SECCIN DE EPIDEMIOLOGA

El mtodo cientfico

Revista de la Facultad de MedicinaUniversidad Nacional de Colombia1999 - Vol. 47 N"1 Pgs. (44-48)

Aura Nidia Herrera Rojas, Profesor Asistente, Departamento de Psicologa, Centro de Epidemiologa Clnica. Universidad Nacional deColombia. E-mail: anherrer@bacata.usc.unal.edu.co.RodrigoPardoTurriago.MD.yRicardoSnchezPedraza.MD. ProfesoresAsociados,Facultad de Medicina, Centro de Epidemiologa Clnica. Universidad Nacional de Colombia.

Este artculo parte de la presentaciny discusin de tres formas de accederal conocimiento -Ia autoridad, laintuicin y la razn- para llegar apresentar algunas caractersticasgenerales del mtodo cientfico. Serevisan algunos de los rasgosdistintivos entre las ciencias formalesy las ciencias fcticas, enfatizando lascaractersticas de las segundas y enespecial de su mtodo. Finalmente sepresentan, de manera resumida,algunos conceptos estadsticos, lautilidad de la tcnicas estadsticas enla investigacin cientfica y elrazonamiento que se sigue en la pruebade hiptesis.Es posible identificar, segn Pagano(1), cuatro fuentes de conocimiento:la autoridad, la intuicin, la razn y elmtodo cientfico. De acuerdo con elprimero, algo es verdad cuando unareconocida autoridad as lo afirma yen consecuencia, el individuo que'conoce' lo hace porque cree en talautoridad. Aunque este "criterio deverdad ... ha mantenido enjaulado alpensamiento durante tanto tiempo ycon tanta eficacia" (2), basta unaobservacin no muy detenida paranotar que es muy frecuentementeusado, y algunos autores le reconocensu importancia en la vida diaria.Muchas de las cosas que 'sabemos' lashemos aprendido de esta forma y seraprcticamente imposible someterlas

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individualmente, a cualquier tipo deverificacin. Por ejemplo, segnalgunos tericos de la fisica, la materiase compone de elementos bsicos: lostomos. stos a su vez estn formadospor electrones, protones, etc.;aceptamos como cierto que existentales partculas sin haberlas visto.Incluso los cientficos recurren confrecuencia a esta forma deconocimiento cuando parten dealgunos principios que consideranverdaderos porque han sidoexpresados y sustentados por unaautoridad. Sin embargo, la diferenciaentre lafe y la ciencia est en que segnla primera aquellos principios sonverdaderos gracias a la autoridad dequien los presente, mientras que segnla segunda slo lo sern de maneratransitoria y lo ms importante es quesean verificables.La intuicin como fuente deconocimiento o como criterio deverdad se basa en la evidencia aparenteo en el presentimiento. Desde estepunto de vista existen verdades clarase inmediatas que sencillamentepenetran en el espritu humano sinnecesidad de razonamiento overificacin. En consecuencia, laverdad sobre la esencia de algunascosas podra encontrarse o percibirsea primera vista ya sea porque seconsidera que la intuicin es la fuenteprimaria de conocimiento, o porque

existen verdades tan aparentes que nonecesitan someterse al juicio de larazn o a comprobacin empricaalguna. Nuevamente se trata de unaforma de conocimiento muy frecuenteen la cotidianidad. Algunas de lasdecisiones que tomamos a diario tienencomo principal argumento la intuiciny son conocidos algunos casos dedescubrimientos cientficos quenacieron como una idea intuitiva, sobretodo despus de haber fallado elrazonamiento. Beveridge (3) mencionaalgunos casos ilustres. Sin embargo,nuestra intuicin de que algo esverdadero no garantiza que lo sea (4)y si de conocimiento cientfico se trata,la sola conviccin de veracidad de unaidea o su apariencia de verdad no sonargumentos suficientes paraconsiderarla verdadera.La tercera forma se refiere al uso de larazn. Desde esta perspectiva sesupone que si algunas afirmacionesverdaderas son sometidas al juicio dela razn respetando ciertas reglas, lasconclusiones tambin sernverdaderas. Baste un solo ejemplo parailustrar el uso de este mtodo comocriterio de veracidad en la vidacotidiana: el da de mi cumpleaos mimadre prepara una torta, hoyes micumpleaos, entonces hoy mi madreprepara una torta. Quien as razona -yquienes lo escuchan- dan porverdadera la conclusin gracias a que

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las afirmaciones son verdaderas y lasreglas de razonamiento utilizadas soncorrectas; sin embargo, existen muchassituaciones en las que el solorazonamiento no es suficiente parallegar a la verdad. Supngase que lamadre de quien habla en el ejemploanterior, olvid la fecha y no preparuna torta. El razonamiento seguirsiendo igualmente vlido pero laconclusin no es verdadera.Antes de entrar en la cuarta fuente deconocimiento, el mtodo cientfico,cabe hacer una primera clasificacinde las ciencias en dos tipos: formalesy fcticas (2). Las diferencias entreellas se encuentran tanto en su objetocomo en el mtodo que utilizan parallegar a la verdad. En primer lugar,mientras las ciencias formales seocupan de conceptos abstractos y delas relaciones entre ellos, en pocaspalabras, construyen sistemas tericossobre objetos abstractos, las cienciasfcticas se ocupan de los hechos,construyendo sistemas tericos sobreobjetos empricos. La matemtica, porejemplo, como ciencia formal trabajacon conceptos abstractos. Los nmerosson objetos ideales que no existen enla realidad an cuando sirvan paracontar objetos empirrco s. Laepidemiologa, en cambio, comociencia fctica se ocupa de hechos yprocesos como la identificacin de loshbitos alimenticios que favorecen laaparicin de determinada patologa.Los hbitos alimenticios sonobservables en la realidad y puedeintentarse su modificacin con el finde ver un efecto.De otra parte, las ciencias formalesrecurren al razonamiento lgico para

demostrar la veracidad de suspostulados. No es necesario recurrir ala experiencia para mostrar que 10+ 5= 15. En cambio, para las cienciasfcticas la lgica no es suficiente sinoque requiere adems de laconfrontacin emprica medianteobservacin o experimentacin.Siguiendo con el ejemplo anterior, elepidemilogo debe identificar, deacuerdo con las teoras yconceptualizaciones existentes, loshbitos alimenticios que le interesan;pero adems necesitar observarlos yen algunos casos tratar de introducircambios -prescribiendo unadeterminada dieta, por ejemplo- paramodificar la incidencia de unapatologa -la proporcin de niosdesnutridos en una comunidad dada-.Finalmente, mediante un razonamientolgico, las ciencias formales puedendemostrar que sus teoremas sonlgicamente verdaderos -veracidad- yste valor de verdad se mantendrdentro del sistema terico para el quese demostr. Por ejemplo, 10 + 5 = 15siempre ser un enunciado verdaderopara la operacin de la suma entrenmeros reales. Sin embargo, dentrodel sistema de conteo de las horas delda (1 a 12 horas) puede ser verdadero10 + 5 = 3 (la ciruga empez a las 10a.m., dur 5 horas y termin, enconsecuencia, a las 3 p.m.). Por suparte, las ciencias fcticas nodemuestran la veracidad de susenunciados. Los enunciados de lasciencias fcticas slo se consideranverdaderos de manera transitoria,mientras nuevas experiencias no losrefuten. En el ejemplo anterior, elepidemilogo debe ser capaz de

Tabla 1. Comparacin entre las ciencias formales y las ciencias fcticas.

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comunicar tanto las condiciones en quesus observaciones tuvieron lugar comolas operaciones que realiz paraobtener el efecto que efectivamenteobtuvo. Al final no habr demostradola veracidad de sus conclusiones, sinoque habr formulado algunosenunciados coherentes y susceptiblesde probar o refutar mediante nuevasexperiencias -verificabilidad-.Una comparacin entre cienciasfcticas y formales puede resumirsecomo aparece en la tabla 1. En sntesis,las ciencias formales trabajan conideales, utilizan la lgica y demuestranla veracidad de sus teoremas. Lasciencias fcticas por su parte, seocupan de hechos y procesos, utilizanel mtodo cientfico y construyenteoras coherentes y verificables. Dadoque la epidemiologa es una cienciafctica, en adelante nos ocuparemos destas y, en particular, de su mtodo.

El mtodo cientfico, racionalidad yverificabilidad

Cuando se habla de 'el mtodocientfico' con frecuencia se piensa enun conjunto de reglas o recetas que sise siguen de manera cuidadosa,conllevan a la solucin de un problema.Verlo as lo puede convertir en undogma ms, ya que se estararecurriendo nuevamente a la autoridadcomo criterio de verdad: "tal enunciadoes verdadero porque lo formul talcientfico, quien lleg a l siguiendoel mtodo cientfico". Es cierto que laactitud cientfica se caracteriza por unapermanente bsqueda de la verdad,pero no de la verdad definitiva einfalible. Para el cientfico, todo saber

Ciencias formales Ciencias fcticasSu objeto son entes ideales Su objetos son los hechos y procesosSu mtodo es la lgica Su mtodo es el mtodo cientfico

Un enunciado podra ser de la forma "Si p entonces q" Un posible enunciado es "Si se cambia la dieta,se disminuye la incidencia de desnutricin"

Demuestra de manera definitiva la verdad de sus teoremas Somete a prueba sus enunciados para confirmarlos o refutarlosConstruye enunciados verdaderos Enunciados verificables

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es falible y en consecuencia,susceptible de refutacin. Desde estaperspectiva, el mtodo cientfico estlejos de ser un conjunto de reglas quese deben seguir de manera rigurosa ypor el contrario puede ser modificadoy mejorado. "Uno de los erroresfrecuentes del joven hombre de cienciaconsiste en que con frecuencia no lograreconocer la necesidad de modificarlos mtodos disponibles paraadecuarlos a su problema particular ..."(5).Para Tamayo y Tamayo (6) el mtodocientfico se caracteriza por "sertentativo, verificable, de razonamientoriguroso y observacin emprica". Porsu parte, para Cohen y Nagel (7) 10 quedefine al mtodo cientfico es "lapersistente aplicacin de la lgica"para someter a prueba algunosenunciados empricos. Para Bunge (2)el mtodo cientfico es un conjunto dereglas "numerosas, complejas, ms omenos eficaces y en partedesconocidas"; pero tambin es "el artede formular preguntas y de probarrespuestas ... Por consiguiente, losescritos sobre el mtodo cientficopueden iluminar el camino de laciencia, pero no pueden exhibir todasu riqueza y, sobre todo, no son unsustituto de la investigacin misma, delmismo modo que ninguna bibliotecasobre botnica puede reemplazar a lacontemplacin de la naturaleza,aunque hace posible que lacontemplacin sea ms provechosa."En sntesis, el propsito fundamentalde las ciencias es descubrir la verdad.En esa bsqueda es necesario seguirciertas reglas -el mtodo cientfico- ydudar de todo hallazgo, incluso delmtodo mismo. En las ciencias fcticasel camino a la verdad implicaoperaciones de diferente tipo: a)necesita del razonamiento lgico paraformular preguntas y construir teorascoherentes -sistema organizado deideas sobre un aspecto de la realidad -y b) deben recurrir a la observacin ya la experimentacin para someter a

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prueba sus enunciados. El primeraspecto est en estrecha relacin conla racionalidad de las teorascientficas y el segundo con laverificabilidad de sus enunciados. Sinembargo, ambos aspectos estnntimamente ligados y cualquierdivisin no puede tener otro objetivoque facilitar la exposicin.La racionalidad, entendida como lacoherencia y organizacin de las ideasque conforman una teora, se garantizapor el cumplimiento de ciertas reglaslgicas. El razonamiento lgico,conocido como inferencia lgica puedeser de tipo deductivo o inductivo. Lainferencia deductiva ocurre cuando apartir de una teora y obedeciendociertas reglas de razonamiento lgico,se generan nuevas ideas o se predicenposibles resultados. La inferenciainductiva consiste en la construccinde una teora a partir de variasobservaciones particulares. Elcientfico hace inferencias inductivascuando a partir de la observacin oexperimentacin' sobre algunos casosconstruye generalizaciones y proponeteoras; y hace inferencia deductivacuando a partir de una teora generaalguna proposicin verificable -hiptesis- y trata de someterla a prueba.Sin embargo, la induccin surgida dela acumulacin de evidencia norefuerza una teora (8). La induccinse basa en el supuesto de que 10 quean no hemos observado es igual a 10que ya observamos; sin embargo, elhecho de que no hayamos observadoun caso que contradiga una teora noes garanta de que no pueda apareceren el futuro (9). Esto es, muchaevidencia en favor de una hiptesis noes suficiente para probarla pero unasola observacin contraria essuficiente para refutarla. En estesentido el proceso sera plantear unateora y a continuacin tratar dedemostrar que es falsa. Entre msresista a ser destruida ser ms fuerte.Las teoras cientficas tiles sonpotencialmente falsificables (10).

Ahora, la racionalidad es unacondicin necesaria en las teorascientficas pero no garantiza que susenunciados sean verdaderos. Losenunciados de las ciencias fcticas,ms que verdaderos, deben serverificables. En otras palabras, a losenunciados cientficos no se les exigeque sean verdaderos ms all decualquier duda, lo que se les exige esque concuerden con los hechos queestudia y que puedan someterse a lacomprobacin emprica mediante laobservacin o la experimentacin.Estos dos aspectos del conocimientocientfico -racionalidad yverificabilidad-, implican algunascaractersticas del mtodo cientfico.Segn Ander (11), el mtodocientfico: a) es fctico, es decir, tienesiempre un referente emprico, b)trasciende los hechos, va ms all dela apariencia, no se limita a describirlos hechos sino que trata deexplicarlos, e) requiere de laverificacin emprica para proponerrespuesta a los problemas que estudiay para apoyar sus enunciados., d) esauto correctivo y progresivo en tantoque va rechazando y ajustando tantolas teoras como las tcnicas utilizadas,e) busca formulaciones de tipo general,busca formular leyes sobre los hechosque estudia y f) es objetivo puesto quese basa en conceptos, juicios yraciocinios sobre los hechos y no ensensaciones, percepciones y juicios devalor del investigador. Esta ltimacaracterstica hace que los estudioscientficos sean replicables. Esto es,cualquier investigador puede tratar derepetir un estudio cientfico con el finde confirmar o rechazar los hallazgosreportados por el primero.Sin embargo, si se concibe que lanaturaleza es cambiante, no es fija, niesttica, se tendr que aceptar quecualquier resultado obtenido en unainvestigacin est afectado por talesvariaciones. Ntese que no se esthablando aqu de los cambiosproducidos por algunas variables

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asociadas, o de aquellos que se puedenesperar de manera sistemtica con eltranscurso del tiempo o como efectode una intervencin, sino devariaciones caprichosas o aleatoriasdel fenmeno. Tales variaciones seconocen como errores aleatorios y elnivel de precisin de los resultados deuna observacin o experimentacinestn en relacin inversa con lamagnitud de error aleatorio (12). Elanlisis del efecto de este error puedeestimarse a travs de pruebasestadsticas. La variabilidad de losfenmenos exige pruebas estadsticas.

Epidemiologa y estadstica

En repetidas ocasiones hasta aqu, seha afirmado que los enunciados de lasciencias fcticas se someten a pruebamediante la observacin o laexperimentacin. "La operacin bsicaen investigacin emprica es, sin duda,la observacin" (13). Sin embargo, enel mtodo cientfico, tal observacines sistemtica y organizada, no escasual m accidental. Laexperimentacin, por su parte, implicaadems de la observacin, laintervencin tambin sistemtica yorganizada del investigador, sobre loshechos o procesos que estudia. Estadistincin sustenta la divisinconvencional de los estudiosepidemiolgicos en dos grandescategoras: observacionales yexperimentales.Los estudios observacionales enepidemiologa tienen como principalobjetivo describir las caractersticas deuna poblacin o identificar los factoresasociados a un determinado fenmeno.En este tipo de estudios el investigadorrespeta los hechos en el sentido de quela naturaleza decide quin( es) seexpone al factor de inters y quin( es)no. Por ejemplo, en un estudio sobrela asociacin entre el tabaquismo y elcncer de pulmn, el investigador nopuede decidir quines son fumadoresy quines no, los grupos estn

conformados previamente y dentro delestudio se compararn lasproporciones de casos de cncer depulmn entre los dos grupos.En los estudios experimentales elinvestigador decide quines seexponen al factor de inters. En unestudio sobre la eficacia de un frmacopara el tratamiento de una patologa,el investigador conforma aleatoria-mente dos grupos de individuos: unode ellos recibir el frmaco de intersy otro recibir un placebo.Posteriormente se comparar el cursode la patologa en los dos grupos. Lasdiferentes estrategias a seguir en cadatipo de estudio y los controles ocuidados necesarios para garantizar lavali-dez de los resultados, conforma unamplio captulo dentro de laepidemiologa.Los mtodos estadsticos permiten ladescripcin rpida y precisa de algunascaractersticas generales del grupo -estadstica descriptiva- (14) o, me-diante inferencia inductiva, obtenerconclusiones para la poblacin a lacual pertenece la muestra estudiada -estadstica inferencial-. An cuandoalgunas operaciones o clculos no sondiferentes en los dos casos, es impor-tante tener en cuenta que los alcancesen cuanto a posibilidades degeneralizacin de los resultados s loson, y de manera importante. Ahora,hacer inferencia estadstica supone queexiste un valor desconocido para unapoblacin y que es posible acercarse al, mediante la observacin o medicinde la variable de inters en unamuestra. Se denomina poblacin algrupo total de inters dentro de unainvestigacin, definido claramente enel espacio y en el tiempo, dependiendode los objetivos del estudio. Ladefinicin en el espacio y en el tiempoes muy importante puesto que permiteidentificar los lmites dentro de loscuales las conclusiones del estudio sonvlidas. Por otra parte, se llamamuestra a un subconjunto quepertenece a la poblacin de inters y

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que proporciona los datos para elanlisis (13).Sin embargo, el investigador puedetratar de estimar el valor desconocidoa partir de la muestra, sin tener unainformacin previa acerca del mismo;o puede, con base en la informacindisponible en la literatura cientfica,formular una afirmacin que supone.Por ejemplo en la estimacin de laincidencia de una patologa elinvestigador puede contar el nmerode casos en la muestra y a partir deellos, estimar la proporcin de casosen la poblacin. Ahora, si hayinformacin disponible sobre laincidencia de la patologa, puedeformular una afirmacin a priori (laincidencia es igual a 0.2, por ejemplo)y contar los casos en la muestra parahallar la probabilidad de que laafirmacin sea verdadera, de acuerdocon la informacin emprica recogida.En el primer caso se estar haciendoestimacin estadstica y en el segundo,prueba de hiptesis.Una hiptesis es entonces unaafirmacin general, verificable ysustentada en la teora (2). Es unaafirmacin general en tanto que serefiere a un parmetro en unapoblacin y no a un caso particular;debe ser verificable en el sentidoexpuesto antes, esto es, que se puedasometer a prueba con base enobservacin o experimentacin y nocon base en el gusto o la convenienciay, finalmente, estar sustentada en lateora puesto que debe ser coherentecon el saber cientfico actual sobre elfenmeno que se estudia.Dado que la hiptesis debe serverificable, hace referencia a un valorparticular. En el ejemplo anterior, si sequisiera someter a prueba la hiptesisde que la incidencia es diferente de 0.2,habra que probar si es igual a 0,1; iguala 0,3 etc. De manera similar paraprobar si dos poblaciones sondiferentes en cuanto a la incidencia dela patologa, habra que hacer pruebascon diferencia del 5%, del 10%, del

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15%, etc; mientras que para probar lahiptesis "no existe diferencia entre lasdos poblaciones" slo habr que probarque la diferencia de incidencia es iguala O. As, la hiptesis que se somete aprueba -llamada hiptesis nula- hacereferencia a un valor nico o a ausenciade diferencia, y la afirmacin contrariase formula como hiptesis alterna ohiptesis de trabajo.El razonamiento que se sigue en laprueba de hiptesis puede resumirseas: a) formular las hiptesis, -nula yalterna- b) asumir que la hiptesis nulaes cierta mientras la evidencia empricano muestre lo contrario, c) si los datosno falsean la hiptesis nula, la preguntaque sigue es: qu tan probable es quese haya encontrado ese resultado por

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error aleatorio? y, finalmente d) si losdatos falsean la hiptesis nula, ademsde la pregunta anterior, cabe preguntar:se puede aceptar como verdadera lahiptesis alterna? Suponer que lahiptesis nula es verdadera permitehacer uso de los modelos tericos dela estadstica para decidir hasta qupunto los resultados observados apartir de los datos de la muestra, lafalsean. El razonamiento es elsiguiente: Si la hiptesis nula es ciertaentonces los valores observados en lamuestra estarn, con determinadaprobabilidad, entre tales valores(identificados de acuerdo con elmodelo terico). Ahora, se tienen dosposibilidades: el valor observado se

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encuentra efectivamente en el rangoestablecido, luego los datos no sonevidencia suficiente para falsear lahiptesis; o por el contrario: los valoresobservados se encuentran alejados delo esperado para la hiptesis verdadera,luego son evidencia para falsear lahiptesis.

Finalmente, si los datos no falsean lahiptesis nula, es decir si se hall unresultado dentro de lo esperado sobreel supuesto de que sta es cierta, nopuede concluirse ms all de cualquierduda, que la misma se ha probado oque es verdadera (15). Recurdese quela inferencia inductiva se basa en elsupuesto de que lo que no hemos vistoan, es igual a lo que hemos observado.

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Nota: este trabajo se publicar en el libro "Estrategias de investigacin en medicina clnica". Ardila E, Snchez R, Echeverry J, eds. En prensa.

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