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Estudio Ontológico-Epistemológico de la
Ley de las Proporciones Definidas
o Ley de Proust
Vicente Nicolás Rodríguez Arias,
Estudiante del Programa de Magíster en
DDCC (PUCV)
Mayo de 2016.
Resumen
En el presente trabajo se expone un
breve y exploratorio análisis de la Ley de las
proporciones definidas o de la composición
constante, también llamada ley de Proust,
desde un punto de visto ontológico y
epistemológico. Se comienza contextualizando
históricamente los trabajos de Joseph Proust
que dieron origen a sus planteamientos para
luego estudiar la ontología involucrada en esta
ley, según la bibliografía utilizada en la
asignatura de Epistemología de la Ciencia
(PUCV), y terminar con un análisis de sus
aspectos epistemológicos según el marco
interpretativo del texto La Ciencia, su Método
y Filosofía de Mario Bunge.
Palabras claves: Ley de Proust, química
moderna, ontología de la ciencia,
epistemología de la ciencia.
1. Antecedentes históricos
Hasta la segunda mitad del siglo
XVIII el desarrollo de la alquimia, fase
precursora de la química moderna, se
enfocaba en la experimentación y el
descubrimiento empírico, siendo desprovista
de leyes o principios generales que
organizaran, reprodujeran y comunicaran el
conjunto de resultados obtenidos hasta
entonces. Es así como el trabajo del químico
francés Antoine Lavoisier fue fundamental en
proporcionar una sólida base teórica para el
análisis cuantitativo de los cambios químicos,
a través de su ley de conservación de la
materia de 1785. Otra ley importante que
permitió inicialmente interpretar los cambios
químicos fue la ley de proporciones definidas o
de composición constante propuesta por el
químico francés Joseph Louis Proust (1754-
1826) en el año 1779 en el contexto del
surgimiento de la química moderna a través
de la Estequiometría como estudio cuantitativo
de las sustancias que intervienen en una
reacción. Esta ley o principio general es
considerada una ley Ponderal o de
combinación química y su formulación, un
aporte fundamental en las bases de la teoría
atómica moderna propuesta por John Dalton
años más tarde. Proust, quien creció en un
ambiente de bastante química por ser hijo de
un boticario, realizó sus estudios
farmacéuticos en París, donde fue amigo de
Antoine Lavoisier, y trabajó bastantes años en
España resguardándose de la Revolución
Francesa al salir del país antes de que ésta
comenzara. Impartió clases de química y
metalurgia en el Real Colegio de Artillería de
Segovia, institución que se atribuye ser el
lugar en el cual Proust investigó la ley que
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lleva su nombre y que aún conserva un
monumento junto a un museo con los
instrumentos utilizados por el científico inglés
en aquellos años.
Entre sus descubrimientos, se destaca que
investigó experimentalmente la composición
de minerales y los productos de distintas
reacciones químicas a través del análisis
cuantitativo cuidadoso y detallado de las
sustancias que intervenían en ellas y sus
cantidades o relaciones en masa. Con ello
estableció conclusiones que contrastaban
directamente con las ideas propuestas por
otros científicos en la misma época, como
Claude Luois Berthollet, considerado líder de la
química en Francia y colaborador de Lavoisier,
el que afirmaba que la cantidad de los
reactantes y el método de preparación o
reacción modificaban la composición de los
productos obtenidos, idea enunciada como
teoría de las afinidades químicas o de la
variabilidad de las composiciones. Esta
diferencia es comúnmente mencionada en los
textos de ciencia como la polémica Proust-
Berthollet y suele magnificar la cualidad
científica de Proust en detrimento de la
Berthollet, siendo un recurso o argumento
retórico a favor de la teoría atómica y la
metodología científica (Grapi, P., Izquierdo, M.
1994)
Con el propósito de comprobar sus ideas,
Proust analizó la composición de óxidos y
sulfuros de metales, como el Hierro, y, más
precisamente, el carbonato de cobre a través
de experimentos en 1799, del cual obtuvo
siempre la misma composición o proporción de
sus elementos constituyentes: 5,3 partes de
cobre, 4 de oxígeno y 1 de carbono, sin
importar el método de preparación utilizado.
Así, por ejemplo en 103 g del compuesto se
tendrá 53 g de cobre, 40 g de oxígeno y 10 g
de carbono, ya sea preparado en el laboratorio
u obtenido de minerales naturales.
Esta evidencia la obtuvo a partir de otras
series de reacciones sencillas y es
comúnmente llamada Ley de proporciones
definidas, de composición constante o Ley de
Proust. Además, sus ideas permitieron por
primera vez establecer la diferencia entre una
mezcla y una sustancia química, debido a que
ésta última presenta una composición
constante, idéntica e invariable, argumento
que utilizó contra las ideas de Berthollet al
mencionar que sus estudios de proporciones
variables fueron realizados con mezclas y no
compuestos o sustancias “verdaderas”.
Numerosos experimentos realizados en la
época por Lavoisier, Cavendish y Berzelius, así
como el establecimiento de la teoría atómica
moderna por John Dalton, comprobaron y
apoyaron directa e indirectamente la ley
propuesta y defendida por Proust.
Actualmente se sabe que este principio de
proporciones definidas se encuentra implícito
en el trabajo de otros científicos de la época
que estudiaron otras sustancias o reacciones
por procedimientos similares a Proust, tales
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como H. Richter, Romé de risk (1784), Haüy
(1793, 1801), and Dolomieu (1801).
Finalmente, es importante señalar que,
aunque muy útiles en la base de la química
moderna, la ley de las proporciones definidas
no es universalmente cierta. Existen
compuestos no-estequiométricos o Bertólidos
cuya composición elemental puede variar de
una muestra a otra. Un ejemplo es el óxido de
hierro, que puede contener entre 0,83 y 0,95
átomos de hierro por cada átomo de oxígeno,
y por lo tanto contener en cualquier lugar
entre 23% y 25% de oxígeno. En general, las
mediciones de Proust no eran lo
suficientemente precisos para detectar tales
variaciones.
2. Análisis Ontológico
Considerando como referencia las definiciones
y aclaraciones presentes en el texto La
Naturaleza de la Ciencia para todos (Quiroz,
2015), a continuación se desarrollará un
análisis ontológico exploratorio de la Ley de
proporciones definidas o de composición
constante. Para ello es fundamental definir la
forma en la cual se involucran en esta ley los
conceptos de realidad material y objetos
materiales, objetos artificiales, escala o
nivel, sistema versus conjunto,
interacción, propiedades emergentes,
propiedades fenoménicas o secundarias,
propiedades trans-fenoménicas o
primarias, patrones o regularidades,
correlaciones causales, correlaciones
casuales, Realidad trans-fenoménica,
estados y procesos.
Realidad material y objetos materiales
En primer lugar, es preciso
establecer que Proust fue un químico
farmacéutico reconocido en la historia de la
química moderna por estudiar rigurosamente
numerosas sustancias y reacciones químicas,
interpretando y comunicando sus resultados
experimentales. De lo anterior se concluye que
su ley está referida a una realidad material
constituida por una amplia diversidad de
“entes” u objetos materiales (sustancias,
mezclas), que son el área de estudio de las
ciencias naturales, experimentales o factuales.
Objetos artificiales
Luego, considerando los objetos o
entes utilizados por Proust en sus
investigaciones, es preciso señalar también
que su objeto de estudio corresponde tanto a
objetos materiales naturales o producto
de la evolución de la materia (minerales
obtenidos directamente de la naturaleza de los
cuales estudió su composición) y, artificiales
o elaboradas por una inteligencia (mezclas
y sustancias purificadas o preparadas
experimentalmente en su laboratorio de las
que analizó su composición con el fin de
comparar si el método de preparación de una
sustancia influía en su composición resultante
en masa).
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Escala o nivel
Con respecto a la escala o nivel
involucrado en sus estudios es correcto
mencionar que Proust se situó en el plano de
la escala macroscópica al elaborar estudios
con las cantidades de las sustancias en masa y
a través de instrumentos sencillos de medida,
sin ahondar en aspectos teóricos que
establecieran una explicación al nivel de
partículas, debido principalmente a la
insuficiencia de teorías que lo permitieran. Sin
embargo, también se puede inferir que
emerge en la ley de Proust una interpretación
de sus resultados experimentales a través de
ideas o nociones de la escala microscópica,
tales como la composición y la relación de la
cantidad de las sustancias.
Sistema versus conjunto; interacción y
Propiedades emergentes
Proust, junto a los científicos de su
época, fue uno de los pioneros en el
establecimiento de las bases de la química
moderna con un fuerte énfasis en las
mediciones y resultados experimentales. Con
ello aportó a la visión de que las sustancias
químicas corresponden a sistemas
materiales que no permanecen inalterados o
completamente aislados de las demás
sustancias que participan en el desarrollo de
una reacción química. Al contrario, Proust
planteaba que una reacción química involucra
una interacción y relación íntima entre las
sustancias en términos de sus cantidades, las
cuales se encuentran limitadas o
condicionadas por la proporción de los
elementos en la formación de los productos,
apoyando fuertemente la idea de la materia
discontinua (se debe recordar que hasta
entonces no se refería a los átomos o
partículas aún como participantes de una
reacción). De esta manera se establece la idea
de que una reacción química no corresponde a
un conjunto de sustancias que forman
productos en cualquier cantidad o proporción;
una reacción química es, por sí misma, un
complejo sistema de interacciones de los
objetos materiales o sustancias que
intervienen en ella, cuyas cantidades en masa
están estrechamente relacionadas y
restringidas por principios empíricos
establecidos por Proust y otros científicos de la
época.
La interacción y relación mencionada
anteriormente entre las partes que componen
un cambio químico involucra que en una
reacción química las propiedades, como la
cantidad de las sustancias, son modificadas
por la presencia de otro reactante, lo que se
puede explicar mejor con el concepto de
emergencia. Así, en la interacción de los
reactantes para formar productos de
composición constante o definida (porcentual
o en masa) las cantidades y la composición de
cada reactante son modificadas y restringidas
a los compuestos a formar y a la relación que
éstos establecen entre los elementos que los
constituyen, presentes en el cambio.
Entonces, la propiedad que emerge o aparece
como producto de la reacción es la proporción
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definida o composición constante, en términos
de masa, y aquella que se extingue,
desaparece o se modifica (restringe) es la
composición inicial, la cantidad o masa inicial
de los reactantes.
Al respecto, un aspecto final que mi parecer se
encuentra en Proust en términos ontológicos
es que a través de su principio se establece
que la unidad básica de todo cambio químico
es también un sistema en sí mismo. Me
explico: así como una reacción química
corresponde a un sistema complejo de
interacciones de los objetos materiales que
participan (sustancias) relacionados en
términos de sus cantidades (masa), a la vez
cada sustancia (unidad básica del cambio
químico) presenta una relación propia, íntima,
constante y definida en su composición, de lo
cual se concluye que cada sustancia es un
complejo sistema en la cual internamente
existen interacciones y relaciones que explican
su composición en términos discretos o
discontinuos, lo cual no fue explicado
detalladamente por Proust ni por sus
contemporáneos. A través del estudio de la
historia de la química se entiende que la
explicación de estas observaciones
experimentales de nivel macroscópico
(efecto) fueron dando origen a la idea de que
tenían una explicación e interpretación de
nivel microscópico (causa), idea
compartida por numerosos científicos de la
época. Un gran logro es la propuesta de una
primera teoría atómica con bases
experimentales por John Dalton quien ofrece
sencillas, acertadas y fundamentales
explicaciones para las leyes o evidencias de
aquella época.
Sin duda estas conclusiones de la ley de
Proust son enormemente valorables en
términos filosóficos, debido a que conllevan a
un cambio de paradigma en la comprensión de
qué es y cómo funciona u ocurre (mecanismo)
una reacción química, distanciándose de la
alquimia y fundando las bases de la química y
la ciencia moderna.
Propiedades fenoménicas o secundarias y
propiedades trans-fenoménicas o
primarias
Como anteriormente expliqué,
Proust investigó la composición en términos
de una propiedad física (no involucra la
transformación de una sustancia en otra) y
general (común a todos los objetos
materiales) como lo es la masa o cantidad de
sustancia. Esta propiedad no es directamente
observable, debido a que debe ser medida a
través de instrumentos adecuados para ello.
De esta forma Proust estudió una propiedad
trans-fenoménica o primaria, la cual se
diferencia de la fenoménica u secundaria,
en que la primera no se encuentra
directamente al alcance de nuestros sentidos.
La masa, a diferencia de la dureza de un
objeto o la sensación térmica, requiere de un
instrumento específico como la balanza,
debido a que una cualidad inobservable. En
términos más directos, la masa es una
propiedad propia de la sustancia que no
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requiere de un sujeto que la perciba para
existir; es decir, no emerge o aparece en la
relación o interacción dependiente entre un
objeto material y el sujeto que percibe.
Al respecto, desde Proust el mismo concepto
de composición en química se aborda como
una propiedad de cada sustancia, por lo cual
se puede analizar en términos similares a la
masa como propiedad trans-fenoménica o
primaria. Esto, debido a que resulta ser una
cualidad inobservable la composición de un
compuesto o elemento y, sin embargo, es
posible su estudio y determinación a través de
métodos experimentales desde la época de
Proust (análisis elemental gravimétrico) a la
actualidad (diversas técnicas utilizadas, entre
ellas las espectroscópicas). Además, es
importante considerar que los trabajos que
permitieron a Proust establecer su ley
implicaron el gran logro de clasificar la materia
en mezclas y sustancias puras a través de la
composición definida-constante o indefinida-
variable, implicando una gran controversia con
otros científicos franceses de aquel entonces
(Bertholett y sus defensores). Así, la
composición como propiedad que emerge o
aparece en la interacción y relación entre las
cantidades (masa) de las sustancias que
intervienen en una reacción permite una
correcta clasificación, lo que sería difícil y poco
riguroso en términos de propiedades
observables, fenoménicas o secundarias. Esto
permite suponer que es la composición una
causa de nivel microscópico involucrada en
una o más efectos en propiedades de nivel
macroscópico.
Patrones o regularidades; correlaciones
causales y correlaciones casuales
La observación experimental de
patrones o regularidades es propia del
empirismo y de su razonamiento inductivo
para elaborar conocimiento científico, según se
discutirá en el análisis epistemológico. En la
época de Proust los resultados experimentales
y un adecuado razonamiento fueron los
procedimientos que validaban las hipótesis o
leyes que eran propuestas por los científicos,
por lo cual la ley de proporciones definidas o
de composición constante se enmarca en el
contexto del estudio de la composición de
diversas sustancias, concluyendo el patrón o
regularidad de que la composición de las
diferentes sustancias mantiene una relación
sencilla, definida, discreta y constante entre
sus elementos constituyentes, independiente
del método de preparación. Con ello, esta ley
afirma que la naturaleza, el cambio químico y
las sustancias involucradas en él presentan
regularidades que pueden ser estudiadas con
adecuados métodos experimentales con el fin
de proponer causas a estos patrones
(patrones causales) y enunciar leyes o
principios generales de causalidad que
demuestren que la materia se comporta en
base a leyes científicas.
El gran aporte de los primeros químicos
modernos (Boyle, Lavoisier, Proust, Ritcher,
Gay-Lussac, Dalton, Cavendish, entre muchos
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otros) se deben indudablemente a su pasión y
rigurosidad en el trabajo experimental, análisis
e interpretación de sus resultados en
búsqueda de patrones causales por sobre
los patrones casuales. Estos últimos,
involucran una correlación circunstancial que
no se demuestra en la reproducción de la
situación o experimento y sus condiciones. En
cambio, una correlación causal establece
que para un efecto observado y analizado
(composición definida y constante en las
sustancias químicas) existe una o más causas
(relación en números enteros y sencillos entre
los elementos, independiente del método de
preparación, o Ley de Proust).
Realidad trans-fenoménica
Como describí anteriormente, Proust
investigó su ley en función de una propiedad
inobservable, llamada trans-fenoménica o
primaria, como la composición y la masa de
las sustancias, la cual debe ser medida o
determinada a través de un instrumento
(balanza) o relaciones (proporciones) sencillas
entre las cantidades. Ambas propiedades no
las percibimos directamente a través de los
sentidos ni requieren de un observador para
acceder a ellas y darles existencia, lo que
resulta lógico al ser objetos o conceptos de
estudio en la química, ciencia caracterizada
por estudiar la materia a través de objetos
materiales y propiedades trans-fenoménicas,
vinculando y siendo un puente entre el mundo
macroscópico y microscópico en una relación
estrecha de causa-efecto, similar al concepto
de mol. Por tal razón su estudio es un
problema que es preciso indagar a través de
conjeturas o suposiciones como hipótesis,
enunciados o afirmaciones comprobables o ya
comprobadas con evidencias experimentales,
como se verá en el estudio epistemológico
posterior. Para el caso de Proust, resulta
evidente la dificultad de estudiar directamente
a través de los sentidos tanto la masa como la
composición definida o constante de las
sustancias, además de explicar la relación
entre los elementos constituyentes. De esta
forma debió conjeturar una ley o principio que
interpretara su serie de resultados
experimentales basados en el problema ¿será
constante y definida la composición de las
sustancias, independiente del método utilizado
en su preparación?.
Estados y procesos
Considerando que los objetos
materiales presentan diversas propiedades y
cambios, independiente del nivel que se
estudie todo ellos poseen estados y
procesos. Para la ley de Proust, las
propiedades que se encuentran involucradas
en su propuesta corresponden a la masa o
cantidad de los elementos y, su relación
definida y constante, lo cual define el estado
del sistema material llamado sustancia
química, descrito anteriormente, en el
momento dado en que ocurre un cambio físico
y químico. Ambas propiedades que
caracterizan el estado de una sustancia varían
o son modificadas a través del avance de la
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transformación o reacción química. Esta serie
de cambios de estado le otorgan su esencia y
evolución temporal. Y aunque la ley se refiera
a la proporción definida y constante como una
cualidad fija e inmutable, lo cierto es que
dicha propiedad es mutable y puede cambiar
(no diré continuamente, por la controversia
entre materia continua-discontinua) en la
formación de una nueva sustancia a través de
un cambio químico (proceso) en el tiempo.
En definitiva, este breve análisis apoya la idea
de que la Ley de Proust de la composición
constante o las proporciones definidas se
enmarca en la “Regla ontológica” que
establece que los objetos materiales son
sistemas que presentan distintas propiedades,
las cuales caracterizan los distintos estados y
son modificadas a través de procesos y
cambios importantes en el tiempo.
3. Análisis Epistemológico
A continuación se ofrecerá un breve y
exploratorio estudio de la generación de la ley
de proporciones definidas o de composición
constante de Proust. Se tendrá como marco
interpretativo las ideas del físico y filósofo
argentino Mario Bunge (1919-) relacionado a
los puntos señalados en un extracto de su
texto “La Ciencia, su método y su filosofía”
escrito en 1959.
1. La ciencia, conocimiento verificable
Respecto de las ideas propuestas por
Proust en su texto Investigaciones sobre el
azul de Prusia (1794-1798) es preciso
fundamentar en qué sentido se refieren a un
conocimiento científico. Interpretando a Bunge
se entiende que Proust no utilizó el argumento
de autoridad como criterio de verdad ni su
compatibilidad o deducibilidad de frases o
propuestas aceptadas como válidas o
verdades en su época. Por el contrario,
históricamente se reconoce que Proust
tampoco se valió de la intuición como fuente
que origina el conocimiento científico
(Aristóteles) ni consideró que su propuesta
conformaba un principio evidente (Descartes),
y validó sus ideas a través de la verificación
sistemática y repetida de un conjunto
organizado de experimentos, apoyando el
criterio de demarcación de conocimiento
científico, según Bunge: la verificabilidad,
entendida como que las ideas científicas son
siempre susceptibles de ser verificadas
(confirmadas o disconfirmadas).
2. Veracidad y verificabilidad
Se debe considerar que la propuesta
de Proust acerca de la composición de las
sustancias es un ejemplo de que la veracidad
corresponde a un objetivo del conocimiento
científico, pero que no lo caracteriza en la
medida de que su ley y los datos o hechos que
permitía explicar, interpretar y predecir fueron
aceptados provisionalmente debido al modo a
través del cual los obtuvo, ajustándose al
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método científico. Esto permitió que sus
afirmaciones fueran reproducibles por otros
investigadores y validaran las operaciones
empíricas y racionales que verificaban
objetivamente que la composición de una
sustancia es constante y definida,
independiente del método de preparación.
Históricamente se reconoce la polémica y
discrepancia con su compatriota Berthollet por
la cual debió contrastar sus planteamientos
(composición definida y constante) con otros
enunciados que le eran contrarios
(composición indefinida o variable). Al
respecto, Bunge establece que las
afirmaciones de Proust corresponden a
enunciados confirmatorios referidos a la
experiencia y, dado que deben ser sometidos
a prueba experimental para su verificación,
más correcto es plantear la Ley de Proust
como una afirmación fáctica que especula
acerca de hechos o propiedades inobservables,
como la composición de una sustancia
(propiedad trans-fenoménica de objetos
materiales, ver estudio ontológico),
planteando los procedimientos empíricos
(experiencias, técnicas, observaciones y
experimentos) que permitirán validar los
enunciados, afirmaciones o verdades fácticas
que buscan comunicar información acerca de
la naturaleza o mundo material.
3. Las proposiciones generales
verificables: hipótesis científicas
En relación con la verificación
realizada por Proust a sus afirmaciones o
enunciados fácticos de la proporción definida y
composición constante, independiente del
método de síntesis, es históricamente
reconocido el hecho que entre los años 1794 y
1804 realizó numerosos experimentos en los
que estudió la composición de diversos
minerales, tales como carbonatos de cobre,
óxidos de estaño y sulfuros de hierro,
descubriendo a partir de ellos que la
proporción en masa de cada uno de sus
componentes se mantenía constante en el
compuesto final y no adquiría ningún valor
intermedio. Esto, independientemente de si
eran un carbonato natural o artificial, o de las
condiciones iniciales de la preparación o
síntesis. Por lo tanto, dos compuestos
diferirían entre sí según las proporciones de
sus elementos constituyentes, sin apreciarse
composiciones intermedias o mixtas, dando
origen a las fórmulas químicas o
estequiométricas, por ejemplo el Cu2CO3.
Lo anterior establece que las 3 afirmaciones
de Proust, 1) “En una reacción las sustancias
se combinan en proporciones definidas”; 2)
“La composición de una sustancia es definida y
constante; y 3) Esto ocurre independiente del
método de preparación o síntesis de la
sustancia, todas ellas corresponden a
proposiciones singulares y particulares que
pueden ser verificadas (afirmaciones
verificables) a través de la experimentación
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(análisis gravimétrico) y cálculos matemáticos
básicos (relación o proporción entre
cantidades en masa). Además, las condiciones
en las cuales pueden ser verificadas estas
afirmaciones son bastantes explícitas y
reproducibles. Todo esto conlleva a
clasificarlas como hipótesis científicas en el
sentido de que poseen componentes
inferenciales o inductivos y son puntos de
partida de un sistema de deducciones que
deben ser verificadas en base a la experiencia
(pasar la prueba de la experiencia). Es decir,
Proust establece en su ley científica un
sistema de 3 hipótesis científicas que son
conjeturas o suposiciones acerca de sus
observaciones experimentales que fueron
razonablemente confirmadas y luego
generalizadas a todo cambio químico y tipo de
sustancia. Este sistema propuesto, además,
relaciona 3 hipótesis científicas que 1) han
sido verificadas un número finito de veces; y
2) poseen un limitación, ya que se reconoce
que existen los compuestos de composición
variable (no-estequiométricos o bertólidos,
como el Fe0.83O y Fe0.95O) y además, estas
hipótesis, fueron las bases de la teoría atómica
moderna propuesta por J. Dalton, la cual
tampoco fue definitiva.
4. El método científico ¿ars inveniendi?
Del punto anterior se debe
comprender la ley de Proust como una
hipótesis científica y, más analíticamente,
como un sistema o subconjunto de 3 hipótesis
científicas que responden a las preguntas que
se infieren de sus enunciados detallados en el
punto anterior: 1)¿Existe un límite o
proporción definida en las cantidades de las
sustancia cuando reaccionan?, 2)¿Es constante
la composición de las sustancias química?,
3)¿El método de obtención, preparación o
síntesis de una misma sustancia modifica su
composición o la relación entre sus
componentes?. Tomando como base estas
preguntas, es debido responder a la pregunta
de Bunge de si ¿es el método científico una
técnica o método infalible que permite
inventar hipótesis científicas que sean
probablemente verdaderas y que nos
conduzca a enunciar verdades fácticas de gran
extensión? Intentaré responder a ella a partir
de los trabajos de Proust. Para ello, utilizaré
antecedentes históricos que ilustran la gran
actividad científica de químicos de la época de
Proust en países de Europa como Francia
(Lavoisier, Berthollet, Gay-Lussac), Inglaterra
(Dalton, Boyle), Alemania (Richter) y Suecia
(Berzelius), entre muchos otros. Todos ellos
conforman un grupo enormemente importante
en el desarrollo de las bases científicas de la
química moderna y su separación de la
alquimia. Este resurgimiento se debe atribuir,
principalmente, a la utilización de la
metodología de investigación científica, el
establecimiento de leyes o hipótesis científicas
y a la comunicación de los resultados
obtenidos.
Al respecto, resulta importante considerar que
si bien todos estos científicos estudiaron
fenómenos similares y referidos a cambios
químicos, no utilizaron exactamente la misma
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metodología o procedimiento para responder a
sus preguntas de investigación. Es decir, el
problema planteado que cada científico
enfrenta y el sistema de preguntas y
afirmaciones (hipótesis) verificables y puestas
a prueba que establece en su estudio originan
procedimientos, metodologías, conclusiones y
enunciados diferentes respecto al mismo
fenómeno: las reacciones químicas. Así,
citando a Bunge, “la investigación científica se
abrió camino en la selva de los hechos, y los
científicos sobresalientes elaboraron su propio
estilo de pesquisa”.
Actualmente se reconoce o infiere que la
mayor parte de los postulados de los
científicos europeos de finales del siglo XVIII
mencionados fueron obtenidos del
planteamiento de un problema, el
establecimiento de hipótesis, la
experimentación rigurosa y sistemática,
obtención y análisis de series de datos, el
contraste de sus ideas con enunciados
contrarios y la formulación de nuevas hipótesis
por razonamientos inductivos o
generalizaciones sobre la base de hechos
particulares obtenidos en la experiencia
empírica. Por ello poseen un valor histórico y
científico para la química; sin embargo,
muchos de ellos han sido modificados en el
avance de la ciencia contemporánea. Esto
comprueba lo planteado por Bunge acerca de
la imposibilidad de establecer reglas de oro o
reglas infalibles que nos garanticen verdades
finales, debido a que dos cualidades
fundamentales del conocimiento científico es
la verificabilidad (confirmadas o
disconfirmadas), y la falibilidad, entendida
como la posibilidad de ser parcialmente o aun
totalmente refutado.
5. El método científico, técnica de planteo
y comprobación
En el texto de Bunge utilizado como
referencia para este estudio epistemológico,
se describe el problema de la génesis de las
hipótesis científicas en relación con sus niveles
lógico, psicológico y sociológico. A
continuación se expondrá una síntesis que se
desprende de sus trabajos y de su historia.
Respecto al nivel lógico, es importante señalar
que los trabajos de Proust relacionados con la
composición de las sustancias y la proporción
en el cual reaccionan las sustancias involucra,
además de observaciones experimentales,
inferencias, conjeturas o proposiciones
singulares y generales comprobables,
comprobadas y relacionadas estrechamente de
forma inversa. Por ejemplo, la afirmación de la
composición constante a partir del análisis de
un número reducido se experimentos
(singular) y su posterior extensión a todos los
cambios químicos (general).
El nivel psicológico se refiere a aspectos
personales del investigador que posibilitaron
sus conclusiones y, en el caso de Joseph
Proust, se suele mencionar su introversión y
reconocer su rigurosa y dedicada pasión por la
química y su estudio experimental. Estas
cualidades de su personalidad se tradujeron
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en premios, reconocimientos, nombramientos
como docente en importantes lugares y sus
numerosos trabajos y textos en el área de la
mineralogía.
Finalmente, en cierto plano sociológico se
puede mencionar que el contexto europeo de
entonces (siglo XVIII) favorecía el desarrollo
de estudios en el plano de la ciencia a nivel
experimental a los jóvenes de familias con
padres profesionales o letrados que
permitieron que sus hijos estudiaran en
universidades y compartieran sus ideas o
conocieran a los científicos de la época. En
este sentido, Proust fue hijo de un
farmacéutico y tuvo la posibilidad de estudiar
y compartir con Antoine Lavoisier, motivo que
debe haber influido enormemente los temas,
las hipótesis, los procedimientos e, incluso, las
conclusiones desarrolladas en sus trabajos. Se
entiende, entonces, que las hipótesis
científicas y los trabajos realizados en la época
fueron principalmente seleccionados por una
clase o grupo de jóvenes que tenían formación
académica y apoyo familiar como soporte
cultural.
Sin duda, estos 3 factores, analizados
sencillamente ahora, son el contexto en el cual
Proust establece sus hipótesis científicas como
respuesta a sus inquietudes, las cuales busca
verificar y resolver su problema de
investigación planteado.
Ahora bien, si se apoya la tesis de que el
análisis lógico es la primera operación que
debe realizarse al comprobar la validez de una
hipótesis científica (Bunge), se establece que
las afirmaciones de Proust corresponden a
consecuencias de enunciados que poseen una
extensión o alcance mayor. Éstas serán
comprobadamente válidas a partir de su
estudio lógico y matemático, pero
principalmente a través del método
experimental, debido a que, en palabras de
Bunge, “el método científico, aplicado a la
comprobación de afirmaciones informativas,
se reduce al método experimental”.
6. El método experimental
A partir de la serie de experimentos
realizados por Proust de los cuales se tiene
registro se puede inferir que se trató de
estudios de modificación deliberada de las
variables y factores involucrados en las
reacciones. Esto, debido a que su hipótesis
principal se refirió a la independencia de la
composición y de la proporción definida de las
sustancias que se combinan, con respecto a
los factores experimentales de un cambio
químico, lo que permitió su verificación. Sin
embargo, es preciso comentar el problema de
su posterior generalización, ya que
inconveniente se extiende al establecer un
enunciado fáctico general (ley) que busque
explicar, interpretar y predecir hechos de
distinta clase con la gran limitación de Bunge:
“no hay hechos generales, sino tan sólo
hechos singulares”. Esto implica que jamás se
comprobará directamente ni exhaustivamente
13
una ley si se entiende en su sentido
equivocado de universalidad, esto es, que se
cumplirá siempre, en cualquier condición y
para cualquier clase de hechos. Así, citando a
Bunge nuevamente “la frase “adecuación de
las ideas a los hechos” está fuera de la
cuestión en lo que respecta a las hipótesis
científicas” y sólo la metodología experimental
permite establecer el proceder adecuado que
se dirija en el sentido de examinar
sucesivamente hechos y consecuencias
singulares que validen y prueben
científicamente nuestras suposiciones
generales no están equivocadas o limitadas
por algún factor y para una determinada clase
de situaciones. Esto, dado que en la
investigación científica jamás tendremos
respuestas definitivas, generales y
universales, así como tampoco preguntas
finales o definitivas.
7. Métodos teóricos
El surgimiento de la química como
ciencia moderna implicó necesariamente el
establecimiento de una filosofía de validación,
la cual se relacionó estrechamente con la
medición y el control de variables
experimentales como procedimiento común,
constituido de un sistema de técnicas que
verificaron las ideas de los científicos de la
época acerca de objetos materiales o hechos
naturales por la vía de la experiencia. Este
aspecto fue fundamental en el surgimiento de
la ciencia moderna y fue característico de los
científicos de aquel momento histórico. Aún se
guardan registros de sus diferentes y
originales diseños de técnicas para poner a
prueba sus afirmaciones y sistemas de ideas
explicativas. Estas ideas tendrán sentido lógico
o posibilidades en la ciencia (Bunge) en la
medida que provean modelos conceptuales
que explican, interpreten y predigan hechos
de una clase. Además, su significado y validez
se apoyarán en un soporte teórico mayor a
través de su incorporación en una teoría que
sistematice e interrelacione diferentes
hipótesis científicas como, para el caso de la
Ley de Proust, ocurrió con la teoría atómica de
J. Dalton la que la integró y apoyó con otras
leyes del cambio químico disponibles en dicho
momento. De permanecer aislada, habría sido
difícil de confirmarla o refutarla, y
comprenderla profundamente.
El apoyo mencionado anteriormente a una ley
basada en generalizaciones empíricas y su
incorporación en una teoría como conjunto de
hipótesis científicas dependerá, además, de
que presente conjeturas que trasciendan lo
observable y propongan un “mecanismo”
interno. Esto último se refiere a establecer
teóricamente, a través de razonamientos
hipotéticos inductivos-deductivos, un supuesto
nexo causal en proposiciones causales entre
todos los elementos implicados en el estudio y
que, este nexo, siendo empírico no es
accidental o basado en proposiciones casuales.
Así, una ley fáctica o hipótesis de fuerte
carácter empírico, como la ley de Proust, será
más válida y tendrá un mayor grado de
sustentación en la medida que más apoyo
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teórico posea dada su incorporación a un
modelo teórico-conceptual y su contraste con
otras teorías, como las leyes estequiométricas
o de combinación (ley de conservación de la
materia, ley de proporciones múltiples, ley de
proporciones equivalentes, ley de volúmenes
de combinación). Esto no debe confundirse
con su grado de confirmación dada su
verificación a través de un procedimiento o
conjunto de técnicas empíricas y, de un
adecuado razonamiento que otorgue validez,
según el contexto histórico y científico del
momento.
8. En qué se apoya una hipótesis
científica
Enfatizando el punto anterior acerca
del grado de sustentación como fundamento o
marco teórico y, del grado de confirmación
como base o marco empírico de una hipótesis
de contenido fáctico, es útil identificar que
ambos aspectos se encuentran presentes en la
ley de proporciones definidas y de composición
constante de Proust. Así, a la vez que ésta se
sostiene en la confirmación experimental de
sus singulares consecuencias (explicaciones,
interpretaciones, predicciones o conjeturas,
analogías), además fue debidamente
incorporada en los planteamientos de una
teoría fundamental, la teoría atómica
moderna, y relacionada con otras leyes de la
época, todas ellas referidas a objetos
materiales de un fenómeno natural (reacción
química). Con ello, en definitiva, las ideas de
Proust fueron integrados en el saber cultural y
el conocimiento científico de la época
moderna.
En conclusión, la posibilidad de la ley de
Proust, en términos de Bunge, se debió a su
logro en ambos esenciales aspectos,
relacionando además aspectos científicos
(racional-empírico) y extra-científicos
(psicológico-cultural) de forma tal que sus
afirmaciones permitieron reconstruir una serie
de hechos singulares y explorar nuevos
territorios en química. Sin embargo, dicho
soporte, y con ello la sustentación y
confirmación, no es definitivo ni inmutable,
como se mencionó anteriormente; por el
contrario, se enfrentará continuamente y se
ajustará a nuevos problemas, hipótesis,
metodologías y teorías que, de forma cada vez
más rigurosa y desafiante, buscarán dar
sentido a las hipótesis anteriores y sus
interpretaciones.
10. La pauta de la investigación científica
Finalmente, se abordará un análisis
sintético del cómo se desarrolló la formulación
de la hipótesis científica denominada ley de las
proporciones definidas o de la composición
constante. Para ello se hará uso de las ideas
de Bunge al señalar una pauta general para la
investigación científica lo cual no significa, en
ningún sentido, una receta o guía definitiva
para generar conocimiento e investigación
científica, puesto que el mismo autor defiende
en su texto que la ciencia y la investigación
son un arte. Luego de su inspiradora
15
afirmación, propone una pauta general o
método científico consistente en líneas
generales, de forma:
1. PLANTEO DEL PROBLEMA
1.1. Reconocimiento de los hechos: Proust
debió examinar diferentes aspectos a estudiar
en diversos hechos, seleccionando algunas
reacciones químicas que sean posibles de
analizar en un cambio químico, terminando
por decidir su estudio en términos de la
composición de los productos y la proporción
entre las cantidades de los reactantes.
1.2. Descubrimiento del problema: Proust
debió identificar la relación o proporción entre
las sustancias en una reacción química y la
composición de los productos como un
relevante objeto de estudio. Además, la
dependencia de estos temas con factores que
influyen en una reacción química.
1.3. Formulación del problema: Proust debió
formular su importante pregunta de
investigación de forma precisa y referida al
problema que había detectado. Así, de sus
conclusiones se puede inferir que la pregunta
establecida debió ser: ¿Las sustancias
reaccionan en proporciones definidas y
constantes, independiente de los factores
involucrados en un cambio químico?
2. CONSTRUCCION DE UN MODELO
TEORICO
2.1. Selección de los factores pertinentes: En
este punto Proust debió establecer
suposiciones verificables acerca de factores
experimentales de una reacción química
pertinentes de ser estudiados, medidos y
modificados a fin de observar su influencia en
la investigación de las cantidades y la
composición tanto de los reactantes como de
los productos.
2.2. Invención de las hipótesis centrales y de
las suposiciones auxiliares: Proust debió
plantear sus hipótesis científicas como
afirmaciones o enunciados fácticos verificables
y referidos a objetos materiales. Estas
conjeturas debían presentar una conexión o
nexo entre variables propias del experimento
como una especie de “mecanismo” interno que
busque predecir correlaciones o regularidades
singulares que puedan ajustarse a las
observaciones.
2.3. Traducción matemática: En este punto
Proust debió mencionar que la proporción
definida o composición constante en los
productos de la reacción será finalmente
estudiado en términos matemáticos según la
relación (fracción o división) de sus masas
medidas en balanza.
3. DEDUCCION DE CONSECUENCIAS
PARTICULARES
3.1. Búsqueda de soportes racionales: Proust
debió deducir algunas consecuencias
particulares comprobadas anteriormente o en
sus experimentos en estudio, tales como:
existirá una diferencia en la composición de
distinta clase de sustancias (elementos,
óxidos, carbonatos y sulfuros) naturales o
minerales de aquellas sintéticos obtenidos en
laboratorio.
3.2. Búsqueda de soportes empíricos: Proust
debió establecer, además, predicciones como
que la proporción definida y composición
constante es propia de todas sustancias,
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independiente de su tipo, teniendo en vista
técnicas de verificación disponibles o
concebibles.
4. PRUEBA DE LAS HIPOTESIS
4.1. Diseño de la prueba: En este punto
fundamental, Proust debió elaborar una
propuesta de un procedimiento o el conjunto
de técnicas y observaciones a través de las
cuales espera obtener datos o mediciones que
le permitan verificar sus afirmaciones.
4.2. Ejecución de la prueba: En este punto
debió realizar su experimento su experimento
según lo planeado y modificándolo según
fuese necesario.
4.3. Elaboración de los datos:
Inmediatamente, Proust debió registrar,
organizar, analizar, interpretar y evaluar los
datos obtenidos a partir del experimento,
siendo la masa de reactivos y productos los
datos fundamentales en el contexto de la ley
de las proporciones definidas.
4.4. Inferencia de la conclusión: Proust debió
interpretar sus resultados estableciendo una
conexión con otro marco teórico de referencia.
En este punto se debe considerar importante
que para los trabajos de Proust no se contaba
con la teoría atómica moderna de Dalton, por
lo cual la interpretación de sus resultados
según una teoría debió haber resultado un
gran inconveniente, ya que históricamente se
aceptaba la idea de la materia continua o
formada por los 4 elementos.
5. INTRODUCCION DE LAS
CONCLUSIONES EN LA TEORIA
5.1. Comparación de las conclusiones con las
predicciones: Proust debió contrastar sus
resultados con las consecuencias del modelo
teórico propuesto y el de referencia,
considerando el inconveniente señalado,
terminando por mencionaar en qué sentido
sus ideas y/o el modelo aceptado pueden
considerarse confirmados o disconfirmados,
respectivamente.
5.2. Reajuste del modelo: Proust debió
terminar por decidir que contaba con evidencia
adecuada y suficiente para apoyar sus
hipótesis y plantear una idea que modificó la
representación de la materia con la propiedad
de ser continua. Este planteamiento se
reconoce que fue una nueva forma de
entender la combinación química y la
composición de las sustancias. En este
sentido, se considera que sus ideas fueron la
base de la teoría atómica moderna de Dalton.
5.3. Sugerencias acerca de trabajo ulterior:
Finalmente, Proust debió indagar errores o
puntos incompletos en su propuesta a nivel
teórico y empírico, si el modelo ha sido
disconfirmado, que no fue el caso; en cambio,
y dado que fue confirmado, examinó posibles
extensiones y consecuencias en otros aspectos
del saber químico como otras clases de
sustancias, otro tipo de reacciones, etc.
Para terminar el estudio, se adjunta una
representación simple del estudio de Proust y,
luego, una interpretación a partir de la teoría
atómica de j. Dalton.
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Figura 1: Experimento de la ley de proporciones
definidas
Figura 2: Interpretación teórica de un
experimento de la ley de proporciones
definidas
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