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Las teorías físicas
El físico y filósofo Pierre Duhem, en su obra más conocida, «La Teoría Física», escribió:
«Una teoría física no es una explicación, sino un sistema de proposiciones matemáticas deducidas de un pequeño número de principios, cuyo objeto es representar de la manera más simple, más completa y mas exacta posible un conjunto de leyes experimentales».
Duhem, P. (2003): La Teoría Física, su objeto y su estructura. Herder, Barcelona.
Según esta definición, en sentido estricto, las teorías físicas no podrían explicar íntegramente los fenómenos tal como se observan. Puesto que las construcciones fisico-matemáticas son incapaces de recoger en sus enunciados una realidad compleja. Tan sólo puede decirse que la teoría es una «representación verdadera», en la medida en que sus enunciados puedan ser verificados dentro del rango de precisión que permiten los dispositivos experimentales utilizados.
La definición anterior, el término «explicación» se sitúa en un contexto filosófico, que es ajeno a las «explicaciones fenoménicas» de la ciencias experimentales, las cuales no buscan las causas metafísicas de la realidad, ni la esencia constitutiva de los entes naturales. En un sentido menos restrictivo, está justificado referirse a la «explicación» como descripción o narración ordenada de un hecho natural.
Desde esta perspectiva, las teorías científicas tienen un valor de verdad contextual, que reside en la coherencia interna del conjunto de sus proposiciones, avaladas por la experiencia. Así la teoría newtoniana de la gravitación universal es una construcción racional que describe con rigor matemático el movimiento de los planetas alrededor del Sol y que se sustenta en datos extraídos de la observación experimental. La eficacia de esa teoría reside en la coherencia interna y en la capacidad predictiva empíricamente verificable, que no necesita aludir a nociones metafísicas.
En consecuencia, las teorías científicas tratan de explicar la realidad material y de conocer su estructura interna. Así, la luz que atraviesa un prisma de vidrio se descompone en haces luminosos que vemos como una serie de diferentes colores. Al observarlo, recibimos sensaciones visuales que a su vez pueden evocar recuerdos, emociones u otros efectos subjetivos. Los fenómenos, así contemplados, sin ninguna pretensión de investigación y análisis, pueden calificarse de «hechos brutos». Cuando se quiere dar una explicación racional de esos hechos, la física define magnitudes apropiadas susceptibles de ser medidas. Al estudiar, por ejemplo, la propagación de la luz, se recurre a definir nociones como «longitud de onda» y «frecuencia de vibración», A partir de esas definiciones , de las medidas realizadas y de su interpretación, se elabora la teoría , es decir, la «explicación» o descripción coherente de la transmisión de la luz en el espacio. Por tanto, gracias a la teoría, las sensaciones cromáticas recibidas en la observación se han «traducido» en vibraciones luminosas, a cuyas frecuencias se asignan los valores numéricos que resultan de las medidas experimentales. En consecuencia, mediante operaciones matemáticas y criterios teóricos, el método científico desvela en parte la estructura interna de la materia, elevándose así sobre las meras apariencias externas. A propósito de este proceso mental, Einstein expone sus ideas sobre la formación de conceptos científicos, en los términos siguientes:
«Las imágenes de la memoria que emergen cuando recibimos impresiones sensoriales no constituyen todavía ningún ‘pensamiento‛; tampoco se puede hablar de ‚pensamiento‛ al encadenamiento de dichas imágenes en secuencia que evocan otras imágenes; pero cuando una imagen concreta reaparece en numerosas secuencias, precisamente por ser recurrente, funciona como elemento ordenador que relaciona secuencias que, en principio, eran inconexas. Este elemento se convierte en herramienta, en concepto».
Citado en Einstein (2005): 45. Albert Einstein. Obra esencial. Ed. Crítica. Barcelona. Introducción, Selección y Edición de José Manuel Sánchez Ron.
Los anteriores comentarios, fruto de las experiencia personal de Einstein, confirman la importancia de las operaciones mentales junto con la observación para formar imágenes, que sometidas a reflexión, son incorporadas al «modelo idealizado».
A propósito de la correspondencia entre experimentación y razonamiento, es necesario destacar por su interés metodológico la construcción del «modelo atómico». Es un ejemplo histórico notable en el que confluyen teorías y descubrimientos experimentales que marcarán el itinerario seguido a través del siglo XX por la «física teórica».
Es, por tanto, oportuno resumir la evolución del modelo atómico, subrayando los aspectos metodológicos junto con la transición de la «física clásica» a la «física teórica».
