En esta serie, Jesús Joglar, nos introduce al mundo de la química.

0001. El método científico.

METODO_CIENTIFICO 1.cmapEs un modo de investigación usado principalmente en la producción de conocimiento en las ciencias. Para ser llamado científico, un método de investigación debe basarse en la experiencia y en la medición, sujeto a los principios específicos de las pruebas de razonamiento. En definitiva, el método científico es un procedimiento que consiste en la observación sistemática, medición, experimentación, formulación, análisis y modificación de las hipótesis.

Está sustentado por dos pilares fundamentales. El primero de ellos es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un determinado experimento, en cualquier lugar y por cualquier persona. Esencialmente se basa en la comunicación y publicidad de los resultados obtenidos (por ejemplo en forma de artículo científico). El segundo pilar es la refutabilidad. Es decir, que toda proposición científica tiene que ser susceptible de ser refutada, lo que implica que debería ser posible diseñar experimentos que, en el caso de dar resultados distintos a los predichos, negarían la hipótesis puesta a prueba.

En realidad, no existe un único método científico. Los científicos usan métodos definitorios, clasificatorios, estadísticos, hipotético-deductivos, procedimientos de medición, etc. Referirse al método científico es referirse a este conjunto de tácticas empleadas para constituir el conocimiento, sujetas al devenir histórico, y que eventualmente podrían ser otras en el futuro.

En general, todas las ciencias recurren a variantes del método científico, como forma de sistematizar la investigación.

El primer paso consiste en definir de manera minuciosa el problema.

El siguiente es realizar experimentos, elaborar observaciones detalladas y registrar la información, o datos, concernientes al sistema, es decir, a la parte del universo que se investiga. Los datos obtenidos en una investigación pueden ser cualitativos, o sea, consistentes en observaciones generales acerca del sistema, y cuantitativos, es decir, comprende las cantidades obtenidas de diversas mediciones del sistema.

Los químicos usan símbolos y ecuaciones en el registro de sus mediciones y observaciones. Esta forma de representación no solo simplifica el proceso de registro, sino que también constituye una base común para la comunicación (es un lenguaje) con otros químicos.

Una vez terminados los experimentos y registrados los datos, el paso siguiente del método científico es la interpretación para tratar de explicar el fenómeno observado. Con los datos recopilados, el investigador formula una hipótesis, que es un intento de explicación de una ley natural. Luego, se diseñan experimentos adicionales para verificar la validez de la hipótesis en tantas formas como sea posible y el proceso se inicia de nuevo.

Después de recopilar un gran volumen de datos, a menudo es aconsejable resumir la información de manera concisa, como una ley. En la ciencia, una ley es un enunciado conciso, verbal o matemático, de una relación entre fenómenos que se cumple siempre bajo las mismas condiciones.

Las hipótesis que resisten muchas pruebas experimentales de su validez pueden convertirse en teorías. Una teoría es un modelo o una manera de examinar la naturaleza que puede utilizarse para explicar los fenómenos naturales y hacer predicciones sobre los mismos. Las teorías también son sometidas a valoración constante. Cuando se proponen teorías diferentes o contradictorias, se elige generalmente la que proporciona las mejores predicciones. También se prefiere la teoría que requiere el menor número de suposiciones, es decir, la teoría más simple. Si una teoría es refutada en un experimento, se debe desechar o modificar para hacerla compatible con las observaciones experimentales. Aprobar o descartar una teoría puede tardarse años o inclusive siglos, en parte por la carencia de la tecnología necesaria. La teoría atómica es un ejemplo al respecto, se precisaron más de 2000 años para confirmar este principio fundamental de la química que propuso Demócrito, un filósofo de la antigua Grecia.

El método científico se originó en el siglo XVII con personas como Galileo Galilei, Robert Boyle o Isaac Newton entre otras. La clave del método es que no se hacen suposiciones iniciales, sino que se llevan a cabo observaciones minuciosas de los fenómenos naturales. Cuando se han hecho suficientes observaciones como para que comience a emerger un patrón de comportamiento, se formula una generalización o ley natural que describa el fenómeno. Las leyes naturales son proposiciones concisas, frecuentemente en forma matemática, acerca del comportamiento de la naturaleza. El proceso de observaciones que conducen a una proposición de carácter general o ley natural recibe el nombre de razonamiento inductivo. Por ejemplo, a comienzos del siglo XVI el astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543), basándose en un estudio cuidadoso de las observaciones astronómicas, concluyó que la Tierra se mueve alrededor del sol según una órbita circular, aunque en aquella época se enseñaba, sin ninguna base científica, que el sol y los otros cuerpos celestes giraban alrededor de la Tierra. Podemos considerar la proposición de Copérnico como una generalización o ley natural.

Para probar una ley natural se diseña una situación controlada o experimento, para ver si las conclusiones que se deducen de la ley natural concuerdan con los resultados experimentales. El éxito de una ley natural viene dado por su capacidad de sintetizar las observaciones y de predecir fenómenos nuevos. El trabajo de Copérnico alcanzó un gran éxito porque fué capaz de predecir las posiciones futuras de los planetas con más precisión que sus contemporáneos. Sin embargo, una ley natural no es una verdad absoluta. Futuros experimentos pueden obligarnos a modificar la ley o a desecharla. Así, en el caso del modelo heliocéntrico de Copérnico, medio siglo después, Johannes Kepler demostró que los planetas no describen órbitas circulares sino elípticas.

En resumen, el método científico es la combinación de las observaciones y experimentos junto con la formulación de leyes, hipótesis y teorías.

Conclusión: anota todos tus experimentos, incluso aunque no utilices cantidades medidas con precisión. Puede ser útil.