Parte I INTRODUCCIÓN A LA INVESTIGACIÓN REALIZADA
Capítulo 3 Estado de la Cuestión
3.3 Área de Comunicación Científica
Esta sección se muestra el estado de la cuestión en replicación de experimentos en otras ciencias y aspectos fundamentales de transferencia de conocimiento científico.
La ciencia es un esfuerzo colectivo. Esta forma del saber no puede separarse de la naturaleza histórica y social del hombre [Popper, 1994]. La ciencia y la tecnología son parte de la cultura y evolucionan con ella. Esta evolución puede verse desde la antigüedad, pasando por las revoluciones científicas de la era moderna y hasta nuestros días.
Se aprecia una importancia creciente del impacto del trabajo en equipo para el trabajo científico [Latour y Woolgar, 1979]. Para ello son necesarios sistemas de colaboración y trasferencia de conocimiento. La comunicación entre grupos y personas siempre ha sido parte de la ciencia. La interacción personal y el cuestionamiento es una característica del método socrático. El uso de la revisión entre pares y las publicaciones arbitradas existen desde hace varios siglos como un mecanismo privilegiado de comunicación científica.
La comunicación en ciencia tiene distintos ejes. Uno de ellos es la comunicación entre investigadores y practicantes [Siegel et al., 2004]. En este eje se intenta reducir la brecha entre investigación científica y aplicación, lo que se denomina comúnmente como difusión. Otro de los ejes de comunicación es el que se da ente los investigadores durante el propio proceso de investigación. La colaboración entre investigadores puede tener un impacto significativo en la calidad de la investigación realizada. La colaboración permite ampliar el alcance y profundidad de los proyectos de investigación. Esto se logra por la disponibilidad de mayores recursos y especialización que permite el trabajo colaborativo. En un artículo reciente, se discute el impacto de la transferencia del conocimiento científico en la innovación [Echeverría, 2008]. En particular el uso del la trasferencia de conocimiento científico entre distintas comunidades para avances del conocimiento, que el autor denomina innovación epistémica.
Un aspecto fundamental de la colaboración es que permite traer nuevos puntos de vista sobre los temas de estudio. Para aplicar la rigurosidad y el escepticismo propio del método científico, es necesario que se pongan a prueba las hipótesis desde diversos ángulos. Las visiones contrapuestas son más fáciles de obtener en un entrono diverso, donde participen actores con orígenes, experiencia e intereses distintos [Kuhn, 1971].
En particular, la interpretación de los resultados de investigación es uno de los campos donde más útil ha resultado la colaboración científica. El proceso de interpretación requiere de instrumentos de colaboración. En el caso de la investigación cualitativa esto es especialmente necesario y se han explorado mecanismos específicos soportados por herramientas de discusión.
Actualmente, la colaboración a nivel científico es un fenómeno regional y global. Esta realidad ha provocado la promoción y regulación de la investigación científica colaborativa mediante diversos instrumentos de política pública. En el plano técnico, la colaboración internacional ha permitido alcanzar sinergias que han dado mayor especialización y recursos de investigación en áreas concretas.
La investigación experimental se apoya en la definición de constructos que modelan la realidad, que a su vez se puedan instanciar en experiencias concretas [Bunge, 1996]. La ciencia se ocupa de fenómenos regulares. Por lo tanto, el constructo de un experimento debe ser posible de instanciar y repetir. La trasmisión del conocimiento relativo a un experimento siempre ha estado presente en la comunicación científica.
Los estudios bibliométricos son una forma de conocer el impacto de la transferencia de conocimiento que se establece por los canales tradicionales de publicación. En un artículo [Raan y Noyons, 2002] se muestra cómo este tipo de mapeos puede ayudar a visualizar las actividades de investigación, los conceptos de trabajo y los principales autores, poniendo como caso de estudio la neurociencia.
A pesar de la sofisticación de los mecanismos de arbitraje en la revisión de publicaciones científicas, en muchos casos, este método es insuficiente para promover la comunicación en investigación científica. En el caso particular de los artículos, el conocimiento solo puede expresarse en forma sintetizada. El resto del detalle del conocimiento relativo a un experimento requiere de un soporte específico. Para esto son utilizados los PL que pueden contener todo el conocimiento de la investigación con mayor nivel de detalle.
El uso de los PL como instrumentos en la investigación científica supone distintos desafíos de representación, trasferencia y gestión del conocimiento. En primer lugar, se deben superar barreras de tipo lingüístico y conceptual. Como en cualquier proceso de trasferencia de conocimiento, los glosarios son una herramienta clave.
Otro enfoque, complementario al uso de glosarios, es la definición de ontologías. Las mismas son utilizadas para dar soporte a procesos complejos basados en el conocimiento. Las ontologías muestran las relaciones entre los conceptos que afectan un área en particular y ofrecen un marco de trabajo que puede ser instanciado de distintas maneras. Una de ellas es la instanciación de un flujo de trabajo y plantillas de documentos en base a los conceptos definidos en la ontología. Este enfoque ha sido aplicado en varios contextos de gestión de conocimiento científico.
También existen problemas de representación y transferencia del conocimiento experimental en un plano más práctico. Por ejemplo: se debe lograr que los documentos sean fáciles de entender y que se pueda ejecutar el proceso de investigación experimental. Replicar un experimento en condiciones similares a las planteadas es un desafío no solo metodológico, sino también práctico. En este plano los instrumentos de representación del conocimiento deben ser fáciles de usar y estar orientados a la tarea.
3.3.1
Publicación y Comunicación en Ciencia
En el libro Communicating Science, Russel explora la evolución de la comunicación en ciencia [Russell, 2009]. El libro explora la evolución de los journals y artículos científicos, desde las revoluciones científicas de la ilustración hasta nuestros días. El formato fuertemente estructurado que existe hoy en día maduró fundamentalmente en el siglo XIX. Aunque finalmente el formato de artículos cortos es dominante, también han jugado un papel relevante las monografías y libros en la comunicación científica. Se discute también la necesidad de convencer a la comunidad científica que tienen los investigadores y cómo lo logan comunicando detalles de sus experimentos.
“El conocimiento científico es una interpretación de los datos, y es esa interpretación la que el autor quiere que los lectores acepten. Hacer que los datos experimentales (directos, verificables en principio) sean el punto central, junto con un marco cuasi-lógico de interpretación tomado de esos datos (un proceso inductivo que va desde datos concretos hasta generalizaciones inclusivas), permite persuadir a los lectores de la validez de las nuevas afirmaciones de conocimiento. “(traducción del autor)
A modo de ejemplo, se realiza una comparación entre el artículo de Newton sobre la descomposición de la luz de 1672 y su libro sobre óptica de 1704. Aunque ambos están basados en una cantidad sustancial de datos experimentales, en la segunda publicación Newton combina estos datos con argumentos más persuasivos. Mostrando cierto grado de humildad permite que los resultados experimentales conduzcan progresivamente a la confirmación de las hipótesis.
Otro caso estudiado en detalle es el de los experimentos de Robert Boyle sobre presión [Shapin y Schaffer, 1985]. Para esta serie de experimentos el científico inventó un sofisticado aparato de laboratorio, la bomba de aire, que permitía establecer condiciones
artificiales como el vacío. Se argumenta que las detalladas descripciones de sus reportes permitían replicar cada paso del experimento y convertían al lector en un testigo virtual.
Estos estilos de comunicación científica detallada fueron luego abandonados por un formato más corto y estructurado. Muchas veces todo un proyecto de investigación es reportado en una colección de artículos, más que en una monografía coherente. Los experimentos negativos no se mencionan y no se discuten los trabajosos recorridos hasta llegar a los resultados finales. Aunque el problema de la replicación de experimentos no se discute directamente en este libro, se comentan algunos problemas de la comunicación científica actual que justifican la utilización de instrumentos más adecuados para el reporte y empaquetamiento de experimentos.
En el libro Communicating Science: The Scientific Article from the 17th Century to the Present [Gross et al., 2002] se estudia la evolución de la forma de las publicaciones científicas, mostrando las particularidades del reporte de experimento. Sobre el mismo libro de óptica de Newton hacen notar que el propio científico promueve que los lectores comprueben los resultados experimentales por ellos mismos como forma de convencerlos de la naturaleza de la luz.
Los autores discuten el uso de tablas, diagramas, así como de otros elementos visuales para comunicar conocimiento experimental. También afirman que la replicación es una forma de establecer una discusión sobre los hechos que requiere de detalles de los experimentos. En el artículo científico moderno las representaciones visuales ayudan a comunicar cómo trabajan los aparatos experimentales e ilustran las relaciones complejas que no son fácilmente comunicables mediante la prosa habitual.
3.3.2
Reporte de Experimentos en Otras Ciencias
El concepto de PL puede variar de una disciplina científica a otra. Para cada una de las ciencias experimentales suele existir una propuesta de cómo reportar un experimento adecuada a las necesidades específicas del área [Field y Hole, 2003]. Este tipo de formatos de reporte de experimentos se da en distintas ciencias experimentales, ya sea en ciencias exactas, como la física o química, en la biología, y también en las ciencias sociales, como la sicología o sociología. En general, la presentación de un experimento tiene como propósito que sus resultados puedan ser replicados por otros investigadores.
Las guías de estilo de la American Chemical Society (ACS) son una propuesta que incluye una estructura de reporte de experimentos, además de otras guías de escritura que se requieren para publicaciones en el área de la química [ACS, 2006]. Cuando se trata de experimentos complejos esta guía recomienda utilizar esta regla: debe proveerse suficiente información para que otros investigadores puedan repetir el experimento si así lo desean. Sin embargo, se enfatiza la brevedad y las restricciones de espacio que deben ser respetadas en las distintas publicaciones. Muchos editores están aceptando en esta área que se adjunte material adicional que puede ser publicado en formato electrónico, tan pronto como sea publicado el artículo.
Las guías de la ACS indican que se deben dar detalles de los experimentos. Esto incluye los materiales y compuestos utilizados en el experimento, así como los aparatos usados en el mismo. Estos últimos solo deben ser descritos si no son estándares o no están disponibles comercialmente. También se sugiere que la descripción del experimento esté
conectada con la teoría subyacente y que el investigador proponga nuevos experimentos para continuar la línea de investigación. El resto de la guía trata mayormente del estilo de escritura científica.
Otro caso de guía de estilo para una ciencia experimental son las de la American Sociological Association (ASA). En este caso, las guías no incluyen recomendaciones explícitas para la presentación de experimentos [ASA, 2010]. Sin embargo, se dan instrucciones para vincular los datos y otros tipos de información en formato electrónico.
Un ejemplo más desarrollado de guía de estilo, es el propuesto por la American Psychological Association (APA). Estas guías son ampliamente mencionada en el campo de las ciencias sociales y una referencia habitual para la publicación de estudios experimentales [APA, 2009]. En la sección método se indica que si existen manipulaciones experimentales o intervenciones éstas deben ser descritas en detalle en el reporte. Específicamente se detallan los siguientes puntos de lo que se debe brindar información:
a) El sitio donde se realizó la manipulación.
b) Cantidad y duración de la exposición a la manipulación (sesiones, eventos realizados).
c) Espacio de tiempo por el que se manipulo cada unidad experimental. d) Actividades e incentivos utilizados para aumentar el cumplimiento.
También se debe indicar el agrupamiento de los sujetos y los mecanismos de extracción de datos. Estas guías incluyen un ejemplo de tabla para resumir el diseño experimental. En la misma se muestran las condiciones experimentales para cada grupo y en cada período del experimento. Este resumen también puede ser utilizado en casos de series de múltiples experimentos.
En la sección resultados se incluye las estadísticas utilizadas y datos obtenidos. Históricamente, la investigación en sicología se ha apoyado en la prueba estadística de hipótesis nulas. Las guías de la APA enfatizan que esto es solo un punto de partida, y los elementos tradicionales como tamaños de efecto, intervalos de confianza, son un requisito mínimo.
Por otro lado, se considera la posibilidad que un reporte contenga varios experimentos o realice meta-análisis. Para estos casos, sugiere la identificación clara de los experimentos en la serie, con una sección para cada uno. Es decir, la estructura del reporte tiene una concordancia con los experimentos realizados como parte de la investigación experimental.
Otra fuente habitual de formatos de paquete de laboratorio o de reporte de experimentos son los cursos universitarios que incluyen prácticas de laboratorio. Un curso de física en Pomona College ha publicado una guía de cómo confeccionar un reporte de laboratorio [Pomona, 2006]. Se indica que la ciencia es un emprendimiento colectivo donde deben existir buenas habilidades de comunicación. Aunque esta guía está dirigida a estudiantes, provee una estructura útil que contempla la complejidad de la realización de un experimento. En un curso de química en la Universidad DePaul, se publican otras guías para el reporte de experimentos de dicha área [Dintzner y Niedziela, 2010]. Estas incluyen indicaciones para los métodos y materiales utilizados en una sección específica. Para la enseñanza de la biología en la Universidad de Columbia, Mowshowitz publica una serie de
recomendaciones para estudiantes que permiten la elaboración de reportes de laboratorio [Mowshowitz, 2006]. Estas guías también incluyen una sección de método y materiales que debe balancear la brevedad con la posibilidad de replicar los resultados aplicando los mismos procedimientos.
La representación del conocimiento experimental es un enfoque creciente en el área de la biología. Debido a la gran cantidad de datos que se deben procesar y publicar, está área ha comenzado a recurrir a métodos más formales de representación del conocimiento como las ontologías [Scheuermann et al., 2009]. En particular, en el campo de la biología molecular, los datos que se generan durante los procesos experimentales son de tal tamaño y complejidad que se debe recurrir a los sistemas de representación para poder trabajar en forma colaborativa. De otra manera, se corre el riesgo de realizar investigación redundante y desperdiciar recursos. En una tesis doctoral sobre representación de conocimiento experimental en biología [Noy, 1997] se afirma que las ontologías no son suficientes para este tipo de conocimiento. Se deben representar estructuras espaciales y transformaciones, para los cuales se deben contemplar extensiones.
3.3.3
Conclusiones sobre Comunicación Científica
En la presente sección se han mostrado los enfoques que dan otras ciencias al problema de reporte de experimentos y replicaciones. La ciencia es una tarea colectiva donde la comunicación entre investigadores es una actividad esencial para la evolución del conocimiento. Los ciclos de confirmación, refutación y refinamiento de hipótesis solo pueden darse cuando existen medios adecuados de comunicación científica.
La comunicación en las ciencias experimentales ha evolucionado desde la Ilustración hasta nuestros días, pasando por una etapa de maduración de los journals científicos durante el siglo XIX. La necesidad de los científicos de convencer a otros investigadores motiva que los detalles de los experimentos estén presentes en las publicaciones de este tipo.
El reporte de experimentos es un tema para el que las sociedades científicas han dedicado guías específicas. Se han desarrollador guías de este tipo para disciplinas tan distintas como la química y la sicología. En todos los casos, se reconoce la necesidad de dar detalles sobre los procedimientos y aparatos particulares del experimento. En la concepción moderna de la ciencia está presente la idea de dar detalles para tener evidencia sobre la experiencia realizada y replicarla.
La presentación de los datos, en particular en formatos electrónicos, es un problema de creciente complejidad en los experimentos actuales. Las guías para el reporte de experimentos en distintas áreas comienzan a incorporar recomendaciones de cómo publicar este tipo de material. Un caso particular es en la biología donde se generan cantidades enormes de información experimental. Esta información suele requerir un soporte informático adecuado, además de una descripción detallada de los protocolos experimentales que permitan la replicación.