Bookmark and Share

El Error y la Naturaleza de la Ciencia

Douglas Allchin

articlehighlights

El entender cual es la naturaleza de la ciencia, especialmente cómo yerran los científicos, es una herramienta esencial para

  • medir la credibilidad y el alcance de las declaraciones científicas;
  • percibir el alcance de estas declaraciones; y
  • tomar decisiones personales y públicas

March 2004

Allchinphoto1.jpg

Einstein predijo en 1907 que la luz se dobla en un campo gravitacional. Hoy en día, los telescopios en la Tierra pueden capturar la luz doblandose alrededor de objetos masivos en el espacio. Fuente: hubble.org de NASA.

Saber como opera la ciencia es la clave para poder comprender sus conceptos.

La información científica es abundante. Cada día se dan a conocer nuevos descubrimientos. Imaginemos un estudio que establece una conexión entre las vacunaciones y el autismo en los niños: ¿Debería confiar uno en ese estudio? Algunos líderes gubernamentales le quitan importancia a los efectos del calentamiento global. Otros declaran que los materiales de desecho peligrosos han sido procesados adecuadamente. Los medios de comunicación reportan un estudio que indica que los teléfonos celulares pueden causar daños al cerebro. Nuestras decisiones diarias, tanto en la vida pública como en la privada, están impregnadas por la ciencia. Nadie puede ser un experto en todo. Por eso, el reto es (y es particularmente importante que los educadores aprecien esto) aprender como manejar esta información. Los conceptos científicos básicos proveen un marco de referencia. Pero uno también debe saber sobre la ciencia misma, cómo se llevan a cabo las investigaciones, cómo se justifican las conclusiones, y hasta cómo los científicos a veces cometen errores o se ven influenciados por sesgos culturales. Este entendimiento más profundo de la naturaleza de la ciencia puede ayudarnos a evaluar la confiabilidad o fiabilidad de las declaraciones.

Estableciendo un perfil de la naturaleza de la Ciencia

La observación viene de diferentes ángulos.

¿Cuáles son las características más importantes de la naturaleza de la ciencia que debemos conocer? El consenso reciente resalta las siguientes:

  • Los científicos piensan en forma crítica sobre las declaraciones. La evidencia empírica es su estándar final.

  • Los científicos usan una variedad de métodos: las hipótesis, por ejemplo, así como la analogía y la inducción. Algunos recolectan observaciones; otros creativamente reconocen patrones en los datos. La imaginación, el razonamiento lógico, el azar, y el pensamiento interdisciplinario pueden ser todos importantes.

Los científicos respaldan sus hallazgos con múltiples líneas de evidencia.
  • La observación puede a veces ser mejorada por medidas cuantitativas, por comparación (especialmente con controles que aíslan los efectos de las variables individuales o que ayudan a distinguir las correlaciones de las causas) y por medio de la representación gráfica y el análisis estadístico, los cuales resumen los patrones encontrados en los datos y las probabilidades de error.

  • Los datos no hablan por sí mismos. Al contrario, los científicos interpretan los resultados y, a veces, esas interpretaciones están sesgadas por las perspectivas teoréticas o culturales.

  • Las declaraciones científicas varían en su nivel de certeza. No existe ningún método que garantice las respuestas o la certeza absoluta. Sin embargo, las líneas múltiples de evidencia ayudan a reforzar a muchas declaraciones. Aún así, algunos problemas importantes pueden permanecer sin resolver. En algunos casos, los científicos pueden justificadamente no estar de acuerdo.

  • La ciencia es una actividad humana. Algunos científicos están motivados por la curiosidad o por la pasión de resolver problemas, mientras que a otros los motiva la ganancia económica o la ambición. Algunos colaboran mientras que otros compiten.

La ciencia trabaja con hechos, no valores.
  • El conocimiento se desarrolla históricamente. Algunos conceptos cambian dramáticamente.

  • La ciencia resuelve solo los problemas de los hechos, no de los valores. Sin embargo, la práctica de la ciencia y sus resultados posee dimensiones morales.

  • La ciencia por lo general se dedica a describir y a explicar al mundo. La tecnología difiere en que ella busca adaptar a ese conocimiento del mundo.

Algunas afirmaciones están basadas en principios poco sólidos.

Muchas de las características de la naturaleza de la ciencia son expresadas en términos de ideales o propósitos. Estos se entienden como reglas que típicamente apoyan el avance del conocimiento y su confiabilidad. Debemos reconocer, por supuesto, que la práctica actual de la ciencia no siempre alcanza este ideal. Por ejemplo, nadie apoyaría a los informes científicos fraudulentos, aunque estos ocurren ocasionalmente. Similarmente, podemos desear que se eliminen las preconcepciones teóricas que afectan negativamente a nuestra forma de pensar. Sin embargo, las mentes humanas son difíciles de entrenar en esta área. A pesar de esto, a veces las obligaciones teóricas han ayudado a motivar a los investigadores o a guiarlos en el rechazo de las excepciones. Por ejemplo, la creencia generalizada del diluvio bíblico guió a los geólogos en el Siglo 19 a estudiar y catalogar enormes piedras que fueron supuestamente movidas por las aguas del diluvio. Solo mucho después otros investigadores fueron capaces de interpretarlas como erráticas de los glaciares. Es ese tiempo, ¿quién hubiera podido imaginarse a inmensos ríos de hielo empujando a estas enormes piedras cientos de kilómetros desde la roca madre que las originó? Sin embargo, una vez conocida la geografía de las erráticas, el concepto de los glaciares fue más fácil de desarrollar.

La Provisionalidad y el Error

¿Puede la ciencia ser falible y la vez ser confiable?

Quizás la característica más central de la naturaleza de la ciencia involucra a la autoridad científica. Podríamos recordarnos que las declaraciones científicas son tentativas y falibles. Sin embargo, el reconciliar a estas declaraciones con otras que la ciencia ofrece como una base confiable para la acción puede ser problemático. Necesitamos una descripción completa sobre el error científico.

La brecha causada por la falta de certeza y por la falibilidad puede presentar una poderosa cuña persuasiva para los ideólogos políticos. He aquí algunos ejemplos:

Algunas personas utilizan esta falibilidad para desprestigiar a la ciencia.
  • Los creacionistas alegan que la evolución es “solo una teoría” y tratan de utilizar el ideal del escepticismo para insertar sus propias ideas, empíricamente mal fundadas, bajo el manto autoritativo de la ciencia.1 (Ver la sección “learn more” al final del artículo en inglés).

  • Otros, con intereses económicos en mente, han apelado a lo incompleto de la ciencia para argumentar que las preocupaciones sobre el calentamiento global y el cambio climático son prematuras, a pesar de un creciente consenso científico.2 (ver el primer enlace en la sección “learn more.”) Estos casos subrayan la necesidad del desarrollo de habilidades en la evaluación del contexto y del potencial de error en la ciencia. El considerar como ciertas o como erróneas las declaraciones sobre, por ejemplo, la seguridad de los teléfonos celulares o de las líneas de alto voltaje, tiene implicaciones muy grandes.

A pesar de que la ciencia puede proveer información de importancia para nuestras vidas, ella también puede errar, trayendo resultados sociales importantes, tal y como se ha documentado en varios casos históricos dramáticos:

Otros utilizan prejuicios o sesgos raciales en sus afirmaciones científicas.
  • A principios del Siglo 20, los científicos no estaban de acuerdo en la causa de la pelagra, una enfermedad prominente en las zonas rurales del sur de América. Algunos contendían que era causada por una deficiencia alimenticia, mientras otros decían que era causada por un germen o microbio. Cada teoría apuntaba a un curso de acción pública diferente. Se estableció una comisión independiente para resolver científicamente el debate. Esta comisión estaba liderada por Charles Davenport, director del prestigioso Laboratorio de Cold Spring Harbor.3 Ultimadamente, la comisión concluyó que la pelagra era de origen genético. En retrospectiva, podemos ver a los sesgos de Davenport. El era un racista y un eugenésico, que veía el problema de los pobres como si su pobreza era su propia falta, no causada por las condiciones sociales. La conclusión “científica” fue errónea, aunque se mantuvo como la base para las políticas de acción por muchos años. Más tarde, Joseph Godberger identificó a la pelagra como una deficiencia vitamínica. La evidencia de Davenport parecía apoyar a su teoría porque las personas de la misma familia tendían a compartir la misma dieta empobrecida.
Errores en afirmaciones científicas pueden permanecer por décadas.
  • Davenport también tuvo mucha influencia en la concepción de que la inteligencia era hereditaria (medida por los IQ, o cocientes de inteligencia en sus siglas en inglés). Las implicaciones sociales incluyeron el control de los derechos reproductivos de los inmigrantes y la eugenesia. ¿Deberíamos prevenir que las personas con “debilidad mental” tengan hijos, en base al “hecho científico” que ellos solo van a producir a más “débiles mentales” y crear una carga para la sociedad? ¿Son los individuos de ciertas regiones geográficas o razas inherentemente inferiores mentalmente, de manera tal que el gobierno debería limitar su entrada al país? Davenport estudió a muchas familias y presentó sus resultados en términos de pedigríes genéticos. El persuadió a mucha gente a creer que la falta de inteligencia era genética, no un producto del ambiente y de una educación deficiente, y que era compartida por generaciones sucesivas de la misma familia. El resultado de las declaraciones “científicas” de Davenport y de otros resultaron en cuotas de inmigración y en legislación de esterilización, las cuales permanecieron activas por décadas.

Estos dos casos de error histórico subrayan la importancia social de entender el potencial del error científico. Ellos también proveen ideas de cómo analizar las declaraciones científicas para detectar estos errores. Entonces, una comprensión completa de la ciencia incluye el entender como la ciencia puede errar y como estos errores son descubiertos y remediados.

La ciencia real consiste en un sistema de chequeos y balances.

Los errores en la ciencia (es decir, en la ciencia verdadera, no en la ciencia idealizada) varían considerablemente. Algunos pueden ser relativamente pequeños, como por ejemplo, el fallar en seguir apropiadamente un protocolo experimental, observar a una muestra demasiado pequeña (que no representa al todo), o pasar por alto un control relevante. Los científicos generalmente aprenden a reducir estos errores durante sus aprendizajes en los laboratorios. Pero el marco social de la ciencia también provee una válvula de seguridad importante. Una comunidad de científicos, cuando ésta refleja las perspectivas contrastantes, funciona como un sistema extenso de chequeo y balance. Es importante saber que no todo lo que es publicado se convierte en hecho aceptado.

Los errores pueden ser fáciles o difíciles de encontrar y corregir.

Otros errores son más profundos y difíciles de encontrar o de corregir. Así como los errores de Davenport, estos errores pueden verse disfrazados en suposiciones culturales comunes. Aquellos que utilizan a las conclusiones científicas deben estar tan alertas a los posibles errores como los científicos mismos. Entonces, una herramienta crítica importante es el conocer a los diferentes tipos de errores. Aquí se presenta un marco de referencia para la clasificación y para poder pensar sobre estos tipos de errores, los cuales varían en sus efectos desde la pequeña hasta la gran escala:

Materiales

  • Uso inapropiado de materiales (muestra con impurezas, cultivo contaminado);Procedimiento inapropiado (protocolo experimental inapropiado, habilidad técnica pobre);
  • Fenómeno influenciado por el observador;
  • Dos fenómenos diferentes combinados debido a la falta de distinción experimental.

De Observación

  • Controles insuficientes (efectos o causas mal colocadas);
  • Comprensión incompleta de cómo funciona el instrumento o el método de observación;
  • Sesgo perceptual (observaciones “sobrecargadas de teoría,” necesidad de estudio ciego doble);
  • Muestra pequeña o no representativa.

Conceptual

  • Error de razonamiento (error computacional o de lógica, confusión entre correlación u causación);
  • Error en las suposiciones o en la información de base;
  • Demasiada generalización (alcance de explicación injustificado);
  • Falta de explicaciones alternativas (creatividad limitada);
  • Sesgo psicológico de confirmación.

Social

  • Fallas en la comunicación (publicación en medio poco conocido, problemas de traducción);
  • Fraude, arbitraje técnico deficiente y otros errores de juicio en la credibilidad;
  • Sesgos cognitivos socioculturales (género, origen étnico, clase económica, etc.)
  • Pobre educación en ciencia, pobre periodismo científico.

El remedio para la provisionalidad en la ciencia es el análisis activo de los errores potenciales, guiado por un conocimiento de los tipos de error. El análisis puede calificar al alcance o a la certeza de las conclusiones y guiar así a las políticas.

Estrategias de Enseñanza

Una solución es hablar acerca de la naturaleza de la ciencia.

La enseñanza sobre el tema de la naturaleza de la ciencia (y del error en particular) requiere un cambio de énfasis. No se puede alcanzar un conocimiento científico completo solo por medio del contenido científico. Las lecciones sobre la naturaleza de la ciencia deben ser insertadas en el currículum estandarizado y reforzadas regularmente de manera tal que promuevan hábitos de la mente. Varias estrategias pueden ser de utilidad:

El laboratorio es un buen lugar para aprender acerca de la naturaleza de la ciencia.

Ejercicios de laboratorio y reflexión activa
Muchas ideas sobre la naturaleza de la ciencia están incluidas implícitamente en los ejercicios de laboratorio, los cuales han sido parte de la educación en ciencia por mucho tiempo. Sin embargo, los educadores pueden profundizar estas lecciones al hacerlas explícitas. En particular, la reflexión activa de los estudiantes y la discusión interactiva pueden ayudar. La investigación personal ofrece ocasiones poderosas para aprender sobre la relevancia de los datos empíricos, para evaluar la necesidad de controles, y para evitar tomar decisiones apresuradas sobre las causas basándose solamente en la correlación.

Los ejercicios del tipo “caja negra” o las actividades de “imitación forense” (ver los enlaces en la sección “get involved” de la versión en ingles de este artículo) pueden resaltar, hasta en formas entretenidas, la construcción de modelos, la prueba de modelos, la interpretación de la evidencia y la revisión de modelos, y mostrar como cada uno de ellos contribuye al proceso de investigación tipo ciego y prueba-y-error.

Estudios de casos históricos presentan otra oportunidad.

Casos estudio históricos y actuales
Se pueden obtener lecciones mas profundas por medio del estudio del trabajo de científicos reales. Varios grandes descubrimientos del pasado ofrecen grandes oportunidades para disecar el proceso de la ciencia.4 uno puede retar a los estudiantes usando las preguntas o los datos provenientes de científicos famosos, con el fin de que puedan apreciar por si mismos como funciona la ciencia. La historia es especialmente importante para exhibir los contextos sociales y culturales de la ciencia y para observar como los errores fueron resueltos posteriormente.

Eventos actuales también ofrecen investigaciones oportunas.

Los eventos actuales también proveen buenas oportunidades para el aprendizaje. Por ejemplo, mientras escribo este artículo, los medios de comunicación están reportando sobre un estudio en 1998 que correlacionó la vacunación de los niños con la presencia del autismo. El estudio utilizó una muestra pequeña (12 niños) y dependió substancialmente en la memoria de los padres. Este estudio ha sido ampliamente desacreditado. Ahora, la aparición de un conflicto de interés por parte del autor principal ha causado la retracción formal de la publicación original. Este caso ofrece una oportunidad excelente para presentar y discutir los problemas de credibilidad, diseño experimental, motivos y ética profesional.

Muchos programas de televisión de alta calidad, tal y como el programa NOVA, también ofrecen vistazos a la naturaleza del lado humano de la ciencia. Los educadores pueden ayudar a los estudiantes a ahondar más allá de la respuesta inmediata de asombro (el “oh-ah!”), basada en la ciencia misma, y considerar la naturaleza de la ciencia como una actividad humana compleja.

Hay que ser selectivo con los programas de televisión para asegurarnos que cubren la verdadera ciencia.

Nota de cautela: Muchas presentaciones públicas sobre la ciencia son excesivamente dramatizadas. Uno debe mantener una distancia crítica frente a las descripciones que monumentalizan a los héroes o que tratan de obtener “lecciones reales” en base a una historia idealizada. Para que un caso pueda avanzar el entendimiento sobre la naturaleza de la ciencia (y no ser simplemente una celebración ciega de sus logros), debe ser honesto acerca de sus debilidades, sobre los pasos erróneos tomados y sobre el contexto humano de la ciencia.

Repitiendo la lección periódicamente
Finalmente, tal y como lo es con cualquier tema importante, el aprendizaje se hace más profundo con la exposición repetida. Una lección breve dedicada a la naturaleza de la ciencia, especialmente con estudiantes de poca experiencia al comienzo del año escolar, no va a ser suficiente. En vez, pequeñas lecciones y comentarios, presentados a lo largo del año escolar, ayudan a crear un entendimiento más duradero.

El Dr. Douglas Allchin es un historiador y filósofo sobre biología en la Universidad de Minnesota. El es editor del Centro de Recursos SHiPS (Sociología, Historia y Filosofía de la Ciencia) para educadores que usan la historia y la filosofía en las aulas de clase de ciencia (www1.umn.edu/ships). Recibió su doctorado en historia y filosofía de la ciencia de la Universidad de Chicago.
http://www.tc.umn.edu/~allch001/

El Error y la Naturaleza de la Ciencia

Estas referencias están en inglés. Las referencias no han sido traducidas al español dado que la mayoría de los artículos citan fuentes en el idioma inglés.

  1. Milner, Perspectives on Science 9:38-59. http://www.tc.umn.edu/~allch001/papers/e-types.pdf (accessed March 5, 2004) ’ Allchin, D. 2003. “Scientific Myth-Conceptions.” Science Education 87:329-351. http://www.tc.umn.edu/~allch001/papers/myth.pdf (accessed March 5, 2004)
  2. Chanton, J. October 2002. “Global Warming & Rising Oceans.” http://www.actionbioscience.org/environment/chanton.html (accessed March 10, 2004)
  3. About Charles Davenport: http://www.amphilsoc.org/library/guides/glass/davenpo.htm (accessed March 5, 2004) May 3, 2011, no longer available.
  4. Allchin, D. 2001. August 2002. “Tapping Into the Pulse of History.” http://www.actionbioscience.org/education/allchin.html (accessed March 5, 2004)

Referencias generales

  • » Allchin, D. 2001. “Error types.” Perspectives on Science 9:38–59. http://www.tc.umn.edu/~allch001/papers/e-types.pdf (accessed March 5, 2004)
  • » Allchin, D. 2003. “Scientific Myth-Conceptions.” Science Education 87:329–351. http://www.tc.umn.edu/~allch001/papers/myth.pdf (accessed March 5, 2004)
  • » Bauer, H. H. 1992. Scientific Literacy and the Myth of the Scientific Method. Urbana, IL: University of Illinois Press.
  • » Guinta, C. J. 2001. “Using history to teach scientific method: the role of errors.” Journal of Chemical Education, 78:623-627.
  • » Osborne, J., S. Collins, M. Ratcliffe, R. Millar, & R. Duschl. 2003. “What ‘ideas-about-science’ should be taught in school science? A Delphi study of the expert community.” Journal of Research in Science Teaching 40:692-720.

Advertisement



Understanding Science