Doctor Pedro A. Valdés Sada
Departamento de Física y Matemáticas y Centro de Investigación en Ciencias Planetarias de México, de la Universidad de Monterrey
¿Qué es una ciencia? Ciencia es una palabra de origen griego que se traduce al español como conocimiento. Hacer ciencia es buscar el conocimiento de algo. Generalmente asociamos el concepto de ciencia con la idea de conocer algo relacionado con el mundo natural que nos rodea. Dicho de otra manera, las ciencias pretenden conocer la naturaleza.
Así, tenemos por ejemplo la ciencia de la Astronomía, que estudia el Universo; la Biología, que estudia los seres vivos; la Geología, que estudia las rocas ylos minerales; las Matemáticas, que estudian los números, etcétera. De esta manera hemos distribuido la ciencia en diversas disciplinas que se ocupan de estudiar aspectos muy particulares de la naturaleza. También tenemos la impresión general de que hay poca comunicación entre estas disciplinas, y de que sus participantes, los científicos, son genios excéntricos que trabajan aisladamente en laboratorios en los que utilizan procedimientos bastante estrictos y complicados que caen bajo la denominación general del “método científico”.
TODOS NACEMOS SIENDO CIENTÍFICOS
Pues bien, casi todo lo descrito anteriormente son malas impresiones y exageraciones de lo que es la Ciencia. El origen de la palabra y su significado general son correctos. Pero la Ciencia no se limita a estudiar la naturaleza, ni es practicada solamente por científicos. Todos nosotros somos partícipes de esta actividad humana en casi todo momento de nuestras vidas. Es más, todos nacemos siendo científicos. Somos muy curiosos durante la infancia, y queremos averiguar todo lo posible sobre el mundo que nos rodea. Por ejemplo, probamos cosas para saber si son comestibles y golpeamos objetos para estudiar la resistencia de los materiales. Aunque no parezca, todo esto es Ciencia. El niño utiliza las herramientas a su alcance para conocer el ambiente a su alrededor con el propósito de desarrollarse.
EL MÉTODO CIENTÍFICO
De adultos hacemos lo mismo casi sin darnos cuenta. ¿Cuántos de nosotros no hemos leído instructivos o preguntado a amigos sobre el funcionamiento de algún equipo electrónico? Otros de nosotros simplemente presionamos los botones secuencialmente, observamos las reacciones, e intentamos nuevas combinaciones, hasta obtener los resultados deseados. De igual manera, el “método científico” tradicional que nos enseñaron en la escuela como una secuencia cuasilineal de etapas (observación, hipótesis, experimentación y conclusiones) es una simplificación de un proceso humano más elegante y rico en otros elementos. Una alternativa más general de la construcción y funcionamiento del método científico puede ser ilustrada con el diagrama de flujo que se presenta a continuación.
Comenzamos con la existencia de un “Mundo Real”; es decir que todo lo que nos rodea existe en verdad, independientemente de nuestras percepciones, y que tiene un comportamiento definido. En este mundo no existen ambigüedades, y continúa existiendo aunque no lo podamos percibir. Cuando un árbol cae en el bosque siempre hace ruido. Si no lo escuchamos es porque estamos muy lejos o no tenemos instrumentos de grabación presentes. En otras palabras, el Universo en que vivimos no es virtual(a la ‘Matrix’) ni existe solamente en la mente de las personas. Ésta es la base fundamental de todas las ciencias y cabe enfatizar su importancia de nuevo: el “Mundo Real” existe y se comporta de manera independiente respecto de nuestras percepciones. Nuestra labor es entender este comportamiento de alguna manera, para así aprovechar ese conocimiento en nuestras vidas. Eso lo logramos a través de la elaboración de un “Modelo”, el cual se puede definir como una simplificación conceptual que posee características similares y se comporta de forma similar al fenómeno que estamos estudiando. Un ejemplo puede ser un modelo a escala de un avión que compramos en una tienda y que ensamblamos con el propósito de poseer una miniatura para exhibición. Muchos modelos son simplemente ideas o secuencias de ideas y no objetos concretos. El modelo no es el objeto del mundo real, sino una aproximación. La idea es tener un modelo lo más parecido posible al fenómeno del mundo real; aunque esto es imposible de lograr, ya que entonces el modelo sería indistinguible del fenómeno. Sería como hacer una persona idéntica a ti en todos los aspectos (físicos y mentales) como un modelo que te representara.
CONEXIÓN ENTRE EL MUNDO REAL Y EL MODELO
En el diagrama hay una flecha de un sentido que conecta al mundo real con el modelo y simboliza el hecho de que no podemos hacer un modelo idéntico al fenómeno del mundo real (en tal caso la flecha sería de dos sentidos). Este proceso de formar un modelo inicial de algún fenómeno natural está repleto de preconceptos y observaciones iniciales por parte del que intenta formar el modelo. Algunas veces los llamamos “prejuicios”, y muchas veces algunos de estos preconceptos son erróneos y es difícil identificarlos y tratar de desecharlos; sobre todo cuando estos preconceptos son modelos que nosotros dábamos como acertados. Un ejemplo clásico me sucedió cuando compré un nuevo teléfono celular. Mi modelo de su funcionamiento se basaba en mi antiguo teléfono y me costó esfuerzo acostumbrarme al nuevo sistema de operación. El antiguo modelo de operación simplemente ya no aplicaba del todo.
¿Cómo podemos mejorar nuestro modelo? En la práctica el método más eficiente de hacer esto es realizando “Observaciones Comparativas” de forma congruente y deliberada para comprobar la veracidad de nuestro modelo. Éstos pueden tomar la forma de experimentos en laboratorios, observaciones, pruebas, cuestionarios, etcétera. La idea general es poner a prueba nuestro modelo comparándolo con lo que sucede en el mundo real. En este paso es crucial el ser cuidadosos y honestos con nosotros mismos. En ocasiones, nuestro tan querido modelo simplemente no concuerda con las observaciones realizadas, y es común que nos sintamos tentados a ignorar selectivamente los resultados de las observaciones que no apoyan lo que deseamos que suceda. Nuestra capacidad para auto-engañarnos puede ser impresionante, y nuestros sentimientos y añoranzas filtran la información recibida de alguna forma. Simplemente es difícil confesar que a veces estamos equivocados (tenemos un modelo inadecuado), y cambiar de opinión (adoptar un nuevo modelo). Ejemplos de esto abundan. La mayoría de las pseudociencias (parapsicología, OVNIs, astrología, embrujos, todo tipo de adivinación, homeopatía, existencia de espíritus y fantasmas, etcétera) son consecuencia directa de no saber cómo realizar observaciones comparativas honestas para comprobar nuestros modelos y/o de selectivamente ignorar los resultados que contradigan ciertos ideales que desesperadamente deseamos sean verídicos. Toda la evidencia, sin excepción, debe ser cotejada y considerada cuidadosa y objetivamente para validar nuestros modelos.
Si nuestro modelo es imperfecto, cosa que invariablemente sucede tarde o temprano, hay que hacer una “Revisión” o adaptación al mismo. Este proceso de remodelación de un modelo (valga la redundancia) es análogo a reparar y/o dar mantenimiento a un automóvil que no funciona del todo bien. Para lograr esto necesitamos de herramientas. En este caso las herramientas son lo que comúnmente denominamos como las Ciencias. A través de los conocimientos y postulados particulares de las diversas ciencias es como nosotros podemos modificar nuestros modelos de los fenómenos naturales que queremos comprender.
Por ejemplo, la Física nos ayuda a entender la naturaleza y comportamiento de los objetos; la Química nos ayuda a comprender las propiedades dela materia y cómo cambian éstas al transformarse de un compuesto a otro, y las Matemáticas nos ayudan a expresarlos fenómenos de forma numérica, general y concisa (muchas veces pienso que la Matemática es el lenguaje numérico de la Ciencia). En el métodocientífico también se utilizan como herramientas algunas otras disciplinas que comúnmente no se consideran como Ciencias per se. Por ejemplo, el sentido de la estética nos puede ayudar a completar un modelo, y la inspiración nos ayuda a conectar ideas y crear nuevas alternativas. El modificar un modelo puede utilizar una gran diversidad de herramientas mentales a nuestra disposición. El trabajo no termina una vez modificado el modelo para ajustarse a las observaciones comparativas.
El modelo por definición es incompleto. Tal vez funcione lo suficiente como para resolver cierto tipo de problemas, pero eventualmente surgirán observaciones que el modelo no pueda explicar completamente. En tal caso hay que “Renovar” nuestro modelo. Esto no quiere decir que el modelo anterior es incorrecto ya que funcionó adecuadamente por un tiempo. Simplemente se dice que el modelo anterior estaba ‘incompleto’. En estos casos, el nuevo modelo debe también simplificarse o solucionar los problemas que cubría el modelo anterior. Un ejemplo clásico de este caso es la teoría de la Gravitación. Cuando Isaac Newton la postuló inicialmente hace más de 400 años, ésta lograba explicar los movimientos de los objetos celestes a la perfección. No fue sino hasta principios del siglo pasado cuando Albert Einstein complementó el Modelo de la Gravitación de Newton con laTeoría General de la Relatividad. Esto sucedió cuando ciertas observaciones de la variación del punto del perihelio de Mercurio no podían ser explicadas adecuadamente por la gravitación. La teoría General de la Relatividad explica maravillosamente ésta y muchas otras observaciones posteriores. Además, las ecuaciones de Newton se derivan de la simplificación de la Teoría de la Relatividad cuando las aplicamos a bajas velocidades (comparadas con las de la luz). La razón por la que no se enseña la relatividad en las escuelas es que la gravedad es suficiente para explicar y predecir adecuadamente (hasta los límites de nuestras habilidades de medición) los fenómenos que normalmente estudiamos. No es necesario complicarnos la vida innecesariamente. Incidentalmente, si trabajamos con las ecuaciones de la gravedad, podemos simplificarlas y derivar directamente las Tres Leyes de Kepler del Movimiento Planetario que se utilizaban antes de Newton para predecir la posición de los planetas en el sistema solar. ¿No es maravilloso?
EL MÉTODO CIENTÍFICO
Así, llegamos a la conclusión de que el método científico, visto con nuevos ojos, es en realidad la mejor manera que tenemos de conocer el mundo a nuestro alrededor… de hacer Ciencia. Hay que resaltar que la ciencia es por definición “Ciencia Básica” ya que el fin último esel conocer algo. La “ciencia aplicada” no existe como tal, aunque la tecnología es el resultado de la aplicación de la ciencia. Esto puede parecer simple semántica, pero no lo es en el fondo. De ahí surge la imperante necesidad de conocer la ciencia para poder aplicarla. Es triste ver cómo el sistema educativo actual, en un afán de graduar ciudadanos con capacidades técnicas, omite el enseñar la ciencia básica y se salta inmediatamente a la resolución de problemas particulares, que generalmente son resueltos entrenando a los alumnos a seguir una serie de secuencias y pasos predeterminados.
Indicativo de esto es la eterna pregunta del estudiante: “¿qué formula utilizo para resolver este problema?”. Éste es un síntoma claro de la falta de comprensión de fondo del problema. Es como enseñar a los alumnos a construir una casa sin antes construir cimientos. Puede que la casa se mantenga firme por un tiempo, pero eventualmente se desmorona por falta de apoyo.
No solamente los estudiantes de universidad deben saber de ciencia, sino que el público en general también debe estar versado en los principios básicos de la Ciencia. Esto indudablemente los hace mejores ciudadanos, capaces de tomar decisiones basadas en la consideración objetiva de las evidencias disponibles.
Estos ciudadanos estarían mejor preparados para valorar hechos a su alrededor y las declaraciones de sus semejantes. Serían votantes informados que elegirían gobernantes calificados para representarlos adecuadamente.
En un mundo cambiante donde el calentamiento global, la pobreza y las enfermedades son fenómenos que impactan directamente a nuestra civilización, es imprescindible estar informado y ser capaz de valorar esa información para tomar decisiones acertadas. La creación de conocimiento es de vital importancia para el progreso del país. De ahí la necesidad de apoyar a los científicos. La aplicación de ese conocimiento es lo que lleva a los avances tecnológicos y eventualmente la prosperidad económica. Un país que no crea conocimiento se atiene a los altos costos y ependencias involucrados en la importación de tecnología y conocimientos del extranjero.
IMAGEN: Sir Isaac Newton, (4 de enero de 1643 – 31 de marzo, 1727) fue un científico, físico, filósofo, alquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, más conocidos como “los Principia”, donde describió la Ley de Gravitación Universal y estableció las bases de la Mecánica Clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en el Opticks) y el desarrollo del cálculo matemático.
