1.10: Modelos Científicos

¿Por qué los científicos necesitan modelos?

Los científicos trabajan con modelos porque la realidad es compleja y difícil. El clima de la Tierra es un ejemplo de un sistema que es a la vez difícil y complejo. Muchos factores influyen en el clima: nubes, capa de nieve, mezcla oceánica, secuestro de carbono en los océanos, etc. De hecho, hay muchos más factores de los que se pueden tratar de una vez. Los modelos son necesarios en la ciencia. No obstante, siempre hay que recordar que un modelo es un modelo y no lo real.

Los modelos son herramientas útiles

Los modelos científicos son herramientas útiles para los científicos. La mayoría de los sistemas de la Tierra son extremadamente complejos. Los modelos permiten a los científicos trabajar con sistemas que son casi imposibles de estudiar en su conjunto. Los modelos ayudan a los científicos a comprender estos sistemas. Pueden analizar y hacer predicciones sobre ellos utilizando los modelos. Existen diferentes tipos de modelos.

• Los modelos físicos son representaciones más pequeñas y simples de la cosa que se estudia. Un globo o un mapa es un modelo físico de una porción o la totalidad de la Tierra.
• Los modelos conceptuales unen muchas ideas para explicar un fenómeno o evento.
• Los modelos matemáticos son conjuntos de ecuaciones que toman en cuenta muchos factores para representar un fenómeno. Los modelos matemáticos generalmente se realizan en computadoras.

Muchos modelos se crean en computadoras (Figura a continuación). Sólo las computadoras pueden manejar y manipular cantidades tan enormes de datos. Muchos científicos trabajan ahora con modelos climáticos. Un número inimaginable de factores afectan el clima de la Tierra. Muchos factores dependen unos de otros. Un modelo climático razonablemente preciso necesita las computadoras más potentes. Aún así, aún no se ha desarrollado una computadora que pueda funcionar con todo el sistema. Entonces los científicos crean modelos que representan partes del sistema.

Muchos científicos utilizan computadoras para modelar procesos complicados.

Los modelos se pueden utilizar para probar ideas

Los científicos deben poner a prueba sus ideas. Es mucho más fácil trabajar con un modelo que con un sistema completo. Un científico puede querer entender cómo el aumento de los niveles de CO ₂ afectará al clima. En este caso, será más fácil modelar una porción más pequeña de ese sistema. Por ejemplo, el científico puede modelar cómo los niveles más altos de CO ₂ afectan el crecimiento de las plantas y el efecto que tendrá en el clima.

Los modelos se pueden utilizar para hacer predicciones

Los modelos se pueden utilizar para predecir el futuro. Los mejores tienen en cuenta la mayor cantidad de factores. ¿Cómo saben los científicos si un modelo predecirá el futuro con precisión? Una forma es utilizar un tiempo en el pasado como punto de partida. Luego ejecute el modelo para ver si el modelo puede predecir con precisión el presente. Un modelo que pueda predecir con éxito el presente es más probable que sea mejor para predecir el futuro. Por ejemplo, los modelos climáticos son muy útiles para tratar de determinar qué tipos de cambios podemos esperar a medida que sube el dióxido de carbono en la atmósfera.

Los modelos tienen limitaciones

Dado que los modelos son más simples que los objetos o sistemas reales, tienen limitaciones. Un modelo se ocupa solo de una parte de un sistema. Puede que no prediga el comportamiento del sistema real con mucha precisión. Pero cuanta más potencia informática entre en el modelo y el cuidado con que los científicos construyan el modelo pueden aumentar las posibilidades de que un modelo sea preciso.

Resumen

• Un modelo es una representación de un sistema más complejo. Los modelos se pueden manipular más fácilmente que el sistema.
• Los modelos se pueden utilizar para hacer predicciones.
• Los modelos pueden ser físicos, conceptuales o matemáticos.

Revisar

1. ¿Por qué los científicos utilizan modelos?
2. Describir los tipos de modelos mencionados.
3. ¿Por qué las computadoras se utilizan a menudo para hacer modelos?

Explora más

Utilice el siguiente recurso para responder a las preguntas que siguen.

1. ¿Qué es un modelo?
2. ¿Cómo crean los científicos modelos?
3. ¿Cómo se verifica la precisión de los modelos?
4. ¿Cómo comprobó el Dr. Hansen su modelo?
5. ¿Cuáles son los desafíos asociados con el modelado?