Qué es la ciencia? Una introducción al método científico. Santiago Cárdenas Martín
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¿Qué es la ciencia?
Una introducción al método científico.
Santiago Cárdenas Martín
1
1.- ¿Qué es la ciencia? 2
¿Qué es la ciencia?
● Definición de la RAE:
– Conjunto de conocimientos obtenidos mediante
la observación y el razonamiento,
sistemáticamente estructurados y de los que se
deducen principios y leyes generales.
● Esta definición hace que podamos llamar
Ciencia a casi cualquier cosa.
● Los científicos suelen llamar ciencias sólo a
las disciplinas que aplican sistemáticamente
el método científico.
3El método científico.
● Fases del método científico:
1.Observación sistemática, con posible diseño de
experimentos.
2.Elaboración de una teoría.
3.Verificación de la teoría con nuevas
predicciones.
● Características fundamentales:
1.Falsabilidad.
2.Reproducibilidad.
4Clasificación de las Ciencias.
● La Física, la Biología, la Química, la Medicina,
la Psicología científica, la Economía científica,
etc, son ciencias en el sentido estricto de la
palabra, por que utilizan el método científico.
● Las “ciencias” del Trabajo, las “ciencias” de la
información, el psicoanálisis, etc, en general, no
utilizan el método científico.
● Las matemáticas no son una ciencia en el
sentido estricto, ya que no están basadas en el
método científico.
52.- Teorías Físicas y
Astronómicas.
6Modelos matemáticos de la
realidad.
● Las teorías físicas simplifican el mundo real
(R-mundo) y establecen una biyección entre
esa realidad simplificada y un modelo
matemático (M-mundo).
● Se aplican ecuaciones matemáticas a ese
modelo, para obtener un resultado.
● Y ese resultado lo interpretamos en el
mundo real de nuevo mediante la biyección
inversa .
7Las teorías físicas.
● Una teoría Física puede aportar
explicaciones profundas, sobre lo que
subyace al comportamiento de un sistema
físico.
● O puede, simplemente, aportar ecuaciones
matemáticas que modelizan el
comportamiento del sistema.
● En Física se suelen diseñar experimentos
(repetibles), en los que se observan
sistemáticamente los resultados.
8Teorías Astronómicas.
● En Astronomía, normalmente no podemos
diseñar experimentos, sino que debemos
conformarnos con observar el universo.
● A pesar de ello, podemos formular teorías
sobre acontecimientos que nunca podremos
observar como la formación del sistema solar
o del universo.
● Seguimos el mismo esquema de
observación – formulación de teoría –
predicción de resultados.
9Evolución de las teorías
gravitatorias (1):
1.Sistema geocéntrico de Ptolomeo.
2.Sistema heliocéntrico de Copérnico.
10Evolución de las teorías
gravitatorias (2):
3.Leyes de Kepler. (ecuaciones que modelizan
el movimiento de los planetas)
4.Caída libre de Galileo. (ecuaciones que
modelizan la caida de objetos sobre la tierra)
5.Ley de la gravedad universal de Newton.
(unifican las ecuaciones y postulan una
fuerza subyacente a esos fenómenos)
6.Teoría de la Relatividad General de Einstein.
(postulan un espacio-tiempo cambiante)
11La teoría cuántica.
● En 1.900, Max Planck formula una teoría de
cuantos de energía, en la que cree como
modelo matemático, pero no como explicación
subyacente.
● Sin embargo, más adelante se aceptó de forma
incuestionable que efectivamente la energía
está cuantificada.
● De todas maneras, la mecánica cuántica es,
fundamentalmente, una teoría que modeliza
matemáticamente la realidad, sin explicar que
12 “hay debajo”.La interpretación de
Copenhague.
● En 1.927 Bohr, junto con otros padres de la
Mecánica Cuántica (MC), formularon una
interpretación de la MC conocida como
Interpretación de Copenhague (IC).
● La IC sí que interpreta los formulismos
matemáticos de la MC, afirmando cosas
como que la aleatoriedad es intrínseca en la
naturaleza.
13La Teoría de Bohm.
● David Bohm, publicó en 1.952 una
formulación matemática equivalente de la
Mecánica Cuántica, que interpretaba los
elementos de la misma de manera diferente.
● La Teoría de Bohm se diferencia en muchas
cosas de la Interpretación de Copenhague,
ya que entre otras cosas, es una teoría
determinista, no intrinsecamente aleatoria,
como la MC.
14El método axiomático-deductivo
en ciencia.
● A menudo, muchas teorías físicas se presentan
como sistemas axiomáticos.
● Se comprueba experimentalmente la aparente
veracidad de unos postulados básicos y a partir
de ahí se deducen matemáticamente toda una
serie de resultados.
● Hay que tener en cuenta que estas
demostraciones sólo serán válidas, si lo son los
axiomas, lo que nunca se puede verificar de una
manera absoluta.
15Inferencia por inducción
● En las teorías científicas es frecuente encontrarse
con inferencias a partir de principios básicos.
● Es el caso del principio de equivalencia en la
Teoría General de la Relatividad.
● Estas inferencias suelen ser inductivas, no
deductivas. Es decir, están apoyadas en ese
principio, pero no se deducen de él
matemáticamente.
● Hay que tener cuidado con el uso de la palabra
“deducción”.
163.- Teorías en Medicina y
Ciencias Sociales.
17La Medicina como ciencia.
● En la Medicina, desde el punto de vista científico,
podemos distinguir dos grandes áreas:
– La Fisiología, el estudio del funcionamiento de los
órganos vitales.
– Los tratamientos de las enfermedades.
● La Medicina no se ha desarrollado
científicamente hasta hace apenas un siglo.
Antes era una colección de conocimientos, no
siempre contrastados científicamente, sobre todo
en el desarrollo de tratamientos.
18Como se construyen teorías en
Ciencias Sociales y Medicina.
● El desarrollo de teorías en Psicología,
Economía y en el tratamiento de
enfermedades normalmente involucra un
estudio estadístico de la realidad. No se
pueden obtener resultados de causa-efecto
absolutas como en Física.
● A pesar de ello, podemos seguir aplicando el
método científico, aunque la comprobación
siempre será probabilística.
19La inferencia estadística.
● Buscamos correlaciones estadísticas causa-efecto.
Es decir, buscamos determinar que cuando ocurre
X, es más probable que ocurra Y, que cuando no
ocurre X.
● Por ejemplo, podemos intentar deducir que un niño
que ha sufrido un determinado trauma, tendrá
mayor probabilidad de tener un cierto problema de
adulto.
● O, que quien fume habitualmente, tendrá más
probabilidad de contraer un cáncer de pulmón.
20Ejemplos de estudios Médicos.
● El estudio Framinghan que se realizó en
EEUU en 1.948, sobre los hábitos de vida
estadounidenses.
● Pruebas clínicas de medicamentos.
● Protocolos de actuación médica.
● Tratamiento actuales avanzados.
21La problemática de aislar
variables.
● Lo complicado de este tipo de estudios, es
que el que encontremos una correlación
estadística entre X e Y no siempre quiere
decir que X implica a Y, ya que puede ser que
X suela ir asociado a otras variables, y que
sean estas las que causen Y.
● Esto nos obliga a intentar estudiar situaciones
en las que sólo varie el factor X y nada más, y
entonces estudiar que ocurre con Y.
22Deducciones erróneas en
Medicina y Ciencias Sociales.
● En el ámbito de la nutrición resulta muy complicado
obtener resultados científicos dignos de confianza.
Un ejemplo ilustrativo es la correlación entre el
consumo de Cerveza o Vino con las enfermedades
cardiovasculares.
● En Ciencias Sociales es muy fácil también llegar a
resultados erróneos. Por ejemplo, podríamos
correlacionar un trauma infantil con un problema
psiquiátrico de adulto, pero no tener en cuenta que
ambos están causados por un entorno social
determinado.
234.- Cuestiones varias sobre
Teorías Científicas.
24Ciencias a diversas escalas.
● La naturaleza está formada por todas partes
por sistemas emergentes. La complejidad de
estos sistemas hace que debamos estudiar
científicamente cada nivel de manera
separada.
● De esta manera, nos encontramos con una
ciencia en cada escala: Física / Química /
Biología / Medicina / Psicología
25Ciencia vs Técnica.
● La Técnica y la Ingeniería utiliza la ciencia
para diseñar maneras de aprovecharla en
nuestro provecho.
● La diferencia de la Técnica con la Ciencia
está en que ésta no desarrolla teorías sobre
como funcionan las cosas.
26¿Qué quiere decir que algo está
“demostrado científicamente”?.
● Una demostración científica debe utilizar el
método científico y debe ser reproducible por
otra persona.
● También puede ser una deducción rigurosa de
principios demostrados previamente.
● Siendo rigurosos, nunca una demostración
científica es 100% perfecta, no es como una
demostración matemática.
● Hay que tener cuidado con la expresión “es sólo
una teoría”.
27¿Cómo distinguir a un genio de
un charlatán?.
● La realidad es que no siempre es posible
distinguirlos de una manera inmediata, pero
suele haber elementos que los distinguen.
● En Internet es muy fácil encontrar montones de
personas que intentan convencernos de haber
realizado grandes descubrimientos. Sin
embargo, cuando leemos sus teorías son
absolutamente absurdas.
● Se les suele conocer como “magufos”. Mezcla
de Magos y Ufólogos.
28Diferencias entre Genios y
Magufos.
● El genio ha estudiado y conoce bien la
fundamentación de su teoría.
● El genio sabe explicar porqué hasta ahora nadie
había elaborado su teoría y en que punto conecta
con los conocimientos actuales (correspondencia).
● Los magufos suelen elaborar teorías tan
insostenibles, que ni siquiera son erróneas (como
dijo Pauli)
● Los magufos acaban recurriendo al “argumento
Galileo”.
295.- Algunos ejemplos
polémicos de teorías
científicas.
30La teoría de los múltiples
Universos.
● Cada vez tiene más peso la teoría de que
existen múltiples universos (llamados
multiversos).
● Lo curioso es que esta teoría, que en
apariencia no sería comprobable, sí que lo es.
● Es una teoría falsable, a la que podemos
llegar a través del método científico.
31Teoría de la Evolución vs
Diseño Inteligente.
● La Teoría de la Evolución de Darwin es una
Teoría Científica, ampliamente contrastada y
de una solidez científica consolidada.
● En los últimos años, existe el intento de
convertir en teoría científica la idea de que
tiene que existir un ser superior que nos ha
creado. Esto es lo que se conoce como
Teoría del Diseño Inteligente.
32La teoría del calentamiento
global.
● Todos hemos oido hablar de la teoría del
calentamiento global.
● Esta teoría establece al hombre como causa
de la aparente subida de temperatura ocurrida
en los últimos decenios y predice una
progresiva y desastroza subida de la
temperatura en los próximos años.
● Aunque está ampliamente aceptada hoy en
día, aún quedan científicos que la ponen en
duda.
33La teoría de Supercuerdas.
● Desde los años 70 se ha ido desarrollando la
llamada teoría de Cuerdas, que se convirtió en
supercuerdas en los años 80 y en Teoría M en
los años 90.
● La Teoría de Cuerdas pretende unificar la
Mecánica Cuántica con la Teoría General de la
Relatividad.
● El problema es que a pesar de que consume los
mayores recursos en investigación teórica, nunca
ha sido comprobada experimentalmente.
34Una posible futura Teoría del
Todo (TOE).
● Llamamos Teoría del Todo (TOE: Theory of
Everything) a una hipotética teoría que
estableciera una identificación definitiva y
perfecta entre la realidad (R-mundo) y su
modelo matemático (M-mundo).
● Sería la teoría física definitiva, sin mayores
refinamientos posteriores.
● Es una cuestión polémica el hecho de que
sea posible o no que exista tal teoría.
35También puede leer
