En las próximas líneas se describe brevemente el modelo propuesto por Kuhn para explicar el desarrollo de la ciencia, aplicándose a una de las ramas de la Física base de nuestra ingeniería: el electromagnetismo. Todo ello sirve de pretexto para exponer algunas ideas sobre el denominado progreso científico. Escriben Félix y Jorge Pérez MlUtínez. Una visión .heterodoxa de la ciencia La historia de la ciencia, tal como nos la presentan los libros de texto, aparece como un proceso acumulativo, lineal y de sentido único de teorías, métodos y hachas sobre el hombre y el universo. El descubrimiento de nuevos fenómenos y su explicación mediante teorías, más o menos afortunadas, supondría bien un añadido, bien una reformulación, o bien una generalización de los conocimientos científicos anteriores. El desarrollo científico iría desterrando las teorías "falsas" e incluyendo como casos particulares de teorías generales más ampl ias, los conocimientos "verdaderos" anteriores. Sin embargo, el aspecto traumático que puede observarse en determinados períodos del desarrollo de cualquiera de las ramas del saber humano, pone en cuestión la validez de este modelo de evolución científica. Modelo que, por otra parte, ha sido contestado desde muy diversas ópticas por distintos historiadores y filósofos de la ciencia, los cuales han puesto de manifiesto sus limitaciones, y lo que es más importante, las implicaciones -positivas y negativas- que el mismo tiene sobre el progreso de la investigación científica. Entre estos autores destaca, aunque sólo sea por la plémica suscitada, T. S- Kuhn, quien en su libro "La Estructura de las Revoluciones Científicas"* propone un modelo discontinuo y conflictivo del desarrollo científico. EL MODELO DE T. S. KUHN La explicación del desarrollo científico propuesta por Kuhn gira alrededor del concepto de "paradigma", concepto que define como: "El conjunto de realizacio . Thomas s. Kuhn" "La Estructura de las Revoluciones Científicas" Fondo Cultura Económica- Méjico. 1977. Félix Pérez Martínez Jorge Pérez Martínez nes científicas universalmente reconocidas que, durante cierto tiempo, proporcionan modelos de problemas y soluciones a una comunidad científica". Esta definición implica, siempre en opinión de Kuhn, que para que determinadas realizaciones científicas -de índole teórico y/o empírico- se conviertan en "paradigma" deben cumplir dos condiciones, a saber: a) La existencia de un "consenso", en tendido como un acuerdo implícito, entre los miembros de la comunidad científica que trabajan dentro del ámbito del paradigma, sobre los presupuestos básicos -postulados filosóficos y conceptos circulares y métodos de trabajo, que necesariamente conlleva toda práctica científica. b) Por otro lado, el paradigma debe proporcionar suficientes casos no resuel OARWIN. La carga revolucionaria de su obra "el origen de las especies" traspasó las fronteras de la biología. CONSIDERACIONES FINALES J. CLERK MAXWELL Una breve incursión en el estado actual de la Física, pone de manifiesto la existencia de tres grandes paradigmas sólidamente asentados: el electromagnetismo, la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica. Resulta sorprendente comprobar la capacidad de resistencia al cambio que presentan estos paradigmas, sobre todo si tenemos en cuenta el número tan elevado de investigadores que trabajan en los mismos. En nuestra opinión, lo dicho respecto al paradigma electromagnético es válido para los demás, la persistencia de los mismos no se debe a la no existencia de anomalías importantes, sino a un conjunto de factores ajenos a la investigación, que por razones de espacio, simplemente apuntamos: a) La incorporación al científico al proceso de producción. Gran parte de la actividad investigadora se realiza en el marco de la empresa, como resultado, los objetivos de esta última se convierten en objetivos de la investigación. El problema se agudiza en la fase actual del sistema capitalista donde las ganancias extraordinarias se obtienen a partir de las rentas tecnológicas, siendo la planificación de la investigación corolario imprescindible en el éxito de las grandes empresas. Las consecuencias de esta: situación son inmediatas, la mayoría de los investigadores dedican su trabajo al desarrollo de nuevos sistemas y tecnologías, en detrimento de la investigación básica. b) La educación. El sistema educativo es el instrumento más eficaz de reproducción de paradigmas. A lo largo de su formación el individuo va. interiorizando los distintos para digmas, que le son presentados de menor a mayor complejidad como un conjunto coherente y organizado .dB conocimientos. Los libros de texto, dado el estilo "pedagógico" con que se escriben, tienden a presentar sólo los resultados y no cómo se ha llegado a ellos. De este modo, el papel desempeñado por las revoluciones científicas pasa inadvertido al estu. diante. . La creciente sectorización del conocimiento y la consiguiente especialización del investigador, unido a la facilidad que existe de comunicar los resultados obtenidos en las múltiples publicaciones especializadas, hace que el período de aprendizaje del futuro investigador se prolongue cada vez más. El resultado es la interiorización de paradigmas cada vez más específicos, y por tanto la imposibilidad para el investigador de obtener una visión global del conocimiento científico, premisa indispensable para la ruptura con los grandes paradigmas. c) Posición del investigador. La creciente funcionalidad adquirida por la ciencia y la "necesidad de éxito" dentro de la comunidad científica, ejercen presión sobre el investigador hacia un rendimiento a corto plazo, rendimiento sólo medible por el número de publicaciones y proyectos de investigación desarrollados. El espíritu que resume la frase "publicar o morir", está presente en todo trabajo de investigación. Por todo ello, no podemos extrañamos de que el investigador no pueda renunciar a las ventajas que supone el permanecer dentro de las fronteras fijadas por los paradigmas. El paradigma no sólo garantiza la obtención de los resultados sino que asegura la difusión y aceptación de los mismos por la comunidad científica. Por otro lado, la creciente potencia de cálculo de los ordenadores científicos ha permitido ampliar enormemente el número de enigmas propuestos por los paradigmas, lo que mantiene a los investigadores ocupados a un nivel aceptable. En definitiva la personalidad del investigador ha cambiado drásticamente en los últimos años. En la actualidad se da más importancia a la utilización de los fenómenos físicos que la la comprensión de los mismos, lo que ha hecho entrar a la investigación científica en un período de creciente masificación y vulgaridad.. desventaja su escasa elaboración frente al paradigma anterior, el cual ha sufrido ya un período de ciencia normal. c) Todo cambio de concepción del mundo tiene unas implicaciones ideológicas importantes con repersuciones socioeconómicas. Todo ello hace que en el desplazamiento de un paradigma por otro alternativo, el peso de múltiples elementos "acientíficos" sea mucho més importante de lo que a primera vista pudiera pensarse. Supongamos que el nuevo paradigma ha triunfado, consumándose la revolución científica. De nuevo se establece un "consenso" en la comunidad científica. El nuevo paradigma sugiere nuevos retos, un nuevo período de ciencia normal y por tanto de progreso científico acumulativo inicia un nuevo ciclo. Entre los paradigmas más importantes podemos citar: en Astronom ía, las teorías de Tolomeo, Copérnico y Kepler; en Mecánica, las teorías newtoniana, relativista y cuántica; en Biología, el evolucionismo; en Química, las teorías de Lavoisier, Mendeleiev, etc. Como ejemplo ilustrativo del nacimiento, desarrollo y consecuencias de un paradigma científico, parece adecuado elegir la formulación teórica básica de nuestra ingeniería: la teoría electromagnética. LA TEORIA ELECTROMAGNETICA COMO PARADIGMA Los fenómenos eléctricos son conocidos desde la antiguedad, pero el nacimiento de la electricidad como actividad científica puede situarse en algún momento entre 1740 y 1770. Es entonces cuando "los electricistas", por primera vez, sientan las bases de su campo, se enfrentan a problemas cada vez más complejos y comunican sus resultados en artículos dirigidos, más bien, a otros "electricistas" que a los científicos en general. Se configura así una comunidad científica específica que busca una formulación teórica consensuada entre los diferentes y contradictorios grupos que pretenden imponer sus criterios. No es exagerado afirmar que había tantas opiniones de lo que ara la electricidad como experimentadores. En un esfuerzo por clasificarlas, podemos distin tractores entre los que se encontraban científicos de la talla de Lord Kelvin. Su caracterización pasó a ser el objetivo de importantes esfuerzos que desembocaron en el famoso esperimento de Michelson y Morley originando el nacimiento de otro paradigma: la teoría de la relatividad. Los resultados de estas investigaciones son de sobra conocidos: el éter mecánico y por tanto el soporte de los campos no se encontró. ¿Se rechazó por ello el modelo de Maxwell? En absoluto. Para entonces, la reformulación de su teoría había reducido el electro magnetismo a las famosas ecuaciones; un modelo matemático cuyo atractivo estético, unido al éxito de sus primeras articulaciones, le ha-. bían convertido en paradigma definitivo. Los científicos, ante el dilema de abandonar el modelo o cambiar su concepción del mundo, optaron por lo segundo. Las nuevas generaciones dejaron de considerar como no científico el hablar de un "desplazamiento. eléctrico", sin especificar qué se está desplazando, ni como lo hacía. La "acción a distancia", combatida denodadamente por Faraday y el propio Maxwell pasó a ser verdad científica universal. Por ello, cuando se presenta la formulación teórica de Maxwell como culminación lógica y resumen de las investigaciones realizadas durante el siglo XIX -punto de vista tradicional de la historia de la ciencia- se pasa por alto la carga revolucionaria implícita en la misma, así como las consecuencias sobre el trabajo científico posterior. Al aceptar el paradigma electromagnético, los científicos no sólo llegaron a un consenso sobre las herramientas y métodos de solución de problemas, sino también, y en la mayor parte de los casos inconscientemente, una serie de presupuestos filosóficos, la utilizacion de determinados conceptos circulares y una demarcación clara de los problemas que se debían f¤solver. En definitiva se produjo lo que Kuhn denomina Revolución Cien- tífica. La circu laridad de los conceptos utilizados en la formulación matemática de los fenómenos electromagnéticos es evidente: si queremos definir E y H, lo haremos utilizando los conceptos de carga y corriente, pero, si pretendemos explicar estos últimos, nos vemos obligados a hacerla por los efectos que producen, en último término, por los campos eléctrico y guir dos grandes grupos: los que interpretaban la electricidad como un "efluvio" que emanaba de los no conductores y, aquellos que la consideraban como un "fluido" que podía circular a través de un medio conductor. Los primeros explicaban fácilmente los fenómenos de atracción y repulsión así como la generación por fricción, pero no entraban en el estudio del fenómeno de conducción eléctrica recientemente descubierto. Por el con. trario, el segundo grupo explicaba este último, pero eran incapaces de explicar con su teoría los numerosos experimentos de atracción y repulsión. Cuando, en los trabajos de Franklin y sus seguidores, se logra interpretar simultáneamente ambos fenómenos, se empieza a gestar un paradigma común para los investigadores de las siguientes generaciones. Las tensiones entre los diferentes enfoques continua. ron, hasta que, por una serie de razones en las que no entraremos, triunfa el del grupo en torno a Faraday, formulado matemáticamente por Maxwell, conviertiéndose, con muchas más dificultades de lo que generalmente se cree, en paradigma un iversal. Maxwell, que como todos los científicos de la época, estaba influenciado por el extraordinario éxito de la mecánica newtoniana, concibió los fenómenos electromagnéticos como desplazamientos de las partículas de un éter mecánico al que, en las primeras versiones de su teoría, llegó a atribuir una serie de hipotéticas propiedades. La necesidad de este medio, soporte de los campos eléctricos y magnéticos, fue el argumento esgrimido por sus de- tos -"enigmas"- que permitan la activi, dad científica posterior. Bien entendido, que los "enigmas" a que hacemos referencia, son sugeridos por el propio paradigma, de forma que éste, no sólo da las herramientas para su resolución, sino que fija los problemas lícitos a resolver, asegurando su solución. Para Kuhn, el desarrollo histórico de las distintas parcelas del conocimiento científico puede describirse en términos de sucesivos cambios de paradigmas (Figura 1). Una determinada actividad investigadora sobre determinados fenómenos naturales adquiere el estatus de "ciencia", con la primera formulación paradigmática de los fenómenos en cuestión. Hasta el momento, en el mejor de los casos, existirían doctrinas filosóficas o escuelas empiristas que tatarían de dar una explicación de los mismos. La historia de la ciencia está repleta de ejemplos en que una parcela de la filosofía ha sido robada para la ciencia por un primer paradigma. LA CIENCIA NORMAL Establecido el primer paradigma, aparece una comunidad científica que dedica su actividad investigadora a desarrollar sus posibilidades: resolución de los "enigmas" propuestos, verificación experimental de los postulados básicos, etc. De este modo, el paradigma se desarrolla y articula -reformula- adaptándose a los resultados experimentales. Cuando un investigador resuelve uno de los problemas propuestos por el paradigma, lo comunica a la comunidad científica que aceptará la solución -por estar de acuerdo con el parad igma- y lo tomará como base de partida para nuevas investigaciones. De esta manera, ios resultados de las investigaciones son fuertemente acumulativos, configurándose un período histórico de rápido progreso cienj(fico. Los resultados de índole teórico-práctico obtenidos mediante esta actividad científica constituyen, en el formalismo de Kuhn, la denominada "ciencia normal" (Figura 2). La investigación generada por el paradigma y dirigida hacia la producción de ciencia normal, posee necesariamente un carácter conservador. Nada que pueda poner en peligro el edificio construido en torno al paradigma, será tolerado. Así, conforme avanza la investigación por los caminos sugeridos por el paradigma, se demuestran sus predicciones, se desarrollan sus aplicaciones -técnicas y tecnoló ALBERT EINSTEIN. Su labor divulgadora llevó al paradigma reJativista más allá del ámbito científico. gicas- y se aplican a problemas más complejos, van surgiendo distintas anomalías (fenómenos mal explicados o problemas que presentan una resistencia mucho mayor de la esperada) que serán hábilmente apartadas a un lado,catalogándolas como "cuestiones pendientes". LAS REVOLUCIONES CIENTIFICAS Sólo cuando el paradigma agote sus posibilidades o bien surja una anomalía tan profunda que no pueda despreciarse -n uevos fenómenos inexplicables, no cumplimiento de alguna predicción básica del paradigma, etc.- los investigadores pOdrán liberarse de la rigidez de la ciencia normal y pondrán en cuestión alguno de los postulados básicos del paradigma. La consecuencia inevitable es una crisis generalizada dentro de la comunidad científica. Mientras que una parte de la misma permanece aferrada al paradigma anterior, un grupo cada vez más numeroso de investigadores comienza a formular teorías especulativas e inarticuladas, que pudieran señalar el camino de solución de la anomalía. En un determinado momento, algún científico puede elaborar una teoría suficientemente general que, resolviendo la anomalía, puediera ofrecerse como paradigma alternativo al anterior. Es el comienzo de una revolución científica (Figura 3). El cambio de paradigma implica no sólo el abandono de unos métodos y objetivos por otros muy distintos, sino que frecuentemente supone una nueva concepción del mundo. Por tanto, no es de extrañar que se establezca una fuerte lucha entre científicos defensores de un paradigma y otro. La solución de la crisis no es fácil, pues: a) Normalmente es difícil la comparación entre ambos. Cada paradigma por separado, es autosuficiente y autodemostrable a partir de sus postulados básicos, por tanto las "anomal ías" del uno no coinciden con las del otro. b) Si bien el paradigma alternativo tiane a su favor la resolución de la "anomalía" que lo generó, tiene también como magnéticos. Por otro lado, el campo de aplicabilidad del modelo es muy limitado; sólo puede aplicarse a nivel macroscópico, (no sirve para explicar la estructura interna de la materia) y en medios lineales e isótropos, (su extensión a medios no lineales y anisótropos ademés de ser muy complicada, no está claro que no viole los presupuestos básicos del modelo) e incluso considerando medios uniformes, lineales e isótropos, el número de estructuras fáciles de resolver es muy pequeño. Los estudiantes de Campos Electromagnéticos saben de la dificultad de los métodos mateméticos. empleados para resolver las pocas estructUras en que se puede encontrar una solución matemática exacta. La aceptación del modelo matemático implica en la práctica reducir el electromagnetismo a aquellas estructuras en que se puede encontrar una solución matemática exacta o aproximada, a cambio, el paradigma garantiza al científico, que, con mayor o menor esfuerzo, se puede resolver. EL DESARROLLO DEL ELECTROMAGNETISMO 80 AÑOS DE CIENCIA NORMAL La aceptación de la formulación teórica de Maxwell como la herramienta más adecuada, hizo entrar al electromagnetismo, siempre siguiendo el modelo de Kuhn, en una etapa de ciencia normal. La actividad científica pasó a ser mera resolución de "enigmas", actividad que se parece mucho a la que desarrolla un alumno durante una evaluación, (de hecho, es en el transcurso del aprendizaje cuando se interioriza esta forma de actuar). Dado un problema, enigma en el lenguaje de Kuhn, unos métodos compartidos y unos modelos de cómo otros científicos han resuelto problemas semejantes, se debe encontrar una solución cuya existencia esté asegurada. Cualquier manual o revista especializada de teoría electromagnética, no es más que una colección ordenada de enigmas resueltos. A primera vista puede parecer peyorativo reducir la investigación científica, en esta etapa, a la mera resolución de enigmas, pero no debe olvidarse que esta forma de actuar es enormemente eficaz. Al concentrarse los esfuerzos en un número limitado de problemas y acumular sucesivamente los resultados obtenidos, se produce un desarrollo rapidísimo del área de conocimiento en cuestión. Así, volviendo al electromagnetismo, en las primeras décadas de este siglo, tras algunos esfuerzos . "En etapas de ciencia normal los resultados de las investigacioÚes son fuertemen te acum ulativos, c o nfigurándos e un período histórico de rápido progreso científico" ambas preguntas es negativa. No podemos entrar en la discusión de las posibles anomalías surgidas en estos 80 años. Lo que resulta evidente es que hace muchos años que el paradigma electromagnético está agotado pues los métodos y formulaciones básicas estaban desa, rrolladas y se habían solucionado las estructuras razonablemente resolubles. Sin embargo, los científicos no han buscado una nueva "herramienta de trabajo", sino que se aferran al paradigma hasta llegar a la situación actual en que es impresionante la articulación necesaria para resolver los enigmas que se proponen. Ante la complejidad de los métodos matemáticos empleados en las tesis doctorales, revistas especializadas, etc., se tiene la tentación de esgrimir el argumento de Galileo en contra del paradigma toloméico: "Dios no pudo hacer un mundo tan complicado". iNC B destinados a verificar algunos postulados básicos y reformular la teoría de Maxwell, el desarrollo del electro magnetismo fue tan vertiginoso que se puede afirmar que a principio de los años 50 toda la teoría se había completado. Por otro lado, esta formulación teórica, unida a una serie de factores socioeconómicos, entre los que las aplicaciones militares de las comunicaciones ocupan un papel fundamental, facilitó un desarrollo tecnológico exponencial, llegándose a la situación actual donde los avances son fundamentalmente tecnológicos. Tras esta etapa, el modelo de Kuhn prevee la aparición de una crisis precursora de la ruptura del paradigma. Al menos, a primera vista, esta crisis no se ha producido. ¿Significa ello que la teoría de Maxwell es perfecta y por tanto insustituible o que no ha aparecido ninguana anomalía básica? Creemos que la contestación a
