La ciencia (del latín scientĭa, ‘conocimiento’) es un sistema que organiza y ordena el conocimiento a través de preguntas comprobables y un método estructurado que estudia e interpreta los fenómenos naturales, sociales y artificiales. El conocimiento científico se obtiene mediante observación y experimentación en ámbitos específicos. Dicho conocimiento es organizado y clasificado sobre la base de principios explicativos, ya sean de forma teórica o práctica. A partir de estos se generan preguntas y razonamientos, se formulan hipótesis, se deducen principios y leyes científicas, y se construyen modelos científicos, teorías científicas y sistemas de conocimientos por medio de un método científico.
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. 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.
La historia de la ciencia documenta el desarrollo histórico de la ciencia, la técnica y la tecnología, así como la interrelación que han tenido entre sí y con el resto de los aspectos de la cultura a nivel mundial, como son la economía, la sociedad, la política, la religión, la ideología, etc. En un sentido amplio, la historia de la ciencia existía antes de la era moderna y en muchas civilizaciones. La ciencia moderna es distinta en su enfoque y exitosa en sus resultados, por lo que ahora define lo que es la ciencia en el sentido más estricto del término. "Ciencia" era una palabra para categorizar un tipo de conocimiento específico, más que una palabra que define la búsqueda de dicho conocimiento. En particular, era el tipo de conocimiento que las personas pueden comunicarse entre sí y compartir. Por ejemplo, el conocimiento sobre el funcionamiento de las cosas naturales se acumuló mucho antes de que se registrara la historia y condujo al desarrollo de un pensamiento abstracto complejo. Así lo demuestra la construcción de complejos calendarios, técnicas para hacer comestibles las plantas venenosas, obras públicas a escala nacional, como las que aprovecharon el terreno inundable del Yangtsé con embalses, presas y diques, y edificios como las pirámides. Sin embargo, no se hizo una distinción consciente y consistente entre el conocimiento de tales cosas, que son verdaderas en cada comunidad, y otros tipos de conocimiento comunitario, como las mitologías y los sistemas legales. La metalurgia era conocida en la prehistoria, y la cultura de Vinča fue la primera productora conocida de aleaciones similares al bronce. Se cree que la experimentación temprana con el calentamiento y la mezcla de sustancias con el tiempo se convirtió en alquimia.
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 y la medicina.
En filosofía de la ciencia, la unidad de la ciencia es la idea de que todas las ciencias forman una integralidad o un todo unificado, que no puede ser separado o desmembrado a riesgo de perder la visión de conjunto.
A pesar de esta afirmación, por ejemplo, es claro que física y sociología son dos disciplinas bien distintas y diferenciadas, y casi podríamos decir de una cualidad diferente, aunque la tesis de la unidad o unicidad de la ciencia afirmaría que, en principio, ambas deberían formar parte de un universo intelectual unificado de difícil o inconducente desmembramiento.
La tesis de la unidad de la ciencia está usualmente asociada con una visión de diferentes niveles de organización en la naturaleza, donde la física es la más básica o fundamental, y donde la química es la que le sigue en jerarquía, y sobre esta última sigue la biología, y sobre la biología sigue la sociología. Según esta concepción, y partiendo desde la física, se reconocería así que las células, los organismos, y las culturas, tienen todos una base o un origen biológico, pero representando tres diferentes niveles jerárquicos de la organización biológica.
A pesar de lo expresado, también se ha sugerido (por ejemplo por Jean Piaget, 1950), que la unicidad de la ciencia podría ser considerada en términos de un círculo de ciencias o de disciplinas, donde la física provee la base para la química, y donde a su vez la química es la base para la biología, y la biología la base para la psicología, y esta la base para la lógica y la matemática, y a su vez la lógica y la matemática serviría de base y de comprensión para la física.
La tesis de la unidad de la ciencia simplemente expresa que hay leyes científicas comunes aplicables a cualquier cosa y en cualquier nivel de organización. Pero en un determinado nivel de organización, los científicos llaman a esas leyes con nombres particulares, y visualizan la aplicación y expresión de esas leyes en ese nivel de una manera adaptada y simplificada, enfatizando por ejemplo la importancia de alguna de ellas sobre las otras. Es así como la termodinámica o las leyes de la energía, parecerían ser universales para cierto número de diferentes disciplinas, ya que por cierto, todos los sistemas en la naturaleza operan o parecen operar sobre la base de transacciones de energía. Claro, esto no excluye la posibilidad de algunas leyes particulares aplicables específicamente a dominios quizás caracterizados por una complejidad creciente, tal como lo sugerido por Gregg R. Henriques (2003, consultar 'Tree of Knowledge System'), quien precisamente propone cuatro grados de complejidad: Materia, Vida, Mente, y Cultura. Desde luego, este árbol igualmente podría ser circular, con la cultura enmarcando la comprensión y la percepción de la materia y de los sistemas por parte de la gente.
La ciencia es una creación humana, y forma parte de cultura humana. La ciencia es un todo unificado, en el sentido que es profundamente entendida cuando se la considera de una manera integral y holística, y no hay científicos que estudien realidades alternativas. Sin embargo, bien podría argumentarse que los científicos no actúan con un enfoque integral, pues por facilidad de análisis o por las razones que fueren, se hacen hipótesis simplificatorias, se aísla, se trata separadamente. Es posiblemente la percepción de una realidad sola, lo único que desemboca en la unidad de la ciencia.
Según la lógica proposicional, la ciencia parecería ser un camino hacia la simplificación, o en realidad hacia la universalización de teorías científicas discretas sobre la energía, y que los físicos llaman unificación. Esto ha conducido a la teoría de cuerdas y a sus concepciones derivadas, probablemente relacionadas con la noción que, en la base, sólo se encuentra la energía que no fue liberada en la Gran Explosión, y realmente nada más.
En filosofía de la ciencia, el problema de la demarcación es la cuestión de definir los límites que deben configurar el concepto «ciencia». Las fronteras se suelen establecer entre lo que es conocimiento científico y no científico, entre ciencia y metafísica, entre ciencia y pseudociencia, y entre ciencia y religión. El planteamiento de este problema, conocido como problema generalizado de la demarcación, abarca estos casos. El problema generalizado, en último término, lo que intenta es encontrar criterios para poder decidir, entre dos teorías dadas, cuál de ellas es más «científica».
Tras más de un siglo de diálogo entre filósofos de la ciencia y científicos en diversos campos, y a pesar de un amplio consenso acerca de las bases generales del método científico, los límites que demarcan lo que es ciencia, y lo que no lo es, continúan siendo debatidos.
El método científico es una metodología para obtener nuevos conocimientos, que ha caracterizado históricamente a la ciencia, y que consiste en la observación sistemática, medición, experimentación y la formulación, análisis y modificación de hipótesis. Las principales características de un método científico válido son la falsabilidad, y la reproducibilidad y repetibilidad de los resultados, corroborada por revisión por pares. Algunos tipos de técnicas o metodologías utilizadas son la deducción, la inducción, la abducción, y la predicción, entre otras.
El método científico abarca las prácticas aceptadas por la comunidad científica como válidas a la hora de exponer y confirmar sus teorías. Las reglas y principios del método científico buscan minimizar la influencia de la subjetividad del científico en su trabajo, reforzando así la validez de los resultados, y por ende, del conocimiento obtenido.
No todas las ciencias tienen los mismos requisitos. La experimentación, por ejemplo, no es posible en ciencias como la física teórica. El requisito de reproducibilidad y repetibilidad, fundamental en muchas ciencias, no se aplica a otras, como las ciencias humanas y sociales, donde los fenómenos no solo no se pueden repetir controlada y artificialmente (que es en lo que consiste un experimento), sino que son, por su esencia, irrepetibles, por ejemplo, la historia.
Así mismo, no existe un único modelo de método científico. El científico puede usar métodos definitorios, clasificatorios, estadísticos, empírico-analíticos, hipotético-deductivos, procedimientos de medición, entre otros. Por esto, referirse a el método científico, es referirse a un conjunto de tácticas empleadas para construir conocimiento de forma válida. Estas tácticas pueden ser mejoradas, o reemplazadas por otras, en el futuro. Cada ciencia, y aun cada investigación concreta, puede requerir un modelo propio de método científico.
Una ley científica es una proposición científica que afirma una relación constante entre dos o más variables o factores, cada uno de los cuales representa una propiedad o medición de sistemas concretos. También se define como regla y norma constantes e invariables de las cosas, surgida de su causa primera o de sus cualidades y condiciones. Por lo general se expresa matemáticamente o en lenguaje formalizado. Las leyes muy generales pueden tener una prueba indirecta verificando proposiciones particulares derivadas de ellas y que sean verificables. Los fenómenos inaccesibles reciben una prueba indirecta de su comportamiento a través del efecto que puedan producir sobre otros hechos que sí sean observables o experimentables.
En la arquitectura de la ciencia la formulación de una ley es un paso fundamental. Es la primera formulación científica como tal. En la ley se realiza el ideal de la descripción científica; se consolida el edificio entero del conocimiento científico: de la observación a la hipótesis teórica-formulación-observación-experimento (ley científica), teoría general, al sistema. El sistema de la ciencia es o tiende a ser, en su contenido más sólido, sistema de las leyes.
Diferentes dimensiones que se contienen en el concepto de ley:
Desde un punto de vista descriptivo la ley se muestra simplemente como una relación fija, entre ciertos datos fenoménicos. En términos lógicos supone un tipo de proposición, como afirmación que vincula varios conceptos relativos a los fenómenos como verdad. En cuanto a la consideración ontológica la ley como proposición ha sido interpretada históricamente como representación de la esencia, propiedades o accidentes de una sustancia. Hoy día se entiende que esta situación ontológica se centra en la fijación de las constantes del acontecer natural, en la aprehensión de las regularidades percibidas como fenómeno e incorporadas en una forma de «ver y explicar el mundo».
El problema epistemológico consiste en la consideración de la ley como verdad y su formulación como lenguaje y en establecer su «conexión con lo real», donde hay que considerar dos aspectos:
Una teoría científica es un conjunto de conceptos, incluyendo abstracciones de fenómenos observables y propiedades cuantificables, junto con reglas (leyes científicas) que expresan las relaciones entre las observaciones de dichos conceptos. Una teoría científica se construye para ajustarse a los datos empíricos disponibles sobre dichas observaciones, y se propone como un principio o conjunto de principios para explicar una clase de fenómenos.
Los científicos elaboran distintas teorías partiendo de hipótesis que hayan sido corroboradas por el método científico, luego recolectan pruebas para poner a prueba dichas teorías. Como en la mayoría de las formas del conocimiento científico, las teorías son inductivas por naturaleza y su finalidad es meramente explicativa y predictiva.
La fuerza de una teoría científica se relaciona con la cantidad de fenómenos que puede explicar, los cuales son medidos por la capacidad que tiene dicha teoría de hacer predicciones falsables respecto de dichos fenómenos que tiende a explicar. Las teorías son mejoradas constantemente dependiendo de la nueva prueba que se consiga, por eso las teorías mejoran con el tiempo. Los científicos utilizan las teorías como fundamentos para obtener conocimiento científico, pero también para motivos técnicos, tecnológicos o médicos.
La teoría científica es la forma más rigurosa, confiable y completa de conocimiento posible. Esto es significativamente distinto al uso común y coloquial de la palabra «teoría», que se refiere a algo sin sustento o una suposición.
La teoría científica representa el momento sistemático explicativo del saber propio de la ciencia natural; su culminación en sentido predictivo.
Los años 50 del siglo XX supusieron un cambio de paradigma en la consideración de las «teorías científicas».
Según Mario Bunge en aras de un inductivismo dominante, con anterioridad se observaba, clasificaba y especulaba. Ahora en cambio:
En definitiva, concluye Bunge: «Empezamos a comprender que el fin de la investigación no es la acumulación de hechos sino su comprensión, y que ésta solo se obtiene arriesgando y desarrollando hipótesis precisas que tengan un contenido empírico más amplio que sus predecesoras.»
Existen dos formas de considerar las teorías:
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.
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.
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. 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:
El consenso científico es el juicio colectivo, la posición y la opinión de la comunidad científica en un campo particular de estudio. El consenso implica un acuerdo general, aunque no necesariamente unanimidad.
El consenso suele lograrse a través del debate científico. La ética científica exige que las nuevas ideas, los hechos observados, las hipótesis, los experimentos y los descubrimientos se publiquen, justamente para garantizar la comunicación a través de conferencias, publicaciones (libros, revistas) y su revisión entre pares y, dado el caso, la controversia con los puntos de vista discrepantes. La reproducibilidad de los experimentos y la falsación de las teorías científicas son un requisito indispensable para la buena práctica científica.
En ocasiones, las instituciones científicas emiten declaraciones con las que tratan de comunicar al "exterior" una síntesis del estado de la ciencia desde el "interior". El debate mediático o político sobre temas que son controvertidos dentro de la esfera pública pero no necesariamente para la comunidad científica puede invocar un consenso científico, como por ejemplo el tema de la evolución biológica o el cambio climático.
El conocimiento científico adquiere el carácter de objetividad por medio de la comunidad y sus instituciones, con independencia de los individuos. D. Bloor, siguiendo a Popper y su teoría del mundo 3, convierte simétricamente el reino de lo social en un reino sin súbditos individuales, en particular reduce el ámbito del conocimiento al estado del conocimiento en un momento dado, esto es, a las creencias aceptadas por la comunidad relevante, con independencia de los individuos en concreto. El conocimiento científico es únicamente adscrito a la «comunidad científica».
El progreso científico es una etiqueta o una denominación, con frecuencia usada para señalar o evocar el desarrollo de los conocimientos científicos. El progreso técnico depende, en buena medida, del progreso científico.
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:
Si bien estos supuestos metafísicos no son cuestionados por el realismo científico, muchos han planteado serias sospechas respecto del segundo de ellos y numerosos filósofos han puesto en tela de juicio alguno de ellos o los tres. 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 esta, 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 comunidad científica consta del cuerpo total de científicos junto a sus relaciones e interacciones. Se divide normalmente en "subcomunidades", cada una trabajando en un campo particular de la ciencia (por ejemplo existe una comunidad de robótica dentro del campo de las ciencias de la computación).
Un científico (del latín scientificus, 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 nuevos conocimientos en el campo de las ciencias (tanto naturales como sociales), es decir, que realiza investigación científica. El término fue acuñado por el británico William Whewell en 1833.
Involucrar a mujeres en el campo de la medicina ocurrió en varias civilizaciones antiguas y el estudio de la filosofía natural estaba abierto a las mujeres en la Antigua Grecia. Las mujeres también contribuyeron en la protociencia de la alquimia en el siglo I y II d. C. Durante la Edad Media, los conventos fueron un importante lugar para la educación femenina y algunas de estas instituciones proporcionaron oportunidades para que las mujeres pudiesen formar parte y contribuir en el campo de la investigación. Pero en el siglo XI se fundaron las primeras universidades y las mujeres fueron excluidas de la educación universitaria. La actitud de educar a mujeres en el campo de la medicina era más liberal en Italia que en otros lugares. La primera mujer conocida en completar los estudios universitarios en un campo de estudios científicos fue Laura Bassi en el siglo XVIII.
La divulgación científica es el conjunto de actividades que interpretan y hacen accesible el conocimiento científico a la sociedad, es decir, todas aquellas labores que llevan a cabo el conocimiento científico a las personas interesadas en entender o informarse sobre ese tipo de conocimiento. La divulgación pone su interés no solo en los descubrimientos científicos del momento (por ejemplo, la determinación de la masa del neutrino), sino también en teorías más o menos bien establecidas o aceptadas socialmente (por ejemplo, la teoría de la evolución) o incluso en campos enteros del conocimiento científico.
Los estudios sociales sobre ciencia y tecnología abarcan un campo interdisciplinario de estudios sobre los efectos culturales, éticos y políticos del conocimiento científico y la innovación tecnológica. Colocan el énfasis en la interpretación sobre las utilidades, apropiaciones e impactos en la vida cotidiana de las personas, con el objetivo de romper las antiguas barreras de investigación científico-técnica.
En las regiones de habla hispana, este tipo de inquietudes y de reflexiones han llegado con el nombre común de estudios de/sobre Ciencia, Tecnología, y Sociedad (abreviado CTS), lo que en las regiones de habla inglesa se conoce como Science and Technology Studies (Estudios de Ciencia y Tecnología) o Science, Technology and Society (Ciencia, Tecnología y Sociedad), ambas con el acrónimo STS. En las regiones de lengua hispana, la multidisciplinariedad en CTS incluye desde el principio los ámbitos de la sociología, la filosofía, la historia y la antropología, así como incorpora desde sus orígenes en los movimientos en defensa de los derechos humanos, el movimiento feminista, las corrientes medioambientalistas, pacifistas y los primeros grupos de LGBT surgidos sobre todo tras la guerra del Vietnam. Por sus orígenes y naturaleza vemos cierto paralelismo entre este campo y otros tipos de estudios culturales.
Dado el carácter universal de la ciencia, su influencia se extiende a todos los campos de la sociedad, desde el desarrollo tecnológico a los modernos problemas de tipo jurídico relacionados con campos de la medicina o la genética. En ocasiones la investigación científica permite abordar temas de gran calado social como el Proyecto Genoma Humano y grandes implicaciones éticas como el desarrollo del armamento nuclear, la clonación, la eutanasia y el uso de las células madre.
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