¿Qué es la ciencia y cuáles son sus disciplinas principales?

Definición principal

«La ciencia es el esfuerzo del ser humano por entender, o comprender mejor, la historia del mundo natural y cómo este funciona, con pruebas físicas observables como base de ese entendimiento. Se hace a través de la observación de los fenómenos naturales, y a través de la experimentación, la cual intenta simular los procesos naturales bajo condiciones controladas.»

Considera algunos ejemplos. Un ecologista observando los comportamientos territoriales de los pájaros azulejos y un geólogo examinando la distribución de fósiles en un afloramiento. Ambos son científicos haciendo observaciones con el fin de encontrar patrones en los fenómenos naturales. Simplemente lo hacen al aire libre y así entretienen al público general con su comportamiento. Los fotógrafos astrofísicos estudian las galaxias lejanas y los climatólogos toman datos de los globos meteorológicos de forma parecida a como los demás científicos hacen observaciones, pero en entornos más discretos.

La biología es la ciencia que estudia la vida de todos los organismos del planeta

Estos ejemplos tratan sobre la ciencia observacional, pero también sobre la ciencia experimental. Un químico observa las tasas de una reacción química a una temperatura determinada y un físico nuclear almacena los resultados de un bombardeo de un tipo particular de materia con neutrones. Esta gente normalmente hacen su trabajo en los laboratorios y llevan batas blancas.

¿Cuál es la finalidad para hacer ciencia?

Perspectiva individual

¿Por qué todas las personas descritas arriba hacen lo que hacen? En la mayoría de los casos, están recogiendo información para probar nuevas ideas o refutar otras viejas. Los científicos llegan a ser famosos por descubrir nuevas cosas que cambian lo que creemos sobre la naturaleza, como el descubrimiento de una nueva especie de dinosaurio o una nueva forma en la que se unen los átomos.

La mayoría de los científicos trabajan en laboratorios y empresas privadas

Esa es la respuesta basada en los principios nobles, y probablemente explica por qué mucha gente decide estudiar ciencia como carrera universitaria. A nivel práctico, la gente también decide dedicarse a la ciencia para ganar sus cheques de pago. Los profesores de la mayoría de universidades y muchos colegios tienen como obligación contractual realizar investigaciones para hacer nuevas contribuciones al conocimiento. Si no lo hacen, pierden sus trabajos, o por lo menos consiguen aumentos pésimos.

Los científicos también trabajan para diferentes empresas o compañías y son pagados para generar nuevo conocimiento sobre como un químico particular afecta al crecimiento de la soja o cómo son las formas de petróleo profundo en la Tierra. Estos científicos están mejor pagados, pero trabajan en la oscuridad porque el conocimiento que ellos generan es mantenido en secreto por los empleados para desarrollar nuevos productos o tecnología.

Perspectiva Social

Si las ideas de arriba ayudan a explicar por qué los individuos hacen ciencia, otra pregunta sería ¿por qué las sociedades y las naciones pagan a esos individuos para hacer ciencia? ¿Por qué la sociedad dedica algunos de sus recursos para el negocio del desarrollo de nuevo conocimiento sobre el mundo natural? O ¿qué ha motivado a estos científicos dedicar sus vidas a desarrollar este nueve conocimiento?

Un conjunto de respuestas se encuentran en el deseo de mejorar la vida de las personas. Los genetistas tratan de entender como ciertas condiciones son transmitidas de generación en generación, y los biólogos trazan las vías por las cuales las enfermedades son transmitidas, buscando claramente información para hacer mejor la vida de todo el mundo.

Los científicos de la Tierra desarrollan modelos mejores de la predicción del tiempo o para predecir terremotos, tsunamis, o erupciones volcánicas buscando igualmente el conocimiento que puede ayudar a evitar las penurias que han plagado a la humanidad durante siglos. Cualquier sociedad está preocupada por el bienestar de la gente, al menos las sociedades democráticas, por lo que apoyará esfuerzos como estos, para mejorar la vida de las personas.

La finalidad del estudio científico es la continuación de la Tierra y la especie humana

Otro conjunto de respuestas se encuentran en los deseos de la sociedad por el desarrollo económico. Muchos científicos de la Tierra dedican su trabajo a encontrar formas más efectivas y eficientes para descubrir o recuperar los recursos naturales como el petróleo o los minerales.

Los científicos de plantas buscan cepas o especies de plantas frutales para los cultivos  con el objetivo de incrementar la agricultura para nutrir y enriquecer a las naciones. Los químicos desarrollan nuevas substancias con aplicaciones tecnológicas y los físicos desarrollan nuevos fenómenos como la superconductividad, todos desarrollando conocimiento para estimular el desarrollo económico.

Otro conjunto de respuestas permanece en el aumento del control de la humanidad sobre nuestro planeta y su entorno. Mucha ciencia ha sido realizada para comprender cómo las toxinas y los residuos de nuestra sociedad pasan a través del agua, el suelo, y el aire, potenciando nuestro propio detrimento. Mucha ciencia también es hecha para comprender los cambios que hemos causado en nuestra atmósfera y en los océanos, los cuales cambian el clima en el que vivimos y los nuestras fuentes de alimento y agua.

¿Cómo se convierte la investigación en conocimiento científico?

Como nuestros amigos de la Megacorporación, realizar investigaciones en el laboratorio o en el campo puede ser ciencia, pero no es necesariamente una contribución al conocimiento. Nadie en la comunidad científica lo sabrá hasta que sea publicada en un periódico revisado por expertos. Pueden oír sobre una nueva investigación en una reunión o aprender sobre ella a través de los grupos de noticias, pero no lo tomarán demasiado en serio hasta ver los datos de la publicación.

Nature y Science son las revistas científicas más prestigiosas

Eso significa que nuestra ecologista ha escrito un manuscrito. En el manuscrito ella justifica por qué su pieza particular de investigación es significativa, detalla qué métodos ha usado, reporta exactamente los resultados que ha observado y explica lo que sus observaciones significan en relación a lo que había pensado.

Después envía su manuscrito a los editores de un periódico científico, quienes lo envían a dos o tres expertos para revisarlo. Si estos expertos dicen que la investigación metodología ha ido bien y que los resultados contribuyen a un nuevo y útil conocimiento, el editor aprobará la publicación, a pesar de que inevitablemente tendrá algún cambio o añadido.

Unos pocos meses después, el manuscrito aparecerá en una página del periódico, y los científicos de todo el mundo aprenderán los hallazgos de nuestra ecologista. Entonces decidirán si los métodos usados son los adecuados o si los resultados significan algo nuevo y emocionante, y gradualmente el manuscrito cambiará la forma de pensar de la gente sobre el mundo.

Por supuesto, en los negocios hay algunas sutilezas. Si el manuscrito ha sido enviado a un periódico prestigioso como “Science” o “Nature”, la competición para la publicación es mayor por lo que los editores deben elegir cual piensan que es la mejor de todas ellas, a pesar de que el manuscrito reporte una buena investigación.

Ciencia y cambio

Si los científicos están constantemente intentando hacer nuevos descubrimientos o desarrollar nuevos conceptos y teorías, entonces, el cuerpo del conocimiento producido por la ciencia debe someterse a un cambio constante. Así el cambio es progreso hacia una mejor comprensión de la naturaleza. Constantemente se están cuestionando nuestras ideas, sobre si son correctas o no. Como la famosa astrónoma Americana María Mitchell (1818-1889) quien dijo “Cuestiona todo”.

El resultado es que las teorías vienen y van, o al menos son modificadas a lo largo del tiempo. Las viejas ideas son cuestionadas y las nuevas evidencias son descubiertas. En palabras de Karl Popper, “La ciencia es una historia de corrección de errores”, e incluso Albert Einstein se remarcó a sí mismo “Ese tipo Einstein… cada año se retracta sobre lo que ha escrito el año anterior”.

Podemos volver a la época de Copérnico. La mayoría de nosotros aceptamos la idea de Copérnico de que la tierra se mueve alrededor del sol – podríamos decir que la teoría heliocéntrica parece correcta. Sin embargo, Copérnico mantenía que las órbitas de los planetas alrededor del sol eran perfectamente circulares. Un par de siglos más tarde, en el tiempo de Newton, se descubrió que esas órbitas eran elípticas. Por lo que la teoría heliocéntrica no fue descartada; fue modificada.

La teoría del heliocentrismo de Copérnico fue duramente castigada en su época. Otros creían que la Tierra era el centro del sistema.

La noción de que las ideas científicas cambian, y debe ser esperado que cambien, es una de las críticas más grandes de la ciencia. Un buen ejemplo es la teoría del Big Bang. Cada descubrimiento astronómico nuevo parece sugerir que alguien diga “ves, la teoría del Big Bang no lo predijo, así que todo debe estar equivocado”.

Por ello, el descubrimiento solicita un cambio, normalmente pequeño, en la teoría. Sin embargo, una vez que los astrofísicos han enmendado los detalles de la teoría teniendo en cuenta el nuevo descubrimiento, los críticos dicen “Ves, la teoría del Big Band ha sido descartada”. Pero no ha sido descartada, ha sido modificada con los nuevos datos, y esto es exactamente lo que sucede a través del tiempo con cualquier idea científica.

Ciencia y conocimiento

Así que, ¿qué significa todo esto? Significa que la ciencia no ha hecho, y probablemente nunca lo hará, dar unos datos sobre la verdad absoluta y eterna – solo proporciona teorías. Nosotros sabemos que esas teorías probablemente serán redefinidas en el futuro, y algunas de ellas pueden ser descartadas a favor de otras que tengan mayor sentido según los datos generados por los científicos futuros.

A través de los años iremos modificando o resolviendo incógnitas, a la vez que se obtendrán mayores avances

Sin embargo, las teorías presentes son las mejores explicaciones posibles de nuestro mundo, hoy en día. Proporcionan explicaciones y han sido contrarrestadas con una cantidad enorme de información. Algunos ejemplos son:

• Hemos examinado el ADN, las células, los tejidos, los órganos y los cuerpos de miles o millones de diferentes especies de organismos, desde las bacterias hasta los cactus, pasando por las grandes ballenas azules, a escala de microscopía electrónica para la ecología global.

• Hemos examinado el comportamiento físico de partículas de tamaños microscópicos procedentes de las estrellas.

• Hemos caracterizado los 90 elementos químicos que se encuentran naturalmente en la Tierra y varios más que hemos sintetizado.

• Hemos examinado la estructura de cada piedra de la superficie de la Tierra.

• Hemos utilizado la sismología para estudiar la estructura interna de la Tierra, para detectar los efectos superficiales y examinar el comportamiento del núcleo del planeta.

• Hemos estudiado los océanos de la Tierra con todo tipo de instrumentación, a nuestro alcance.

• Hemos monitorizado la atmósfera de la Tierra a escala global minuto por minuto.

• Hemos explorado la superficie de la Luna y traído rocas de su superficie para ser estudiadas.

Esta información le permite escoger varias opciones a las personas. Una de ellas es aceptar la comprensión científica del mundo de la naturaleza, derivada de todas las observaciones y medidas que la describen. Mientras que la otra opción es aceptar las comprensiones tradicionales del mundo natural desarrolladas hace siglos, o incluso milenios, por gente que solo contaba con una gran imaginación como herramienta principal de investigación. No obstante, siempre se podrá ser escéptico de ambas.