Metodología de la InvestigaciónCientífica y Tecnológica

Ing. Exequiel Garay

Ciencia

• Definición: Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales.

• El objetivo de la ciencia es la búsqueda de la verdad.

El concepto de ciencia ha evolucionado con la historia

• La ciencia clásica, griega y medieval era un complemento de la filosofía de la naturaleza. Sus conceptos científicos y su certeza provienen de la filosofía natural, que es básicamente el sistema aristotélico. En este sistema, las ideas no son a priori y para hacer ciencia era necesario introducirse dentro del fenómeno, con observaciones repetidas.

La segunda concepción es la de la ciencia experimental moderna de la revolución científica del siglo XVII que tiene sus inicios con Galileo y Newton.Al primero cabe atribuirle el merito de emplear el razonamiento y la experimentación para abordar un reto científico. Al segundo es atribuible el origen de una física que es aplicable a todo el universo.

Ambos dan origen a la denominada Revolución Científica. El gran descubrimiento del siglo XVII es que el fundamento de la ciencia no proviene de esquemas filosóficos, sino del método experimental, con artes mecánicas y aparatos, tal como lo indicaba Francis Bacon.Mediante la ciencia, la naturaleza descubre secretos que normalmente no muestra. Los aparatos permiten medir y las matemáticas relacionan estas medidas con las denominadas leyes de la naturaleza. Método científico.

Ello lleva a la idea de una ciencia irrefutablee invariable, que puede dar lugar a nuevos hechos de los que se podrán efectuar nuevas deducciones, lo cual permite un crecimiento acumulativo de la ciencia, pero las bases son invariables. Pronto se vio lo equivoco de este planteamiento, al aceptar que la experimentación exigía un marco conceptual previo. La ciencia era sólo para pocos.

En el siglo XVIII la ciencia viene dominada por la idea del orden, preparando el clima que llevara a la revolución industrial, primero en Inglaterra y después a toda Europa. Mediante la revolución industrial el progreso de la ciencia influye en el bienestar de la población. Si anteriormente los científicos pertenecían al estamento religioso o a las clases con cierto bienestar, posteriormenteaparece la figura del científico asalariado y la palabra confort tiene su origen en esta época, considerándose la ciencia como benefactora de la humanidad.

El sentimiento de aceptación de la ciencia aumenta en el siglo XIX a través de racionalismo, derivado de la Ilustración. Los científicos se profesionalizan y cada vez es mas frecuente el trabajo en equipo. Se inicia la idea de predecir el futuro del conocimiento científico, siendo Laplace uno de sus impulsores con su teoría sobre el determinismo científico. Que es un paradigma científico que considera que, a pesar de la complejidad del mundo y su impredictibilidad práctica, el mundo físico evoluciona con el tiempo según principios o reglas totalmente predeterminadas, y el azar es sólo un efecto aparente.

La tercera concepción inspirada por las revoluciones científicas sucesivas anteriores, ha sido posible captarla desde la perspectiva actual del siglo xx.Esta concepción se origina como consecuencia de laintroducción a principios del siglo xx de la física relativista de Albert Einstein y de la física cuántica, que son verdaderas revoluciones conceptuales de la ciencia.La revolución esta en el hecho de que el cuadro conceptual básico cambia radicalmente, porque el cuadro anterior ha entrado en crisis. Estos nuevos cuadrosno se extraen sin mas de la naturaleza, sino, como dice Einstein, (son creaciones libres del entendimiento humano) en su estructura matemática.

Thomas Kuhn en 1962 y con su obra La estructura de las revoluciones Científicas ha sido el que ha impuesto esta nueva orientación histórica de la ciencia, al dar un cierto carácter sociológico a su epistemología. Para ello, introduce lo que el denomina el (paradigma) conjunto de compromisos que acepta o modifica la comunidad internacional de los científicos de la especialidad y en el que depositan su confianza. Estos compromisos se podrían clasificar en tres categorías:

1. Compromisos metodológicos que necesita el científico para hacer ciencia.

2. Compromisos comunitarios en donde aglutina una micro sociedad de científicos, de pocos miles de personas, que son los únicos capaces de intervenir en las decisiones que afectan al paradigma, valiéndose para ello de su actividad docente.3. Compromisos metafísicos y de valores que no son de orden ético, sino de utilidad científica que hacen al cuadro científico mas útil para construirla ciencia.

La diversidad de las ciencias se pone de manifiesto cuando atendemos al objeto de su interés y a los métodos empleados para adquirir el conocimiento.La diferencia primera y mas notable es la que se presenta entre ciencias formales y ciencias empíricas o fácticas. Las primeras estudian las ideas y las segundas los hechos.

Tipos de Ciencia

• Así, la lógica y la matemática son ciencias formales; son racionales, sistemáticas y verificables, pero no nos dan información sobre la realidad, es decir, no se ocupan de los hechos, por lo que no pueden utilizar los contactos con la realidad para contrastar sus formulas.

• Las ciencias factuales o empírico-formales, por ejemplo la física y la química, son ciencias factuales ya que se refieren a hechos que ocurren en el mundo y tienen que valerse de la observación y/o la experimentación para contrastar sus hipótesis y verificar sus formulas.

Características de las ciencias fácticas

• Las ciencias fácticas abarcan las ciencias de la naturaleza, física, química, biología, ingenierías, etc., y las ciencias sociales, sociología, economía, ciencias políticas, etc.

• Los rasgos esenciales del tipo de conocimiento que alcanzan estas ciencias son: la racionalidad y la objetividad.

• Entendemos por conocimiento racional el que esta constituido por conceptos, juicios y razonamientos, y no por imágenes, pautas de conducta, sensaciones, etc.

• Por conocimiento objetivo se entiende el que busca en alcanzar la verdad fáctica. Esta verdad ya existe, es preexistente, ajena a nosotros, y todo el esfuerzo del científico se dirige a percibirla y, en algunas ocasiones a reconstruirla. Una vez alcanzada se convierte en una nueva meta planteando nuevos interrogantes y nuevas verdades por descubrir.

El conocimiento científico es fáctico

Presupone que existe un mundo exterior al sujeto que conoce y, es en gran medida, independiente de este. Si no existiese no seria tema de investigación.También presupone que el mundo exterior esta compuesto de cosas concretas y por ello estudia sus propiedades y sus cambios, intentando describirlos tal como son, independientemente del su valor emocional o comercial.

El conocimiento científico trasciende los hechos

Es decir, los pone en duda, produce nuevos hechos y los explica. La investigación científica no se limita a los hechos observados, se apoya en los hechos conocidos y comprobados que son relevantes para ir mas allá. Produce cosas nuevas, desde leyes, partículas elementales, nuevos compuestos químicos, nuevos sistemas mecánicos, y al menos en principio, crea nuevas pautas de conducta individual y social. En todos los casos, estas novedades no son aceptadas a menos que se pueda comprobar su autenticidad.

El conocimiento científico racionaliza la experiencia, explicando los hechos mediante principios básicos (leyes fundamentales) y sistemas de hipótesis (teorías). El científico infiere lo que existe detrás de los hechos observados y continuamente inventa conceptos (masa, átomo, campo electromagnético,selección, tendencia social, etc.), aunque no perciba su existencia. No son los hechos por si mismos, sino su elaboración teórica y la comparación de lasteorías con los datos observados lo que permite el descubrimiento de nuevos hechos.

El conocimiento científico es legalIntenta englobar en pautas generales los hechos singulares mediante las llamadas leyes. Las leyes son relaciones invariables entre propiedades y son en si una propiedad de un conjunto de hechos, que permite la explicación, la predicción y la actuación.Las leyes experimentales pueden comprobarse dentro del grado permitido por los conceptos y el instrumental disponible, dentro del ámbito determinado por las condiciones del sistema donde se trabaja; por ejemplo, la ley de los gases perfectos se convierte en un enunciado cuando se sustituyen la presión, el volumen y la temperatura por sus valores medios: es valida para bajas presiones, moléculas que se comportan de forma aleatoria, tengan dimensiones despreciables, no ejerzan atracción entre si, y sus choques sean perfectamente elásticos. Cuando no se dan estas condiciones es necesario recurrir a otras formulaciones mas correctas.

El conocimiento científico es claro y preciso

Para ello, es necesario que:• Los problemas a estudiar se formulen de manera

clara, ya que no es posible plantear una estrategia de solución si el conocimiento que se desea obtener no esta, en principio, bien definido.

• Los conceptos deben de quedar bien definidos, bien de forma explicita o implícita, es decir, por la función que desempeñan en el sistema teórico.

La definición elegida debe comprenderse y mantenerse para evitar el confusionismo.

• La ciencia crea lenguajes artificiales inventando símbolos a los cuales se les atribuyen determinados significados mediante reglas de designación. Por ejemplo, H designa el elemento atómico de peso unitario.

• La precisión de las explicaciones y de las predicciones valida el conocimiento científico. La precisión se obtiene por la medida y el análisis del error cometido, siempre que sea posible, según las características del campo científico donde se trabaja.

• Es necesario señalar que la investigación científica emplea, en forma creciente, formas no métricas o no numéricas de la matemática, tales como la topología, la teoría de grupos, etc., que no son ciencias del número o de la figura, sino de la relación.

El conocimiento científico es sistemático

Cada campo científico esta formado por un conjunto de ideas conectadas lógicamente entre si de manera orgánica, de forma que la modificación o sustitución de cualquiera de las hipótesis básicas, origina un cambio profundo en las teorías o conjunto de principios que lo sustentan.

El conocimiento científico es metódico

Conocido el objeto concreto de la investigación, se planifica esta para comprobar la hipótesis planteada de manera metódica, teniendo en cuenta los conocimientos anteriores y los medios disponibles para ello. La planificación incluye variables y métodos experimentales. Las variables pueden modificarse una cada vez o simultáneamente, en este caso según un método estadístico. El planteamiento de la investigación no excluye el azar, sobre todo cuando el planteamiento se efectúa sobre bases estadísticas, en las cuales la toma de muestra se efectúa al azar.

El conocimiento científico es verificable

Para que un hecho sea aceptado como conocimiento científico, este debe ser contrastable de una manera objetiva, aprobando positivamente el examen de la experiencia. El test de las hipótesis científicas es empírico, esto es, observacional o experimental, siendo este último de mayor entidad que el primero.No obstante, los resultados de la experiencia pueden, a veces, ser interpretados de diferentes maneras. Además, no todas las ciencias se pueden experimentar; ciertos capítulos de la astrofísica alcanzan una gran exactitud sin ayuda delexperimento.

El conocimiento científico requiere análisis y especialización

Se plantea el conocimiento del todo a través del de sus partes o componentes, intentando, una vez conocidas estas, la explicación de su integración.Al principio de la investigación, el análisis se centra en pocos objetivos, para descubrir el mecanismo que explique los hechos observados, pero a medidaque avanza el conocimiento, su alcance se amplia, de forma que el análisis constituye una herramienta para poder construir síntesis teóricas.Dada la complejidad, consecuencia de la profundidad alcanzada en determinados campos del conocimiento científico, se requiere la especialización para seguir avanzando.

El conocimiento científico es comunicableLa información obtenida debe tener carácter público y ser suficientemente clara para poder ser entendida por aquellos especialistas del mismo campo científico. En determinados casos y por razones extra científicas, por ejemplo seguridad nacional, competencia comercial, la comunicación no se produce, pero ello es extraño al comportamiento normal. Además de clara, la comunicación debe ser precisa, condición necesaria para poder ser verificada, para su aceptación o refutación por otros científicos independientes.

El conocimiento científico es explicativoA través del hecho observado o experimentado tiende a explicar científicamente como o por que se produjo aquel. La explicación puede ser mas o menos completa y con mayor o menor grado de aproximación, pero siempre pretendemejorar el conocimiento, cimentando nuevas bases para ulteriores avances.

El conocimiento científico es predictivo

La predicción es una manera eficaz de poner a prueba las hipótesis y la clave del futuro desarrollo de los acontecimientos. Su importancia es especialmente notoria cuando se trata de predicciones antes desconocidas, de tal manera, que cuando estas predicciones se comprueban, constituyen uno de los argumentos importantes en favor de la validez de una teoría. Así, el efecto de unos planetas sobre otros, tal como predecía la teoría newtoniana condujo al descubrimiento de los planetas Neptuno y Plutón, en las posiciones calculadas por la teoría.

El conocimiento científico tiende a ser generalista

En el campo científico, los hechos singulares se engloban en pautas de comportamiento mas generales, de forma que al descubrir un hecho nuevo, este es incluido en un sistema mas amplio o da origen a plantear, conjuntamentecon otros hechos singulares conocidos, un esquema de comportamiento y conocimiento mas general.

El conocimiento científico es útilLos poderes públicos y la sociedad se han percatado de que, en general, el bienestar de la humanidad se basa en el conocimiento y dominio, para buen fin, de las leyes naturales y sociales. Para ello, es necesario el conocimiento científico de las mismas, pues si bien anteriormente las técnicas pre científicas estaban basadas en la aplicación de recetas que la praxis había demostrado como mas o menos eficaces, la tecnología moderna, mas compleja, eficaz y amplia que la antigua, se basa, cada día mas, en el conocimiento científico. Este, en su forma aplicada, desarrolla las tecnologías, las cuales, a su vez, proponen nuevos retos a la ciencia.

Ciencia básica y aplicadaEn determinados ámbitos existe un cierto confusionismo al catalogar un trabajo científico como básico o aplicado, por lo que es necesario una definición de las características que deben tenerse en cuenta para encuadrarlo en unou otro ámbito.

Se entiende que un trabajo de investigación puede considerarse como de ciencia básica, teórica o experimental, cuando solamente persigue como objetivo el aumento del conocimiento en la parcela de la ciencia que investiga. Así, el estudio de las relaciones entre masa y energía de Albert Einstein, o los dedicados al conocimiento de las partículas que componen la materia, o los de genética molecular, etc., son típicos ejemplos de trabajos en ciencia básica.

La utilización de los conocimientos adquiridos en ciencia básica o fundamental, para comprender mejor la influencia de determinadas condiciones, bien de forma teórica o experimental, en el comportamiento fenomenológico que se estudia, en una reducida parcela del conocimiento, que posteriormente pudieran ser aplicados industrialmente, corresponde a lo que se denomina ciencia aplicada. Así, el estudio de la fisión nuclear aplicando la teoría de la relatividad o los que se derivan del estudio del código genético a través delconocimiento del ADN especifico de un ser, son ejemplos de trabajos de ciencia aplicada, por muy importantes y profundos que puedan ser.

Determinismo o indeterminismo científicoEl concepto de determinismo tiene un origen religioso y esta basado en las ideas de la omnipotencia de Dios, poder total para determinar el futuro, y en la omnisciencia de Dios, poder divino de conocer el futuro. Ahora, si sustituimos la idea de Dios por la idea de la naturaleza y la ley divina por la ley natural, que también son omnipotentes y omnipresentes, ya que todo lo fijan con anterioridad, desembocamos en un tipo de determinismo natural.

Las leyes de la naturaleza pueden ser descubiertas por la razón humana ayudada por la experiencia. Si conocemos estas leyes podemos predecir el futuro, determinismo científico, a partir de los datos presentes, por métodos puramente racionales.Según el determinismo científico, todo suceso en el mundo esta predeterminado; si existiese un solo suceso futuro en el mundo que no pudiese predecirse, en principio por medio del calculo basado en las leyes naturales y en los datos que configuran el estado presente o pasado del mundo, entonces habria que rechazar el determinismo cientifico y considerar el indeterminismo como verdadero (Karl R. Popper).

• El éxito de la leyes de Kepler y de la dinámica de 10s cielos de Newton fue lo que condujo al éxito del determinismo científico en los tiempos modernos, al cual se adhirieron muchos científicos hasta la actualidad.

La ética de la cienciaLos problemas morales que se suelen presentar con algunos descubrimientos científicos y el impacto de estos en la sociedad es un asunto que ha preocupado y preocupa actualmente con cierta intensidad, sobre todo a raíz de losúltimos descubrimientos científicos en áreas muy criticas tales como la energía nuclear, la informática, las comunicaciones y la medicina.

Druker (1994) “el verdadero recurso dominante y factor de producción absolutamente decisivo, ya no es el capital, ni la tierra, ni el trabajo, es el conocimiento”. Los países que aspiran competir en los nuevos espacios económicos tienen que dar atención preferente a la formación de recursos humanos del más alto nivel, al desarrollo científico, al progreso tecnológico y a la acumulación de información, todo lo cual significa priorizar las políticas e inversiones en educación, ciencia, tecnología e investigación. La tecnología es justamente el medio que ha permitido responder cada vez mejor a las necesidades humanas facilitando y simplificando procesos.