La estructura del proceso del conocimiento científico está dada por su metodología. Pero, ¿qué debe entenderse por esto? La cognición es un método empírico de obtención de conocimiento que ha caracterizado el desarrollo de la ciencia desde al menos el siglo XVII. Implica una observación cuidadosa, lo que implica un escepticismo estricto sobre lo que se observa, dado que los supuestos cognitivos sobre cómo funciona el mundo influyen en cómo una persona interpreta la percepción.
Se trata de formular hipótesis por inducción a partir de dichas observaciones; pruebas experimentales y basadas en mediciones de inferencias extraídas de hipótesis; y refinamiento (o eliminación) de hipótesis basadas en resultados experimentales. Estos son los principios del método científico, a diferencia de un conjunto de pasos que se aplican a todos los esfuerzos científicos.
Aspecto teórico
Aunque existen diferentes tipos y estructuras de conocimiento científico, en general, existe un proceso continuo que involucra observaciones sobre el mundo natural. La gente naturalmenteson inquisitivos, por lo que a menudo hacen preguntas sobre lo que ven o escuchan y, a menudo, presentan ideas o hipótesis sobre por qué las cosas son como son. Las mejores hipótesis conducen a predicciones que se pueden probar de varias maneras.
La prueba de hipótesis más convincente proviene del razonamiento basado en datos experimentales cuidadosamente controlados. Dependiendo de cómo las pruebas adicionales coincidan con las predicciones, es posible que sea necesario refinar, modificar, ampliar o incluso rechazar la hipótesis original. Si una suposición en particular se confirma muy bien, se puede desarrollar una teoría general, así como un marco para el conocimiento científico teórico.
Aspecto procedimental (práctico)
Aunque los procedimientos varían de un campo de estudio a otro, a menudo son los mismos para diferentes campos. El proceso del método científico implica hacer hipótesis (conjeturas), derivar predicciones de ellas como consecuencias lógicas y luego hacer experimentos u observaciones empíricas basadas en esas predicciones. Una hipótesis es una teoría basada en el conocimiento obtenido al buscar respuestas a una pregunta.
Puede ser específico o amplio. Luego, los científicos prueban las suposiciones realizando experimentos o estudios. Una hipótesis científica debe ser falsable, lo que significa que es posible determinar un posible resultado de un experimento u observación que contradiga las predicciones derivadas de él. De lo contrario, la hipótesis no puede probarse de manera significativa.
Experimento
El propósito del experimento es determinar si las observaciones son consistentes o contrarias a las predicciones derivadas de la hipótesis. Los experimentos se pueden llevar a cabo en cualquier lugar, desde un garaje hasta el Gran Colisionador de Hadrones del CERN. Sin embargo, existen dificultades en la formulación del método. Aunque el método científico a menudo se presenta como una secuencia fija de pasos, es más un conjunto de principios generales.
No todos los pasos tienen lugar en todos los estudios científicos (no en la misma medida), y no siempre están en el mismo orden. Algunos filósofos y científicos argumentan que no existe un método científico. Esta es la opinión del físico Lee Smolina y del filósofo Paul Feyerabend (en su libro Against the Method).
Problemas
La estructura del conocimiento científico y la cognición está determinada en gran medida por sus problemas. Disputas perennes en la historia de la ciencia preocupación:
- Racionalismo, especialmente con respecto a René Descartes.
- Inductivismo y/o empirismo, como dijo Francis Bacon. El debate se hizo especialmente popular entre Isaac Newton y sus seguidores;
- Hipótesis-deductivismo, que surgió a principios del siglo XIX.
Historia
El término "método científico" o "conocimiento científico" apareció en el siglo XIX, cuando hubo un importante desarrollo institucional de la ciencia y apareció una terminología que establecía límites claros entre la ciencia y la no ciencia, conceptos tales como " científico" y "pseudociencia". Durante las décadas de 1830 y 1850Durante los años en que el baconismo era popular, naturalistas como William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill se involucraron en discusiones sobre "inducción" y "hechos" y se centraron en cómo generar conocimiento. A fines del siglo XIX, los debates entre realismo y antirrealismo se llevaron a cabo como poderosas teorías científicas que trascendían lo observable y la estructura del conocimiento científico y la cognición.
El término "método científico" se generalizó en el siglo XX, apareciendo en diccionarios y libros de texto de ciencias, aunque su significado no ha alcanzado consenso científico. A pesar del crecimiento a mediados del siglo XX, a fines de ese siglo, numerosos filósofos de la ciencia influyentes, como Thomas Kuhn y Paul Feyerabend, cuestionaron la universalidad del "método científico" y, al hacerlo, reemplazaron en gran medida la noción de ciencia como un sistema homogéneo. y método universal utilizando una práctica heterogénea y local. En particular, Paul Feyerabend argumentó que existen ciertas reglas universales de la ciencia que determinan los aspectos específicos y la estructura del conocimiento científico.
Todo el proceso consiste en hacer hipótesis (teorías, conjeturas), derivar predicciones de ellas como consecuencias lógicas y luego ejecutar experimentos basados en esas predicciones para determinar si la hipótesis original era correcta. Sin embargo, existen dificultades en esta formulación del método. Aunque el método científico a menudo se presenta como una secuencia fija de pasos, estas actividades se ven mejor como principios generales.
No todos los pasos tienen lugar en todos losestudio (no en la misma medida), y no siempre se realizan en el mismo orden. Como señaló el científico y filósofo William Whewell (1794–1866), se necesita "ingenio, perspicacia, genio" en cada etapa. La estructura y los niveles del conocimiento científico se formularon precisamente en el siglo XIX.
Importancia de las preguntas
La pregunta puede referirse a explicar una observación específica: "¿Por qué el cielo es azul?", pero también puede ser abierta: "¿Cómo puedo desarrollar un fármaco para tratar esta enfermedad en particular?". Esta etapa a menudo incluye buscar y evaluar evidencia de experimentos anteriores, observaciones o afirmaciones científicas personales y el trabajo de otros científicos. Si ya se sabe la respuesta, se puede hacer otra pregunta basada en la evidencia. Al aplicar el método científico a la investigación, identificar una buena pregunta puede ser muy difícil y afectará el resultado de la investigación.
Hipótesis
La suposición es una teoría basada en el conocimiento obtenido al formular una pregunta que puede explicar cualquier comportamiento dado. La hipótesis puede ser muy específica, como el principio de equivalencia de Einstein o "el ADN hace que el ARN produzca proteínas" de Francis Crick, o puede ser amplia, como especies de vida desconocidas que viven en las profundidades inexploradas de los océanos.
Una hipótesis estadística es una suposición sobre una población estadística determinada. Por ejemplo, la población puede ser gente con una enfermedad particular. La teoría podría ser que el nuevo fármaco curará la enfermedad en algunas de estas personas. Los términos suelen serasociadas con las hipótesis estadísticas son las hipótesis nula y alternativa.
Nulo: la suposición de que la hipótesis estadística es incorrecta. Por ejemplo, que una nueva droga no hace nada y cualquier droga es causada por un accidente. Por lo general, los investigadores quieren demostrar que la conjetura nula es incorrecta.
La hipótesis alternativa es el resultado deseado de que el fármaco funciona mejor que el azar. Un último punto: una teoría científica debe ser falsable, lo que significa que es posible determinar un posible resultado de un experimento que contradiga las predicciones derivadas de la hipótesis; de lo contrario, no se puede verificar significativamente.
Formación de la teoría
Este paso consiste en determinar las implicaciones lógicas de la hipótesis. A continuación, se seleccionan una o más predicciones para realizar más pruebas. Cuanto menos probable sea que una predicción sea cierta por mera coincidencia, más convincente será si se hace realidad. La evidencia también es más sólida si aún no se conoce la respuesta a la predicción, debido a la influencia del sesgo (ver también el mensaje).
Idealmente, el pronóstico también debería distinguir la hipótesis de las alternativas probables. Si dos suposiciones hacen la misma predicción, cumplir con la predicción no es prueba de una u otra. (Estas afirmaciones sobre la fuerza relativa de la evidencia se pueden derivar matemáticamente usando el teorema de Bayes).
Prueba de hipótesis
Este es un estudio de si el mundo real se comporta como se predijohipótesis. Los científicos (y otros) prueban las suposiciones haciendo experimentos. El objetivo es determinar si las observaciones del mundo real son consistentes o contradicen las predicciones derivadas de la hipótesis. Si están de acuerdo, aumenta la confianza en la teoría. De lo contrario, disminuye. La convención no garantiza que la hipótesis sea verdadera; los experimentos futuros pueden revelar problemas.
Karl Popper aconsejó a los científicos que trataran de falsear las suposiciones, es decir, encontrar y probar aquellos experimentos que parezcan los más dudosos. Un gran número de confirmaciones exitosas no es concluyente si surgen de experimentos que evitan el riesgo.
Experimento
Los experimentos deben diseñarse para minimizar los posibles errores, especialmente mediante el uso de controles científicos apropiados. Por ejemplo, las pruebas de tratamiento de drogas generalmente se realizan como pruebas doble ciego. El sujeto, que sin darse cuenta puede mostrar a otros qué muestras son los fármacos de prueba deseados y cuáles son el placebo, no sabe cuáles. Tales señales pueden influir en las respuestas de los sujetos, lo que establece la estructura de un experimento en particular. Estas formas de investigación son la parte más importante del proceso de aprendizaje. También son interesantes desde el punto de vista del estudio de su estructura, niveles y forma (del conocimiento científico).
Además, el fracaso de un experimento no significa necesariamente que la hipótesis sea incorrecta. La investigación siempre depende de varias teorías. Por ejemplo, que el equipo de prueba esté funcionando correctamente yel fracaso puede ser el fracaso de una de las hipótesis de apoyo. La conjetura y el experimento son parte integral de la estructura (y la forma) del conocimiento científico.
Esto último se puede hacer en un laboratorio universitario, en una mesa de cocina, en el fondo del océano, en Marte (usando uno de los rovers en funcionamiento) y en otros lugares. Los astrónomos están realizando pruebas en busca de planetas alrededor de estrellas distantes. Finalmente, la mayoría de los experimentos individuales tratan temas muy específicos por razones prácticas. Como resultado, la evidencia sobre temas más amplios suele acumularse gradualmente, según lo exige la estructura de la metodología del conocimiento científico.
Recopilación y estudio de resultados
Este proceso consiste en determinar qué muestran los resultados del experimento y decidir cómo proceder. Las predicciones de la teoría se comparan con las de la hipótesis nula para determinar quién puede explicar mejor los datos. En los casos en que el experimento se repita muchas veces, es posible que se requiera un análisis estadístico, como una prueba de chi-cuadrado.
Si la evidencia desmiente la suposición, se requiere una nueva; si el experimento confirma la hipótesis, pero los datos no son lo suficientemente fuertes para una confianza alta, se deben probar otras predicciones. Una vez que una teoría está fuertemente respaldada por evidencia, se puede hacer una nueva pregunta para proporcionar una comprensión más profunda del mismo tema. Esto también determina la estructura del conocimiento científico, sus métodos y formas.
Evidencia de otros científicos y experiencias a menudoincluidos en cualquier etapa del proceso. Dependiendo de la complejidad del experimento, se pueden requerir muchas iteraciones para recolectar suficiente evidencia y luego responder una pregunta con confianza, o crear muchas respuestas a preguntas muy específicas y luego responder una más amplia. Este método de hacer preguntas determina la estructura y las formas del conocimiento científico.
Si un experimento no se puede repetir para producir los mismos resultados, significa que los datos originales pueden haber sido incorrectos. Como resultado, un experimento por lo general se realiza varias veces, especialmente cuando hay variables no controladas u otras indicaciones de error experimental. Para resultados significativos o inesperados, otros científicos también pueden intentar reproducirlos por sí mismos, especialmente si será importante para su propio trabajo.
Evaluación científica externa, auditoría, experiencia y otros procedimientos
¿En qué se basa la autoridad de la estructura del conocimiento científico, sus métodos y formas? En primer lugar, en la opinión de los expertos. Se forma a través de la evaluación del experimento por parte de expertos, quienes suelen dar su opinión de forma anónima. Algunas revistas requieren que el experimentador proporcione listas de posibles revisores, especialmente si el campo es muy especializado.
La revisión por pares no confirma la exactitud de los resultados, solo que, en opinión del revisor, los experimentos en sí eran válidos (según la descripción proporcionada por el experimentador). Si el trabajo es revisado por pares, lo que a veces puede requerir nuevos experimentos solicitadosrevisores, se publicará en la revista científica correspondiente. La revista particular que publica los resultados indica la calidad percibida del trabajo.
Grabar y compartir datos
Los científicos tienden a tener cuidado al registrar sus datos, un requisito propuesto por Ludwik Fleck (1896–1961) y otros. Aunque normalmente no es necesario, se les puede pedir que proporcionen informes a otros científicos que deseen reproducir sus resultados originales (o partes de sus resultados originales), extendiéndose al intercambio de muestras experimentales que pueden ser difíciles de obtener.
Clásico
El modelo clásico del conocimiento científico proviene de Aristóteles, quien distinguió entre formas de pensamiento aproximado y exacto, esbozó el esquema tripartito del razonamiento deductivo e inductivo, y también consideró opciones complejas, como el razonamiento sobre la estructura del conocimiento científico, sus métodos y formas.
Modelo hipotético-deductivo
Este modelo o método es una descripción propuesta del método científico. Aquí las predicciones de la hipótesis son centrales: si asume que la teoría es correcta, ¿cuáles son las implicaciones?
Si la investigación empírica adicional no demuestra que estas predicciones son consistentes con el mundo observado, podemos concluir que la suposición es incorrecta.
Modelo pragmático
Es hora de hablar de la filosofía de la estructura y los métodos del conocimiento científico. Charles Sanders Pierce (1839–1914) caracterizóla investigación (estudio) no es como una búsqueda de la verdad como tal, sino como una lucha por alejarse de las dudas molestas y restrictivas generadas por sorpresas, desacuerdos, etc. Su conclusión sigue siendo relevante hoy. Él, en esencia, formuló la estructura y la lógica del conocimiento científico.
Pearce creía que un enfoque lento y vacilante del experimento podía ser peligroso en asuntos prácticos, y que el método científico se adaptaba mejor a la investigación teórica. Lo cual, a su vez, no debe ser absorbido por otros métodos y fines prácticos. La “primera regla” de la razón es que para aprender, uno debe esforzarse por aprender y, como resultado, comprender la estructura del conocimiento científico, sus métodos y formas.
Beneficios
Concentrándose en la generación de explicaciones, Peirce describió el término que está aprendiendo como la coordinación de tres tipos de inferencias en un ciclo útil centrado en resolver dudas:
- Explicación. Un oscuro análisis preliminar pero deductivo de una hipótesis para hacer sus partes lo más claras posible, como lo requiere el concepto y la estructura del método del conocimiento científico.
- Demostración. Razonamiento deductivo, procedimiento euclidiano. Inferir explícitamente las consecuencias de una hipótesis como predicciones, para que la inducción las pruebe, sobre la evidencia que se va a encontrar. Investigativo o, si es necesario, teórico.
- Inducción. La aplicabilidad a largo plazo de la regla de inducción se deriva del principio (suponiendo que, en general, el razonamiento) esque lo real es sólo objeto de una opinión final a la que puede conducir una investigación adecuada; sea lo que sea a lo que tal proceso conduzca, no será real. Una inducción que implique pruebas u observaciones continuas sigue un método que, con suficiente conservación, reducirá su error por debajo de cualquier grado predeterminado.
El método científico es superior en el sentido de que está específicamente diseñado para lograr (en última instancia) las creencias más seguras en las que se pueden basar las prácticas más exitosas.
Partiendo de la idea de que la gente no busca la verdad per se, sino que en lugar de someter la duda irritante y contenida, Pierce mostró cómo, a través de la lucha, algunos pueden llegar a obedecer la verdad en nombre de la honestidad de fe, para buscar en como una guía de verdad para la práctica potencial. Formuló la estructura analítica del conocimiento científico, sus métodos y formas.
