Cuando te enfrentas a un problema científico, resolverlo puede parecer una perspectiva imposible. Hay tantas explicaciones posibles para todo lo que vemos y experimentamos, ¿cómo es posible que puedas darles sentido a todas? La ciencia tiene una respuesta sencilla: el método científico.
El método científico es un método para hacer y responder preguntas sobre el mundo. Estos principios rectores brindan a los científicos un modelo para trabajar cuando intentan comprender el mundo, pero ¿de dónde proviene ese modelo y cómo funciona?
En este artículo, definiremos el método científico, discutiremos su larga historia y cubriremos cada uno de los pasos del método científico en detalle.
¿Que es el método científico?
En su forma más básica, el método científico es un procedimiento para realizar experimentos científicos. Es un modelo establecido que pueden seguir los científicos en una variedad de campos, desde la observación inicial hasta la conclusión en un formato impreciso pero concreto.
El número de pasos varía, pero el proceso comienza con una observación, avanza a través de un experimento y concluye con el análisis y el intercambio de datos. Una de las piezas más importantes del método científico es el escepticismo.— el objetivo es encontrar la verdad, no confirmar un pensamiento en particular. Eso requiere reevaluación y experimentación repetida, así como examinar su pensamiento a través de un estudio riguroso.
De hecho, existen múltiples métodos científicos, ya que la estructura básica se puede modificar fácilmente. El que normalmente aprendemos en la escuela es el método básico, basado en la lógica y la resolución de problemas, que se usa típicamente en campos de ciencias «duras» como la biología, la química y la física. Puede variar en otros campos, como la psicología, pero la premisa básica de hacer observaciones, probar y continuar mejorando una teoría a partir de los resultados sigue siendo la misma.
La historia del método científico
El método científico tal como lo conocemos hoy en día se basa en miles de años de estudio científico. Su desarrollo se remonta a la antigua Mesopotamia, Grecia e India.
el mundo antiguo
En la antigua Grecia, Aristóteles ideó un proceso inductivo-deductivo, que sopesa amplias generalizaciones a partir de datos contra las conclusiones a las que se llega al reducir las posibilidades de una afirmación general. Sin embargo, favoreció el razonamiento deductivo, ya que identifica las causas, que consideraba más importantes.
Aristóteles escribió mucho sobre lógica y muchas de sus ideas sobre el razonamiento se hacen eco de las que se encuentran en el método científico moderno, como ignorar la evidencia circular y limitar el número de términos medios entre el comienzo y el final de un experimento. Aunque su modelo no es el que usamos hoy, la confianza en la lógica y las pruebas exhaustivas siguen siendo partes clave de la ciencia actual.
La edad Media
El siguiente gran paso hacia el desarrollo del método científico moderno se dio en la Edad Media, particularmente en el mundo islámico. Ibn al-Haytham, un físico de lo que ahora conocemos como Irak, desarrolló un método de prueba, observación y deducción para su investigación sobre la visión. al-Haytham criticó la falta de razonamiento inductivo de Aristóteles, que jugó un papel importante en su propia investigación.
Otros científicos, incluidos Abū Rayhān al-Bīrūnī, Ibn Sina y Robert Grosseteste, también desarrollaron modelos de razonamiento científico para probar sus propias teorías. Aunque con frecuencia no estaban de acuerdo entre sí y con Aristóteles, esos desacuerdos y refinamientos de sus métodos llevaron al método científico que tenemos hoy.
Siguiendo esos importantes desarrollos, particularmente el trabajo de Grosseteste, Roger Bacon desarrolló su propio ciclo de observación (ver que algo ocurre), hipótesis (hacer conjeturas acerca de por qué ocurre esa cosa), experimentación (probar que la cosa ocurre) y verificación (una observación externa). persona que se asegura de que el resultado del experimento sea consistente).
Después de unirse a la Orden Franciscana, a Bacon se le otorgó una comisión especial para escribir sobre ciencia; por lo general, a los frailes no se les permitía escribir libros o folletos. Con esta comisión, Bacon delineó principios importantes del método científico, incluidas las causas de error, los métodos de conocimiento y las diferencias entre la ciencia especulativa y la experimental. También usó sus propios principios para investigar las causas de un arcoíris, demostrando la efectividad del método.
Revolución científica
A lo largo del Renacimiento, más grandes pensadores se involucraron en el diseño de un método riguroso y completo de estudio científico. Francis Bacon introdujo el razonamiento inductivo en el método, mientras que Descartes argumentó que las leyes del universo significaban que el razonamiento deductivo era suficiente. La investigación de Galileo también fue un razonamiento inductivo pesado, ya que creía que los investigadores no podían dar cuenta de todas las variables posibles; por lo tanto, la repetición era necesaria para eliminar las hipótesis y los experimentos erróneos.
Todo esto condujo al nacimiento de la Revolución Científica, que tuvo lugar durante los siglos XVI y XVII. En 1660, un grupo de filósofos y médicos se unieron para trabajar en el avance científico. Después de la aprobación de la corona de Inglaterra, el grupo pasó a ser conocido como Royal Society, lo que ayudó a crear una comunidad científica próspera y una de las primeras revistas académicas para ayudar a introducir estudios rigurosos y revisiones por pares.
Las generaciones anteriores de científicos habían mencionado la importancia de la inducción y la deducción, pero Sir Isaac Newton propuso que ambos eran igualmente importantes. Esta contribución ayudó a establecer la importancia de múltiples tipos de razonamiento, lo que llevó a un estudio más riguroso.
A medida que la ciencia comenzó a dividirse en áreas de estudio separadas, se hizo necesario definir diferentes métodos para diferentes campos. Karl Popper fue un líder en esta área: estableció que la ciencia podía estar sujeta a errores, a veces de forma intencionada. Esto fue particularmente complicado para las ciencias «suaves» como la psicología y las ciencias sociales, que requieren métodos diferentes. Las teorías de Popper ampliaron la división entre ciencias como la psicología y las ciencias “duras” como la química o la física.
Paul Feyerabend argumentó que los métodos de Popper eran demasiado restrictivos para ciertos campos y seguían un método menos restrictivo basado en «todo vale», ya que los grandes científicos habían hecho descubrimientos sin el Método Científico. Feyerabend sugirió que a lo largo de la historia los científicos habían adaptado sus métodos según fuera necesario, y que a veces sería necesario romper las reglas. Este enfoque se adaptó particularmente bien a los científicos sociales y del comportamiento, lo que lleva a una gama más diversa de modelos para que los utilicen los científicos en múltiples campos.
Los pasos del método científico
Aunque diferentes campos pueden tener variaciones en el modelo, el método científico básico es el siguiente:
#1: Hacer Observaciones
Fíjate en algo, como la temperatura del aire durante el invierno, lo que sucede cuando el helado se derrite o cómo se comportan tus plantas cuando olvidas regarlas.
#2: Haz una pregunta
Convierte tu observación en una pregunta. ¿Por qué la temperatura es más baja durante el invierno? ¿Por qué mi helado se derrite? ¿Por qué mi tostada siempre cae con la mantequilla hacia abajo?
Este paso también puede incluir investigar un poco. Es posible que ya pueda encontrar respuestas a estas preguntas, ¡pero aún puede probarlas!
#3: Haz una hipótesis
Una hipótesis es una conjetura educada de la respuesta a su pregunta. ¿Por qué tu tostada siempre cae con la mantequilla hacia abajo? Tal vez sea porque la mantequilla hace que ese lado del pan sea más pesado.
Una buena hipótesis conduce a una predicción que puede probar, expresada como una declaración si/entonces. En este caso, podemos elegir algo como: «Si la tostada tiene mantequilla, primero tocará la mantequilla molida».
#4: Experimento
Su experimento está diseñado para probar si su predicción sobre lo que sucederá es cierta. Un buen experimento probará una variable a la vez—por ejemplo, estamos tratando de probar si la mantequilla pesa sobre un lado de la tostada, lo que hace que sea más probable que toque el suelo primero.
La tostada sin mantequilla es nuestra variable de control. Si determinamos la posibilidad de que una rebanada de pan tostado sin mantequilla, marcada con un punto, golpee el suelo en un lado particular, podemos comparar esos resultados con nuestro pan tostado con mantequilla para ver si existe una correlación entre la presencia de mantequilla y de qué manera el se cae la tostada.
Si decidiéramos no tostar el pan, eso estaría introduciendo una nueva pregunta: si tostar el pan tiene o no algún impacto en cómo cae. Dado que eso no es parte de nuestra prueba, nos limitaremos a determinar si la presencia de mantequilla tiene algún impacto en qué lado toca el suelo primero.
#5: Analizar datos
Después de nuestro experimento, descubrimos que tanto las tostadas con mantequilla como las tostadas sin mantequilla tienen una probabilidad de 50/50 de tocar el suelo en el lado marcado o con mantequilla cuando se dejan caer desde una altura constante, hacia abajo. Parece que nuestra hipótesis era incorrecta: no es la mantequilla lo que hace que la tostada toque el suelo de una manera particular, por lo que debe ser otra cosa.
Como no obtuvimos el resultado deseado, volvimos a la mesa de dibujo. Nuestra hipótesis no era correcta, así que tendremos que empezar de nuevo. Ahora que lo piensa, su tostada parece golpear la mantequilla molida, primero cuando se desliza de su plato, no cuando la deja caer desde una altura constante. Esa puede ser la base para su nuevo experimento.
#6: Comunica tus resultados
La buena ciencia necesita verificación. Su experimento debe ser replicable por otras personas, para que pueda elaborar un informe sobre cómo realizó su experimento para ver si los hallazgos de otras personas son consistentes con los suyos.
Esto puede ser útil para la clase o una feria de ciencias. Los científicos profesionales pueden publicar sus hallazgos en revistas científicas, donde otros científicos pueden leer e intentar sus propias versiones de los mismos experimentos. Ser parte de una comunidad científica ayuda a que tus experimentos sean más fuertes porque otras personas pueden ver si hay fallas en su enfoque, como si probó con diferentes tipos de pan, o si a veces usó mantequilla de maní en lugar de mantequilla, que pueden acercarlo a una buena respuesta.
Un ejemplo de método científico: tostadas que caen
Hemos repasado un resumen rápido de los pasos del método científico, pero profundicemos un poco tratando de descubrir por qué las tostadas se caen tan a menudo con el lado de la mantequilla hacia abajo.
#1: Hacer Observaciones
Al final de nuestro último experimento, en el que aprendimos que la mantequilla en realidad no hace que las tostadas tengan más probabilidades de tocar el suelo de ese lado, recordamos que los momentos en los que nuestra tostada toca primero el lado de la mantequilla molida suelen ser cuando se cae de un plato.
#2: Haz una pregunta
La pregunta más fácil que podemos hacer es: «¿Por qué es eso?»
De hecho, podemos buscar esto en línea y encontrar una respuesta bastante detallada de por qué esto es cierto. Pero somos científicos en ciernes: ¡queremos verlo en acción y verificarlo por nosotros mismos! Después de todo, la buena ciencia debería ser replicable, y tenemos todas las herramientas que necesitamos para probar lo que realmente está pasando.
#3: Haz una hipótesis
¿Por qué pensamos que las tostadas con mantequilla llegan primero a la mantequilla molida? Sabemos que no es porque sea más pesado, así que podemos eliminarlo. ¿Quizás sea por la forma de nuestro plato?
Eso es algo que podemos probar. Expresaremos nuestra hipótesis como: «Si mi tostada se desliza de mi plato, entonces caerá con el lado de la mantequilla hacia abajo».
#4: Experimento
Ver que la tostada se cae de un plato con la mantequilla hacia abajo no es suficiente para nosotros. Queremos saber por qué, así que vamos a llevar las cosas un paso más allá: instalaremos una cámara de cámara lenta para capturar lo que sucede cuando la tostada se desliza fuera del plato.
Haremos la prueba diez veces, cada vez inclinando el mismo plato hasta que la tostada se deslice. Tomaremos nota de cada vez que el lado de la mantequilla cae primero y veremos qué sucede en el video para que podamos ver qué sucede.
#5: Analizar datos
Cuando revisemos las imágenes, probablemente notemos que el pan comienza a voltearse cuando se desliza por el borde, cambiando la forma en que cae de una manera que no sucedió cuando lo dejamos caer nosotros mismos.
Eso responde a nuestra pregunta, pero no es el…