¿Qué es Ciencia? Ciencia es el conjunto de conocimientos que ha sido adquirido a través de un proceso sistemático, llamado método científico. El método científico es un proceso de generación de hipótesis y su verificación mediante experimentación, observación y medición.

En este artículo te explicaremos en profundidad qué es la ciencia y cómo hacen los científicos para generar nuevo conocimiento científicos.

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Las investigaciones de los científicos usualmente comienzan con una observación y la formulación de una pregunta. Por ejemplo, un médico observa que en una región las personas viven mas años que en las regiones que la rodean. A partir de esta observación, científicos buscan encontrar las causas de este fenómeno: ¿Porqué las personas de esa región viven mas años?

En el centro de todas las disciplinas científicas se encuentra el método científico. El método científico es lo que diferencia a la ciencia de otras formas de conocimiento, como la religión. Todos los tipos de ciencia usan el método científico. Incluyendo a las ciencias duras, como la física, como a las ciencias blandas, como la psicología y la economía.

El método científico se caracteriza por una serie de pasos a seguir. A continuación te mostramos los pasos del método científico.

Pasos del Método Científico

Realizar una Observación y Formular una Pregunta

El primer paso de la ciencia es la observación de un fenómeno y la formulación de una pregunta referida al mismo. En esta primer etapa, los científicos también buscan datos y analizan otras investigaciones científicas relacionadas. También puede suceder que ya exista una teoría que explica un fenómeno, pero nuevos datos no concuerdan con esta teoría. ¿Porqué?

Formular una Hipótesis

Luego de haber hecho una pregunta, los científicos formulan una hipótesis. Una hipótesis es una conjetura que podría explicar el comportamiento observado en el paso anterior. La hipótesis se considera una propuesta provisional. Todavía no se tiene evidencia para poder decir si la hipótesis es correcta o incorrecta. Mas adelante veremos cómo los científicos intentan determinar si la hipótesis es correcta o no.

Usualmente, el análisis científico formula dos tipos de hipótesis: la hipótesis nula y la hipótesis alternativa. La hipótesis alternativa es una afirmación de que hay una relación estadística significante entre dos variables. La hipótesis nula es la conjetura de que la hipótesis alternativa es falsa.

Decisiones personales, conocimientos previos y analogías afectan tanto la formulación de la pregunta inicial (paso 1) como la formulación de la hipótesis (paso 2). Estos pasos son fundamentales para la expansión de la ciencia. Como vemos, el método científico no siempre es deductivo, como muchos piensan.

Predecir

En la tercera etapa, el científico se pregunta: ¿Que pasaría si la hipótesis alternativa fuese verdadera? En esta etapa, la científica desarrolla consecuencias lógicas de la hipótesis. La científica no debe confundir una simple correlación con una relación de causa-efecto.

También debe tener en cuenta que distintas hipótesis no compatibles entre sí pueden explicar un mismo fenómeno.

Probar las Predicciones

Luego de haber realizado una o mas hipótesis, la tarea de la científica consiste en evaluar las predicciones, es decir, chequear si el comportamiento de un fenómeno es compatible con la hipótesis formulada anteriormente.

En muchas ciencias, este paso se realiza mediante experimentos. En otras ciencias como la economía, no se pueden realizar experimentos para testear ciertas hipótesis. Por ejemplo, los economistas no pueden evaluar una nueva teoría monetaria usando un país como conejillo de indias. Si la hipótesis es falsa, la política económica incorrecta puede llevar a miles de personas a la pobreza. Por otro lado, en el funcionamiento de una economía existen numerosas variables que no se pueden controlar.

En otras ciencias, como la biología y la química, es mas usual que los científicos hagan experimentos para probar sus hipótesis. Por ejemplo, recientemente, biólogos australianos querían saber si las emisiones de dióxido de carbono están afectando las barreras de coral. Formularon la hipótesis de que la acidificación oceánica está afectando a los corales. Para probar su hipótesis, tomaron corales de la Gran Barrera de Coral, la barrera de coral mas grande del mundo, y colocaron las muestras en tres contenedores. Cada contenedor tenía agua con distinto nivel de pH. El dióxido de carbono afecta el PH. Un contenedor se usó como grupo de control, con un nivel de ácido normal. Otros contenedores tenían agua algo mas ácida y mucho mas ácida. Los investigadores australianos usaron muestras grandes y repitieron el experimento.

¿Cuáles fueron los resultados? Los científicos encontraron que la acidez del agua afectó el color de los corales. El grupo de control perdió un 10% de su color, los corales que estaban en un tanque con agua de acidez media perdieron un 20% de su color y los corales que estaban en tanques con agua mucho mas ácida perdieron el 40% de su color en promedio.

Este es un ejemplo claro de cómo se prueban las hipótesis en la ciencia. Usualmente, los científicos buscan realizar experimentos controlados donde se aislen ciertas variables independientes para ver qué sucede con el comportamiento de otra variable dependiente. En este ejemplo, la variable independiente es el nivel de acidez del agua, y la variable dependiente es la coloración de los corales. La conclusión principal a la que llegaron los científicos australianos es que el nivel de acidez del agua tiene un efecto importante en la coloración de los corales. También muestra que usualmente se tiene un grupo de control, para poder medir el efecto de cambios en la variable independiente y que en los experimentos es necesario llevar a cabo el mismo repetidas veces con varias muestras. También es importante documentar cada paso del experimento, para que otros investigadores puedan repetir el mismo y comprobar su validez.

El experimento de los científicos australianos es importante, porque muestra cómo la emisión de dióxido de carbono que causamos los humanos puede afectar a los corales. Los corales son un importante componente de los ecosistemas marinos. El experimento fue publicado en la revista Nature.

Análisis

En esta etapa, los científicos determinan qué muestran los resultados del experimento. ¿Los resultados se ajustan a la hipótesis? Cuando el experimento se puede repetir varias veces, se realiza un análisis estadístico de los resultados y se estima una probabilidad de que la hipótesis alternativa sea verdadera cuando en realidad la verdadera era la hipótesis nula. Si esta probabilidad es alta, se considera que el nivel de confianza no es alto.

También puede suceder que la observación falsifique la hipótesis alternativa. En este caso, es importante la publicación de los resultados, a pesar de la no verificación de la hipótesis. La publicación de los resultados cuando no se verificó la hipótesis alternativa permite que otros científicos puedan acceder a la información del experimento.

En esta etapa, también se puede incorporar evidencia de otros experimentos e investigaciones para explicar el fenómeno analizado. Vemos como la ciencia es un cuerpo de conocimientos interrelacionados, no un conjunto de teorías aisladas sin relación entre sí.

Iterar: Ampliar la Ciencia o Refutar Teorías

Una vez publicados los resultados, otros científicos tiene acceso a los mismos. Esto permite que usen estos resultados para formular nuevas hipótesis y predicciones.

Por ejemplo, los resultados de la investigación de los científicos australianos sobre la barrera de coral pueden ser tomados por otros científicos, quienes formularán una hipótesis sobre la coloración de las algas y las emisiones de dióxido de carbono. Se podrán preguntar si el nivel de acidez del agua de mar también afecta a las algas marinas.

Los resultados también pueden ser evaluados por otros científicos. El método científico es iterativo. Una característica importante del conocimiento científico es que se considera que es provisional. Es decir, las teorías no se consideran inalterables, sino que serán válidas mientras no se pueda demostrar su falsedad. Nuevos experimentos pueden demostrar que una teoría estaba equivocada y necesita ser revisada, descartada o reemplazada.

La Diferencia entre Hipótesis, Modelos, Teorías y Leyes

El término modelo es utilizado por los científicos en referencia a una representación simplificada de la realidad. Los científicos usan los modelos para hacer predicciones que no pueden ser testeadas por experimentación u observación. Por ejemplo, la economía, al no poder hacer experimentos para probar muchas hipótesis, usa modelos.

Una hipótesis es una afirmación que (todavía) no ha sido probada.

Una ley física o una ley de la naturaleza es una generalización científica basada en la observación empírica.

El público en general usa la palabra teoría para referirse a ideas que todavía no han sido comprobadas, pero en la ciencia, una teoría se refiere a ideas que han aprobado verificaciones repetidas. Las teorías de la evolución biológica, electromagnetismo, y relatividad son ideas que han sobrevivido considerable testeo mediante experimentación. Pero también hay teorías que prometen ser muy buenas para explicar algún hecho de la naturaleza pero que todavía no han sido probadas empíricamente.

Las teorías están siempre abiertas a revisión. Nueva evidencia puede contradecir las predicciones de una teoría. En este caso, la teoría puede ser reemplazada o modificada.

¿Para qué sirve la ciencia?

A pesar de algunas creencias populares, no es la finalidad de la ciencia responder a todas las preguntas, solo a aquellas que pertenecen a la realidad física (experiencia empírica medible). La ciencia no produce y no puede producir verdad incuestionable. En cambio, la ciencia testea constantemente las hipótesis sobre algún aspecto del mundo físico, y las revisa o reemplaza cuando en evidente a la luz de nuevas observaciones o datos.

La ciencia no hace afirmaciones sobre como la naturaleza "es", la ciencia solo puede hacer conclusiones acerca de nuestras observaciones de la naturaleza.

La ciencia no es una fuente de juicios de valor subjetivos, a pesar de que sí puede hablar de cuestiones de ética y política pública indicando las consecuencias de acciones. De todos modos, la ciencia no nos puede decir cuál de esas consecuencias el la "mejor".

Las ciencias se pueden distinguir entre ciencias exactas, que son la matemática y la lógica, y ciencias no exactas, que son el resto de las ciencias.

Origen etimológico de la palabra ciencia

Etimológicamente, la palabra ciencia viene del latín "scire", que significa saber, es decir que la definición básica de ciencia es conocimiento, o más precisamente, conocimiento humano.