La ciencia es un enfoque sistemático y lógico para descubrir cómo funcionan las cosas en el universo. También es el cuerpo de conocimiento acumulado a través de los descubrimientos sobre todas las cosas en el universo.
La palabra «ciencia» se deriva de la palabra latina «scientia», que significa conocimiento basado en datos demostrables y reproducibles, según la Diccionario Merriam-Webster. Fiel a esta definición, la ciencia busca resultados medibles a través de pruebas y análisis, un proceso conocido como el método científico. La ciencia se basa en hechos, no en opiniones o preferencias. El proceso de la ciencia está diseñado para desafiar las ideas a través de la investigación. Un aspecto importante del proceso científico es que se enfoca sólo en el mundo natural, según el Universidad de California, Berkeley. Cualquier cosa que se considere sobrenatural, o más allá de la realidad física, no encaja en la definición de ciencia.
El método científico
Al realizar una investigación, los científicos usan el método científico para recolectar evidencia empírica medible en un experimento relacionado con una hipótesis (a menudo en forma de una declaración si/entonces) que está diseñada para respaldar o contradecir una teoria cientifica.
«Como biólogo de campo, mi parte favorita del método científico es estar en el campo recopilando datos», dijo a WordsSideKick.com Jaime Tanner, profesor de biología en Marlboro College. «Pero lo que realmente lo hace divertido es saber que estás tratando de responder una pregunta interesante. Entonces, el primer paso para identificar preguntas y generar posibles respuestas (hipótesis) también es muy importante y es un proceso creativo. Luego, una vez que recopilas los datos, analizarlo para ver si su hipótesis es compatible o no».
Los pasos del método científico son más o menos así, según universidad de línea alta:
- Haz una observación u observaciones.
- Formule una hipótesis: una descripción tentativa de lo que se ha observado y haga predicciones basadas en esa hipótesis.
- Probar la hipótesis y las predicciones en un experimento que se pueda reproducir.
- Analizar los datos y sacar conclusiones; aceptar o rechazar la hipótesis o modificar la hipótesis si es necesario.
- Reproduzca el experimento hasta que no haya discrepancias entre las observaciones y la teoría. «La replicación de métodos y resultados es mi paso favorito en el método científico», dijo a WordsSideKick.com Moshe Pritsker, ex investigador postdoctoral en la Facultad de Medicina de Harvard y director ejecutivo de JoVE. «La reproducibilidad de los experimentos publicados es la base de la ciencia. Sin reproducibilidad, no hay ciencia».
Algunos fundamentos clave del método científico:
- La hipótesis debe ser comprobable y falsable, de acuerdo con Universidad Estatal de Carolina del Norte. Falsificable significa que debe haber una posible respuesta negativa a la hipótesis.
- La investigación debe involucrar razonamiento deductivo y razonamiento inductivo. El razonamiento deductivo es el proceso de usar premisas verdaderas para llegar a una conclusión lógica verdadera, mientras que el razonamiento inductivo usa observaciones para inferir una explicación para esas observaciones.
- Un experimento debe incluir una variable dependiente (que no cambia) y una variable independiente (que sí cambia), según el Universidad de California, Santa Bárbara.
- Un experimento debe incluir un grupo experimental y un grupo de control. El grupo de control es contra lo que se compara el grupo experimental, según británica.
Hipótesis, teoría y ley
El proceso de generar y probar una hipótesis forma la columna vertebral del método científico. Cuando una idea ha sido confirmada a través de muchos experimentos, se le puede llamar teoría científica. Mientras que una teoría proporciona una explicación para un fenómeno, una ley científica proporciona una descripción de un fenómeno, de acuerdo con La Universidad de Waikato. Un ejemplo sería la ley de conservación de la energía, que es la primera ley de la termodinámica que dice que la energía no se crea ni se destruye.
Una ley describe un fenómeno observado, pero no explica por qué existe el fenómeno o qué lo causa. «En la ciencia, las leyes son un punto de partida», dijo Peter Coppinger, profesor asociado de biología e ingeniería biomédica en el Instituto de Tecnología Rose-Hulman. «A partir de ahí, los científicos pueden hacer las preguntas, ‘¿Por qué y cómo?'».
En general, se considera que las leyes no tienen excepción, aunque algunas leyes se han modificado con el tiempo después de que pruebas adicionales encontraron discrepancias. Por ejemplo, las leyes del movimiento de Newton describen todo lo que hemos observado en el mundo macroscópico, pero fallan a nivel subatómico.
Esto no significa que las teorías no sean significativas. Para que una hipótesis se convierta en una teoría, los científicos deben realizar pruebas rigurosas, generalmente en múltiples disciplinas por parte de grupos separados de científicos. Decir que algo es «solo una teoría» confunde la definición científica de «teoría» con la definición del profano. Para la mayoría de la gente, una teoría es una corazonada. En ciencia, una teoría es el marco para las observaciones y los hechos, dijo Tanner a WordsSideKick.com.
Una breve historia de la ciencia.
La evidencia más antigua de la ciencia se puede encontrar tan atrás como existen registros. Las primeras tablillas contienen números e información sobre el sistema solar, que se derivaron mediante el uso de la observación cuidadosa, la predicción y la prueba de esas predicciones. Sin embargo, la ciencia se volvió decididamente más «científica» con el tiempo.
1200: Robert Grosseteste desarrolló el marco para los métodos apropiados de la experimentación científica moderna, según el Enciclopedia de Filosofía de Stanford. Sus obras incluyeron el principio de que una investigación debe basarse en evidencia mensurable que se confirma a través de pruebas.
1400: Leonardo da Vinci comenzó sus cuadernos en busca de pruebas de que el cuerpo humano es microcósmico. El artista, científico y matemático también reunió información sobre óptica e hidrodinámica.
1500: Nicolás Copérnico avanzó en la comprensión del sistema solar con su descubrimiento del heliocentrismo. Este es un modelo en el que la Tierra y los demás planetas giran alrededor del sol, que es el centro del sistema solar.
1600: johannes kepler construido sobre esas observaciones con sus leyes del movimiento planetario. Galileo Galilei mejoró un nuevo invento, el telescopio, y lo usó para estudiar el sol y los planetas. La década de 1600 también vio avances en el estudio de la física cuando Isaac Newton desarrolló sus leyes de movimiento.
1700: Benjamin Franklin descubrió que los rayos son eléctricos. También contribuyó al estudio de la oceanografía y la meteorología. La comprensión de la química también evolucionó durante este siglo cuando Antoine Lavoisier, apodado el padre de la moderna química, desarrolló la ley de conservación de la masa.
1800: Los hitos incluyeron los descubrimientos de Alessandro Volta con respecto a las series electroquímicas, que llevaron a la invención de la batería. John Dalton también introdujo la teoría atómica, que afirmaba que toda la materia está compuesta de átomos que se combinan para formar moléculas. La base del estudio moderno de la genética avanzó cuando Gregor Mendel reveló sus leyes de la herencia. Más adelante en el siglo, Wilhelm Conrad Röntgen descubrió Rayos X, mientras que la ley de George Ohm proporcionó la base para comprender cómo aprovechar las cargas eléctricas.
1900: Los descubrimientos de Albert Einstein, mejor conocido por su teoría de la relatividad, dominó el comienzo del siglo XX. La teoría de la relatividad de Einstein son en realidad dos teorías separadas. Su teoría especial de la relatividad, que esbozó en un artículo de 1905, «La electrodinámica de los cuerpos en movimiento,» concluido que hora debe cambiar de acuerdo con la velocidad de un objeto en movimiento en relación con el marco de referencia de un observador. Su segunda teoría de la relatividad general, que publicó como «La Fundación de la Teoría General de la Relatividad, avanzó la idea de que la materia hace que el espacio se curve.
En 1952, Jonas Salk desarrolló el vacuna contra la polio, que redujo la incidencia de la poliomielitis en los Estados Unidos en casi un 90 %, según británica. Al año siguiente, James D. Watson y Francis Crick descubrieron la estructura de ADN, que es una doble hélice formada por pares de bases unidas a un esqueleto de azúcar-fosfato, según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.
Década de 2000: el siglo XXI vio el primer borrador del genoma humano completado, lo que llevó a una mayor comprensión del ADN. Esto hizo avanzar el estudio de la genética, su papel en la biología y su uso como predictor de enfermedades y otros trastornos, según la Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.
Recursos adicionales
Bibliografía
Diccionario Merriam-Webster, Scientia. 2022. https://www.merriam-webster.com/dictionary/scientia
Universidad de California, Berkeley, «Comprensión de la ciencia: una descripción general». 2022. https://undsci.berkeley.edu/article/0_0_0/intro_01
Highline College, «Método científico». 12 de julio de 2015. https://people.highline.edu/iglozman/classes/astronotes/scimeth.htm
Universidad Estatal de Carolina del Norte, «Science Scripts». https://projects.ncsu.edu/project/bio183de/Black/science/science_scripts.html
Universidad de California, Santa Bárbara. «¿Qué es una variable independiente?» 31 de octubre de 2017. http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=6045
Enciclopedia Británica, «Grupo de control». 14 de mayo de 2020. https://www.britannica.com/science/control-group
La Universidad de Waikato, «Hipótesis científica, teorías y leyes». https://sci.waikato.ac.nz/evolution/Theories.shtml
Enciclopedia de Filosofía de Stanford, Robert Grosseteste. 3 de mayo de 2019. https://plato.stanford.edu/entries/grosseteste/
Enciclopedia Británica, «Jonas Salk». 21 de octubre de 2021. https://www.britannica.com/biografía/Jonas-Salk
Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, «Backbone de fosfato». https://www.genome.gov/genetics-glossary/Phosphate-Backbone
Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, «¿Qué es el Proyecto Genoma Humano?» https://www.genome.gov/human-genome-project/What
Ashley Hamer, colaboradora de Live Science, actualizó este artículo el 16 de enero de 2022.
