Ciencia
sistema ordenado que construye y organiza el conocimiento De Wikipedia, la enciclopedia libre
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La ciencia (del latín scientĭa, 'conocimiento') es un conjunto de conocimientos sistemáticos comprobables que estudian, explican y predicen los fenómenos sociales, artificiales y naturales.[1] El conocimiento científico se obtiene de manera metodológica mediante observación y experimentación en campos de estudio específicos. Dicho conocimiento se organiza y se clasifica sobre la base de principios explicativos, ya sean de forma teórica o práctica. A partir del razonamiento lógico y el análisis objetivo de la evidencia científica se formulan preguntas de investigación e hipótesis, se deducen principios y leyes, y se construyen modelos, teorías y sistemas de conocimientos por medio del método científico.[2]
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Las ramas de la ciencia moderna típicamente se dividen en tres grandes grupos, las ciencias naturales como la física, la química y la biología; las ciencias sociales como la antropología, la economía y el derecho; y las ciencias formales como la lógica y las matemáticas, aunque este último se suele considerar como un grupo aparte ya que se basa más en axiomas que en la experimentación y observación. También se suele agrupar a las ciencias aplicadas como la medicina y la ingeniería en otro grupo ya que se basan en los conocimientos obtenidos por las ciencias básicas para la aplicación práctica de los mismos.
En términos más coloquiales, la ciencia también se suele dividir en ciencias duras y blandas, las primeras consideran y tienen como fundamento la observación experimental y le dan preferencia a la investigación cuantitativa, es decir, datos numéricos y medibles, características fundamentales de las ciencias naturales, mientras que las blandas tienden a considerar más la observación participante y los datos provenientes de la investigación cualitativa, esto es, datos no numéricos ni cuantificables, una característica propia de la metodología de las ciencias sociales y humanidades.
En las ciencias experimentales, los descubrimientos científicos se organizan por medio de métodos, modelos y teorías con el fin de generar nuevos conocimientos e investigaciones. Para llevarlas a cabo se establecen previamente unos criterios de verdad, metodologías, un marco conceptual o teórico y un protocolo de investigación. La aplicación de esos métodos y conocimientos conduce a la generación de nuevos conocimientos en forma de predicciones concretas, cuantitativas y comprobables referidas a observaciones pasadas, presentes y futuras. Con frecuencia esas predicciones se pueden formular mediante razonamientos y estructurar como reglas o leyes generales, que dan cuenta del comportamiento de un sistema y predicen cómo actuará dicho sistema en determinadas circunstancias.
Desde la revolución científica, el conocimiento científico ha aumentado tanto que los científicos se han vuelto especialistas y sus publicaciones se han vuelto muy difíciles de leer para los no especialistas.[3] Esto ha dado lugar a diversos esfuerzos de divulgación científica, tanto para acercar la ciencia al gran público, como para facilitar la compresión y colaboración entre científicos de distintos campos.[3]
La historia de la ciencia abarca el desarrollo de la ciencia desde la Antigüedad hasta el presente. La ciencia es un conocimiento empírico, teórico y de procedimiento sobre el universo, producido por científicos que formulan explicaciones y predicciones comprobables basadas en sus observaciones.[4] Hay tres ramas principales de la ciencia: natural, social y formal.[5]
Las primeras raíces de la ciencia se remontan al Antiguo Egipto y Mesopotamia alrededor de 3000 a 1200 A. C.[6][7] Sus contribuciones a las matemáticas, la astronomía y la medicina entraron y dieron forma a la filosofía natural griega de la Antigüedad clásica, mediante la cual se hicieron intentos formales para proporcionar explicaciones de eventos en el mundo físico basadas en causas naturales.[6][7] Después de la caída del Imperio romano occidental, el conocimiento de las concepciones griegas del mundo se deterioró en Europa occidental de habla latina durante los primeros siglos (400 a 1000 EC) de la Edad Media,[8] pero continuó prosperando en el Imperio Romano Oriental (o Bizantino) de habla griega. Con la ayuda de traducciones de textos griegos, la cosmovisión helenística se conservó y se absorbió en el mundo musulmán de habla árabe durante la Edad de Oro islámica.[9] La recuperación y asimilación de obras griegas y las investigaciones islámicas en Europa occidental desde el siglo X al XIII revivieron el aprendizaje de la filosofía natural en Occidente.[8][10]
La filosofía natural se transformó durante la Revolución Científica en la Europa de los siglos XVI al XVII,[11][12] a medida que nuevas ideas y descubrimientos se apartaron de las concepciones y tradiciones griegas anteriores.[13][14][15][16] La Nueva Ciencia que surgió era más mecanicista en su cosmovisión, más integrada con las matemáticas y más confiable y abierta ya que su conocimiento se basaba en un método científico recién definido.[14][17][18] Pronto siguieron más "revoluciones" en los siglos siguientes. La revolución químicadel siglo XVIII por ejemplo, introdujo nuevos métodos cuantitativos y medidas para la química. En el siglo XIX se enfocaron nuevas perspectivas con respecto a la conservación de la energía, la edad de la Tierra y la evolución.[19][20][21][22][23][24] Y en el siglo XX nuevos descubrimientos en genética y física sentaron las bases para nuevas subdisciplinas como la biología molecular y la física de partículas.[25][26] Además, las preocupaciones industriales y militares, así como la creciente complejidad de los nuevos esfuerzos de investigación, pronto marcaron el comienzo de la era de la " gran ciencia ", particularmente después de la Segunda Guerra Mundial.[25][26][27]
Las primeras raíces de la ciencia se remontan al Antiguo Egipto y a la Mesopotamia en torno a los años 3000 a 1200 a. C.[28] Aunque las palabras y los conceptos de "ciencia" y "naturaleza" no formaban parte del paisaje conceptual de la época, los antiguos egipcios y mesopotámicos hicieron aportaciones que más tarde encontrarían un lugar en la ciencia griega y medieval: las matemáticas, la astronomía y la medicina.[28][29] A partir de alrededor del año 3000 a. C., los antiguos egipcios desarrollaron un sistema de numeración de carácter decimal y orientaron sus conocimientos de geometría a la resolución de problemas prácticos, como los de los topógrafos y constructores.[28] Incluso desarrollaron un calendario oficial que contenía doce meses, de treinta días cada uno, y cinco días al final del año.[28] Los antiguos pueblos de Mesopotamia utilizaban los conocimientos sobre las propiedades de diversos productos químicos naturales para la fabricación de cerámica, loza, vidrio, jabón, metales, yeso de cal e impermeabilización;[30] también estudiaban la fisiología animal, la anatomía y el comportamiento con fines divinatorios[30] y realizaban amplios registros de los movimientos de los objetos astronómicos para su estudio de la astrología.[31] Los mesopotámicos tenían intenso interés por la medicina[30] y las primeras prescripciones médicas aparecen en sumeria durante la Tercera Dinastía de Ur (c. 2112 a. C. - c. 2004 a. C.).[32] No obstante, los mesopotámicos parecen haber tenido poco interés en recopilar información sobre el mundo natural por el mero hecho de recopilar información[30] y principalmente solo estudiaron temas científicos que tenían aplicaciones prácticas obvias o relevancia inmediata para su sistema religioso.[30]
En la Antigüedad clásica, no existe un verdadero análogo antiguo de un científico moderno. En su lugar, individuos bien educados, generalmente de clase alta, y casi universalmente varones, realizaban diversas investigaciones sobre la naturaleza siempre que podían disponer de tiempo.[33] Antes de la invención o descubrimiento del concepto de "naturaleza" (griego antiguo physis) por parte de los filósofos presocráticos, las mismas palabras solían utilizarse para describir la forma natural en que crece una planta,[34] y la "manera" en que, por ejemplo, una tribu adora a un dios determinado. Por esta razón, se afirma que estos hombres fueron los primeros filósofos en sentido estricto, y también los primeros en distinguir claramente "naturaleza" y "convención"[35]: 209 La filosofía natural, precursora de la ciencia natural, se distinguía así como el conocimiento de la naturaleza y de las cosas que son verdaderas para toda comunidad, y el nombre de la búsqueda especializada de tal conocimiento era filosofía, el reino de los primeros filósofos-físicos. Eran principalmente especuladores o teóricos, particularmente interesados en la astronomía. En cambio, tratar de utilizar el conocimiento de la naturaleza para imitarla (artificio o tecnología, griego technē) era visto por los científicos clásicos como un interés más apropiado para los artesanos de clase social inferior.[36]
Los primeros filósofos griegos de la Escuela Milesiana, fundada por Tales de Mileto y continuada posteriormente por sus sucesores Anaximandro y Anaxímenes, fueron los primeros en intentar explicar la fenómenos naturales sin apoyarse en lo sobrenatural.[38] El Pitagóricos desarrolló una filosofía de números complejos[39]: 467–68 y contribuyó significativamente al desarrollo de la ciencia matemática.[39]: 465 El teoría de los átomos fue desarrollado por el filósofo griego Leucipo y su alumno Demócrito.[40][41] El médico griego Hipócrates estableció la tradición de la ciencia médica sistemática[42][43] y es conocido como "El padre de la medicina".[44]
Un punto de inflexión en la historia de la ciencia filosófica primitiva fue el ejemplo de Sócrates de aplicar la filosofía al estudio de los asuntos humanos, incluyendo la naturaleza humana, la naturaleza de las comunidades políticas y el propio conocimiento humano. El método socrático, tal y como se documenta en los diálogos de Platón, es un método dialéctico de eliminación de hipótesis: se encuentran mejores hipótesis identificando y eliminando constantemente las que conducen a contradicciones. Se trata de una reacción al énfasis de los sofistas en la retórica. El método socrático busca verdades generales, comúnmente sostenidas, que dan forma a las creencias y las escudriña para determinar su consistencia con otras creencias.[45] Sócrates criticó el tipo de estudio más antiguo de la física por ser demasiado puramente especulativo y carente de autocrítica. Sócrates fue más tarde, en palabras de su Apología, acusado de corromper a la juventud de Atenas porque "no creía en los dioses en los que cree el Estado, sino en otros nuevos seres espirituales". Sócrates refutó estas afirmaciones,[46] pero fue condenado a muerte.[47]: 30e
Aristóteles creó posteriormente un programa sistemático de filosofía teleológica: El movimiento y el cambio se describen como la actualización de los potenciales que ya están en las cosas, según el tipo de cosas que sean. En su física, el Sol gira alrededor de la Tierra, y muchas cosas tienen como parte de su naturaleza que son para los humanos. Cada cosa tiene una causa formal, una causa final, y un papel en un orden cósmico con un impulsor inmóvil. Los socráticos también insistieron en que la filosofía debería utilizarse para considerar la cuestión práctica de la mejor manera de vivir para un ser humano (un estudio que Aristóteles dividió en ética y filosofía política). Aristóteles sostenía que el hombre conoce una cosa científicamente "cuando posee una convicción a la que ha llegado de una manera determinada, y cuando los primeros principios sobre los que descansa esa convicción le son conocidos con certeza".[48]
El astrónomo griego Aristarco de Samos (310-230 a. C.) fue el primero en proponer un modelo heliocéntrico del universo, con el Sol en el centro y todos los planetas orbitando alrededor de él.[49] El modelo de Aristarco fue ampliamente rechazado porque se creía que violaba las leyes de la física.[49] El inventor y matemático Archimedes de Siracusa hizo importantes contribuciones a los inicios del cálculo[50] y a veces se le ha atribuido como su inventor,[50] aunque su protocálculo carecía de varias características definitorias.[50]Plinio el Viejo fue un escritor y polímata romano, que escribió la enciclopedia seminal Historia Natural,[51][52][53] que se ocupan de la historia, la geografía, la medicina, la astronomía, las ciencias de la tierra, la botánica y la zoología.[51] Otros científicos o protocientíficos de la Antigüedad fueron Teofrasto, Euclides, Herófilo, Hiparco, Ptolomeo y Galeno.
Las ramas de la ciencia, disciplinas científicas, o simplemente ciencias, se suelen dividir en tres grupos: ciencias formales, ciencias naturales, y ciencias humanas o ciencias sociales. Estas conforman las ciencias básicas, sobre las que se apoyan las ciencias aplicadas como la ingeniería, la medicina y la enfermería.
A lo largo de los siglos, se han propuesto y utilizado varias clasificaciones distintas de las ciencias. Algunas incluyen un componente de jerarquía entre las ciencias que da lugar a una estructura de árbol, de ahí la noción de ramas de la ciencia. Hasta el Renacimiento, todo el saber que no fuera técnico o artístico se situaba en el ámbito de la filosofía. El conocimiento de la naturaleza era sobre la totalidad: una ciencia universal. Con la revolución científica se impuso la separación entre ciencia y filosofía, y surgieron las principales ciencias modernas,[54] entre ellas la física, química, astronomía, geología y biología.
En filosofía de la ciencia, la unidad de la ciencia es la idea de que todas las ciencias forman una integralidad o un todo unificado, que no puede ser separado o desmembrado a riesgo de perder la visión de conjunto.[55][56]
A pesar de esta afirmación, por ejemplo, es claro que física y sociología son dos disciplinas bien distintas y diferenciadas, y casi podríamos decir de una cualidad diferente, aunque la tesis de la unidad o unicidad de la ciencia afirmaría que, en principio, ambas deberían formar parte de un universo intelectual unificado de difícil o inconducente desmembramiento.
La tesis de la unidad de la ciencia[57] está usualmente asociada con una visión de diferentes niveles de organización en la naturaleza, donde la física es la más básica o fundamental, y donde la química es la que le sigue en jerarquía, y sobre esta última sigue la biología, y sobre la biología sigue la sociología. Según esta concepción, y partiendo desde la física, se reconocería así que las células, los organismos, y las culturas, tienen todos una base o un origen biológico, pero representando tres diferentes niveles jerárquicos de la organización biológica.[58]
A pesar de lo expresado, también se ha sugerido (por ejemplo por Jean Piaget, 1950),[59] que la unicidad de la ciencia podría ser considerada en términos de un círculo de ciencias o de disciplinas, donde la física provee la base para la química, y donde a su vez la química es la base para la biología, y la biología la base para la psicología, y esta la base para la lógica y la matemática, y a su vez la lógica y la matemática serviría de base y de comprensión para la física.
La tesis de la unidad de la ciencia[60] simplemente expresa que hay leyes científicas comunes aplicables a cualquier cosa y en cualquier nivel de organización. Pero en un determinado nivel de organización, los científicos llaman a esas leyes con nombres particulares, y visualizan la aplicación y expresión de esas leyes en ese nivel de una manera adaptada y simplificada, enfatizando por ejemplo la importancia de alguna de ellas sobre las otras. Es así como la termodinámica o las leyes de la energía, parecerían ser universales para cierto número de diferentes disciplinas, ya que por cierto, todos los sistemas en la naturaleza operan o parecen operar sobre la base de transacciones de energía. Claro, esto no excluye la posibilidad de algunas leyes particulares aplicables específicamente a dominios quizás caracterizados por una complejidad creciente, tal como lo sugerido por Gregg R. Henriques (2003, consultar 'Tree of Knowledge System'), quien precisamente propone cuatro grados de complejidad: Materia, Vida, Mente, y Cultura. Desde luego, este árbol igualmente podría ser circular, con la cultura enmarcando la comprensión y la percepción de la materia y de los sistemas por parte de la gente.
La ciencia es una creación humana, y forma parte de cultura humana. La ciencia es un todo unificado, en el sentido que es profundamente entendida cuando se la considera de una manera integral y holística, y no hay científicos que estudien realidades alternativas. Sin embargo, bien podría argumentarse que los científicos no actúan con un enfoque integral, pues por facilidad de análisis o por las razones que fueren, se hacen hipótesis simplificatorias, se aísla, se trata separadamente. Es posiblemente la percepción de una realidad sola, lo único que desemboca en la unidad de la ciencia.
Según la lógica proposicional, la ciencia parecería ser un camino hacia la simplificación, o en realidad hacia la universalización de teorías científicas discretas sobre la energía, y que los físicos llaman unificación. Esto ha conducido a la teoría de cuerdas y a sus concepciones derivadas, probablemente relacionadas con la noción que, en la base, sólo se encuentra la energía que no fue liberada en la Gran Explosión, y realmente nada más.
La tesis de la unidad de la ciencia, resulta ser más clara y mejor argumentada, por la Teoría General de Sistemas de Ludwig von Bertalanffy, Paul Oppenheim, e Hilary Putnam. Y fue aún más fuertemente argumentada y clarificada por Jerry Fodor.[61]
En filosofía de la ciencia, el problema de la demarcación es la cuestión de definir los límites que deben configurar el concepto «ciencia».[62] Las fronteras se suelen establecer entre lo que es conocimiento científico y no científico, entre ciencia y metafísica, entre ciencia y pseudociencia, y entre ciencia y religión. El planteamiento de este problema, conocido como problema generalizado de la demarcación, abarca estos casos. El problema generalizado, en último término, lo que intenta es encontrar criterios para poder decidir, entre dos teorías dadas, cuál de ellas es más «científica».
Tras más de un siglo de diálogo entre filósofos de la ciencia y científicos en diversos campos, y a pesar de un amplio consenso acerca de las bases generales del método científico,[63] los límites que demarcan lo que es ciencia, y lo que no lo es, continúan siendo debatidos.[64]
El problema de la distinción entre lo científico y lo pseudocientífico tiene serias implicaciones éticas y políticas.[65] El Partido Comunista de la URSS declaró (1949) pseudocientífica a la genética mendeliana —por «burguesa y reaccionaria»— y mandó a sus defensores como Vavílov a morir en campos de concentración.[66] Más recientemente y en el otro extremo del espectro político, empresas y asociaciones de la industria del petróleo, acero y automóviles, entre otras, formaron grupos de presión para negar el origen antropogénico del cambio climático a contramano de la abrumadora mayoría de la comunidad científica.[67]
La investigación es el trabajo creativo y sistemático realizado para aumentar el acervo de conocimientos.[68] Implica la recopilación, organización y análisis de información para aumentar la comprensión de un tema o problema. Un proyecto de investigación puede ser una expansión del trabajo anterior en el campo. Para probar la validez de instrumentos, procedimientos o experimentos, la investigación puede reproducir elementos de proyectos anteriores o del proyecto en su conjunto.
La investigación científica es el nombre general que obtiene el complejo proceso en el cual los avances científicos son el resultado de la aplicación del método científico para resolver problemas o tratar de explicar determinadas observaciones.[69] De igual modo la investigación tecnológica emplea el conocimiento científico para el desarrollo de tecnologías blandas o duras, así como la investigación cultural, cuyo objeto de estudio es la cultura. Además, existe a su vez la investigación técnico-policial y la investigación detectivesca y policial e investigación educativa.
El método científico es una metodología para obtener nuevos conocimientos, de la ciencia y que consiste en la observación sistemática, medición, experimentación y la formulación; análisis y modificación de hipótesis.[70] Las principales características de un método científico válido son la falsabilidad y la reproducibilidad y repetibilidad de los resultados, corroborada por revisión por pares. Algunos tipos de técnicas o metodologías utilizadas son la deducción,[71] la inducción, la abducción, y la predicción, entre otras.
El método científico abarca las prácticas aceptadas por la comunidad científica como válidas a la hora de exponer y confirmar sus teorías. Las reglas y principios del método científico buscan minimizar la influencia de la subjetividad del científico en su trabajo, reforzando así la validez de los resultados y, por ende, del conocimiento obtenido.
No todas las ciencias tienen los mismos requisitos. La experimentación, por ejemplo, no es posible en ciencias como la física teórica. El requisito de reproducibilidad y repetibilidad, fundamental en muchas ciencias, no se aplica a otras, como las ciencias humanas y sociales, donde los fenómenos no solo no se pueden repetir controlada y artificialmente (que es en lo que consiste un experimento), sino que son, por su esencia, irrepetibles, por ejemplo, la historia.
Así mismo, no existe un único modelo de método científico.[72] El científico puede usar métodos definitorios, clasificatorios, estadísticos, empírico-analíticos, hipotético-deductivos, procedimientos de medición, entre otros. Por esto, referirse a el método científico, es referirse a un conjunto de tácticas empleadas para construir conocimiento de forma válida. Estas tácticas pueden ser mejoradas, o reemplazadas por otras, en el futuro.[73] Cada ciencia, y aun cada tipo de investigación concreta, puede requerir un modelo propio de método científico.
En las ciencias empíricas no es posible la verificación; es decir, no existe el «conocimiento perfecto» o «probado». Cada teoría científica permanece siempre abierta a ser refutada. En las ciencias formales las deducciones o demostraciones matemáticas generan pruebas únicamente dentro del marco del sistema definido por ciertos axiomas y ciertas reglas de inferencia.[74]
Una ley científica es una proposición científica que afirma una relación constante entre dos o más variables o factores, cada uno de los cuales representa una propiedad o medición de sistemas concretos. También se define como regla y norma constantes e invariables de las cosas, surgida de su causa primera o de sus cualidades y condiciones. Por lo general se expresa matemáticamente o en lenguaje formalizado. Las leyes muy generales pueden tener una prueba indirecta verificando proposiciones particulares derivadas de ellas y que sean verificables. Los fenómenos inaccesibles reciben una prueba indirecta de su comportamiento a través del efecto que puedan producir sobre otros hechos que sí sean observables o experimentables.
En la arquitectura de la ciencia la formulación de una ley es un paso fundamental. Es la primera formulación científica como tal. En la ley se realiza el ideal de la descripción científica; se consolida el edificio entero del conocimiento científico: de la observación a la hipótesis teórica-formulación-observación-experimento (ley científica), teoría general, al sistema. El sistema de la ciencia es o tiende a ser, en su contenido más sólido, sistema de las leyes.[75]
Diferentes dimensiones que se contienen en el concepto de ley:[76]
Desde un punto de vista descriptivo la ley se muestra simplemente como una relación fija, entre ciertos datos fenoménicos. En términos lógicos supone un tipo de proposición, como afirmación que vincula varios conceptos relativos a los fenómenos como verdad.[77] En cuanto a la consideración ontológica la ley como proposición ha sido interpretada históricamente como representación de la esencia, propiedades o accidentes de una sustancia. Hoy día se entiende que esta situación ontológica se centra en la fijación de las constantes del acontecer natural, en la aprehensión de las regularidades percibidas como fenómeno e incorporadas en una forma de «ver y explicar el mundo».[78]
El problema epistemológico consiste en la consideración de la ley como verdad y su formulación como lenguaje y en establecer su «conexión con lo real», donde hay que considerar dos aspectos:
La teoría científica es una explicación de un aspecto del mundo natural o social que puede ser (o a fortiori, que ha sido) probada y corroborada repetidamente de acuerdo con el método científico, utilizando protocolos aceptados de observación, medición y evaluación de resultados. Cuando es posible, algunas teorías se prueban en condiciones controladas en un experimento.[81][82] En circunstancias que no son susceptibles de prueba experimental, las teorías se evalúan mediante principios de razonamiento abductivo. Las teorías científicas establecidas han resistido un escrutinio riguroso y encarnan el conocimiento científico.
Una teoría científica se diferencia de un hecho científico o de una ley científica en que una teoría explica el "por qué" o "cómo". Un hecho es una observación simple y básica, mientras que una ley es una declaración (a menudo una ecuación matemática) sobre una relación entre hechos u otras leyes. Por ejemplo, la Ley de Gravedad de Newton es una ecuación matemática que puede usarse para predecir la atracción entre cuerpos, pero no es una teoría para explicar cómo funciona la gravedad.[83]
Los científicos elaboran distintas teorías partiendo de hipótesis que han sido corroboradas por el método científico, luego recolectan pruebas para poner a prueba dichas teorías. Las finalidades de las teorías son explicativas y predictivas. La fuerza de una teoría científica se relaciona con la cantidad de fenómenos que puede explicar, los cuales son medidos por la capacidad que tiene dicha teoría de hacer predicciones falsables respecto de dichos fenómenos que tiende a explicar.
Los científicos utilizan las teorías como fundamentos para obtener conocimiento científico, pero también para motivos técnicos, tecnológicos o médicos. La teoría científica es la forma más rigurosa, confiable y completa de conocimiento posible. Esto es significativamente distinto al uso coloquial de la palabra «teoría», que se refiere a algo sin sustento o una suposición.[84]| Cosa o hecho | Objeto-modelo | Modelo teórico |
|---|---|---|
| Deuterón | Pozo de potencial del protón neutrón | Mecánica cuántica del pozo de potencia |
| Soluto en una solución diluida | Gas perfecto | Teoría cinética de los gases |
| Tráfico a la hora punta | Corriente continua | Teoría matemática de la corriente continua |
| Organismo que aprende | Caja negra markoviana | Modelo del operador lineal de Bush y Mosteller |
| Cigarras que cantan | Colección de osciladores acoplados | Mecánica estadística de los osciladores acoplados |
Un modelo científico es una representación abstracta, conceptual, gráfica o visual (ver, por ejemplo: mapa conceptual), física de fenómenos, sistemas o procesos a fin de analizar, describir, explicar, simular (en general, explorar, controlar y predecir) esos fenómenos o procesos. Un modelo permite determinar un resultado final a partir de unos datos de entrada. Se considera que la creación de un modelo es una parte esencial de toda actividad científica.[85][86][87]
Aun cuando hay pocos acuerdos generales acerca del uso de modelos, La ciencia moderna ofrece una colección creciente de métodos, técnicas y teorías acerca de los diversos tipos de modelos. Las teorías o propuestas sobre la construcción, empleo y validación de modelos se encuentran en disciplinas tales como la metodología, filosofía de la ciencia, teoría general de los sistemas y en el campo relativamente nuevo de visualización científica. En la práctica, diferentes ramas o disciplinas científicas tienen sus propias ideas y normas acerca de tipos específicos de modelos. Sin embargo, y en general, todos siguen los principios del modelado.
Debe distinguirse entre un modelo científico y una teoría, aun cuando ambos se hallan muy estrechamente relacionados, pues el modelo para una teoría equivale a una interpretación de esta teoría. Una teoría dada puede tener diversos modelos para poder ser explicada.[88]
Para hacer un modelo es necesario plantear una serie de hipótesis, de manera que lo que se quiere estudiar esté suficientemente plasmado en la representación, aunque también se busca, normalmente, que sea lo bastante sencillo como para poder ser manipulado y estudiado.
Todo conocimiento de la realidad comienza con idealizaciones que consisten en abstraer y elaborar conceptos; es decir, construir un modelo acerca de la realidad. El proceso consiste en atribuir a lo percibido como real ciertas propiedades, que frecuentemente, no serán sensibles. Tal es el proceso de conceptualización y su traducción al lenguaje.
Eso es posible porque se suprimen ciertos detalles destacando otros que nos permiten establecer una forma de ver la realidad, aun sabiendo que no es exactamente la propia realidad. El proceso natural sigue lo que tradicionalmente se ha considerado bajo el concepto de analogía. Pero en la ciencia el contenido conceptual solo se considera preciso como modelo científico de lo real, cuando dicho modelo es interpretado como caso particular de un modelo teórico y se pueda concretar dicha analogía mediante observaciones o comprobaciones precisas y posibles.
El objeto modelo es cualquier representación esquemática de un objeto. Si el objeto representado es un objeto concreto entonces el modelo es una idealización del objeto, que puede ser pictórica (por ejemplo, un dibujo) o conceptual (una fórmula matemática); es decir, puede ser figurativa o simbólica. La informática ofrece herramientas para la elaboración de objetos-modelo a base del cálculo numérico.
La representación de una cadena polimérica con un collar de cuentas de colores es un modelo análogo o físico; un sociograma despliega los datos de algunas de las relaciones que pueden existir entre un grupo de individuos. En ambos casos, para que el modelo sea modelo teórico debe estar enmarcado en una estructura teórica. El objeto modelo así considerado deviene, en determinadas circunstancias y condiciones, en modelo teórico.
Un modelo teórico es un sistema hipotético-deductivo concerniente a un objeto modelo que es, a su vez, representación conceptual esquemática de una cosa o de una situación real o supuesta real.[89] El modelo teórico siempre será menos complejo que la realidad que intenta representar, pero más rico que el objeto modelo, que es solo una lista de rasgos del objeto modelizado. Bunge esquematiza estas relaciones de la siguiente forma:[90]
Cualquier objeto modelo puede asociarse, dentro de ciertos márgenes, a teorías generales para producir diversos modelos teóricos. Un se gas puede considerar como un «enjambre de partículas enlazadas por fuerzas de Van der Waals», pero se puede insertar tanto en el marco teórico de la teoría clásica como en el de la teoría relativista cuántica de partículas, produciendo diferentes modelos teóricos en cada caso.
El consenso suele lograrse a través del debate científico.[92] La ética científica exige que las nuevas ideas, los hechos observados, las hipótesis, los experimentos y los descubrimientos se publiquen, justamente para garantizar la comunicación a través de conferencias, publicaciones (libros, revistas) y su revisión entre pares y, dado el caso, la controversia con los puntos de vista discrepantes.[93] La reproducibilidad de los experimentos y la falsación de las teorías científicas son un requisito indispensable para la buena práctica científica.
En ocasiones, las instituciones científicas emiten declaraciones con las que tratan de comunicar al "exterior" una síntesis del estado de la ciencia desde el "interior". El debate mediático o político sobre temas que son controvertidos dentro de la esfera pública pero no necesariamente para la comunidad científica puede invocar un consenso científico, como por ejemplo el tema de la evolución biológica[94][95] o el cambio climático.[96]
El conocimiento científico adquiere el carácter de objetividad por medio de la comunidad y sus instituciones, con independencia de los individuos. D. Bloor, siguiendo a Popper y su teoría del mundo 3, convierte simétricamente el reino de lo social en un reino sin súbditos individuales, en particular reduce el ámbito del conocimiento al estado del conocimiento en un momento dado, esto es, a las creencias aceptadas por la comunidad relevante, con independencia de los individuos en concreto. El conocimiento científico es únicamente adscrito a la «comunidad científica».
Pero esto no debe llevar a pensar que el conocimiento científico es independiente de un individuo concreto como algo autónomo. Lo que ocurre es que se encuentra «socialmente fijado» en documentos y publicaciones y está causalmente relacionado con los conocimientos de los individuos concretos que forman parte de la comunidad.[97]
El progreso científico es una etiqueta o una denominación, con frecuencia usada para señalar o evocar el desarrollo de los conocimientos científicos. El progreso técnico depende, en buena medida, del progreso científico.
Nuestro concepto de progreso científico está detrás de la idea de que la ciencia como disciplina incrementa cada vez más su capacidad para resolver problemas, a través de la aplicación de cuidadas y particulares metodologías que genéricamente englobamos con la denominación de método científico. Sin embargo, es posible que la ciencia no progrese indefinidamente, sino que llegue el fin de la ciencia.La filosofía de la ciencia es la rama de la filosofía que investiga el conocimiento científico y la práctica científica, se ocupa de examinar y describir la estructura de la ciencia y de los métodos que siguen los científicos para trabajar en ella. Se trata de una disciplina que reflexiona sobre los fundamentos, métodos, límites y alcances de la ciencia, podría decir que busca responder a la pregunta cómo se hace la ciencia [98][99]. Se trata de una disciplina que reflexiona sobre los fundamentos, métodos, límites y alcances de la ciencia.[100]
Lo que intenta la filosofía de la ciencia es explicar problemas tales como:
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La filosofía de la ciencia comparte algunos problemas con la gnoseología —la teoría del conocimiento— que se ocupa de los límites y condiciones de posibilidad de todo conocimiento. Pero, a diferencia de esta, la filosofía de la ciencia restringe su campo de investigación a los problemas que plantea el conocimiento científico; el cual, tradicionalmente, se distingue de otros tipos de conocimiento, como el ético o estético, o las tradiciones culturales.
A lo largo de la historia, se han propuesto diversos esquemas para el método científico. No hay un único método científico, algunos de los más importantes son:
En la actualidad, muchos científicos consideran que no existe un único método científico, debido a la complejidad y diversidad de las ciencias. [100][102]
Algunos científicos han mostrado un vivo interés por la filosofía de la ciencia y algunos como Galileo Galilei, Isaac Newton y Albert Einstein, han hecho importantes contribuciones. Numerosos científicos, sin embargo, se han dado por satisfechos dejando la filosofía de la ciencia a los filósofos y han preferido seguir haciendo ciencia en vez de dedicar más tiempo a considerar cómo se hace la ciencia. Dentro de la tradición occidental, entre las figuras más importantes anteriores al siglo XX destacan entre muchos otros Platón, Aristóteles, Epicuro, Arquímedes, Boecio, Alcuino, Averroes, Nicolás de Oresme, Santo Tomas de Aquino, Jean Buridan, Leonardo da Vinci, Raimundo Lulio, Francis Bacon, René Descartes, John Locke, David Hume, Emmanuel Kant y John Stuart Mill.
La filosofía de la ciencia no se denominó así hasta la formación del Círculo de Viena, a principios del siglo XX. En la misma época, la ciencia vivió una gran transformación a raíz de la teoría de la relatividad y de la mecánica cuántica. Entre los filósofos de la ciencia más conocidos del siglo XX figuran Karl R. Popper y Thomas Kuhn, Mario Bunge, Paul Feyerabend, Imre Lakatos, Ilya Prigogine, etc.La comunidad científica consta del cuerpo total de científicos junto a sus relaciones e interacciones. Se divide normalmente en "subcomunidades", cada una trabajando en un campo particular de la ciencia (por ejemplo existe una comunidad de robótica dentro del campo de las ciencias de la computación).
Miembros de la misma comunidad no necesitan trabajar en conjunto. La comunicación entre miembros es establecida por la diseminación de trabajos de investigación e hipótesis a través de artículos en revistas científicas que son revisadas por pares, o asistiendo a conferencias donde nuevas investigaciones son presentadas o ideas intercambiadas y debatidas.
Un científico (del latín scientificus,[103] y a su vez de scientia, 'conocimiento' y -fic, raíz apofónica de facis, 'hacer') es una persona que participa y realiza una actividad sistemática para generar[104] nuevos conocimientos en el campo de las ciencias (tanto naturales como sociales), es decir, que realiza investigación científica.[105][106][107] El término fue acuñado por el británico William Whewell en 1833.[108][109][110][111][112][113]
En un sentido más restringido, un científico es una persona que utiliza el método científico.[114][115] Puede ser experta en una o más áreas de la ciencia.[116]
Las mujeres han contribuido notablemente a la ciencia desde sus inicios. El estudio histórico, crítico y sociológico de este hecho se ha convertido en una disciplina académica en sí misma.
En varias antiguas civilizaciones occidentales hubo mujeres dedicadas a la medicina, y el estudio de la filosofía natural estaba abierto a las mujeres en la Antigua Grecia. Las mujeres también hicieron aportaciones a la protociencia de la alquimia en el siglo I y II d. C. En la Edad Media, los conventos cumplían una importante función para la educación femenina y algunas de estas instituciones les brindaron a las mujeres la oportunidad de participar en la investigación académica. Pero cuando, en el siglo XI, se fundaron las primeras universidades, las mujeres quedaron en su mayor parte excluidas de ellas.[117] Fuera del mundo académico, fue la botánica la ciencia que más se benefició de las aportaciones femeninas al inicio de la Edad Moderna. En Italia parece haber reinado una actitud más abierta que en otros lugares hacia los estudios de medicina por parte de mujeres.[117] La primera mujer de la que se sabe que obtuvo una cátedra en una disciplina científica fue Laura Bassi en la Italia del siglo XVIII.
Aunque los roles de género estaban muy definidos en el siglo XVIII, las mujeres avanzaron de forma visible en lo que respecta a la ciencia. Si bien hasta el siglo XIX se les siguió negando a muchas una educación científica formal, empezaron a ser admitidas en sociedades educativas de menor nivel. En el siglo XX se produjo un gran cambio; el número de mujeres que estudiaban en universidades aumentó sensiblemente, y comenzaron a ofrecerse trabajos remunerados a las que se quisiesen dedicar a la ciencia. Marie Curie, la primera mujer en ser galardonada con un Premio Nobel de Física en 1903, fue también la primera y hasta ahora única persona en obtener dos premios en dos disciplinas científicas, al recoger en 1911 el de química, en ambos casos por su trabajo sobre la radiactividad. 53 mujeres en total han recibido un Premio Nobel entre 1901 y 2019.[118]
Una sociedad científica es una asociación de profesionales, investigadores, especialistas o eruditos de una rama del conocimiento o de las ciencias en general, que les permite reunirse, exponer los resultados de sus investigaciones, confrontarlos con los de sus colegas o especialistas de los mismos dominios del conocimiento, y difundir sus trabajos a través de publicaciones especializadas.[119] La membresía puede estar abierta a todos, puede requerir la posesión de alguna calificación o puede ser un honor conferido por elección.[120]
La mayoría de las sociedades científicas son organizaciones sin ánimos de lucro, y muchas son asociaciones profesionales. Sus actividades suelen incluir la celebración de conferencias periódicas para la presentación y discusión de nuevos resultados de investigación y la publicación o patrocinio de revistas académicas en su disciplina. Algunos también actúan como organismos profesionales, regulando las actividades de sus miembros en el interés público o el interés colectivo de los miembros.La divulgación científica es el conjunto de actividades que interpretan y hacen accesible el conocimiento científico a la sociedad, es decir, todas aquellas labores que llevan a cabo el conocimiento científico a las personas interesadas en entender o informarse sobre ese tipo de conocimiento. La divulgación pone su interés no solo en los descubrimientos científicos del momento (por ejemplo, la determinación de la masa del neutrino), sino también en teorías más o menos bien establecidas o aceptadas socialmente (por ejemplo, la teoría de la evolución) o incluso en campos enteros del conocimiento científico.[121]
Mientras que el periodismo científico se centra en desarrollos científicos recientes, la divulgación científica es más amplia, más general.
Los estudios sociales sobre ciencia y tecnología abarcan un campo interdisciplinario de estudios sobre los efectos culturales, éticos y políticos del conocimiento científico y la innovación tecnológica.[123] Colocan el énfasis en la interpretación sobre las utilidades, apropiaciones e impactos en la vida cotidiana de las personas, con el objetivo de romper las antiguas barreras de investigación científico-técnica.
En las regiones de habla hispana, este tipo de inquietudes y de reflexiones han llegado con el nombre común de estudios de/sobre Ciencia, Tecnología, y Sociedad (abreviado CTS), lo que en las regiones de habla inglesa se conoce como Science and Technology Studies (Estudios de Ciencia y Tecnología) o Science, Technology and Society (Ciencia, Tecnología y Sociedad), ambas con el acrónimo STS. En las regiones de lengua hispana, la multidisciplinariedad en CTS incluye desde el principio los ámbitos de la sociología, la filosofía, la historia y la antropología, así como incorpora desde sus orígenes en los movimientos en defensa de los derechos humanos, el movimiento feminista, las corrientes medioambientalistas, pacifistas y los primeros grupos de LGBT surgidos sobre todo tras la guerra del Vietnam. Por sus orígenes y naturaleza vemos cierto paralelismo entre este campo y otros tipos de estudios culturales.[124][125]Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
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