Antes de considerar cuáles pueden ser los límites de la explicación científica, aclaremos primero qué se entiende por explicación científica. Una explicación de algún fenómeno es más que una mera descripción descriptiva del mismo. Una explicación proporciona una razón más profunda, una comprensión del fenómeno observado en términos de algunos principios subyacentes. Por ejemplo, la serie Balmer es una descripción de las emisiones de la línea espectral del átomo de hidrógeno en términos de una fórmula empírica descubierta por Johann Balmer en 1885. Pero no fue hasta que se descubrió la mecánica cuántica varias décadas después que una explicación más profunda de esta fórmula empírica fue dado. En resumen, una explicación proporciona una respuesta a la pregunta ” ¿Por qué? ” En términos de algún modelo físico o ley más profundo y general. En este caso, Balmer no sabía por qué su fórmula empírica era lo que era. No tenía explicación. Pero puede derivarse de las leyes generales de la mecánica cuántica, que proporcionan una explicación de por qué es lo que es en términos de principios más profundos. Este es un objetivo clave de la ciencia: proporcionar una explicación de los fenómenos empíricos en términos de leyes y principios más profundos y generales.
Ahora, dado que nuestras explicaciones se dan en términos de nuestras teorías científicas, los límites de las teorías científicas implican límites en las explicaciones científicas. Un hecho importante sobre las teorías científicas es que son de naturaleza provisional, y a menudo terminan siendo reemplazadas por teorías más completas. Por ejemplo, el modelo del átomo de Bohr proporcionó una explicación de la serie Balmer. Pero el modelo de Bohr fue reemplazado por la mecánica cuántica, lo que proporciona una explicación más profunda y precisa de la serie Balmer. Esto ilustra que una explicación científica que existe en un momento puede ser descartada y reemplazada por otra. Nunca sabemos cuánto tiempo durará una explicación científica actual antes de ser reemplazada por otra. También existe la complicación de que puede haber múltiples explicaciones diferentes para las mismas observaciones, lo que implica que en un momento dado, no podemos decir cuál de las explicaciones es correcta. En consecuencia, siempre habrá un misterio en el sentido de que una explicación única y final de los fenómenos eludirá para siempre la explicación científica. (¡En realidad son buenas noticias para los científicos, porque significa que nunca se quedarán sin trabajo!)
Hay otra limitación fundamental de la explicación científica: proporciona una explicación en términos de leyes y principios generales, abstraídos de los detalles. Por ejemplo, la serie Balmer proporciona un patrón general para las longitudes de onda de las líneas espectrales del átomo de hidrógeno. No explica por qué un átomo particular emite una longitud de onda particular en un momento y lugar particulares. Tampoco la teoría cuántica. O considere la tercera ley de Kepler del movimiento planetario. Proporciona una relación general que relaciona el tamaño de la órbita de un planeta con su período. No explica por qué nuestro sistema solar particular tiene planetas de tamaños particulares con períodos particulares. Esta es una característica general de cualquier teoría científica: puede explicar las relaciones entre cantidades físicas observadas dadas en términos de leyes subyacentes más profundas, pero esas leyes generales no proporcionan una explicación de la existencia de los detalles en sí mismos. Las ecuaciones de movimiento de Newton, por ejemplo, tienen muchas soluciones posibles para objetos sometidos a una fuerza central, pero no dictan en sí mismas qué soluciones particulares se realizarán físicamente. Nuestro sistema solar en particular es solo una de las posibles soluciones. Esas leyes no proporcionan una explicación de por qué existe este sistema solar en lugar de otro. En términos más generales, por qué existe este universo en particular en lugar de otro que sea igualmente compatible con las leyes científicas conocidas es un misterio que la ciencia no puede explicar. En última instancia, tenemos que aceptar el hecho inexplicable e irreductible de que este es el universo particular que está apareciendo.
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(Por cierto, el principio antrópico es un intento de explicar por qué las constantes universales tienen sus valores particulares apelando al hecho de que los seres humanos no existirían si tuvieran otros valores. Esto, argumentaría, no es una explicación en términos de un principio más profundo, sino más bien una vinculación de un hecho particular con otro hecho particular de nuestro universo, ninguno de los cuales cuenta con una explicación más profunda).
