Carnap: observable i teòric
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Una de les distincions més importants entre dos tipus de lleis de la ciència és la distinció entre les quals podrien anomenar-se (no hi ha una terminologia acceptada en general) lleis empíriques i lleis teòriques. Lleis empíriques són les que poden ser confirmades directament mitjançant observacions empíriques. Sovint s'utilitza el terme «observable» per designar un fenomen que pot ser observat directament; de manera que pot dir-se que les lleis empíriques són lleis sobre observables.
En aquest punt hem de fer un advertiment. Els filòsofs i els científics utilitzen de manera molt diferent els termes «observable» i «inobservable». Per a un filòsof, «observable» té un sentit més estret. S'aplica a propietats com a «blava», «dur», «calent», etc. Són propietats que es perceben directament a través dels sentits. Per al físic, la paraula té un sentit molt més ampli. Inclou a tota magnitud quantitativa que pugui ser mesurada d'una manera relativament simple i directa. Un filòsof no consideraria una temperatura de 80º C, per exemple, o un pes de 45 quilos com un observable, perquè no hi ha percepció sensorial directa de tals magnituds. Per a un físic, tots dos són observables perquè els hi pot mesurar d'una manera molt simple. L'objecte que es vol pesar és col·locat en una balança de platerets. La temperatura es mesura amb un termòmetre. El físic no diria que la massa d'una molècula, i menys encara la d'un electró, és alguna cosa observable, perquè en aquest cas els procediments de mesurament són molt més complicats i indirectes. Però a les magnituds que poden ser determinades mitjançant procediments relativament simples -la longitud amb una regla, el temps amb un rellotge o la freqüència d'ones lluminoses amb un espectómetro- les anomenen observables.
Un filòsof podria objectar que no s'observa realment la intensitat d'un corrent elèctric. Només s'observa la posició d'un indicador. Es va introduir un amperímetre en el circuit i es va observar que l'agulla assenyalava la marca 5,3. Certament, no es va observar la intensitat del corrent, sinó que se la va inferir a partir de l'observat.
El físic respondria que això és veritat, però que la inferència no era molt complicada. El procediment de mesurament és tan simple i tan bé fundat que no pot dubtar-se que l'amperímetre brinda un mesurament exacte de la intensitat del corrent. Per això se la inclou entre els observables.
Aquí no es tracta de qui utilitza el terme «observable» de la manera correcta o adequada. Hi ha un continu que comença amb observacions sensorials directes i passa a mètodes d'observació enormement complexos i indirectes. Òbviament, no pot traçar-se una línia divisòria taxativa en aquest continu; és una qüestió de grau. Un filòsof està segur que el so de la veu de la seva dona provinent de l'altre costat de l'habitació és un observable. Però suposem que la sent en el telèfon. És o no un observable la seva veu? Un físic, certament, diria que quan mira alguna cosa a través d'un microscopi comú està fent una observació directa. Succeeix el mateix quan mira a través d'un microscopi electrònic? Observa la trajectòria d'una partícula quan veu el rastre que deixa en una cambra de bombolles? En general, el físic parla d'observables en un sentit molt ampli, comparat amb l'estret sentit que dóna el filòsof a la paraula, però, en tots dos casos, la línia de separació entre l'observable i l'inobservable és molt arbitrària. És convenient recordar això quan es troben aquests termes en els llibres dels filòsofs o els científics. Cada autor estableix el límit on li resulta més convenient, segons el seu punt de vista i no hi ha cap raó per la qual no hagi de gaudir d'aquest privilegi.
Les lleis empíriques, en la meva terminologia, són les que contenen termes directament observables pels sentits o mesurables mitjançant tècniques relativament simples. De vegades, aquestes lleis reben el nom de generalitzacions empíriques, per recordar que les hi obté mitjançant la generalització dels resultats de les observacions i mesuraments. No només inclouen lleis qualitativament simples (com «tots els corbs són negres»), sinó també lleis quantitatives que sorgeixen de mesuraments simples. Les lleis que relacionen la pressió, el volum i la temperatura dels gasos són d'aquest tipus. La llei d'Ohm, que vincula la diferència de potencial elèctric, la resistència i la intensitat del corrent, és un altre exemple conegut. El científic realitza repetides mesuraments, troba certes regularitats i les expressa en una llei. Aquestes són les lleis empíriques. Com indiquem en capítols anteriors, les hi usa per explicar fets observats i per predir successos futurs observables.
No hi ha un nom comunament acceptat per designar el segon tipus de lleis, a les quals jo anomeno lleis teòriques. De vegades les hi anomena lleis abstractes o hipotètiques. «Hipotètiques» potser no és un nom adequat perquè suggereix que la distinció entre els dos tipus de lleis es basa en el grau en el qual les lleis estan confirmades. Però una llei empírica, si és una hipòtesi d'assaig confirmada solament en escassa mesura, seguiria sent una llei empírica encara que pogués dir-se que és hipotètica. Una llei teòrica no es distingeix d'una llei empírica pel fet que no estigui bé establerta, sinó pel fet que conté termes d'un tipus diferent. Els termes d'una llei teòrica no es refereixen a observables tot i que s'adopti el significat ampli que dóna el físic al que pot ser observat. Són lleis sobre entitats tals com a molècules, àtoms, electrons, protons, camps electromagnètics, etc., que no poden ser mesurades de manera simple i directa.
| Fundamentación lógica de la física, Sudamericana, Buenos Aires1969, p. 299-301. |
Original en castellà
Una de las distinciones más importantes entre dos tipos de leyes de la ciencia es la distinción entre las que podrían llamarse (no hay una terminología aceptada en general) leyes empíricas y leyes teóricas. Leyes empíricas son las que pueden ser confirmadas directamente mediante observaciones empíricas. A menudo se utiliza el término «observable» para designar un fenómeno que puede ser observado directamente; de modo que puede decirse que las leyes empíricas son leyes acerca de observables.
En este punto debemos hacer una advertencia. Los filósofos y los científicos utilizan de manera muy diferente los términos «observable» e «inobservable». Para un filósofo, «observable» tiene un sentido más estrecho. Se aplica a propiedades como «azul», «duro», «caliente», etc. Son propiedades que se perciben directamente a través de los sentidos. Para el físico, la palabra tiene un sentido mucho más amplio. Incluye a toda magnitud cuantitativa que pueda ser medida de una manera relativamente simple y directa. Un filósofo no consideraría una temperatura de 80º C, por ejemplo, o un peso de 45 kilos como un observable, porque no hay percepción sensorial directa de tales magnitudes. Para un físico, ambos son observables porque se los puede medir de una manera muy simple. El objeto que se quiere pesar es colocado en una balanza de platillos. La temperatura se mide con un termómetro. El físico no diría que la masa de una molécula, y menos aún la de un electrón, es algo observable, porque en este caso los procedimientos de medición son mucho más complicados e indirectos. Pero a las magnitudes que pueden ser determinadas mediante procedimientos relativamente simples –la longitud con una regla, el tiempo con un reloj o la frecuencia de ondas luminosas con un espectómetro– las llaman observables.
Un filósofo podría objetar que no se observa realmente la intensidad de una corriente eléctrica. Sólo se observa la posición de un indicador. Se introdujo un amperímetro en el circuito y se observó que la aguja señalaba la marca 5,3. Ciertamente, no se observó la intensidad de la corriente, sino que se la infirió a partir de lo observado.
El físico respondería que esto es verdad, pero que la inferencia no era muy complicada. El procedimiento de medición es tan simple y tan bien fundado que no puede dudarse de que el amperímetro brinda una medición exacta de la intensidad de la corriente. Por ello se la incluye entre los observables.
Aquí no se trata de quién utiliza el término «observable» de la manera correcta o adecuada. Hay un continuo que comienza con observaciones sensoriales directas y pasa a métodos de observación enormemente complejos e indirectos. Obviamente, no puede trazarse una línea divisoria tajante en este continuo; es una cuestión de grado. Un filósofo está seguro que el sonido de la voz de su mujer proveniente del otro lado de la habitación es un observable. Pero supongamos que la oye en el teléfono. ¿Es o no un observable su voz? Un físico, ciertamente, diría que cuando mira algo a través de un microscopio común está haciendo una observación directa. ¿Sucede lo mismo cuando mira a través de un microscopio electrónico? ¿Observa la trayectoria de una partícula cuando ve el rastro que deja en una cámara de burbujas? En general, el físico habla de observables en un sentido muy amplio, comparado con el estrecho sentido que da el filósofo a la palabra, pero, en ambos casos, la línea de separación entre lo observable y lo inobservable es muy arbitraria. Es conveniente recordar esto cuando se encuentran estos términos en los libros de los filósofos o los científicos. Cada autor establece el límite donde le resulta más conveniente, según su punto de vista y no hay ninguna razón por la cual no deba gozar de este privilegio.
Las leyes empíricas, en mi terminología, son las que contienen términos directamente observables por los sentidos o medibles mediante técnicas relativamente simples. A veces, estas leyes reciben el nombre de generalizaciones empíricas, para recordar que se las obtiene mediante la generalización de los resultados de las observaciones y mediciones. No sólo incluyen leyes cualitativamente simples (como «todos los cuervos son negros»), sino también leyes cuantitativas que surgen de mediciones simples. Las leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de los gases son de este tipo. La ley de Ohm, que vincula la diferencia de potencial eléctrico, la resistencia y la intensidad de la corriente, es otro ejemplo conocido. El científico realiza repetidas mediciones, halla ciertas regularidades y las expresa en una ley. Estas son las leyes empíricas. Como indicamos en capítulos anteriores, se las usa para explicar hechos observados y para predecir sucesos futuros observables.
No hay un nombre comúnmente aceptado para designar el segundo tipo de leyes, a las que yo llamo leyes teóricas. A veces se las llama leyes abstractas o hipotéticas. «Hipotéticas» quizás no es un nombre adecuado porque sugiere que la distinción entre los dos tipos de leyes se basa en el grado en el cual las leyes están confirmadas. Pero una ley empírica, si es una hipótesis de ensayo confirmada solamente en escasa medida, seguiría siendo una ley empírica aunque pudiera decirse que es hipotética. Una ley teórica no se distingue de una ley empírica por el hecho de que no esté bien establecida, sino por el hecho de que contiene términos de un tipo diferente. Los términos de una ley teórica no se refieren a observables aun cuando se adopte el significado amplio que da el físico a lo que puede ser observado. Son leyes acerca de entidades tales como moléculas, átomos, electrones, protones, campos electromagnéticos, etc., que no pueden ser medidas de manera simple y directa.