LA ESTADÍSTICA EN LA INVESTIGACION CIENTÍFICA

PRIMERA UNIDAD

LA ESTADÍSTICA EN LA INVESTIGACION CIENTÍFICA

LEYES DINÁMICAS Y ESTADÍSTICAS

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Es costumbre diferenciar en la ciencia dos tipos de leyes: Las dinámicas y las estadísticas.  Las primeras las encontramos en física. Tales son, por ejemplo la conocida ley de Galileo de que “todos los cuerpos caen a la tierra con la misma velocidad “o la segunda ley de Newton: “La variación de la cantidad de movimiento es igual a la motriz aplicada y sigue la dirección rectilínea en que actúan esta”.

¿Qué es lo peculiar de semejanza en las  leyes? Que son aplicables no solo a algunos fenómenos o a la mayoría de ellos, sino a todos los que caen bajo su acción.  De allí que sea posible predecir sin temor a equivocarse la llegada de determinado fenómeno si se conocen las condiciones y las causas que lo originan.

La astronomía nos brinda sorprendentes ejemplos de ello al predecir los eclipses del Sol o de Luna con muchos decenios de antelación.  La física clásica permite determinar el lugar de emplazamiento de un cuerpo en cualquier momento si se conocen la velocidad de su movimiento y el sitio en que se encuentran en un instante dado.  Si sabemos que un tren avanza a una velocidad, pongamos por caso,  de 60 kilómetros por hora, podremos saber de antemano dónde se encontrará dos, tres, etc., horas después.        

En la mecánica clásica, el movimiento de cada cuerpo aparecía, por tanto, estrictamente determinado respecto a la acción por las correspondientes causas, que originaban la dirección necesaria e inevitable del movimiento del cuerpo dado. Este proceso necesario puede ser pronosticado con toda exactitud.

El estudio de las leyes del movimiento mecánico hizo surgir en la mecánica clásica el concepto de ley dinámica (del griego "dynamikos", que significa engendrado por la fuerza, activo).

Pero la ciencia conoce también hechos cuyo curso este  subordinado a leyes estadísticas, y no dinámicas. Para comprender su esencia hagamos un pequeño experimento. Arrojen al aire una moneda. Es imposible predecir qué saldrá: cara o cruz. Mas si arrojan la moneda 5.000 veces, por ejemplo, se abrirá paso una ley determinada: unas 2.500 "veces saldrá cruz y otras 2.500 cara. Y será un resultado sujeto a leyes. De un gran número de experimentos semejantes resultará siempre, de manera constante, que en la mitad de los casos saldrá cara, y en la otra mitad, cruz. Así surge, de fenómenos casuales, una ley de toda una colectividad: La denominada ley estadística.        [pic 2]

No se trata de que no podamos prever por principio si saldrá en cada caso cara o cruz. Cuando aprendamos a determinar todas las condiciones que llevan al resultado dado, será posible también predecir el propio resultado. Empero, en un pequeñísimo número de experimentos no existe la ley. Esta se revela sólo con un gran número de experimentos, es decir, estadísticamente. [pic 3]

Nos encontramos con bastante frecuencia ante la necesidad de estudiar las leyes de todo un conjunto de fenómenos casuales, esporádicos, es decir, las leyes estadísticas.

Las estudia, según sea el carácter de los fenómenos, la teoría de la relatividad o la estadística social, 1as casualidades están subordinadas también a determinadas leyes: a las leyes de la casualidad. Ejemplos.

Sabemos por la física que el movimiento de las moléculas de cualquier gas es caótico. Es imposible de todo punto prever la dirección y la velocidad del movimiento de cada molécula. Al chocar con las paredes del recipiente y entre sí, las moléculas cambian constantemente la velocidad y la dirección de su movimiento. Es casual el número de veces que una u otra molécula choca con determinada pared del recipiente durante cierto lapso de tiempo, por ejemplo, un minuto.

Pero la presión del gas sobre la pared del recipiente es una magnitud mensurable. Y como se sabe, la presión del gas se determina por el número y la fuerza de los choques de las moléculas con la pared del recipiente, es decir, precisamente por esos movimientos casuales y caóticos de las moléculas.

Este ejemplo nos muestra claramente que el movimiento de cada molécula del gas es casual. Si se observa cada molécula por separado, no se verá ningún orden, ninguna ley.

Pero en la presión de todo el gas sobre la pared del recipiente existe una ley: en determinadas condiciones, la presión es una magnitud constante. Manifestase en ello la acción de las Leyes estadísticas.

Otro ejemplo.

¿Quién ha de nacer: Un niño o una niña? A primera vista parece que esto no está sometido a ninguna ley. En unas familias pueden nacer sólo niños, y en otras, sólo niñas. Sin embargo, la observación de un gran número de familias ha revelado una ley determinada: Por cada 100 niñas nacen 105 niños.

¿Qué prueban estos hechos? Que el orden, la sujeción, a leyes de los fenómenos casuales pasan inadvertidos cuando el número de observaciones es pequeño, pero salen a la superficie cuando el número de hechos es bastante grande y son estudiados en masa.

Estas leyes han recibido la denominación de leyes estadísticas, es decir, que abarcan toda una clase de fenómenos casuales. El método estadístico permite descubrir las leyes de toda una clase de fenómenos casuales.

Este hecho se ha convertido precisamente en palestra de enconada lucha entre el determinismo y el indeterminismo.

A comienzos del siglo XX, los  hombres de ciencia descubrieron que el movimiento de las macropartículas del átomo está subordinado cabalmente a las leyes estadísticas y no a las dinámicas.   Se comprobó que, en principio, es imposible señalar la situación de las micropartículas basándose en las leyes de la física clásica. Esto significa que en su movimiento no existe una determinación rigurosa.

No se consigue determinar el movimiento futuro del electrón, pues puede aparecer en cualquier parte, en los lugares más inesperados. El electrón carece de una vía rigurosamente determinada de movimiento o, como suele decirse, de trayectoria. Comparen este hecho con lo que hemos dicho antes acerca del movimiento de los planetas, subordinados a leyes dinámicas y con trayectorias estrictamente definidas, y verán que la diferencia es, en efecto, inmensa.

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La Estadística, como “Tecnología del Método Científico”, tiende a crear, desarrollar y aplicar procedimientos, de tal forma que la incertidumbre de las inferencias en una investigación, pueden ser evaluadas en términos de probabilidades.

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