(Ciencias de Joseleg)( Biología)( Introducción y biología celular)(Iniciando en Ciencias Naturales) (Introducción)(Historia de las ciencias)(Epistemología de las ciencias)(Teorías, fenómenos e hipótesis)(de los experimentos a las leyes)(La humanidad de la ciencia)(Las principales ciencias de la naturaleza)(Referencias bibliográficas)(Versión documento word)
Figura 12. El método científico. Existen muchos esquemas
lineales del método científico con diferentes grados de complejidad, sin
embargo, una forma de entenderlo es como un ciclo que inicia y termina con una
teoría, la cual es la máxima expresión del conocimiento de un campo científico
en un determinado momento. En la actualidad hay cuatro teorías primordiales, la
teoría de la relatividad para la física, la teoría cuántica y la teoría atómica
para la física y la química, y la teoría sintética de la evolución para la
biología.
Los fenómenos son las “realidades” con las que nos enfrentamos cotidianamente, y muchas son aparentes, pues parece evidente que el Sol se mueve alrededor de la Tierra, o que el suelo es plano, que los seres vivos no cambian entre otros. Los fenómenos tal como se muestran están dispersos, por lo que se necesita una teoría que los pueda explicar por medio de la generación de las hipótesis.
Sin embargo, la mera observación de un fenómeno no aporta
mucho a menos que se emplee el método científico. El método científico
generalmente es definido como el método de estudio sistemático de la naturaleza
que incluye las técnicas de observación, reglas para el razonamiento y la
predicción, ideas sobre la experimentación planificada y los modos de comunicar
los resultados experimentales y teóricos.
El método científico está compuesto por los siguientes conceptos:
hipótesis, experimentación, ley y teoría. Es importante no visualizarlo de
forma lineal, las hipótesis no aparecen de la nada o de la observación
aleatoria de la naturaleza. El orden en el que se procede a aplicar el método
científico dependerá de la necesidad del investigador. Aunque se nos dice que
el método inicia con las observaciones, en la actualidad esto es cada vez más y
más raro, hay que tener en cuenta que nos encontramos en un cierto grado de
sofisticación investigativa en todas las áreas del conocimiento por lo que es
más práctico decir que el método debe comenzar con las consecuencias lógicas,
aunque aún no investigadas, de alguna teoría científica que puede traducirse a
un modelo de situación concreto. Pero ¿Qué es una teoría?
Para muchas personas, una teoría es una suposición, no
comprobada de un fenómeno determinado, y muchas veces, utilizan el primer
significado del diccionario. De hecho, según el diccionario de la real academia
de la legua la palabra teoría tiene varios significados.
1-conocimiento especulativo considerado con independencia
de toda aplicación
Este es el significado que le endosan a la palabra teoría, y
por extensión a la teoría evolutiva, la teoría de la relatividad, la teoría
atómica o la teoría del BigBang, asociando o suponiendo que, las teorías no
están comprobadas, que funcionan muy bien metafóricamente, pero que no
funcionan absolutamente en el ambiente práctico. Sin embargo, existen otras
definiciones, que muy convenientemente olvidan. Sin ir más lejos, el segundo y
tercer significado del diccionario de la real academia de la lengua.
2-serie de las leyes que sirven para relacionar determinado
orden de fenómenos
3-hipótesis cuyas consecuencias se aplican a toda una
ciencia o a parte muy importante de ella.
Observen bien, aquí tenemos la introducción de otros dos
conceptos muy utilizados en la ciencia: la ley y la hipótesis, que junto con la
teoría están englobadas en lo que se conoce como el método científico.
El modelo
teórico es un mecanismo que permite interpretar las leyes y los fenómenos,
explicándolos, organizándolos, manipulándolos y lo más, más importante,
prediciendo NUEVAS leyes y nuevos fenómenos. Esta predicción es la que
va generando el programa de investigación al cual deben someterse las nuevas
generaciones de científicos para poder lograrse un verdadero avance en las
ciencias. debido a que es imposible obtener todos los datos del universo que
son, fueron y serán sobre un tema de estudio, ninguna teoría es una verdad
absoluta, todos son modelos transitorios que pueden ser mejorados o desplazados
por nuevas y mejores teorías. Las características de la teoría científica serán
descritas en base a la propuesta de T. S. Kuhn: ciencia normal, revolución
científica y anomalías.
Es común que el afianzamiento de nuevas leyes, creen nuevas
preguntas con lo cual la teoría debe crear nuevos modelos para nuevas
situaciones. En esta situación de normalidad, el conocimiento acumulado
concuerda con la teoría y la fortalece. Durante el estado de ciencia normal es
posible hacer lo siguiente:
·
Crear nueva tecnología para los diseños
experimentales.
·
Acumular información para contrastarla con las
predicciones del modelo.
·
Acumular anomalías.
De los tres aspectos de la ciencia normal, el más importante
es la creación de nueva tecnología., ya que es a través de esto que la ciencia
se justifica ante la sociedad misma, diferenciándose de otras formas de
conocimiento humano como la literatura, la música, la filosofía o las
religiones.
La ciencia normal no pode a prueba directamente los núcleos
fundamentales de las teorías. Dado que una teoría es un conjunto de principios
generales, también tienen la característica de aplicarse a situaciones
concretas, una misma teoría puede generar varias
posibles situaciones que conocemos como modelos científicos
plausibles o hipótesis. Las hipótesis
al ser modelos concretas, pueden traducirse a situaciones concretas, que pueden
ponerse a prueba para determinar si
una determinada predicción es plausible o no lo es. Estas situaciones concretas
pueden determinarse experimentalmente en el laboratorio o en el campo, de
formas directas a nuestros sentidos, o mediante la deducción de fenómenos
secundarios, que pueden ser interpretados a la luz de los modelos en
competencia. Una vez que un determinado modelo adquiere un peso experimental
firme y una forma matemática concreta se lo denomina una ley
de la naturaleza que ingresa formar parte de la teoría de la cual
surgió.
Pero este no siempre es el caso, todas las ciencias poseen
límites en el que sus modelos poseen problemas para la representación de los
datos experimentales. Cuando la cantidad de estos fenómenos no explicables es
leve la teoría se mantiene a flote. Las anomalías son fenómenos que no
concuerdan con las predicciones del modelo general, y estas pueden ser causadas
por varias razones:
·
Artefactos producidos por diseños experimentales
mal hechos.
·
Artefactos generados debido a que la tecnología
requerida para obtener fenómenos más exactos aún no ha sido inventada.
·
Artefactos generados por un muestreo limitado,
ya sea de forma voluntaria o involuntaria.
·
El modelo teórico no sirve, es erróneo y debe
ser descartado.
Las anomalías son importantes, ya que justifican el trabajo
de los científicos, son los misterios que las personas buscan responder por
medio de sus proyectos de investigación.
Las teorías pueden sobrevivir con cierta cantidad de
anomalías, siempre y cuando estas no lastimen los postulados fundamentales,
pero cuando estos contraejemplos son muchos y afectan las ideas cruciales de la
teoría, entonces se debe buscar una nueva teoría mediante una revolución
científica. Al igual que ocurre con las hipótesis, las nuevas teorías durante
la revolución científica deben ser capaces de sobrevivir a las pruebas
experimentales, bajo dos principios:
·
Explicar lo mismo que hacia la teoría vieja bajo
sus nuevos fundamentos clave
·
Explicar más que la teoría vieja tomando la
mayoría de los contraejemplos y organizándolos de manera coherente.
En este punto varias comunidades de científicos postulan
nuevos modelos teóricos y pugnan entre sí, para ver cuál puede explicar la
mayor cantidad de fenómenos, con una menor cantidad de anomalías. Finalmente,
la teoría que más fenómenos explique, con una menor cantidad de anomalías debe
ser aceptada, y con su aceptación es posible generar un nuevo programa de
investigación, un nuevo estado de ciencia normal, y por lo tanto de avance científico.
El modelo teórico es el que fija el proyecto de investigación, es decir, los fenómenos que valen la pena ser estudiados, sin una teoría, las observaciones al azar de la naturaleza generan pocos avances. Thomas Kuhn propuso y dio varios ejemplos en su libro llamado “Historia de las Revoluciones Científicas”, sobre cómo en el momento en que una ciencia no posee una teoría, esta es incapaz de embarcarse en un proyecto de investigación serio. Sin un programa de investigación no se pueden diseñar nuevos instrumentos o razonar hipótesis susceptibles de ser experimentadas, en otras palabras, sin una teoría general es imposible aplicar el método hipotético-deductivo. Es decir, una ciencia sin teoría o está en crisis o no es una ciencia de la naturaleza.
Una hipótesis es una suposición de algo posible o imposible
para sacar de ello una consecuencia matemática clara. Como pueden darse cuenta,
el concepto de hipótesis es bastante parecido al primer concepto de teoría del
diccionario, son suposiciones, pero una hipótesis no es solo una suposición, es
de hecho una afirmación con consecuencias lógicas y matemáticas. Por ejemplo,
Aristóteles se dio cuenta de que las cosas que están muy alejadas parecen estar
estáticas mientras que las que están cercanas s parecen moverse, al extrapolar
eso al firmamento, o sea, a las estrellas, se pueden derivar dos afirmaciones
lógicas o hipótesis. Ya que las estrellas parecen estar quietas, o están fijas
en el cielo, o están tan lejos que parecen estarlo. Esas son hipótesis de
estudio, excluyentes y complementarias, lo que se denomina, hipótesis nula e
hipótesis alternativa.
Obviamente uno carga una serie de pre-concepciones
Figura 13. La ciencia moderna mezcla
conocimiento empírico y a
priori. El procedimiento de Aristóteles se denomina A
priori, que
significa "sin contar con la experiencia, la observación o las evidencias
empíricas". Los griegos tendían a despreciar la evidencia empírica,
especialmente Platón maestro de Aristóteles enseñaba a ignorar al mundo y
concentrarse solo en el pensamiento.
Los métodos griegos se basaban principalmente en el
desarrollo filosófico, y no avanzaban demasiado en el práctico “¿será que la
cueva de Platón originó todo ese asunto?” o sea no comprobaban las hipótesis y
se elegían algunas de forma tácita o a priori sin contar con la experiencia.
Para Aristóteles y su cosmología no tenía sentido que las estrellas estuvieran
muy lejos, por lo que descartó esa hipótesis. La ciencia moderna, desde Galileo
toma otra perspectiva del problema. La solución no sería otra cosa que plantear
observaciones planeadas para confrontar las consecuencias de las hipótesis
empleando instrumentos especializados.
De la observación emergen hipótesis que son puestas a prueba
por medio de experimentos para observar los fenómenos hipotéticos. Por muy
simple que parezca o fácil de comprender, el proceso experimental no es así de
simple, no es un proceso lineal. Nunca lo ha sido y nunca lo fue, aquellas
personas que proponen las hipótesis lo hacen empleando marcos de referencia
abstractos, “es decir que son frutos del pensamiento y no se encuentran en la
naturaleza” llamados modelos teóricos. Los modelos teóricos limitan y seleccionan
los fenómenos que van a tomarse en cuenta y que instrumentos experimentales van
a emplearse. Es por esto que el proceso experimental no surge de la observación
del ambiente, por el contrario, emerge del proyecto de investigación propuesto
por el modelo teórico que acepta el investigador en su contexto y es matizado
muchas veces por sus propios prejuicios. Este proceso concuerda con el
mecanismo propuesto por el método hipotético-deductivo en el cual primero hay
un modelo teórico general, del cual se extrae una hipótesis concreta para dar
cuenta de una serie de problemas. De la hipótesis se extraen consecuencias que
deberán ser susceptibles de ser medidas/observadas de forma experimental.
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