II Jornadas "Peirce en Argentina"
7-8 de septiembre del 2006
Introducción
El surgimiento y desarrollo de la ciencia cognitiva en las últimas décadas ha conducido a la reexaminación de ciertos problemas en filosofía de la ciencia, los cuales han cobrado relevancia a la luz de algunas perspectivas contemporáneas. De este modo se instala una nueva reflexión en torno a la investigación científica, que opera sobre una base cognitivista. Uno de los problemas que se encuentra en actual discusión es el que se relaciona con el proceso de descubrimiento en ciencia. Tras los varios intentos fallidos por racionalizar el camino a través del cual el científico alcanza un conocimiento nuevo, se concluyó (a partir de los años sesenta) que una lógica del descubrimiento, es decir, un modelo racional formalizable que dé cuenta de los procesos de descubrimiento en la ciencia, no era posible. Sin embargo, este dominio, al parecer aún inescrutable, ha tomado nuevos matices, específicamente dentro del campo de la epistemología en conjunto con la psicología y la inteligencia artificial. De este problema se desprenden otros como el razonamiento científico y las inferencias asociadas al descubrimiento; a partir de esto, surge el concepto de inferencia abductiva.
El modelo de inferencia abductiva o abducción, entendido como un tipo de razonamiento hipotético, y un medio de generación de nuevas ideas, continúa siendo inaprehensible en algunos aspectos, dado el alto componente intuitivo de su estructura, que lo hace ser considerado a su vez como un tipo de inferencia con poco peso lógico, en comparación con la deducción y la inducción. No obstante, es también la inferencia que ofrece mayor interés filosófico ya que constituye el único modelo "ampliativo" que proporciona un conocimiento nuevo2. La abducción ha recobrado su función determinante en las actuales investigaciones acerca de la actividad científica, y se presenta como un mecanismo fundamental para dar cuenta del surgimiento de nuevas hipótesis explicativas.
La presente exposición da cuenta de algunas de las teorías actuales sobre el surgimiento, desarrollo y cambio científico, desde perspectivas histórico-cognitivas y computacionales como las de Nancy Nersessian, David Gooding, Ronald Giere y Lorenzo Magnani, quienes toman como punto de partida la Teoría de los Modelos Mentales de Philip Johnson-Laird, la que funciona como una forma representación del conocimiento, y donde la inferencia abductiva juega un papel importante, en tanto se considera junto con los modelos, un medio para dar cuenta del camino del descubrimiento.
Dichas perspectivas, pese a que todavía enfrentan problemas dado su carácter relativamente emergente y su compleja estructura (es decir, la integración de las variadas disciplinas que comprenden los estudios cognitivos), ofrece un conjunto de herramientas sólidas que pueden resultar útiles para el esclarecimiento y descripción del conocimiento científico, y la formación de teorías.
Desarrollo
En el contexto de esta discusión se asume una tesis representacional, en la cual el concepto de representación, entendido básicamente como una relación similar a la que hay entre entidades lingüísticas y propiedades del mundo, resulta adecuado a la comprensión del conocimiento científico a través de una aproximación basada en modelos3.
Los modelos se conciben en términos representacionales lo que implica que constituyen herramientas que describen el mundo, y que más allá de ser una vía de interpretación de sistemas formales, su función en las ciencias empíricas está dirigida hacia la práctica científica. Esto puede actualizarse en el concepto de 'mapa'. Tal como lo sugiere Ronald Giere (1999)4, un mapa es representacional en la medida en que expresa de una forma propia y específica la estructura del objeto referido. Un mapa representa un objeto sobre la base de similitudes espaciales que comparte tanto el mapa como lo-mapeado. Luego, es un objeto que está siendo utilizado para representar otro objeto. Un mapa puede comprenderse como un modelo representacional, lo que conlleva a examinar sus características y limitaciones; por ejemplo, que existe una relación de equivalencia entre el mapa y el objeto representado pero que asimismo existe un grado de parcialidad y relatividad en cuanto a una igualdad de proporciones: un mapa nunca va a poder representar literalmente y con la exactitud requerida todos los rasgos del lugar-objeto, puesto que de ser así, dejaría de ser un mapa y pasaría a ser el territorio mismo. Sobre esto Giere cita un breve cuento de Borges titulado "Del rigor de la ciencia" que plantea la fútil tarea de un grupo de cartógrafos que pretenden diseñar el "mapa perfecto" en una escala de uno-a-uno5.
La concepción representacional de los modelos supone que el lenguaje no se conecta directamente con el mundo, más bien, se conecta a través de un modelo, el cual requiere ser especificado en función de su estructura y sus características.
La Teoría de los Modelos Mentales desarrollada por Johnson Laird (1983)6 pretende dar una explicación de los mecanismos involucrados en el razonamiento, postulando que los humanos representan el mundo con el cual interactúan a través de modelos mentales. En este sentido, la conexión con el mundo se establece a partir de una equivalencia entre un modelo mental y las partes del mundo que son designadas. A partir de esto se postula que el razonamiento científico está basado en modelos [model-based-reasoning]7.
Los modelos mentales por lo tanto, constituyen una representación o "estructura análoga" del mundo-real o de una situación-imaginada específica. Un modelo mental construye a su vez imágenes, que corresponden también a modelos mentales particulares y constitutivos de ese modelo mental (es decir, un modelo contiene sub-modelos). Se pueden representar principalmente a partir de tres fuentes: de percepción visual, analógica y sobre experimentos del pensamiento.
De acuerdo a esto, el descubrimiento en ciencia es visto como un proceso en el que los científicos construyen representaciones a través de "modelos de resolución de problemas" [problem-solving models]. Esto se relaciona directamente con la capacidad de aprendizaje ya que se incluyen las prácticas creadoras y generadoras de teorías sobre la base de representaciones y estructuras analógicas. Esta concepción de los modelos mentales como una interacción de modelos de discurso imaginístico y de otros tipos, entregaría una teoría rica respecto de las bases representacionales que poseen los científicos.
Ahora bien, es importante señalar que la Teoría de los Modelos Mentales ha experimentado cambios de énfasis en los últimos veinticinco años. La propuesta original de Johnson-Laird da cuenta de la multiplicidad de formas que puede asumir un modelo pero limita su investigación en los modelos de discurso y la determina metodológicamente por el modelamiento computacional. Johnson-Laird concibe las proposiciones como los equivalentes mentales de las oraciones, pero el problema es que a partir de éstas no es posible dar cuenta de las tareas cognitivas que involucran inferencias. Las propiedades formales de las proposiciones no son suficientes para explicar esas tareas. Tales inferencias debieran estar dirigidas semánticamente; sin embargo, la representación proposicional es incapaz de ofrecer los elementos semánticos que permitan explicar en forma económica las inferencias involucradas en dichas tareas. Los modelos mentales del discurso en cambio, constituyen un tipo de representación semántica más poderosa para tales efectos.
Entre los autores que actualmente subscriben la tesis de los modelos mentales y que no obstante, la han modificado en cuanto a su metodología, se encuentra Nancy Nerssesian. Esta autora, a diferencia de la aproximación de Johnson-Laird que privilegiaba la modelación computacional como requisito para la explicación cognitiva, presenta un enfoque historicista y cognitivista y utiliza un método que denomina análisis histórico-cognitivo, que combina teorías de cognición con estudios de casos de las prácticas científicas reales y concretas, en donde convergen simultáneamente los factores históricos y psicológicos.
Nerssesian (2002)8 considera que para comprender el proceso científico, tanto del descubrimiento como de los cambios conceptuales que ocurren cuando dichos descubrimientos divergen radicalmente de las teorías sostenidas hasta entonces, es necesario que la filosofía de la ciencia incorpore en el estudio el proceso histórico que tiene lugar en la actividad científica, respaldado por una base teórica-cognitiva de razonamiento basado en modelo. En este sentido, construir un modelo de resolución de problemas implica insertarse dentro del trabajo de laboratorio de los investigadores e incluir muchos elementos -internos y externos- como fuentes descriptivas del trabajo científico.
La autora plantea que hay un error en la formulación y comprensión de los conceptos constitutivos de la ciencia. Concebir las entidades básicas científicas como abstracciones rígidas, es decir, como 'teorías', 'métodos', 'paradigmas', 'estructuras', etc., conlleva a no profundizar en las prácticas individuales de cada científico, así como en su desarrollo creativo. El concepto del "científico individual" es una parte esencial para la descripción de la ciencia y los procedimientos que operan en el marco de una investigación particular.
Desde este punto de vista, Nersessian afirma que la pregunta no es cómo la teoría de la electrodinámica se desarrolló desde Faraday a Einstein9, sino más bien, cómo Faraday, Maxwell y Einstein, como científicos individuales, insertos en su especificidad, desarrollaron la electrodinámica. Se le otorga importancia fundamental a las actividades cognitivas de cada científico, así como a los procesos externos que están influyendo en la experimentación. Las teorías no se desarrollan en virtud de abstracciones; son el resultado de "prácticas cognitivas" concretas y por lo tanto, el énfasis de la investigación debe estar puesto en las experiencias individuales y subjetivas de los científicos.
David Gooding, por su parte, también investiga el desarrollo creativo en ciencia, y al igual que Nersessian, otorga importancia al rol de la acción o agencia humana en el desarrollo del proceso científico. Gooding intenta hacer un análisis del camino que va desde la experimentación real, pasando por la creación de experimentos demostrables, hasta el desarrollo final de la teoría. Se centra en un método de reconstrucción, en el que están comprendidos y requeridos como elementos constitutivos, todos los informes de la actividad científica.
Todo esto se relaciona con lo que denomina el giro procedural (Gooding, 1992), que consiste en guiar un experimento del pensamiento, utilizando un "modelo mental" de la situación experimental para crear una simulación de un experimento real10. El contenido empírico adquiere forma dentro de este modelo mental, el cual incluye un procedimiento de conocimiento. Y entonces, al reconstruir o bien replicar los modelos mentales, es posible rastrear el "giro procedural" que condujo al científico al descubrimiento. Esto implica incluir como elementos determinantes borradores, apuntes, los primeros planteamientos del problema, el esbozo de la hipótesis, e incluso los errores en los resultados, que en algunos casos pueden llegar ser un camino más hacia el descubrimiento.
Las dos tesis anteriores se corresponden con la de Lorenzo Magnani, quien se centra en el razonamiento basado en modelos específicamente, desde la "acción creativa" del científico, desde donde explora lo que concibe como la inferencia creativa, que también llama abducción creativa basada en modelo [Model-Based Creative Abduction].
Según Magnani, integrar investigaciones sobre cognición con investigaciones histórico-epistemológicas, contribuye a elaborar modelos de cognición más realistas. El autor distingue entre la abducción teórica (sentencial) y la abducción creativa; y afirma que la primera, si bien ilustra y esquematiza -de alguna forma- el pensamiento a través de la hipótesis explicativa, resulta insuficiente a la hora de dar cuenta de ciertos casos en donde la intervención del ambiente es crucial. De esto se desprende que el razonamiento basado-en-modelo cobra importancia creativa cuando está ligado al proceso abductivo, en virtud de la acción. En tales casos lo que ocurre es un tipo de "descubrimiento a través de la acción". La acción realiza un rol epistémico y no meramente performativo que resulta relevante para el razonamiento científico.
El punto de interés entonces, es el carácter pragmático de la inferencia11. Esto supone focalizar el estudio en los diferentes contextos en los que se efectúa la actividad científica y se relaciona con acciones extra-teóricas, que incluyen la manipulación de objetos externos. Lo que Magnani pretende demostrar, a través de lo que denomina abducción manipulativa, es que es posible encontrar tanto en el razonamiento científico como en el no-científico, métodos de constructividad basados en acciones y modelos externos. El autor define la abducción manipulativa, de la siguiente manera:
"La abducción manipulativa se refiere a una conducta extra-teórica que apunta a crear informes comunicables de nuevas experiencias, para integrarlas dentro de un sistema ya existente de prácticas experimentales y lingüísticas (teóricas). La existencia de este tipo de conducta cognitiva extra-teórica está testificada asimismo por las situaciones del día-a-día en las cuales los humanos son perfectamente capaces de realizar tareas muy eficaces (y habituales) sin la posibilidad inmediata de advertir su explicación conceptual". (Magnani 200412)
El tipo de razonamiento abductivo que presenta Magnani supone "pensar a través de la acción". Se sugiere la noción de acción y práctica por medio de la abducción, que supone la participación de modelos externos dotados de roles cognitivos y atributos específicos13. Su propuesta, por consiguiente, es que algunos procesos abductivos están involucrados en el razonamiento y descubrimiento científico. Esto se manifiesta en las innovaciones radicales del saber y en los cambios conceptuales.
Así, a través de la abducción manipulativa es posible construir "mediadores epistémicos", a saber, elementos del ambiente apropiados mediante la experiencia y determinantes en la acción científica. Esta visión relaciona aspectos de la cognición situada, bajo la cual se examina la experiencia y la acción del ambiente en interacción con las representaciones mentales. Magnani sugiere la posibilidad de que haya un tipo de procesamiento de modelos mentales de realidad que opere de forma independiente de la experiencia, pero indirectamente fundada en ésta.
Aún cuando reconoce que no está del todo claro cuáles son los dominios que comprende la abducción basada-en-la-acción [action-based abduction], Magnani sostiene que ésta contribuye a simplificar la tarea del razonamiento, a hacerla más accesible, y que puede resultar útil para detectar anomalías frente a alguna información inconsistente, o formular teorías riesgosas que eventualmente podrán conducir a un cambio conceptual14.
Ahora bien, estas perspectivas acerca del conocimiento científico se encuentran todavía en proceso de desarrollo y por lo tanto, deben lidiar con ciertos problemas relacionados. Uno de ellos es el grado de exhaustividad que se espera alcanzar realizando estudios de laboratorio y reuniendo la mayor parte de la información. El problema es que esto resulta una tarea generalmente inabarcable y poco accesible, ya que cuando se intenta estudiar un proceso constructivo en "tiempo real"15 los procesos cognitivos pasan a ser una "caja negra" y son subsumidos por los procesos sociológicos.
También entra en juego la delimitación de cuándo o en qué contextos específicos la abducción presentaría una base activa aplicada a modelos-externos. Gran parte de lo que se lleva a cabo en los márgenes de la observación, involucra un tipo de actividad no-premeditada, algo así como pre-verbal. La pregunta entonces, es si es posible describir la práctica verbal y material de una forma que caracterice tanto la naturaleza "situada" del procedimiento del conocimiento, como las partes no premeditadas del proceso del descubrimiento. Una alternativa es tomar el camino de la reconstrucción, pero ésta se enfrenta asimismo con el problema de cómo establecer el margen de lo que se puede o se debe incluir, frente a lo que sería prescindible, no determinante y por lo tanto, desechable. El objetivo es reunir sólo los elementos sustanciales dentro de un ambiente altamente constreñido, pero sobre qué bases constreñir ese ambiente es una pregunta no del todo aclarada y que corresponde a otro problema metodológico.
En conclusión, las diferentes perspectivas mencionadas en la exposición pretenden ofrecer una vía racional de descripción del descubrimiento científico. En tanto mantienen visiones complementarias y más o menos homogéneas, resulta productivo examinarlas en conjunto. Dado que son teorías que se encuentran en pleno desarrollo y todavía un poco frescas, requieren de un cierto feedback en virtud de sus propias investigaciones, para formular un modelo más sólido en términos teóricos y prácticos, que clarifique a la vez, las limitaciones principales de su metodología.
No obstante, las actuales teorías cognitivistas que se encuentran en oferta aspiran -a diferencia de las primeras elaboraciones de la teoría de modelos- a que la representación semántica de los modelos mentales permita explicar los procesos cognitivos no como regidos por reglas (explícitos), sino más bien basados en las características del modelo (implícitos), y que por consiguiente, pueda ir más allá de una representación puramente formal o proposicional. Por ello, se proyectan hacia una mirada más realista sobre los procedimientos en ciencia, en donde se alberga la noción de experiencia como un elemento central; y de alguna forma, se presupone que las transacciones que se realizan con el mundo no están sólo fundadas en propiedades físicas, sino que manifiestan una base social y cultural.
De acuerdo a esto, y acogiendo la visión de Giere sobre la cognición científica, sociedad y cultura funcionan como coextensiones o continuaciones de las propiedades del mundo y del entorno. Los modelos mentales culturalmente basados, cumplirían un rol explicativo de la actividad científica, que sería proporcionado a partir de los mecanismos activos de la inferencia abductiva. Ésta, junto con los modelos mentales funcionan por tanto, como instrumentos cognitivos y representacionales en la descripción del conocimiento, y en ese sentido, la búsqueda de criterios para mejorar o fortalecer la abducción, contribuye a que los experimentos del pensamiento puedan llegar a tener una base comunicable en pos de un perfeccionamiento en la metodología y práctica de la ciencia.
1. El presente ensayo es parte de una investigación filosófica que pertenece a un Proyecto FONDECYT cuyo tema es la estructura y posibilidad de una lógica del descubrimiento en la filosofía y la ciencia contemporánea.
2. "La deducción prueba que algo tiene que ser; la inducción muestra que algo es actualmente operativo; la abducción sugiere meramente que algo puede ser. Su única justificación es que a partir de su sugerencia, la deducción puede extraer una predicción que puede comprobarse mediante inducción, y que si podemos llegar a aprender algo o a entender en absoluto los fenómenos, esto tiene que conseguirse mediante la abducción". Peirce, C.S. Collected papers (vols. II, V, VI.). 1931-1958. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1965. p.106.
3. Entendiendo por 'modelo' cualquier sistema físico o químico que guarda una relación de estructura similar a aquella del proceso que imita.
4. Giere, R. "Using Models to Represent Reality". 1999. En: L. Magnani, N. Nersessian y P. Thagard (eds.), Model-Based Reasoning in Scientific Discovery. Plenum Publichers, Nueva York.
5. "En aquel Imperio, el arte de la Cartografía logró tal perfección que el mapa de una sola provincia ocupaba toda una ciudad, y el mapa del Imperio, toda una provincia. Con el tiempo, esos mapas desmesurados no satisficieron y los colegios de cartógrafos levantaron un mapa del Imperio, que tenía el tamaño del Imperio y coincidía puntualmente con él. Menos adictas al estudio de la Cartografía, las generaciones siguientes entendieron que ese dilatado mapa era inútil, y no sin impiedad lo entregaron a las inclemencias del sol y de los inviernos. En los desiertos del oeste perduran despedazadas ruinas del mapa, habitadas por animales y por mendigos; en todo el país no hay otra reliquia de las disciplinas geográficas."Del rigor de la Ciencia", Jorge Luis Borges.
6. Johnson-Laird, P. 1983. Mental Models: Towards a cognitive science of language, inference, and consciousness. Cambridge MA: Harvard University Press
7. En oposición al razonamiento basado en reglas que caracteriza a la lógica a los primeros enfoques computacionales.
8. Nersessian, Nancy, "The cognitive basis of model-based reasoning in Science" 2002. En: The Cognitive Basis of Science. (Comp.) Cambridge University Press. http://www-static.cc.gatech.edu/
9. Nersessian, N. "How do scientists think? Capturing the dyamics of conceptual change in science". En: Giere, R. (Edit.) 1992. Cognitive Models of Science. University of Minnesota.
10. Gooding, en su artículo "The Procedural Turn, or why Thought Experiments work", acuña el término procedural, que implica saber-cómo [know-how]. Por procedimiento se está entendiendo una secuencia de actos u operaciones cuya estructura inferencial es por el momento desconocida. El concepto de procedimiento connota dos aspectos interactivos que son complementarios y que son parte de un mismo proceso: por un lado, hay una manipulación de objetos, instrumentos y experiencia; por otro, está la manipulación de conceptos, modelos proposicionales y formalismos. Sobre esto, señala: "...el reconocimiento y la manipulación de objetos conceptuales son a menudo inseparables de la manipulación de objetos materiales (y vice versa). Aunque los filósofos a veces hablan de la importancia de la práctica, la mayoría de la práctica filosófica proporcionan a los científicos menos recursos de que los no-científicos" (Gooding, 1992, pág.46) En : Giere, R. (Edit.) 1992. Cognitive Models of Science. University of Minnesota.
11. Sobre este punto se refiere también Ronald Giere en su artículo del "How Models ared used to represent reality", afirmando que las prácticas científicas para representar el mundo son fundamentalmente pragmáticas puesto que para comprender dichas prácticas, no se debe comenzar por el lenguaje en sí mismo sino por las actividades científicas en las cuales el lenguaje es utilizado.
12. Magnani, L.,"Reasoning through doing: Epistemic mediators in scientific discovery". 2004. En: Journal of Appied Logic. http://www.elsevier.com/locate/jal
13. "Gooding (1990) se refiere a este tipo de razonamiento manipulativo concreto cuando ilustra el rol en la ciencia de los llamados "constructos" que incorporan inferencias tácitas en procedimientos que están a menudo basados en aparatos y máquinas. La incorporación es por supuesto, una manipulación experta de los objetos dentro de un ambiente experimental altamente constreñido, y está dirigido por movimientos abductivos que implican la aplicación estratégica de patrones de conducta antiguos y nuevos, principalmente conectados con componentes extra-teóricos, por ejemplo, emocionales, estéticos, éticos y económicos". En: Magnani, L., "Creative abduction as active shaping of knowledge: Epistemic and ethical mediators". 2001. En: http://www.cogsci.northwestern.edu/
14. De ser así, este cambio podría ser asimilado, reconstruido y continuado, intentando dar alguna solución al problema de la inconmensurabilidad.
15. Generalmente desde perspectivas sociológicas o
de antropología social en estudio de laboratorio, tal como lo destaca
Gooding.
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Fecha del documento: 4 de octubre 2006
Ultima actualización: 27 de agosto 2009