1. Ciencia experimental: caracteres propios y comunes. El conocimiento científico en general se caracteriza por tender hacia un ideal de exactitud y de universalidad, que en algunos casos, como en el de la Matemática, se da por logrado. Pero dentro del campo de la Ciencia hay conocimientos que se distinguen por su referencia a fenómenos naturales, por enunciar algo de objetos determinados. A las ciencias que versan sobre tales conocimientos se las llama ciencias experimentales y ciencias de observación. La fuerza de sus enunciados radica en su entronque con el objeto que pretenden describir. La ciencia experimental necesita confirmar constantemente sus conclusiones mediante experiencias y observaciones. La Matemática, por el contrario, descansa sobre sus bases especulativas y no tiene por qué contar,con el mundo exterior.
La ciencia experimental es ciencia por poseer un conocimiento universal y, hasta cierto punto, exacto; es, además, experimental, por recibir su contenido y enriquecerse con la realidad a la que se refiere mediante la observación y la experimentación. Sus consecuencias deben estar formuladas en términos de observación. La experiencia es, pues, no sólo fuente de conocimientos, sino también tribunal de última instancia para comprobar la validez de los enunciados científicos.
Ciencias experimentales son la Fisicoquímica, la Biología, la Psicología, etc.; pero se ha de andar con precaución al hablar de ciencias experimentales, pues no basta con hacer experimentos para constituir ciencia.
2. Experiencia común y experiencia científica. La experiencia común es la que hace directamente todo ser capaz de ser impresionado. En este sentido, hasta las plantas «sienten» algo. Pero se entiende por experiencia común algo más que el simple percibir o sentir. En general, se entiende por experiencia el hecho percibido o sentido conscientemente que, de alguna manera, queda grabado en un ser y que le permite constatar algo determinado. Se habla de experiencias adquiridas, dándole al fenómeno un sentido positivo de retención de vivencias que pueden ayudar para actuar o para retraerse de actuar. Pero, en todas las experiencias llamadas comunes, el observador, el que hace la experiencia, capta, sin más, algún detalle de lo que sucede a su alrededor sin intentar sacar de él consecuencias demasiado generales. Estas experiencias directas del observador son más seguras que muchas de las experiencias hechas dentro del ámbito de las ciencias; su seguridad es tal, que el hombre no se pregunta apenas por su origen ni por sus consecuencias.
La experiencia científica se caracteriza por interpretar conscientemente los datos percibidos; por ir el científico en su busca, en vez de esperarla. Aquí se trata de precisar la experiencia común, sometiéndola a procesos muy pensados de antemano. La experiencia científica es, pues, aquella que se tiene ya dentro de un ambiente preparado y con fines precisos; es la experiencia encaminada a interpretar los fenómenos de la naturaleza.
3. Experiencia, experimentación, observación. Entre los términos observación y experiencia no cabe, en ciencia, una distinción rígida. Toda observación es una experiencia de fenómenos. Se experimenta, se percibe algo, al observar. Experiencia es un término que lleva a la idea de algo más o menos pasivo: sensación resultante de percibir u observar un fenómeno. La e. es, por el contrario, activa: indica una actividad especial que no está contenida en el término observación. E. es un acto bastante complicado y complejo en el que no sólo interviene un sujeto; en la e. intervienen ya instrumentos y se lleva a cabo después de una preparación previa del objeto y del ambiente.
La observación ocurre en todos los planos de la experiencia y de la e. Cabe decir que, sea inmediatamente (la experiencia), sea mediatamente e., la observación tiene lugar en todos los momentos de acercamiento al objeto. Pero el acto de la e. añade algo nuevo a la mera observación. El científico trata siempre de experimentar algo concreto. Es más; su acción experimentadora está preparada y se parece en todas sus fases a una estrategia en la que se miran de antemano y se ajustan todos los medios para conseguir lo propuesto. El observador tiene que hacer intervenir medios diversos para afinar sus sentidos; tiene que alargar su vista mediante un microscopio o un telescopio; tiene que colocar el objeto en cuestión en situaciones adecuadas y propicias para que se exprese de manera esperada; tiene que manipular el objeto y el medio en que se encuentra el objeto. El observador se convierte en experimentador, inventando técnicas poderosas que harán cambiar el proceso ordinario de los fenómenos naturales. Ha de obligar a la naturaleza a expresarse, construyendo artificialmente las condiciones convenientes para que se produzca el fenómeno. Es ésta la única manera de extraer los secretos de la naturaleza, aunque ello suponga un trabajo considerable.
E. c. es, por ello, una actividad dirigida y artificial; indispensable para el estudio de los fenómenos por dos razones: a) porque el científico, en caso de tener que comprobar alguna hipótesis, no puede-esperar tranquilamente a que en la naturaleza coincidan aquellas condiciones -suficientes- para que se produzca el fenómeno que comprobará o rebatirá su hipótesis; este fenómeno bien pudiera no suceder nunca, aun siendo teóricamente posible; b) porque, en el caso de examinar comportamientos de fenómenos todavía no explicados por una teoría, de no ir hacia ellos perdería la ocasión de adquirir datos preciosos para su ciencia. Se suele distinguir, por todo ello, entre ciencias de observación y ciencias de experimentación. Entre estas últimas se hallan la Fisicoquímica, la Biología y la Psicología; como ciencia de observación se suele señalar la Astronomía. Pero, para ver hasta qué punto es exacta esta distinción, habrá que examinar, en primer lugar, en qué consiste verdaderamente el experimento científico y en qué la observación pura de los fenómenos.
4. La experimentación científica: observación e interpretación. Para ver en qué consiste una experiencia netamente científica, no hay camino mejor que «observar al observador mismo», entrando en su laboratorio: «Entrad en el laboratorio -dice P. Duhem- y acercaos a esa mesa llena de una multitud de aparatos: una pila eléctrica, hilos de cobre rodeados de seda, cazos llenos de mercurio, bobinas, una barra de hierro que lleva un espejo. Un observador introduce en pequeños agujeros el vástago metálico de una clavija cuya cabeza es de ebonita; el hierro oscila y, por el espejo unido a él, refleja sobre una regla de celuloide una banda luminosa cuyos movimientos sigue el observador. Esto es, sin duda, una experiencia; mediante el vaivén de esa señal luminosa, este físico observa minuciosamente las oscilaciones del trozo de hierro» (La Theorie physique, París 1914, 217). Si se le pregunta, dirá que está midiendo la resistencia eléctrica de una bobina, pero que el sentido de estas palabras -medir la resistencia de una bobina- y su relación con los fenómenos comprobados es un complejo que no podrá aclarar sin recurrir a muchas teorías y supuestos científicos. Este experimento -como todos- consta de dos partes: la observación y la interpretación.
El hecho de la observación no encierra en sí ningún elemento típicamente científico. Basta con poner atención y ver lo que sucede; es una tarea que podría llevar a cabo cualquier persona un poco instruida. La interpretación, por el contrario, es lo que hace del experimento un hecho de ciencia. Y no es que toda interpretación tenga que conducir irremediablemente al conocimiento científico, pues se sabe que toda observación contiene elementos interpretativos y que la experiencia más común es posible gracias a muchos elementos adquiridos por la tradición, por la enseñanza, etc., y gracias a marcos que predeterminan nuestras formas de conocimiento, sin llegar, por ello, a constituir conocimientos científicos. Toda observación, toda experiencia, sufre una elaboración en la conciencia, haciéndose allí presente y eficiente todo lo aprendido anteriormente, así como los marcos o coordenadas que darán sentido a los simples datos. No hay, pues, ni observaciones ni experiencias puras; a toda observación va unida una interpretación.
Pero al decir interpretación científica se habla de otra clase de interpretación que, aun contando con la arriba indicada, la supera y la corrige. Interpretar científicamente es recurrir a muchos capítulos de la Ciencia y a muchas teorías. De esta necesidad de e. no se pueden excusar ni las mismas ciencias de observación. A pesar de lo que se ha dicho siempre acerca de los métodos de las ciencias de observación y de sus objetos experimentalmente inalcanzables, no se puede negar que también en estas ciencias hay que contar con experimentos, si bien son de índole distinta. «Las medidas astronómicas -dice A. Eddington- son todas, sin excepción, medidas de fenómenos que ocurren en el laboratorio». El hecho de que estas ciencias requieran más apoyo teórico y más hipótesis que las ciencias experimentales, no niega que hagan experimentos. No sólo existe el experimento que comprueba una hipótesis; existe, además, el experimento que descubre algo nuevo. No se puede negar que también la Astronomía prepara meticulosamente su laboratorio de observación con el fin de descubrir fenómenos deducidos de hipótesis. Ciencias de observación pura no hay, por no haber hechos de observación pura.
5. Razón y experimento científico. No hay duda que los experimentos realizados en el laboratorio del científico son manipulaciones del objeto; preparaciones de la naturaleza que se analiza. En esta manipulación se hacen patentes los principios metódicos que la dirigen.
La estrategia de laboratorio consiste en atacar al fenómeno de tal manera que éste no tenga más remedio que descubrirse. Ahora bien, para que la expresión fenoménica sea una respuesta satisfactoria, la pregunta formulada debe contar de antemano con el modo como se ha de preparar el objeto.
En este proceso de preparación intervienen principios prácticos y teóricos. También intervienen decisiones conscientes y tendencias o supuestos inconscientes -mentalidad, concepción filosófica del mundo, etc.
Entre estos principios directivos, cabría enumerar tres de los más importantes: El de definición, el de análisis y el de simplicidad. El principio de definición exige que la Ciencia describa sus procedimientos antes de ir al experimento. El principio de análisis y síntesis postula el estudio del todo mediante el estudio previo de sus partes constitutivas. Este es un principio que, si bien ha sido imprescindible para el estudio de los fenómenos físicos, no se puede aplicar, sin más, en Biología y Psicología. El principio de simplicidad o de economía pide que todo enunciado y toda ley sean lo más simples posible; pero pide también que al experimentar se atienda a aquellos aspectos más simples del comportamiento de los fenómenos, porque serán los que, con más probabilidad, se repetirán. Se entiende aquí por simple lo que requiere menos condiciones concomitantes para suceder.
El experimento científico no es, pues, sólo la manipulación del objeto; es también una manipulación ordenada y consciente. «Vía experimental es, dice C. Bernard, la aplicación inmediata y rigurosa del razonamiento a los hechos que la observación y la experimentación nos proporcionan».
6. Necesidad de la experimentación en la Ciencia: la medición. La Ciencia fáctica, y sus generalizaciones, sólo es posible y, a la vez objetiva, gracias a la e. Es necesaria la experiencia personal y la e. directa de los fenómenos para que el cuerpo teórico de la Ciencia esté anclado en la realidad y no sea un cuerpo flotante y puramente especulativo. Cuando la mera observación basta para descubrir regularidades en el comportamiento de los fenómenos, el científico se conforma con constatar lo que ve, lo que le entra inmediatamente por los sentidos, «pero, si necesita observar fenómenos en el estómago, debe imaginar procedimientos de experimentación más o menos complejos para ver en una cavidad que está oculta a su mirada» (C. Bernard).
Ahora bien, lo que el científico observa tiene que ordenarlo primero para poder interpretarlo. Y, en este preciso momento, es cuando el observador empieza verdaderamente a hacer ciencia. Para ordenar los datos arrojados por el experimento, el científico se sirve, normalmente, de los números. Trata de asignar a cada dato un número; trata de constatar la cantidad de su objeto, que no es otra cosa que medir. La máxima de Galileo -medir lo medible y hacer medible lo que de suyo no lo esse podría formular, sin cambiarle el sentido, de la siguiente manera: cuantificar lo que es cantidad y hacer cuantificable la cualidad. Pero resulta que el.medir es uno de los hechos más subjetivos que se puedan pensar en la Ciencia. Toda medida se hace desde un patrón escogido convencionalmente. De aquí que todos los datos medidos no puedan pretender ser una copia exacta de la realidad. El experimento, que empieza siendo el resultado de una convención, se encuentra con un mundo heterogéneo al que sólo puede acercarse de una manera: por el camino de la cantidad.
En el mundo hay cantidad y cualidad; se da el fenómeno cualitativo del calor y el fenómeno cuantitativo de la agrupación de elementos. Mientras el experimentador se enfrente con aspectos cuantitativos no tendrá grandes problemas, porque éstos se dejan ordenar y simbolizar matemáticamente. Describir, por el contrario, y definir la dureza de un cuerpo no es tan asequible a la matematización. No se puede asignar números cardinales a datos de dureza, puesto que éstos no existen. El científico se valdrá de un truco: comparar entre materiales según su cualidad, pudiendo, así, establecer un orden jerárquico de menos a más dentro de la cualidad que será expresable en números ordinales.
De este modo, la Ciencia puede -a su maneraaprehender tanto el aspecto cuantitativo cuanto el aspecto cualitativo de sus objetos. Por la medición se consigue asignar números-medida a las expresiones de los fenómenos; pero estos números-medida se basan en razones y proporciones, y no en los datos vistos aisladamente. Habrá que anotar que la medida no es el único medio de poder experimentar, aunque sea el más generalizado.
7. Experimento y realidad. Desde que la Ciencia experimental existe, se sabe que todo experimento va acompañado de errores, que es una experiencia aproximada; pero, desde la aparición de la Mecánica cuántica, se sabe, además, que el experimento decide sobre la realidad misma. En la Ciencia Fisicoquímica se ha hecho patente lo que ya era cosa bien sabida en Biología y Psicología: que es imposible observar y experimentar sin perturbar el objeto. El experimentador se encuentra, pues, ante datos que él denominará «hechos», pero que no podrá denominar «hechos objetivos», sino «hechos experimentales». Lo que aparece a través del microscopio no es la cosa o el fenómeno en sí, sino el efecto de mi intromisión en su campo; lo dado científicamente es lo arrojado por y durante el experimento mismo; lo que sucede antes y después del experimento es, por naturaleza, inobservable y, por ende, carece de interés científico. Admitida esta limitación, esta frontera que impone al observador la naturaleza misma, se puede intentar analizar el valor y el sentido real de los datos arrojados por el experimento. Entonces se advertirá que en todo experimento hay un componente real y otro ideal. La medición contiene un elemento ideal; se miden los fenómenos más con los pensamientos que con los aparatos. «No son los relojes y los patrones físicos -dice E. Cassirer-, sino los principios y los postulados, los que constituyen los verdaderos instrumentos de medidas».
Pero los valores numéricos ganados por el experimento tienen, a su vez, un fundamento en la realidad. «Una misma serie de operaciones elaborará, evidentemente, un resultado semejante cuando las condiciones del mundo sean semejantes, y resultados diferentes cuando las condiciones sean diferentes. (Las diferencias en las condiciones del mundo que no influyen en los resultados de la experiencia y de la observación quedan excluidas ipso facto del ámbito del conocimiento científico)» (Eddington).
Sin e. c. no hay ciencia; pero, recíprocamente, sin teoría previa, los datos experimentales carecen de sentido y no valen para nada. La Ciencia es, pues, la síntesis de dos dimensiones: razón y experiencia, siendo de poca importancia científica el problema de la primacía de una de estas dimensiones.