En el segundo día de explicaciones comenzamos a descender de las más altas nubes de la filosofía, aunque aún nos mantendremos volando porque vamos a seguir los pasos de un muchacho que soñó con ser investigador y analizaremos los planteamientos que tuvo que realizar y las decisiones que tuvo que tomar. Sin embargo el vuelo no será muy alto ya que esos pasos, más o menos imaginados, son los mismos por los que tiene que pasar cualquier investigador, sea profesional o aprendiz.

Los primeros planteamientos se dirigen, sin disimulo, en la línea de motivar a los alumnos a seguir las explicaciones con argumentos como el siguiente: partiendo de la idea de que cualquiera puede ser investigador científico y siendo la aportación de conocimientos a la sociedad una de las tareas más nobles a la que el hombre puede dedicarse, cualquiera de vosotros podría plantearse la posibilidad de llegar a ser investigador profesional. Esto, que para un alumno de 2º de Bachillerato pudiera parecer una ilusión, no está exenta de realismo, pues es seguro que alguno de vosotros se dedicará a ello.

Sumergidos, así, en esa ilusión, seguimos, a modo de ejemplo imaginado, los pasos de ese muchacho que, cargado de los más nobles sentimientos, sueña con contribuir a la humanidad investigando sobre el cáncer (a cualquiera le gustaría pasar a la historia por haber contribuido a solucionar este problema). El análisis de estos pasos tiene por objetivo fundamental el proporcionarnos unas orientaciones iniciales para que cuando tengamos que realizar nuestra propia investigación, nos enfrentemos a ella con las suficientes garantías de éxito.

Los pasos a seguir podrían ser los siguientes y se explican a continuación:

Investigar se puede investigar de todo, aunque, naturalmente, siempre habrá temas más relevantes que otros. Entre investigar sobre el cáncer (que es el ejemplo que vamos a seguir) o sobre la acción de los caracoles sobre las lechugas (por poner otro ejemplo), resulta evidente la mayor relevancia de lo primero (aunque habría que preguntar al agricultor que pierde una buena parte de su cosecha de lechugas por los caracoles). Sin embargo, también hay que decir que la Historia de la Ciencia está llena de ejemplos de investigaciones que, en principio, no parecían tener importancia, pero que han dado lugar a grandes descubrimientos. Aunque importante es, a la hora de elegir el tema a investigar, tener en cuenta su relevancia, esto no debe preocupar en exceso ya que lo verdaderamente importante es hacer investigación y que la investigación sea de calidad y no tanto la mayor o menor relevancia, muchas veces aparente, de lo investigado. Algo semejante puede decirse cuando se discute sobre la conveniencia de realizar investigación aplicada, que busca conocer para sacar rendimiento económico o de otro tipo, o investigación pura, que busca conocer, simplemente, por conocer.

Si los alumnos preguntan acerca de qué se puede elegir para investigar, no conviene que se den muchas pistas, pues limitaría su capacidad creativa. En este sentido, en una ocasión se me ocurrió hablar sobre la variable ritmo cardiaco y se presentaron hasta 14 investigaciones en la misma clase que de una forma u otro trataban sobre esa variable (su variación en un examen de matemáticas, con besos de amor, antes, durante y después de un ejercicio físico, con variaciones bruscas de temperatura, etc.). Sin embargo, lo que si se debe trasmitir es que la tarea no es tan difícil, pudiendo consistir básicamente en encontrar relaciones entre variable cercanas a nosotros, haciéndote preguntas como ¿piensas que el rendimiento escolar es función del número de horas de estudio o del coeficiente de inteligencia?, o ¿estos factores influyen de distinta forma según la asignatura?, o ¿cómo varía el rozamiento de una superficie (como la suela de las zapatillas) con otras al estar secas o mojadas?, etc. En cualquier caso, en el ambiente que nos rodea existen infinidad de relaciones entre variables y una de las misiones más importantes del investigador novel será decidir cuál es la más adecuada, original, creativa o relevante para investigar, contando siempre con las posibilidades de que dispone.

Si lo que se quiere es llegar a ser investigador, de lo que nadie se va a poder liberar es de estudiar, y así, el camino, que nuestro ilusionado muchacho podría seguir para llegar a ser investigador sobre el cáncer, podría ser el siguiente: al terminar sus estudios de Bachillerato seguir con estudios de Licenciatura, por ejemplo en Medicina y después realizar los cursos de Doctorado, por ejemplo, en un departamento de Oncología. Los cursos de Doctorado tienen por principal misión formar investigadores, que es, a su vez, la principal misión de la Universidad. La verdad es que el fenómeno del cáncer, es tan amplio que podría estudiarse e investigarse desde muchos puntos de vista y lo mismo un químico (los aspectos bioquímicos del cáncer) que un matemático (la estadística del cáncer, por ejemplo) o un antropólogo (incidencia del cáncer en restos arqueológicos, por ejemplo), por poner sólo tres disciplinas, podrían investigar sobre él. Terminado el Doctorado, la realización de la investigación exige, en la mayoría de los casos, un gran esfuerzo previo de obtención de documentación que nos informe sobre los aspectos, ya más concretos y específicos, a los que se refiere la investigación. Todo este esfuerzo de estudio y documentación tiene por objetivo el convertirnos en expertos en el tema a investigar, ya que en la medida en que seamos más expertos, estaremos en mejores condiciones para realizar el siguiente paso, que es la formulación de la hipótesis. (Estos aspectos de los estudios y documentación expuestos aquí de forma escueta suelen interesar y dar lugar a numerosas preguntas, que no siempre da tiempo a contestar, pues hay que seguir con el tema).

Algo que se acoge con agrado es el comentario de que para hacer la investigación que se exigirá como práctica, este estudio previo (imprescindible en una investigación de nivel) no habrá necesidad de realizarlo, ya que como se va a investigar sobre aspectos de nuestro entorna más cercano, supondremos que ya se dispone de los suficientes conocimientos "teóricos" como para poder formular las hipótesis. Naturalmente si se aporta documentación de alguna revista científica (es bueno acostumbrarse a buscar información científica) que trate sobre el tema mejor, pero no será imprescindible. Nuestro mayor esfuerzo no lo pondremos en la búsqueda de la información previa o de lo que ya se sabe sobre el fenómeno, el mayor esfuerzo lo pondremos en descubrir cosas nuevas, es decir, en los planteamientos y pasos a seguir para conseguir una investigación de suficiente calidad.

En la formulación de la hipótesis, junto con la elección del tema, es donde se encuentra la labor creativa del científico. Aunque la formulación de la hipótesis estará muy condicionada por la línea de investigación del departamento en el que se trabaje, por el tema elegido para investigar e, incluso, por su condición de experto, es en este punto en donde se podrá distinguir al genio del simplemente experto (que no es poco), es aquí donde podrán exponerse las ideas productivas e ingeniosas de científico. No veamos en el científico sólo a un sabio, con autoridad en un tema, el científico es también, al igual que el poeta o artista, un creador.

Además, las hipótesis científicas tienen otro condicionante que conviene destacar insistentemente: la hipótesis tiene que ser formuladas para que se pueda comprobar su falsedad o veracidad y, por tanto, deben de contener variables que se puedan cuantificar o medir (de forma válida y fiable). Es decir, cuando se formula una hipótesis, se debe estar pensando también en el experimento que la verificará y en cómo se van a medir las variables.

Habiendo estudiado todas las teorías existentes sobre el cáncer y habiéndose documentado convenientemente en otros aspectos más concretos, nuestro experto, podría formular la siguiente hipótesis:

"La radiación de longitud de onda de 5890 angstroms es causa de la conversión de células epiteliales normales en cancerosas".

Nuestra hipótesis contiene dos variables medibles: la radiación de 5890 angstroms, que podríamos manipular, haciendo que tome distintos valores de intensidad (o valores de "radiación si" y "radiación no"), y la conversión de células normales en cancerosas, que podríamos medir contando el número o proporción de células normales transformadas en cancerosas. Como también se puede diseñar un experimento para la verificación de la hipótesis, manipulando la primera variable y viendo el efecto que se produce en la segunda, podemos concluir que nuestra hipótesis puede considerarse científica.

Las variables deben ser medidas de forma válida y fiable. La validez se refiere a si el instrumento de medida mide, realmente, lo que se quiere medir; por ejemplo, para medir el grado de afición de las personas por un tipo de música, podríamos medirlo a partir de las puntuaciones valorativas que las personas nos proporcionan, o a partir del tiempo que utilizan escuchando ese tipo de música al mes, o a partir del dinero que estarían dispuestos a pagar por ver un concierto de ese tipo de música; pero, ¿cuál de esos procedimientos mide mejor, es más válido para medir, la afición por ese tipo de música?. La fiabilidad se refiere a que siempre que se realice una medida de una variable con un instrumento, a las mismas magnitudes de la variable le correspondan el mismo resultado en la medida; por ejemplo, medir la inteligencia de una persona con tests puede no ser muy fiable, porque puede depender del estado emocional de la persona o de otros factores el que esa persona obtenga unas puntuaciones u otras.

La hipótesis, además de las variables, también contiene una relación entre ellas. Hipotéticamente, las variaciones de la primera variable (que se denomina variable independiente) causa variaciones en la segunda (que se denomina variable dependiente). En Ciencia se puede hablar de dos tipos de causas, que podríamos llamar causa "esencial" y causa "múltiple". En la primera sólo existe una causa, de tal forma que la variable dependiente depende de la variable independiente y sólo de ella. Por ejemplo, la dilatación de una varilla metálica depende de la temperatura y sólo de ella, es decir, la temperatura es condición necesaria y suficiente para que se produzca la dilatación. En la causa "múltiple" son 2 o más las variables independientes que pueden afectar a la variable dependiente. Por ejemplo, el mayor o menor ruido ambiental puede ser causa de cometer más o menos errores en una prueba de atención, pero también podrían variar estos con la mayor o menor iluminación, con el mayor o menor cansancio del sujeto que realiza la prueba, etc. Es decir, sobre la variable errores cometidos en la prueba de atención pueden estar influyendo muchos factores, de tal forma que podremos decir que la variable ruido ambiental es condición suficiente para producir variaciones en los errores pero no es necesaria, ya que otras variables también pueden producir esas variaciones. La existencia de causas "múltiples", que es el caso más frecuente con el que se van a encontrar los alumnos, va a tener importantes repercusiones en el diseño del experimento, repercusiones que explicaremos más adelante.

Otro tipo de relación que puede buscarse entre variables es la correlación. Si por ejemplo, se quiere comprobar los efectos de la variable coeficiente intelectual o de la variable estado de salud sobre el rendimiento escolar, nosotros no podemos manipular las variables independientes ya que no podemos hacer variar la inteligencia en las personas (impedimento natural) o su estado de salud (no sería ético), pero lo que sí podemos hacer es formar grupos de personas que varíen en inteligencia o en estado de salud y comprobar si también, esos grupos, se diferenciaban en el rendimiento escolar. Aún en el caso de que se obtuvieran diferencias significativas en rendimiento escolar entre los grupos de más y menos inteligentes (o de mejor y peor estado de salud), no podríamos estar seguros de que las variaciones de inteligencia son causa de las variaciones en el rendimiento escolar, ya que, los grupos que se diferencian en inteligencia, también podrían diferenciarse en otras variables como la condición social, el grado de motivación, en las calificaciones del curso anterior, etc., y podrían ser éstas y no la diferencia de inteligencia, las que verdaderamente causan las diferencias en rendimiento escolar. Naturalmente, no podríamos estar seguros, pero sí constituiría un indicio, más o menos importante, dependiendo de la significación de las diferencias encontradas, de causalidad. Por otro lado, en las correlaciones puede ocurrir que no sepamos qué variable hace de dependiente y cuál de independiente; por ejemplo, si encontráramos correlaciones positivas entre inteligencia y nivel social, ¿es la mayor o menor inteligencia causa del mayor o menor nivel social o lo contrario?

El planteamiento de investigaciones con variables independientes manipulables que nos conduzcan a relaciones de causalidad son, desde el punta de vista científico-experimental más interesantes, sin embargo, no debemos despreciar los planteamientos de búsqueda de correlaciones entre variables, que además de proporcionarnos valiosos indicios de causalidad, pueden constituir un importante punto de partida para el acercamiento a fenómenos complejos, para después poder plantear investigaciones con variables si manipulables o que nos proporcionen mayores indicios de causalidad. Por ejemplo, para un primer estudio acerca de los factores que pueden influir en el consumo de drogas, podríamos plantear la búsqueda de correlaciones con muchas variables, tanto personales, como sociales o políticas y económicas, lo que podría ser un buen punto de partida para nuevos planteamientos, en los que se comprobara con, mayor rigor, la posible causalidad de estos factores.

Muchas veces se diseñan los experimentos para que "salgan" como predice la hipótesis (sobre todo si el científico tiene interés en defender una idea o criterio preconcebido). Los experimentos no hay que diseñarlos para que "salgan", hay que diseñarlos para someter a la hipótesis a contrastación "dura", imaginándose en las peores condiciones, es decir, en aquellas situaciones que hagan que la hipótesis más fácilmente no se confirme, de tal forma que si, a pesar de ello, se confirma, no nos quede ninguna duda de su verificación. Si además queremos estar seguros de que la relación es de causalidad, debemos diseñarlo para que se eliminen todas las variables "extrañas" que pudieran, de una forma u otra, estar influyendo (salvo que se trate de una relación de causa "esencial").

En nuestra investigación sobre el cáncer, que es un caso de posible causa "múltiple", un diseño adecuado para eliminar el posible efecto de las "otras variables" sería formar dos (o más) grupos de, por ejemplo, ratas, igualados en todos los factores (genéticos, alimenticios, de movilidad, etc.) que presumiblemente pudieran afectar a la variable dependiente, de tal forma que únicamente se diferenciaran en la variable intensidad de radiación de 5890 angstroms. En el caso más sencillo, en el que la variable independiente tomara sólo dos valores, podríamos poner un grupo de ratas sometido a radiación natural pero con un filtro que evitara la exposición de las ratas a la radiación de 5890 angstroms (grupo no irradiado) y otro grupo, en el que, además de la radiación natural, estuviera expuesto a una determinada intensidad de la radiación que constituye la variable independiente (grupo irradiado). Sólo la seguridad de que es esta la única variable en la que se diferencian los dos grupos de ratas, nos llevaría a la seguridad de que las diferencias encontradas en el número de cánceres en uno y otro grupo, se deben, a las variaciones en la intensidad de radiación. Como puede entenderse, todas estas precauciones no sería necesario tomarlas en los casos de causa "esencial" ya que no habría otras posibles causas "extrañas" que pudieran estar afectando, pero es difícil que en nuestro entorno más cercano encontremos relaciones de este tipo.

También podríamos haber utilizado monos en vez de ratas, ya que, de cara a generalizar los resultados al hombre, tendría mayor interés al estar más cercanos en la escala filogenética, pero también sería más caro. Esto se plantea porque el científico, sea del nivel que sea, siempre se tendrá que enfrentar con el problema económico. Desde el científico de alto nivel, que utiliza instrumentación de alta precisión, hasta el alumno que hace fotocopias de un cuestionario para medir cierta variable, casi nunca disponen del presupuesto que sería deseable; sin embargo, ni el uno ni el otro deben renunciar a la realización de la mejor investigación posible con los medios reales disponibles. Y otro tanto cabe decir con lo que podríamos llamar la economía del tiempo. Sobre este último aspecto conviene advertir que existen alumnos de todo tipo, desde los que empiezan a hacer el trabajo 2 días antes de la fecha límite de entrega, hasta los que se sumergen tanto en la investigación que no hacen otra cosa, dejando abandonadas otras asignaturas. Naturalmente que ninguno de estos 2 extremos es deseable.

Y también podríamos haber utilizado seres humanos en vez de ratas, pero, naturalmente, no sería ético. La ética, al igual que en cualquier otro aspecto de nuestra vida, debe siempre estar presente en la conducta del científico, que debe hacerse siempre responsable, no sólo de sus descubrimientos, también de sus planteamientos y manipulaciones de las variables ambientales. En los niveles en los que se investiga en esta experiencia didáctica no suelen ser frecuente los problemas éticos, aunque conviene advertir que si la medida de alguna de las variables implica la observación de la conducta de personas concretas (por ejemplo, si se quiere investigar acerca de diferencias en conducta pedagógica entre profesores y profesoras), éstas deben ser conscientes de esa observación (aunque ese conocimiento reste validez a la observación) y también, que si se recogen datos que pertenecen a la intimidad de las personas (por ejemplo, si se quiere investigar acerca de la influencia de algún factor en la conducta sexual de las personas), se debe garantizar el anonimato de los datos.

La realización del experimento debe corresponderse, punto por punto, con lo diseñado. Cuanto más celosos seamos en la realización de los experimentos, de acuerdo con lo diseñado, menos probabilidad tendremos de que surjan imprevistos que deterioren la calidad o, incluso, invaliden la investigación, aunque en muchas ocasiones, éstos imprevistos surgen de forma inevitable. Cualquier modificación en el experimento, respecto de lo diseñado, que como consecuencia de circunstancias no previstas tuviera que realizarse, deberá comunicarse y valorarse en el informe experimental, pudiendo incluirse en esta valoración la posibilidad de abandono de la investigación en el caso de que las modificaciones sean lo suficientemente importantes. Por ejemplo, si los dos grupos de ratas fueran atacados por una enfermedad que disminuyera su población, habría que valorar hasta qué punto esta circunstancia podría afectar a los resultados experimentales (aunque los dos grupos fueran afectados por igual) e incluso plantearse la posibilidad de abandono de la investigación.

De la realización del experimento se obtendrán unos datos que será preciso procesar convenientemente.

En muchas ocasiones, la verificación de la hipótesis en las investigaciones más formales puede requerir la realización de complicados cálculos experimentales; sin embargo, todo Centro de Investigación importante o Universidad dispone de un Centro de Cálculo con personal especializado que ayuda y asesora al investigador, y es que, la principal labor del investigador no debe centrarse en el cálculo, sino en la formulación de las hipótesis y en la realización de los experimentos. En otras ocasiones los cálculos pueden ser muy sencillos, como en nuestro ejemplo de investigación, en el que podría ser suficiente con el recuento de ratas que desarrollaron cáncer en cada grupo y su comparación.

En las investigaciones que los alumnos planteen en esta experiencia didáctica, los cálculos, aún dependiendo del nivel educativo de los alumnos, no conviene que sean excesivamente complicados, pues podrían distraer la verdadera labor investigadora, siendo suficiente, en la mayoría de los casos, la realización de recuentos, medias aritméticas, correlaciones, regresiones y poco más. Lo que sí parece conveniente es estimular la presentación de los resultados en tablas y gráficos que permitan una mejor visualización de los datos. En este sentido, el uso del ordenador, tanto para el cálculo como para la presentación de los resultados, puede ser una herramienta muy útil, siendo, en muchas ocasiones, la primera vez en la que tienen la oportunidad de comprobar las ventajas de sus conocimientos en el manejo de una Hoja de Cálculo. En cualquier caso, puede considerarse conveniente el uso del ordenador, pero nunca imprescindible.

Terminado el experimento y realizados los cálculos oportunos, se habrán obtenido unos resultados que habrá que valorar, al menos, en dos sentidos: en primer lugar, hasta qué punto se diseñaron y llevaron a cabo todas las manipulaciones experimentales, de tal forma que no podamos dudar de la validez de los resultados obtenidos, y en segundo lugar, hasta qué punto permiten los resultados obtenidos confirmar la verdad o falsedad de la hipótesis.

En nuestro ejemplo, para realizar el primer tipo de valoración habría que contestar a preguntas como: ¿hasta qué punto se diseñó el experimento en las condiciones mas "duras" posibles?, ¿hasta qué punto se midieron las variables de forma válida y fiable?, ¿hasta qué punto los dos grupos de ratas estaban igualados en todas variables "extrañas" para poder afirmar que únicamente se diferenciaban en la variable intensidad de radiación?, ¿hasta qué punto circunstancias no previstas en la realización del experimento han podido alterar o invalidar los resultados obtenidos?, etc.

En la realización del segundo tipo de valoración, conviene distinguir entre tres tipos de posibles resultados:

a) Si en el grupo no irradiado no se produce ningún cáncer y en el grupo irradiado todas o un número apreciable de ratas lo desarrollan, o bien, si la diferencia entre el número de cánceres desarrollados en el grupo irradiado y el no irradiado fuera lo suficientemente grande, se podría afirmar que la hipótesis se confirma. También habría que valorar hasta qué punto la radiación de 5890 ansgtroms puede considerarse como causa "esencial" o "múltiple" en la formación de cánceres de piel. Igualmente, valoraciones sobre la validez de la "teoría" de la que partió la hipótesis podrían ser adecuadas

b) Si en ninguno de los grupos se desarrollan cánceres, o si se desarrollan en los dos grupos el mismo número o las diferencias son despreciables, estaríamos en condiciones de afirmar que la hipótesis no se confirma. Cuando aparecen resultados de este tipo, no debe decirse que el experimento "no me ha salido", lo que es totalmente incorrecto, ya que tan importante es saber que la radiación de 5890 angstroms no es causa del cáncer como que sí lo es (recuérdese que, desde el punto de vista científico, este resultado puede ser, incluso, más interesante) También convendrá hacer valoraciones acerca de la posible invalidez de la "teoría" que dio lugar a la hipótesis.

c) Sin embargo, es muy frecuente en investigación que los resultados no salgan tan claros como para poder afirmar, de manera rotunda, que la hipótesis se confirma o no; muy a menudo suele ocurrir que los resultados pueden ir en la línea de lo esperado pero con diferencias poco significativas, lo que nos llevará a la necesidad de valorar hasta qué punto esas pequeñas diferencias nos permiten afirmar que la hipótesis se verifica.

Es importante destacar la importancia que tienen todas estas valoraciones ya que el trabajo científico estaría incompleto sin estos juicios de valor. Por otra parte, también se potencia la capacidad de crítica, en ocasiones superdesarrollada, de los jóvenes, aunque no siempre suficientemente juiciosa.

Un tercer tipo de valoración que podría incluirse se refiere a las posibilidades de generalización. Muy a menudo se tiende a realizar generalizaciones con mucha ligereza, pensando que, por ejemplo, lo descubierto en una pequeña muestra muy específica puede generalizarse a otras muchas poblaciones. Así, en nuestro ejemplo, lo único que podríamos decir, con suficiente rigor, es que lo que hayamos encontrado en nuestra investigación se refiere en exclusiva a las ratas y a la intensidad de radiación utilizada y no a otros animales o al hombre ni a otras intensidades de radiación. En todo caso, las posibles generalizaciones podrían proponerse como objeto para otras investigaciones.

Generalmente, cuanto más se investiga o se profundiza en un asunto, más nos damos cuenta de que fenómenos que, en principio, parecían sencillos son, en realidad, más complejos de lo esperado, lo que nos hace, también, darnos cuenta de lo poco que sabemos sobre esos fenómenos. Supongamos, por poner un ejemplo, que a pesar de haber confirmado nuestra hipótesis inicial, el fenómeno se nos complica porque encontramos que antes de producirse los cánceres en el grupo irradiado, las ratas afectadas hubieran desarrollado unas infecciones víricas que nos pudieran hacer sospechar que los mencionados virus pudieran estar mediando en el desarrollo de los cánceres. Es decir, ante la sospecha de que la radiación fuera, en realidad, la causa del desarrollo de los virus y que los virus fueran la verdadera causa del desarrollo de los cánceres, sería adecuado proponer investigaciones concretas que precisaran esta posibilidad.

Otro tipo de investigaciones que podrían proponerse, mencionadas anteriormente, son las conducentes a dar mayor generalización a los resultados. En nuestro ejemplo, se podría proponer la realización de experimentos semejantes con otros animales y con otras intensidades de radiación.

Y también podría ocurrir que observaciones más o menos imprevistas que, en principio, no tenían nada que ver con lo investigado, pudieran ser motivo para la propuesta de nuevas líneas de investigación. Imaginemos que, por ejemplo, en el grupo no irradiado se observa que las ratas fueron progresivamente perdiendo su pelo y que en el grupo irradiado, por el contrario, desarrollaron una mayor cantidad de vello. ¿No sería adecuado proponer nuevas líneas de investigación que confirmaran la posibilidad de que la radiación fuera un factor importante en el crecimiento capilar?