Según los primeros análisis que se hicieron del concepto de teoría empírica, una teoría empírica es un cálculo interpretado, donde por "cálculo" se entiende un cálculo o teoría axiomática.
3.1.2.1 Teorías formales y teorías empíricas
Según la posición dominante en filosofía de las ciencias formales, los axiomas del formalismo abstracto son lo único que interviene en la caracterización de las entidades "de las que habla" una teoría matemática; qué cosas son esas de las que pretendemos hablar al usar los términos de la teoría es algo que depende únicamente de los axiomas, las entidades en cuestión son cualesquiera de las que los axiomas sean verdaderos. A veces se expresa esto diciendo que los axiomas caracterizan las entidades de la teoría o, también, que definen implícitamente los términos primitivos. Los axiomas "definen" implícitamente los términos primitivos en el sentido de que ellos son los únicos elementos constitutivos del significado de los términos; cualquier estructura que sea modelo de los axiomas es una interpretación admisible de los mismos; esto es, los constituyentes de cualquiera de tales estructuras son interpretaciones admisibles de los términos con que se formulan los axiomas.
Mientras que en las ciencias formales parece razonable, o al menos defendible, la tesis de que las entidades a las que la teoría se refiere son cualesquiera de las que sean verdaderas los axiomas, ella es totalmente inaceptable aplicada a las ciencias empíricas. Por ejemplo, si los principios de la mecánica newtoniana, formulados con términos como "partícula", "masa" y "fuerza", fuesen por causalidad verdaderos de los ángeles, su "cantidad de espiritualidad" y sus "afinidades", no por ello diríamos que ésas son cosas de las que habla la teoría mecánica, no diríamos que son sistemas mecánicos. La idea de que los términos de la mecánica se refieren a cualesquiera entidades que satisfagan el formalismo abstracto es claramente inaceptable. El motivo es que, a diferencia de las ciencias formales donde esa idea es cuando menos discutible, las teorías empíricas tienen, además de las constricciones derivadas del sistema axiomático abstracto, otras constricciones derivadas de su vinculación con el mundo físico-natural, o mejor dicho, con algún aspecto científico del mismo del que pretenden dar cuenta.
Aceptando esta peculiaridad de las teorías empíricas, ¿cómo se debe recoger este hecho específico en el análisis de las mismas? La respuesta parece inmediata: incluyendo, junto con el sistema axiomático abstracto, otro elemento que exprese la conexión de dicho formalismo con "situaciones de la experiencia" en las que interactuamos o "contactamos" con el mundo físico. La articulación específica de esta respuesta que se impondrá en la Concepción Heredada es que esas situaciones de experiencia en las que se da el contacto básico con el mundo físico son situaciones de observación directa de fenómenos físicos.
3.1.2.2 Cálculos interpretados: vocabulario; axiomas y reglas de correspondencia
Cada teoría científica está conformada por un cálculo axiomático abstracto y otro componente que conecta las expresiones de dicho cálculo abstracto con situaciones de la experiencia entendidas como situaciones de observación directa. Este segundo elemento está conformado por enunciados que vinculan los términos del sistema axiomático con términos observacionales que refieren a objetos, propiedades o relaciones directamente observables. A esos "enunciados conectores" se les ha denominado de varios modos: reglas de correspondencia, definiciones coordinativas, enunciados interpretativos, postulados de significación, diccionario o definiciones operacionales. Su función es proporcionar interpretación empírica al cálculo axiomático que por sí mismo está vacío de contenido empírico. Las teorías empíricas son pues cálculos axiomáticos interpretados empíricamente a través de esos enunciados que conectan los términos del formalismo con situaciones de observación directa.
Las teorías empíricas dan cuenta de fenómenos empíricos postulando ciertas entidades o procesos gobernados por ciertas leyes; esas entidades postuladas no están directamente dadas en la observación, están "alejadas" de la experiencia observable, contrariamente a los fenómenos de los que pretenden dar cuenta, directamente accesibles a la observación. La teoría introduce nuevos términos para referirse a esas entidades y procesos no observables. Diremos de esas entidades que son entidades teóricas y de los términos introducidos para referirnos a ellas que son términos teóricos.
Podemos dividir el conjunto de expresiones o vocabulario V de una teoría en tres partes.
1.Términos puramente lógico-matemáticos. Éste es el vocabulario formal VF de la teoría
2.Términos observacionales. Éste es el vocabulario observacional VO de la teoría, esto es, el vocabulario que se refiere a entidades directamente observables y a propiedades y relaciones entre ellas directamente observables.
3.Términos teóricos. Éste es el vocabulario teórico VT de la teoría, esto es, el vocabulario que se refiere a entidades, propiedades y relaciones no directamente observables postuladas para dar cuenta de los fenómenos.
Si llamamos vocabulario descriptivo VD al vocabulario no meramente formal de apoyo, tenemos V = VF È VD, VD = VO È VT, VF Ç VD = Æ y VT Ç VO =Æ.
Toda afirmación de la teoría contiene vocabulario formal, pero no sólo vocabulario formal, también contiene términos descriptivos. Por tanto, los enunciados de las teorías científicas pueden ser de tres clases:
1.Enunciados (puramente) teóricos. Contienen como vocabulario descriptivo únicamente términos teóricos. De entre ellos se seleccionan algunos como axiomas o postulados primitivos: A1, ..., An; el resto se deriva de ellos como teoremas. Son los enunciados que expresan el comportamiento de las entidades teóricas. Ej.: "la fuerza eléctrica es directamente proporcional al producto de las cargas").
2.Enunciados (puramente) observacionales. Contienen como vocabulario descriptivo únicamente términos observacionales. Algunos describen situaciones observables particulares y otros son afirmaciones general, esto es, expresan generalizaciones o leyes puramente empíricas-observacionales. Ej.: "Esta porción de agua se ha solidificado".
3.Reglas de correspondencia. Contienen tanto términos teóricos como términos observacionales. En la medida en que unas se puedan derivar de otras, también se pueden escoger de entre ellas unas que hagan de primitivas: R1, ..., Rm. Son los enunciados que conectan los términos teóricos con la experiencia observable cargando así de interpretación empírica los axiomas puramente teóricos. Ej.: "A presión constante, el volumen aumenta con la temperatura". Estos enunciados son el puente que permite pasar de lo observacional a lo teórico y viceversa.
Esta clasificación de los términos y los enunciados permite expresar de un modo simple la estructura de las teorías en tanto que cálculos interpretados: una teoría T es un par T =
3.1.3 La distinción teórico/observacional y la naturaleza de la base empírica
3.1.3.1 Entidades observables y distinción teórico/observacional
Para muchos empiristas y positivistas lógicos del período de entreguerras, la fundamentación del conocimiento en la experiencia se entendía en términos fenomenalistas: los primeros datos sobre los que se construye todo conocimiento, que justifican nuestras creencias, son datos de la experiencia fenoménica. Esta posición extrema plantea múltiples dificultades, y el fenomenalismo termina por ser abandonado. Las entidades fenoménicas (qualia, datos sensoriales) son entonces sustituidas por entidades que se caracterizan simplemente como "directamente presentes a la observación". Sin embargo, esta nueva versión tiene sus propios problemas, el principal de ellos es su vaguedad. Las entidades fenoménicas son claramente distinguibles de las no fenoménicas, pero por su "privacidad" o subjetividad son poco plausibles como constituyentes de la base de experiencia para la ciencia. Las entidades observables, públicas, parecen en primera instancia poder desempeñar más plausiblemente tal función, pero ahora el problema es la dificultad para distinguir nítidamente entre entidades observables y no observables (teóricas).
Carnap intentó una caracterización precisa de los términos observacionales como aquellas expresiones del lenguaje tales que, en condiciones normales, un observador puede determinar a través de una serie de observaciones, y con un alto grado de confirmación, si el término se aplica o no en una situación dada. Esta caracterización es inadecuada, pues se aplica también a predicados pretendidamente no observacionales. En escritos posteriores, Carnap se limitó a caracterizar el vocabulario observacional como aquel que se refiere a entidades observables: los términos observacionales son predicados que denotan propiedades observables de acontecimientos o cosas, o relaciones observables entre ellos. Pero es claro que si no se especifica lo que caracteriza las entidades observables, simplemente se desplaza el problema.
El primer exponente de la doctrina oficial en reconocer el carácter fluido de la distinción fue Nagel, quien afirma:
Es dudoso que haya un sentido riguroso que pueda ser asignado con utilidad a la palabra "observable"; y en la medida en que la distinción [entre leyes empíricas y axiomas teóricos] se base en el contraste entre lo que es observable y lo que no, la distinción patentemente no es nítida (Nagel, E., The Structure of Science, Harcourt, Nueva York, 1961, cap. 5, § 1)
A pesar de la fluidez o vaguedad de la distinción, tanto Nagel como Carnap insisten en su utilidad para la caracterización de la naturaleza y estructura de las teorías. Así, por ejemplo, Carnap insiste en que las leyes empíricas son las que contienen términos que refieren a entidades "directamente observables por los sentidos o medibles mediante técnicas relativamente simples".
3.1.3.1.1 Neutralidad teórica de los términos observacionales y carga teórica de los hechos
El principal motivo de la introducción de la distinción teórico/observacional era proporcionar legitimidad semántica, según los criterios empiristas, a los términos "sin conexión empírica inmediata" que las teorías científicas introducen a través de sus leyes para dar cuenta de los fenómenos. Esta finalidad semántica va acompañada de otra metodológica, pues se pretende que la base observacional es la que proporciona la experiencia "neutra" con la cual contrastar las afirmaciones de la teoría. Esta neutralidad teórica de la base de contrastación parece en primera instancia fundamental, pues de lo contrario parecería que la teoría resulta autojustificativa. Si la experiencia observacional que se usa para contrastar la validez de una teoría fuese dependiente de la teoría en cuestión, esto es, si la elaboración de los informes observacionales que sirven de base de contrastación presupusiera la validez de la teoría, entonces tendríamos un círculo autojustificativo. Por tanto, la base observacional, si ha de servir para la contrastación, debe ser teóricamente neutral.
Ya antes de la formulación explícita de la Concepción Heredada, Duhem rechazó que la observación esté libre de conceptualización teórica, aunque usualmente sí lo está respecto de algunas teorías, esto es, puede ser que las observaciones no presupongan una teoría que usa de ellas en su contrastación. Lo que constató Duhem es que toda observación, o mejor dicho todo informe observacional, supone una interpretación de los datos de los sentidos, y una interpretación no es más que una conceptualización teórica, sea explícita o implícita. Quizá el aparato conceptual interpretador que genera la base observacional no corresponde a cierta teoría que usa dicha base en la contrastación, pero en cualquier caso corresponderá a otro "constructo teórico"; este constructo presupondrá a su vez otro en la descripción de sus propios fenómenos empíricos y así sucesivamente. No hay (en general) una autojustificación inmediata de cada teoría, pero sí un círculo global autojustificativo en el conjunto de la ciencia.
Fue Popper quien primero expresó de forma explícita el componente teórico de la base empírica de contrastación, lo que después se denominará carga teórica de los hechos. Popper es uno de los mayores críticos de las tesis centrales del Círculo de Viena, pero comparte en general la caracterización de las teorías como cálculos interpretados. El principal punto de desacuerdo tiene que ver con la epistemología de la contrastación; frente al confirmacionismo y la lógica inductiva de Carnap, de los que Popper fue el primer y más severo crítico, él defiende una lógica de la falsación. Pero otro de los puntos de disensión tiene que ver con nuestra actual cuestión. Declaró abiertamente que en la determinación de la base de contrastación, de "los hechos", interviene un conocimiento de fondo necesitado de aceptación previa. Al someter a prueba una teoría, señala, no sólo intervienen en ellas las condiciones iniciales y los supuestos auxiliares sino también cierto conocimiento de fondo sobre los hechos singulares. Este conocimiento de fondo, que "contiene" lo que se acepta como hechos, se puede considerar constituido por teorías de bajo nivel que se aceptan como altamente corroboradas y que no entran en el juego de la contrastación. Y no entran en el juego por decisión (no necesariamente consciente):
Siempre que una teoría se somete a contrastación [...] hay que detenerse en algún enunciado básico que decidimos aceptar: si no llegamos a decisión alguna a este respecto, [...] la contrastación no lleva a ninguna parte (Popper, K.R., The Logic of Scientific Discovery, Hutchinson, Londres, 1958, § 29)
Esta idea pone de manifiesto lo que se denomina la carga teórica de los hechos. Hanson fue el primero en hacer de este fenómeno algo esencial para el análisis de la ciencia y en defender la opinión de que ello modifica dramáticamente la visión tradicional de la misma. Siguiendo a la psicología de la Gestalt, destacó la importancia del contexto y los elementos organizativos ya en la percepción.
Al contemplarlas figuras 1 y 3, se ven en los extremos inferiores derechos dos animales diferentes a pesar de que son "la misma cosa" (figura 2); además, cuando contemplamos el dibujo aislado podemos ver una cosa u otra, pero no las dos a la vez. En parte se ve lo mismo (hay una excitación similar del córtex) y en parte no, y el sentido interesante de "ver" relevante para la ciencia es el segundo. No se trata de interpretaciones diferentes a partir de una misma visión; eso, afirma, no tiene sentido, pues "interpretar", si se quiere llamar así, es parte constitutiva de "ver". Además, el contexto puede no darse explícitamente, no es esencial al hecho que el ejemplo pretende mostrar que en él el contexto esté manifiesto; piénsese, afirma Hanson, en lo que ven un físico y un profano ante los rastros de una cámara de niebla. Este fenómeno, que salvo radicales diferencias culturales tiene en la vida cotidiana escasa trascendencia, es determinante en la ciencia, donde la dependencia del contexto es altamente teórica y, en momentos de cambio conceptual en los que se contraponen diferentes contextos de fondo, deviene crucial. Cuando Tycho y Kepler ven el So al amanecer, dice Hanson, en parte ven lo mismo y en parte no: Tycho ve un astro móvil, Kepler uno estático, "y es el sentido en que no ven la misma cosa el que debe tomarse en cuenta para entender los desacuerdos que existen dentro de la física".
Toulmin afirma que los fenómenos no sólo son seleccionados por la actividad teórica sino que incluso están definidos por la misma: hay una
continua interacción entre teoría y hecho [...], las teorías se construyen sobre la base de los hechos, a la vez que les dan significación y aun determinan lo que son "hechos" para nosotros (Toulmin, S., An Inquiry into the Aims of Science, Indiana U.P., Bloomington, 1961, p. 95)
Feyerabend sostiene que la descripción de los hechos depende siempre de una teoría (aunque en general no de la que se contrasta) y que hay hechos que sólo pueden salir a la luz con ayuda de teorías alternativas incompatibles. Rechaza, por tanto, la tesis de que "los hechos existen y están disponibles independientemente de la consideración de alternativas a la teoría que se contrasta". La consecuencia de ello es lo que él caracteriza como la inversión de la relación tradicional entre teoría y observación. El significado de las oraciones de observación está determinado por las teorías con las que están relacionadas, no son significativas a menos que se hayan relacionado con las teorías:
La interpretación de un lenguaje de observación está determinada por las teorías que usamos para explicar lo que observamos, y cambia tan pronto como estas teorías cambian (Feyerabend, P.K., "An Attempt at a Realistic Interpretation of Experience", en Feyerabend, Realism, Rationalism and Scientific Method, Cambridge U.P., Nueva York, 1981, 17-36, § 6)
Kuhn sostuvo por su parte que las teorías contienen elementos que determinan el contenido de la experiencia y que defensores de teorías diferentes viven en mundos experienciales diferentes. También Lakatos apuntaba en la misma dirección cuando afirmaba que en la contrastación no comparamos la teoría con hechos neutros, sino con otras teorías más básicas presupuestas por los hechos.
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