Abducción: el origen de las hipótesis científicas

Por Colaborador Invitado, el 30 septiembre, 2020. Categoría(s): Divulgación

En el anterior artículo en mi blog escribí sobre los modelos matemáticos y la búsqueda de relaciones de causalidad a partir de las regularidades observadas en los fenómenos del universo. Pero la búsqueda científica de relaciones causa-efecto, o al menos de verdaderas correlaciones, comienza con la formulación de hipótesis. Una hipótesis científica es un hecho o teoría que, si fuera verdadero, explicaría el fenómeno observado. Según el método hipotético-deductivo, la hipótesis debe ser confirmada o refutada por los experimentos. De hecho, los experimentos específicamente diseñados para refutar una hipótesis dada tienen un gran valor en la ciencia: si tienen éxito en su refutación, entonces la hipótesis es descartada; si fallan, entonces proporcionan una confirmación de la hipótesis. Ahora bien, ¿de dónde vienen las hipótesis? ¿Hay alguna lógica en su origen?

No estamos hablando de este tipo de abducciones

Explicación y regularización

La respuesta habitual, obviamente demasiado simple, es que las hipótesis científicas son fruto del proceso de inducción. Pero si la inducción es el proceso mental de formular reglas generales sobre la base de casos particulares, entonces la inducción no puede proporcionar una explicación causal que vaya más allá de la pura generalización. La causa no es simplemente una generalización de los efectos. Por tanto, inferir la causa a partir de los efectos no puede ser el resultado de la inducción, sino de otro proceso mental diferente.

A partir del hecho de que el gallo cantó hoy al amanecer, y también ayer, y anteayer… la inducción (o generalización) puede concluir que “el gallo canta todos los días al amanecer”, pero esto no es de ninguna manera una explicación causal. De hecho, no es una explicación en absoluto, es una mera “regularización”: hacer que las ocurrencias individuales sean instancias de una regla general. La inducción sirve para hacer predicciones. Pero explicar, lo que se dice explicar, no explica nada. La explicación de que “el gallo canta porque lo despierta la creciente intensidad de luz producida por la salida del sol” es un tipo muy diferente de inferencia, que va mucho más allá de la mera generalización de los fenómenos observados. Es una explicación que relaciona causalmente dos tipos diferentes de sucesos. Así lo explica Charles S. Peirce, el gran filósofo norteamericano [1]:

Mediante la inducción, concluimos que hechos similares a los hechos observados son verdaderos en casos no examinados. Mediante la hipótesis, concluimos la existencia de un hecho muy diferente de todo lo observado, del cual, según las leyes conocidas, resultaría necesariamente algo observado. El primero es un razonamiento de los particulares a la ley general; el segundo, del efecto a la causa. El primero clasifica, el segundo explica.

La filosofía occidental, enraizada en la lógica aristotélica, ha considerado tradicionalmente que hay dos modos básicos de razonamiento: la deducción es un tipo de argumento en el que la conclusión se deriva necesariamente de las premisas; la inducción, en cambio, extrae conclusiones generales pero no necesarias a partir de una colección finita de observaciones específicas. No obstante, lo cierto es que Aristóteles reconoce en su Organon un tercer tipo de argumento que denomina “razonamiento hacia atrás”, diferente de la inducción y, por supuesto, de la deducción. Inducción y razonamiento hacia atrás fueron confundidos a lo largo de los siglos hasta que Peirce recuperó la distinción para la lógica moderna. Peirce denominó al razonamiento hacia atrás abducción o retroducción: es el proceso lógico mediante el cual se engendran las nuevas ideas, las hipótesis explicativas y las teorías científicas.

Explicaciones verosímiles pero falibles

Las principales corrientes de la moderna filosofía de la ciencia, siguiendo a Karl R. Popper, han ignorado el problema lógico del origen de las hipótesis. Según esta forma de pensar, el método científico comienza una vez que tenemos una hipótesis a mano para ser comprobada por los experimentos, pero el origen mismo de las nuevas ideas no es una cuestión que pueda ser explicada en términos lógicos [2]. El acto de concebir o inventar una nueva teoría es una especie de conjetura ciega, fruto de la casualidad o de la intuición. Desde este punto de vista, el descubrimiento de nuevas ideas sólo puede estudiarse desde una perspectiva histórica, psicológica o sociológica, pero no es importante para la descripción racional del conocimiento científico. Las nuevas ideas están ahí, y eso es todo lo que importa.

Por el contrario, según Peirce, el razonamiento abductivo proporciona una explicación probable (likely, verosímil) de los hechos que requieren ser esclarecidos. Así pues es una operación lógica de la mente, no una mera conjetura ciega. Por supuesto, la abducción (al igual que la inducción) no es un tipo de argumento que produzca conclusiones necesarias: es falible, incluso extremadamente falible (por eso es equivocado caracterizar la abducción como “inferencia hacia la mejor explicación”, porque de ninguna manera garantiza que sea “la mejor”).

[Advertencia: no se debe confundir falibilidad (la inferencia puede fallar) con falsabilidad (se puede demostrar experimentalmente que la inferencia es falsa). De esta última hablaré en el próximo artículo].

Norwood Russell Hanson, un estudioso de Peirce, ilustra la simultánea razonabilidad y falibilidad de la abducción con un ejemplo histórico bien conocido. Es el caso de Urbain Le Verrier, que en 1846 anunció que las anomalías en la órbita del planeta Urano serían explicadas suponiendo la existencia de un nuevo planeta, del que predijo su posición. Fue una inferencia abductiva que demostró ser correcta, porque Johann Gottfried Galle encontró este planeta pocas semanas después en el lugar predicho. El descubrimiento del planeta, que finalmente fue bautizado Neptuno, fue un momento sensacional para la ciencia del siglo XIX.

Animado por este descubrimiento, Le Verrier intentó explicar las aberraciones en el perihelio de Mercurio, en las que llevaba varios años trabajando, postulando la existencia de un planeta interior, Vulcano. Le Verrier razonaba por analogía: si Neptuno explica las anomalías en la órbita de Urano, entonces Vulcano podría explicar las de Mercurio. Ésta es una buena razón para proponer la hipótesis y tratar de confirmarla, pero no sería suficiente para aceptarla. Lo que sabemos hoy día es que Vulcano no existe pero, incluso sabiendo esto, se comprende que la hipótesis de Le Verrier era bien razonable. Es decir, en este segundo caso Le Verrier se equivocó en su inferencia abductiva, porque las inferencias abductivas no tienen la garantía de ser correctas, pero procedió de acuerdo con la lógica al razonar abductivamente [3].

No, el planeta de Spock no está cerca de nuestro Sol

Esto significa que la abducción no es una intuición directa de las leyes de la naturaleza (como le gustaría al racionalismo de corte cartesiano); es falible, pero racional. En su búsqueda de una hipótesis explicativa, la abducción es deliberada y crítica, es decir, tiene las características del pensamiento racional. Peirce entiende la lógica como “teoría del razonamiento humano”, más amplia que la pura lógica formal. Así pues, Peirce considera que la lógica tiene que estudiar no sólo los argumentos formalizables (las deducciones necesarias), sino también otros argumentos que son igualmente esenciales para la razón humana y el progreso en el conocimiento (es decir, las inducciones y abducciones falibles).

Las famosas judías de Peirce

Esta explicación de Peirce [1] siempre me pareció fascinante. Imaginemos que entramos en una habitación en la que sobre una mesa hay varios sacos con judías (o fríjoles, como se llaman en algunos países).

Sobre una mesa hay varios sacos con judías…

Nos acercamos a un saco sabiendo que contiene solamente judías blancas. Extraemos un puñado y, antes de mirarlo, podemos afirmar con toda seguridad que todas las judías del puñado serán blancas. Esquemáticamente:

(1) Todas las judías de este saco son blancas.

(2) Estas judías estaban en este saco

Luego, (3) Estas judías son blancas.

Esto ha sido una deducción necesaria: la conclusión es verdadera con total certeza. Imaginemos ahora que, sin saber cómo son las judías que hay en el saco, extraemos un puñado y observamos que todas son blancas. Espontáneamente inferimos que todas las judías del saco serán blancas, aunque la inferencia no tiene carácter necesario. Esquemáticamente:

(2) Estas judías estaban en este saco

(3) Estas judías son blancas.

Luego, (1) Todas las judías de este saco son blancas.

Este razonamiento es una inducción, es decir, una generalización de una característica del puñado de judías que hemos extraído a todas las judías del saco. Supongamos ahora una nueva situación, en la que, entrando en la habitación, encontramos varios sacos con judías y un puñado de ellas, todas blancas, sobre la mesa. Después de examinar los sacos encontramos que uno de ellos contiene solamente judías blancas. Entonces inferimos, de nuevo espontáneamente, que el puñado de judías proviene de este saco. Esquemáticamente:

(1) Todas las judías de este saco son blancas.

(3) Estas judías son blancas.

Luego, (2) Estas judías estaban en este saco

Este razonamiento “hacia atrás” es una abducción –hipótesis, suposición, conjetura (guess)–, es decir, la inferencia de la causa (provienen de este saco) a partir del efecto (son blancas). Como en el caso de la inducción, la inferencia hipotética no tiene carácter necesario sino meramente probable.

Los tres modos de inferencia en la investigación científica

Estos tres distintos tipos de razonamiento se integran en la descripción peirceana del método científico: la abducción inventa o propone una hipótesis explicativa de los hechos observados; a partir de la hipótesis, la deducción predice las consecuencias experimentables que se deberían observar; finalmente, la inducción verifica (o no) la hipótesis por medio de la experimentación, es decir, la observación de casos particulares que se ajustan a la ley general hipotética y así la confirman.

En este sentido, la inducción no proporciona nuevas ideas, simplemente corrobora o refuta la conjetura abductiva. La generación de nuevas ideas por vía de hipótesis o conjetura corresponde exclusivamente a la abducción. Incluso la generalización inductiva requiere algún tipo de abducción previa, tal vez inconsciente: cuando el científico se concentra en un determinado conjunto de hechos en busca de una ley general, ya ha realizado algún tipo de conjetura acerca del tipo de fenómeno que es susceptible de generalización.

Al tratar de formular las leyes del movimiento, Galileo y Newton descartaron de entrada cualidades tales como el color, el olor o la procedencia de los cuerpos en movimiento: en una forma no completamente especificada, sólo consideraron relevante la masa, lo cual es ya un tipo de abducción. Tal vez podrían haber considerado abductivamente también la composición material de los cuerpos (madera, plomo, piedra, etc.), para posteriormente descartarla por inducción a partir de los experimentos.

La enumeración de fenómenos desvela el papel crucial de la abducción como paso preparatorio para la inducción. ¿Qué es lo que se enumera? ¿Por qué esta enumeración y no otra? Para enumerar algo es preciso saber ya de alguna manera qué es aquello que se quiere enumerar. Para enumerar casos particulares es necesario conocer previamente, aunque sea de forma vaga y sin matices, el concepto general que debería obtenerse por inducción a partir de esos casos particulares. Y esto es precisamente lo que hace la abducción: proporcionar por vía de hipótesis o conjetura la pista hacia el concepto general que debe seguir el científico para identificar los datos singulares y enumerarlos. La inducción por enumeración no es suficiente para explicar la formación de conceptos generales, ya que la enumeración de los fenómenos relevantes requiere una abducción previa para decidir cuáles son los fenómenos relevantes.

 

Este artículo nos lo envía Gonzalo Génova, profesor de la Universidad Carlos III de Madrid. Aparte de mis clases de informática, también imparto cursos de humanidades en los que trato temas de filosofía de la tecnología y pensamiento crítico.

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Referencias y referencias científicas:

[1] Peirce, C.S. (1877). “Deduction, Induction, Hypothesis”, The Collected Papers of Charles Sanders Peirce, CP 2.619-644. Harvard University Press, Cambridge (Massachusetts). Ver también: “On the Logic of Drawing History from Ancient Documents Especially from Testimonies” (1901), CP 7.164-255. Peirce escribió muchísimas páginas sobre la abducción/retroducción. Estos son dos de los artículos clave para comprender su pensamiento.

[2] Popper, K.R. (1934). The Logic of Scientific Discovery. Hutchinson, London, 1959. Logik der Forschung. Zur Erkenntnistheorie der Modernen Naturwissenschaft. Julius Springer, Vienna, 1934. Ver también: Conjectures and Refutations: The Growth of Scientific Knowledge. Routledge, London, 1963.

[3] Hanson, N. R. (1961). “Is There a Logic of Scientific Discovery?” En H. Feigl y G. Maxwell (eds.), Current Issues in the Philosophy of Science. Holt, Rinehart and Winston, Nueva York, pp. 21 42.

Escribí mi Tesis de Licenciatura en Filosofía (1996) sobre la abducción en Peirce. El texto está disponible en línea para el lector interesado: Charles S. Peirce: La lógica del descubrimiento. La página de Wikipedia en español sobre el razonamiento abductivo cita mi trabajo (¡y no he sido yo!). También puede verse la página de desambiguación sobre los diversos sentidos del término abducción.



Por Colaborador Invitado, publicado el 30 septiembre, 2020
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