¿Qué es la ciencia?

La ciencia es el esfuerzo humano concertado para comprender, o para comprender mejor, la historia del mundo natural y cómo funciona el mundo natural, con evidencia física observable como base de esa comprensión1. Se realiza a través de la observación de fenómenos naturales, y/o a través de la experimentación que intenta simular procesos naturales bajo condiciones controladas. Hay, por supuesto, más definiciones de ciencia y mas tipos de ciencia, las cuales puedes encontrar en esta enciclopedia del universo.

Considere algunos ejemplos. Un ecologista que observa el comportamiento territorial de las aves azules y un geólogo que examina la distribución de los fósiles en un afloramiento son dos científicos que hacen observaciones para encontrar patrones en los fenómenos naturales. Simplemente lo hacen al aire libre y así entretienen al público en general con su comportamiento. Un astrofísico que fotografía galaxias distantes y un climatólogo que tamiza datos de globos meteorológicos de manera similar también son científicos que hacen observaciones, pero en escenarios más discretos.

Los ejemplos anteriores son ciencia observacional, pero también hay ciencia experimental. Un químico que observa las tasas de una reacción química a una variedad de temperaturas y un físico nuclear que registra los resultados del bombardeo de un tipo particular de materia con neutrones son ambos científicos que realizan experimentos para ver qué patrones consistentes emergen. Un biólogo que observa la reacción de un tejido particular a varios estimulantes también está experimentando para encontrar patrones de comportamiento. Estas personas usualmente hacen su trabajo en los laboratorios y usan batas de laboratorio blancas impresionantes, lo que parece significar que también ganan más dinero.

El punto crítico común es que todas estas personas están haciendo y registrando observaciones de la naturaleza, o de simulaciones de la naturaleza, con el fin de aprender más acerca de cómo funciona la naturaleza, en el sentido más amplio. A continuación veremos que uno de sus principales objetivos es mostrar que las viejas ideas (las ideas de los científicos hace un siglo o tal vez hace sólo un año) están equivocadas y que, en cambio, las nuevas ideas pueden explicar mejor la naturaleza.

Entonces, ¿por qué hacer ciencia?

Entonces, ¿por qué todas estas personas descritas arriba están haciendo lo que están haciendo? En la mayoría de los casos, están recolectando información para probar nuevas ideas o para refutar las viejas. Los científicos se hacen famosos por descubrir cosas nuevas que cambian la forma en que pensamos sobre la naturaleza, ya sea que el descubrimiento sea una nueva especie de dinosaurio o una nueva forma en que los átomos se unen. Muchos científicos encuentran su mayor alegría en un hecho previamente desconocido (un descubrimiento) que explica algo que antes no se había explicado, o que invierte alguna idea previamente aceptada.

Esa es la respuesta basada en principios nobles, y probablemente explica por qué muchas personas se dedican a la ciencia como una carrera. En un nivel pragmático, la gente también hace ciencia para ganar sus cheques de pago. Se espera que los profesores de la mayoría de las universidades y muchos colegios universitarios, como parte de sus obligaciones contractuales de empleo, realicen investigaciones que hagan nuevas contribuciones al conocimiento. Si no lo hacen, pierden sus trabajos, o al menos reciben pésimos aumentos.

Los científicos también trabajan para corporaciones y se les paga para generar nuevos conocimientos sobre cómo una sustancia química en particular afecta el crecimiento de la soja o cómo el petróleo se forma en las profundidades de la tierra. A estos científicos se les paga mejor, pero pueden trabajar en la oscuridad porque el conocimiento que generan es mantenido en secreto por sus empleadores para el desarrollo de nuevos productos o tecnologías. De hecho, esta gente de Megacorp hace ciencia, en el sentido de que ellos y la gente dentro de su compañía aprenden cosas nuevas, pero pueden pasar años antes de que su trabajo se convierta en ciencia en el sentido de una contribución al cuerpo de conocimiento de la humanidad más allá de las paredes de Megacorp.

¿Por qué hacer ciencia?

Si las ideas anteriores ayudan a explicar por qué los individuos hacen ciencia, uno todavía podría preguntarse por qué las sociedades y las naciones pagan a esos individuos por hacer ciencia. ¿Por qué una sociedad dedica parte de sus recursos a este negocio de desarrollar nuevos conocimientos sobre el mundo natural, o qué ha motivado a estos científicos a dedicar sus vidas al desarrollo de este nuevo conocimiento?

Una de las respuestas radica en el deseo de mejorar la vida de las personas. Los genetistas que tratan de entender cómo se transmiten ciertas condiciones de generación en generación y los biólogos que trazan las vías por las que se transmiten las enfermedades buscan claramente información que pueda mejorar la vida de las personas muy comunes. Los especialistas en ciencias de la tierra que están elaborando mejores modelos para predecir el tiempo o para predecir terremotos, deslizamientos de tierra y erupciones volcánicas también están buscando conocimientos que puedan ayudar a evitar las penurias que han asolado a la humanidad durante siglos. Cualquier sociedad preocupada por el bienestar de su pueblo, que es al menos una sociedad democrática, apoyará esfuerzos como estos para mejorar la vida de las personas.

Otro campo de respuestas radica en los deseos de desarrollo económico de una sociedad. Muchos especialistas en ciencias de la tierra dedican su trabajo a encontrar formas más eficientes o eficaces de descubrir o recuperar recursos naturales como el petróleo y los minerales. Los científicos de plantas que buscan cepas o especies de plantas frutales para los cultivos están trabajando en última instancia para aumentar la producción agrícola que nutricional y literalmente enriquece a las naciones. Los químicos que desarrollan nuevas sustancias químicas con aplicaciones tecnológicas potenciales y los físicos que desarrollan nuevos fenómenos como la superconductividad también están desarrollando conocimientos que pueden estimular el desarrollo económico. En un mundo en el que las naciones se ven cada vez más atrapadas en la competencia económica, el apoyo a esa ciencia es nada menos que una inversión en el futuro económico.

Otra esfera de respuestas radica en el creciente control de la humanidad sobre nuestro planeta y su medio ambiente. Mucha ciencia se hace para entender cómo las toxinas y los desechos de nuestra sociedad pasan a través del agua, el suelo y el aire, potencialmente en nuestro propio detrimento. También se hace mucha ciencia para comprender cómo los cambios que causamos en la atmósfera y los océanos pueden cambiar el clima en el que vivimos y que controla nuestras fuentes de alimentos y agua. En cierto sentido, dicha ciencia busca desarrollar el manual del propietario que los seres humanos necesitarán a medida que toman el control del ecosistema global y de un sinnúmero de ecosistemas locales.

Por último, las sociedades apoyan la ciencia por simple curiosidad y por la satisfacción y el conocimiento del mundo que nos rodea. Pocos de nosotros obtendremos algún beneficio económico al saber que la luz de las estrellas que vemos en un cielo nocturno despejado dejó esas estrellas hace miles e incluso millones de años, de modo que observamos esa luz como mensajeros de un pasado muy lejano. Sin embargo, el temor, la perspectiva, y quizás incluso la serenidad derivada de ese conocimiento es muy valiosa para muchos de nosotros. De la misma manera, pocos de nosotros obtendremos mayor bienestar físico al observar un arroyo que fluye y al reflexionar sobre el ciclo hidrológico a través del cual ha pasado el agua de ese arroyo, desde el océano lejano hasta las nubes flotantes de nuestros cielos, hasta las lluvias y tormentas río arriba y ahora hasta el canal del río en el que nos encontramos. Sin embargo, el sentido de interconexión que viene de tal conocimiento enriquece nuestra comprensión de nuestro mundo, y de nuestras vidas, de una manera muy valiosa. Al reconocer que la luz del sol y el agua de un pozo no están aquí sólo porque nos beneficiamos de su presencia, obtenemos además una analogía de la que podemos reconocer que la gente en el mundo que nos rodea no está aquí únicamente para conformarse a nuestros deseos y necesidades. Cuando los beneficios intangibles como estos se combinan con los más tangibles descritos anteriormente, no es de extrañar que la mayoría de las sociedades modernas apoyen la investigación científica para mejorar nuestra comprensión del mundo que nos rodea.

Cómo la investigación se convierte en conocimiento científico

Como ilustran nuestros amigos de Megacorp, investigar en el laboratorio o en el campo puede ser ciencia, pero no es necesariamente una contribución al conocimiento. Nadie en la comunidad científica sabrá de, o pondrá mucha confianza en, una pieza de investigación científica hasta que sea publicada en una revista revisada por pares. Es posible que se enteren de nuevas investigaciones en una reunión o que se enteren a través de grupos de noticias, pero nada se toma demasiado en serio hasta que se publican los datos.

Eso significa que nuestro ecologista tiene que escribir un artículo (llamado “manuscrito” por razones bastante anticuadas). En el manuscrito justifica por qué su investigación en particular es significativa, detalla qué métodos usó para hacerlo, reporta exactamente lo que observó como resultados y luego explica lo que significan sus observaciones en relación con lo que ya se sabía.

Luego envía su manuscrito a los editores de una revista científica, que lo envían a dos o tres expertos para que lo revisen. Si esos expertos informan que la investigación se realizó de una manera metodológicamente sólida y que los resultados aportan conocimientos nuevos y útiles, el editor aprueba la publicación, aunque casi inevitablemente con algunos cambios o adiciones. Dentro de unos meses (esperamos), el artículo aparecerá en un nuevo número de la revista, y científicos de todo el mundo se enterarán de los hallazgos de nuestro ecologista. Luego deciden por sí mismos si creen que los métodos utilizados son adecuados y si los resultados significan algo nuevo y emocionante, y gradualmente el documento cambia la forma en que la gente piensa sobre el mundo.

Por supuesto que hay algunas sutilezas en este negocio. Si el manuscrito fue enviado a una revista prestigiosa como Science o Nature, el concurso para su publicación allí significa que los editores pueden seleccionar lo que piensan que son sólo los manuscritos más innovadores y rechazar el resto, a pesar de que todos los manuscritos son ciencia bien hecha. Los autores de los manuscritos rechazados envían su trabajo a revistas algo menos exaltadas, donde los manuscritos probablemente se publican pero son leídos por una audiencia algo más pequeña. En el otro extremo del espectro puede estar el South Georgia Journal of Backwater Studies, donde el editor recibe relativamente pocas presentaciones y no puede ser demasiado exigente sobre lo que acepta en la revista, y no demasiada gente lo lee. Para bien o para mal, es más probable que los científicos lean, y más probable que acepten, trabajos publicados en revistas importantes de amplia distribución que en revistas regionales con poca circulación.

En resumen, la ciencia se convierte en conocimiento mediante la publicación de los resultados de la investigación. Entonces puede llegar a ser un conocimiento más general a medida que los escritores de libros de texto eligen qué poner en sus textos, y a medida que profesores y maestros deciden qué destacar de esos libros de texto. La publicación es crítica, aunque no todas las publicaciones son iguales. Cuanto más una obra de investigación recientemente publicada desafíe las ideas establecidas, más lo notarán otros científicos y el mundo en general.

Ciencia y Cambio

Si los científicos están constantemente tratando de hacer nuevos descubrimientos o de desarrollar nuevos conceptos y teorías, entonces el cuerpo de conocimiento producido por la ciencia debería experimentar un cambio constante. Tal cambio es un progreso hacia una mejor comprensión de la naturaleza. Esto se logra cuestionando constantemente si nuestras ideas actuales son correctas. Como dijo la famosa astrónoma americana Maria Mitchell (1818-1889), “Cuestionar todo”.

El resultado es que las teorías van y vienen, o al menos se modifican con el tiempo, a medida que se cuestionan las viejas ideas y se descubren nuevas evidencias. En palabras de Karl Popper, “La ciencia es una historia de errores corregidos”, e incluso Albert Einstein comentó de sí mismo “Ese Einstein…”. . cada año se retracta de lo que escribió el año anterior”. Muchos científicos han comentado que les gustaría volver a la vida dentro de unos siglos para ver qué nuevos conocimientos y nuevas ideas se han desarrollado hasta entonces, y para ver cuáles de las ideas de su propio siglo han sido descartadas. Nuestras ideas de hoy deben ser compatibles con todas las pruebas que tenemos, y esperamos que nuestras ideas sobrevivan a las pruebas del futuro. Sin embargo, cualquier mirada a la historia nos obliga a darnos cuenta de que es probable que el futuro proporcione nuevas pruebas que lleven a interpretaciones al menos algo diferentes.

Algunos científicos se involucran lo suficiente en su ego como para rehusarse a aceptar nuevas evidencias e ideas. En ese caso, en palabras de un experto, “la ciencia avanza funeral por funeral”. Sin embargo, la mayoría de los científicos se dan cuenta de que las teorías de hoy son probablemente las ideas anticuadas del futuro, y lo mejor que podemos esperar es que nuestras teorías sobrevivan con algunos retoques y ajustes por parte de las generaciones futuras.

Podemos volver a Copérnico para ilustrar esto. La mayoría de nosotros hoy en día, si se nos pregunta en una esquina de la calle, diríamos que aceptamos la idea de Copérnico de que la tierra se mueve alrededor del sol – diríamos que la teoría heliocéntrica parece correcta. Sin embargo, Copérnico mismo sostuvo que las órbitas de los planetas alrededor del sol eran perfectamente circulares. Un par de siglos más tarde, en la época de Newton, se hizo evidente que esas órbitas son elipses. La teoría heliocéntrica no se descartó; sólo se modificó para tener en cuenta nuevas observaciones más detalladas. En el siglo XX, además, hemos encontrado que las formas exactas de las elipses no son constantes (de ahí los ciclos de Milankovitch que pueden haber influido en la periodicidad de la glaciación). Sin embargo, no hemos regresado a la idea de un universo centrado en la Tierra. En cambio, seguimos aceptando una teoría heliocéntrica, que ha sido modificada con el tiempo a medida que han ido apareciendo nuevos datos.

La noción de que las ideas científicas cambian, y se debe esperar que cambien, a veces se pierde en los críticos más vociferantes de la ciencia. Un buen ejemplo es la teoría del Big Bang. Cada nuevo descubrimiento astronómico parece incitar a alguien a decir “Mira, la teoría del Big Bang no predijo eso, así que todo debe estar mal”. En cambio, el descubrimiento provoca un cambio, generalmente menor, en la teoría. Sin embargo, una vez que los astrofísicos han jugueteado con los detalles de la teoría lo suficiente para dar cuenta del nuevo descubrimiento, los críticos dicen: “Vean, la teoría del Big Bang ha sido descartada”. En lugar de eso, sólo ha sido modificado para dar cuenta de los nuevos datos, que es exactamente lo que hemos dicho que debería suceder con el tiempo a cualquier idea científica.

Intenta una analogía: Imagínese que su detective de ficción favorito (Sherlock Holmes, Miss Marple, Nancy Drew, o quien sea) está trabajando en un caso difícil en el que las pistas sólo vienen de la nada. La mayoría de los detectives se guardan sus hipótesis de trabajo hasta que resuelven el caso. Sin embargo, asumamos que nuestro detective decide esta vez pensar en voz alta a medida que se desarrolla la historia, revelando su principal sospechoso actual e hipotetizando la cronología del crimen a medida que avanza. Ahora presenta a un personaje que acompaña al detective y que, a medida que se descubre cada pista, exclama: “Mira, esto cambia lo que pensabas antes – ¡debes estar equivocado en todo! Nuestro detective pensará, pero probablemente tendrá la gracia de no decir: “No, la nueva evidencia sólo me ayuda a agudizar la imagen nublada que tenía antes”. Lo mismo es cierto en la ciencia, excepto que la naturaleza nunca se descompone en la última escena y explica cómo lo hizo.

Ciencia y Conocimiento

Entonces, ¿qué significa todo esto? Significa que la ciencia no da actualmente, y probablemente nunca pueda, declaraciones de verdad eterna absoluta – sólo proporciona teorías. Sabemos que esas teorías probablemente serán refinadas en el futuro, y algunas de ellas pueden incluso ser descartadas a favor de teorías que tienen más sentido a la luz de los datos generados por futuros científicos. Sin embargo, nuestras teorías actuales son nuestras mejores explicaciones disponibles del mundo. Explican, y han sido probados contra, una gran cantidad de información.

Considere parte de la información con la que hemos probado nuestras teorías:
Hemos examinado el ADN, las células, los tejidos, los órganos y los cuerpos de miles si no millones de especies de organismos, desde bacterias hasta cactus y grandes ballenas azules, a escalas que van desde la microscopía electrónica hasta la ecología global.
Hemos examinado el comportamiento físico de partículas que varían en tamaño desde quarks a estrellas y a veces escalas desde femtosegundos a millones de años.
Hemos caracterizado los cerca de 90 elementos químicos que ocurren naturalmente en la tierra y varios más que hemos sintetizado.
Hemos escarbado en casi todas las rocas de la superficie de la tierra y hemos perforado hasta seis millas dentro de la tierra para recuperar y examinar más.
Hemos utilizado la sismología para estudiar la estructura interna de la Tierra, tanto para detectar fallas poco profundas como para examinar el comportamiento del núcleo del planeta.
Hemos estudiado los océanos de la tierra con dragas, botellas, boyas, barcos, barcos de perforación, sumergibles y satélites.
Hemos monitoreado y muestreado la atmósfera de la Tierra a escala global minuto a minuto.
Hemos escaneado el espacio exterior con telescopios que emplean radiación que varía en longitud de onda desde infrarrojos hasta rayos X, y hemos enviado sondas para examinar tanto nuestro sol como los planetas distantes de nuestro sistema solar.
Hemos explorado personalmente la superficie de nuestra luna y traído rocas desde allí, y hemos probado un gran número de meteoritos para aprender más sobre la materia de más allá de nuestro planeta.
Haremos más en los siglos venideros, pero ya hemos reunido una vasta gama de información sobre la cual construir las teorías que constituyen nuestra comprensión científica actual del universo.

Esto deja a la gente con opciones hoy en día. Una opción es aceptar, quizás con cierto escepticismo, la comprensión científica (y sólo teórica) del mundo natural, que se deriva de todas las observaciones y mediciones descritas anteriormente. La otra opción, o quizás otra opción, es aceptar las concepciones tradicionales3 del mundo natural desarrolladas hace siglos, o incluso milenios, por personas que, por muy sabias o bien intencionadas que fueran, sólo tenían ojos agudos e imaginación fértil como sus mejores herramientas.