Una teoría científica es el final de un proceso creativo, que tiene su comienzo en la experimentación. En la primera fase de la investigación, predomina la observación y la medida de magnitudes previamente definidas. En fases posteriores, el proceso se aleja de las imágenes sensibles y se acerca a los principios y operaciones matemáticas. Así, las relaciones cuantitativas se incorporan a la formulación de leyes físicas y en consecuencia, la lógica deductiva de la matemática es también la lógica de los enunciados físicas.
La observación experimental comienza por el análisis de los objetos que se presentan de forma natural, que suelen llamarse «hechos brutos». Éstos se transforman en «hechos científicos», al ser idealizados. Así, los sucesos particulares adquieren un carácter general y los enunciados acerca de ellos se generalizan. Este proceso de transformación de los hechos, que se producen en su realidad natural, en «hechos científicos», puede calificarse de «sublimación creativa» y fue analizado por el matemático francés Henri Poincaré.
«Es evidente, sin duda alguna, el hecho de que todo principio físico debe su nacimiento a una sugestión tomada de la experiencia. Lo que ya no puede derivarse de aquí solamente es el grado de generalidad que le atribuimos. Esta elevación a principio general es, en todo caso, un acto libre de nuestro pensamiento físico».
Citado en E. Cassirer (1948): 136. El problema del conocimiento IV Fondo de Cultura Económica México.
La historia de la ciencia confirma esa transformación, que parte de la observación experimental y se eleva hasta el plano de la teoría. Así, comprobamos a través de las páginas de la historia de la ciencia, la evolución paulatina, desde el frecuente recurso a las imágenes de la mecánica, hasta las representaciones abstractas de la actual física teórica. Igualmente, ocurre en otros capítulos de la ciencia, a medida que progresa la investigación, las observaciones experimentales y sus imágenes dan paso a esquemas simbólicos más refinados. A este respecto, es oportuno citar a E. Cassirer que se expresa en los términos siguientes:
«La física moderna renuncia cada vez más a este método [el de la física clásica]: deja de ser una física de imágenes, para convertirse en una «física de principios». La trayectoria de la física en el siglo XIX se caracteriza por el descubrimiento y la formulación cada vez más precisa de una serie de ‚principios‛: el principio de Carnot, el principio de la conservación de la energía, el principio de la acción mínima, etcétera».
Cassirer, E. (1948): 137.
En el siglo siglo XIX, tanto la mecánica, como la termodinámica se desarrollaron a partir de principios como el de «conservación de la energía» o el de «mínima acción». En ellos son frecuentes los conceptos de «energía cinética» y «energía potencial», «calor» y «temperatura», que no precisan de imágenes para sus aplicaciones. Siguiendo a Poincaré, hay que afirmar que esos principios teóricos no han sido impuestos por la experiencia, sino que son fruto de una libre decisión de la razón científica y de la intuición familiarizada con los hechos experimentales. Los conceptos definidos (no arbitrarios) y las relaciones teóricas están sujetos a comprobación experimental, cuya validez objetiva procede de su verificación.
«Es este carácter simbólico, según subraya Duhem, el que le autoriza a afirmar que ninguna tesis de las que forman el edificio doctrinal de la física, ‚pueda concebirse como la descripción del contenido de una observación directa‛. Y sin embargo, ‚el juicio acerca de los ‚hechos‛ es inseparable de los principios, por su significación y por su valor de verdad, pues no existe una sola afirmación de hecho que no encierre al mismo tiempo, implícitamente, una afirmación de principio».
Cassirer, E. (1948): 138.
El método científico conduce así a una simbolización creciente, cada vez, menos dependiente de las imágenes y más alejada del mundo sensible. Cuanto mayor es el grado de abstracción de los símbolos, mayor es su capacidad de establecer vínculos entre fenómenos diferentes. A este respecto, Cassirer coincide con el científico alemán Heinrich Hertz (1857-1894), como puede comprobarse en el texto siguiente:
«Lo que el físico busca en los fenómenos es una descripción de sus conexiones necesarias. Pero esta descripción no puede llevarse a cabo de otro modo que dejando atrás el mundo inmediato de las impresiones sensibles, abandonándolas aparentemente por completo.
Cassirer, E. (1998): vol. 1, p. 26. Filosofía de las Formas Simbólicas. Fondo de Cultura Económica, México. 3 vols.
Con el fin de captar las «conexiones necesarias» que existen en la naturaleza, la ciencia construye «objetos idealizados». Así, las leyes de la ciencia son el resultado de un proceso de «decantación» de las impresiones sensoriales procedentes de la observación experimental. De esta forma, mediante la razón creativa, los científicos construyen las leyes que describen el modo de operar de la naturaleza.