La filosofía de la ciencia

Es la rama de la filosofía que lleva a cabo una reflexión o interpretación de «segundo orden» sobre la ciencia y sus resultados, tomando como objeto de estudio propio los problemas filosóficos (sustantivos y metodológicos) que la ciencia plantea.
Si suponemos que toda actividad humana teórica es una reflexión o interpretación de «primer orden», o de primer nivel, esto es, una actividad a través de la cual el hombre toma contacto conceptual con su medio natural y lo interpreta, a la filosofía le toca ser una de las principales actividades, no la única, de «segundo nivel», o de «segundo orden», en el sentido de que toma como objeto de estudio propio todas o parte de aquellas interpretaciones o reflexiones primeras. Así pues, se habla de filosofía de la ciencia cuando la filosofía reflexiona sobre la ciencia y sus resultados.

La epistemología, entendida como teoría del conocimiento, ha existido prácticamente siempre a lo largo de toda la historia del pensamiento y, desde ella, se han planteado distintas cuestiones relativas a la naturaleza del conocimiento científico. Y, así, hallamos cuestiones sobre el saber o la naturaleza de la ciencia en la filosofía griega, en especial en Aristóteles; en la filosofía medieval, sobre todo entre los escolásticos G. Grosseteste, R. Bacon y Guillermo de Occam; y en el período moderno, principalmente con ocasión de la aparición de la nueva ciencia, con F. Bacon, Descartes, Newton, Locke, Hume. Kant suele considerarse como el principal punto de inflexión, del que dependerá buena parte de la posterior reflexión sobre la ciencia (a él se atribuye la demarcación o distinción entre filosofía y ciencia, tal como se la entiende en la actualidad, al hacer de la «teoría del conocimiento» el meollo de la filosofía, pasando así ésta a ser el «fundamento» de la ciencia).

La filosofía de la ciencia, en cambio, se enfrenta con el problema de la naturaleza de la ciencia y de los problemas filosóficos que ésta plantea, de una manera que podemos llamar institucionalizada y directa, desde finales del siglo XIX y, sobre todo, a partir del primer tercio del siglo XX, cuando comienza la corriente filosófica denominada «positivismo lógico» protagonizada por el Círculo de Viena y, paralelamente, se asiste a un desarrollo creciente y muy importante de la física teórica (teoría de la relatividad especial y teoría de los quanta). La nueva física no resultaba compatible con las posiciones filosóficas tradicionales sobre la ciencia. Hasta este momento, la física de Newton se contemplaba como un ejemplo ya contrastado de la solidez del empirismo y del inductivismo. Sin embargo, las nuevas teorías físicas de la relatividad especial y la de los quanta vinieron a demostrar que las teorías de Newton no eran más que una buena aproximación a la realidad, pero que, en definitiva, contenían resultados y previsiones inexactos (por ejemplo, cuando se aplica a cuerpos en movimiento a grandes velocidades o al mundo subatómico). La nueva filosofía de la ciencia creyó mejor acercarse de nuevo a la postura de Hume, que defendía para las afirmaciones científicas sólo un valor de probabilidad y, a la vez, criticaba la confianza que la mente humana ponía en la inducción. Si las teorías científicas no podían justificarse simplemente con el recurso a la inducción y a la observación empírica, eran necesarios nuevos planteamientos. Con independencia de estas exigencias, cabe destacar los intentos de renovación, hechos por el neokantismo, de una filosofía de la ciencia inspirada en Kant por obra sobre todo de Ernst Cassirer, que defendía, en sustancia, la importancia y el significado de elementos a priori en la ciencia. A esta corriente se opuso, inicialmente, el positivismo de Ernst Mach, para quien la ciencia no era más que una reflexión sobre hechos recibidos a través de la sensación, y luego el conjunto de tesis sostenidas por el llamado Círculo de Viena, que recibieron, globalmente, el nombre de «empirismo lógico» y «positivismo lógico». El empirismo lógico del Círculo de Viena mantiene tanto el valor del empirismo y el inductivismo como la función de las matemáticas y la lógica en el seno de las teorías científicas. De este Círculo surgió la que ha sido denominada Concepción Heredada de la ciencia (CH), cuyo autor más representativo es Carnap. La CH daba una imagen de la ciencia basada en los siguientes principios:

1) la ciencia es realista (pretende describir el mundo real), existe un criterio definido para diferenciarla de lo que no lo es (demarcación), es acumulativa, de modo que, aun existiendo errores, los conocimientos avanzan y se edifican unos sobre otros y, además, es una (no hay más que una sola ciencia que habla desde diversos aspectos del mundo real);

2) en ella hay que distinguir claramente lo que es observación y lo que es teoría, pero a la vez los términos teóricos deben definirse en términos experimentales o de observación (mediante reglas de correspondencia), siendo ésta, la observación junto con la experimentación, lo que fundamenta y justifica las hipótesis y las teorías;

3) éstas poseen una estructura deductiva (se conciben como sistemas axiomáticos) y se aceptan, rechazan o corrigen de acuerdo con procedimientos de verificación o confirmación, que básicamente consisten en la contrastación de afirmaciones sobre hechos o consecuencias que se deducen de las hipótesis;

4) los términos con que se expresan las teorías (lógicos y matemáticos, teóricos y observacionales) se definen todos cuidadosamente, de modo que todo término esté definido con precisión -salvo los sistemas formales-sintácticos de la geometría moderna, que utiliza términos no definidos, interesando sólo la relación entre ellos, así ya no hablamos "de verdad" en un sistema, sino de validez- , y los términos teóricos sean sólo «abreviaturas» de fenómenos observados, con los que se corresponden según una determinada y cuidadosa «interpretación».

En estas teorías, finalmente, hay que distinguir un contexto de justificación y un contexto de descubrimiento, lo que permite considerarlas ya sea sincrónicamente, atendiendo a la fundamentación lógica del resultado científico, ya sea diacrónicamente, atendiendo a los aspectos psicológicos e históricos que han llevado al resultado científico o a la teoría.

Una importancia creciente otorgada al aspecto histórico, junto con un creciente interés y un notable avance en los estudios sobre historia de la ciencia, dio origen a una manera de entender la filosofía de la ciencia, que se caracteriza por considerar que las teorías son resultados de un contexto social, cultural e histórico (contexto de descubrimiento). En esta nueva filosofía de la ciencia, destacan las aportaciones teóricas de Thomas Kuhn, N.R. Hanson, P. Achinstein, Stephen Toulmin e Imre Lakatos. Todos ellos basan sus reflexiones de segundo orden sobre la ciencia en estudios de historia de la ciencia, ajenos o propios. De ellos surge una nueva imagen de la ciencia, cuyas características básicas -más o menos comúnmente compartidas por todos ellos-, suponen:

1) adoptar las ideas de ciencia normal y de revolución en la ciencia, siendo la primera -según expone Kuhn en su Estructura de las revoluciones científicas (1962)- una actividad que intenta «resolver enigmas» dentro de un «paradigma» compartido por la comunidad científica, y la segunda un período de crisis, durante el cual se sustituye un paradigma antiguo por otro nuevo;

2) proceder mediante crisis o revoluciones, con lo que la ciencia no es acumulativa (los problemas nuevos pueden no tener nada que ver con los antiguos o éstos pueden quedar olvidados)

3) atribuir a los diversos cuerpos de conocimiento pertenecientes a diversos períodos la característica de la inconmensurabilidad, lo cual implica que sea difícil o imposible compararlos entre sí;

4) adoptar también cierta postura crítica en lo referente al contexto de justificación, sobre todo en lo tocante al modelo nomológico-deductivo de explicación científica.

Se ha interpretado que esta nueva filosofía de la ciencia, prácticamente iniciada por Kuhn, ha sido como una «rebelión contra el neopositivismo», al entender la ciencia más bien como un proceso dinámico real que tiene aspectos históricos y sociológicos, cuyo sujeto es la comunidad de investigadores (contexto de descubrimiento), y no como una mera construcción lógica de fundamentación y justificación del pensamiento científico (contexto de justificación). En el distanciamiento de la epistemología respecto de las posturas mantenidas por el neopositivismo lógico, ocupan un lugar importante las críticas que Karl R. Popper dirige al positivismo lógico en su Lógica de la investigación científica (1934, 1959), sobre todo en lo tocante al principio de verificación y el enfoque inductivista general de la ciencia.      

Las nuevas tendencias epistemológicas provenientes de la sociología del conocimiento y de las ciencias cognitivas añaden nuevos argumentos a la relevancia de cualquier contexto (no sólo los de descubrimiento y justificación), iniciada por el enfoque histórico de la filosofía de la ciencia.    Por otro lado, dentro de una tradición analítica de la filosofía de la ciencia, aunque en contraposición a la concepción heredada, la concepción estructural de la ciencia (de Patrick Suppes, J. Sneed, W. Stegmüller, U. Moulines y otros) representa también una postura integradora de ambos contextos: tiene en cuenta los aspectos pragmáticos de las teorías y la presencia de la comunidad científica, sostiene básicamente que las teorías científicas son estructuras complejas (idea ya mantenida por Kuhn) y, ante las dificultades de considerar las teorías como cálculos formales, intenta una axiomatización informal de las mismas.

Emparentada con esta última orientación, se halla la concepción semántica de la ciencia (propuesta sobre todo por Frederick Suppe, Van Fraassen y Ronald Giere, siguiendo los estudios iniciales de E. B. Beth) que, además de considerar a las teorías científicas como estructuras, las considera asimismo como conjuntos de modelos, que al menos en parte representan fenómenos obervables. A mediados de los años sesenta, se añaden tres alternativas a la concepción heredada de la ciencia, debidas a la discusión entre partidarios de Popper y seguidores de Kuhn, y a las variaciones que introducen en las posturas iniciales de estos autores.

1-      Imre Lakatos introduce el término de «programa de investigación» -una reelaboración de la noción de paradigma de Kuhn- y destaca asimismo la dimensión social de la ciencia.

2-      Paul K. Feyerabend, que inicialmente había colaborado con Popper, adopta un punto de vista anárquico y provocador en su manera de entender la ciencia, criticando sobre todo la asunción de un determinado método científico.

3-      Larrry Laudan considera aún rígidos los criterios de Kuhn y Lakatos y no muy adecuados los de Popper, e introduce, como remedio, la teoría de las «tradiciones de investigación». Entre los autores pertenecientes al ámbito de la sociología del conocimiento se ha puesto de relieve el aspecto dinámico de la ciencia, hasta el punto de no considerarla más que un constructo social, perspectiva que suele rechazar la mayoría de estudiosos de filosofía de la ciencia.

En general el método científico es la manera regulada, ordenada y sistemática de proceder en la práctica de la actividad científica. Si se trata de ciencias formales, el método consiste en el razonamiento y la demostración de los enunciados y, en el mejor de los casos, en su axiomatización. Pero en las ciencias empíricas, como que los enunciados se refieren a hechos, debe comprobarse si aquéllos están de acuerdo con éstos. Por ello, ya en un sentido restringido y más propio, por método científico se entiende el conjunto de procedimientos que siguen las diversas ciencias para someter a contrastación las hipótesis formuladas. Como se tiende a creer que es irrelevante para la ciencia el modo como se obtienen las hipótesis -el llamado contexto de descubrimiento-, mientras que sí se considera importante el modo como se prueban o justifican -el denominado contexto de justificación-, se suele afirmar también que no existe una lógica o una metodología del descubrimiento, pero que sí hay una metodología o una lógica de la justificación. Quienes sostienen el inductivismo mantienen no sólo que el método se inicia con la observación y clasificación de hechos, a partir de las cuales por generalización se inducen hipótesis, sino también que éstas se someten a experimentación con miras a obtener su confirmación o su desconfirmación. Quienes defienden el deductivismo reducen el método científico a la contrastación de las hipótesis que la creatividad del científico imagina, para hallar explicación a los problemas que surgen en la actividad científica o en la vida diaria, a modo de conjeturas que se someten a pruebas rigurosas para comprobar si son falsas. La postura intermedia del abductivismo, admite que las hipótesis y las teorías científicas no sólo pueden ser desconfirmadas o refutadas, sino también aceptadas o confirmadas con la mejor de las explicaciones de que se disponga. Según el inductivismo, las hipótesis que superan las pruebas experimentales quedan confirmadas; pueden, por lo mismo, considerarse leyes inductivamente obtenidas; éstas, a su vez, se organizan en sistemas de leyes o teorías.

Según el deductivismo, tal como lo plantea Popper, nunca podemos considerar las hipótesis como confirmadas y definitivas, y sólo podemos hablar de leyes y teorías corroboradas; la corroboración la adquiere una ley o una teoría a medida que va superando pruebas cada vez más rigurosas y a medida que permite predicciones más improbables. En la práctica, los pasos o momentos en que puede dividirse el método científico, siguiendo sustancialmente a M. Bunge, son esencialmente los siguientes:

1) Se parte de un cuerpo previo de conocimientos

2) Se plantea un problema

3) Se formulan hipótesis

4) Se deducen consecuencias contrastables

5) Se ponen a prueba experimentalmente estas consecuencias

6) Se valora el resultado

7) Se integran las hipótesis contrastadas en leyes, teorías y modelos

Éste es, en sustancia, el método hipotético-deductivo de la ciencia. No faltan, sin embargo, quienes, como P. Feyerabend sostienen que el método de la ciencia es no tener ningún método, o que toda investigación científica con éxito supone precisamente la inobservancia de las reglas metodológicas vigentes. Esta postura recibe el nombre de anarquismo metodológico.

La Filosofía de la ciencia es la investigación sobre la naturaleza general de la práctica científica. La filosofía de la ciencia se ocupa de saber cómo se desarrollan, evalúan y cambian las teorías científicas, y si la ciencia es capaz de revelar la verdad de las entidades ocultas y los procesos de la naturaleza. Su objeto es tan antiguo y se halla tan extendido como la ciencia misma. Algunos científicos han mostrado un vivo interés por la filosofía de la ciencia y unos pocos, como Galileo, Isaac Newton y Albert Einstein, han hecho importantes contribuciones. Numerosos científicos, sin embargo, se han dado por satisfechos dejando la filosofía de la ciencia a los filósofos, y han preferido seguir 'haciendo ciencia' en vez de dedicar más tiempo a considerar en términos generales cómo 'se hace la ciencia'. Entre los filósofos, la filosofía de la ciencia ha sido siempre un problema central; dentro de la tradición occidental, entre las figuras más importantes anteriores al siglo XX destacan Aristóteles, René Descartes, John Locke, David Hume, Immanuel Kant y John Stuart Mill. Gran parte de la filosofía de la ciencia es indisociable de la epistemología, la teoría del conocimiento, un tema que ha sido considerado por casi todos los filósofos.

El problema de la inducción

Los resultados de la observación y experimentación suministran la evidencia para una teoría científica, pero no pueden demostrar que la teoría es correcta. Hasta la generalización empírica más modesta, por ejemplo que toda agua hierve a la misma temperatura, va más allá de lo que puede ser deducido de la evidencia en sentido estricto. Si las teorías científicas no expresaran más que la evidencia que suele sustentarlas, tendrían poca utilidad. No podrían ser utilizadas para predecir el curso de la naturaleza, y carecerían de poder explicativo.

El vínculo no demostrativo o inductivo entre la evidencia y la teoría plantea uno de los problemas fundamentales de la teoría del conocimiento, el problema de la inducción, dada su formulación clásica por David Hume, el filósofo escocés del siglo XVIII. Hume consideró simples predicciones basadas en observaciones pasadas, por ejemplo, un vaticinio como: el sol saldrá mañana, teniendo en cuenta que se ha observado que siempre salía en el pasado. La vida sería imposible sin anticipar el futuro, pero Hume construyó una argumentación excelente para mostrar que estas inferencias son indefendibles desde presupuestos racionales. Esta conclusión puede parecer increíble, pero la argumentación de Hume tiene todavía que ser contestada de un modo concluyente. Admitía que las deducciones inductivas han sido por lo menos razonablemente fiables hasta ahora, o no estaríamos vivos para considerar el problema, pero afirmaba que sólo podemos tener una razón para continuar confiando en la inducción si tenemos algún motivo para creer que la inducción seguirá siendo fiable en el futuro. Hume demostró entonces que tal razón no es posible. El nudo del problema es que pretender que la inducción será una garantía en el futuro es, en sí misma, una predicción y sólo podría ser justificada de manera inductiva, lo que llevaría a una cuestión de principio. En concreto, mantener que la inducción quizá funcionará en el futuro porque ha resultado útil en el pasado es razonar en círculo, asumiendo la inducción para justificarla. Si esta argumentación escéptica es válida, el conocimiento inductivo parece imposible, y no hay un argumento racional que se pueda plantear para disuadir a alguien que opina, por ejemplo, que es más seguro salir de la habitación por las ventanas que por la puerta.

El problema de la inducción se relaciona de forma directa con la ciencia. Sin una respuesta a la argumentación de Hume, no hay razón para creer en ninguno de los aspectos de una teoría científica que vaya más allá de lo que, en realidad, se ha observado. El asunto no es que las teorías científicas no resulten nunca ciertas por completo: esto es o debería ser una verdad obvia. El tema es más bien que no tenemos ninguna razón para suponer, por ejemplo, que el agua que no hemos sometido a prueba hervirá a la misma temperatura que el agua que hemos probado. Los filósofos han realizado un continuo esfuerzo para resistir a esta conclusión escéptica. Algunos han tratado de demostrar que los modelos científicos para sopesar evidencias y formular inferencias son, de algún modo, racionales por definición; otros, que los éxitos pasados de nuestros sistemas inductivos son susceptibles de emplearse para justificar su uso futuro sin caer en círculos viciosos. Un tercer enfoque sostiene que, aunque no podamos demostrar que la inducción funcionará en el futuro, sí podemos demostrar que lo hará si algún método de predicción lo hace, por lo que es razonable utilizarlo. Mediante teorías más recientes, algunos filósofos han sostenido que la actual fiabilidad de las prácticas inductivas, algo que Hume no niega, basta para proporcionar conocimiento inductivo sin otro requerimiento que el que la fiabilidad esté justificada.

Karl Popper ha aportado una respuesta más radical al problema de la inducción, una solución que constituye la base de su influyente filosofía de la ciencia. De acuerdo con Popper, el razonamiento de Hume de que las inferencias son injustificables desde una perspectiva racional es correcto. Sin embargo, esto no amenaza la racionalidad de la ciencia, cuyas inferencias son, aunque parezca lo contrario, deductivas en exclusiva. La idea central de Popper es que mientras la evidencia nunca implicará que una teoría sea verdadera, puede rebatir la teoría suponiendo que sea falsa. Así, un número de cuervos negros no implica que todos lo cuervos sean negros, pero la presencia de un único cuervo blanco supone que la generalización es falsa. Los científicos pueden, de esta forma, saber que una teoría es falsa, sin recurrir a la inducción. Además, enfrentados a una elección entre dos teorías opuestas, pueden ejercer una preferencia racional si una de las teorías ha sido refutada pero la otra no; entonces es racional preferir una teoría que podría ser verdad respecto a una que se sabe es falsa. La inducción nunca entra en escena, de modo que el argumento de Hume pierde fuerza.

Esta ingeniosa solución al problema de la inducción se enfrenta con numerosas objeciones. Si fuera cierta, los científicos nunca tendrían ningún motivo para creer que alguna de sus teorías o hipótesis son siquiera correctas por aproximación o que alguna de las predicciones extraídas de ellas es verdad, ya que estas apreciaciones sólo podrían ser justificadas por vía inductiva. Además, parece que la posición de Popper ni siquiera permite a los científicos saber que una teoría es falsa, puesto que, según él, la evidencia que podría contradecir una teoría, puede no ser nunca reconocida como correcta. Por desgracia, las inferencias inductivas que los científicos plantean no parecen ni evitables ni justificables.

El problema de la descripción

Aunque la discusión de Hume sobre la justificación de la inducción representa un hito en la historia de la filosofía, sólo ofrece una cruda descripción de cómo, para bien o para mal, los métodos inductivos funcionan en realidad. Mantenía que la inferencia inductiva es sólo un hábito de formación. Al haber visto muchos cuervos negros, de modo tácito aplicamos la regla 'más de lo mismo' y suponemos que el próximo cuervo que encontremos será también negro. Esto, como es evidente, no hace justicia a la práctica inferencial de los científicos, ya que éstos infieren a partir de la observación de entidades de una clase para llegar a la existencia y comportamiento de entidades de una clase muy diferente y a menudo no observable. 'Más de lo mismo' no llevará a los científicos desde lo que se ve en el laboratorio a la existencia de los electrones o los campos electromagnéticos. ¿Cómo comprueban entonces los científicos sus teorías, sopesan la evidencia y establecen inferencias? Este es el problema de la descripción en contraste con el problema de la justificación de Hume.

El problema descriptivo puede parecer fácil de resolver: sólo hay que preguntar a los científicos que describan lo que hacen. Es una ilusión. Los científicos pueden ser eficaces sopesando evidencias, pero no son eficaces ofreciendo una declaración de principios que recoja cómo llegan a ellos. Esto no es más sorprendente que el hecho de que los nativos de habla inglesa sean incapaces de explicar los principios por los que diferencian las oraciones gramaticales de las no gramaticales. Lo más sorprendente es cuán difícil ha sido resolver el problema de la inducción incluso para los filósofos de la ciencia que han dedicado a ello su actividad.

Quizá la forma más corriente de mostrar cómo se comprueban las teorías sea mediante el modelo hipotético-deductivo, según el cual las teorías se comprueban examinando las predicciones que implican. La evidencia que muestra que una predicción es correcta, confirma la teoría; la evidencia incompatible con la predicción, rebate la teoría, y cualquier otra evidencia es irrelevante. Si los científicos tienen una evidencia suficiente que corrobora y una no evidencia que rebate, pueden inferir que la teoría examinada es correcta. Este modelo, aunque es aproximado, parece en principio ser un reflejo razonable de la práctica científica, pero está envuelto en dificultades concretas. La mayoría de éstas demuestran que el modelo hipotético-deductivo es demasiado permisivo, al tratar evidencias irrelevantes como si aportaran certezas materiales. Para mencionar tan sólo un problema, la mayoría de las teorías científicas no implican ninguna consecuencia observable por sí misma, sino sólo al relacionarse en conjunto con otras suposiciones de base. Si no hay alguna clase de restricción sobre las suposiciones admisibles, el modelo permitiría considerar cualquier observación como evidencia para casi cualquier teoría. Esto es un resultado absurdo, pero es difícil en extremo especificar las restricciones apropiadas.

Dadas las dificultades que afronta el modelo hipotético-deductivo, algunos filósofos han reducido sus miras y han intentado dar un modelo mejor de refuerzo inductivo para una serie de casos más limitada. El caso más sencillo es una generalización empírica del tipo 'todos los cuervos son negros'. Aquí parece claro que los cuervos negros apoyan la hipótesis, los cuervos no negros la refutan, y los no cuervos son irrelevantes. Aún así, esta modesta consideración entraña otros problemas. Supongamos que aplicamos el mismo tipo de consideración a la hipótesis un tanto exótica de que todas las cosas no negras no son cuervos. Los no negros no cuervos (flores blancas, por ejemplo) la apoyan, los cuervos no negros la refutan, y los objetos son irrelevantes. El problema surge cuando observamos que esta hipótesis equivale a la hipótesis original del cuervo; decir que todas las cosas no negras son no cuervos es sólo un modo poco usual de decir que todos los cuervos son negros. Entonces ¿cualquier evidencia que apoye una hipótesis apoya la otra? Esto nos deja, sin embargo, con la conclusión bastante extraña de que las flores blancas proporcionan la evidencia de que todos los cuervos son negros. Esta paradoja del cuervo parece un truco lógico, pero ha resultado muy difícil de resolver.

Explicación

Un reciente trabajo sobre el problema de los métodos de descripción inferencial en la ciencia ha tratado de evitar la debilidad del modelo hipotético- deductivo yendo más allá de las relaciones lógicas para responder a la conexión de la evidencia con la teoría. Algunas consideraciones intentan describir cómo la plausibilidad de teorías e hipótesis puede variar conforme se va avanzando en las comprobaciones, y han enlazado esta idea con un cálculo formal de probabilidades. Otras apelan al contenido específico de las hipótesis sometidas a comprobación, en especial las afirmaciones causales que hacen muchas de ellas. En el siglo XIX, John Stuart Mill dio cuenta de las inferencias desde los efectos a las causas que puede ser extendida para aportar un modelo de inferencia científica. Uno de los procedimientos por el que se ha intentado esa expansión ha sido recurriendo al concepto de explicación. La idea básica del modelo de inducción para la mejor explicación es que los científicos infieren desde la evidencia válida a la hipótesis que, de ser correcta, proporcionaría la mejor explicación de esa evidencia.

Si la inferencia para la mejor explicación debe de ser algo más que un eslogan, sin embargo, se requiere alguna consideración independiente de explicación científica. El punto de partida para la mayoría del trabajo filosófico contemporáneo sobre la naturaleza de la explicación científica es el modelo deductivo-nomológico, según el cual una explicación científica es una deducción de una descripción del fenómeno para ser explicada desde un conjunto de premisas que incluye, por lo menos, una ley de la naturaleza. Así, se podría explicar por qué sube el mercurio en un termómetro señalando el ascenso de la subida en la temperatura a partir de una ley que relaciona la temperatura y el volumen de los metales. El tema aquí es saber qué hace que algo sea una ley de la naturaleza, otro de los tópicos centrales de la filosofía de la ciencia. No todas las generalizaciones verdaderas son leyes de la naturaleza. Por ejemplo, la afirmación de que todas las esferas de oro tienen un diámetro de menos de diez millas es una verdad presumible pero no es una ley. Las genuinas leyes de la naturaleza parecen tener un tipo de necesidad de la que carece la afirmación sobre las esferas de oro. Describen no sólo cómo funcionan las cosas en realidad sino cómo, de algún modo, deben funcionar. Sin embargo, está lejos de ser evidente cómo tendría que articularse esta noción de necesidad.

Otra dificultad para el modelo deductivo-nomológico de explicación es que, al igual que el modelo hipotético-deductivo de comprobación, con el cual mantiene una notable similitud estructural, este modelo también es demasiado permisivo. Por ejemplo, el periodo (la duración de una oscilación) de un péndulo determinado puede deducirse de la ley que se refiere al periodo y recorrido de los péndulos en general, junto con el recorrido de ese péndulo determinado. El recorrido del péndulo es considerado de modo habitual como explicativo del periodo. Sin embargo, la deducción puede llevarse a cabo en el sentido opuesto: es posible calcular el recorrido de un péndulo si se conoce su periodo. Pero el periodo no está considerado por lo común como explicativo del recorrido del péndulo. De este modo, mientras que la deducción funciona en ambos sentidos, se considera que la explicación va sólo en un único sentido. Dificultades de esta índole han llevado a algunos filósofos a desarrollar procesos causales de explicación, según los cuales explicamos los acontecimientos aportando información sobre sus procesos causales. Este enfoque es atractivo, pero pide un análisis de causalidad, un proyecto que se enfrenta a muchas de las mismas dificultades que tenía analizar las leyes de la naturaleza. Además, se necesita decir más sobre qué causas de un acontecimiento lo explican. El Big Bang es presumiblemente parte de la historia causal de cada acontecimiento, pero no aporta una explicación adecuada para la mayoría de ellos. Una vez más, hay un problema de permisividad excesiva.

Realismo e instrumentalismo

Uno de los objetivos de la ciencia es salvar los fenómenos, construir teorías que supongan una descripción correcta de los aspectos observables del mundo. De particular importancia es la capacidad para predecir lo que es observable pero todavía no es observado, ya que una predicción precisa hace factible la aplicación de la ciencia a la tecnología. Lo que resulta más controvertido es si la ciencia debe también aspirar a la verdad sobre aquello que no es observable, sólo por comprender el mundo, incluso sin un propósito práctico. Aquellos que pretenden que la ciencia debería, y que así lo hace, ocuparse de revelar la estructura oculta del mundo son conocidos como realistas. Para éstos, las teorías tratan de describir esa estructura. Por oposición, aquellos que dicen que la labor de la ciencia es sólo salvar los fenómenos observables son conocidos como instrumentalistas, ya que para ellos las teorías no son descripciones del mundo invisible sino instrumentos para las predicciones sobre el mundo observable. La disputa entre realistas e instrumentalistas ha sido un tema constante en la historia de la filosofía de la ciencia.

Los científicos realistas no afirman que todo en la ciencia actual es correcto pero, como era de esperar, afirman que las mejores teorías actuales son poco más o menos verdaderas, que la mayoría de las entidades a las que se refieren existen en realidad, y que en la historia de la ciencia las últimas teorías en un campo concreto han estado por lo común más próximas a la verdad que las teorías que sustituían. Para los realistas, el progreso científico consiste sobre todo en generar descripciones cada vez más amplias y exactas de un mundo en su mayor parte invisible.

Algunos instrumentalistas niegan que las teorías puedan describir aspectos no observables del mundo sobre la base de que no se pueden llenar de significado las descripciones de lo que no puede ser observado. Según esta idea, las teorías de alto nivel son ingenios de cálculo sin significado literal: no son más descripciones del mundo que lo que son los circuitos de una calculadora electrónica. Otros instrumentalistas han afirmado que las teorías son descripciones, pero sólo del mundo observable. Hablar de partículas atómicas y campos gravitatorios sólo es en realidad una taquigrafía de descripciones de interpretaciones punteras y un movimiento observable. La versión contemporánea más influyente del instrumentalismo, conocida como empirismo constructivo, adopta una tercera vía. El significado de las teorías tiene que ser creído literalmente. Si una teoría parece contar una historia sobre partículas invisibles, entonces esa es la historia que se cuenta. Los científicos, sin embargo, nunca tienen derecho o necesidad de creer que esas historias son verdad. Todo lo más que puede o necesita ser conocido es que los efectos observables de una teoría —pasada, presente y futura— son verdaderos. La verdad del resto de la teoría es cómo pueda ser: toda la cuestión es que la teoría cuenta una historia que produce sólo predicciones verdaderas acerca de lo que, en principio, pudiera ser observado.

El debate entre realistas e instrumentalistas ha generado argumentos por parte de ambas escuelas. Algunos realistas han montado un razonamiento de no milagro. Realistas e instrumentalistas están de acuerdo en que nuestras mejores teorías en las ciencias físicas han tenido un notable éxito de predicción. El realista mantiene que este éxito sería un milagro si las teorías no fueran por lo menos verdaderas por aproximación. Desde un punto de vista lógico es posible que una historia falsa en su totalidad sobre entidades y procesos no observables pudiera suponer todas esas predicciones verdaderas, pero creer esto es bastante improbable y, por lo tanto, irracional. Planteado el supuesto de que a una persona se le da un mapa muy detallado, cuyo contenido describe con gran detalle el bosque en el que se encuentra, incluso muchos desfiladeros y picos de montañas inaccesibles. Examina el mapa contrastando los datos en diferentes lugares y, en cada caso, lo que ve es justo como lo pinta el mapa. Queda la posibilidad de que el mapa sea incorrecto por completo en las zonas que no ha examinado, pero esto no resulta verosímil. El realista mantiene que la situación es análoga para toda teoría científica que haya sido bien comprobada.

Los instrumentalistas han hecho numerosas objeciones al razonamiento del 'no milagro'. Algunos han afirmado que incurre en la petición de principio, tanto como el argumento considerado con anterioridad, de que la deducción funcionará en el futuro porque ha funcionado en el pasado. Inferir del éxito observado de una teoría científica la verdad de sus afirmaciones sobre los aspectos no observables del mundo es utilizar en concreto el modo de deducción cuya legitimidad niegan los instrumentalistas. Otra objeción es que la verdad de la ciencia actual no es en realidad la mejor explicación de su éxito de observación. Según esta objeción, Popper estaba en lo cierto, al menos, cuando afirmó que la ciencia evoluciona a través de la supresión de las teorías que han fracasado en la prueba de la predicción. No es de extrañar que se piense, por lo tanto, que las teorías que ahora se aceptan han tenido éxito en cuanto a la predicción: si no lo hubieran tenido, ahora no las aceptaríamos. Así, la hipótesis que mantiene que nuestras teorías son ciertas no necesita explicar su éxito de predicción. Por último, algunos instrumentalistas recurren a lo que se conoce como la indeterminación de la teoría por los datos. No importa el grado de validez de la evidencia, sabemos que hay en principio innumerables teorías, incompatibles entre sí pero todas compatibles con esa evidencia. Como mucho, una de esas teorías puede ser verdadera. Tal vez si la objeción resulta válida, es poco probable que la teoría elegida como eficaz sea la verdadera. Desde este punto de vista, lo que sería milagroso no es que las teorías de éxito a las que llegan los científicos sean falsas, sino que sean verdaderas.

Una de los razonamientos recientes más populares de los instrumentalistas es la 'inducción pesimista'. Desde el punto de vista de la ciencia actual, casi todas las teorías complejas con más de cincuenta años pueden ser entendidas como falsas. Esto se oculta a menudo en la historia de la ciencia que presentan los libros de texto de ciencia elementales, pero, por ejemplo, desde el punto de vista de la física contemporánea, Kepler se equivocaba al afirmar que los planetas se mueven en elipses, y Newton al sostener que la masa de un objeto es independiente de su velocidad. Pero si todas las teorías pasadas han sido halladas incorrectas, entonces la única deducción razonable es que todas, o casi todas, las teorías actuales serán consideradas erróneas de aquí a otro medio siglo. En contraste con esta discontinuidad en la historia de las teorías, según el instrumentalismo se ha producido un crecimiento constante y sobre todo acumulativo en el alcance y precisión de sus predicciones observables. Cada vez han llegado a ser mejores salvando los fenómenos, su único cometido apropiado.

Se han planteado varias respuestas a la inducción pesimista. La mayoría de los realistas han aceptado tanto la premisa de que las teorías del pasado han sido falsas y la conclusión de que las teorías actuales serán quizá falsas también. Sin embargo, han insistido en que todo esto es compatible con la afirmación central realista de que las teorías tienden a mejorar las descripciones del mundo respecto a aquéllas a las que reemplazan. Algunos realistas también han acusado a los instrumentalistas de exagerar el grado de discontinuidad en la historia de la ciencia. Se puede cuestionar también la validez de una deducción desde el grado de falsedad pretérito al actual. De acuerdo con los realistas, las teorías actuales han sustituido a sus predecesoras porque ofrecen un mejor tratamiento de la evidencia cada vez más amplio y preciso; por eso está poco claro por qué la debilidad de las viejas teorías debería ir en contra de las que las sucedan.

Objetividad y relativismo

Aunque realistas e instrumentalistas discrepan sobre la capacidad de la ciencia para describir el mundo invisible, casi todos coinciden en que la ciencia es objetiva, porque descansa sobre evidencias objetivas. Aunque algunos resultados experimentales son inevitablemente erróneos, la historia de la evidencia es en gran parte acumulativa, en contraste con la historia de las teorías de alto nivel. En resumen, los científicos sustituyen las teorías pero aumentan los datos. Sin embargo, esta idea de la objetividad y autonomía de la evidencia observacional de las teorías científicas ha sido criticada, sobre todo en los últimos 30 años.

La objetividad de la evidencia ha sido rechazada partiendo de la premisa de que la evidencia científica está, de manera inevitable, contaminada por las teorías científicas. No es sólo que los científicos tiendan a ver lo que quieren ver, sino que la observación científica es sólo posible en el contexto de presuposiciones teóricas concretas. La observación es "teoría cargada". En una versión extrema de esta idea, las teorías no pueden ser probadas, ya que la evidencia siempre presupondrá la misma teoría que se supone tiene que probar. Versiones más moderadas permiten alguna noción de la prueba empírica, pero siguen introduciendo discontinuidades históricas en la evidencia para compararla con las discontinuidades a nivel teórico. Si todavía es posible hacer algún juicio del progreso científico, no puede ser en términos de acumulación de conocimiento, ya se trate de un enfoque teórico o desde el punto de vista de la observación.

Si la naturaleza de la evidencia cambia conforme cambian las teorías científicas, y la evidencia es nuestro único acceso a los hechos empíricos, entonces quizá los hechos también cambien. Este es el relativismo en la ciencia, cuyo representante reciente más influyente es Thomas Kuhn. Al igual que el gran filósofo alemán del siglo XVIII Immanuel Kant, Kuhn mantiene que el mundo que la ciencia investiga debe ser un mundo hasta cierto punto constituido por las ideas de aquellos que lo estudian. Esta noción de la constitución humana del mundo no es fácil de captar. No ocurre lo mismo que en la visión idealista clásica que explica que los objetos físicos concretos sólo son en realidad ideas reales o posibles, implicando que algo es considerado como objeto físico o como un objeto de cierto tipo, por ejemplo una estrella o un planeta, sólo en la medida en la que la gente así los categoriza. Para Kant, la contribución que parte de la idea y lleva a la estructura del mundo es sustancial e inmutable. Consiste en categorías muy generales tales como espacio, tiempo y causalidad. Para Kuhn, la contribución es asimismo sustancial, pero también muy variable, ya que la naturaleza de la contribución viene determinada por las teorías y prácticas concretas de una disciplina científica en un momento determinado. Cuando esas teorías y prácticas cambian, por ejemplo, en la transición desde la mecánica newtoniana a las teorías de Einstein, también cambia la estructura del mundo sobre la que tratan este conjunto de teorías. La imagen de los científicos descubriendo más y más sobre una realidad idea independiente aparece aquí rechazada por completo.

Aunque radical desde el plano metafísico, el concepto de ciencia de Kuhn es conservador desde una perspectiva epistemológica. Para él, las causas del cambio científico son, casi de forma exclusiva, intelectuales y pertenecen a una reducida comunidad de científicos especialistas. Hay, sin embargo, otras opciones actuales de relativismo sobre la ciencia que rechazan esta perspectiva de carácter interno, e insisten en que las principales causas del cambio científico incluyen factores sociales, políticos y culturales que van mucho más allá de los confines del laboratorio. Ya que no hay razón para creer que estos factores variables conducen al descubrimiento de la verdad, esta idea social constructivista de la ciencia es quizás casi más hostil al realismo científico que lo es la posición kuhniana.

Los realistas científicos no han eludido estos desafíos. Algunos han acusado a los relativistas de adoptar lo que viene a ser una posición de autocontradicción. Si, como se afirma, no hay nada que sea verdad, esta afirmación tampoco puede ser entonces verdadera. Los realistas han cuestionado también la filosofía del lenguaje latente detrás de la afirmación de Kuhn de que las sucesivas teorías científicas se refieren a diferentes entidades y fenómenos, manteniendo que el constructivismo social ha exagerado la influencia a largo plazo de los factores no cognitivos sobre la evolución de la ciencia. Pero el debate de si la ciencia es un proceso de descubrimiento o una invención es tan viejo como la historia de la ciencia y la filosofía, y no hay soluciones claras a la vista. Aquí, como en otras partes, los filósofos han tenido mucho más éxito en poner de manifiesto las dificultades que en resolverlas. Por suerte, una valoración de cómo la práctica científica resiste una explicación puede iluminar por sí misma la naturaleza de la ciencia.

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