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León Olivé

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Hanson Norwood

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Universidad de Múrcia

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Ciencia y método científico

La ciencia es un conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, y de los que se deducen principios y leyes generales. En su sentido más amplio se emplea para referirse al conocimiento en cualquier campo, pero que suele aplicarse sobre todo a la organización del proceso experimental verificable ( Mario Bunge).

Una dura advertencia surgió de un importante foro científico anual (al que asistieron unos 8000 científicos de 50 países) celebrado en Vancouver (Canadá): el mundo debe volver a aceptar la ciencia o podría ser demasiado tarde para salvar al planeta Tierra. La ciencia está "asediada", señalaron los altos académicos reunidos en el foro anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS) en Vancouver, al tiempo que instaron a los científicos a comunicar mejor su trabajo al público.

Las soluciones científicas son necesarias para resolver las crisis globales que padecemos -desde la escasez de alimentos y agua hasta la destrucción del medio ambiente- "pero el público ya no entiende la ciencia", dijo el experto en cambio climático y científico de la NASA James Hansen. "Tenemos que planificar el futuro, teniendo en cuenta el riesgo del cambio climático con 9000 a 10000 millones de personas", dijo Hans Rosling, un experto sueco en salud pública famoso por su lucha contra la ignorancia científica con pegadizos vídeos de YouTube. Dijo que es ingenuo pensar que la humanidad puede retroceder históricamente, mientras señalaba gráficos mostrando cómo las poblaciones humanas cambiaron con la tecnología y cómo sin la ciencia la mayoría de los niños morirían. "Me enojo cuando oigo a la gente decir: ' En la selva la gente vive en equilibrio ecológico'. No lo hacen. Mueren en equilibrio ecológico", aseveró.

Por otra parte la ciencia goza de tan buena fama que otros campos de conocimiento intentan hacerse pasar por ciencia. Y no es en referencia tan sólo a las pseudociencias, que aparecen por todas partes en busca de reconocimiento y de las que hay mucho que hablar, sino a las supuestas "ciencias" de todo tipo que proliferan últimamente. En esta Universidad, hay varios grados que se denominan ciencias pero que no tienen nada que ver con lo que se enseña en una Facultad de Ciencias. Como por ejemplo: Ciencias Económicas, Ciencias Políticas, Ciencias del Trabajo, Ciencias de la Educación, e incluso Ciencias de la Actividad Física y el Deporte.

Teorías científicas

Es habitual que los humanos intentemos encontrar explicaciones sobre lo que, percibimos a través de nuestros sentidos, y una vez encontradas verificamos que suelen ser complejas y variadas. Así trabaja nuestra mente, usa la inteligencia para comprender mejor nuestras experiencias.

Con frecuencia es suficiente designar con un nombre a una situación acaecida en nuestra vida ordinaria. Por ejemplo, un agricultor escucha un ruido procedente del cielo y dice "es un trueno". Pero no siempre el nombre proporciona suficiente información sobre el tema, aunque si es tranquilizador el hecho de ser capaces de asignar un nombre, esto significa que ha existido una experiencia similar previamente y que podemos reconocerla. Nos indica que otras personas también han percibido el mismo tipo de hechos.

A partir de una experiencia muchas veces se puede deducir lo que sucederá a continuación, el agricultor dirá "lloverá pronto". Hemos sido capaces de organizar nuestras percepciones de forma que podemos reconocerlas como modelos comunes y hemos aprendido a utilizar una información que nos ayuda a comprender aquello con los que nos encontramos en la vida cotidiana. El agricultor puede decir "dios se ha enfadado y manda estos rayos contra nosotros, pronto se compadecerá y enviará lluvia". En otras ocasiones el mismo dios enviará sol, o viento, o nieve. Es normal que ante la falta de conocimientos sobre los sucesos de la naturaleza la gente los atribuya a los dioses, que no tienen existencia real, sino que son creaciones de los cerebros de algunas personas. Las teorías científicas van acabando paulatinamente con las creencias que atribuyen a entes sobrenaturales los hechos de la naturaleza que en algún momento hitórico no se podían explicar.

Las teorías se desarrollan como respuestas a preguntas del tipo ¿por qué? o ¿cómo?, se observa alguna secuencia de hechos, alguna regularidad en torno a dos o más variables y alguien se pregunta por qué esto es así. Una teoría intenta explicar los hechos y consiste en:

- Un conjunto de definiciones que claramente describen las variables que se van a utilizar
- Un conjunto de supuestos que trazan las condiciones bajo las cuales se va a aplicar la teoría
- Una o más hipótesis sobre el comportamiento de estas variables
- Predicciones que se deducen de los supuestos de la teoría, y que es posible contrastar con datos reales obtenidos de observaciones o experimentos.
- Una de las principales consecuencias de las teorías es que sirven para predecir hechos que todavía no han sucedido. De esta forma se puede comprobar si una teoría es correcta o no, haciendo experimentos cuyos resultados pueden no sólo demostrar que la teoría es falsa, sino también indicar dónde se equivoca, y de esta forma se pueden proponer teorías corregidas o nuevas.

Criterios de aceptación de una teoría
La pregunta que lógicamente surge a continuación es ¿cuáles son los criterios necesarios para convencer a alguien que una explicación dada es correcta? Por supuesto, la respuesta depende del tipo de persona, para alguien que se inclina por aceptar una explicación teísta puede ser suficiente con verificar que la explicación coincide con la de los libros religiosos como por ejemplo La Biblia, otras personas aceptan una nueva idea si está avalada por alguien al que se le considera instruido e inteligente. Ambos argumentos seguro que no convencen a un auditorio científico.

Puede haber más de una explicación científica sobre una cuestión. A veces una explicación puede incluir a otra, por ejemplo la teoría cinética de los gases engloba la ley de Gay-Lussac. Un examen de casos en los que las nuevas teorías sobre la naturaleza han sido aceptadas puede ser de mucha ayuda.

Consideremos que en un período de la historia se ha aceptado una teoría sobre la naturaleza que proporciona una explicación de los sucesos y que es válida en muchos casos, llamémosla primera teoría aceptada. Supongamos que esta teoría tenga algunos defectos que son reconocidos al menos por algunos científicos, en estas condiciones debe proponerse una nueva teoría, en cierto modo para subsanar estos defectos. Seguidamente se comentan factores de gran ayuda con vistas a convencer a la comunidad científica para que acepte una nueva teoría:

- Reductibilidad

La nueva teoría debe ser por lo menos tan buena como la que pretende reemplazar. El procedimiento para demostrar este criterio consiste en verificar que en las situaciones pertinentes la nueva teoría se reduce a la antigua. Cuando se ha acumulado un gran cuerpo de información en un campo, cualquier modificación debe tener en cuenta todos los logros de las teorías existentes, esto significa que toda persona que desee aportar algo en este campo, debe conocerlo muy bien, una teoría expuesta por un individuo inexperto es muy difícil que llegue a ser considerada.

Este criterio puede resumirse de la siguiente forma:una teoría nueva debe conducir a los mismos resultados obtenidos con las teorías aceptadas previamente en todos los casos que se ha probado que son útiles.

- Innovación

La nueva teoría debe ser mejor que la antigua, no es suficiente dar los mismos resultados que la anterior. Se dice que ambas teorías son equivalentes cuando en todos los casos las predicciones de la nueva teoría son las mismas que las de la antigua y la elección entre una u otra es cuestión de gustos. Si verdaderamente la nueva teoría aspira a reemplazar a la anterior, debe añadir algo nuevo.

Por ejemplo, la teoría cinética de los gases no sólo reproduce todos los logros de Gay-Lussac y Arquímedes, sino que ayuda a explicar fenómenos sobre los que las antiguas teorías no aportaban nada. Con ayuda de la teoría cinética podemos calcular, por ejemplo la velocidad del sonido y la resistencia que el aire ofrece a los proyectiles que lo atraviesan.

- Verificabilidad

Debe ser posible comprobar que una teoría es correcta. Normalmente el argumento clave a favor de una teoría es que realice una predicción real del resultado de un experimento que no haya sido todavía efectuado. La teoría de Maxwell de la electricidad y magnetismo propuesta en 1873 predijo que las ondas electromagnéticas podrían ser enviadas a través del espacio a velocidades próximas a las de la luz, estas ondas fueron descubiertas por Heinrich Hertz en 1887. La comprobación final llegó el 12 de diciembre de 1901 por parte, entre otros, del italiano Guillermo Marconi, que patentó su descubrimiento en 1900. Recientemente se ha medido el campo magnético de la luz por parte de los físicos Harald Giessen y Ralf Vogelgesang, hasta ahora en las longitudes de onda ópticas los experimentos habían logrado medir solamente la componente eléctrica del campo ya que la componente magnética es muchísimo más débil, con estas aportaciones se ha completado la verificación de la teoría de Maxwell.

Existen teorías tan indefinidas o complicadas que se resisten a una comprobación experimental. ElOráculo de Delfos en la antigua Grecia, proclamaba que era capaz de predecir el futuro, pero sus aseveraciones eran siempre tan indefinidas que si la predicción no resultaba cierta podía argumentarse que había sido mal interpretada (caso típico con los horóscopos). Una teoría que siempre puede reajustarse de forma que explique cualquier resultado experimental no puede ser satisfactoria.

- Elegancia

Una teoría sobre la naturaleza debe ser bella. Este es otro elemento (llamémosle elegancia o belleza) que ayuda a que una nueva teoría tenga mejor acogida. Los científicos creen que las formas de las leyes de la naturaleza son simples, las teorías físicas más importantes del pasado son muy simples, como F=ma, E=mc².

Una nueva teoría debe inclinarse por un enunciado universal de sus principios que sea breve y de gran contenido.

- Otras consideraciones

Finalmente hay criterios que no deben tenerse en cuenta. Por ejemplo no es necesario que una teoría científica esté de acuerdo con las ideas de V. I. Lenin, por poner un ejemplo, sin negar en ningún momento la gran importancia de dicha persona (muy representativo fue el caso Lysenko). O tampoco es necesario que esté conforme con respecto a lo que nos dice la Biblia sobre la creación, aunque mucha gente lo crea, sin darse cuenta que dicho "libro sagrado" es una novela.

"La peor clase de teoría, no es una teoría que cometa errores, puesto que de los errores podemos aprender, sino que la peor clase de teoría es una teoría que ni siquiera intenta cometer errores, una teoría preparada para cualquier cosa. Si todo es igual de posible, no hay nada que suscite algún interés especial"

~Frank Wilczek~

El método científico

La elección no es entre teoría y observaciones, sino entre mejores o peores teorías para explicar las observaciones, los hechos son intocables. Pero esto no quiere decir que las teorías sean humildes sirvientes de las observaciones, de hecho casi todos los científicos están más interesados en las teorías, viéndose los experimentos como unos sirvientes que permiten decidir entre varias teorías. Cuando alguien logra comprender el método científico, entenderá que actualmente no existe otra forma de obtener conocimiento válido sobre el mundo.

Las fases básicas seguidas por los científicos para obtener conocimiento científico son:

1. Observar el entorno y plantear una forma precisa del problema que se va a estudiar; es decir, formular con precisión el problema y plantear hipótesis.

2. Realizar medidas con recogida de datos. Dicho de otra forma, contrastar la hipótesis planteada; es decir, intentar confirmar o rechazar dichas hipótesis de trabajo mediante experiencias. Para la realización de dichas experiencias:

Se suelen elaborar modelos o formas simplificadas del problema real que ayuden a su comprensión: controlando las variables que intervienen para tratar de averiguar cuáles son importantes en dicho problema y cuáles no; controlando la precisión de los aparatos de medida, etc. Si hay varias variables se controlan todas menos la que queremos estudiar.

Los resultados: Se anotan y tabulan (se expresan en tablas diseñadas por el que realiza la experiencia).

Se repiten las medidas

Se hace un tratamiento estadístico de las medidas realizadas.

Se realizan gráficas que ayudan a descubrir si los resultados se ajustan a alguna función matemática y, por tanto, nos permitiría prever alguna ley en su comportamiento.

3. Si los resultados confirman las hipótesis o sin confirmarlas obtenemos resultados que se ajustan a algún patrón, podremos formular leyes generales, capaces de explicar todos los problemas similares al estudiado. La obtención de resultados análogos en experimentos idénticos anima al científico a emitir una hipótesis o teoría de supuesta validez general.

El método científico se puede describir mediante las siguientes etapas:

1. Plantear un problema

2. Observar algo

3. Buscar una teoría que lo explique

4. Hacer predicciones en base a esa teoría

5. Comprobar esas predicciones haciendo experimentos u observaciones

6. Si los resultados están de acuerdo con la teoría, volver al cuarto paso, si no, volver al tercero

El siguiente diagrama muestra como se desarrolla el método científico según el físico y filósofo Mario Bunge.
Si se tiene alguna duda sobre la validez científica de cualquier área del saber, rama o pseudociencia que pretenda acceder al manto de respetabilidad que otorga la ciencia, se han de efectuar las preguntas del método científico:

¿Hay observaciones fiables?

¿Se realizan experimentos en condiciones controladas y reproducibles?

¿Hay alguna teoría, hipótesis o conjetura que permita explicar los fenómenos observados y experimentados?

¿Se comunican dichas teorías y experimentos de forma abierta y fiable?

¿Se ha verificado de forma rigurosa e independiente?

Un ejemplo práctico, pseudociencia astrología (Fuente: Profesor en Línea)
Se desea verificar, de una vez por todas, si la astrología (creencia que agrupa a toda la población humana en doce tipos de personalidad según su día de nacimiento, entre otras cosas) funciona o no. Se aplica el método científico para saber si es así o no lo es. Para hacerlo, se ha de proceder de la siguiente forma:

Plantear el problema. La astrología define doce grupos de personalidad según su signo zodiacal (queremos saber si en verdad se puede clasificar a la gente de esta manera).

Eliminar los prejuicios. Por lo general, el método científico tiende a eliminar el plano subjetivo en la interpretación de la realidad, pero aun así recomiendo tomar en cuenta este paso. Un prejuicio es sencillamente cualquier opinión que se tenga de algo, antes de someterlo a juicio, en nuestro caso, creer que la astrología sí funciona sólo porque la mayoría de la gente dice que funciona, o creer que no funciona porque escuchaste a un científico decir que no tiene ninguna base racional, son prejuicios. Si deseas probar algo, debes tomar una actitud imparcial y atenerte sólo a los hechos.

Identificar y definir el problema. Veamos nuestro problema con más precisión. Según los astrólogos, se pueden definir doce rasgos de personalidad según el signo zodiacal en el que han nacido. Es decir, si eres Cáncer tienes una personalidad solitaria, si eres Aries eres juguetón, si eres Piscis te gusta conversar etcétera. En definitiva: Queremos conocer si el signo zodiacal influye en la personalidad de uno.

La hipótesis. Propongamos una solución a nuestro problema (aquella que creas más conveniente), en nuestro caso proponemos que el signo zodiacal sí influye de manera determinante en la personalidad de cada individuo. Recuerda que la hipótesis siempre debe ser formulada de tal modo que pueda prever una respuesta (sí o no).

Verificación de la hipótesis mediante la acción. Ahora comienza lo divertido, aunque muchas veces lo más difícil.

Debemos encontrar hechos observables que permitan confirmar nuestra hipótesis. Se nos pueden ocurrir muchas maneras de verificar la hipótesis, siempre debemos tratar de escoger aquellos que no nos proporcionen resultados ambiguos ni incompletos. Es muy importante diseñar un experimento que pueda ser repetido por cualquier otra persona, ya que un descubrimiento científico no tiene validez hasta que ha sido replicado por otro científico. Para nuestro caso, podemos emplear el mismo método usado por el famoso mago y escéptico James Randi hace ya varios años:

Consigue una carta astral de cualquier persona de algún signo zodiacal donde se describa la personalidad del sujeto (si no puedes encontrar una, puedes buscar en los horóscopos de revistas o periódicos), asegúrate de mantener esto en secreto. A continuación, entrega individualmente a todos tus familiares, amigos y compañeros una copia de esta carta astral asegurándoles que fue hecha especialmente para él o ella. Luego de que la lean, pídeles que te digan si lo escrito concuerda con su personalidad.

Si encuentras que alrededor de una de cada doce de las personas entrevistadas (recuerda, son doce signos zodiacales) confirman que el contenido de la carta astral coincide con su personalidad, entonces has encontrado una correlación poderosa. Tal vez la astrología tenga bases científicas. Ahora debes seguir diseñando nuevos experimentos para confirmar lo encontrado, de manera que tus resultados no sean sólo datos aislados y que pueden tener errores experimentales.

Si encuentras otra proporción, ya sea que todos tus entrevistados, o ninguno de ellos, asegura que la carta astral describe muy bien su personalidad, entonces estas en camino de refutar tu hipótesis. Tal vez la astrología sólo es un montón de conocimientos sin fundamentos que no funciona como dice. En cualquier caso, debes seguir con la experimentación, implementando nuevas ideas y nuevos diseños.

¿Te interesa saber qué pasó con el experimento de Randi? Bueno, luego de entrevistar a cientos de personas, se comprobó que más del ochenta por ciento de la gente creía que la carta astral estaba especialmente diseñada para él o ella, cuando en realidad era la misma para todos.

Resultado final, hemos comprobado que la Astrología es un mito, pues no tiene base científica que la sustente.

Enlaces con una visión crítica de la astrología.

De interés:

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Ciencia y método científico La ciencia es un conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, y de los que se deducen principios y leyes generales. En su sentido más amplio se emplea para referirse al conocimiento en cualquier campo, pero que suele aplicarse sobre todo a la organización del proceso experimental verificable ( Mario Bunge).

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4to. Grado

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2to. Grado

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SEP - Exploración de la Naturaleza - 2do. Grado

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Pierre Thuillier, - De Arquímedes a Einstein - Las Caras Ocultas de la Invención Científica vol. 1 (LIBRO)

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De Arquímedes a Einstein Las Caras Ocultas de la Invención Científica vol. 1 Pierre Thuillier DESCARGAR

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La importancias de las enseñanza de las Ciencias sociales

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La importancias de las enseñanza de las Ciencias sociales

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La importancia de la enseñanza de las Ciencias Sociales