En no pocas ocasiones, y con los más variados objetivos, se menciona un concepto llamado “el método científico”. Ocurre que en la inmensa mayoría de esas ocasiones se da por sentado que “el método científico” es uno, a saber, el hipotético-deductivo. Sin embargo, el azar juega un papel muy importante en el progreso científico. Se estima que entre el 33 y el 50% de los descubrimientos tiene algún componente de azar. Si algo tiene en común la práctica científica actual bien realizada, independientemente del campo concreto, es que está diseñada para beneficiarse de este hecho. Y esta forma de actuar hace que no podamos hablar de un método científico lineal, como el hipotético-deductivo, como el mejor descriptor de lo que hacen los científicos realmente. Veamos un ejemplo histórico para ilustrar lo que queremos decir.
Henri Becquerel y el descubrimiento de la radioactividad
Es muy conocida la anécdota del descubrimiento de la radioactividad:
“En 1896 Becquerel descubrió por accidente el fenómeno de la radiactividad, observó que unas placas fotográficas que había guardado en un cajón envueltas en papel oscuro estaban veladas. En el mismo cajón había guardado un trozo de mineral de uranio. Becquerel comprobó que lo sucedido se debía a que el uranio emitía una radiación mucho más penetrante que los rayos X. Becquerel había descubierto la radiactividad, pero su explicación era incorrecta.” (tomada de aquí).
Dicho así esto parece un caso completamente azaroso, sin relación alguna con ningún tipo de metodología. Y no es así. De hecho Becquerel estaba siguiendo el método hipotético-deductivo a rajatabla, si bien lo que le permitió tener éxito fue precisamente lo que no está en una exposición de dicho método.
El 20 de enero de 1896 tuvo lugar una sesión de la Academia de Ciencias de París, en la que los asistentes quedaron pasmados ante la presentación que hizo Henri Poincaré de las primeras radiografías (término actual) que le había remitido Wilhelm Röntgen. La exposición que hizo incluía una descripción del origen de estos rayos desconocidos (rayos X) en la franja luminosa de la pared que recibía el flujo catódico en un tubo de vacío.
Varios de los físicos presentes se aprestaron a investigar el fenómeno y muchos formularon una hipótesis similar: como se relacionaba esta franja luminosa con el fenómeno de la fosforescencia (la reemisión de radiación absorbida durante un tiempo tras el el cese de la radiación incidente), quizás los minerales fosforescentes también serían capaces de emitir rayos X tras la exposición a la luz solar. Todos, incluido Becquerel, recurrieron a minerales fosforescentes conocidos: el espato de flúor (fosforita) o la blenda hexagonal (wurtzita), por ejemplo. Sin éxito.
Si el falsacionismo fuese una descripción adecuada del acontecer cotidiano en la ciencia, ahí debería haber quedado la relación entre fosforescencia y rayos X. Pero el hecho cierto es que donde otros abandonaron, Becquerel recurrió a las sales de uranio. También es cierto que era prácticamente el único que podía hacerlo y que lo hizo movido por un razonamiento que podríamos calificar, siendo amables, de “frágil”.
Y es que Henri Becquerel tuvo la suerte de ser el hijo de Edmond Becquerel, espectroscopista que se había especializado de alguna manera en tierras raras, entre ellas algunas sales de uranio que, debido a ello, Henri disponía en su laboratorio. Después de todo Henri ocupaba el puesto que antes habían ocupado su padre y su abuelo en el Museo de Historia Natural de París (donde además había nacido, ya que su padre tenía un piso allí).
Basándose en el espectro de las sales de uranio, en el que había trabajado como ayudante de su padre, había llegado a la conclusión (completamente errónea) de que su fosforescencia tenía que ser de longitudes de onda particularmente cortas, esto es, de gran poder de penetración, como los rayos X de Röntgen. Por tanto, basándose en esta hipótesis falsa diseñó sus experimentos. Así los describió el 24 de febrero de 1896 en una sesión de la Academia:
“Se envuelve una placa fotográfica de Lumière de gelatina de bromuro en dos hojas de papel negro muy pesado, de manera que la placa no se ve expuesta a la luz del Sol durante un día.
Se deja una placa de la sustancia fosforescente sobre el papel, por la parte de fuera, y se expone al conjunto al Sol durante varias horas. Cuando se revela después la placa, se descubre la silueta de la sustancia fosforescente, apareciendo en negro en el negativo. Si se coloca entre la sustancia fosforescente y el papel una moneda o una hoja de metal agujereada con algún dibujo, se puede ver que la imagen de estos objetos aparece en el negativo.
Podemos, en consecuencia concluir que la sustancia fosforescente en cuestión emite radiaciones que penetran papel opaco a la luz y reducen las sales de plata.”
En este punto vemos que una hipótesis (falsa) parece estar siendo “confirmada” por la experiencia.
Y aquí es donde estriba el quid de la cuestión. A pesar de que sus elucubraciones teóricas no iban demasiado bien encaminadas, Becquerel era muy escrupuloso en sus observaciones y muy cuidadoso en sus planteamientos experimentales, por lo que estaba preparado para lo que ocurriría a continuación. Su forma de trabajar le permitiría atrapar la suerte.
En la sesión siguiente de la Academia, el 2 de marzo, Becquerel informa de unos hechos aún más sorprendentes que los ya expuestos. El 26 de febrero se disponía a continuar con sus experimentos pero, cuando ya estaba todo preparado, se había nublado el día, así que guardó placa fotográfica y sal de uranio en un cajón. Como el tiempo no había cambiado en varios días , decidió revelar la placa esperando encontrar imágenes muy débiles. Increíblemente encontró siluetas fuertes, ¡sin intervención de la luz solar! La “fosforescencia invisible”, como la llamó Becquerel, la radioactividad, había sido descubierta.
La sistematización científica
Que la práctica científica consiste parcialmente en formular hipótesis y contrastarlas, eso no lo pone nadie en duda. Pero una cosa en la que los científicos modernos son educados de forma sistemática es en el control riguroso de sus experimentos y en el conocimiento de las hipótesis auxiliares implícitas, con objeto de poder detectar cuándo un suceso es extraño. No sólo eso, en muchas ocasiones es necesaria la participación de especialistas de distintos campos para asegurar que esto quede garantizado.
Además al científico, a los equipos de científicos multidisciplinares realmente, se le pide que sean inquisitivos, sagaces y que, como reza uno de los mantras de un famoso cuerpo militar de élite, esperen lo inesperado. Algo mucho más distribuido que el lineal método hipotético-deductivo.
Pasteur dijo “la suerte sonríe a la mente preparada”. La ciencia moderna lo que intenta es que esa preparación sea sistemática tejiendo redes para que, en el caso de que salte la suerte, pueda atraparse.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
Juan C.
La ciencia ha refinado el método, de hecho si nos damos cuenta lo tratado por Becquerel parece más un recetario de cocina que un desarrollo científico riguroso!!… es más te comento que muchos aspectos de la física han sido descubiertos y predichos sin haber hecho experimento alguno basándose solo en aspectos netamente teóricos, como el caso de la antimateria o los agujeros negros o incluso el recién descubierto Bosón de Higgs. En el caso de la antimateria, la existencia de esta fue predicha solo matemáticamente y en efecto después de muchas décadas fue descubierta. Ahora teniendo en cuenta esto.. te pregunto: ¿dónde queda la suerte en este caso? 😀 😀
César
1 Discrepo. Lo de Becquerel, desde el punto de vista experimental, era lo más riguroso que se podía ser a finales del siglo XIX.
2 El destacar sólo éxitos en las predicciones se llama falacia de la evidencia incompleta o cherrypicking. El LHC no ha encontrado evidencias de supersimetría, por ejemplo.
3 La predicción de la existencia del positrón es, precisamente una historia de suerte y de décadas, nada: la detección oficiosa precede a la teoría oficial y la detección oficial se hace sólo meses después de la predicción oficial. Si Dirac no lo hubiese predicho habría sido un descubrimiento puramente experimental debido a la creciente proliferación de las cámaras de niebla.
Dirac obtenía en 1928 un resultado matemático de carga positiva y energía negativa, pero no se atrevió a proponer la existencia de una partícula. Stuekelberg llegó a decir que lo que ocurría era que el electrón andaba hacia atrás en el tiempo (una idea que tomó prestada después Feynman en los diagramas de su nombre). Tan poco clara estaba la predicción que de hecho se detectaron varias veces ¡ya en 1929! en experimentos con cámaras de niebla, sin identificarlo.
Tras muchas críticas a la teoría, fundamentalmente de Oppenheimer, Dirac da el paso y dice que debe existir un anti-electrón ¡en septiembre del 31!. A finales de ese año los del Cavendish ya saben que lo tienen detectado; se les adelanta Anderson en la publicación en agosto del 32.
4 La historia de la ciencia está llena de predicciones teóricas, que fueron «confirmadas» por la experiencia y que perduraron siglos, para después verse apartadas por teorías posteriores.
– flogisto
– calórico
– éter luminífero
– física newtoniana (quizás la predicción más espectacular de la física newtoniana fue el descubrimiento de Neptuno)
Los que nunca pasan son los descubrimientos experimentales en ensayos bien diseñados.
5 En los trabajos teóricos hay suerte como en los experimentales: el comentario oportuno, el paper que llega, el libro que se encuentra abierto, el avión que se retrasa y que te permite conocer a un matemático. Nada es tan lineal, perfecto y acabado como las historias nos hacen ver.
En el caso del famoso paper de Higgs de 1964, éste fue fruto de las críticas de Gilbert al primero y más tibio de Higgs. Pero da igual, porque el trabajo fundamental de Weinberg 1967 en el que demostraba como podía emplearse el mecanismo de Higgs para romper la simetría electrodébil y dotar de masa a los fermiones, ¡pasó completamente desapercibido hasta 1971 que lo redescubren Veltman y ‘t Hooft por puñetera casualidad! En 1974 todavía se decía que los resultados de Higgs (y toda la demás panda del 64) eran matemáticamente correctos, pero que no se veía como podían ser una descripción de la naturaleza.
Respecto a los agujeros negros y la teoría de la que derivan, la teoría general de la relatividad, quizás sepas que es la TGR de Einstein de pura chiripa. Con las políticas de «due credit» de hoy David Hilbert también tendría su nombre en ella. Si Hilbert hubiera sido más ambicioso, seguramente sería sólo suya.
Jesús Zamora
«Si el falsacionismo fuese una descripción adecuada del acontecer cotidiano en la ciencia, ahí debería haber quedado la relación entre fosforescencia y rayos X».
No veo qué quieres decir exactamente con esto.
Saludos
César
Dudé sí incluir el adjetivo «naif». Leyendo este breve texto de Wagensberg http://www.elperiodico.com/es/noticias/opinion/la-matematica-no-es-ciencia-2405757 creo que podría quedar más clara mi intención. Le cito: «La menor contradicción entre una teoría científica y la realidad es suficiente para acabar de un plumazo con una verdad que ha estado vigente durante siglos y con la opinión de la academia más honorable.»
En la visión idealizada falsacionista del método científico, de la que este texto de Wagensberg es un ejemplo, al no haber correspondencia entre fosforescencia y rayos X en una serie de experimentos bien planteados, quedaría descartada la hipótesis completamente en un mundo ideal. En el mundo real Becquerel, a pesar de ello, razona mal y encuentra motivo para abundar en la misma idea.
Jesús Zamora
Ok. Exacto, con «naif» creo que habría quedado más claro. Al fin y al cabo, ninguna teoría es directamente falsable, sino que sólo lo es al añadirle un montón de otras hipótesis (tesis de Duhem). De modo que Becquerel tampoco lo hizo tan mal: simplemente, pensó que la causa por la que no salían los experimentos era alguna otra, no que su teoría fuera incorrecta.
Saludos
(Por cierto, Wagensberg tiene más peligro que un toro en una cristalería)
🙂
César
Efectivamente. Lo de las hipótesis auxiliares lo traté algo aquí http://zientziakultura.com/2013/04/23/provisional-y-perfectible/
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Víctor Guisado
Hola, una pregunta. Al principio, en el párrafo donde habla de la presentación que hizo Poincaré en la Academia de Ciencias de París, cuando dice: «La exposición que hizo incluía una descripción del origen de estos rayos desconocidos (rayos X) en la franja luminosa de la pared que recibía el flujo catódico en un tubo de vacío.», ¿significa que los rayos con origen en el tubo catódico incidían en la pared creando una banda luminosa? ¿Y que Poincaré situó en esta banda luminosa la fuente de los rayos X al hablar ante los académicos? Gracias y muy buen artículo.
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