Teorías científicas: estructura y límites

Certeza primera: Toda teoría científica tiene un respaldo en pruebas y verificaciones llevadas a cabo por el método científico, que las valida. Y son ciertas en tanto y cuanto no aparezca una muestra que las contradiga.

Certeza segunda: una hipótesis, por el contrario, es una propuesta que no ha sido contrastada.

Certeza tercera: el término «teoría» aplicado a la vida diaria tiene otro significado. Significa «presunción», «inspiración», «vía de razonamiento», «sugerencia sobre la solución de un problema». Por lo tanto, el término coloquial «teoría» refiere en realidad a «hipótesis».

Hace poco hablé de teorías científicas, y muchas veces me encuentro con gente que usa este argumento para rebatirlas:

«La teoría de la evolución es solo una teoría, y como tal, no tiene base científica».

Yo, a estas personas, cuando me dicen esto, habitualmente les contesto lo siguiente:

«La teoría de la gravedad también es solo una teoría. Prueba a lanzarte desde un rascacielos al vacío para demostrar que no tiene base científica».

Tal como comentaba en las certezas anteriores, otro ejemplo de confusión sobre el término «teoría» referida a la ciencia frente a su uso popular es lo que viene a ser las teorías de los policías investigando un crimen. Algo así:

—¿Cuál es su teoría, inspector?
—Mi teoría es que el asesino es el mayordomo.
—¿Por qué lo dice?
—Porque era el único, que sepamos, que sabemos tenía acceso al arma usada en el escenario.

Efectivamente. Las teorías como término cotidianos son propuestas, razonamientos, que solo pretenden mostrar una idea vaga y general. Sin embargo, las teorías científicas deben estar rigurosamente soportadas por hechos científicos incuestionables.

También es cierto que toda teoría tiene unos límites. Y que una teoría, con una sola demostración que la falsee, debe descartarse. La teoría de la evolución y de la relatividad no han sido falseadas. Por lo tanto, las damos por buenas, incluso sabiendo que son limitadas. Lo son, pero también funcionan correctamente. Un ejemplo de la teoría de la evolución lo tenemos en el Covid-19. Muta constantemente, y sus variantes más aptas evolucionan, mientras que las menos aptas perecen. Es una prueba clara de que la evolución es un hecho.

La «variante británica» del Covid no ha aparecido por que sí. Ha aparecido porque, en cada momento, aparecen millones de variantes nuevas. La mayoría fracasan. Pero, al haber tantas combinaciones, alguna resulta ser mejor que la anterior. La variante británica del Covid-19 no ha triunfado porque era mejor; ha triunfado porque sobrevive y se expande mejor que las demás.

Concretando ideas sobre teorías científicas.

Mucha gente aplica esta idea del término popular «teoría» a las teorías científicas. Por ejemplo: la teoría de la evolución es sólo eso: una teoría. Por lo tanto, no tienen ninguna validez científica rigurosa. Podría ser que los seres evolucionen, o podría ser que no; nadie lo sabe. O la teoría de la gravedad. ¿Realmente es cierto lo que explica esta teoría? Dicho de otro modo: ¿es totalmente seguro que si me tiro de un puente caeré al fondo? Quizás no, ya que, al fin y al cabo, se trata sólo de una teoría.

Esto, es, sencillamente, erróneo. La teoría de la gravedad, o la teoría de la evolución, o la teoría de la relatividad, son algunas de las ideas mejor verificadas en la historia de la humanidad, con una cantidad de pruebas realmente impresionante. La teoría de la relatividad ha sido verificada hasta extremos inimaginables. Y la llamada Teoría Estándar, que explica el mundo subatómico, ha demostrado nuevamente y una vez más, su eficacia, cuando se ha comprobado que el bosón de Higgs, que predijo la teoría, existe realmente.

El lenguaje de la ciencia no es el de la calle.

Por lo tanto, cuando buscamos respuestas, tenemos que hablar el lenguaje de la ciencia. No el lenguaje de la calle. Y la palabra teoría, en el mundo de la ciencia, tiene que ver con hechos verificados y comprobados. Hechos que, si uno no los cree, puede tratar de refutar. Por ejemplo, podemos refutar la relatividad, o la evolución. Pero ¿cómo? Con otras teorías. No vale el «yo lo sé» o «a mí un día me pasó algo», «lo he leído en Internet», «me lo ha dicho mi cuñado».

No. Lo que vale son los hechos. O mejor dicho: «el hecho». El hecho verificable. Debo presentar pruebas. Si no, mi teoría no se sostiene.

La ciencia nos da respuestas a qué es el universo, y cómo está formado y estructurado.

Los límites de las teorías y la ciencia.

Pero, un momento: la ciencia no puede responder a todo. Mucha gente deduce que, si la ciencia no puede responder a todo, ¿para qué sirve? Bueno, vamos a verlo:

Si digo “la Tierra es plana” Estaré diciendo una verdad. ¿Por qué no? Sí es plana. Al menos, en mi valle, en mi barrio, en la zona donde habito, la tierra es plana. Si me muevo caminando, veo que la superficie sigue siendo plana. Luego, mi frase “la Tierra es plana” es cierta, en el ámbito local en el que me muevo.

Pero, de repente, nos encontramos con un problema. Cuando veo a un barco de vela precioso marchar del puerto, y me quedo mirándolo hasta que desaparece en el horizonte, ocurre algo curioso: no va desapareciendo hasta convertirse en un punto. No. Antes de que eso suceda, puedo observar que el casco desaparece. Y sólo se ve el mástil. Luego, el propio mástil se hunde en el mar. ¿Qué puedo concluir? Al parecer, mi frase “la Tierra es plana” es cierta, pero en distancias cortas. En distancias largas, parece que es, ciertamente, redonda.

Otro detalle: si el día más largo en el hemisferio norte, el 21 de junio, pongo un palo recto en algún pueblo hacia la zona de las cataratas de Egipto (en el ecuador de la Tierra), el palo ¡no tiene sombra! Sin embargo, si a esa misma hora, otra persona pone un palo igual también recto en Alejandría, este tiene sombra. ¿Qué significa esto? Que los rayos caen justo encima sobre las cataratas, pero algo oblicuas sobre Alejandría. ¿Qué puedo deducir? Que la Tierra es redonda. Si fuese plana, ningún palo haría sombra.

Aquí ocurre que la luz del Sol cae recta sobre el primer palo, y de forma oblicua sobre el segundo. Esto es lo que hizo el griego Eratóstenes en el siglo III antes de Cristo. Además, si sé la distancia entre las cataratas y Alejandría, y observo el ángulo que forma la sombra del palo sobre el palo, puedo deducir el radio de la Tierra. Eratóstenes lo dedujo con mucha precisión: unos 40.000 km. Y efectivamente, esa es la cifra aproximada.

Las teorías son ciertas en sus ámbitos de actuación.

Así que tenemos dos teorías. La primera: la Tierra es plana. La segunda. La Tierra es redonda. ¿Cuál es mejor? Depende. Para mi vida diaria a distancias cortas, la primera me vale. Pero si quiero trabajar con distancias grandes, deberé usar la segunda.

En este momento, llega alguien protestón y dice:

– Vaya, qué tontería es esto de la ciencia. Tiene una teoría, y cuando todo el mundo se la cree, sale otra distinta. ¿Quién va a confiar en la ciencia, si cada poco tiempo cambia sus teorías? ¿Por qué debo confiar en esta teoría si luego me van a dar otra, y otra, y otra?

– Está bien, amigo – le respondo a este señor. – Entonces ¿qué prefiere usted, quedarse con la teoría primera? ¿O la segunda? ¿O ninguna? Porque la primera teoría no es falsa. Simplemente, es correcta dentro de su contexto y ámbito. Repito: dentro de su contexto y ámbito. Pero la segunda amplía a la primera. Es más general. Más completa. Y, lo más importante, no es una teoría final. Pero ¿no es más cierta que la primera? Entonces ¿Por qué quedarnos con la primera, o con ninguna? Pero a estas horas, el señor protestón se ha ido ya. Nadie va a engañar al señor protestón. Lamentablemente, el señor protestón no tiene otra teoría mejor. Al menos, que pueda explicarnos con argumentos científicos.

Pero resulta que la Tierra, en realidad, no es realmente redonda… En este momento reaparece nuestro amigo protestón saltando de alegría gritando: “ya lo dije, ya lo dije”.

De acuerdo. La Tierra no es perfectamente redonda. Debido a su rotación, su diámetro es algo mayor en el ecuador que en los polos. Es poco, unos kilómetros, pero está ahí. ¿Tiramos a la basura nuestra idea de la Tierra redonda? No. Para la mayoría de casos, considerar la Tierra redonda es suficiente. Los barcos, los aviones, han navegado durante siglos y años respectivamente con la suposición de una Tierra redonda.

Los satélites, y, en general, cualquier cuerpo artificial, como la estación espacial internacional la ISS, sí deben tener en cuenta estas diferencias. Luego, para los satélites y la ISS, la teoría de que la Tierra es redonda no vale. Se necesita algo más. De acuerdo, pero ¿y el resto? ¿Para qué complicarnos con una teoría más compleja, si la que nos dice que la Tierra es redonda es suficiente? Dicho de otro modo ¿es falso que la Tierra es redonda? No, para la mayoría de casos. Sí, para algunos casos, donde hace falta una teoría más completa.

Los libros sagrados nunca cambian; los de la ciencia cambian todos los días.

¿Qué podemos deducir de todo esto? Que la ciencia avanza a pasos. Que una nueva teoría no invalida la anterior. La complementa, y la expande. Por ejemplo, la teoría de la gravitación universal de Newton es maravillosa, y para la mayoría de los casos, funciona perfectamente. Sin embargo, hay casos donde se queda corta. En esos casos, recurrimos a la teoría de la relatividad general de Einstein. ¿Por qué usar la compleja teoría de Einstein, para casos que se resuelven bien con la teoría de la gravitación de Newton?

Y, lo más importante: en ciencia, una teoría es una verdad verificada dentro de su contexto, y lo repito: dentro de su contexto. Una teoría tiene una “línea imaginaria”, dentro de la cual sus conclusiones son ciertas, hasta cierto punto, pero ciertas y verificables. Fuera de esa línea imaginaria, deja de ser coherente.

Otra teoría verificada es la teoría de la evolución. En la misma, se explican con detalle los aspectos evolutivos de los seres vivos, y cómo se fueron desarrollando desde hace 3500 millones de años. La teoría actual, por supuesto, no tiene prácticamente nada que ver con lo que expresó Darwin. ¿Por qué? Porque Darwin no conocía aspectos clave de la evolución, y, por lo tanto, su teoría no es tan asentada como la actual. Por ejemplo, actualmente hemos comprobado que todos los seres de la Tierra disponemos de ADN, y que ese ADN tiene una firma igual en todos los seres. Esa firma, que estaba en los seres primigenios, fue pasando a todas las nuevas especies que han ido evolucionando a partir de aquellos microorganismos.

Además, la teoría de la evolución nos permite entender cómo funcionan los seres vivos, y eso incluye las bacterias y virus, causantes de muchas enfermedades. Conociendo cómo son, y cómo evolucionan, la teoría de la evolución nos permite desarrollar estrategias para obtener tratamientos médicos eficaces.

Pero la teoría de la evolución no es sólo útil para eso. También se aplica, con gran éxito, al cáncer (recordemos que el cáncer es el nombre común que reciben más de 150 enfermedades distintas). Gracias al conocimiento de cómo se desarrollan y evolucionan los seres vivos, la ciencia puede dar una respuesta, cada día mayor y mejor, al conjunto de enfermedades que de forma global llamamos cáncer.

Pero lo más importante de la teoría de la evolución es que hay incontables pruebas que apoyan su veracidad. Dentro de ese límite, que todas las teorías tienen, la evolución es un hecho incontestable, que, además de servir de conocimiento a la humanidad, le permite curar enfermedades, cada día con más eficacia.

Una prueba fehaciente de la evolución es el virus de la gripe. Cada año muta y se transforma, para hacerse inmune a las vacunas. Otro ejemplo son enfermedades producidas por bacterias que antes eran vencidas por las penicilinas, y que ahora se están volviendo resistentes. ¿Por qué? Porque las bacterias se están adaptando. Pero quizás, el ejemplo más claro sea el ADN de todos los seres vivos del que hemos hablado antes. En el ADN está la firma del primer ser que vivió en la Tierra, y de todos sus descendientes. Cuando comparamos nuestro ADN con otras especies, no solo podemos ver nuestros ancestros comunes. También podemos ver cuánto tiempo hace que nos separamos de esa especie. De este modo, el ADN es un reloj biológico que, junto a datos fósiles, nos permite conocer la historia evolutiva del planeta.

Otro ejemplo de evolución son cierto tipo de mariposas en Gran Bretaña. Eran blancas, lo que les permitía sobrevivir. Cuando empezó la revolución industrial, el bosque donde vivían se hizo más gris. Las mariposas que sobrevivían eran las que tenían un color algo más gris y negras. Al final, esas mariposas eran todas grises, para confundirse con la ceniza de la industria. Cuando acabó la revolución industrial, el bosque volvió a su color original. Nuevamente aparecieron las mariposas de color blanco, que eran las que sobrevivían. Eso se llama adaptación al cambio. Se llama: evolución.

¿Pruebas de la teoría de la evolución? Casi infinitas, y a diario.

De todas formas, sobre la evolución, estos dos ejemplos son nimios. Las pruebas alrededor de la evolución como una teoría correcta son tan enormes, que actualmente esos conocimientos salvan vidas y permiten mejorar la calidad de vida del ser humano. Si alguien lo duda, sólo debe abrir un libro de evolución moderna, leer lo que pone, y tratar de refutarlo con pruebas. Eso se llama método científico.

Podemos, con todo esto, concluir algo que parece debería ser clave: en el mundo de la ciencia, y cuando se habla de ciencia, las teorías no son simples conjeturas, o ideas vagas, sobre algo que se conoce levemente. Al contrario: las teorías son formulaciones empíricas sólidas, demostrables, y fehacientes, que muestran la realidad de un contexto de la naturaleza, y lo explican dentro de ese contexto.

Cuando hablemos de teorías, hablemos de la palabra en el contexto que usa la ciencia. Entonces podremos entender por qué se llaman así, y conocer los detalles y maravillas que contienen, para el conjunto de la humanidad sin excepción. Están ahí, esperando que las comprendas, o que si las rechazas, lo hagas con argumentos sólidos, científicos, verificables, y falsables. Ese es el reto.

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Si le interesa, puede leer la historia de las mariposas y los abedules.