T – 1.- PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO.

1.- Las ciencias y su clasificación. Ciencia y pseudociencia.

Podemos definir la ciencia como el conocimiento sistemático, ordenado y racional de la

naturaleza. Entendemos el término naturaleza como el sistema objeto de estudio o, en

un sentido más amplio, las leyes que rigen el funcionamiento del universo.

La ciencia trata de responder a la curiosidad del hombre por conocer y manipular su

entorno.

No se trata únicamente de un cuerpo de conocimientos, sino de una herramienta que el

ser humano viene utilizando desde la antigüedad para comprender y manipular su

entorno.

La ciencia se ha especializado para estudiar distintos campos y ha dado lugar a

disciplinas científicas cada vez más especializadas. Vamos a presentar las más

importantes:

Física. Ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energía y establece las

leyes que explican los fenómenos naturales

Química. Ciencia que estudia la composición y las propiedades de la materia y de las

transformaciones que esta experimenta sin que se alteren los elementos que la forman.

Biología. Ciencia que estudia la estructura de los seres vivos y de sus procesos vitales.

Geología. Ciencia que estudia el origen, formación y evolución de la Tierra, los

materiales que la componen y su estructura.

Astronomía. Ciencia que estudia la estructura y la composición de los astros, su

localización y las leyes de sus movimientos.

Sin embargo, no debemos pensar en la ciencia como un conjunto de disciplinas

separadas entre sí, sino que se encuentran relacionadas. Todas ellas se apoyan en las

matemáticas, que podemos definir como la ciencia deductiva que se dedica al estudio

de las propiedades de los entes abstractos y de sus relaciones. Esto quiere decir que las

matemáticas trabajan con números, símbolos, figuras geométricas, etc.

En ocasiones, las diferentes disciplinas se mezclan entre sí para dar lugar a otras nuevas.

Pensemos por ejemplo en la bioquímica (biología y química), la parte de la astronomía

que estudia la estructura geológica de los planetas o la física nuclear, que estudia el

núcleo de los átomos.

Las pseudociencias son falsas ciencias que no siguen los procedimientos científicos ni

explican los problemas de un modo racional. Ejemplos de ello son la astrología, que

pretende predecir el futuro y la personalidad de las personas a través del estudio de los

astros, la quiromancia, el espiritismo, la ufología.

Un ejemplo que me da una rabia especial es el de este señor de aquí abajo. Supongo que

os suena su cara, porque tiene un programa que se repite mucho en la televisión.

Las afirmaciones y “teorías” que se emiten en este tipo de programas son aberrantes. Si

existe algún misterio acerca de la construcción de las pirámides, ya no hay ninguna

duda: las construyeron los extraterrestres. No hay ninguna investigación ni pruebas

detrás de esta afirmación. Se podrían elegir muchas otras explicaciones, pero elijen esta

porque es la más espectacular (aunque improbable) y la que más dinero va a producir en

televisión.

2.- Los métodos de la ciencia. La investigación científica.

La Ciencia es metódica, procede conforme a reglas y técnicas que han resultado eficaces

en el pasado, pero que son perfeccionadas continuamente o adaptadas a las diferentes

investigaciones que se llevan a cabo. El método de trabajo utilizado por los científicos

es el método científico.

Está basado en una serie de pasos que garantizan la corrección de las conclusiones a las

que se llega en los estudios científicos.

Vamos a estudiar cada uno de los pasos del método científico.

1.- Observación. Consiste en plantear correctamente el problema y en la observación

del fenómeno estudiado. Normalmente se debe realizar una búsqueda bibliográfica para

comprobar si el problema ya ha sido estudiado anteriormente. Es esencial "estar al día",

saber lo que ya se conoce sobre ese tema y qué partes del problema están ya resueltas y

contrastadas por la Ciencia.

2.- Formulación de hipótesis. A las preguntas que desencadena la observación: ¿Por

qué? ¿Cómo? ¿Qué factores o variables explican el fenómeno? etc…se responde con

una hipótesis. Una hipótesis es una respuesta anticipada, que se da como posible, a un

problema que surge al tratar de explicar un fenómeno y que se debe verificar por medio

de la experimentación.

3.- Diseño de experimentos para comprobar las hipótesis. Se trata de imaginar,

diseñar y realizar experimentos para demostrar que nuestras hipótesis son correctas. En

los experimentos podemos controlar las distintas variables que influyen en el fenómeno

que estamos estudiando. Por ejemplo, si en nuestro experimento nos molesta la

presencia de aire, podemos realizarlo en una cámara en la que hayamos hecho el vacío.

Una vez llevado a cabo el experimento pueden ocurrir dos cosas:

a.- El experimento no confirma nuestra hipótesis. Nosotros creíamos que era una

hipótesis acertada y hasta le habíamos cogido cariño, pero un científico ha de ser

honesto. Hemos de desechar la primera hipótesis, formular una nueva que explique el

fenómeno que estamos estudiando y volver a diseñar otro experimento.

b.- El experimento confirma nuestra hipótesis. Pasamos a la siguiente etapa del método.

5.- Conclusiones. La hipótesis que ha sido confirmada se convierte en una ley o teoría

que se inserta en el cuerpo de conocimientos científicos. Es necesario comunicar los

resultados al resto de la comunidad científica. Esto se hace publicando artículos en

revistas científicas y participando en congresos.

Es necesario aclarar que el método científico no es una herramienta rígida en la que hay

que aplicar los pasos descritos siempre en el mismo orden; este orden se puede alterar o

volver atrás y repetir algún paso, etc.

3.- Historia de las ciencias. Las revoluciones científicas.

Vamos a exponer brevemente la evolución histórica de la ciencia dividiéndola en una

serie de periodos.

3.1.- Ciencia primitiva y en la antigua Grecia.

El ser humano viene haciendo ciencia desde la antigüedad. Todas las civilizaciones han

tenido ciertos conocimientos astronómicos útiles para la agricultura y la orientación. Por

otra parte, los egipcios tenían ciertos conocimientos de química que utilizaban en la

fabricación de cosméticos, en el proceso de momificación y en la metalurgia.

Sin embargo, en un principio, estos conocimientos científicos eran descriptivos y

básicamente prácticos.

La búsqueda de teorías para explicar los fenómenos naturales se inicia con el auge de la

civilización griega. A esta época pertenece por ejemplo la teoría atómica de Leucipo y

Demócrito. No obstante los griegos sustituyeron la experimentación por la

especulación, lo cual no permitió avances importantes.

Tras la fundación de la biblioteca de Alejandría se inicia la observación sistemática y la

elaboración de modelos. Por ejemplo, la geometría de Euclides y el modelo geocéntrico

de Ptolomeo.

Con el imperio romano y el auge del cristianismo, la actividad científica declina en

occidente.

3.2.- La revolución científica del s XVII.

La Edad Media fue un periodo oscuro en el que la ciencia progresó poco. Durante el

Renacimiento se desarrolló un movimiento humanista caracterizado por una mayor

amplitud de miras y un alejamiento de los principios de la iglesia. Esto, junto con la

llegada a Europa de los conocimientos griegos conservados por los árabes propició la

revolución científica.

La astronomía fue la primera ciencia en desarrollarse. Como veremos en el siguiente

tema. La teoría geocéntrica de Ptolomeo no podía sostenerse por más tiempo debido a

las mejoras en las observaciones astronómicas, siendo sustituida por la teoría

heliocéntrica de Copérnico. A partir de ella Kepler formuló sus tres leyes sobre el

movimiento de los planetas, y todo esto se confirmó con las observaciones de Galileo

mediante el telescopio.

Al mismo tiempo Galileo y Newton hicieron nuevos avances en física al estudiar el

movimiento (cinemática) y las fuerzas (dinámica). Fue en este momento cuando se

empezó a utilizar el método científico.

3.3.- La revolución industrial del s XIX.

Al llegar los siglos XVII y XIX la física, astronomía y matemáticas se habían

desarrollado bastante.

Boyle, Lavoisier y Dalton establecen los fundamentos de la química, mientras que

Darwin formula la teoría de la evolución.

Por otra parte, se inventa la máquina de vapor y se empieza a utilizar en el transporte y

la industria. A partir de este momento, los conocimientos físicos y químicos se aplican

al perfeccionamiento de las máquinas (tecnología), y esta misma tecnología se utiliza

también para realizar avances científicos. Este proceso no ha cesado hasta nuestros días.

3.4.- La ciencia en el s XX y en la actualidad.

En este periodo la ciencia y la tecnología avanzan cada vez más rápido. Por hacer un

resumen corto citaremos los avances más importantes:

1.- Teoría de la relatividad de Einstein.

2.- Modelo del átomo y teoría cuántica.

3.- Desarrollo de la genética y de la biología molecular.

4.- Descubrimiento de la fisión nuclear.

5.- Desarrollo de la astrofísica. Teoría del Big bang.

6.- Desarrollo de la tecnología (radio, televisión, internet, aviación, astronáutica y

robótica)

Para terminar este tema, debemos aclarar cómo se desarrolla la ciencia. La ciencia es un

proceso en continua construcción. Las leyes y teorías nos sirven para comprender y

explicar cómo funcionan los fenómenos naturales. Han sido comprobadas mediante

experimentos y observaciones siguiendo el método científico, y son útiles para realizar

avances tecnológicos.

Sin embargo, no debemos tomarles demasiado aprecio. Llega un momento en el que

nuevas observaciones y experimentos pueden estar en desacuerdo con nuestras teorías.

En este momento debemos elaborar nuevas teorías capaces de explicar los fenómenos

que explicaban las anteriores teorías junto con las nuevas observaciones. Esto es lo que

se llama una revolución científica.

Un ejemplo, podría ser la sustitución de la teoría geocéntrica por la heliocéntrica.

4.- Relaciones entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el medio ambiente.

En el apartado anterior ya hemos hablado de las relaciones entre la ciencia y la

tecnología. El desarrollo científico permite avances tecnológicos que a su vez impulsan

nuevos avances científicos. Es un proceso de retroalimentación que se ha acelerado en

los últimos siglos.

Pensemos por ejemplo en la electricidad. En el siglo XIX, James Maxwell estableció

formalmente la teoría electromagnética unificando estas dos fuerzas mediante un

conjunto de cuatro ecuaciones “muy simples”.

A partir de esta teoría pudieron construirse aparatos electrónicos cada vez más

complicados, desde las primeras radios hasta nuestros actuales teléfonos móviles y

ordenadores.

Mediante estos avances tecnológicos, la ciencia pudo seguir avanzando. Actualmente no

es posible imaginar el trabajo de un científico sin el apoyo de un ordenador.

Mediante este ejemplo también podemos darnos cuenta de cómo, estos avances en

ciencia y tecnología son capaces de cambiar nuestra sociedad. Hoy en día hay personas

incapaces de vivir sin un teléfono móvil en sus manos.

Obviamente, los avances científicos tienen sus ventajas y sus inconvenientes. Durante

las guerras mundiales, y por motivos obvios, se hizo un gran esfuerzo investigador, lo

que culminó entre otras cosas con el descubrimiento de la bomba atómica.

Evidentemente, este es un pésimo uso de la ciencia. Sin embargo, estos nuevos

conocimientos sobre la naturaleza del átomo fueron útiles para la producción de energía

mediante las centrales nucleares.

La pregunta que nos podemos hacer es si la ciencia es buena o mala, y si debemos poner

freno a su avance en determinados campos.

Por último, el medio ambiente también se puede ver afectado por los avances

científicos. La máquina de vapor fue inventada en el siglo XVIII aplicándose

posteriormente a la industria y el transporte. Esta máquina implica la quema de

combustibles fósiles para calentar el agua, lo que supone aumentar la concentración de

CO2 de la atmósfera. Actualmente, la quema de combustibles fósiles como el carbón,

petróleo y gas natural se ha acelerado tanto que la cantidad de CO2 en la atmósfera es el

triple de lo normal, lo que está provocando un calentamiento del planeta y un cambio

climático.

El problema es muy grave y lo estudiaremos con más detalle en los próximos temas.

Podemos mitigarlo en parte consumiendo menos energía, pero es innegable que nuestra

civilización actual necesita enormes cantidades de energía. La conclusión es que

debemos producirla de una manera más limpia, y para ello es necesario realizar nuevas

investigaciones científicas (fusión nuclear, energía del hidrógeno, energía solar, etc)

5.- Las ciencias en el siglo XXI. Preguntas sin resolver.

Es importante saber que cada vez que la ciencia resuelve un problema surgen nuevas

preguntas, que intenta de nuevo abordar. Aunque la investigación científica nos ha

llevado a logros increíbles como enviar naves más allá de los límites del sistema solar,

visitar las partes más profundas del océano o poder observar la actividad del cerebro en

vivo, aún quedan por resolver las preguntas más básicas sobre nuestra realidad.

La revista Science Magazine, conmemorando su 125 aniversario, publicó en 2005 una

lista con las 125 preguntas más importantes sin respuesta por parte de la ciencia. Ser

conscientes de esas grandes limitaciones nos coloca en la mejor posición para continuar

en la búsqueda de soluciones. Porque, si pensamos que está todo resuelto no

buscaremos más allá de las fronteras de nuestro conocimiento.

Estas son algunas de estas grandes preguntas.

1.- ¿De qué está hecho el Universo?:

La materia ordinaria del cosmos, la que forma estrellas y planetas y personas, supone el

1 por ciento del cosmos, y sumada a la materia oscura (que debe ser algo diferente pero

que no se sabe qué es) se alcanza el 30 por ciento. El 70 por ciento restante del Universo

es una misteriosa fuerza repulsiva apodada energía oscura. Así que la ciencia sólo

conoce un 1 por ciento de lo que existe.

2.- ¿Cuál es la base biológica de la consciencia?:

Los científicos han entrado en una materia que hasta hace poco era territorio de los

filósofos. La naturaleza de la consciencia. ¿Puede abordarse la cuestión

experimentalmente? De momento, abundan las teorías sobre la cuestión y escasean los

datos.

3.- ¿Por qué los humanos tenemos tan pocos genes?:

Cuando hace unos años se secuenció el genoma humano, se supo que tiene unos 25 mil

genes, pese a que la mayoría de los expertos pensaban que serían unos 100 mil. La

persona funciona con pocos genes más que el gusano C. elegans. Al parecer la

regulación y expresión de los genes son mucho más complicadas de lo que se pensaba.

4.- ¿Son unificables las leyes de la física?:

El Modelo Estándar de física de partículas describe toda la materia conocida, es decir,

todas las partículas subatómicas y las fuerzas de interacción entre ellas. Pero el Modelo

Estándar es un poema inacabado", dice Science, al parecer, la mayoría de las piezas

están, pero no acaban de encajar todas, y faltan las que describen la gravedad.

5.- ¿Cuánto se puede alargar la vida humana?:

La persona que ha vivido más tiempo, con edad documentada, alcanzó los 122 años

(una mujer francesa fallecida en 1997). Experimentos en diferentes organismos hacen

pensar a algunos que la vida humana podría alargase rutinariamente hasta los 100 o 110

años, pero otros creen el límite no será tan alto.

6.- ¿Qué es lo que controla la regeneración de órganos?:

La medicina regenerativa puede ser en el siglo XXI lo que los antibióticos fueron en el

XX, pero antes hay comprender a fondo las señales moleculares que controlan la

regeneración.

7.- ¿Cómo funciona el interior de la Tierra?

Pese a los enormes avances de la geofísica registrados en las últimas décadas, persisten

muchas incógnitas acerca del corazón del planeta. Por ejemplo, no sabemos por qué está

tan caliente.

8.- ¿Estamos solos en el Universo?

Cien mil de millones de estrellas en nuestra galaxia y cientos de miles de millones de

galaxias parece muchísimo espacio para que haya surgido la vida en algún otro lugar

distinto del planeta Tierra. No se ha detectado hasta ahora.

9.- ¿Hay alguna otra forma de vida tecnológicamente avanzada?

Se está buscando. Hablaremos del programa SETI y de la ecuación de Drake en el

próximo tema.

10.- ¿Dónde y cómo surgió la vida?:

Los fósiles más antiguos encontrados tienen unos 3,400 millones de años y, al parecer,

había ya organismos fotosintéticos hace 3,700 millones de años. Hay teorías sobre cómo

pudo surgir la vida y experimentos que muestran algunas opciones, pero no respuestas

concluyentes.

11.- ¿Qué cambios genéticos nos hicieron específicamente humanos?:

Los paleontólogos intentan definir la característica clave que diferencia al hombre del

mono (la capacidad de hacer herramientas, el caminar bípedo, el tamaño del cerebro, el

lenguaje, etcétera). Ahora se busca dar un paso más profundo: identificar los genes de la

diferencia.

12.- ¿Cómo se almacenan y recuperan los recuerdos?:

Pese a los avances en el estudio de la memoria, quedan muchas lagunas importantes en

este campo, que enlaza la investigación molecular y la del cerebro en su conjunto.

13.- ¿Hasta dónde seremos capaces de llevar el autoensamblaje químico?:

Los químicos han aprendido a combinar a voluntad hasta mil átomos para formar

prácticamente cualquier configuración molecular deseada. Pero la naturaleza hace esto a

escala muy superior y los científicos están aprendiendo de ella para diseñar sistemas

complejos autoensamblados.

14.- ¿Cuáles son los límites de la computación convencional?:

Las máquinas de proceso de información están sujetas a las leyes de la física, y los

expertos están ya asomándose más allá de la computación clásica para explotar la

utilización de los efectos cuánticos e intentar con ellos que los ordenadores del futuro

hagan cosas probablemente imposibles para los actuales. ¿Sería posible lograr una

inteligencia artificial y autoconsciente?

15.- ¿Es factible una vacuna contra el VIH?:

Algunos científicos creen que el virus del sida se replica tan rápido y comete tantos

errores en el proceso, que no se podrán hacer vacunas frente a todos los tipos de VIH.

Otros confían en lograrlo.

16.- ¿Cuánto se calentará el planeta por el efecto invernadero?:

El calentamiento global inducido por el hombre y la temperatura media que puede

alcanzarse en décadas y siglos depende de la sensibilidad y la respuesta del sistema

climático, donde muchas incógnitas quedan por resolver.

17.- ¿Qué y cuándo se reemplazará al petróleo?:

No hay consenso acerca de hasta cuánto durará el petróleo, pero otros factores

(económicos, políticos, tecnológicos y medioambientales) presionan hacia un cambio

energético.

18.- ¿Seguirá Malthus equivocado?:

Con una población de más de 6 mil millones de habitantes en el planeta, la cuestión es

cómo puede la especie humana sobrevivir de modo sostenible sin amenazar los

recursos.

6.- Ciencia y religión.

Este es un tema muy controvertido que en ocasiones puede llevar a debates interesantes.

Las teorías de la ciencia tienen por objeto explicar el funcionamiento del universo sin

que dicha explicación dependa de una perspectiva concreta del mundo o de un

observador determinado. Si bien, en la práctica, nunca se pueden abstraer

completamente de las percepciones y formas de pensamiento específicamente humanas

(de entrada se expresan por humanos para humanos). El método científico intenta

minimizar estas percepciones ya que las hipótesis han de ser probadas mediante

experimentos. Además, cuando las nuevas observaciones o experimentos más precisos

están en contra de una determinada teoría, esta ha de ser cambiada.

Es decir, en la ciencia no existen los dogmas. Es un instrumento para entender el mundo

basado en la lógica y la razón.

En el caso de la religión, también se intenta dar una explicación del mundo, pero el puto

de vista y la metodología son diferentes. En la religión sí que existen dogmas y se ha de

creer en ellos. Así como la ciencia se basa en la razón, la religión lo hace en la fe, que es

una creencia ciega.

A lo largo de la historia, muchos científicos han sido al mismo tiempo personas

religiosas, aunque también se puede ser ateo. La única postura errónea según mi punto

de vista es la de aquellos que niegan la veracidad de la ciencia.

Como conclusión:

Ya que la ciencia usa la razón y la religión la fe, vamos a dejar a cada una dentro de su

campo y no las mezclemos. La ciencia es incapaz de negar la existencia de dios ya que

no trata sobre estos temas. Del mismo modo, la religión no debe inmiscuirse en temas

científicos como el origen del universo o la teoría de la evolución.

ACTIVIDADES.

1.- Nombra cuatro científicos, dos hombres y dos mujeres, indicando algunas de sus

aportaciones.

2.- Indica quién inventó o descubrió:

a.- El primer lenguaje de programación de ordenador.

b.- La bombilla o lámpara de incandescencia.

c.- El teléfono.

d.- La penicilina.

3.- Indica el nombre de los científicos que escribieron los siguientes libros:

a.- La revolución de las órbitas celestes.

b.- Los diálogos sobre los dos sistemas del mundo.

c.- Principios matemáticos de Filosofía natural.

d.- El origen de las especies por selección natural.

e.- La deriva continental.

4.- ¿Hace cuánto tiempo se formó el Universo?

5.- ¿Cuál de ellos está más lejos del Sol? a) Venus b) La Tierra.

6.- ¿Qué es un año luz y cuál es su valor en el Sistema Internacional?

7.- Explica por qué es una hora menos en Canarias que en Madrid.

8.- ¿Qué teoría explica globalmente la formación de la Tierra y su dinámica, así como

los diferentes fenómenos geológicos?

9.- ¿En qué consiste la teoría de la generación espontánea?

10.- ¿Qué diferencia fundamental hay entre las teorías fijistas y evolucionistas?

11.- Indica el “microorganismo” responsable de las siguientes enfermedades:

a.- tuberculosis.

b.- malaria o paludismo.

c.- SIDA.

12.- ¿En qué consiste la clonación?

13.- ¿Qué son los alimentos transgénicos?

14.- ¿Qué son los Objetivos del Milenio?

15.- ¿Cuál fue el recurso o tema monográfico de la Exposición Universal de Zaragoza

2008?

16.- ¿Cuál es la principal causa del actual cambio climático global?

17.- ¿En qué consiste la nanotecnología?

18.- ¿Qué diferencia hay entre bits y bytes?

19.- Un kilobyte, ¿a cuántos bytes equivale?

20.- Indica el nombre genérico de los programas que sirven para conectarse a Internet y

especifica el nombre de alguno de ellos.

21.- Ordena de mayor a menor tamaño: célula, átomo, microchip.

22.- Señala la respuesta correcta: si la probabilidad de que llueva el sábado es del 50% y

la de que llueva el domingo también del 50% entonces:

a.-La probabilidad de que llueva el fin de semana es del 100%.

b.-La probabilidad de que llueva el fin de semana es del 50%.

c.- No lloverá el fin de semana.

d.- Llueve seguro el fin de semana.

23.- Cuál de los siguientes personajes no está asociado a la ciencia: Santiago Ramón y

Cajal, Vicente Aleixandre, Nicolás Copérnico.

24.- ¿Cuál de estas afirmaciones es cierta?

a.-Los clones humanos por compartir el mismo genoma, son idénticos físicamente y en

su comportamiento.

b.- Los clones humanos aunque compartan el mismo genoma no tienen por qué ser

físicamente idénticos o en su comportamiento.

c.- Los clones humanos aunque compartan el mismo genoma son necesariamente

físicamente idénticos pero no en su comportamiento.

d.- Los clones humanos no existen todavía.

25.- Relaciona cada nombre con una disciplina científica:

1) Marie Curie

2) Isaac Newton

3) Albert Einstein

4) Charles Darwin

A) Física

B) Relatividad

C) Radioactividad

D) Evolución de las especies

26.- ¿Cuál de los siguientes casos astronómicos sería una amenaza real para la Tierra?

a.- Una conjunción entre Marte, Saturno y la Luna en Sagitario.

b.- Una explosión de supernova en la galaxia de Andrómeda.

c.- Un asteroide cercano cuya órbita no se conoce muy bien.

d.- Un eclipse de Sol que atravesara las zonas más pobladas de Europa y Asia