1.2: La Ciencia de la Biología - Razonamiento Científico
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El Proceso de la Ciencia
La ciencia (del latín scientia, que significa “conocimiento”) puede definirse como conocimiento que abarca verdades generales o el funcionamiento de las leyes generales, especialmente cuando se adquiere y prueba por el método científico. Los pasos del método científico serán examinados en detalle posteriormente, pero uno de los aspectos más importantes de este método es la prueba de hipótesis (enunciados comprobables) mediante experimentos repetibles. Si bien el uso del método científico es inherente a la ciencia, es inadecuado para determinar qué es la ciencia. Esto se debe a que es relativamente fácil aplicar el método científico a disciplinas como la física y la química, pero cuando se trata de disciplinas como la arqueología, la paleoantropología, la psicología y la geología, el método científico se vuelve menos aplicable a medida que se vuelve más difícil repetir experimentos.
Estas áreas de estudio siguen siendo ciencias, sin embargo. Considere la arqueología: aunque no se puedan realizar experimentos repetibles, las hipótesis aún pueden ser apoyadas. Por ejemplo, un arqueólogo puede plantear la hipótesis de que existía una cultura antigua basada en encontrar una pieza de cerámica. Se podrían hacer hipótesis adicionales sobre diversas características de esta cultura. Estas hipótesis pueden ser plausibles (respaldadas por datos) y tentativamente aceptadas, o pueden ser falsificadas y rechazadas por completo (debido a contradicciones de datos y otros hallazgos). Un grupo de hipótesis relacionadas, que no han sido refutadas, pueden conducir eventualmente al desarrollo de una teoría verificada. Una teoría es una explicación probada y confirmada para observaciones o fenómenos que se sustenta en un gran cuerpo de evidencia. La ciencia puede definirse mejor como campos de estudio que intentan comprender la naturaleza del universo.
Razonamiento Científico
Una cosa es común a todas las formas de ciencia: un objetivo final “conocer”. La curiosidad y la indagación son las fuerzas impulsoras del desarrollo de la ciencia. Los científicos buscan entender el mundo y la forma en que opera. Para ello, utilizan dos métodos de pensamiento lógico: el razonamiento inductivo y el razonamiento deductivo.
El razonamiento inductivo es una forma de pensamiento lógico que utiliza observaciones relacionadas para llegar a una conclusión general. Este tipo de razonamiento es común en la ciencia descriptiva. Un científico de la vida como un biólogo hace observaciones y las registra. Estos datos pueden ser cualitativos o cuantitativos y los datos brutos se pueden complementar con dibujos, imágenes, fotos o videos. A partir de muchas observaciones, el científico puede inferir conclusiones (inducciones) con base en la evidencia. El razonamiento inductivo implica formular generalizaciones inferidas de la observación cuidadosa y el análisis de una gran cantidad de datos. Los estudios cerebrales proporcionan un ejemplo. En este tipo de investigaciones, se observan muchos cerebros vivos mientras las personas están realizando una actividad específica, como ver imágenes de alimentos. Entonces se predice que la parte del cerebro que “se ilumina” durante esta actividad sea la parte que controla la respuesta al estímulo seleccionado; en este caso, imágenes de alimentos. El “encendido” de las diversas áreas del cerebro es causado por la absorción excesiva de derivados de azúcar radiactivos por áreas activas del cerebro. El incremento resultante de la radiactividad se observa mediante un escáner. Entonces los investigadores pueden estimular esa parte del cerebro para ver si resultan respuestas similares.
El razonamiento deductivo o deducción es el tipo de lógica utilizada en la ciencia basada en hipótesis. En razón deductiva, el patrón de pensamiento se mueve en dirección opuesta en comparación con el razonamiento inductivo. El razonamiento deductivo es una forma de pensamiento lógico que utiliza un principio o ley general para pronosticar resultados específicos. A partir de esos principios generales, un científico puede extrapolar y predecir los resultados específicos que serían válidos siempre y cuando los principios generales sean válidos. Los estudios sobre el cambio climático pueden ilustrar este tipo de razonamientos. Por ejemplo, los científicos pueden predecir que si el clima se vuelve más cálido en una región en particular, entonces la distribución de plantas y animales debería cambiar. Estas predicciones han sido escritas y probadas, y se han observado muchos de esos cambios predichos, como la modificación de las áreas cultivables para la agricultura correlacionada con cambios en las temperaturas promedio.
Ambos tipos de pensamiento lógico están relacionados con las dos vías principales del estudio científico: la ciencia descriptiva y la ciencia basada en hipótesis. La ciencia descriptiva (o descubrimiento), que suele ser inductiva, tiene como objetivo observar, explorar y descubrir, mientras que la ciencia basada en hipótesis, que suele ser deductiva, comienza con una pregunta o problema específico y una respuesta o solución potencial que se puede probar. El límite entre estas dos formas de estudio suele ser borroso y la mayoría de los esfuerzos científicos combinan ambos enfoques. El límite difuso se hace evidente al pensar en la facilidad con la que la observación puede conducir a preguntas específicas. Por ejemplo, un caballero en la década de 1940 observó que las semillas de rebabas que se pegaron a su ropa y al pelaje de su perro tenían una estructura de gancho diminuta. Tras una inspección más cercana, descubrió que el dispositivo de agarre de las rebabas era más confiable que una cremallera. Finalmente desarrolló una compañía y produjo el cierre de velcro conocido popularmente hoy en día como Velcro. La ciencia descriptiva y la ciencia basada en hipótesis están en diálogo continuo.
Puntos Clave
- Una hipótesis es una declaración/predicción que puede ser probada por experimentación.
- Una teoría es una explicación para un conjunto de observaciones o fenómenos que se sustentan en investigaciones extensas y que pueden ser utilizadas como base para futuras investigaciones.
- El razonamiento inductivo se basa en observaciones para inferir conclusiones lógicas basadas en la evidencia.
- El razonamiento deductivo es un razonamiento lógico basado en hipótesis que deduce conclusiones de los resultados de las pruebas.
Términos Clave
- teoría: una explicación bien fundamentada de algún aspecto del mundo natural basada en el conocimiento que ha sido confirmado repetidamente a través de la observación y la experimentación
- hipótesis: una conjetura tentativa que explica una observación, fenómeno o problema científico que puede probarse mediante observación, investigación y/o experimentación adicionales