jueves, 10 de mayo de 2018

Qué es una teoría científica



Karl Popper
Aunque esté de moda decir que las teorías de Karl Popper sobre la evolución de la ciencia están pasadas de moda, su definición de lo que es una teoría científica es inapelable:
Una teoría es científica si y sólo si es posible diseñar un experimento que demuestre que esa teoría es falsa.
Un caso paradigmático es la Interpretación de Copenhague de la Mecánica Cuántica. En 1935, Einstein, Podolsky y Rosen diseñaron un experimento que podría echar abajo dicha teoría. Unos meses más tarde, Niels Bohr publicó otro artículo en la misma revista, en el que respondía al artículo anterior. Casi 30 años después, como expliqué en otro artículo de este blog, el experimento EPR, que hasta entonces había sido mental, pudo llevarse a cabo y confirmó las predicciones de Bohr, en lugar de las de Einstein. Como esta teoría fue capaz de resistir un intento de demostrar su falsedad, debe ser considerada como una teoría científica.
Eso sí, este éxito de la teoría no implica que automáticamente deba considerase correcta o verdadera. Las teorías científicas (siempre según Popper) nunca llegan a serlo. Esta ha resistido con éxito un intento de echarla abajo, pero el próximo podría conseguirlo.

Alan Guth
Veamos otro ejemplo: la semana pasada se publicó un artículo póstumo de Stephen Hawking, junto con Thomas Hertog, en el que propone una nueva versión de la Teoría Cosmológica Inflacionaria. Esta teoría, que fue propuesta inicialmente por Alan Guth en 1979 y corregida después (en los años 90) por Andrei Linde y Paul Steinhardt, afirma que entre  10-36 y 10-33 segundos después del Big Bang el cosmos experimentó una expansión desmesurada. Algunas versiones de la teoría sostienen que el fin de la inflación es el origen del tiempo, y que antes hay una inflación eterna. Esta interpretación de la teoría es compatible con el multiverso inflacionario y el de la teoría M. La teoría de Hawking y Hertog simplifica el paso de la inflación eterna a la expansión normal. 
La teoría inflacionaria predice que la radiación cósmica de fondo debería mostrar huellas de ondas gravitacionales primordiales, que habrían surgido en el límite de la inflación eterna. De momento, esta predicción no ha sido confirmada. Si se demostrara que no existen esas ondas gravitatorias, se habría demostrado la falsedad de algunas versiones de la teoría inflacionaria. Luego la teoría debe considerarse científica, puesto que es posible demostrar su falsedad. Pero si se confirmara la existencia de dichas ondas, no por eso quedaría probada, porque el origen de las ondas podría ser diferente, aunque sí recibiría un espaldarazo, por haber resistido un intento de demostrar su falsedad.
Otro ejemplo es la materia oscura, cuya existencia se ha propuesto para explicar los movimientos de las galaxias y los datos proporcionados por la radiación cósmica de fondo, aunque de momento ambas fuentes de información den lugar a resultados incompatibles cuando se utilizan para calcular el valor de la constante de Hubble. La teoría de la materia oscura hace diversas predicciones, algunas de las cuales no han podido comprobarse, como la existencia de ciertas partículas elementales, o la disposición de las galaxias enanas alrededor de una galaxia central grande, como en este artículo reciente de Science News. A pesar de todos sus problemas, o precisamente por ellos, la teoría de la materia oscura sigue siendo científica, puesto que es posible echarla abajo. Quizá estamos a punto de conseguirlo, aunque aún no lo sepamos.
Como expliqué en otro artículo, la existencia de la misteriosa energía oscura también puede someterse a experimentación, aunque sea en forma de simulaciones por ordenador. Es verdad que esta forma de contrastar una teoría no es tan fuerte como la experimentación directa, pues una simulación, para ser útil, debe ser validada, cosa que es difícil ver cómo podría hacerse cuando se simula el universo entero. De todas formas, dado que dichas simulaciones podrían echar abajo la predicción de la existencia de la energía oscura, dicha existencia también debe considerarse como teoría científica.
Paralaje estelar
Cuando no es posible diseñar un experimento que demuestre que una teoría es falsa, dicha teoría no es científica. Como mucho, podría considerarse filosófica. Un ejemplo claro de esto es cualquiera de las seis teorías independientes y mutuamente contradictorias sobre la existencia de un multiverso, sobre las cuales hablé en otro artículo de este blog. Hasta ahora, al menos, ninguna de ellas ha conseguido proponer un solo experimento, ni siquiera mental, que demuestre que esa teoría es falsa. Por lo tanto, la existencia del multiverso, en cualquiera de sus formas, no es una teoría científica. Está, pues, muy por debajo de la cosmología de Ptolomeo, que sí era capaz de hacer predicciones (por ejemplo, de los eclipses y las posiciones de los planetas) y por lo tanto podía demostrarse su falsedad, cosa que, de hecho, no se logró hasta el siglo XIX, con el descubrimiento de la paralaje estelar.
Según Popper, una teoría científica nunca puede considerarse completamente confirmada. O sea, nunca podremos estar absolutamente seguros de que sea verdad. La confirmación de las teorías siempre es provisional, puesto que en cualquier momento puede surgir un dato experimental que no se ajuste a la teoría, como ocurrió con la Gravitación de Newton cuando se detectó el error en la precesión de la órbita de Mercurio. El problema no se resolvió hasta que Einstein propuso la teoría General de la Relatividad para reemplazar a la de Newton, que quedó reducida a una primera aproximación menos precisa, pero suficiente para muchas aplicaciones.


Manuel Alfonseca

5 comentarios:

  1. Me gustaría como de costumbre felicitar al Profesor Alfonseca (como de costumbre). En este caso, creo, que ha escrito uno de sus mejores artículos. Ha incluido a uno de sus referentes en el campo de la ciencia (Karl Popper). Es curioso, pero Popper es también muy apreciado por el periodista del ABC Luis Ventoso, que es el corresponsal del ABC en Inglaterra.

    Respecto a esto mee gustaría apuntar, lo que dice mi jefe el Doctor Río Hortega, que expresa su desconfianza con la prensa cada vez que publica noticias relacionadas con medicina. Creo, que este mismo caso se podría aplicar al caso de las noticias científicas. Respecto a Stephen Hawking (aunque sea un lego en asuntos de ciencia) creo, que es gran científico, y su lucha contra la esclerosis lateral amiotrófica es un ejemplo de coraje digno de imitar. Sin emabargo, creo, que le ha perjudicado esa sobreexposición en los medios de comunicación, en la tele convirtiéndole en un reclamo friki. También hay que rechazar algunas actitudes personales suyas, sobre todo en el trato, que dio a su primera esposa, y también las malas compañías, que frecuento. Aunque esto sea consecuencia de la putrefacción moral, que invade occidente, e Inglaterra en particular. Que sufre una oleada de odio, capitaneada por los cuatro jinetes del ateísmo. Que son a su vez consecuencia de esta perversión generalizada instalada en la isla. Siendo una de sus últimas víctimas Alfie Evans (que hoy habría cumplido dos años), previamente lo fue Charlie Gard. Es posible que parte de sus esfuerzos científicos de Stephen Hawking estuvieran contaminados, por lo que describí previamente. Yo hable con el autor de un proyecto literario que tenía, en la que iba a hablar del multiverso, pero por vagancia, y por no herir a una tercera persona no lo lleve a cabo. Por eso a mí me han interesado las teorías sobre ese tema. De todas formas como ha apuntado el Profesor Alfonseca muchas de esas teorías no son ciencia, sino posturas filosóficas con intereses subjetivos, y dogmáticos. Son muy interesante las reflexiones finales del Profesor Alfonseca sobre la materia oscura, y muy convenientes que nos recuerde las teorías de Popper sobre la posibilidad de echar abajo una teoría científica. Antes de terminar quería dar las gracias al Profesor Alfonseca por un asunto en el que me ha ayudado estos últimos días en nombre mío, y de esa tercera persona que está envuelta. Espero su próximo artículo con impaciencia.

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  2. Muchas gracias y felicidades al Profesor Alfonseca por un nuevo articulo.

    Poco puedo decir ya que soy un completo ignorante en temas científicos pero gracias a usted estoy aprendiendo mucho y ha despertado un interés en la ciencia que antes se veia eclipsado por el miedo.

    Por cierto, el otro dia me acorde de usted y de su blog viendo un episodio de Futurama (si no ha visto esta serie se la recomiendo ya que toca diversos temas tanto sociales como teoligicos y cientificos) , precisamente el capitulo tuvo relacion con una pregunta que le habia hecho sobre la intervencion de Dios en el cosmos.
    En dicho capitulo uno de los protagonistas se encuentra siendo dios de un pueblo de seres diminutos que habitan en su cuerpo, intervinendo en los asuntos de los seres les causaba mas mal que bien, y dejando de intervenir los seres se aniquilaron mutuamente. Tras esto este personaje se encuentra al autentico Dios, al que le pregunta, como debió hacer las cosas.
    Este le responde:
    "Si haces demasiado los fieles se vuelven dependientes, y si no haces nada pierden la esperanza"(...)"cuando haces las cosas bien la gente no esta tan segura si has intervenido o no".

    Una vez mas le transmito mi agradecimiento y espero con interes el siguiente articulo.

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    1. Hay un cuento de ciencia-ficción publicado en los años 50 con un argumento parecido: "The short ones", de Raymond S. Banks. Aquí los individuos a controlar por un "dios" humano, que está haciendo prácticas de gobierno, son entidades inteligentes creadas por ordenador, y la conclusión viene a ser casi la misma: interviniendo demasiado se estropea todo, e interviniendo demasiado poco no se consigue nada. Hay que encontrar el punto exacto.

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  3. Soy Rafael
    Al leer el articulo me ha venido a la mente la teoría (que ya no se si con los condicionantes seria una teoría científica), el que las aves descienden de los dinosaurios e incluso el propio hombre descendiente de una especie no humana, los australopitecos. Esto nunca podra ser demostrado, ni es falsacimable, los seres vivos es evidente que son materia viva y por tanto esta en el ambito de la ciencia, sin embago estas propuestas ¿son o no son una teoria? Un cordial saludo para todos.

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    1. Usted pregunta si la teoría de la evolución es una teoría científica. De eso hablé en una serie de cuatro artículos que publiqué aquí en enero. Este fue el tercero de ellos: Azar o diseño, donde hablo precisamente la teoría de la evolución.

      Recuerde, sin embargo, que la evolución tiene que apoyarse, no sólo en datos experimentales, sino también en datos históricos, por lo que se aplican métodos distintos a los de otras ciencias, como la abducción (o inferencia a la mejor explicación), de la que también hablé en otro artículo: Vivir o el poder de la abducción.

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