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¿Naturaleza de la ciencia o naturaleza de las ciencias?

3 de enero de 2018

José Antonio Acevedo-Díaz
Inspector de Educación jubilado. Huelva, España
Mediante un constructo holístico de la naturaleza de la ciencia (NDC), que incluye sus componentes epistémicos y no-epistémicos, se analizan brevemente las diferencias y semejanzas entre las diversas ciencias al respecto, de un modo que resulta útil. Se muestra, con algunos ejemplos, que es en los componentes no-epistémicos donde se dan las semejanzas entre las distintas ciencias, mientras que algunas diferencias surgen en los componentes epistémicos, sobre todo en aquellos relacionados con los procesos de las indagaciones científicas.

Hace una década, en una revisión sobre el estado de la naturaleza de la ciencia (NDC) en la didáctica de las ciencias (Acevedo, 2008), planteé la pregunta que da título a este documento. Aunque ciertos rasgos de las diversas ciencias parecen ser diferentes, se ha investigado poco este asunto respecto a sus implicaciones sobre la comprensión de la NDC. Una excepción es el trabajo de Schwartz y Lederman (2008) respecto a lo que dicen científicos de diversas especialidades, con una amplia experiencia, sobre los aspectos epistémicos de la NDC; esto es, los conocimientos científicos producidos y los procesos de indagación científica. Según estos investigadores, sus resultados no apoyan con claridad la hipótesis de que existan grandes diferencias entre las diversas ciencias; atribuyen las encontradas a aspectos idiosincrásicos relacionados con la experiencia personal de los científicos participantes, más que a la especialidad de estos. En consecuencia, concluyen que, en general, no hay diferencias entre las disciplinas o los enfoques de investigación respecto a perspectivas amplias y generales de la NDC, argumentando que “existe el peligro de perder el ‘bosque a través de los árboles’ si esos matices son el centro de la enseñanza de la ciencia en lugar de las características generales más amplias de los contextos” (Schwartz y Lederman, 2008, p. 764). De otro modo, sugieren que hay que prescindir de los diversos detalles diferenciales de la NDC en la educación científica preuniversitaria.

Irzik y Nola (2011) se refieren al hecho de que cada ciencia tiene rasgos específicos y otros comunes con las demás ciencias, lo que cuestionaría que la NDC se deba abordar de un modo genérico y común para todas las disciplinas de ciencias. Estos filósofos de la ciencia señalan que: “la astronomía y la cosmología son muy diferentes de, por ejemplo, la química en el sentido de que no son disciplinas experimentales.” (p. 593). Asimismo, también apuntan lo siguiente:

Las teorías astronómicas (antes de los radiotelescopios) han apelado a las observaciones telescópicas humanas, pero la astronomía no es una ciencia experimental; los experimentos simplemente no son posibles en este campo. Consideremos la característica de hacer predicciones. La mayoría de las ciencias pretenden hacer predicciones, especialmente predicciones nuevas, pero no todas tienen éxito. Por ejemplo, la mecánica celeste es muy buena para predecir las posiciones de los planetas. Por el contrario, a pesar de que la biología evolutiva hace un trabajo maravilloso para explicar la evolución de las especies, no ha producido predicciones novedosas matemáticamente precisas. Del mismo modo, la sismología explica bien por qué ocurren los terremotos, pero hasta ahora no ha podido predecir cuándo sucederán los grandes terremotos, aunque tiene bastante éxito prediciendo sus ubicaciones. La sismología tampoco es una ciencia directamente experimental; no se experimenta manipulando terremotos (aunque haya técnicas elaboradas para la detección sísmica que no son experimentales en un sentido estricto). La física de partículas, por el contrario, es a la vez una ciencia observacional y experimental, y es muy buena explicando y prediciendo muchos fenómenos subatómicos. (Irzik and Nola, 2011, p. 596).

Otro aspecto que puede considerarse está relacionado con las leyes científicas en las diversas disciplinas (Acevedo-Díaz, 2017). Se ha señalado con frecuencia que las leyes de la biología son mucho menos frecuentes y de un tipo distinto, cuando las hay, que en otras ciencias. Por ejemplo, Dagher (2014, p. 210) apunta que: “A diferencia de la física, que incluye un gran número de leyes a priori, la biología tiene menos referencias a leyes caracterizadas de empíricas por los filósofos de la ciencia.”. Asimismo, la expectativa de generalización de las leyes en biología es bastante menor que en física o química, y también son distintas las reglas para su aplicación (McComas, 2015).

A lo anterior han aludido eminentes científicos como Mayr (2004), que sostiene que las leyes tienen un papel bastante pequeño en la construcción teórica de la biología si se compara con la física o la química. Y también Crick (1989), que lo expresa de la manera siguiente:

[…] La física es también diferente porque sus resultados pueden ser expresados con poderosas y profundas leyes generales que a menudo parecen contradecir la intuición general. En biología no hay nada parecido a la relatividad especial o general, ni a la electrodinámica cuántica o incluso a sencillas leyes de conservación como son las de la mecánica newtoniana: la conservación de la energía, de la cantidad de movimiento o del momento angular. La biología tiene sus «leyes», como las de la genética mendeliana, pero a menudo no son más que generalizaciones muy amplias con significativas excepciones. Se cree que las leyes de la física son las mismas en cualquier parte del universo. Es improbable que esto pueda aplicarse a la biología. No tenemos ni idea de en qué se parecerá la biología extraterrestre (si existe) a la nuestra […] (p. 158).

En resumen, de lo expuesto anteriormente se colige que hay un conjunto de aspectos que son característicos de algunas ciencias, pero no de otras.

Si consideramos los componentes del constructo NDC de un modo holístico, es posible analizar diferencias y semejanzas entre las diversas ciencias de una manera que resulte útil. Tal constructo está conformado por dos tipos de componentes. Por un lado, los componentes epistémicos, que incluyen aspectos relacionados tanto con los procesos de indagación científica como con los productos de la ciencia. Por otro, los componentes no-epistémicos, relativos a aspectos internos y externos a la comunidad científica. Irzik y Nola (2014) llaman a los primeros el sistema cognitivo-epistémico de la ciencia, y a los segundos el sistema social-institucional de la ciencia.

Hay algunas diferencias significativas entre las diversas ciencias (e.g., física o química y biología) en determinadas características epistémicas de la NDC, que habría que tener en cuenta cuando se tratan esos aspectos. Ello se refleja sobre todo en los procesos de indagación científica. Por ejemplo, el caso histórico de la elucidación de la estructura molecular del ADN permite plantearse cuestiones como los propósitos distintos de cristalógrafos y genetistas al respecto, lo que a su vez se relaciona con la especialidad de los científicos que investigaron este asunto, e influyó en las diferentes metodologías que se utilizaron (Acevedo y García Carmona, 2016b). Otro ejemplo, entre muchos más posibles, es la influencia de los esquemas de clasificación que hacen los científicos en la metodología que emplean, y en la interpretación de los resultados de sus experimentos, tal y como se ilustra en la controversia sobre la fermentación entre Pasteur y Liebig (Acevedo y García Carmona, 2016c). En resumen, la inclusión conjunta de los procesos de indagación científica con los productos de la ciencia, como dos componentes epistémicos del constructo NDC, permite apreciar ciertas diferencias, y también semejanzas, entre las distintas ciencias. Por tanto, considero que es una limitación importante para una mejor comprensión de la NDC, si no un craso error, no hacer tal inclusión.

Por otra parte, los aspectos comunes entre las diversas ciencias predominan en los componentes no-epistémicos del constructo NDC. Es precisamente en ellos donde el “parecido de familia” entre las ciencias, al que se refieren Irzik y Nola (2011), resulta mucho mayor (Acevedo-Díaz y García-Carmona, 2016a). En efecto, como han puesto de manifiesto Wong y Hodson (2010), entre otros, los científicos reconocen la relevancia para su práctica de la comunicación de sus investigaciones en congresos, simposios, seminarios y publicaciones (“publica o perece”, “no existe ciencia si no está publicada”; y expresiones similares). Asimismo, la práctica científica se ve inmersa cotidianamente en asuntos tales como la competitividad y la cooperación entre los grupos de investigación, el papel de los pares académicos en la aceptación de los resultados obtenidos, aspectos relativos a la ética, la influencia de la política y los lobbies, el apoyo económico a la investigación científica, el impacto de la ciencia en asuntos socio-económicos, por citar solo algunos ejemplos de aspectos no-epistémicos propios de la NDC (Acevedo-Díaz, García-Carmona y Aragón-Méndez, 2017). Es fácil constatar que todo ello no es algo que sea diferente para los científicos de cualquier especialidad.

Es necesario resaltar que mientras que Irzik y Nola (2014) reconocen que su trabajo es teórico, pues no aportan resultados de aula con profesorado o estudiantes, nuestro punto de vista sobre la NDC no solo es teórico, sino que se ha aplicado con éxito a diversos estudios empíricos realizados con estudiantes de profesorado de ciencias y de Educación Secundaria (ESO y Bachillerato); de los que se dará cuenta en un libro que publicará próximamente la OEI.

Como se ha señalado al principio de este documento, Schwartz y Lederman (2008) sostienen una visión general y monolítica de la NDC, restringida a unos pocos principios epistémicos, por aquello de que “los árboles no nos impidan ver el bosque”. Mi respuesta a ello es que la posición que venimos defendiendo sobre la NDC (e.g., Acevedo y García Carmona, 2016a; Acevedo-Díaz, García-Carmona y Aragón-Méndez, 2017) tiene un potencial explicativo mucho mayor de la NDC, y permite contemplar “un bosque más variopinto y rico en matices”.

Referencias

Acevedo-Díaz, J. A. (2008). El estado actual de la naturaleza de la ciencia en la didáctica de las ciencias. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 5(2), 134-169.
Acevedo-Díaz, J. A. (2017). Sobre leyes y teorías científicas. OEI, Divulgación y Cultura Científica Iberoamericana, 19-4-2017. Disponible en http://www.oei.es/historico/divulgacioncientifica/?Sobre-leyes-y-teorias-cientificas.
Acevedo, J. A. y García-Carmona, A. (2016a). «Algo antiguo, algo nuevo, algo prestado». Tendencias sobre la naturaleza de la ciencia en la educación científica. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 13(1), 3-19.
Acevedo-Díaz, J. A. y García-Carmona, A. (2016b). Rosalind Franklin y la estructura del ADN: Un caso de historia de la ciencia para aprender sobre la naturaleza de la ciencia. Revista Científica, 27, 162-175.
Acevedo-Díaz, J. A. y García-Carmona, A. (2016c). Uso de la historia de la ciencia para comprender aspectos de la naturaleza de la ciencia. Fundamentación de una propuesta basada en la controversia Pasteur versus Liebig sobre la fermentación. Revista Iberoamericana de Ciencia, Tecnología y Sociedad, 11(33), 203-226.
Acevedo-Díaz, J. A., García-Carmona, A. y Aragón, M. M. (2017). Historia de la ciencia para enseñar naturaleza de la ciencia: Una estrategia para la formación inicial del profesorado de ciencia. Educación Química, 28(3), 140-146.
Crick, F. (1989). Qué loco propósito. Una visión personal del descubrimiento científico. Barcelona: Tusquets.
Dagher, Z. R. (2014). The Relevance of History of Biology to Teaching and Learning in the Life Sciences: The Case of Mendel’s Laws. Interchange, 45(3-4), 205-216.
Irzik, G. y Nola, R. (2011). A family resemblance approach to the nature of science. Science & Education, 20(7-8), 591-607.
Irzik, G. y Nola, R. (2014). New directions for nature of science research. En M. R. Matthews (ed.), International Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching (pp. 999-1021). Dordrecht: Springer.
Mayr, E. (2004). What Makes Biology Unique? Considerations on the autonomy of a scientific discipline. New York, NY: Cambridge University Press.
McComas, W. F. (2015). The Nature of Science & the Next Generation of Biology Education. The American Biology Teacher, 77(7), 485-491.
Schwartz, R. y Lederman, N. G. (2008). What scientists say: scientists’ views of nature of science and relation to science context. International Journal of Science Education, 30(6), 727-771.
Wong, S. L. y Hodson, D. (2010). More from the horse’s mouth: What scientists say about science as a social practice. International Journal of Science Education, 32(11), 1431-1463.

José Antonio Acevedo-Díaz
e-mail: ja.acevedodiaz(arroba)gmail.com

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