Generalmente, los profesores de Ciencias Experimentales, en la primera clase del curso comenzamos explicando que nuestra disciplina es una Ciencia Experimental que estudia... y nos centramos en lo que, específicamente, trata nuestra materia y pasamos de puntillas o nos olvidamos del significado de esas dos primeras palabras Ciencia y Experimental.

En esta primera parte de la Experiencia Didáctica trataremos de llenar de contenido el significado de esas dos palabras:

¿Qué es la Ciencia?. ¿Qué es lo que distingue a una disciplina científica de otra que no lo es?. ¿Qué tienen en común la Física, la Química, la Biología, la Geología, la Sociología, la Psicología, etc., además de que a todas las llamamos Ciencias? Lo que es Ciencia, lo que distingue a una disciplina científica de otra que no lo es, lo que todas Ciencias tienen en común es que todas siguen, en la adquisición de sus conocimientos, el mismo método, el método que denominamos CIENTÍFICO o HIPOTÉTICO-DEDUCTIVO-EXPERIMENTAL y que podemos decir, de forma resumida, que sigue los cuatro pasos siguientes:

El hombre tiene sentidos y no puede sustraerse a la observación de lo que sucede a su alrededor. Incluso, inventa aparatos para observar mejor, como microscopios, telescopios, espectrógrafos etc. Además, para hacer las observaciones con mayor precisión utiliza aparatos de medida como la balanza, el reloj, la probeta, etc. La Ciencia no sólo observa, también toma nota y cuantifica para, así, poder hacer comparaciones.

Vamos a seguir como ejemplo, los pasos que el hombre (la humanidad), como científico, ha seguido para estudiar y comprender un fenómeno tan cercano a nosotros, como es el movimiento de los cuerpos. Desde el momento en que el hombre observa que los cuerpos de su entorno y él mismo se mueven, enseguida se da cuenta de que si quiere dar sentido al movimiento de los astros en el firmamento, de un cuerpo que cae en la Tierra o a cualquier otro tipo de movimiento, no le queda otra alternativa que la de que esas observaciones queden plasmadas en unos datos recogidos a partir de una medidas. Es decir, observación y medida van juntas, si queremos hacer Ciencia.

Hemos tomado como ejemplo el movimiento, fenómeno que estudia la Física, pero igual podíamos haber tomado el fenómeno de la constitución de las sustancias y su transformación, que estudia la Química, o el de la formación de tribus, poblados, ciudades, grandes urbes, etc., que estudiaría la Sociología, etc., y el método sería el mismo.

2º) Elaboración de teorías.

Pero el hombre, además de observador de su realidad circundante, es sujeto pensador, y consecuentemente, tampoco puede evitar el hacerse preguntas de porqué las cosas suceden así y no de otra manera, de explicarse las causas de los fenómenos observados. Para ello se elaboran las Teorías, que contienen los conceptos, leyes, principios, modelos, etc., con los que se da explicación a los acontecimientos que suceden.

Así, para explicar el movimiento, utilizamos, conceptos (masa, tiempo, velocidad, aceleración, fuerza, etc.), leyes (como la de la Gravitación Universal o las de Newton), principios (como el de la conservación de la energía), modelos (como el del cuerpo rígido), etc. Por ejemplo: para explicar el movimiento de caída de los cuerpos en la Tierra decimos que, según la ley de la "Gravitación Universal", la "fuerza" gravitatoria hace que los cuerpos adquieran una "aceleración", aumentando progresivamente su "velocidad".

En este punto conviene insistir en la distinción entre lo que es observación, que pertenecen al mundo de la realidad, y lo que es teoría, que pertenecen al mundo del pensamiento (no tienen realidad manifiesta), ya que muchas veces se confunden. Por ejemplo: si 2 coches chocan contra una pared y el uno rompe 20 ladrillos y el otro 50, decimos que el golpe del 2º coche ha sido más "fuerte", pero la fuerza no tiene existencia real, lo único real son los ladrillos rotos y la "fuerza" no es más que el concepto con el que damos explicación a los ladrillos rotos.

Igualmente podríamos argumentar si queremos explicar, por ejemplo, la oxidación del hierro. Lo real es que el hierro se oxida y forma un polvillo que llamamos óxido de hierro, y otra cosa es la teoría que lo explica y que incluye conceptos como el de oxidación y reducción, modelos como los de átomos, moléculas o iones, leyes como las que rigen la unión entre átomo o iones, etc.

3º) Formulación de hipótesis.

Pero el hombre no elabora teorías sólo para explicar lo que ya ha sucedido, lo que ya se ha observado. Más bien, tenemos que decir, que aunque las teorías se inducen a partir de los datos recogidos de lo observado, a la vez que se les da explicación, el auténtico sentido de las teorías es que puedan predecir, mediante deducciones, lo que sucederá en el futuro o cómo puede comportarse un fenómeno no observado hasta ahora. Cuando un científico formula una hipótesis, lo que hace es una conjetura, una proposición, deducida de la teoría, acerca de qué o cómo sucederá algún fenómeno.

Por ejemplo, siguiendo con el ejemplo del movimiento, si un móvil va a velocidad de 10 m/s y otro va a 8 m/s y los dos salen del mismo punto y en la misma dirección y sentido, podremos formular la siguiente hipótesis:

"El primer móvil se aleja del segundo 2 m cada segundo".

Otra hipótesis semejante que podría formularse, si uno de los cuerpos es la luz (que viaja a 300.000 km/s) y el otro un astro que se mueve desde el mismo punto a 100.000 km/s en la misma dirección y sentido, es:

"La luz se aleja del astro 200.000 kilómetros cada segundo".

Para que la predicción sea completamente precisa, no basta con decir que un cuerpo se aleja del otro, tenemos que indicar la cantidad de lo que se aleja y en cuanto tiempo, sólo si decimos que se aleja 2 m (u otra cantidad) cada segundo la predicción es completa. Es decir, para que una hipótesis pueda ser considerada como científica, con suficiente valor de predicción, debe contener variables que de una u otra forma puedan medirse. Además, sólo si las variables de la hipótesis se pueden medir, estaremos en condiciones de poder comprobar si lo que se formula en la hipótesis es verdadero o falso, si nos hemos equivocado o no en nuestras predicciones hipotéticas.

4º) Realización del experimento.

Pero ... ¿Para qué comprobar si la hipótesis es verdadera o falsa? ¿Es que tenemos dudas de sí los razonamientos realizados a partir de la teoría son los adecuados o de si la misma teoría es válida?. Efectivamente, y es que, aunque tanto las inducciones para pasar de las observaciones a las teorías como las deducciones para pasar de las teorías a las hipótesis se hayan realizado siguiendo las más estrictas normas de la lógica, hemos de admitir, que en este mundo nada hay perfecto y que, por tanto, ni siquiera las teorías científicas tienen la garantía de la perfección. Cuando un científico realiza un experimento, lo que hace es tratar de comprobar, con la realidad de los hechos, si lo que predice la hipótesis es verdadero o falso y lo hace porque la Ciencia no se fía de sus razonamientos y teorías, necesita comprobar si sus predicciones hipotéticas son, efectivamente, ciertas.

Cuando a partir de una teoría un científico formula una hipótesis y, a continuación, realiza el experimento para comprobar si se verifica o no, pueden suceder, naturalmente, 2 cosas:

a) Que la hipótesis se confirme con el experimento. En este caso no sólo se habrá confirmado la hipótesis concreta, también se habrá confirmado que la teoría general de la que se dedujo sigue siendo válida para la explicación y predicción de fenómenos.

b) Que la hipótesis no se confirme con el experimento. En este caso, no sólo no se habrá confirmado la hipótesis concreta, también se habrá llegado a la conclusión de que la teoría, origen de la hipótesis, no es válida, al menos para explicar el fenómeno al que se refiere la hipótesis.

Es preciso destacar que para la Ciencia es más importante que surja la sorpresa de que una hipótesis no se confirme, ya que, una hipótesis no confirmada es el medio en el que se basa la Ciencia para avanzar. Si una hipótesis se confirma, también pensaremos en la bondad de la teoría de la que se dedujo y que, por tanto, no hay que modificarla. Pero si una hipótesis no se confirma, de la misma manera, pensaremos que la teoría de que procede no es suficientemente válida y que, por tanto, hay que modificarla o cambiarla por otra que, necesariamente, será mejor que la anterior, ya que deberá explicar tanto lo que ya explicaba la anterior teoría como el nuevo fenómeno a que se refiere la hipótesis no confirmada. El descubrimiento científico que supone una hipótesis que, sorprendentemente, va en contra de lo esperado, hará posible el avance teórico de la Ciencia Y así, sucesivamente, ha de suceder con cada nueva teoría: en un principio todas las hipótesis deducidas de ella se confirmarán, pero, más tarde o más temprano, se formulará una que no se confirme y esto posibilitará la elaboración de otra nueva teoría que será mejor que la anterior. Así progresa la Ciencia, invalidando unas teorías para elaborar otras mejores, otras con mayor poder explicativo y predictivo.

Volviendo a los ejemplos de las hipótesis sobre el movimiento, para el primer ejemplo, si en un laboratorio ponemos un móvil a 10 m/s y otro a 8 m/s, partiendo ambos del mismo punto, probablemente, no tendríamos muchas dificultades en comprobar que eran 2 m la distancia, que cada segundo, se aleja el 1º móvil del 2º, y aunque, no se comprobara con total exactitud que eran 2 m, diríamos que los pequeños errores encontrados eran debidos a la imperfección de los aparatos experimentales e instrumentos de medida. Es decir, diríamos que el experimento había servido para confirmar la hipótesis y, consecuentemente, dar validez a la teoría newtoniana en que se basa.

Pero si dispusiéramos de las condiciones e instrumentos para la realización del experimento con el que verificar la segunda hipótesis, comprobaríamos (¡sorpresa!) que no se confirma. Lo que los científicos han comprobado es que la luz se aleja de cualquier cuerpo, independientemente de su estado de movimiento, siempre a 300.000 km/s, y consecuentemente, nuestra hipótesis, lógica dentro de la teoría de Newton, no se confirma. Este descubrimiento será el origen de una revolución científica. La teoría de Newton ya no es válida para explicar todo tipo de movimiento y, consecuentemente, necesitaremos una nueva teoría que sí lo haga. Cambiarán los modos de pensar del hombre sobre el movimiento, surgiendo así la teoría de la Relatividad de Einstein. Pero la historia no acaba aquí, aunque de momento todas las hipótesis formuladas dentro de la teoría de la relatividad se han ido confirmando, es seguro que más tarde o más temprano un nuevo "Einstein" formulará una hipótesis, lógica dentro de la teoría de la relatividad, que no se confirmará y que, por tanto, dará lugar a otra nueva teoría, a otro descubrimiento, a otra revolución científica, a otra explicación del movimiento, y así sucesivamente.

Lo mismo sucede con todas las demás teorías, como por ejemplo la teoría atómica. El concepto de átomo ha ido necesariamente variando conforme se han descubierto nuevos fenómenos que no podían ser explicados por el modelo atómico anterior. Todos estos modelos de átomos, modelo de Dalton, modelo de Thomson, modelo de Rutherford, etc. que se estudian en la asignatura de Química a lo largo del curso, surgen como respuesta a un nuevo fenómeno experimental que no se puede explicar por el modelo anterior.

Llegados a este punto, mas o menos a mitad de clase, después de estas arduas explicaciones un tanto filosóficas, no es infrecuente que algún alumno realice alguna pregunta como la siguiente (y si no surge de forma espontánea puede ser adecuado que la plantee el mismo profesor):

- Buena pregunta- contesta el profesor un poco confundido y disimulando su enfado, pero te voy a responder.

Empecemos desmitificando lo que la palabra Ciencia y lo científico lleva consigo. Y es que la Ciencia no trabaja de forma muy diferente a como, por ejemplo, lo hacen los policías, en sus investigaciones sobre delitos, ya que siguen los mismos 4 pasos indicados anteriormente:

1º) Observación de fenómenos. A lo largo de su experiencia, el policía seguro que ha tenido la oportunidad de observar (o estudiar lo que otros han observado) numerosos delitos.

2º) Elaboración de teorías. El policía, como cualquier otra persona, habrá sentido la necesidad de elaborar unas "teorías" que den explicación a las motivaciones de los delincuentes para cometer delitos, a las causas, externa e internas que llevan a cometerlos, etc.

3º) Formulación de la hipótesis. Ante un delito, por ejemplo, un asesinato, habiendo recogido todos los datos y partiendo de la "teoría" anterior, el policía estará en condiciones de formular una hipótesis:

"El asesino ha sido Fulanito"

4º) Realización del experimento. El juez le dirá al policía que no basta con los razonamientos, aunque sean muy lógicos, que hay que buscar las pruebas que confirmen, sin ningún género de dudas, que Fulanito es el asesino. Si las pruebas confirman la hipótesis, el policía, no sólo habrá encontrado al asesino, también habrá confirmado que es un buen policía, que su "teoría" sobre los delitos es útil para resolver casos de delitos. Pero si las pruebas no confirman la hipótesis, lo que el policía tendrá que admitir es que su "teoría" no era tan buena como pensaba y que, por tanto, tendrá que mejorarla, esperando que, cuando formule otra nueva hipótesis, a partir de la nueva teoría, entonces sí se confirme su hipótesis. En este último caso, el policía habrá aprendido algo nuevo a partir de sus errores, habrá evolucionado, habrá mejorado su "teoría".

Aún podemos desmitificar más lo científico si logramos entender, que, en realidad, el camino que sigue la Ciencia no es muy diferente del que todos seguimos en la adquisición de nuestros conocimientos más vulgares. Supongamos un muchacho que quiere "ligar" con la chica que le gusta:

1º) Observación de fenómenos. El muchacho, seguro que ha tenido experiencias en interacciones con personas del sexo femenino, hermanas, amigas, compañeras, etc.

2º) Elaboración de teorías. Es seguro que a partir de lo observado en esas interacciones, tiene ideas acerca de cómo son las chicas, de cuáles son sus gustos, de lo que hay que hacer para mostrarse atractivo, etc.

3º) Formulación de la hipótesis. Ante la chica que le gusta, y utilizando la teoría anterior, formulará una hipótesis:

"A esta chica puedo "ligarla" invitándola al cine"

4º) Realización del experimento. Es evidente que sólo formulando hipótesis nunca "ligará". El siguiente paso que debe realizar, si quiere llevar a cabo sus propósitos, es llamarla por teléfono y comprobar si la hipótesis se confirma o no. Si la chica acepta, el muchacho pensará que es un "ligón", que su "teoría" sobre el "ligue" es buena, que no hay chica que se le resista. Y si recibe "calabazas" y no quiere renunciar a ser un "ligón", está claro que lo más adecuado será reconocer que su "teoría" no era tan buena como pensaba y que deberá elaborar una nueva teoría que, además de explicar todas las experiencias anteriores con personas del sexo opuesto, también permita la explicación de este reciente fracaso. Sólo así estará en condiciones de formular una nueva hipótesis con mayores garantías de éxito, pero teniendo presente que si vuelve a recibir "calabazas", deberá volver a modificar "su teoría" para mejorarla, y así sucesivamente.

Entonces, ¿en qué se diferencia el conocimiento científico del que no lo es?. La diferencia no está tanto en los pasos que se siguen, sino en el modo en el que se siguen. En Ciencia, los datos recogidos de la observación y de la experimentación deben ser contables o medibles de forma válida y fiable, las teorías deben estar elaboradas para que puedan dar lugar a hipótesis que contengan variables también medibles y las operaciones lógicas que se realizan en la elaboración de las teorías, en la formulación de las hipótesis o en el diseño de los experimentos, deben seguir las más estrictas normas de la lógica. Es decir, podemos afirmar, que lo científico es una cuestión de grado; un conocimiento será más científico, cuanto mayor sea el rigor que se ha empleado, tanto en las operaciones lógicas (inducciones y deducciones) como en las observaciones y manipulaciones experimentales.

Conclusión, lo científico es más una forma de ser o de acercarte al mundo que una forma de trabajo que sólo se hace en los laboratorios. Científicos somos todos, podemos serlo todos, lo seremos más o menos dependiendo de la objetividad, del imprescindible rigor científicos con el que tratemos los fenómenos. A la educación en ese rigor en el acercamiento al mundo real que nos rodea nos dedicaremos, después de estas primeras explicaciones sobre "cómo trabaja la Ciencia" en las siguientes partes de esta experiencia didáctica.

- Buena pregunta esa de que para qué sirve toda esta filosofía sobre lo científico- repite el profesor un poco más seguro.

Sirve para que, cada día, querido alumno, seas un poco más "ligón", sirve para que el policía sea cada día más eficaz en su labor, sirve para que, cualquiera que adquiera la metodología científica como forma de actuación en la vida, se enfrente a su realidad cotidiana, con mayores probabilidades de éxito. Sirve para que, aunque te puedas considerar muy "ligón", hagas ejercicios de humildad, reconociendo que siempre se puede mejorar y sirve, para que, cualquier fracaso que tengas (hipótesis no confirmada), sea motivo para mejorar tus "teorías" y no para abandonar o deprimirte, diciéndote a tí mismo que no vales para eso. Y también serás tolerante, porque como científico reconocerás que la perfección no existe, que tu VERDAD es sólo una verdad relativa.

Y si te conduces, cada día, de forma más científica, también exigirás que los demás lo hagan. Por ejemplo, no serás tan ingenuo de creer, por las buenas, que por llevar el perfume de una determinada colonia vas a "ligar" más, según indica la publicidad; exigirás información objetiva, exigirás el experimento que demuestre la hipótesis que se dice o se sugiere en la propaganda. En este mundo, en el que la información cada vez va a tener mayor influencia, sólo los mecanismos de formación personal te harán libre, evitarán que te manipulen (y no me digas que tú ya no te creías lo de la colonia, porque si el anuncio está es porque funciona).

Y si todos actuamos, cada día, un poco más de modo científico, también funcionarán mejor las empresas y las organizaciones, los pueblos y las ciudades; toda la sociedad, en definitiva, se beneficiará de ese mejor funcionamiento.

Pero no sólo se intentará cambiar tus actitudes ante el mundo por otras más eficaces e integradoras, también se intentará que mejores en tus aptitudes, ya que, en la última parte de esta experiencia didáctica, tendrás que realizar una investigación sobre aspectos del mundo que te rodea y, en ella, tendrás la oportunidad de poner a prueba tu creatividad cuando realices el proyecto investigador, de utilizar tus aptitudes de razonamiento lógico en los planteamientos, de dar constancia de tus habilidades manipulativas y capacidad de iniciativa cuando realices los experimentos y de mostrar tu formación lingüística cuando redactes el informe experimental, y todo esto, no de una manera abstracta, sino aplicada a tu mundo real circundante y en la que tú serás el principal protagonista, ya que la investigación te pertenecerá a tí y sólo a tí, ya que tendrás que llevarla a cabo desde los primeros planteamientos hasta las últimas conclusiones.

Después de estas últimas argumentaciones no exentas de emoción, el alumno debe comprender que esto va en serio, que no nos vamos a quedar en las nubes sino que aterrizaremos y que en la pista de aterrizaje espera un trabajo real, un trabajo de investigación.

La clase puede terminar realizando algunas consideraciones acerca de las limitaciones de la Ciencia ya que la Ciencia también tiene sus limitaciones. La Ciencia no es la solución a todos los problemas, ni mucho menos. Hemos dicho que lo científico exige el uso de variables que puedan medirse de forma objetiva, esto supone que hay que eliminar lo subjetivo, lo emocional, aquello, que de una u otra forma no se puede medir. ¿Qué diríamos de una persona que al oír una bella melodía, sólo le preocupara la frecuencia de las vibraciones del instrumento musical o la longitud de onda que se trasmite, o de un enamorado que lo único que ve en un amada son medidas de longitud o moléculas de proteínas y ADN?. Y sin embargo, el sentido artístico y el amor existen, están en nuestro mundo, pero como pertenecen al mundo de lo emocional, de lo subjetivo, de lo no medible, la Ciencia no puede tratarlo, no entra ni siquiera a considerarlo. Lo mismo ocurre con temas como los O.V.N.I.s, que en la medida en que son "no identificados", no pueden tratarse en Ciencia; cuando los O.V.N.I.s sean O.V.S.I.s (objetos voladores sí identificados) podrán tratarse en Ciencia. Y lo mismo ocurre con temas tan trascendentales como la existencia de Dios; si alguien te dice que se ha demostrado científicamente que Dios no existe, te está engañando, y si alguien te dice que se ha demostrado que Dios existe, también te está engañando. Dios no puede ser objeto de la Ciencia, por su propia definición, la Ciencia no entra a considerarlo. Además la Ciencia admite que nunca puede alcanzar la VERDAD absoluta, y, precisamente, en eso basa su progreso; si admitiéramos que una teoría es tan perfecta que no pudiera invalidarse, ya no se podría mejorar y, consecuentemente, ya no se podría avanzar.

Concluyendo, podemos decir que la Ciencia nos proporciona el mejor método para acercarnos al mundo que nos rodea, pero sólo al mundo objetivo, material y medible. Dejemos a la Ciencia en el lugar que le corresponde, no sea que queramos encontrar en ella respuestas a problemas que ni siquiera aborda