La ciencia y nuestra búsqueda de buenas explicaciones

Jan 16 2023
¿Qué pensaban nuestros antepasados ​​sobre el sol? Seguramente no sabían que era una enorme esfera de plasma ardiente que es 109 veces más grande que la Tierra y es similar a los pequeños puntos blancos parpadeantes que vemos en el cielo nocturno. ¿Qué pensaron cuando vieron la vía láctea? ¿Qué pasa con los cometas? ¿Qué pasa con las auroras? La vía láctea es lo suficientemente loca, y mucho menos las lluvias de meteoritos y las auroras.
La galaxia de la vía láctea

¿Qué pensaban nuestros antepasados ​​sobre el sol? Seguramente no sabían que era una enorme esfera de plasma ardiente que es 109 veces más grande que la Tierra y es similar a los pequeños puntos blancos parpadeantes que vemos en el cielo nocturno. ¿Qué pensaron cuando vieron la vía láctea? ¿Qué pasa con los cometas? ¿Qué pasa con las auroras? La vía láctea es lo suficientemente loca, y mucho menos las lluvias de meteoritos y las auroras. Nuestros antepasados ​​estaban limitados por sus sentidos para dar sentido al mundo que los rodeaba. No tenían otras herramientas aparte de las que les otorgó la evolución.

Nuestro universo está lleno de maravillas. La Vía Láctea es el objeto más masivo que podemos ver a simple vista. Incluye cientos de miles de millones de estrellas unidas por su gravitación mutua a lo largo de miles de años luz. Con la ayuda de los telescopios, podemos ver más galaxias que estrellas en la Vía Láctea. Algunos fenómenos son incluso más grandiosos que la Vía Láctea. Una explosión de supernova puede tener el brillo de 10 mil millones de soles y puede devastar todos los planetas de su sistema. Sin embargo, debemos nuestra existencia a las supernovas, ya que son la fuente de la mayoría de los elementos. Una explosión de supernova dura meses antes de desvanecerse. Sin embargo, existe otro fenómeno llamado explosión de rayos gamma que tarda solo unos segundos en liberar la misma cantidad de energía que una supernova y, por lo tanto, puede ser mil millones de veces más luminosa que las supernovas más brillantes. Los cuásares son otra clase de gigantes cósmicos que se alimentan de estrellas alimentadas por agujeros negros supermasivos. La energía gravitacional regresa en forma de chorros de partículas de alta energía y puede eclipsar a una supernova durante millones de años a la vez.

Cada uno de estos fenómenos está ocurriendo en un universo en expansión implacable que comenzó hace unos 13.700 millones de años con una explosión, a la que llamamos Big Bang, que hace que todos los fenómenos discutidos anteriormente sean insignificantes en comparación. Y todo el universo es solo una pequeña parte del multiverso, que constituye una gran cantidad de tales universos.

Naturalmente, después de escuchar todo esto, me viene una pregunta a la mente. Bueno, ¿cómo sabemos todo esto? ¿Cómo sabemos que la gran esfera amarilla que vemos durante el día es similar a los puntos fríos y centelleantes en el cielo nocturno? Nadie ha estado nunca en la superficie de una estrella. Entonces, ¿cómo podemos predecir la temperatura de la estrella con tanta precisión? Y mucho menos la temperatura, ¿cómo podemos saber la edad del propio universo con tanta precisión? ¿Cómo sabemos acerca de los fenómenos que ni siquiera podemos ver? Bueno, los conocemos solo por la teoría.

Entonces, ¿qué es una teoría científica?

Para decirlo sin rodeos, las teorías científicas son explicaciones sobre cómo se comportan las cosas. Pero entonces, ¿de dónde vienen estas explicaciones? ¿Se deduce de nuestros sentidos? Bueno, sí y no.

Durante mucho tiempo creímos que deducíamos estas explicaciones de nuestros sentidos, lo cual es una doctrina filosófica conocida como empirismo. Presentada por los filósofos del siglo XVII John Locke, Francis Bacon y David Hume, la idea central del empirismo es que el conocimiento proviene principalmente de las experiencias sensoriales. Locke presentó una propuesta en 1689 en el "Ensayo sobre el entendimiento humano" de que los humanos nacen sin ningún conocimiento previo de cómo funcionan las cosas. En cambio, el cerebro humano es como un "papel en blanco", una especie de lienzo en blanco, y se llena lentamente con las experiencias que obtienen de las entradas sensoriales. Otra metáfora es que leemos el conocimiento del libro de la naturaleza. O más bien, la naturaleza escribe el conocimiento en nuestro 'libro blanco'.

David Deutsch, un físico británico, argumenta en su libro 'El comienzo del infinito' que creamos esas teorías basadas en ideas existentes, en nuestra búsqueda interminable de buenas explicaciones. Para citarlo directamente,

“Las teorías científicas no se 'derivan' de nada. No los leemos en la naturaleza, ni la naturaleza los escribe en nosotros. Son conjeturas, conjeturas audaces. La mente humana los crea reorganizando, combinando, alterando y agregando ideas existentes con la intención de mejorarlas. No comenzamos con el 'libro blanco' al nacer, sino con expectativas e intenciones innatas y una capacidad innata para mejorarlas usando el pensamiento y la experiencia”.

También argumenta que el papel de la observación es diferente del propuesto por los empiristas. Es elegir entre teorías ya adivinadas, no formarlas. En otras palabras, la observación y el experimento solo nos ayudan a refutar argumentos.

Sin embargo, a pesar de equivocarse en una idea central, el empirismo proporcionó una sólida posición para la ciencia experimental. Al ir en contra de la autoridad de las Sagradas Escrituras y del argumento tradicionalmente creído de que todo lo que es importante para nosotros ya lo sabemos, el empirismo fue un gran paso adelante en la búsqueda de buenas explicaciones.

Pero ahora surge otra pregunta, ¿cómo podemos saber algo si no se deriva de nuestra experiencia? ¿Cómo sabemos siquiera que las deducciones hechas, que difieren de nuestra experiencia, son verdaderas? Ni siquiera podemos aprender sobre la geografía de Marte a partir de los experimentos realizados en la Tierra. Entonces, ¿por qué pensamos que podemos aprender sobre la física de todo el universo a partir de los experimentos realizados en la Tierra?

Tradicionalmente, se creía que la repetición era la clave. Que cuantas más veces se cumpla cualquier predicción de cualquier fenómeno, más aumentará la probabilidad de que siempre sea cierto. Este tipo de razonamiento se conoce como inferencia inductiva y el enfoque para formar leyes científicas con él se conoce como inductivismo. Sin embargo, había y todavía hay dos problemas importantes con el inductivismo.

Uno, el inductivismo trata de explicar la ciencia a través de predicciones sobre experiencias. Sin embargo, el conocimiento teórico y las explicaciones científicas no se tratan de nuestras experiencias. Se trata de la realidad que rara vez consiste en nuestras experiencias. La astrofísica no se trata de nuestra experiencia de mirar el cielo nocturno, sino de qué es la luna, qué son las estrellas, su formación, su composición, su luminosidad, el sistema estelar del que provienen, etc. La mayoría de esas cosas nunca se han observado. Dado que no hemos observado la formación o la composición de las estrellas, ¿cómo podríamos haber deducido acerca de ellas a partir de nuestras experiencias? El inductivismo no logra explicar cómo podríamos haber sabido que los distantes puntos blancos centelleantes en el cielo son de hecho lo que decimos que son.

Dos, el inductivismo se basa en la suposición de que la teoría científica predice que "el futuro se parecerá al pasado" o "lo invisible se parece a lo visto" y, por lo tanto, deduce en consecuencia. Pero en realidad, el futuro depara muchas cosas que nunca se han experimentado en el pasado. Después de la fabricación de las bombas atómicas, la explosión de fisión nuclear fue diferente a todo lo que los humanos habían experimentado antes. Pero la teoría predijo cómo ocurriría la explosión, el rendimiento de la explosión y muchas más cosas antes de que se experimentara. Incluso en la vida cotidiana, experimentamos muchas cosas nuevas y cuando decimos 'el futuro se parece al pasado', solo estamos eligiendo las experiencias que respaldan la afirmación e ignorando todos los demás 'fenómenos nuevos' que ocurren. Ese es un ejemplo clásico de sesgo de confirmación.

Ahora podría volver a preguntar: “Entonces, ¿cómo formamos teorías científicas? ¿De dónde se derivan nuestras explicaciones? David Deutsch, en 'El comienzo del infinito' escribe:

“Descubrir una nueva explicación es inherentemente un acto de creatividad. Para interpretar los puntos en el cielo como esferas al rojo vivo de un millón de kilómetros, primero se debe haber pensado en la idea de tales esferas. Y luego hay que explicar por qué se ven pequeños y fríos… y no se caen. Tales ideas no se crean a sí mismas, ni pueden derivarse mecánicamente de nada: deben adivinarse, después de lo cual pueden criticarse y probarse”.

Karl Popper, el filósofo de la ciencia del siglo XX, propuso la idea de que el método científico consiste en adivinar hipótesis o "conjeturas", que luego se someten a pruebas rigurosas o "refutaciones" para refutarlas. Según Popper, buscar evidencias que refuten una teoría es una forma más científica de obtener una buena teoría, en lugar de encontrar evidencias que la apoyen. Esta forma de formar nuevas teorías y probarlas tratando de refutarlas se conoce como falsificación. Es el principio clave del método científico.

Entonces, volviendo a nuestra pregunta original, ¿cómo sabemos que el sol es una estrella y que hay miles de millones de estrellas más masivas que el sol? ¿Cómo sabemos acerca de otras galaxias, agujeros negros, supernovas y cualquier otro fenómeno fascinante? ¿Cómo podemos describirlos tan elegantemente? La respuesta se encuentra en el corazón de la filosofía de la ciencia. La verdadera fuente de nuestras teorías son las conjeturas. Combinando conjeturas con críticas y refutación, podemos obtener un conocimiento real sobre el universo. El experimento y la observación nos ayudan a refutar las teorías en lugar de formar otras nuevas. Sabemos sobre el sol, las estrellas, las galaxias y todos los demás objetos más grandiosos a través de teorías que se formaron a través de conjeturas y se probaron mediante refutaciones.

Siempre nos faltarán en nuestras explicaciones sobre el universo. Pero con la ayuda de la ciencia y el método científico, estaremos cada vez más cerca de la verdad. Tenemos que renunciar a las ideas que creemos que son verdaderas y aventurarnos en lo desconocido en busca de mejores explicaciones y teorías. Esta es nuestra búsqueda de buenas explicaciones.

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