Mecanismos en la ciencia

En la literatura científica, frecuentemente se apela a mecanismos. Cientos de artículos que hacen referencia a mecanismos son publicados cada año en revistas como Nature, Science y The Lancet. Este interés por los mecanismos no es específico de unas pocas áreas, sino que se extiende a lo largo de todo el espectro científico. Los científicos discuten sobre “mecanismos reguladores”, “mecanismos de acción”, “mecanismos de asignación”, “mecanismos de selección”, “mecanismos de supresión”, etc. en muy diversos campos. Ciertamente, parece que los mecanismos juegan un papel importante en la empresa científica. Sin embargo, esto no resulta excesivamente sorprendente. Los principales objetivos de la ciencia son describir, explicar, predecir y controlar fenómenos del mundo, y los mecanismos pueden contribuir a alcanzar esos objetivos. Los mecanismos revelan cómo los fenómenos del mundo ―el objeto de interés de la investigación científica― son constituidos o producidos.

La tradición mecanicista

La relevancia de los mecanismos y de los enfoques basados en mecanismos no ha pasado desapercibida para los filósofos. De hecho, la primera filosofía mecanicista se remonta a la Grecia clásica (c. 500 – c. 323 a. C.) (Popa, 2017). Demócrito de Abdera sostuvo que el mundo está compuesto por dos tipos diferentes de realidades: átomos y vacío. Los átomos son invisibles, no generados, invariables e indestructibles. Son homogéneos y solo difieren en su forma y tamaño. Por otro lado, el vacío es definido como el absoluto no-ser. Los átomos, los cuales son infinitos en número, se mueven en el vacío infinito y se combinan en diferentes agrupaciones. Los objetos macroscópicos son en realidad agrupaciones de átomos invisibles y sus propiedades dependen de qué átomos los constituyan. Los cambios en esos objetos, por tanto, son resultado de reagrupaciones de los átomos. En el atomismo de Demócrito, se considera que cualquier fenómeno del mundo es explicable en términos de átomos, sus propiedades y sus interacciones.

En la segunda mitad del siglo diecisiete, la filosofía mecanicista experimental se convirtió en el enfoque dominante en la filosofía natural. Se trataba de una propuesta altamente influenciada por las artes mecánicas y las ciencias matemáticas contemporáneas, y que se oponía a la ciencia aristotélica y al vitalismo. La filosofía mecanicista moderna, en tanto que programa general, fue introducida por Robert Boyle (Roux, 2017). Esta filosofía adopta una visión reduccionista según la cual la materia pasiva y el movimiento son los constituyentes últimos del mundo. Solo existe una materia universal, la cual es extendida, divisible e impenetrable. El movimiento, el cual es siempre local, divide la materia en partes de diferentes tamaños y formas. La variedad de fenómenos en el mundo es resultado de las diversas formas, tamaños, movimientos y relaciones de las partes de la materia. Además de una posición metafísica, la filosofía mecanicista moderna es una tesis sobre la metodología científica (Psillos & Ioannidis, 2019). Se considera que los fenómenos deben ser explicados en términos de materia y movimiento.

En los siglos posteriores, el enfoque mecanicista continuó siendo una de las principales corrientes dentro de la ciencia. La investigación científica a menudo estaba relacionada con el desarrollo de modelos mecanicistas que daban cuenta de fenómenos observables. Ejemplos representativos de esos modelos son el modelo cinético de los gases de James Clerk Maxwell y el modelo hexagonal de la molécula de benceno de August Kekulé. Sin embargo, no había una interpretación estándar de la filosofía mecanicista compartida por todos los científicos. La interpretación podía variar dependiendo del periodo, la región e incluso la institución (Baracca, 2005). La pluralidad de enfoques mecanicistas iba desde los que defendían las explicaciones en términos de interacciones entre entidades elementales no observables, a los que se centraban en desarrollar sistemas de leyes en base a los principios fundamentales de la dinámica.

En la segunda mitad del siglo XX, tras la acumulación de contraejemplos y la consecuente erosión del modelo explicativo de cobertura legal, algunos filósofos desarrollaron propuestas alternativas de carácter mecanicista. Peter Railton (1978) criticó la concepción del modelo de cobertura legal de las explicaciones probabilísticas de fenómenos particulares (el modelo estadístico-inductivo). Railton cuestiona que las explicaciones probabilísticas sean argumentos y que deban hacer muy probable el explanandum. Considera que entendemos los fenómenos improbables igual de bien que los fenómenos altamente probables. Railton argumenta que la explicación probabilística no consiste en hacer a los fenómenos explanantia nómicamente esperables, si no en entender los mecanismos estocásticos que les dan lugar. Wesley C. Salmon también desarrolló una concepción mecánico/causal de la explicación. En su influyente Scientific Explanation and the Causal Structure of the World (1984), Salmon argumenta que “para entender el mundo y lo que sucede en él, debemos revelar su funcionamiento interno. En la medida en que los mecanismos causales operan, estos explican cómo funciona el mundo” (p. 133, mi traducción). Considera que explicar un fenómeno es mostrar cómo encaja en la estructura causal del mundo. Un fenómeno es satisfactoriamente explicado cuando se identifican (parte de) los procesos y las interacciones causales que le dan lugar.

La nueva filosofía mecanicista

La nueva filosofía mecanicista surgió entre finales de la década de 1980 y principios de la década de 1990. Este surgimiento estuvo relacionado con la publicación de libros como Nuts and Bolts for Social Sciences (1989) de Jon Elster y Discovering Complexity: Decomposition and Localization as Strategies in Scientific Research (1993) de William Bechtel y Robert Richardson. Este nuevo enfoque mecanicista se opone al empirismo lógico y a la concepción de la ciencia en términos de leyes y teorías. Se considera que la investigación científica no debería entenderse como una búsqueda de leyes universales, sino como una búsqueda de mecanismos. Esos mecanismos son representados por medio de modelos, los cuales juegan el papel de las teorías. Los científicos usan los modelos mecanicistas para representar, explicar, predecir e intervenir en el mundo.

Dentro de la nueva filosofía mecanicista, pueden distinguirse dos líneas de trabajo: el nuevo mecanismo y el mecanismo social (Glennan & Illari, 2017). El nuevo mecanismo ha sido desarrollado principalmente por filósofos de la ciencia interesados en las ciencias de la vida (biología, neurociencia, medicina, etc.). Esta línea de trabajo busca caracterizar los mecanismos y, tomándolos como referencia, abordar problemas filosóficos como la causalidad o la explicación científica. Por su parte, el mecanismo social se centra en las ciencias sociales, especialmente en la sociología y la ciencia política. Ha sido desarrollado por científicos sociales y está íntimamente relacionado con la sociología analítica. El nuevo mecanismo y el mecanismo social surgieron independientemente y, durante varios años, las discusiones en filosofía y en ciencias sociales se desarrollaron en paralelo. Sin embargo, la interacción entre ambas líneas de trabajo ha ido creciendo progresivamente.

Al igual que enfoques mecanicistas previos, tales como la filosofía mecanicista moderna o la propuesta de Salmon, la nueva filosofía mecanicista es tanto una filosofía natural como una filosofía de la ciencia (Glennan, 2017). Por un lado, es una investigación filosófica sobre la constitución y organización del mundo. Los nuevos mecanicistas consideran que los mecanismos son uno de los principales constituyentes del mundo y que todos o la mayoría de los fenómenos del mundo dependen de ellos. Investigan la naturaleza de los mecanismos en tanto que categoría ontológica y analizan como estos se relacionan con otras categorías ontológicas como las causas, las propiedades y los niveles de organización. Por otro lado, la nueva filosofía mecanicista es también una investigación filosófica sobre la ciencia. Se considera que los mecanismos tienen un rol central en la empresa científica. Los nuevos mecanicistas estudian el descubrimiento de mecanismos, su representación por medio de modelos y su uso para explicar, predecir y controlar fenómenos. Es importante señalar que no todos los autores que desarrollan su trabajo dentro del marco mecanicista conceden la misma importancia a estos proyectos y están igualmente implicados en ambos. De hecho, algunos de ellos se centran en un proyecto y prácticamente ignoran el otro.

Sin embargo, a diferencia de enfoques mecanicistas previos, la nueva filosofía mecanicista se caracteriza por un énfasis generalizado en la práctica científica real (Glennan, 2017; Machamer et al., 2000; Psillos & Ioannidis, 2019). El objeto de interés primero de los nuevos mecanicistas es el mecanismo en tanto que concepto-en-uso en la ciencia, no en tanto que categoría metafísica abstracta. Están interesados en qué son los mecanismos y para qué son (o podrían ser) buenos en la ciencia. Los nuevos mecanicistas se centran en la práctica científica y la toman como la principal referencia para abordar tanto las cuestiones metodológicas como las cuestiones ontológicas relacionadas con los mecanismos. Entienden que las consideraciones ontológicas sobre los mecanismos en tanto que constituyentes del mundo no pueden pasar por alto el rol de los mecanismos en la ciencia y las ideas de los científicos sobre ellos.

La nueva filosofía mecanicista no es un movimiento completamente homogéneo. Los nuevos mecanicistas no tienen ideas e intereses idénticos. Se trata de un marco general dentro del cual distintas propuestas, las cuales pueden incluso entrar en conflicto, son defendidas. De hecho, aunque los nuevos mecanicistas están de acuerdo en la relevancia de los mecanismos, discrepan respecto a su definición. En este sentido, dentro del nuevo marco mecanicista, ha habido diferentes intentos de ofrecer una caracterización satisfactoria de los mecanismos. Éstas son las definiciones más citadas:

Los mecanismos son entidades y actividades organizadas de tal manera que producen cambios regulares desde las condiciones de inicio o puesta en marcha hasta las de finalización o terminación. (Machamer et al., 2000, p. 3, mi traducción)

Un mecanismo para un comportamiento es un sistema complejo que produce dicho comportamiento mediante la interacción de una serie de partes, donde la interacción entre las partes puede caracterizarse por generalizaciones directas, invariables y relacionadas con el cambio. (Glennan, 2002, p. S344, mi traducción)

Un mecanismo es una estructura que desempeña una función en virtud de sus partes componentes, operaciones componentes y organización. El funcionamiento orquestado del mecanismo es responsable de uno o varios fenómenos. (Bechtel & Abrahamsen, 2005, p. 423, mi traducción)

Un mecanismo para un fenómeno consiste en entidades y actividades organizadas de tal manera que son responsables del fenómeno. (Illari & Williamson, 2012, p. 120, mi traducción)

Un aspecto importante que está presente en las diversas nociones de mecanismo es la voluntad de generalidad (Pérez-González, 2019). Los nuevos mecanicistas consideran que los mecanismos son relevantes en numerosas áreas científicas y entienden que una noción de mecanismo apropiada debería ser adecuada para la mayoría de estas áreas.

A pesar de la diversidad de definiciones y de los desacuerdos entre los nuevos mecanicistas, algunas ideas generales sobre la naturaleza de los mecanismos son compartidas por la mayoría de propuestas. En primer lugar, los mecanismos son parte del mundo real (Glennan, 2017; Glennan & Illari, 2017). Son concebidos como cosas particulares ubicadas en cierto punto del espacio y el tiempo. Hay, por tanto, diferencia entre un mecanismo, el cual es algo real, y un modelo suyo, el cual es a menudo un fragmento de razonamiento científico. No obstante, hay discrepancias respecto a la estabilidad atribuida a los mecanismos. Algunos de los nuevos mecanicistas consideran que todos los mecanismos son sistemas complejos, es decir, configuraciones estables de varios componentes (p. ej. Bechtel & Abrahamsen, 2005). Pero otros argumentan que los procesos causales, que son menos estables y no pueden ser considerados objetos, también pueden constituir mecanismos (p. ej. Illari & Williamson, 2012). En segundo lugar, los mecanismos están compuestos por entidades (o partes) y actividades (o interacciones) (Glennan, 2017; Illari & Williamson, 2012; Machamer et al., 2000). Las entidades son cosas que toman parte en actividades. Normalmente están localizadas espaciotemporalmente, estructuradas y orientadas. Ejemplos de entidades son las neuronas, las empresas y los órganos. Las actividades son sucesos productivos. Tienen orden temporal, ritmo y duración. Ejemplos de actividades son transportar, irradiar y comprar. Las entidades y actividades de un mecanismo están organizadas. Esa organización puede tener muchos aspectos diferentes, tales como temporal, espacial, causal, etc. En tercer lugar, un mecanismo es siempre un mecanismo para un fenómeno (Glennan, 1996; 2017). Por ejemplo, el sistema digestivo es el mecanismo que da lugar al fenómeno de la digestión. La identificación y delimitación de un mecanismo dependen del fenómeno del cual es responsable. Un mecanismo no puede siquiera ser identificado sin indicar qué es lo que hace. Y, en cuarto lugar, hay diferencias significativas entre los mecanismos y las máquinas (Craver & Tabery, 2023). Aunque las máquinas hechas por el hombre (p. ej. relojes) a menudo pueden considerarse mecanismos, la mayoría de los mecanismos estudiados en la ciencia no son máquinas. Su comportamiento no puede ser reducido a ciertas fuerzas mecánicas fundamentales. No obstante, la metáfora de la máquina es aún considerada una herramienta útil para ilustrar el comportamiento de los sistemas naturales complejos.

Otra idea importante compartida por los nuevos mecanicistas es que los mecanismos están anidados y forman una jerarquía (Glennan, 2017; Machamer et al., 2000). Los mecanismos pueden descomponerse en mecanismos de nivel inferior. Un mecanismo está compuesto de entidades y actividades organizadas, las cuales son responsables de sus propiedades y comportamiento. Con frecuencia, esos componentes son asimismomecanismos, cuyas propiedades y comportamiento también dependen de sus respectivos componentes. Por ejemplo, los componentes del sistema nervioso (cerebro, médula espinal, nervios, transmisión de señales, etc.), los cuales son responsables de sus propiedades y comportamiento, son ellos mismos mecanismos. Sin embargo, a diferencia de mecanicistas previos, los nuevos mecanicistas no defienden una concepción reduccionista del mundo (Andersen, 2014). Rechazan que sea posible reducir mecanismos de nivel superior a mecanismos de nivel inferior. Aunque hay relaciones ontológicas y explicativas entre niveles superiores e inferiores, esto no conlleva la eliminación de los niveles superiores ni su reducción a los niveles inferiores.

Mecanismos y explicación científica

La nueva filosofía mecanicista ha demostrado ser un enfoque muy fructífero en filosofía de la ciencia. Dentro de este marco, se han abordado convincentemente la inferencia causal (Russo & Williamson, 2007), la extrapolación de relaciones causales (Steel, 2008), la investigación científica (Bechtel & Richardson, 1993), la evaluación de riesgos (Rocca, 2016), el crecimiento y la organización del conocimiento (Glennan, 2017) y varias otras cuestiones. Sin embargo, con toda probabilidad, en ningún área ha sido tan grande su influencia como en el debate en torno a la explicación científica.

De acuerdo con la nueva filosofía mecanicista, el papel de los mecanismos en la ciencia está a menudo asociado con el objetivo científico de explicar. Un fenómeno es explicado mediante la especificación del mecanismo responsable de producirlo. La concepción mecanicista de la explicación se opone al modelo de cobertura legal y a los acercamientos estadísticos a la explicación científica. Las explicaciones nomológicas y las estadísticas son consideradas “explicaciones de caja negra”. Éstas conectan las condiciones iniciales con el resultado final por medio de leyes universales o generalizaciones estadísticas, pero no abordan los procesos a través de los cuales el explanans y el explanandum están realmente conectados. Por el contrario, las explicaciones mecanicistas son explicaciones-como; ellas especifican como tienen lugar los fenómenos. Las explicaciones mecanicistas abren la caja negra entre explanans y explanandum y detallan los procesos que dan lugar a este último.

Por lo que respecta a la relación entre los mecanismos y los fenómenos de interés, las explicaciones basadas en mecanismos pueden ser causales o constitutivas (Ylikoski, 2013). Tanto la causación como la constitución son relaciones de dependencia, pero hay diferencias metafísicas importantes entre ellas. La causación es habitualmente una relación entre eventos, requiere tiempo y es asimétrica respecto a la manipulación (se puede producir un cambio en el efecto manipulando la causa, pero no al revés). Por otro lado, la constitución es frecuentemente una relación entre propiedades, es sincrónica y es simétrica respecto a la manipulación (se puede producir un cambio en el todo manipulando una parte y al revés). Dependiendo del tipo de relación entre el mecanismo identificado y el fenómeno de interés, una explicación es mecanicista causal o mecanicista constitutiva.

Entre los nuevos mecanicistas, no existe consenso en relación a la naturaleza de las explicaciones mecanicistas (Illari, 2013). Siguiendo a Salmon (1984), algunos mecanicistas consideran que las explicaciones mecanicistas son ónticas. Estos argumentan que las explicaciones basadas en mecanismos explican porque encajan el fenómeno explanandum en la estructura causal del mundo. Para estos autores, las explicaciones son porciones objetivas de la estructura causal del mundo. Sin embargo, otros nuevos mecanicistas consideran que las explicaciones basadas en mecanismos son explicaciones epistémicas. Estos mantienen que las explicaciones basadas en mecanismos explican porque aumentan nuestro entendimiento del mundo. Para los defensores de la concepción epistémica, las explicaciones mecanicistas no son porciones de la estructura causal del mundo, sino representaciones de esas porciones (p. ej. textos).

Las explicaciones mecanicistas son habitualmente presentadas mediante modelos mecanicistas. Un modelo mecanicista consta de dos componentes: una descripción fenoménica y una descripción mecanicista (Glennan, 2017). La descripción fenoménica es un modelo del fenómeno de interés, mientras que la descripción mecanicista es un modelo del mecanismo responsable de ese fenómeno. En las explicaciones basadas en mecanismos, la descripción fenoménica está relacionada con el explanandum y la descripción mecanicista con el explanans. Sin embargo, no hay consenso sobre los detalles de esas relaciones. Para la concepción óntica de las explicaciones mecanicistas, la descripción fenoménica representaría el explanandum y la descripción mecanicista representaría el explanans. Sin embargo, para la concepción epistémica, la descripción fenoménica y la mecanicista serían ellas mismas el explanandum y el explanans respectivamente.

Saúl Pérez-González
Universitat de València

Referencias

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  • Bechtel, W., & Abrahamsen, A. (2005). Explanation: A mechanist alternative. Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences, 36(2), 421-441.
  • Bechtel, W., & Richardson, R. C. (1993). Discovering Complexity: Decomposition and Localization as Strategies in Scientific Research. The MIT Press.
  • Craver, C., & Tabery, J. (2023). Mechanisms in Science. En E. N. Zalta (Ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2023). https://plato.stanford.edu/archives/fall2023/entries/science-mechanisms/
  • Elster, J. (1989). Nuts and Bolts for the Social Sciences. Cambridge University Press. Existe traducción al castellano: Tuercas y tornillos Una introducción a los conceptos básicos de las ciencias sociales. Gedisa editorial, 1996.
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  • Glennan, S. (2017). The new mechanical philosophy. Oxford University Press.
  • Glennan, S., & Illari, P. (2017). Introduction: Mechanisms and mechanical philosophy. En S. Glennan & P. Illari (Eds.), The Routledge handbook of mechanisms and mechanical philosophy (pp. 1-9). Routledge.
  • Glennan, S. S. (1996). Mechanisms and the nature of causation. Erkenntnis, 44(1), 49-71.
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  • Russo, F., & Williamson, J. (2007). Interpreting causality in the health sciences. International studies in the philosophy of science, 21(2), 157-170.
  • Salmon, W. C. (1984). Scientific explanation and the causal structure of the world. Princeton University Press.
  • Steel, D. (2008). Across the boundaries: Extrapolation in biology and social science. Oxford University Press.
  • Ylikoski, P. (2013). Causal and Constitutive Explanation Compared. Erkenntnis, 78(S2), 277-297.

Lecturas recomendadas

  • Andersen, H. (2014a). A Field Guide to Mechanisms: Part I. Philosophy Compass, 9(4), 274-283.
  • Andersen, H. (2014b). A Field Guide to Mechanisms: Part II. Philosophy Compass, 9(4), 284-293.
  • Glennan, S. (2017). The new mechanical philosophy. Oxford University Press.
  • Glennan, S., & Illari, P. M. (Eds.). (2017). The Routledge handbook of mechanisms and mechanical philosophy. Routledge.

Recursos en línea

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Cómo citar esta entrada

Pérez-González, S. (2024): “Mecanismos en la ciencia”, Enciclopedia de la Sociedad Española de Filosofía Analítica (URL: http://www.sefaweb.es/mecanismos-en-la-ciencia/)

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