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¿Es así? Una opinión que en apariencia es de sentido común, a la vez que es compartida por muchos investigadores, consiste en asumir que el conocimiento científico es conocimiento probado. En otras palabras, las teorías científicas se derivarían, de algún modo, pero rigurosamente, de los hechos de la experiencia adquiridos mediante la observación y la experimentación, a través del método científico.
Objetivos de la clase • Reconocer a la física como una disciplina científica, cuyas características son producto de un proceso de construcción histórico. • Analizar las características que distinguen a la ciencia de otras disciplinas. • Discutir sobre cómo la comprensión de las características del conocimiento científico puede ser efectivo para aprender ciencia, para enseñar ciencia, y para enseñar acerca de la ciencia.
Noción de modelo en ciencias Desde el sentido común epistemológico hasta una visión informada de las características del conocimiento científico
Sentidos de la noción de modelo • Ciencias formales: • Lógica • Matemática • Ciencias fácticas o empíricas: • Ciencias naturales: astronomía, biología, física, geología, química, geografía física y otras. • Ciencias sociales: antropología, ciencia política, demografía, economía, psicología, sociología y otras.
Noción de modelo en ciencias fácticas • Un grupo de empresarios se había asociado para comprar un caballo de carrera por una importante suma. Pero el caballo resultó malo: invariablemente perdía. Los inversores buscaban ayuda: entrenadores, jockeys, veterinarios. Pero continuaban los fracasos. • Finalmente, desesperado, uno de ellos sugirió pedir asesoramiento a un físico. Éste vino a ver el caballo y prometió estudiar el problema. • A las tres semanas los llamó por teléfono: "Ya tengo la solución. Mañana voy". Al día siguiente abrió la carpeta y comenzó su exposición: "Bien. Supongamos, para empezar, que el caballo es esférico y de masa despreciable...“ Verónica Grünfeld, El caballo esférico, Ed. Lugar Científico, 1991
¿A cuál de los dos sistemas se refiere la teoría científica? Realidad Modelo “Sistema” real Sistema abstracto
Sistema real, teoría y modelos Ley de Gravitación Universal: “la fuerza que ejerce un objeto con masa m1 sobre otro con masa m2 es directamente proporcional al producto de ambas masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa” d
Sistema real, teoría y modelos • Sistema real: cuyas regularidades la teoría fáctica pretende describir. • Modelo fáctico: sistema abstracto que resulta de un proceso de modelización. • Teoría científica: conjunto de supuestos, hipótesis y enunciados derivados que constituye una explicación general del modelo fáctico. • Modelo matemático: que constituye la estructura formal de la teoría fáctica en cuestión.
Validación empírica • Cuando teoría fáctica es contrastada empíricamente y no se obtienen los resultados previstos por ella, el problema puede radicar en: • Que la teoría no describe adecuadamente el modelo fáctico. • Que el modelo escogido no es un buen modelo para el sistema real
Ejemplo: Galileo y el péndulo • Galileo Galilei observó que el periodo de oscilación de un péndulo es independiente de su amplitud, al menos para pequeñas oscilaciones. En cambio, sí depende de la longitud del hilo. • El período de la oscilación de un péndulo simple restringido a oscilaciones de pequeña amplitud puede aproximarse por:
¿Qué es la ciencia? ¿En qué se diferencia la ciencia de otras disciplinas como la matemática, la literatura o el arte?
Aspirina y otros muchos casos • Aspirina: reconocido remedio para el dolor de cabeza • Una investigación muestra que tomar aspirina conlleva el riesgo de desarrollar úlceras Remedios alternativos (ibuprofeno, por ejemplo) • Otra investigación concluye que tomar aspirina reduce el riesgo de problemas cardíacos Mejor volver a la aspirina! • Un nueva investigación muestra que las úlceras son provocadas por múltiples factores, y no por la aspirina u otros medicamentos!! • Historias similares tienen el vino, el café, el té, la leche, etc.
¿Buena ciencia o mala ciencia? • El conocimiento científico es tentativo.
Tenemos un problema • Un grupo de exploradores, descubrió en las ruinas de la ciudad de una poderosa civilización, un artefacto completamente desconocido, pero que conserva un funcionamiento particular. • ¿Qué hay dentro del artefacto?, se preguntaron los exploradores, pero no pudieron abrirlo. Universidad Católica Silva Henríquez
Tenemos un problema • ¿Qué hay dentro del tubo que pueda explicar este comportamiento? • Dibuje un diagrama de lo que usted piensa que hay dentro del tubo. • Usando su diagrama, ¿puede predecir qué ocurre al tirar la cuerda C? ¿En qué basa su predicción?
Dos diagramas posibles del interior del tubo ¿Se comporta alguno de estos modelos como el tubo original?
¿Podemos construir un modeloy ponerlo a prueba? • Materiales: • Una lámina de cartulina • Un alfiler y un lápiz • Scotch • Cuerda (50 cm) • ¿Funciona su modelo igual que el encontrado por los exploradores?
Si el tubo que usted construyó funciona exactamente como funciona el tubo original, ¿sabe usted, definitivamente, cómo está construido el tubo original?
¿Es ciencia lo que hemos hecho? • Manipularon variables (las cuerdas) • Recolectaron ciertos datos (observaron o registraron el movimiento de los cabos de cuerda en respuesta a su manipulación) • Dibujaron sus inferencias en forma de un modelo (especulando o hipotetizando sobre la construcción del tubo) • Pusieron a prueba sus hipótesis o inferencias (construyendo su propio modelo y comparando su funcionamiento con el funcionamiento del tubo original)
¿Cómo describir la ciencia? • La ciencia es: • Un cuerpo de conocimiento • Un método o proceso • Un modo de conocimiento o de construcción de realidad (Lederman, 2008)
Cuerpo de conocimiento • Leyes • Teorías • Conceptos • Principios • Etc. • Las distinciones entre distintas disciplinas se dan por el foco de atención de su cuerpo de conocimiento: estructura y función de los seres; átomos, moléculas, compuestos; fuerzas; características de la pintura; etc. • ¿Cuál es el cuerpo de conocimiento en la actividad del tubo y las cuerdas? ¿De dónde provino ese conocimiento?
Método o proceso • Cómo los científicos o practicantes de cualquier disciplina desarrollan su cuerpo de conocimiento es otra característica distintiva. • Frecuentemente, la combinación de un conjunto de procesos y de objetos de interés pueden servir para distinguir entre distintas disciplinas. Los científicos, por ejemplo, apelan al dato empírico, a diferencia de los matemáticos, que no lo requieren. • ¿Habría bastado construir su modelo del tubo, sin hacer observaciones? ¿Hay un hombre diminuto en el interior del tubo que controla su funcionamiento?
Método o proceso científico • Algunos de los procesos más comunes usados en ciencia para desarrollar su cuerpo de conocimiento son: • Observación • Organización y representación de datos • Análisis de datos • Formulación de hipótesis y puesta a prueba • Realización de inferencias • Formulación de conclusiones
¿El conocimiento que usted desarrolló acerca del funcionamiento del tubo, se derivó totalmente de los datos empíricos?
Modo de conocimiento o de construcción de realidad • Un supuesto básico de la ciencia es que el mundo puede ser conocido a través de la observación empírica. • Sin embargo, es imposible recolectar un conjunto absoluto de datos sobre algún objeto de interés. • ¿Pudo usted abrir el tubo que encontraron los exploradores y ver dentro de él?
Naturaleza de la ciencia • La necesaria especulación, presente en el conocimiento científico, le confieren las siguientes características: • El conocimiento científico es parcialmente un producto de la imaginación creativa humana. • El conocimiento científico es tentativo. • El conocimiento científico es parcialmente una función de la subjetividad humana. • El conocimiento científico necesariamente involucra una combinación de observación e inferencia.
