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 es conocimiento basado en datos demostrables y reproducibles, según el Diccionario Merriam-Webster. Fiel a esta definición, la ciencia apunta a resultados medibles a través de pruebas y análisis. La ciencia se basa en hechos, no en opiniones o preferencias. El proceso de la ciencia está diseñado para desafiar ideas a través de la investigación. Según la Universidad de California, un aspecto importante del proceso científico es que se centra solo en el mundo natural. Cualquier cosa que se considere sobrenatural no encaja en la definición de ciencia.
El método científico
Al realizar una investigación, los científicos utilizan el método científico para recopilar evidencia empírica medible en un experimento relacionado con una hipótesis (a menudo en forma de una declaración if / then), cuyos resultados apuntan a apoyar o contradecir una teoría.
"Como biólogo de campo, mi parte favorita del método científico es estar en el campo recolectando datos", dijo a Live Science Jaime Tanner, profesor de biología en Marlboro College. "Pero lo que realmente hace que sea 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 recolectas los datos, analizarlo para ver si su hipótesis es compatible o no ".
Los pasos del método científico son más o menos así:
- Hacer una observación u observaciones.
- Haga preguntas sobre las observaciones y recopile información.
- Forme una hipótesis: una descripción tentativa de lo que se ha observado y haga predicciones basadas en esa hipótesis.
- Pruebe la hipótesis y las predicciones en un experimento que pueda reproducirse.
- Analizar los datos y sacar conclusiones; acepte o rechace la hipótesis o modifique 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 Live Science Moshe Pritsker, un ex investigador postdoctoral en la Facultad de Medicina de Harvard y CEO de JoVE. "La reproducibilidad de los experimentos publicados es la base de la ciencia. Sin reproducibilidad, sin ciencia".
Algunos fundamentos clave del método científico:
- La hipótesis debe ser comprobable y falsificable, según la Universidad Estatal de Carolina del Norte. Falsificable significa que debe haber una posible respuesta negativa a la hipótesis.
- La investigación debe involucrar el razonamiento deductivo y el razonamiento inductivo. El razonamiento deductivo es el proceso de usar premisas verdaderas para llegar a una conclusión lógica verdadera mientras que el razonamiento inductivo toma el enfoque opuesto.
- Un experimento debe incluir una variable dependiente (que no cambia) y una variable independiente (que sí cambia).
- 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.
Teorías y leyes científicas.
El método científico y la ciencia en general pueden ser frustrantes. Casi nunca se prueba una teoría, aunque algunas teorías se convierten en leyes científicas. Un ejemplo serían las leyes de conservación de energía, que es la primera ley de la termodinámica. La Dra. Linda Boland, neurobióloga y presidenta del departamento de biología de la Universidad de Richmond, Virginia, le dijo a Live Science que esta es su ley científica favorita. "Este es uno que guía gran parte de mi investigación sobre la actividad eléctrica celular y afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, solo cambiarse de forma. Esta ley me recuerda continuamente las muchas formas de energía", dijo.
Una ley solo describe un fenómeno observado, pero no explica por qué existe el fenómeno o qué lo causa. "En 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?'"
Las leyes generalmente se consideran sin excepción, aunque algunas leyes se han modificado con el tiempo después de que otras pruebas encontraron discrepancias. Esto no significa que las teorías no sean significativas. Para que una hipótesis se convierta en una teoría, deben realizarse pruebas rigurosas, generalmente en múltiples disciplinas por grupos separados de científicos. Decir que algo es "solo una teoría" es un término laico que no tiene relación con la ciencia. Para la mayoría de las personas, una teoría es una corazonada. En ciencia, una teoría es el marco para observaciones y hechos, dijo Tanner a Live Science.
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Una breve historia de la ciencia.
La evidencia más temprana de la ciencia se puede encontrar en tiempos prehistóricos, como el descubrimiento del fuego, la invención de la rueda y el desarrollo de la escritura. Las primeras tabletas contienen números e información sobre el sistema solar. Sin embargo, la ciencia se volvió decididamente más científica con el tiempo.
1200s: Robert Grosseteste desarrolló el marco para los métodos adecuados de experimentación científica moderna, de acuerdo con la Enciclopedia de Filosofía de Stanford. Sus trabajos incluyeron el principio de que una investigación debe basarse en evidencia medible que se confirma mediante pruebas.
1400: Leonardo da Vinci comenzó sus cuadernos en busca de evidencia de que el cuerpo humano es microcósmico. El artista, científico y matemático también reunió información sobre óptica e hidrodinámica.
1500s: Nicolaus Copernicus avanzó la comprensión del sistema solar con su descubrimiento del heliocentrismo. Este es un modelo en el que la Tierra y los otros planetas giran alrededor del sol, que es el centro del sistema solar.
1600s: Johannes Kepler se basó en esas observaciones con sus leyes de movimiento planetario. Galileo Gallilei 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 a medida que Isaac Newton desarrolló sus leyes del movimiento.
1700: Benjamin Franklin descubrió que los rayos son eléctricos. También contribuyó al estudio de la oceanografía y meteorología. La comprensión de la química también evolucionó durante este siglo cuando Antoine Lavoisier, apodado el padre de la química moderna, 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 herencia. Más adelante en el siglo, Wilhelm Conrad Röntgen descubrió los 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, dominaron el comienzo del siglo XX. La teoría de la relatividad de Einstein es en realidad dos teorías separadas. Su teoría especial de la relatividad, que describió en un artículo de 1905, "La electrodinámica de los cuerpos en movimiento", concluyó que el tiempo 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 "The Foundation of the General Theory of Relativity", propuso la idea de que la materia hace que el espacio se curve.
La medicina cambió para siempre con el desarrollo de la vacuna contra la polio en 1952 por Jonas Salk. Al año siguiente, James D. Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN, que es una doble hélice formada por pares de bases unidas a un esqueleto de azúcar y fosfato, según la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos.
2000s: En el siglo XXI se completó el primer borrador del genoma humano, lo que condujo a una mayor comprensión del ADN. Esto avanzó el estudio de la genética, su papel en la biología humana y su uso como predictor de enfermedades y otros trastornos.
