la teoría heliocéntrica , la teoría celular , la teoría de la tectónica de placas , la teoría de los gérmenes de las enfermedades , etc.). En ciertos casos, una teoría científica o una ley científica que no se ajuste a todos los datos aún puede ser útil (debido a su simplicidad) como aproximación en condiciones específicas. Un ejemplo son las leyes del movimiento de Newton , que son una aproximación muy precisa a la relatividad especial a velocidades pequeñas en relación con la velocidad de la luz . [6] [7] [8]
Las teorías científicas son comprobables y hacen predicciones verificables . [9] Describen las causas de un fenómeno natural particular y se utilizan para explicar y predecir aspectos del universo físico o áreas de investigación específicas (por ejemplo, electricidad, química y astronomía). Al igual que con otras formas de conocimiento científico, las teorías científicas son tanto deductivas como inductivas , [10] y buscan poder predictivo y explicativo . Los científicos utilizan teorías para ampliar el conocimiento científico, así como para facilitar los avances en la tecnología o la medicina .
Albert Einstein describió dos tipos diferentes de teorías científicas: "teorías constructivas" y "teorías de principios". Las teorías constructivas son modelos constructivos de los fenómenos: por ejemplo, la teoría cinética . Las teorías de principios son generalizaciones empíricas; un ejemplo de ello son las leyes del movimiento de Newton. [11]
Para que cualquier teoría sea aceptada en la mayoría del mundo académico suele existir un criterio simple. El criterio esencial es que la teoría debe ser observable y repetible. El criterio antes mencionado es fundamental para prevenir el fraude y perpetuar la ciencia misma.
La característica definitoria de todo conocimiento científico, incluidas las teorías, es la capacidad de hacer predicciones falsables o comprobables . [12] La relevancia y especificidad de esas predicciones determinan cuán potencialmente útil es la teoría. Una posible teoría que no hace predicciones observables no es una teoría científica en absoluto. Las predicciones que no son lo suficientemente específicas para ser probadas tampoco son útiles. En ambos casos, el término "teoría" no es aplicable.
Un conjunto de descripciones de conocimientos puede denominarse teoría si cumple los siguientes criterios:
Estas cualidades son ciertamente ciertas en teorías tan establecidas como la relatividad especial y general , la mecánica cuántica , la tectónica de placas , la síntesis evolutiva moderna , etc.
Además, la mayoría de los científicos prefieren trabajar con una teoría que cumpla con las siguientes cualidades:
La Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos define las teorías científicas de la siguiente manera:
La definición científica formal de teoría es bastante diferente del significado cotidiano de la palabra. Se refiere a una explicación integral de algún aspecto de la naturaleza que está respaldada por un vasto conjunto de evidencia. Muchas teorías científicas están tan bien establecidas que no es probable que nueva evidencia las altere sustancialmente. Por ejemplo, ninguna nueva evidencia demostrará que la Tierra no orbita alrededor del Sol (teoría heliocéntrica), o que los seres vivos no están hechos de células (teoría celular), que la materia no está compuesta de átomos, o que la superficie del La Tierra no está dividida en placas sólidas que se han movido a lo largo de escalas de tiempo geológicas (la teoría de la tectónica de placas)... Una de las propiedades más útiles de las teorías científicas es que pueden usarse para hacer predicciones sobre eventos o fenómenos naturales que aún no lo han hecho. sido observado. [17]
De la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia :
Una teoría científica es una explicación bien fundamentada de algún aspecto del mundo natural, basada en un conjunto de hechos que han sido confirmados repetidamente mediante observación y experimentos. Estas teorías respaldadas por hechos no son "conjeturas" sino explicaciones fiables del mundo real. La teoría de la evolución biológica es más que "sólo una teoría". Es una explicación del universo tan objetiva como la teoría atómica de la materia o la teoría de los gérmenes de las enfermedades. Nuestra comprensión de la gravedad es todavía un trabajo en progreso. Pero el fenómeno de la gravedad, como la evolución, es un hecho aceptado.
Tenga en cuenta que el término teoría no sería apropiado para describir hipótesis o incluso modelos científicos no probados pero intrincados.
El método científico implica la propuesta y prueba de hipótesis , derivando predicciones de las hipótesis sobre los resultados de experimentos futuros y luego realizando esos experimentos para ver si las predicciones son válidas. Esto proporciona evidencia a favor o en contra de la hipótesis. Cuando se han reunido suficientes resultados experimentales en un área particular de investigación, los científicos pueden proponer un marco explicativo que dé cuenta de tantos como sea posible. Esta explicación también se prueba y, si cumple con los criterios necesarios (ver arriba), entonces la explicación se convierte en una teoría. Esto puede llevar muchos años, ya que puede resultar difícil o complicado reunir pruebas suficientes. [ cita necesaria ] Una vez que se hayan cumplido todos los criterios, los científicos lo aceptarán ampliamente (ver consenso científico ) como la mejor explicación disponible de al menos algunos fenómenos. Habrá hecho predicciones de fenómenos que las teorías anteriores no pudieron explicar o no pudieron predecir con precisión, y tendrá muchas pruebas repetidas. La comunidad científica evalúa la solidez de la evidencia y los experimentos más importantes habrán sido replicados por múltiples grupos independientes. [ cita necesaria ]
Las teorías no tienen que ser perfectamente precisas para ser científicamente útiles. Por ejemplo, se sabe que las predicciones hechas por la mecánica clásica son inexactas en el ámbito relativista, pero son casi exactamente correctas a las velocidades comparativamente bajas de la experiencia humana común. [6] En química , existen muchas teorías ácido-base que brindan explicaciones muy divergentes de la naturaleza subyacente de los compuestos ácidos y básicos, pero son muy útiles para predecir su comportamiento químico. [19] Como todo conocimiento científico, ninguna teoría puede ser completamente segura , ya que es posible que experimentos futuros entren en conflicto con las predicciones de la teoría. [8] Sin embargo, las teorías respaldadas por el consenso científico tienen el mayor nivel de certeza de cualquier conocimiento científico; por ejemplo, que todos los objetos están sujetos a la gravedad o que la vida en la Tierra evolucionó a partir de un ancestro común . [20]
La aceptación de una teoría no requiere que se pongan a prueba todas sus predicciones principales, si ya está respaldada por evidencia suficientemente sólida. Por ejemplo, determinadas pruebas pueden resultar inviables o técnicamente difíciles. Como resultado, las teorías pueden hacer predicciones que aún no han sido confirmadas o demostradas como incorrectas; en este caso, los resultados previstos pueden describirse informalmente con el término "teórico". Estas predicciones pueden comprobarse más adelante y, si son incorrectas, esto puede llevar a la revisión o al rechazo de la teoría. Como dice Feynman:
No importa lo hermosa que sea tu teoría, no importa lo inteligente que seas. Si no concuerda con el experimento, está mal. [21]
Si se observan resultados experimentales contrarios a las predicciones de una teoría, los científicos primero evalúan si el diseño experimental fue sólido y, de ser así, confirman los resultados mediante replicación independiente . Entonces comienza una búsqueda de posibles mejoras a la teoría. Las soluciones pueden requerir cambios menores o mayores en la teoría, o ninguno en absoluto si se encuentra una explicación satisfactoria dentro del marco existente de la teoría. [22] Con el tiempo, a medida que las modificaciones sucesivas se superponen, las teorías mejoran constantemente y se logra una mayor precisión predictiva. Dado que cada nueva versión de una teoría (o una teoría completamente nueva) debe tener más poder predictivo y explicativo que la anterior, el conocimiento científico se vuelve consistentemente más preciso con el tiempo. [ cita necesaria ]
Si las modificaciones a la teoría u otras explicaciones parecen insuficientes para explicar los nuevos resultados, entonces puede ser necesaria una nueva teoría. Dado que el conocimiento científico suele ser duradero, esto ocurre con mucha menos frecuencia que la modificación. [8] Además, hasta que dicha teoría sea propuesta y aceptada, se mantendrá la teoría anterior. Esto se debe a que sigue siendo la mejor explicación disponible para muchos otros fenómenos, como lo demuestra su poder predictivo en otros contextos. Por ejemplo, se sabe desde 1859 que la precesión del perihelio observada en Mercurio viola la mecánica newtoniana, [23] pero la teoría siguió siendo la mejor explicación disponible hasta que la relatividad fue respaldada por evidencia suficiente. Además, si bien una sola persona o muchas pueden proponer nuevas teorías, el ciclo de modificaciones acaba incorporando contribuciones de muchos científicos diferentes. [24]
Después de los cambios, la teoría aceptada explicará más fenómenos y tendrá mayor poder predictivo (si no lo hiciera, los cambios no serían adoptados); esta nueva explicación estará entonces abierta a posteriores reemplazos o modificaciones. Si una teoría no requiere modificación a pesar de repetidas pruebas, esto implica que la teoría es muy precisa. Esto también significa que las teorías aceptadas continúan acumulando evidencia con el tiempo, y el período de tiempo que una teoría (o cualquiera de sus principios) permanece aceptada a menudo indica la solidez de la evidencia que la respalda. [ cita necesaria ]
En algunos casos, dos o más teorías pueden ser reemplazadas por una sola teoría que explica las teorías anteriores como aproximaciones o casos especiales, de manera análoga a la forma en que una teoría es una explicación unificadora para muchas hipótesis confirmadas; esto se conoce como unificación de teorías. [7] Por ejemplo, ahora se sabe que la electricidad y el magnetismo son dos aspectos del mismo fenómeno, denominado electromagnetismo . [25]
Cuando las predicciones de diferentes teorías parecen contradecirse entre sí, esto también se resuelve mediante evidencia adicional o unificación. Por ejemplo, las teorías físicas del siglo XIX implicaban que el Sol no podría haber estado ardiendo el tiempo suficiente para permitir ciertos cambios geológicos, así como la evolución de la vida. Esto se resolvió con el descubrimiento de la fusión nuclear , principal fuente de energía del Sol. [26] Las contradicciones también pueden explicarse como resultado de teorías que se aproximan a fenómenos más fundamentales (no contradictorios). Por ejemplo, la teoría atómica es una aproximación de la mecánica cuántica . Las teorías actuales describen tres fenómenos fundamentales separados de los cuales todas las demás teorías son aproximaciones; [27] la unificación potencial de estos a veces se denomina Teoría del Todo . [7]
En 1905, Albert Einstein publicó el principio de la relatividad especial , que pronto se convirtió en teoría. [28] La relatividad especial predijo la alineación del principio newtoniano de invariancia galileana , también denominado relatividad galileana , con el campo electromagnético. [29] Al omitir de la relatividad especial el éter luminífero , Einstein afirmó que la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud medidas en un objeto en movimiento relativo son inerciales , es decir, el objeto exhibe una velocidad constante , que es velocidad con dirección , cuando la mide su observador. . De este modo duplicó la transformación de Lorentz y la contracción de Lorentz que se había planteado como hipótesis para resolver enigmas experimentales y se había insertado en la teoría electrodinámica como consecuencias dinámicas de las propiedades del éter. La relatividad especial, una teoría elegante, produjo sus propias consecuencias [30] , como la equivalencia de masa y energía transformándose entre sí y la resolución de la paradoja de que una excitación del campo electromagnético podría considerarse en un marco de referencia como electricidad, pero en otro como magnetismo. [ cita necesaria ]
Einstein buscó generalizar el principio de invariancia a todos los sistemas de referencia, ya sean inerciales o acelerados. [31] Al rechazar la gravitación newtoniana, una fuerza central que actúa instantáneamente a distancia , Einstein supuso un campo gravitacional. En 1907, el principio de equivalencia de Einstein implicaba que una caída libre dentro de un campo gravitacional uniforme es equivalente al movimiento inercial . [31] Al extender los efectos de la relatividad especial a tres dimensiones, la relatividad general extendió la contracción de longitud a la contracción del espacio , concibiendo el espacio-tiempo 4D como el campo gravitacional que se altera geométricamente y establece las trayectorias de todos los objetos locales. Incluso la energía sin masa ejerce un movimiento gravitacional sobre los objetos locales al "curvar" la "superficie" geométrica del espacio-tiempo 4D. Sin embargo, a menos que la energía sea enorme, sus efectos relativistas de contracción del espacio y desaceleración del tiempo son insignificantes cuando simplemente se predice el movimiento. Aunque la relatividad general es adoptada como la teoría más explicativa a través del realismo científico , la teoría de Newton sigue teniendo éxito como una teoría meramente predictiva a través del instrumentalismo . Para calcular las trayectorias, los ingenieros y la NASA todavía utilizan las ecuaciones de Newton, que son más sencillas de utilizar. [8]
Tanto las leyes científicas como las teorías científicas se producen a partir del método científico mediante la formación y prueba de hipótesis, y pueden predecir el comportamiento del mundo natural. Ambos también suelen estar bien respaldados por observaciones y/o evidencia experimental. [32] Sin embargo, las leyes científicas son descripciones de cómo se comportará la naturaleza bajo ciertas condiciones. [33] Las teorías científicas tienen un alcance más amplio y brindan explicaciones generales de cómo funciona la naturaleza y por qué exhibe ciertas características. Las teorías están respaldadas por evidencia de muchas fuentes diferentes y pueden contener una o varias leyes. [34]
Un error común es creer que las teorías científicas son ideas rudimentarias que eventualmente se convertirán en leyes científicas cuando se hayan acumulado suficientes datos y evidencia. Una teoría no se convierte en una ley científica con la acumulación de evidencia nueva o mejor. Una teoría siempre seguirá siendo una teoría; una ley siempre seguirá siendo una ley. [32] [35] [36] Tanto las teorías como las leyes podrían potencialmente ser falsificadas por pruebas contradictorias. [37]
Las teorías y leyes también son distintas de las hipótesis . A diferencia de las hipótesis, las teorías y las leyes pueden denominarse simplemente hechos científicos . [38] [39] Sin embargo, en la ciencia, las teorías son diferentes de los hechos incluso cuando están bien respaldadas. [40] Por ejemplo, la evolución es a la vez una teoría y un hecho . [5]
Los positivistas lógicos pensaban que las teorías científicas eran enunciados en un lenguaje formal . La lógica de primer orden es un ejemplo de lenguaje formal. Los positivistas lógicos imaginaron un lenguaje científico similar. Además de las teorías científicas, el lenguaje también incluía oraciones de observación ("el sol sale por el este"), definiciones y afirmaciones matemáticas. Los fenómenos explicados por las teorías, si no podían ser observados directamente mediante los sentidos (por ejemplo, átomos y ondas de radio ), se trataban como conceptos teóricos. Desde este punto de vista, las teorías funcionan como axiomas : las observaciones predichas se derivan de las teorías de manera muy similar a como se derivan los teoremas en la geometría euclidiana . Sin embargo, luego las predicciones se comparan con la realidad para verificarlas y los "axiomas" pueden revisarse como resultado directo. [ cita necesaria ]
La frase " la visión recibida de las teorías " se utiliza para describir este enfoque. Los términos comúnmente asociados con él son " lingüístico " (porque las teorías son componentes de un lenguaje) y " sintáctico " (porque un lenguaje tiene reglas sobre cómo se pueden unir los símbolos). Los problemas para definir con precisión este tipo de lenguaje (por ejemplo, si los objetos vistos en el microscopio son observados o son objetos teóricos) condujeron a la desaparición efectiva del positivismo lógico en los años 1970. [ cita necesaria ]
La visión semántica de las teorías , que identifica las teorías científicas con modelos más que con proposiciones , ha reemplazado a la visión recibida como posición dominante en la formulación de teorías en la filosofía de la ciencia. [41] [42] [43] Un modelo es un marco lógico destinado a representar la realidad (un "modelo de realidad"), similar a la forma en que un mapa es un modelo gráfico que representa el territorio de una ciudad o país. [44] [45]
En este enfoque, las teorías son una categoría específica de modelos que cumplen con los criterios necesarios (ver arriba). Se puede utilizar el lenguaje para describir un modelo; sin embargo, la teoría es el modelo (o una colección de modelos similares) y no la descripción del modelo. Un modelo del sistema solar, por ejemplo, podría consistir en objetos abstractos que representen el sol y los planetas. Estos objetos tienen propiedades asociadas, por ejemplo, posiciones, velocidades y masas. Los parámetros del modelo, por ejemplo la ley de gravitación de Newton, determinan cómo cambian las posiciones y velocidades con el tiempo. Luego se puede probar este modelo para ver si predice con precisión observaciones futuras; Los astrónomos pueden verificar que las posiciones de los objetos del modelo a lo largo del tiempo coinciden con las posiciones reales de los planetas. Para la mayoría de los planetas, las predicciones del modelo newtoniano son precisas; para Mercurio , es ligeramente inexacto y en su lugar se debe utilizar el modelo de la relatividad general . [ cita necesaria ]
La palabra " semántica " se refiere a la forma en que un modelo representa el mundo real. La representación (literalmente, "re-presentación") describe aspectos particulares de un fenómeno o la forma de interacción entre un conjunto de fenómenos. Por ejemplo, un modelo a escala de una casa o de un sistema solar claramente no es una casa o un sistema solar reales; Los aspectos de una casa real o de un sistema solar real representados en un modelo a escala son, sólo de cierta manera limitada, representativos de la entidad real. Un modelo a escala de una casa no es una casa; pero para alguien que quiere aprender sobre las casas, de forma análoga a un científico que quiere comprender la realidad, un modelo a escala suficientemente detallado puede ser suficiente.
Varios comentaristas [48] han afirmado que la característica distintiva de las teorías es que son explicativas además de descriptivas, mientras que los modelos son sólo descriptivos (aunque todavía predictivos en un sentido más limitado). El filósofo Stephen Pepper también distinguió entre teorías y modelos, y dijo en 1948 que los modelos y teorías generales se basan en una metáfora "raíz" que limita la forma en que los científicos teorizan y modelan un fenómeno y así llegan a hipótesis comprobables. [ cita necesaria ]
La práctica de la ingeniería hace una distinción entre "modelos matemáticos" y "modelos físicos"; El costo de fabricar un modelo físico se puede minimizar creando primero un modelo matemático usando un paquete de software, como una herramienta de diseño asistido por computadora . Cada uno de los componentes se modela y se especifican las tolerancias de fabricación. Se utiliza un dibujo de vista explosionada para diseñar la secuencia de fabricación. Los paquetes de simulación para mostrar cada uno de los subconjuntos permiten rotar y ampliar las piezas con detalles realistas. Los paquetes de software para crear la lista de materiales para la construcción permiten a los subcontratistas especializarse en procesos de ensamblaje, lo que distribuye el costo de fabricación de maquinaria entre múltiples clientes. Ver: ingeniería asistida por computadora , fabricación asistida por computadora e impresión 3D [ cita necesaria ]
Una suposición (o axioma ) es una afirmación que se acepta sin evidencia. Por ejemplo, las suposiciones pueden utilizarse como premisas en un argumento lógico. Isaac Asimov describió los supuestos de la siguiente manera:
...es incorrecto hablar de una suposición como verdadera o falsa, ya que no hay forma de demostrar que lo sea (si la hubiera, ya no sería una suposición). Es mejor considerar las suposiciones como útiles o inútiles, dependiendo de si las deducciones hechas a partir de ellas corresponden a la realidad... Dado que debemos comenzar por algún lado, debemos tener suposiciones, pero al menos tengamos la menor cantidad de suposiciones posible. [49]
Ciertos supuestos son necesarios para todas las afirmaciones empíricas (por ejemplo, el supuesto de que la realidad existe). Sin embargo, las teorías generalmente no hacen suposiciones en el sentido convencional (declaraciones aceptadas sin evidencia). Si bien a menudo se incorporan supuestos durante la formación de nuevas teorías, estos están respaldados por evidencia (como la de teorías previamente existentes) o la evidencia se produce en el curso de la validación de la teoría. Esto puede ser tan simple como observar que la teoría hace predicciones precisas, lo cual es evidencia de que cualquier suposición hecha desde el principio es correcta o aproximadamente correcta en las condiciones probadas. [ cita necesaria ]
Se pueden utilizar supuestos convencionales, sin evidencia, si la teoría sólo se aplica cuando el supuesto es válido (o aproximadamente válido). Por ejemplo, la teoría especial de la relatividad supone un marco de referencia inercial . La teoría hace predicciones precisas cuando el supuesto es válido y no hace predicciones precisas cuando el supuesto no es válido. Tales suposiciones son a menudo el motivo por el cual las teorías más antiguas son reemplazadas por otras nuevas (la teoría general de la relatividad también funciona en marcos de referencia no inerciales).
El término "suposición" es en realidad más amplio que su uso estándar, etimológicamente hablando. El Oxford English Dictionary (OED) y el Wikcionario en línea indican su fuente latina como asumirre ("aceptar, tomar para uno mismo, adoptar, usurpar"), que es una conjunción de ad- ("a, hacia, en") y sumere ( tomar). La raíz sobrevive, con significados desplazados, en el italiano asumirre y en el español sumir . El primer sentido de "asumir" en el OED es "tomar (a uno mismo), recibir, aceptar, adoptar". El término se empleó originalmente en contextos religiosos como "recibir al cielo", especialmente "la recepción de la Virgen María al cielo, con el cuerpo preservado de la corrupción", (1297 EC), pero también se usó simplemente para referirse a " recibir en asociación" o "adoptar en sociedad". Además, otros sentidos de asumir incluían (i) "investirse de (un atributo)", (ii) "emprender" (especialmente en Derecho), (iii) "tomar para sí sólo en apariencia, pretender poseer" y (iv) "suponer que una cosa es" (todos los sentidos de la entrada del OED en "asumir"; la entrada del OED para "suposición" es casi perfectamente simétrica en sentidos). Así, "suposición" connota otras asociaciones además del sentido estándar contemporáneo de "aquello que se supone o se da por sentado; una suposición, un postulado" (sólo el undécimo de los 12 sentidos de "suposición" y el décimo de 11 sentidos de "asumir" ").
Karl Popper describió las características de una teoría científica de la siguiente manera: [9]
Popper resumió estas afirmaciones diciendo que el criterio central del estatus científico de una teoría es su "falsabilidad, refutación o comprobabilidad". [9] Haciéndose eco de esto, Stephen Hawking afirma: "Una teoría es una buena teoría si satisface dos requisitos: debe describir con precisión una gran clase de observaciones sobre la base de un modelo que contiene sólo unos pocos elementos arbitrarios, y debe hacer predicciones definitivas sobre los resultados de futuras observaciones." También analiza la naturaleza "indemostrable pero falsificable" de las teorías, que es una consecuencia necesaria de la lógica inductiva, y que "se puede refutar una teoría encontrando incluso una sola observación que no esté de acuerdo con las predicciones de la teoría". [50]
Sin embargo, varios filósofos e historiadores de la ciencia han argumentado que la definición de Popper de la teoría como un conjunto de afirmaciones falsables es errónea [51] porque, como ha señalado Philip Kitcher , si se adopta una visión estrictamente popperiana de la "teoría", las observaciones de Urano, cuando se descubrió por primera vez en 1781, habría "falsificado" la mecánica celeste de Newton. Más bien, la gente sugirió que otro planeta influía en la órbita de Urano, y esta predicción finalmente fue confirmada.
Kitcher está de acuerdo con Popper en que "seguramente hay algo de correcto en la idea de que una ciencia sólo puede tener éxito si puede fracasar". [52] También dice que las teorías científicas incluyen declaraciones que no pueden ser refutadas, y que las buenas teorías también deben ser creativas. Insiste en que veamos las teorías científicas como una "colección elaborada de afirmaciones", algunas de las cuales no son falsables, mientras que otras, las que él llama "hipótesis auxiliares", sí lo son.
Según Kitcher, las buenas teorías científicas deben tener tres características: [52]
Al igual que otras definiciones de teorías, incluida la de Popper, Kitcher deja claro que una teoría debe incluir enunciados que tengan consecuencias observacionales. Pero, al igual que la observación de irregularidades en la órbita de Urano, la falsificación es sólo una posible consecuencia de la observación. La producción de nuevas hipótesis es otro resultado posible e igualmente importante.
El concepto de teoría científica también se ha descrito mediante analogías y metáforas. Por ejemplo, el empirista lógico Carl Gustav Hempel comparó la estructura de una teoría científica con una "red espacial compleja":
Sus términos están representados por los nudos, mientras que los hilos que conectan a estos últimos corresponden, en parte, a las definiciones y, en parte, a las hipótesis fundamentales y derivadas incluidas en la teoría. Todo el sistema flota, por así decirlo, sobre el plano de observación y está anclado a él por las reglas de interpretación. Estos podrían verse como hilos que no forman parte de la red pero que unen ciertos puntos de esta última con lugares específicos en el plano de observación. En virtud de estas conexiones interpretativas, la red puede funcionar como una teoría científica: a partir de ciertos datos observacionales, podemos ascender, a través de una cadena interpretativa, a algún punto de la red teórica, y desde allí proceder, a través de definiciones e hipótesis, a otros puntos. desde el cual otra cadena interpretativa permite descender al plano de observación. [53]
Michael Polanyi hizo una analogía entre una teoría y un mapa:
Una teoría es algo más que yo. Puede exponerse sobre el papel como un sistema de reglas, y es tanto más verdadera una teoría cuanto más completamente puede expresarse en tales términos. La teoría matemática alcanza a este respecto la máxima perfección. Pero incluso un mapa geográfico encarna plenamente en sí mismo un conjunto de reglas estrictas para encontrar el camino a través de una región de experiencia que de otro modo sería inexplorada. De hecho, toda teoría puede considerarse como una especie de mapa extendido en el espacio y el tiempo. [54]
También se puede pensar en una teoría científica como un libro que captura la información fundamental sobre el mundo, un libro que debe ser investigado, escrito y compartido. En 1623, Galileo Galilei escribió:
La filosofía [es decir, la física] está escrita en este gran libro (me refiero al universo) que permanece continuamente abierto a nuestra mirada, pero no puede entenderse a menos que primero se aprenda a comprender el lenguaje y a interpretar los caracteres en los que está escrito. Está escrito en el lenguaje de las matemáticas y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin las cuales es humanamente imposible entender una sola palabra de él; sin ellos, uno está deambulando en un oscuro laberinto. [55]
La metáfora del libro también podría aplicarse en el siguiente pasaje del filósofo de la ciencia contemporáneo Ian Hacking :
Yo mismo prefiero una fantasía argentina. Dios no escribió un Libro de la Naturaleza como el que imaginaban los viejos europeos. Escribió una biblioteca borgeana , cada libro de la cual es lo más breve posible, pero cada libro es inconsistente entre sí. Ningún libro es redundante. Para cada libro hay una parte de la Naturaleza humanamente accesible, de modo que ese libro, y ningún otro, hace posible la comprensión, la predicción y la influencia de lo que está sucediendo... Leibniz dijo que Dios eligió un mundo que maximizaba la variedad de fenómenos mientras elegir las leyes más simples. Exactamente así: pero la mejor manera de maximizar los fenómenos y tener leyes más simples es tener leyes inconsistentes entre sí, cada una de las cuales se aplica a esto o aquello, pero ninguna se aplica a todos. [56]
En física , el término teoría se usa generalmente para un marco matemático—derivado de un pequeño conjunto de postulados básicos (usualmente simetrías—como igualdad de ubicaciones en el espacio o en el tiempo, o identidad de electrones, etc.)—que es capaz de producir predicciones experimentales para una categoría determinada de sistemas físicos. Un buen ejemplo es el electromagnetismo clásico , que abarca resultados derivados de la simetría de calibre (a veces llamada invariancia de calibre ) en forma de unas pocas ecuaciones llamadas ecuaciones de Maxwell . Los aspectos matemáticos específicos de la teoría electromagnética clásica se denominan "leyes del electromagnetismo", lo que refleja el nivel de evidencia consistente y reproducible que las respalda. Dentro de la teoría electromagnética en general, existen numerosas hipótesis sobre cómo se aplica el electromagnetismo a situaciones específicas. Se considera que muchas de estas hipótesis ya han sido probadas adecuadamente, y siempre hay otras nuevas en desarrollo y tal vez sin probar. Un ejemplo de esto último podría ser la fuerza de reacción de la radiación . A partir de 2009, sus efectos sobre el movimiento periódico de cargas son detectables en sincrotrones , pero sólo como efectos promediados a lo largo del tiempo. Algunos investigadores están considerando ahora experimentos que podrían observar estos efectos a nivel instantáneo (es decir, no promediados en el tiempo). [57] [58]
Tenga en cuenta que muchos campos de investigación no tienen teorías con nombres específicos, por ejemplo, la biología del desarrollo . El conocimiento científico fuera de una teoría determinada aún puede tener un alto nivel de certeza, dependiendo de la cantidad de evidencia que lo respalde. Tenga en cuenta también que, dado que las teorías obtienen evidencia de muchos campos, la categorización no es absoluta.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )