1.3: La naturaleza de la ciencia

¿Por qué un alce tiene astas?

¿Alguna vez te preguntaste por qué un alce, como el de Figura\(\PageIndex{1}\), crece grandes astas? ¡Las astas pueden crecer tan anchas como 1.8 m (6 pies) de punta a punta! Las astas consumen mucha energía para crecer y transportarse. Incluso pueden quedar atrapados en maleza y árboles. De estas formas, parecerían ser más un perjuicio que una ayuda, entonces, ¿a qué propósito sirven las astas? ¿Y por qué solo los alces machos los cultivan? Si alguna vez has hecho preguntas como estas sobre el mundo natural, entonces estabas pensando como un científico.

Figura\(\PageIndex{1}\): Alce toro en Bosque Nacional Superior

Definición de la ciencia

La ciencia es una forma distintiva de adquirir conocimientos sobre el mundo natural que comienza con una pregunta y luego trata de responder a la pregunta con evidencia y lógica. La ciencia es una exploración emocionante de todos los porqués y cómo que cualquier persona curiosa pueda tener sobre el mundo. Puedes ser parte de esa exploración. Además de tu curiosidad, todo lo que necesitas es una comprensión básica de cómo piensan los científicos y cómo se hace la ciencia. En esta sección, aprenderás a pensar como un científico.

Pensar como un científico

Pensar como científico se basa en ciertos supuestos subyacentes. Los científicos asumen que:

• La naturaleza puede ser entendida a través del estudio sistemático.
• Las ideas científicas están abiertas a revisión.
• Las ideas científicas sólidas resisten la prueba del tiempo.
• La ciencia no puede dar respuestas a todas las preguntas.

La naturaleza es comprensible

Los científicos piensan en la naturaleza como un sistema único controlado por las leyes naturales. Al descubrir las leyes naturales, los científicos se esfuerzan por aumentar su comprensión del mundo natural. Las leyes de la naturaleza se expresan como leyes científicas. Una ley científica es una afirmación que describe lo que siempre sucede bajo ciertas condiciones en la naturaleza.

Ejemplos de leyes científicas incluyen las Leyes de Herencia de Mendel. Estas leyes fueron descubiertas por un monje austriaco, llamado Gregor Mendel (Figura\(\PageIndex{2}\)), a mediados del siglo XIX. Las leyes describen cómo ciertos rasgos son heredados de los padres por su descendencia. A pesar de que Mendel descubrió sus leyes de herencia al experimentar con plantas de guisante, ahora sabemos que las leyes se aplican a muchos otros organismos, entre ellos los seres humanos. Las leyes describen cómo heredamos rasgos genéticos relativamente simples, como el tipo de sangre, de nuestros padres. Por ejemplo, si conoces los tipos de sangre de tus padres, puedes usar las leyes de Mendel para predecir tus posibilidades de tener un tipo de sangre en particular.

Barbara McClintock (Figura\(\PageIndex{2}\)) se sumó a nuestra comprensión de la herencia en la década de 1950 al descubrir cómo los cromosomas intercambian información durante la meiosis. La meiosis es la forma en que los organismos producen células reproductivas (como óvulo o esperma). McClintock trabajó con maíz y, utilizando los rasgos de color en los granos, demostró cómo se usa el cruce para intercambiar información entre cromosomas. Una comprensión de cómo funciona el cruce es esencial para nuestra comprensión de la herencia porque explica por qué el uso de reglas mendelianas de herencia no siempre produce las proporciones correctas.

Figura\(\PageIndex{2}\): La ciencia es un proceso continuo de adquisición de conocimientos. Gregor Mendel descubrió las leyes de herencia a mediados del siglo XIX. Barbara McClintock refinó estas leyes en la década de 1950. Muchos otros científicos también han contribuido a nuestra comprensión de la herencia.

Las ideas científicas están abiertas al cambio

La ciencia es más un proceso que un conjunto de conocimientos. Los científicos siempre están probando y revisando sus ideas, y a medida que se hacen nuevas observaciones, las ideas existentes pueden ser desafiadas. Las ideas pueden ser reemplazadas por nuevas ideas que se ajusten mejor a los hechos, pero más a menudo las ideas existentes simplemente se revisan. Por ejemplo, cuando los científicos descubrieron cómo los genes controlan los rasgos genéticos, no desecharon las leyes de herencia de Mendel. Los nuevos descubrimientos ayudaron a explicar por qué las leyes de Mendel se aplicaban a ciertos rasgos pero no a otros. Demostraron que las leyes de Mendel son parte de un panorama más amplio. A través de muchos descubrimientos nuevos a lo largo del tiempo, los científicos construyen gradualmente una comprensión cada vez más precisa y detallada del mundo natural.

Ocasionalmente, las ideas científicas cambian radicalmente. Los cambios radicales en las ideas científicas recibieron el nombre de cambios de paradigma por el filósofo Thomas Kuhn en 1962. Kuhn coincidió en que el conocimiento científico normalmente se acumula gradualmente, a medida que se agregan nuevos detalles a las teorías establecidas. No obstante, Kuhn también argumentó que de vez en cuando, se produce una revolución científica en la que se abandonan las teorías actuales y toman su lugar ideas completamente nuevas.

Si bien existe un debate entre los científicos sobre lo que constituye un cambio de paradigma, la teoría de la evolución es ampliamente aceptada como un buen ejemplo en biología. De hecho, algunos científicos argumentan que es el único ejemplo de un cambio de paradigma en biología. Antes de que Charles Darwin publicara su teoría de la evolución en la década de 1860, la mayoría de los científicos creían que Dios había creado especies vivas y que las especies en la Tierra no habían cambiado desde que fueron creadas. Basándose en una gran cantidad de evidencias y argumentos lógicos, Darwin demostró que las especies podían cambiar y que nuevas especies podrían surgir de las preexistentes. Este fue un cambio tan radical en el pensamiento científico que Darwin se mostró reacio a publicar sus ideas por temor a una contragolpe de otros científicos y del público. En efecto, Darwin fue al principio ridiculizado por su teoría evolutiva, pero con el tiempo, fue ampliamente aceptada y se convirtió en una piedra angular de todas las ciencias de la vida.

El conocimiento científico puede ser duradero

Muchas ideas científicas han resistido la prueba del tiempo. Por ejemplo, hace unos 200 años, el científico John Dalton propuso la teoría atómica —la teoría de que toda la materia está hecha de partículas diminutas llamadas átomos. Esta teoría sigue vigente hoy en día. Durante los dos siglos transcurridos desde que se propuso por primera vez la teoría, se ha aprendido mucho más sobre los átomos y las partículas aún más pequeñas de las que están compuestos. Sin embargo, la idea de que toda la materia consiste en átomos sigue siendo válida. Hay muchos otros ejemplos de ideas científicas básicas que se han probado repetidamente y se ha encontrado que son sólidas. Aprenderás sobre muchos de ellos a medida que estudias biología humana.

No todas las preguntas pueden ser respondidas por la ciencia

La ciencia se basa en la evidencia y la lógica, y la evidencia proviene de observaciones. Por lo tanto, la ciencia trata únicamente de cosas que se pueden observar. Una observación es todo lo que se detecta a través de los sentidos humanos o con instrumentos y dispositivos de medición que extienden los sentidos humanos. Las cosas que no se pueden observar ni medir por los medios actuales —como los seres sobrenaturales o los acontecimientos— están fuera de los límites de la ciencia. Considera estas dos preguntas sobre la vida en la Tierra:

• ¿La vida en la Tierra evolucionó con el tiempo?
• ¿Fue la vida en la Tierra creada por una deidad sobrenatural?

La primera pregunta puede ser respondida por la ciencia sobre la base de evidencias científicas como fósiles y argumentos lógicos. La segunda pregunta podría ser una cuestión de creencias pero no se pueden reunir pruebas que la apoyen o refuten. Por lo tanto, está fuera del ámbito de la ciencia.

Reportaje: La biología humana en las noticias

La investigación científica suele ser reportada en los medios populares. De hecho, así es como la mayoría de la gente aprende sobre nuevos hallazgos científicos. Informar al público sobre la investigación científica es un valioso servicio mediático, pero los tipos de investigaciones científicas que se reportan pueden llevar a una percepción pública distorsionada de lo que es la ciencia y cuán confiables son sus resultados. ¿Por qué? En realidad hay dos tipos de ciencia, a menudo referida como ciencia de consenso y ciencia de frontera. Este último tipo de ciencia es el tipo que suele hacer las noticias, pero los medios generalmente no distinguen entre los dos tipos. Por lo tanto, muchas personas pueden inferir que lo que leen sobre la ciencia de frontera es típico de toda la ciencia.

• La ciencia de consenso se refiere a ideas científicas que han sido investigadas durante un largo período de tiempo y para las cuales se ha acumulado una gran cantidad de evidencia. Este tipo de investigación generalmente encaja bien dentro de los paradigmas científicos actuales. Un buen ejemplo de ciencia consensuada es el cambio climático global. Los datos que muestran el impacto del aumento de los niveles de dióxido de carbono atmosférico, debido a las actividades humanas, sobre el calentamiento global se han ido acumulando desde hace muchas décadas. Hoy en día, prácticamente todos los científicos climáticos coinciden en que el calentamiento global está ocurriendo y que las acciones humanas son en gran medida responsables de ello No obstante, los pocos científicos —y muchos políticos— que no están de acuerdo con la visión consensuada reciben mayor atención mediática porque la visión consensuada es noticia “vieja”. Los hallazgos vienen llegando desde hace años, y nuevas investigaciones en el área siguen encontrando resultados similares.
• La ciencia de frontera, en contraste, se refiere a ideas científicas que son relativamente nuevas y que aún no han sido apoyadas por años de evidencia científica. La investigación fronteriza se lleva a cabo en las fronteras del conocimiento en un campo particular. Un buen ejemplo de ciencia de frontera es la investigación sobre el supuesto vínculo entre el colesterol en la dieta y el colesterol en la sangre. La visión consensuada durante muchos años fue que una dieta alta en colesterol aumenta los niveles sanguíneos de colesterol, lo que puede conducir, a su vez, a enfermedades cardiovasculares. Investigaciones recientes que desafiaron esta visión aceptada encontraron que los genes juegan un papel más significativo que la dieta en los niveles sanguíneos de colesterol y el riesgo de enfermedad cardiovascular.

Los medios tienden a enfocarse en la ciencia de frontera porque parece polémica y puede conducir a grandes avances científicos nuevos. Con más investigación, las ideas en la ciencia de frontera pueden estar respaldadas por más evidencia, obtener una mayor aceptación y convertirse en ciencia de consenso. En algunos casos, la ciencia de frontera que está en desacuerdo con un paradigma actual puede incluso conducir a un cambio de paradigma. Sin embargo, en su lugar puede suceder lo contrario. La investigación adicional puede socavar los hallazgos iniciales de la investigación fronteriza para que se rechacen las nuevas y emocionantes ideas. Desafortunadamente, cuando más tarde se demuestra que la ciencia fronteriza está equivocada, la gente puede inferir que toda la ciencia, incluida la ciencia del consenso, no es confiable.

Revisar

1. Definir la ciencia.
2. ¿Cuál es el objetivo general de la ciencia?
3. Identificar cuatro supuestos básicos que hacen los científicos cuando estudian el mundo natural.
4. Explicar por qué la ciencia no puede dar respuestas a todas las preguntas.
5. ¿Las observaciones en la ciencia tienen que hacerse a simple vista? ¿Se te ocurre una manera en la que los científicos puedan hacer observaciones sobre algo que no pueden ver directamente?
6. Si algo no se puede observar, ¿se puede probar científicamente?
7. ¿Qué crees que sería más susceptible de ser desmentido, conclusiones extraídas de la ciencia de frontera o de la ciencia consensuada? Explica tu razonamiento.
8. El conocimiento científico se construye sobre sí mismo. Dar un ejemplo de una idea científica a partir de la lectura donde la idea inicial se extendió a medida que avanzaba la ciencia.
9. ¿Cómo se llama un cambio dramático en la comprensión científica?
10. Discuta esta afirmación: “Las ideas científicas siempre están cambiando, por lo que no se puede confiar en ellas”. ¿Crees que esto es cierto?
11. Verdadero o Falso: La ciencia es un proceso.
12. Verdadero o Falso: Una ley científica describe lo que ocurre la mayor parte del tiempo bajo ciertas condiciones.
13. ¿Cuál es una prueba de que la vida en la Tierra evolucionó con el tiempo?
14. ¿Por qué piensas que a medida que avanza la tecnología, el conocimiento científico se expande?

Explora más

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Atribuciones

1. Superior de alces por Servicio Forestal del USDA, dominio público vía Wikimedia Commons
2. Gregor Mendel de Hugo Iltis vía la Biblioteca Wellcome, Londres, dominio público vía Wikimedia Commons
   1. Barbara McClintock por institución mitsoniana/Servicio de Ciencias; Restaurado por Adam Cuerden, dominio público vía Wikimedia Commons
3. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0