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Ciencia

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Alegoría de la Ciencia. Óleo sobre tela de Sebastiano Conca.

La ciencia (del latín scientĭa, 'conocimiento') es un <section begin=definición/> conjunto de conocimientos sistemáticos comprobables que estudian, explican y predicen los fenómenos sociales, artificiales y naturales.<section end=definición/>[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]

La ciencia considera y tiene como fundamento la observación experimental. Este tipo de observación se organiza por medio de métodos, modelos y teorías con el fin de generar nuevo conocimiento. Para ello se establecen previamente unos criterios de verdad y un método 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]

Historia

Artículo principal: Historia de la ciencia

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]

Culturas tempranas

Archivo:Divinatory livers Louvre AO19837.jpg
Modelos de arcilla de hígados de animales que datan entre los siglos XIX y XVIII a. C., encontrados en el palacio real de Mari, Siria.

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]

Antigüedad clásica

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]

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El universo tal y como lo concibieron Aristóteles y Ptolomeo a partir de la obra de Peter Apian de 1524, Cosmographia. 1524 obra Cosmographia. La tierra está compuesta por cuatro elementos: Tierra, Agua, Fuego y Aire. La tierra no se mueve ni gira. Está rodeada por esferas concéntricas que contienen los planetas, el sol, las estrellas y el cielo.[37]

Los primeros filósofos griegos de la Escuela Milesiana, fundada por Tales de Mileto y continuada posteriormente por sus sucesores Anaximandro y Anaximenes, 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.

Ramas

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Sistema del árbol del conocimiento de Gregg Henriques.

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.

Unidad

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Límites

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Investigación científica

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Archivo:Humanités Numériques.JPG
Materiales utilizados en un proceso de investigación.

La investigación es el trabajo creativo y sistemático realizado para aumentar el acervo de conocimientos.[55] 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.[56] 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.

Método

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Leyes

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Teorías

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Modelos

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Archivo:Atmosphere composition diagram-en.svg
Ejemplo de un modelo científico. Un esquema de los procesos químicos y de transporte relacionados con la composición atmosféricas.

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.[57][58][59]

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 y/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.[60]

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.[61] 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:[62]

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
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.

Consenso

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Progreso

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Filosofía de la ciencia

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La filosofía de la ciencia es la rama de la filosofía que investiga el conocimiento científico y la práctica científica. Se ocupa de saber, entre otras cosas, cómo se desarrollan, evalúan y cambian las teorías científicas, y de saber si la ciencia es capaz de revelar la verdad de las «entidades ocultas» (o sea, no observables) y los procesos de la naturaleza. Son filosóficas las diversas proposiciones básicas que permiten construir la ciencia. Por ejemplo:

  • Existe de manera independiente de la mente humana (tesis ontológica de [Realismo filosófico|realismo]])
  • La naturaleza es regular, al menos en alguna medida (tesis ontológica de legalidad)
  • El ser humano es capaz de comprender la naturaleza (tesis gnoseológica de inteligibilidad)
  • Tomar conciencia de su propia forma de pensar sobre sí misma

Si bien estos supuestos metafísicos no son cuestionados por el realismo científico, muchos han planteado serias sospechas respecto del segundo de ellos[63] y numerosos filósofos han puesto en tela de juicio alguno de ellos o los tres.[64] De hecho, las principales sospechas con respecto a la validez de estos supuestos metafísicos son parte de la base para distinguir las diferentes corrientes epistemológicas históricas y actuales. De tal modo, aunque en términos generales el empirismo lógico defiende el segundo principio, opone reparos al tercero y asume una posición fenomenista, es decir, admite que el hombre puede comprender la naturaleza siempre que por naturaleza se entienda "los fenómenos" (el producto de la experiencia humana) y no la propia realidad.

En pocas palabras, lo que intenta la filosofía de la ciencia es explicar problemas tales como:

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 ésta, 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.

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.

Comunidad científica

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Científicos

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Archivo:Researcher looking through microscope.jpg
Científicos analizando muestras a través de un microscopio.

Un científico (del latín scientificus,[65] 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[66] nuevos conocimientos en el campo de las ciencias (tanto naturales como sociales), es decir, que realiza investigación científica.[67][68][69] El término fue acuñado por el británico William Whewell en 1833.[70][71][72][73][74][75]

En un sentido más restringido, un científico es una persona que utiliza el método científico.[76][77] Puede ser experta en una o más áreas de la ciencia.[78]

Mujeres en ciencia

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Sociedad científica

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Influencia en la sociedad

Divulgación científica

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Conciencia pública de la ciencia

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Estudios de ciencia, tecnología y sociedad

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Véase también

Referencias

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  60. ↑ Bailer-Jones, Daniela. (2009). Scientific models in philosophy of science. University of Pittsburgh Press.pp. 64-76 ISBN 978-0-8229-7123-8. OCLC 794702160. Consultado el 2019-12-07 “Un modelo puede mostrar partes distintas  en su origen desde una cierta analogía, teoría o hipótesis, pero como modelo se juzga respecto al fenómeno del cual es modelado. ¿El modelo es una buena descripción?, ¿Representa fielmente el fenómeno?”.
  61. ↑ Bunge, Mario (1975). Teoría y realidad. Barcelona: Ariel. p. 19. ISBN 84-344-0725-6. «Los mecanismos hipotéticos deberán tomarse e serio, como representando las entrañas de la cosa, y se deberá dar prueba de esta convicción realista (pero al mismo tiempo falible) imaginando experiencias que puedan poner en evidencia la realidad de los mecanismos imaginados. En otro caso se hará literatura fantástica o bien se practicará la estrategia convencionalista, pero en modo alguno se participará en la búsqueda de la verdad.» 
  62. ↑ Bunge, Mario. (1973). Method, Model and Matter. Springer Netherlands. pp. 111. ISBN 978-94-010-2519-5. OCLC 851392088. Consultado el 2019-12-07. "Cualquier modelo teórico de un objeto concreto está por debajo de la complejidad de donde se origina, pero en cualquier caso es mucho más rico que el propio objeto modelo, que es solo una lista de rasgos del objeto concreto. Por lo tanto, si un planeta se modela como un punto de masa, o incluso como una bola, no se concreta mucho. Es solo asumiendo que dicho modelo satisface los requisitos establecidos por leyes, en particular leyes de movimiento, que obtenemos algunas piezas del conocimiento científico. Mira algunos ejemplos más:"
  63. ↑ Por ejemplo, LAWTON, J. H. (1999) "Are there general laws in ecology?" Oikos 84(2): 177-192; Poulin, R. (2007) "Are there general laws in parasite ecology?" Parasitology 134(6): 763-776.
  64. ↑ Ver, por ejemplo, entre muchos otros, Van Fraassen, B. (1980) The Scientific Image. Oxford: Oxford University Press.
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