Historia del método científico

Hay pocas discusiones explícitas sobre metodologías científicas en los registros que se conservan de las culturas antiguas. Lo máximo que se puede inferir sobre los enfoques para llevar a cabo la ciencia en este período proviene de las descripciones de las primeras investigaciones sobre la naturaleza, en los registros que se conservan. Un libro de texto médico egipcio , el papiro de Edwin Smith (c. 1600 a. C.), aplica los siguientes componentes: examen, diagnóstico, tratamiento y pronóstico, al tratamiento de enfermedades, ^{[ 2 ]} que muestran fuertes paralelismos con el método empírico básico de la ciencia y, según GER Lloyd ^{[ 3 ]} , jugaron un papel significativo en el desarrollo de esta metodología. El papiro de Ebers (c. 1550 a. C.) también contiene evidencia de empirismo tradicional .

A mediados del primer milenio a. C. en Mesopotamia , la astronomía babilónica se había convertido en el primer ejemplo de astronomía científica, ya que fue «el primer y muy exitoso intento de ofrecer una descripción matemática refinada de los fenómenos astronómicos». Según el historiador Asger Aaboe , «todas las variantes posteriores de la astronomía científica, en el mundo helenístico , en la India , en el mundo islámico y en Occidente —si no todos los esfuerzos posteriores en las ciencias exactas— dependen de la astronomía babilónica de manera decisiva y fundamental». ^{[ 4 ]}

Los primeros babilonios y egipcios desarrollaron un amplio conocimiento técnico, artesanía y matemáticas ^{[ 5 ]} que utilizaron en tareas prácticas de adivinación, así como conocimientos de medicina ^{[ 6 ]} , y elaboraron listas de diversos tipos. Si bien los babilonios, en particular, se habían involucrado en las primeras formas de una ciencia matemática empírica , con sus primeros intentos de describir matemáticamente los fenómenos naturales, generalmente carecían de teorías racionales subyacentes de la naturaleza. ^{[ 4 ] [ 7 ] [ 8 ]}

Los filósofos antiguos de habla griega se involucraron en las formas más antiguas conocidas de lo que hoy se reconoce como una ciencia teórica racional, ^{[ 7 ] [ 9 ]} con el movimiento hacia una comprensión más racional de la naturaleza que comenzó al menos desde el Período Arcaico (650 – 480 a. C.) con la escuela presocrática. Tales fue el primer filósofo conocido en utilizar explicaciones naturales, proclamando que cada evento tenía una causa natural, aunque se le conoce por decir "todas las cosas están llenas de dioses" y sacrificó un buey cuando descubrió su teorema. ^{[ 10 ]} Leucipo , continuó desarrollando la teoría del atomismo : la idea de que todo está compuesto enteramente de varios elementos imperecederos e indivisibles llamados átomos . Esto fue elaborado con gran detalle por Demócrito . ^{[ a ]}

Ideas atomistas similares surgieron de forma independiente entre los antiguos filósofos indios de las escuelas Nyaya , Vaisesika y budista . ^{[ 11 ]} En particular, al igual que las escuelas Nyaya, Vaisesika y budista, la epistemología Cārvāka era materialista y lo suficientemente escéptica como para admitir la percepción como base del conocimiento incondicionalmente verdadero, aunque advertía que si uno solo podía inferir una verdad, entonces también debía albergar una duda sobre esa verdad; una verdad inferida no podía ser incondicional. ^{[ 12 ]}

Hacia mediados del siglo V a. C., algunos componentes de una tradición científica ya estaban firmemente establecidos, incluso antes de Platón, quien contribuyó significativamente a esta tradición emergente gracias al desarrollo del razonamiento deductivo, tal como lo expuso su discípulo Aristóteles . En Protágoras (318d-f), Platón menciona la enseñanza de aritmética, astronomía y geometría en las escuelas. Las ideas filosóficas de esta época estaban en su mayoría liberadas de las limitaciones de los fenómenos cotidianos y del sentido común . Esta negación de la realidad tal como la experimentamos alcanzó un extremo en Parménides, quien argumentó que el mundo es uno y que no existen el cambio ni la subdivisión. ^{[ b ]}

Ya en el siglo IV a. C., se habían inventado esferas armilares en China, ^{[ c ]} y en el siglo III a. C. en Grecia para su uso en astronomía ; su uso fue promulgado posteriormente, por ejemplo, por § Ibn al-Haytham y por § Tycho Brahe .

En los siglos III y IV a. C., los médicos griegos Herófilo (335-280 a. C.) y Erasístrato de Quíos emplearon experimentos para avanzar en sus investigaciones médicas; Erasístrato, en una ocasión, pesó repetidamente a un pájaro enjaulado y observó su pérdida de peso entre las comidas. ^{[ 15 ]}

El método inductivo-deductivo de Aristóteles utilizaba inducciones a partir de observaciones para inferir principios generales, deducciones a partir de esos principios para contrastarlos con observaciones posteriores, y más ciclos de inducción y deducción para continuar el avance del conocimiento. ^{[ 16 ]}

El Organon (en griego: Ὄργανον , que significa «instrumento, herramienta, órgano») es la recopilación estándar de las seis obras de lógica de Aristóteles . El nombre Organon fue dado por los seguidores de Aristóteles, los peripatéticos . El orden de las obras no es cronológico (la cronología es difícil de determinar actualmente), sino que fue elegido deliberadamente por Teofrasto para constituir un sistema bien estructurado. De hecho, algunas partes parecen ser el esquema de una lección de lógica. La organización de las obras fue realizada por Andrónico de Rodas alrededor del año 40 a. C. ^{[ 17 ]} 

El Organon comprende las siguientes seis obras:

1. Las Categorías (en griego: Κατηγορίαι , en latín: Categoriae ) introduce la clasificación aristotélica de 10 categorías de lo que existe: sustancia, cantidad, cualidad, relación, lugar, tiempo, situación, condición, acción y pasión.
2. Sobre la interpretación (en griego: Περὶ Ἑρμηνείας , en latín: De Interpretatione ) introduce la concepción aristotélica de proposición y juicio , y las diversas relaciones entre proposiciones afirmativas, negativas, universales y particulares. Aristóteles analiza el cuadrado de oposición o cuadrado de Apuleyo en el capítulo 7 y su apéndice, el capítulo 8. El capítulo 9 trata el problema de los contingentes futuros .
3. Los Primeros Analíticos (griego: Ἀναλυτικὰ Πρότερα , latín: Analytica Priora ) introduce el método silogístico de Aristóteles (véase el término lógica ), argumenta a favor de su corrección y analiza la inferencia inductiva.
4. La Analítica Posterior (griego: Ἀναλυτικὰ Ὕστερα , latín: Analytica Posteriora ) se ocupa de la demostración , la definición y el conocimiento científico .
5. Los Tópicos (en griego: Τοπικά , en latín: Topica ) tratan sobre cuestiones relacionadas con la construcción de argumentos válidos y sobre la inferencia probable, más que sobre la certera. Es en este tratado donde Aristóteles menciona los predicables , que posteriormente fueron analizados por Porfirio y los lógicos escolásticos.
6. Las Refutaciones Sofísticas (griego: Περὶ Σοφιστικῶν Ἐλέγχων , latín: De Sophisticis Elenchis ) ofrece un tratamiento de las falacias lógicas y proporciona un vínculo clave con el trabajo de Aristóteles sobre retórica.

La Metafísica de Aristóteles tiene algunos puntos en común con las obras que componen el Organon , pero tradicionalmente no se la considera parte de él; además, existen obras sobre lógica atribuidas a Aristóteles, con distintos grados de verosimilitud, que eran desconocidas para los peripatéticos.

Aristóteles ha sido considerado el fundador de la ciencia moderna por De Lacy O'Leary . ^{[ 18 ]} Su método de demostración se encuentra en Los Analíticos Posteriores . Él aportó otro de los ingredientes de la tradición científica: el empirismo . Para Aristóteles, las verdades universales pueden conocerse a partir de cosas particulares mediante la inducción. En cierta medida, Aristóteles reconcilia el pensamiento abstracto con la observación, aunque sería un error implicar que la ciencia aristotélica es empírica en su forma. De hecho, Aristóteles no aceptaba que el conocimiento adquirido por inducción pudiera considerarse propiamente conocimiento científico. Sin embargo, para él la inducción era un paso previo necesario para la tarea principal de la investigación científica, ya que proporcionaba las premisas primarias requeridas para las demostraciones científicas.

Aristóteles ignoró en gran medida el razonamiento inductivo en su tratamiento de la investigación científica. Para aclarar por qué, consideremos esta afirmación en los Segundos Analíticos :

Nos creemos poseedores de un conocimiento científico absoluto de algo, en contraposición a conocerlo de la manera accidental en que lo conoce el sofista, cuando pensamos que conocemos la causa de la que depende el hecho, como la causa de ese hecho y de ningún otro, y, además, que el hecho no podría ser de otra manera.

Por lo tanto, la labor del filósofo consistía en demostrar verdades universales y descubrir sus causas. ^{[ 19 ]} Si bien la inducción era suficiente para descubrir universales mediante generalización, no lograba identificar las causas. Para esta tarea, Aristóteles empleó el razonamiento deductivo en forma de silogismos . Mediante el silogismo, los científicos podían inferir nuevas verdades universales a partir de las ya establecidas.

Aristóteles desarrolló un enfoque normativo completo para la investigación científica que involucra el silogismo, el cual analiza extensamente en sus Segundos Analíticos . Una dificultad de este esquema radicaba en demostrar que las verdades derivadas tienen premisas primarias sólidas. Aristóteles no admitía que las demostraciones pudieran ser circulares (que las premisas apoyaran la conclusión, y viceversa). Tampoco admitía un número infinito de términos medios entre las premisas primarias y la conclusión. Esto lleva a la cuestión de cómo se encuentran o desarrollan las premisas primarias, y, como se mencionó anteriormente, Aristóteles admitía que la inducción sería necesaria para esta tarea.

Hacia el final de los Segundos Analíticos , Aristóteles analiza el conocimiento transmitido por inducción.

Así pues, resulta evidente que debemos conocer las premisas primarias por inducción, pues el método mediante el cual incluso la percepción sensorial implanta lo universal es inductivo. [...] De ello se deduce que no existirá conocimiento científico de las premisas primarias, y puesto que, salvo la intuición, nada puede ser más verdadero que el conocimiento científico, será la intuición la que aprehenda las premisas primarias. [...] Si, por consiguiente, es el único otro tipo de pensamiento verdadero aparte del conocimiento científico, la intuición será la fuente originaria del conocimiento científico.

El relato deja lugar a dudas sobre la naturaleza y el alcance del empirismo de Aristóteles. En particular, parece que Aristóteles considera la percepción sensorial solo como un vehículo para el conocimiento a través de la intuición. Restringió sus investigaciones en historia natural a sus entornos naturales, ^{[ 20 ]} como en la laguna de Pirra, ^{[ 21 ]} ahora llamada Kalloni , en Lesbos . Aristóteles y Teofrasto formularon juntos la nueva ciencia de la biología, ^{[ 22 ]} inductivamente, caso por caso, durante dos años antes de que Aristóteles fuera llamado para instruir a Alejandro . Aristóteles no realizó experimentos de estilo moderno en la forma en que aparecen en los laboratorios de física y química actuales. ^{[ 23 ]} A la inducción no se le otorga el estatus de razonamiento científico, por lo que se deja a la intuición la que proporciona una base sólida para la ciencia de Aristóteles. Dicho esto, Aristóteles nos acerca un poco más a una ciencia empírica que sus predecesores.

En su obra Kαvώv («canon», regla o borde recto, por lo tanto, cualquier tipo de medida o estándar, denominado «canónico»), Epicuro estableció su primera regla para la investigación en física: «que los primeros conceptos sean visibles , ^{[ 24 ] : p. 20} y que no requieran demostración ». ^{[ 24 ] : pp. 35-47}

Su segunda regla para la investigación fue que antes de una investigación, debemos tener conceptos evidentes por sí mismos , ^{[ 24 ] : pp.61-80} para que podamos inferir [ἔχωμεν οἷς σημειωσόμεθα] tanto lo que se espera [τò προσμένον] como lo que se espera. no aparente [τò ἄδηλον]. ^{[ 24 ] : págs. 83-103}

Epicuro aplica su método de inferencia (el uso de observaciones como signos, resumen de Asmis, p.  333: el método de usar los fenómenos como signos (σημεῖα) de lo que no se observa ) ^{[ 24 ] : pp.175–196} inmediatamente a la teoría atómica de Demócrito . En los Primeros Analíticos de Aristóteles , el propio Aristóteles emplea el uso de signos. ^{[ 24 ] : pp.212–224 [ 25 ]} Pero Epicuro presentó su «canónico» como rival de la lógica de Aristóteles. ^{[ 24 ] : pp.19–34} Véase: Lucrecio (c. 99 a. C. – c. 55 a. C.) De rerum natura ( Sobre la naturaleza de las cosas ) un poema didáctico que explica la filosofía y la física de Epicuro.

El físico árabe Ibn al-Haytham (Alhazen) utilizó la experimentación para obtener los resultados de su Libro de Óptica (1021). Combinó observaciones , experimentos y argumentos racionales para sustentar su teoría de la visión por intromisión , según la cual los rayos de luz se emiten desde los objetos y no desde los ojos. Utilizó argumentos similares para demostrar que tanto la antigua teoría de la visión por emisión, defendida por Ptolomeo y Euclides (según la cual los ojos emiten los rayos de luz utilizados para ver), como la antigua teoría de la intromisión, defendida por Aristóteles (según la cual los objetos emiten partículas físicas hacia los ojos), eran erróneas. ^{[ 30 ]}

La evidencia experimental respaldó la mayoría de las proposiciones de su Libro de Óptica y fundamentó sus teorías sobre la visión, la luz y el color, así como su investigación en catóptrica y dióptrica. Su legado se desarrolló a través de la «reforma» de su Óptica por Kamal al-Din al-Farisi (m. 1320) en su Kitab Tanqih al-Manazir ( La revisión de la Óptica de [Ibn al-Haytham] ). ^{[ 31 ] [ 32 ]}

Alhazen consideraba sus estudios científicos como una búsqueda de la verdad : «La verdad se busca por sí misma. Y quienes se dedican a la búsqueda de algo por sí mismo no se interesan por otras cosas. Encontrar la verdad es difícil, y el camino hacia ella es arduo. ... ^{[ 33 ]}

El trabajo de Alhazen incluía la conjetura de que "la luz viaja a través de cuerpos transparentes solo en línea recta", la cual pudo corroborar tras años de esfuerzo. Afirmó: "[Esto] se observa claramente en las luces que entran en habitaciones oscuras a través de agujeros... la luz que entra será claramente observable en el polvo que llena el aire". ^{[ 29 ]} También demostró la conjetura colocando un palo recto o un hilo tenso junto al haz de luz. ^{[ 34 ]}

Ibn al-Haytham también empleó el escepticismo científico y enfatizó el papel del empirismo . Asimismo, explicó el papel de la inducción en el silogismo y criticó a Aristóteles por su escasa contribución al método de inducción, que Ibn al-Haytham consideraba superior al silogismo, y lo consideraba un requisito fundamental para la verdadera investigación científica. ^{[ 35 ]}

Algo parecido a la navaja de Occam también está presente en el Libro de Óptica . Por ejemplo, tras demostrar que la luz es generada por objetos luminosos y emitida o reflejada hacia los ojos, afirma que, por lo tanto, «la extramisión de rayos [visuales] es superflua e inútil». ^{[ 36 ]} También pudo haber sido el primer científico en adoptar una forma de positivismo en su enfoque. Escribió que «no vamos más allá de la experiencia, y no podemos contentarnos con usar conceptos puros al investigar los fenómenos naturales», y que la comprensión de estos no puede adquirirse sin las matemáticas. Tras asumir que la luz es una sustancia material, no discute más sobre su naturaleza, sino que limita sus investigaciones a la difusión y propagación de la luz. Las únicas propiedades de la luz que toma en cuenta son aquellas tratables mediante la geometría y verificables experimentalmente. ^{[ 37 ]}

El científico persa Abū Rayhān al-Bīrūnī introdujo los primeros métodos científicos en diversos campos de investigación durante las décadas de 1020 y 1030. Por ejemplo, en su tratado sobre mineralogía , Kitab al-Jawahir ( Libro de las Piedras Preciosas ), al-Biruni es «el más exacto de los científicos experimentales », mientras que en la introducción a su estudio de la India , declara que «para llevar a cabo nuestro proyecto, no ha sido posible seguir el método geométrico» y, por lo tanto, se convirtió en uno de los pioneros de la sociología comparada al insistir en la experiencia y la información de campo. ^{[ 38 ]} También desarrolló un método experimental temprano para la mecánica . ^{[ 39 ]}

Los métodos de Al-Biruni se asemejaban al método científico moderno, particularmente en su énfasis en la experimentación repetida. Biruni se preocupaba por cómo conceptualizar y prevenir tanto los errores sistemáticos como los sesgos de observación, tales como "errores causados ​​por el uso de instrumentos pequeños y errores cometidos por observadores humanos". Sostenía que si los instrumentos producen errores debido a sus imperfecciones o cualidades idiosincrásicas, entonces se deben tomar múltiples observaciones, analizarlas cualitativamente y, sobre esta base, llegar a un "valor único de sentido común para la constante buscada", ya sea una media aritmética o una " estimación confiable ". ^{[ 40 ]} En su método científico, "los universales surgieron del trabajo práctico y experimental " y "las teorías se formulan después de los descubrimientos", como en el inductivismo . ^{[ 38 ]}

En la sección «Sobre la demostración» de El Libro de la Curación (1027), el filósofo y científico persa Avicena (Ibn Sina) abordó la filosofía de la ciencia y describió un método científico primitivo de investigación. Analizó los Segundos Analíticos de Aristóteles y discrepó significativamente de ellos en varios puntos. Avicena trató la cuestión del procedimiento adecuado para la investigación científica y la pregunta de «¿Cómo se adquieren los primeros principios de una ciencia?». Se preguntó cómo un científico podría encontrar «los axiomas o hipótesis iniciales de una ciencia deductiva sin inferirlos de premisas más básicas». Explicó que la situación ideal se da cuando se comprende que existe una «relación entre los términos, lo que permitiría una certeza absoluta y universal». Avicena añadió dos métodos más para encontrar un primer principio : el antiguo método aristotélico de inducción ( istiqra ) y el método más reciente de examen y experimentación ( tajriba ). Avicena criticó la inducción aristotélica, argumentando que «no conduce a las premisas absolutas, universales y ciertas que pretende proporcionar». En su lugar, abogó por "un método de experimentación como medio para la investigación científica". ^{[ 41 ]}

Anteriormente, en El Canon de la Medicina (1025), Avicena también fue el primero en describir lo que son esencialmente métodos de concordancia, diferencia y variación concomitante que son fundamentales para la lógica inductiva y el método científico. ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]} Sin embargo, a diferencia del método científico de su contemporáneo al-Biruni, en el que "los universales surgían del trabajo práctico y experimental" y "las teorías se formulaban después de los descubrimientos", Avicena desarrolló un procedimiento científico en el que "las preguntas generales y universales surgían primero y conducían al trabajo experimental". ^{[ 38 ]} Debido a las diferencias entre sus métodos, al-Biruni se refirió a sí mismo como científico matemático y a Avicena como filósofo , durante un debate entre los dos eruditos. ^{[ 45 ]}

Durante el Renacimiento europeo del siglo XII , las ideas sobre metodología científica, incluyendo el empirismo de Aristóteles y los enfoques experimentales de Alhazen y Avicena, se introdujeron en la Europa medieval a través de traducciones latinas de textos y comentarios árabes y griegos . ^{[ 46 ]} El comentario de Robert Grosseteste sobre los Segundos Analíticos sitúa a Grosseteste entre los primeros pensadores escolásticos en Europa en comprender la visión de Aristóteles sobre la naturaleza dual del razonamiento científico: concluir a partir de observaciones particulares para llegar a una ley universal, y luego, de nuevo, de las leyes universales para predecir los particulares. Grosseteste denominó a esto «resolución y composición». Además, Grosseteste afirmó que ambos caminos debían verificarse mediante la experimentación para comprobar los principios. ^{[ 47 ]}

Aunque Roger Bacon no era un científico ni realizaba experimentos, fue un excelente escritor cuyas obras fomentaron esos conceptos. ^{[ 48 ] : 48–49} Alrededor de 1256 ingresó en la Orden Franciscana y quedó sujeto al estatuto franciscano que prohibía a los frailes publicar libros o panfletos sin aprobación específica. Tras la ascensión al trono del Papa Clemente IV en 1265, el Papa le concedió a Bacon una comisión especial para escribirle sobre temas científicos. En dieciocho meses completó tres extensos tratados: el Opus Majus , el Opus Minus y el Opus Tertium , que envió al Papa. ^{[ 49 ]} William Whewell ha llamado al Opus Majus la Enciclopedia y el Organon del siglo XIII. ^{[ 50 ]}

• La primera parte (págs.  1-22) trata de las cuatro causas del error: la autoridad, la costumbre, la opinión de la mayoría inexperta y el ocultamiento de la verdadera ignorancia mediante una pretensión de conocimiento.
• La Parte VI (págs.  445-477) trata sobre la ciencia experimental, domina omnium scientiarum . Existen dos métodos de conocimiento: el argumentativo y el experimental. El mero argumento nunca es suficiente; puede resolver una cuestión, pero no proporciona satisfacción ni certeza a la mente, que solo puede convencerse mediante la observación directa o la intuición, que es lo que brinda la experiencia.
• Se dice que la ciencia experimental, que en el Opus Tertium (p. 46) se distingue de las ciencias especulativas y las artes operativas, tiene tres grandes prerrogativas sobre todas las ciencias: 
  1. Verifica sus conclusiones mediante experimentación directa;
  2. Descubre verdades a las que ellos jamás podrían llegar;
  3. Investiga los secretos de la naturaleza y nos abre las puertas al conocimiento del pasado y del futuro.
• Roger Bacon ilustró su método mediante una investigación sobre la naturaleza y la causa del arcoíris , como un ejemplo de investigación inductiva. ^{[ 51 ]}

Las ideas de Aristóteles se convirtieron en un marco para el debate crítico a partir de la incorporación de los textos aristotélicos al currículo universitario en la primera mitad del siglo XIII. ^{[ 52 ]} A esto contribuyó el éxito de los teólogos medievales al conciliar la filosofía aristotélica con la teología cristiana. Dentro de las ciencias, los filósofos medievales no temían discrepar con Aristóteles en muchos temas específicos, aunque sus discrepancias se expresaban en el lenguaje de la filosofía aristotélica. Todos los filósofos naturales medievales eran aristotélicos, pero el «aristotelismo» se había convertido en un concepto bastante amplio y flexible. Con el fin de la Edad Media, el rechazo renacentista de las tradiciones medievales, junto con una extrema reverencia por las fuentes clásicas, condujo a una recuperación de otras tradiciones filosóficas antiguas, especialmente las enseñanzas de Platón. ^{[ 53 ]} Para el siglo XVII, quienes se aferraban dogmáticamente a las enseñanzas de Aristóteles se enfrentaban a varios enfoques contrapuestos sobre la naturaleza. ^{[ 54 ]}

El descubrimiento de América a finales del siglo XV demostró a los eruditos europeos que se podían encontrar nuevos descubrimientos fuera de las obras autorizadas de Aristóteles, Plinio, Galeno y otros escritores antiguos.

Galeno de Pérgamo (129-c. 200 d. C.) estudió con cuatro escuelas de la Antigüedad: platónicos , aristotélicos , estoicos y epicúreos , y en Alejandría, centro de la medicina en aquel entonces. En su Methodus Medendi , Galeno sintetizó las escuelas empíricas y dogmáticas de medicina en su propio método, que fue preservado por eruditos árabes. Tras el escrutinio crítico de las traducciones del árabe, se produjo una reacción adversa y surgió en Europa la demanda de traducciones del texto médico de Galeno del griego original. El método de Galeno se popularizó enormemente en Europa. Thomas Linacre , maestro de Erasmo, tradujo entonces Methodus Medendi del griego al latín para un público más amplio en 1519. ^{[ 55 ]} Limbrick 1988 señala que en el siglo XVI se produjeron en Europa 630 ediciones, traducciones y comentarios sobre Galeno, llegando a eclipsar la medicina árabe en la región, y alcanzando su punto álgido en 1560, en la época de la Revolución Científica . ^{[ 56 ]}

A finales del siglo XV, el médico e investigador Niccolò Leoniceno descubrió errores en la Historia Natural de Plinio . Como médico, a Leoniceno le preocupaba que estos errores botánicos se propagaran a la materia médica en la que se basaban los medicamentos. ^{[ 57 ]} Para contrarrestar esto, se estableció un jardín botánico en el Orto botanico di Padova , Universidad de Padua (utilizado para la enseñanza desde 1546), con el fin de que los estudiantes de medicina tuvieran acceso empírico a las plantas de una farmacopea. Se establecieron otros jardines didácticos durante el Renacimiento, en particular por el médico Leonhart Fuchs , uno de los fundadores de la botánica . ^{[ 58 ]}

La primera obra impresa dedicada al concepto de método es Jodocus Willichius, De Methodo omnium artium et disciplinarum informanda opusculum (1550). Un ensayo informativo sobre el método de todas las artes y disciplinas (1550) ^{[ 59 ]}

En 1562 se publicó la obra Esbozos del pirronismo del antiguo filósofo pirrónico Sexto Empírico (c. 160-210 d. C.), en traducción latina (del griego), lo que rápidamente introdujo los argumentos del escepticismo clásico en la corriente principal europea. Estos argumentos plantean desafíos aparentemente insuperables a la posibilidad de un conocimiento certero .

El filósofo y médico escéptico Francisco Sanches , guiado por su formación médica en Roma, 1571–73, a buscar un verdadero método de conocimiento ( modus sciendi ), ya que nada claro puede conocerse mediante los métodos de Aristóteles y sus seguidores ^{[ 60 ]} — por ejemplo, 1) el silogismo falla en el razonamiento circular ; 2) la lógica modal de Aristóteles no fue formulada con la suficiente claridad para su uso en la época medieval, y sigue siendo un problema de investigación hasta el día de hoy. ^{[ 61 ]} Siguiendo el método médico del médico Galeno , Sanches enumera los métodos de juicio y experiencia, que son erróneos en manos equivocadas, ^{[ 62 ]} y nos quedamos con la sombría afirmación Que nada se sabe (1581, en latín Quod Nihil Scitur ). Este desafío fue retomado por René Descartes en la siguiente generación (1637), pero, como mínimo, Sanches nos advierte que debemos abstenernos de los métodos, resúmenes y comentarios sobre Aristóteles si buscamos el conocimiento científico. En esto, coincide con Francis Bacon, influenciado por otro destacado exponente del escepticismo, Montaigne ; Sanches cita al humanista Juan Luis Vives, quien buscaba un mejor sistema educativo, así como una declaración de derechos humanos como vía para mejorar la situación de los pobres.

«Sanches desarrolla su escepticismo mediante una crítica intelectual del aristotelismo, en lugar de recurrir a la historia de la estupidez humana y a la variedad y contradicción de las teorías anteriores». — Popkin 1979 , p. 37 , citado por Sanches, Limbrick y Thomson 1988 , pp. 24-25.  

«Pues a trabajar; y si sabéis algo, enseñadme; os estaré sumamente agradecido. Mientras tanto, al prepararme para examinar las Cosas , plantearé la cuestión de si se sabe algo , y si es así, cómo, en los pasajes introductorios de otro libro, ^{[ 63 ]} un libro en el que expondré, en la medida en que la fragilidad humana lo permita, ^{[ 64 ]} el método del conocimiento . Adiós.»

LO QUE SE ENSEÑA NO TIENE MÁS FUERZA QUE LA QUE PROVIENE DE AQUEL QUE ES ENSEÑADO.

¿QUÉ?" — Francisco Sanches (1581) Quod Nihil Scitur p. 100 ^{[ 65 ]}

El famoso argumento del " Cogito " de Descartes es un intento de superar el escepticismo y restablecer una base para la certeza, pero otros pensadores respondieron revisando en qué consistía la búsqueda del conocimiento, en particular del conocimiento físico.

Véase Historia de la astronomía § Renacimiento y la Europa moderna temprana , Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario e Historia de la óptica § Renacimiento y la Europa moderna temprana.

La primera ciencia moderna, en la que los practicantes estaban dispuestos a revisar o rechazar creencias arraigadas a la luz de nuevas evidencias, fue la astronomía, y Tycho Brahe fue el primer astrónomo moderno. Véase Sextante , a la derecha. Nótese la reducción explícita de diagramas geométricos a la práctica (objetos reales con longitudes y ángulos reales).

En 1572, Tycho observó una estrella completamente nueva , más brillante que cualquier otra estrella o planeta. Asombrado por la existencia de una estrella que no debería haber estado allí y con el patrocinio del rey Federico II de Dinamarca, Tycho construyó el observatorio de Uraniborg a un costo enorme. Durante quince años (1576-1591), Tycho y más de treinta asistentes cartografiaron las posiciones de estrellas, planetas y otros cuerpos celestes en Uraniborg con una precisión sin precedentes. En 1600, Tycho contrató a Johannes Kepler para que lo ayudara a analizar y publicar sus observaciones. Posteriormente, Kepler utilizó las observaciones de Tycho sobre el movimiento de Marte para deducir las leyes del movimiento planetario , que más tarde se explicaron en términos de la ley de gravitación universal de Newton . ^{[ 66 ] [ 67 ]}

Además del papel específico de Tycho en el avance del conocimiento astronómico, su incansable búsqueda de mediciones cada vez más precisas influyó enormemente en la creación de una cultura científica moderna en la que la teoría y la evidencia se consideraban inseparablemente ligadas. Véase Sextante , a la derecha.

En 1723, las unidades de medida estándar se habían extendido a la masa y longitud terrestres . ^{[ d ]}

«Si un hombre comienza con certezas, terminará en dudas; pero si se contenta con comenzar con dudas, terminará en certezas.»  — Francis Bacon (1605) El avance del saber , Libro 1, v, 8

Francis Bacon (1561-1626) ingresó en el Trinity College de Cambridge en abril de 1573, donde se dedicó con diligencia a las diversas ciencias tal como se enseñaban entonces, y llegó a la conclusión de que tanto los métodos empleados como los resultados obtenidos eran erróneos; aprendió a despreciar la filosofía aristotélica imperante. Creía que la filosofía debía enseñarse en su verdadero propósito, y para ello era necesario idear un nuevo método. Con esta idea en mente, Bacon abandonó la universidad. ^{[ 51 ]}

Bacon intentó describir un procedimiento racional para establecer la causalidad entre fenómenos basado en la inducción. Sin embargo, la inducción de Bacon era radicalmente diferente de la empleada por los aristotélicos. Como lo expresó Bacon,

Debe idearse otra forma de inducción distinta a la empleada hasta ahora, y debe utilizarse para probar y descubrir no solo los primeros principios (como se les llama), sino también los axiomas menores, los intermedios y, de hecho, todos. Porque la inducción que procede por simple enumeración es infantil. — Novum Organum sección CV

El método de Bacon se basaba en historias experimentales para eliminar teorías alternativas. ^{[ 69 ]} Bacon explica cómo se aplica su método en su Novum Organum (publicado en 1620). En un ejemplo que da sobre el examen de la naturaleza del calor, Bacon crea dos tablas, la primera de las cuales llama "Tabla de Esencia y Presencia", enumerando las diversas circunstancias en las que encontramos calor. En la otra tabla, etiquetada como "Tabla de Desviación, o de Ausencia en Proximidad", enumera circunstancias que se asemejan a las de la primera tabla excepto por la ausencia de calor. A partir de un análisis de lo que él llama las naturalezas (emisora ​​de luz, pesada, coloreada, etc.) de los elementos en estas listas, llegamos a conclusiones sobre la naturaleza formal , o causa, del calor. Aquellas naturalezas que siempre están presentes en la primera tabla, pero nunca en la segunda, se consideran la causa del calor.

La experimentación desempeñó un doble papel en este proceso. La tarea más laboriosa del científico consistió en recopilar los datos, o «historias», necesarios para elaborar las tablas de presencia y ausencia. Dichas historias documentarían una combinación de conocimiento común y resultados experimentales. En segundo lugar, se necesitarían experimentos con luz , o, como podríamos decir, experimentos cruciales , para resolver cualquier ambigüedad restante sobre las causas.

Bacon demostró un compromiso inquebrantable con la experimentación . A pesar de ello, no realizó grandes descubrimientos científicos durante su vida. Esto puede deberse a que no era el experimentador más hábil. ^{[ 70 ]} También puede deberse a que la formulación de hipótesis desempeña un papel secundario en el método de Bacon en comparación con la ciencia moderna. ^{[ 71 ]} En el método de Bacon, se supone que las hipótesis surgen durante el proceso de investigación, con la ayuda de las matemáticas y la lógica. Bacon otorgó un papel sustancial pero secundario a las matemáticas, «que solo deberían dar definición a la filosofía natural, no generarla ni darle origen» ( Novum Organum XCVI ). Un énfasis excesivo en el razonamiento axiomático había vuelto impotente a la filosofía no empírica anterior, según la visión de Bacon, que se expresó en su Novum Organum :

XIX. Solo existen y pueden existir dos maneras de indagar y descubrir la verdad. Una parte de los sentidos y lo particular para llegar a los axiomas más generales, y a partir de estos principios, cuya verdad considera establecida e inamovible, procede al juicio y al descubrimiento de los axiomas intermedios. Y esta es la vía que está de moda actualmente. La otra deriva axiomas de los sentidos y lo particular, ascendiendo de forma gradual e ininterrumpida, de modo que llega a los axiomas más generales al final. Esta es la verdadera vía, pero aún no ha sido explorada.

En la novela utópica de Bacon , La Nueva Atlántida , se le otorga un papel fundamental al razonamiento inductivo:

Por último, tenemos tres que elevan los descubrimientos experimentales previos a observaciones, axiomas y aforismos más profundos. A estos los llamamos intérpretes de la naturaleza.

En 1619, René Descartes comenzó a escribir su primer tratado importante sobre el pensamiento científico y filosófico adecuado, las inconclusas Reglas para la dirección del espíritu . Su objetivo era crear una ciencia completa que, según esperaba, derrocaría el sistema aristotélico y se establecería como el único arquitecto ^{[ 72 ]} de un nuevo sistema de principios rectores para la investigación científica.

Este trabajo fue continuado y aclarado en su tratado de 1637, Discurso del método , y en sus Meditaciones de 1641. Descartes describe los fascinantes y disciplinados experimentos mentales que utilizó para llegar a la idea que inmediatamente asociamos con él: Pienso, luego existo .

A partir de este pensamiento fundamental, Descartes encuentra prueba de la existencia de un Dios que, poseyendo todas las perfecciones posibles, no lo engañará siempre que él decida «[...] no aceptar jamás como verdadero nada que no supiera claramente que lo es; es decir, evitar cuidadosamente la precipitación y el prejuicio, y no incluir en mi juicio nada más que lo que se me presentó de forma tan clara y distinta que excluyera todo motivo de duda metódica». ^{[ 73 ]}

Esta regla permitió a Descartes ir más allá de sus propios pensamientos y juzgar que existen cuerpos extendidos fuera de sus propios pensamientos. Descartes publicó siete conjuntos de objeciones a las Meditaciones de diversas fuentes ^{[ 74 ]} junto con sus respuestas a ellas. A pesar de su aparente alejamiento del sistema aristotélico, varios de sus críticos consideraron que Descartes no había hecho más que reemplazar las premisas primarias de Aristóteles con las suyas. El propio Descartes lo afirma en una carta escrita en 1647 al traductor de los Principios de la Filosofía .

Un conocimiento perfecto [...] debe necesariamente deducirse de las primeras causas [...] debemos tratar de deducir de estos principios el conocimiento de las cosas que dependen de ellos, de modo que no haya nada en toda la cadena de deducciones que se derivan de ellos que no sea perfectamente manifiesto. ^{[ 75 ]}

Y de nuevo, algunos años antes, hablando de la física de Galileo en una carta a su amigo y crítico Mersenne de 1638,

Sin haber considerado las primeras causas de la naturaleza, [Galileo] se ha limitado a buscar explicaciones de algunos efectos particulares, y de este modo ha construido sin fundamentos. ^{[ 76 ]}

Mientras que Aristóteles pretendía llegar a sus primeros principios por inducción, Descartes creía que podía obtenerlos únicamente mediante la razón. En este sentido, era platónico, ya que creía en las ideas innatas, en contraposición a la tabla rasa ( pizarra en blanco ) de Aristóteles, y afirmaba que las semillas de la ciencia están dentro de nosotros. ^{[ 77 ]}

A diferencia de Bacon, Descartes aplicó con éxito sus propias ideas en la práctica. Realizó importantes contribuciones a la ciencia, en particular en la óptica de corrección de aberraciones. Su trabajo en geometría analítica fue un precedente necesario para el cálculo diferencial y fundamental para aplicar el análisis matemático a cuestiones científicas.

Durante el período de conservadurismo religioso provocado por la Reforma y la Contrarreforma , Galileo Galilei presentó su nueva ciencia del movimiento. Ni el contenido de la ciencia de Galileo ni los métodos de estudio que seleccionó se ajustaban a las enseñanzas aristotélicas. Mientras que Aristóteles pensaba que una ciencia debía demostrarse a partir de primeros principios, Galileo había utilizado experimentos como herramienta de investigación. Sin embargo, Galileo presentó su tratado en forma de demostraciones matemáticas sin referencia a resultados experimentales. Es importante comprender que esto, en sí mismo, fue un paso audaz e innovador en términos de método científico. La utilidad de las matemáticas para obtener resultados científicos distaba mucho de ser obvia. ^{[ 78 ]} Esto se debe a que las matemáticas no se prestaban al objetivo principal de la ciencia aristotélica: el descubrimiento de las causas.

Se desconoce si Galileo era realista respecto a la aceptabilidad de presentar resultados experimentales como evidencia o si él mismo tenía dudas sobre el estatus epistemológico de los hallazgos experimentales. Sin embargo, no es en su tratado latino sobre el movimiento donde encontramos referencias a experimentos, sino en sus diálogos complementarios escritos en italiano vernáculo. En estos diálogos se presentan resultados experimentales, aunque Galileo pudo haberlos considerado insuficientes para persuadir a su audiencia. Los experimentos mentales que mostraban contradicciones lógicas en el pensamiento aristotélico, presentados con la hábil retórica de los diálogos de Galileo, constituían un atractivo adicional para el lector.

Por ejemplo, en el diálogo dramático titulado « El tercer día» de sus «Dos nuevas ciencias» , Galileo hace que los personajes discutan un experimento con dos objetos en caída libre de diferente peso. El personaje Simplicio ofrece un esbozo de la perspectiva aristotélica. Para este experimento, espera que «un cuerpo diez veces más pesado que otro se mueva diez veces más rápido». El personaje Salviati, que representa a Galileo en el diálogo, responde expresando su duda de que Aristóteles alguna vez haya intentado realizar dicho experimento. Salviati entonces pide a los otros dos personajes que consideren un experimento mental en el que se atan dos piedras de diferente peso antes de soltarlas. Siguiendo a Aristóteles, Salviati razona que «la más rápida se verá parcialmente frenada por la más lenta, y la más lenta se verá algo acelerada por la más rápida». Pero esto conduce a una contradicción, ya que las dos piedras juntas forman un objeto más pesado que cualquiera de ellas por separado; por lo tanto, el objeto más pesado debería caer a una velocidad mayor que la de cualquiera de las piedras. A partir de esta contradicción, Salviati concluye que Aristóteles debe estar equivocado y que los objetos caerán a la misma velocidad independientemente de su peso, una conclusión que se ve corroborada por la experimentación.

En su estudio de 1991 sobre los avances en la acumulación moderna de conocimiento como este, Charles Van Doren ^{[ 79 ]} considera que la Revolución Copernicana es realmente la Galilea Cartesiana (René Descartes) o simplemente la revolución galileana debido al coraje y la profundidad del cambio provocado por el trabajo de Galileo.

Tanto Bacon como Descartes querían proporcionar una base sólida para el pensamiento científico que evitara los engaños de la mente y los sentidos. Bacon concibió esa base como esencialmente empírica, mientras que Descartes proporciona una base metafísica para el conocimiento. Si había alguna duda sobre la dirección en la que se desarrollaría el método científico, el éxito de Isaac Newton la disipó . Rechazando implícitamente el énfasis de Descartes en el racionalismo a favor del enfoque empírico de Bacon, este último describe sus cuatro "reglas de razonamiento" en los Principia .

1. No debemos admitir más causas de las cosas naturales que aquellas que sean verdaderas y suficientes para explicar sus apariencias.
2. Por lo tanto, a los mismos efectos naturales debemos, en la medida de lo posible, atribuir las mismas causas.
3. Las cualidades de los cuerpos que no admiten ni intensión ni remisión de grados, y que se encuentran presentes en todos los cuerpos que están al alcance de nuestros experimentos, deben considerarse cualidades universales de todos los cuerpos, sin importar cuáles sean.
4. En filosofía experimental debemos considerar las proposiciones recopiladas mediante inducción general a partir de fenómenos como verdaderas o casi verdaderas, a pesar de cualquier hipótesis contraria que pueda imaginarse, hasta que ocurran otros fenómenos que puedan hacerlas más precisas o susceptibles de excepciones. ^{[ 80 ]}

Pero Newton también dejó una advertencia sobre la teoría del todo :

Explicar toda la naturaleza es una tarea demasiado difícil para un solo hombre, o incluso para una sola época. Es mucho mejor hacer un poco con certeza y dejar el resto para quienes vengan después, que explicarlo todo. ^{[ 81 ]}

La obra de Newton se convirtió en un modelo que otras ciencias intentaron emular, y su enfoque inductivo sentó las bases de gran parte de la filosofía natural durante los siglos XVIII y principios del XIX. Algunos métodos de razonamiento fueron posteriormente sistematizados por los Métodos de Mill (o el canon de Mill), que consisten en cinco enunciados explícitos sobre qué se puede descartar y qué se puede conservar al formular una hipótesis. George Boole y William Stanley Jevons también escribieron sobre los principios del razonamiento.

A finales del siglo XIX, Charles Sanders Peirce propuso un esquema que tendría una influencia considerable en el desarrollo del método científico en general. El trabajo de Peirce aceleró rápidamente el progreso en varios frentes. En primer lugar, hablando en un contexto más amplio en "Cómo aclarar nuestras ideas" (1878), ^{[ 98 ]} Peirce esbozó un método objetivamente verificable para probar la verdad del conocimiento putativo de una manera que va más allá de las meras alternativas fundamentales, centrándose tanto en la deducción como en la inducción . Así, situó la inducción y la deducción en un contexto complementario en lugar de competitivo (este último había sido la tendencia principal al menos desde David Hume un siglo antes). En segundo lugar, y de mayor importancia directa para el método científico, Peirce presentó el esquema básico para la prueba de hipótesis que sigue vigente hoy en día. Extrayendo la teoría de la investigación de sus materias primas en la lógica clásica, la refinó en paralelo con el desarrollo inicial de la lógica simbólica para abordar los problemas entonces vigentes en el razonamiento científico. Peirce examinó y articuló los tres modos fundamentales de razonamiento que intervienen en la investigación científica actual: los procesos conocidos como inferencia abductiva , deductiva e inductiva . En tercer lugar, desempeñó un papel fundamental en el progreso de la lógica simbólica; de hecho, esta fue su principal especialidad.

Charles S. Peirce también fue un pionero en estadística . Peirce sostenía que la ciencia alcanza probabilidades estadísticas, no certezas, y que el azar, una desviación de la ley, es muy real. Asignó probabilidad a la conclusión de un argumento en lugar de a una proposición, evento, etc., como tal. La mayoría de sus escritos estadísticos promueven la interpretación de frecuencia de la probabilidad (razones objetivas de casos), y muchos de sus escritos expresan escepticismo sobre (y critican el uso de) la probabilidad cuando tales modelos no se basan en la aleatorización objetiva . ^{[ 99 ]} Aunque Peirce era en gran medida frecuentista, su semántica de mundos posibles introdujo la teoría de la " propensión " de la probabilidad. Peirce (a veces con Jastrow ) investigó los juicios de probabilidad de sujetos experimentales, siendo pionero en el análisis de decisiones .

Peirce fue uno de los fundadores de la estadística . Formuló la estadística moderna en " Ilustraciones de la lógica de la ciencia " (1877-1878) y " Una teoría de la inferencia probable " (1883). Con un diseño de medidas repetidas , introdujo experimentos aleatorios controlados y ciegos (antes que Fisher ). Inventó un diseño óptimo para experimentos sobre la gravedad, en el que " corrigió las medias ". Utilizó regresión logística , correlación y suavizado , y mejoró el tratamiento de los valores atípicos . Introdujo los términos " confianza " y " probabilidad " (antes que Neyman y Fisher ). (Véanse los libros históricos de Stephen Stigler ). Muchas de las ideas de Peirce fueron posteriormente popularizadas y desarrolladas por Ronald A. Fisher , Jerzy Neyman , Frank P. Ramsey , Bruno de Finetti y Karl Popper .

A Karl Popper (1902-1994) se le atribuyen importantes avances en la comprensión del método científico a mediados y finales del siglo XX. En 1934, publicó La lógica del descubrimiento científico , obra que repudió la concepción tradicional, observacionalista-inductivista, del método científico. Abogó por la falsabilidad empírica como criterio para distinguir el trabajo científico del no científico . Según Popper, la teoría científica debe formular predicciones (preferiblemente no formuladas por una teoría rival) que puedan someterse a prueba, y la teoría debe rechazarse si se demuestra que dichas predicciones son incorrectas. Siguiendo a Peirce y otros, argumentó que la ciencia progresaría mejor utilizando el razonamiento deductivo como su principal enfoque, lo que se conoce como racionalismo crítico . Sus perspicaces formulaciones del procedimiento lógico contribuyeron a controlar el uso excesivo de la especulación inductiva sobre la especulación inductiva, y también ayudaron a fortalecer los fundamentos conceptuales de los procedimientos de revisión por pares actuales .

Ludwik Fleck , epidemiólogo polaco contemporáneo de Karl Popper, influyó en Kuhn y otros con su obra Génesis y desarrollo de un hecho científico (en alemán, 1935; en inglés, 1979). Antes de Fleck, se creía que el hecho científico surgía completamente formado (como sostenía Max Jammer , por ejemplo), cuando ahora se reconoce que un período de gestación es esencial antes de aceptar un fenómeno como un hecho. ^{[ 100 ]}

Los críticos de Popper, principalmente Thomas Kuhn , Paul Feyerabend e Imre Lakatos , rechazaron la idea de que exista un único método aplicable a toda la ciencia y que pueda explicar su progreso. En 1962, Kuhn publicó el influyente libro La estructura de las revoluciones científicas, en el que sugería que los científicos trabajaban dentro de una serie de paradigmas y argumentaba que había poca evidencia de que los científicos siguieran realmente una metodología falsacionista. Kuhn citó a Max Planck, quien había dicho en su autobiografía: «Una nueva verdad científica no triunfa convenciendo a sus oponentes y haciéndoles ver la luz, sino porque sus oponentes finalmente mueren y crece una nueva generación que está familiarizada con ella». ^{[ 101 ]}

George E. P. Box (1919-2013) , una fuente muy citada sobre el método científico y los modelos estadísticos, escribió: «Dado que todos los modelos son erróneos, el científico no puede obtener uno correcto mediante una elaboración excesiva. Por el contrario, siguiendo a Guillermo de Occam, debería buscar una descripción económica de los fenómenos naturales. Así como la capacidad de idear modelos sencillos pero evocadores es la marca distintiva del gran científico, la sobreelaboración y la sobreparametrización suelen ser señal de mediocridad» y «Dado que todos los modelos son erróneos, el científico debe estar atento a lo que es realmente erróneo. No es apropiado preocuparse por los ratones cuando hay tigres sueltos». ^{[ 102 ]}

Estos debates demuestran claramente que no existe un acuerdo universal sobre qué constituye el "método científico". ^{[ 103 ]} No obstante, subsisten ciertos principios fundamentales que constituyen la base de la investigación científica actual. ^{[ 104 ]}