Explicación teórica y compromisos ontológicos : un modelo estructuralista

Resumen En este ensayo me propongo esbozar un modelo de «explicación teórica con compromisos ontológicos». No se pretende que tal modelo tenga aplicación al uso de ‘explicación’ en la vida cotidiana, y ni siquiera que sea aplicable a todos los contextos científicos, tan sólo que tiene una significación genuina en grandes porciones de las ciencias naturales, particularmente en la física, y más generalmente en aquellas disciplinas que han sido matematizadas más o menos sistemáticamente. Mi tesis general, que voy a tratar de articular en lo que sigue, es simplemente la siguiente: al menos en muchos contextos de la ciencia teórica, la explicación adopta la forma de la inserción de una estructura de datos en un modelo teórico, algunos de cuyos componentes, precisamente los teóricos, puede que tengan una interpretación causal. Palabras clave: explicación, estructuralismo, compromiso ontológico, modelos, subsunción teórica, modelos de datos. Abstract In this essay, I set out to sketch a model of «theoretical explanation with ontological commitments». I do not claim that this model is applicable to the use of ‘explanation’ in daily life, nor that it is applicable to all scientific context. I only claim that it has genuine meaning in large portions of the natural sciences, particularly in physics, and more generally in those disciplines that have been more or less systematically mathematised. My overall thesis, which I shall try to articulate here, is simply the following: at least in many contexts in the theoretical sciences, explanation takes on the guise of inserting a structure of data into a theoretical model, some of whose components, precisely the theoretical ones, might have a causal interpretation. Key words: explanation, structuralism, ontological commitment, models, theoretical subsumption, data models. 1. Este artículo ha sido realizado en el marco del proyecto de investigación BFF2002-04454C10-05, Ministerio Español de Ciencia y Tecnología, y de la Cátedra Internacional de investigación «Blaise Pascal», de la Fundación de la École Normale Supérieure. Enrahonar 37, 2005 45-53 Explicación teórica y compromisos ontológicos: un modelo estructuralista1 C. Ulises Moulines École Normale Supérieure. París Universidad de Munich Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 45 Más de cincuenta años de discusiones bastante frustrantes alrededor del concepto de explicación científica (para no hablar del concepto de explicación tout court), me parece que han demostrado claramente que no podemos esperar que se desentrañe una estructura subyacente única para todo tipo de explicaciones en los diferentes contextos científicos. Sin embargo, sería un non sequitur inferir de esta situación que debemos abandonar cualquier esperanza de alcanzar cierta comprensión de los modos y usos de la explicación científica, o que debamos refugiarnos en un «todo vale» feyerabendiano. Lo que en mi opinión podemos y debemos hacer, es ser más prudentes y atrevidos a la vez, y ello significa aquí idear ciertos modelos formales, controlables, de lo que es una explicación, modelos para los que no pretenderemos, de entrada, que tengan una validez universal, pero que pueden contar con un espectro de aplicaciones más o menos amplio. Esto es lo que me propongo hacer en este ensayo para un tipo particular de explicandum que, a falta de mejor rótulo, podemos denominar «explicación teórica con compromisos ontológicos». Concedo de inmediato que este tipo de explicación apenas tiene algo que ver con el uso de «explicación» en la vida cotidiana, y que no es ni siquiera aplicable a todos los contextos científicos. Pero pretendo que tiene una significación genuina en grandes porciones de las ciencias naturales, particularmente en la física, y más generalmente en aquellas disciplinas que han sido matematizadas más o menos sistemáticamente. La aplicabilidad del modelo de explicación que se propone aquí presupone, no obstante, que aceptemos algunas premisas generales, «metafísicas», sobre la ciencia. Estas premisas son: 1) La ciencia consiste, al menos en parte, en cosas llamadas «teorías». 2) Las teorías pueden ser identificadas por medios modelo-teóricos. 3) Las teorías se usan, entre otras cosas, para explicar los fenómenos. 4) Al menos algunas porciones de la ciencia teórica (es decir, de aquella parte de la ciencia que consiste en teorías) permiten una interpretación realista; ello significa que los compromisos ontológicos hechos en el seno de estas teorías deben ser tomados literalmente en cuanto que refiriéndose a «las cosas de ahí fuera» (o sea, cosas independientes de la comunidad que usa las teorías). 5) Puede que haya causas de los fenómenos observados. Soy perfectamente consciente de que ninguno de estos supuestos es incontrovertido. Un filósofo «experimentalista» al estilo de Hacking-Cartwright (al igual que un operacionalista radical, por cierto) tendrá problemas con el supuesto 1), y en consecuencia también con la tesis 2); instrumentalistas a lo Duhem o Van Fraassen rechazarán 3); los antirrealistas de toda índole (incluyendo a los instrumentalistas) negarán enfáticamente 4), y, finalmente, muchas clases de positivistas, empiristas y la mayoría de las corrientes ya mencionadas se sonreirán ante la suposición 5). No voy a embarcarme en una argumentación a favor de estos supuestos. Por otro lado, me parece obvio que la mayoría de los científicos practicantes, al menos en la medida en que aún no se han visto involucrados en discusio46 Enrahonar 37, 2005 C. Ulises Moulines Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 46 nes filosóficas, tomarán 1) a 5) como algo incontrovertible, si se les pregunta. ¿Superstición? Quizás. Pero, dado que creo que una tarea de primer orden para el filósofo de la ciencia consiste en explicitar los supuestos implícitos de los científicos, voy a tomar dichas premisas como mi punto de partida y preguntarme qué resulta de ellas para el tema de la explicación científica. Mi tesis general, que voy a tratar de articular en lo que sigue, es simplemente la siguiente: al menos en muchos contextos de la ciencia teórica, la explicación adopta la forma de la inserción de una estructura de datos en un modelo teórico, algunos de cuyos componentes, precisamente los teóricos, puede que tengan una interpretación causal. Esta tesis no es altamente original. Puede ser considerada como una especie de síntesis del enfoque unificacionista de Friedman y Kitcher con el enfoque causalista de Wesley Salmon, modificada y enriquecida por desarrollos más recientes debidos a Thomas Bartelborth, John Forge y José A. Díez. De hecho, no hay razón tampoco para que estos enfoques sean incompatibles con la consideración de factores pragmáticos. Todo lo que pretendo hacer en lo que sigue es ensamblar estas piezas y añadirles un poco de sal y pimienta de mi parte, lo cual consiste principalmente en el énfasis puesto en la noción de modelos de datos y de compromisos ontológicos «reales». En lugar de embarcarme en una argumentación general, voy a proceder de manera wittgensteineana y empezar con una especie de Gedankenexperiment bajo la forma de un ejemplo simple, esquemático. Supongamos que Pepe (o su ancestro babilónico Nabucodonosor) no tiene nada más que hacer sino yacer en su terraza durante una noche de insomnio, contemplando el cielo estrellado. De esa manera, se ve enfrentado a una «situación experiencial», llamémosla SE, que le intriga y que podemos describir como sigue: «experiencia del cielo nocturno en una noche clara; puntos luminosos en diferentes posiciones que se mueven lentamente». Pepe-Nabucodonosor quiere entender qué es lo que está pasando, o sea explicárselo, como quizás también diríamos en este contexto. ¿Cuál podemos imaginar que será su siguiente paso? Si Pepe-Nabucodonosor adopta una actitud realmente científica, no se mostrará egocéntrico, sino que se reunirá con un grupo de personas que también se sienten intrigadas por las extrañas cosas que están pasando en el cielo nocturno, y todos juntos constituirán un «grupo de socios» (llamémosle GS), dispuestos a cooperar para averiguar qué está pasando. Ellos «negociarán», como dirían los sociólogos de la ciencia, un procedimiento de investigación que consistirá en los siguientes pasos: Primero, se ponen de acuerdo para llevar a cabo sus observaciones durante un gran número de noches sucesivas. Segundo, se ponen de acuerdo para determinar los intervalos de tiempo entre las sucesivas posiciones de cada uno de los puntos luminosos mediante un instrumento llamado «reloj». (No tenemos por qué imaginar que se trata aquí de un aparato altamente «teorizado»; basta un reloj de arena, por ejemplo, sobre el cual se hayan hecho ciertas marcas regulares.) Explicación teórica y compromisos ontológicos Enrahonar 37, 2005 47 Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 47 Tercero, GS decide concentrarse en aquellos puntos luminosos que muestran un movimiento irregular durante una larga sucesión de noches, empezando siempre a partir de la misma marca sobre el reloj de arena y tomando los mismos intervalos (o sea, las mismas distancias entre las marcas sobre el reloj). Cuarto, GS decide darles, a los puntos luminosos que se mueven irregularmente, un nombre genérico, por ejemplo, «planetas», y cada uno de ellos recibe también un nombre individual: «Mercurio», «Venus», etc. Hasta aquí, GS no tiene ninguna teoría, ni ninguna explicación, ni ningún compromiso ontológico en absoluto. Nada ha sido explicado y nada se ha dicho acerca de qué es lo que los puntos luminosos «realmente son». Lo que constatamos es la transformación de la situación experiencial original SE que tenía Pepe-Nabucodonosor en una «situación experiencial controlada intersubjetivamente», llamémosla SECI. Ahora puede empezar una nueva fase en la empresa científica dedicada a los puntos luminosos. GS se da cuenta de que, para proseguir sus investigaciones sobre el cielo nocturno de manera concienzuda, las meras observaciones y denominaciones no son suficientes. Hay que «fijarlas sobre el papel». Si se me permite una formulación un poco altisonante, podemos decir que lo que necesita GS es una representación apropiada, controlable, de la experiencia codificada por SECI. GS decide representar SECI de la siguiente manera: toman papel cuadriculado, se ponen de acuerdo en fijar un «centro de coordenadas» que representa un punto luminoso particular (por ejemplo, el punto denominado «Estrella Polar») y representan la posición relativa de los planetas con respecto a la Estrella Polar dentro de intervalos regulares mediante marcas sobre el papel cuadriculado. Sobre un gran número de hojas de papel, se obtiene así un gran número de puntos. Llamaremos a esta representación un «modelo de datos correspondiente a SECI» o, simplemente, MD. El modelo de datos de este ejemplo puede sintetizarse por medio de la siguiente estructura: MD = <{p1, …, p5}, {…mi…}, d>, donde los pirepresentan los puntos luminosos que se están investigando, mi representan las marcas sobre el reloj de arena, y des una función consistente en los triplos <pi, mi, ri>, donde los ripertenecen a los números racionales y representan las distancias determinadas sobre el papel cuadriculado. Pero seguimos sin tener ninguna teoría, ninguna explicación, ninguna ontología. Nada se ha dicho acerca de qué son realmente los puntos luminosos, ni acerca de cómo es que toman las posiciones que toman. Supongamos ahora que alguien (ya sea el propio GS o bien alguien más) ha construido una teoría particular, llamémosla T, para ayudar a GS en su 48 Enrahonar 37, 2005 C. Ulises Moulines Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 48 empresa, o simplemente para divertirse. De momento, Tsólo es una entidad matemática. Para identificarla formalmente, asumamos aquí la siguiente premisa metodológica común a todas las concepciones semánticas de la actual filosofía de la ciencia, y característica en particular del estructuralismo: la mejor manera de elucidar la estructura básica de cualquier teoría científica T consiste en identificar la clase de sus modelos M[T]. Típicamente, en nuestro ejemplo particular, los elementos de esta clase tendrán la siguiente forma: x= <D, Z, IR, R1, …, Rm, f1, …, fn>, donde los componentes de cada xvendrán caracterizados como sigue: (T1) Des un conjunto finito, no-vacío (cuyos elementos son denominados simplemente «puntitos» por el inventor de T). (T2) Zes isomorfo a un intervalo de IR (a cuyos elementos se les llama «instantes»). (T3) Riy fison relaciones y funciones definidas sobre Dy/o Zy/o IR. Supongamos, además, que cada x ∈M[T] satisface ciertos «axiomas propios» o «leyes», es decir, fórmulas que vinculan entre sí D, Z, Ri y fi. (A modo de ilustración, estas fórmulas podrían tener la forma de las leyes de Kepler, o las de Newton, o algo parecido.) Ahora disponemos de una teoría, pero aun no tenemos ni explicaciones ni compromisos ontológicos «serios». Tes simplemente un «juego con símbolos», y sus compromisos ontológicos se limitan, en el mejor de los casos, a los números reales, no se refieren a nada en la «realidad externa». Ser un puntito, por el momento, significa solamente ser un elemento de D, el cual, a su vez, no es más que el primer componente de una estructura particular xque es elemento de M[T]; lo mismo vale, naturalmente, para «instante». Supongamos, no obstante, que mientras GS sigue preocupándose por los puntos luminosos llamados «planetas», la siguiente idea crucial se les ocurre: por las razones que sean, GS empieza a pensar que Tpodría tener algo que ver con MD. En la jerga estructuralista, diríamos que GS concibe ahora MD (y de manera derivativa la SECI original) como una aplicación intencional de T. Supongamos, finalmente, que algún miembro de GS logra demostrar matemáticamente la siguiente aserción, que puede considerarse como una versión generalizada, modelo-teórica de un enunciado de Ramsey: [R] Para algún a° ∈M[T]: MD es una subestructura de a°. El significado preciso de «ser una subestructura» lo explicamos como sigue: Sea a° = <D°, Z°, IR, R°1, …, R°m, f°1, …, f°n> Explicación teórica y compromisos ontológicos Enrahonar 37, 2005 49 Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 49 donde podemos escoger una de estas f°i, rebautizarla con el símbolo s° y caracterizarla como sigue: s°: D° ×Z° aIR2. Entonces, la fórmula «MD pa°» (a ser leída: «MD es una subestructura de a°») significa que se cumplen las siguientes condiciones: (1) {p1, …, p5} ⊆D°; (2) {…, mi, …} ⊆Z°; (3) s° / {p1, …, p5} ×{…, mi, …} ×IR2= d. Sobre la base del enunciado [R], del cual suponemos que ha sido demostrado matemáticamente, es legítimo que GS haga ahora una inferencia ulterior, realmente sustancial: [S] El modelo de datos MD, y en un sentido derivativo la experiencia original SECI, pueden subsumirse bajo la teoría T Está claro que esto no es un «teorema» en el sentido usual, es decir, una proposición que pueda deducirse formalmente de [R] con los medios formales que GS tiene a su disposición. Se trata más bien de una inferencia cuasi analítica basada en la idea que GS tiene de lo que significa que una situación experiencial particular pueda subsumirse bajo una teoría. En términos estructuralistas generalizados, [S] corresponde a la aserción de que MD, y en un sentido derivativo la propia SECI, es una «aplicación intencional exitosa» de T. Es sólo a partir de este punto que GS puede estar dispuesto a extraer capital explicativo y ontológico de la situación descrita. Si aceptamos todos los pasos que sucesivamente han conducido de la construcción inicial de SECI hasta la justificación de la aserción [S], creo que también estaremos justificados en establecer las dos aserciones siguientes: [O] Los puntos luminosos llamados «planetas» son en realidad puntitos. Y [E] T explica por qué los planetas se comportan como lo hacen. Pues bien, mi tesis es que el modelo de explicación ilustrado mediante este ejemplo esquemático es aplicable a, por lo menos, una gran porción de la ciencia teórica, en particular a aquellas partes de la ciencia que han sido más o menos bien matematizadas, aunque no lo es necesariamente a cualquier contexto científico en el que la gente hable de explicación. Podemos denominar a este esquema «la versión débil de la explicación por medio de la subsuncion modelo-teórica». Esta versión todavía es débil en el siguiente sentido: hasta aquí, nada en este modelo de explicación contiene algún elemento que pueda 50 Enrahonar 37, 2005 C. Ulises Moulines Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 50 interpretarse como rasgos unificatorios, ni tampoco causales de la explicación. Esto es, el modelo subsuntivo de la explicación expuesto hasta aquí es compatible con aquellos enfoques de la explicación científica que consideran que ésta no tiene nada que ver ni con la idea de unificación ni tampoco con relaciones causales. El modelo propuesto hasta aquí es muy general, y en este respecto, débil. Ahora bien, la situación cambia sustancialmente si estamos dispuestos a aceptar toda la batería de nociones estructuralistas para una representación adecuada de la estructura esencial de la ciencia teórica. Algunos componentes de la representación estructuralista de las teorías científicas tienen una interpretación directamente unificacionista; éstos son: la idea de que las teorías científicas normalmente tienen la estructura de una red ordenada jerárquicamente de elementos teóricos; la idea de la presencia de condiciones de ligadura («constraints»), en tanto que principios-puente entre los diversos modelos de una misma teoría, y la idea de la presencia de vínculos interteóricos («links») en tanto que principios-puente entre los modelos de teorías diferentes. De una manera menos directa, la idea de que el marco conceptual en la mayoría de las teorías permite una distinción entre dos niveles metodológicos —el nivel de los conceptos T-teóricos y el nivel de los conceptos T-no-teóricos— puede interpretarse en el sentido de la introducción de una estructura causal en la aserción empírica de una teoría. Empecemos por los elementos que conducen a una interpretación unificacionista de la explicación. En primer lugar, cuando un modelo teórico a° del elemento teórico T° subsume cierto modelo de datos MD°, hay que tomar en cuenta que T° es parte de toda una red teórica N° ordenada por la relación de especialización. Ello significa que el proceso de subsuncion debe tomar en cuenta el hecho de que las leyes específicas de T° satisfechas por a°, implícitamente presuponen la validez de leyes más generales características de los elementos de la red supraordenados a T° y, por lo tanto, a a°. En consecuencia, en cualquier subsuncion de una porción particular de la experiencia bajo un modelo teórico dado está involucrado explícita o implícitamente todo un pedazo de una red teórica. Si la aserción Ramsey [R] fuera verdadera para T° pero no para los elementos teóricos supraordenados a T°, entonces no aceptaríamos la explicación de MD° por medio de a°. Ésta es la reconstrucción estructuralista formal de una parte del enfoque holista de Duhem (y de Friedman y Kitcher). En segundo lugar, incluso dentro del propio elemento teórico T°, a° estará habitualmente conectado por medio de las llamadas «ligaduras» a modelos diferentes que subsumen otras porciones de la experiencia. De manera análoga a las consideraciones previas, la explicación de MD° por medio de a° al modo de [R] no se aceptará si se ignoran esas ligaduras. Puede que las ligaduras involucren incluso la totalidad de la red teórica N°. Obviamente, ello tiene consecuencias unificacionistas. En tercer lugar, a° usualmente estará conectado no sólo con otros modelos de la misma red teórica N° por medio de las ligaduras, sino también con otros modelos de diferentes redes teóricas N’, N’’…, por medio de los llamados Explicación teórica y compromisos ontológicos Enrahonar 37, 2005 51 Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 51 «vínculos». Una vez más, esto es claramente un rasgo unificatorio del proceso de subsuncion de una porción de la experiencia bajo el modelo de una teoría. Todos estos elementos explicativos adicionales que deben tomarse en consideración según el estructuralismo, pueden formalizarse perfectamente en términos modelo-teóricos, como sabe cualquiera que esté familiarizado con lo esencial de la representación estructuralista de la ciencia. El enunciado de Ramsey modificado que resulta de todo ello, llamémoslo [RS], aparece como un enunciado mucho más complejo que el original [R]…, pero qué remedio, así es la vida (científica). En cualquier caso, [RS] puede formularse en términos bien precisos. Por razones de espacio, no proporcionaré esta formalización aquí. El lector que esté interesado en estas cuestiones más bien técnicas, puede echarle un vistazo a los capítulos pertinentes de Balzer, Moulines y Sneed, An Architectonic for Science (1987), y podrá colegir fácilmente cómo hay que formular apropiadamente [RS]. Para concluir, paso a aquel aspecto de la representación estructuralista de las teorías que puede ser interpretado causalmente en el sentido de Wesley Salmon (con cierta buena voluntad). Si aceptamos que tiene sentido hacer una distinción entre conceptos T-teóricos y conceptos T-no-teóricos dentro de una teoría T, y si admitimos una interpretación realista de los conceptos T-teóricos, entonces es plausible considerar las entidades a las que se refieren los conceptos T-teóricos como causas del comportamiento específico de SECI. Las entidades teóricas a las que se refieren los conceptos T-teóricos se introducirían, así, para proporcionar una explicación causal de los procesos fenoménicos codificados en nuestros modelos de datos. Ellas serian parte de la estructura causal «oculta» del mundo que es responsable de los fenómenos que observamos y codificamos por medios T-no-teóricos. En su artículo «Reflections on Structuralism and Scientific Explanation» (Synthese, 130, 2002), John Forge sugirió una idea análoga, al menos para el caso de la mecánica newtoniana: según Forge, en este ejemplo, el concepto T-teórico de fuerza se introduce para identificar una causa de la cinemática particular de un sistema de partículas, estando ésta última descrita en términos puramente T-no-teóricos. No obstante, Forge presenta su idea de manera muy cautelosa y hace observar que la función de los conceptos T-teóricos no siempre consiste en señalar las causas de una situación descrita T-no-teóricamente. El supuesto contraejemplo que él presenta es el de la termodinámica: allí, la entropía es claramente un concepto T-teórico, pero nadie pretendería afirmar que los cambios en la entropía de un sistema son causalmente responsables de los cambios que sufre el sistema en su volumen o en su temperatura, pongamos por caso. Sin embargo, por mi parte, yo objetaría a este supuesto contraejemplo que si hoy día nos resistimos a ver en la entropía la causa del comportamiento fenoménico de los gases, ello es porque estamos convencidos (por buenas o malas razones) de que la totalidad de la termodinámica, incluyendo sus conceptos T-teóricos, es reducible a una teoría diferente, a saber, la mecánica estadística, y que, por consiguiente, las causas genuinas del comportamiento de los gases deben buscarse en un marco teórico mecánico-estadístico. Pero éste es un problema distinto. La 52 Enrahonar 37, 2005 C. Ulises Moulines Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 52 introducción de relaciones interteóricas tales como la reducción en la discusión de la explicación causal complicaría aún más la exposición y no puedo tratar esta cuestión aquí. Me limitaré a observar que, si no consideramos esta complicación ulterior, no veo ninguna razón (si somos realistas respecto a los conceptos T-teóricos) por la cual deberíamos ser tan cautelosos, que ese exceso de cautela nos conduzca a restringir la interpretación causal de dichos conceptos a solamente algunos de ellos. En la medida en la que admitamos que los conceptos T-teóricos usualmente se refieren a algo, y que las relaciones causales son parte de la realidad, entonces yo abogaría por una interpretación causal de todos los conceptos T-teóricos. Así pues, podemos sintetizar los componentes de lo que puede llamarse «la versión fuerte de la explicación por medio de la subsuncion modelo-teórica» en los siguientes términos: explicar una situación experiencial controlada intersubjetivamente consiste en, primero, codificarla en un modelo de datos y, luego, en subsumirla bajo un modelo teórico de una red teórica que satisfaga cierto número de ligaduras y vínculos, y haciendo esto último de tal manera que los conceptos teóricos específicos de la teoría en cuestión se interpreten causalmente. Explicación teórica y compromisos ontológicos Enrahonar 37, 2005 53 Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:05 Página 53