1.1. La investigación científica

La investigación científica tiene por objetivo conocer los fenómenos que suceden en nuestro entorno, así como dar explicaciones que permitan desarrollar soluciones a problemas. Estas investigaciones pueden venir motivadas por inquietudes como:

-   La aparición de nuevas enfermedades

Es el caso, entre otros muchos, el de los emergentes estudios del virus SARS COV 2, que origina en estos momentos la enfermedad COVID19.

-   Intereses políticos, económicos y militares

Como ejemplos nos encontramos: con el Proyecto Manhattan, desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial y que trajo consigo el desarrollo de las primeras armas nucleares; y la investigación aeroespacial que tuvo lugar a mediados del siglo XX durante la Guerra Fría, en la que EE.UU. y la antigua URSS luchaban por expresar su supremacía científica y militar.

-   El propio interés científico

Gran parte de las investigaciones científicas tienen que ver con el propio interés en conocer la naturaleza de los fenómenos de nuestro entorno.

La investigación científica se sustenta en el llamado Método Científico. El método científico es el camino por el cual los científicos buscan encontrar una respuesta a fenómenos naturales. En este trayecto es necesario establecer relaciones entre distintos aspectos de un fenómeno para enunciar leyes que permitan, con estos conocimientos, proyectar distintas aplicaciones útiles al hombre. El método científico fue definido por primera vez por Descartes (1637) en su obra Discurso del método. En ella ofrece unas reglas para dirigir la razón en la búsqueda de la verdad en las ciencias.

Todas las áreas científicas aplican el método científico ya que este les ofrece una herramienta planificada para trabajar. Partiendo de una base mecanicista, descomponiendo el todo en partes más pequeñas y fáciles de estudiar, podemos llegar al conocimiento del todo gracias a las interconexiones menores.

Por tanto, bajo este prisma, podemos decir que el método científico ofrece las siguientes posibilidades al investigador,

• Es el modo ordenado de proceder para el conocimiento de la verdad, en el ámbito de determinada disciplina científica.

• Ofrece un conjunto sistemático de criterios de acción y de normas que orientan el proceso de investigación. Por tanto, tiene un objetivo didáctico, ya que permite planear, discutir y volver a planear el problema investigado.

• Es la manera de ordenar y guiar una actividad hacia un fin.

• Es objetivo, es decir, busca la verdad sin tener en cuenta valores y creencias del investigador. Este método consta de una serie de pasos que aseguran la fiabilidad de las conclusiones finales.

El método científico solo se ciñe a los hechos, por tanto, exige una verificación con la realidad, de ahí que se validen o ajusten sus conclusiones para llegar a una formulación general. El método científico se basa en la reproducibilidad y en la refutabilidad.

En su desarrollo se observan un conjunto de etapas que señalan el procedimiento para llevar a cabo una investigación o estudio cuyos resultados sean válidos por la comunidad científica.

1) Observación: En esta etapa se tiene que delimitar y definir el objeto de la investigación o problema. Nuestra observación nos permite identificar realidades acontecimientos específicos a través de nuestros sentidos.

2) Planteamiento del problema: En este punto el científico debe preguntarse cómo, dónde, cuándo, qué y para qué es el fenómeno natural de estudio.

3) Hipótesis Previas:  Las hipótesis previas (o soluciones previas) nos pueden marcar el camino dando unas respuestas lógicas a las preguntas. Las hipótesis pueden ser falsas o verdaderas y deberán ser sometidas a una comprobación (experimentación). Sus resultados determinarán una u otra realidad.

4) Experimentación: La experimentación consiste en someter a un sujeto o proceso a variables controladas. En ´ella debemos tener dos grupos de prueba: el de control y el experimental. Ambos se someterán a las mismas condiciones, excluyendo la variable que se ha elegido para el estudio.

5) Análisis de resultados y Conclusiones:  Una vez realizada la experimentación, la hipótesis de partida se determina si es verdadera o falsa. Un análisis más profundo nos dará el alcance espacial y temporal del fenómeno y por tanto, la generación de una ley científica (describe un fenómeno observado) o una teoría científica (explica un fenómeno observado).

Una Teoría Científica es una declaración parcial o totalmente verdadera, verificada por medio de la experimentación o de las evidencias y que sólo es válida para un tiempo y un lugar determinados. Si la teoría fuera verificada como verdadera en todo tiempo y lugar, entonces es considerada como Ley Científica. Por tanto, la teoría está sujeta a cambios, una ley es permanente e inmutable. Una ley es comprobable en cualquier tiempo y espacio.

Dentro del marco del método científica existen varias formas de actuar, aunque las dos tendencias más utilizadas a la hora de aplicar el método son el método inductivo y el deductivo, aunque tanto una como otra se utilizan dentro de los procesos de los dos métodos. Al pensar continuamente inducimos y deducimos.

EL MÉTODO EXPERIMENTAL O INDUCTIVO

La  simple observación  con  nuestros  sentidos  nos  permite  crear  imágenes  y sensaciones del mundo que nos rodea para, posteriormente, hacer distintas predicciones futuras. Por tanto, en su estudio, el científico, realiza experiencias con el fenómeno estudiado variando de una en una las variables que intervienen hasta inducir una ley que las relaciona.

Esa la ley inducida, para que sea cierta, debe cumplirse siempre. Así se confirma las hipótesis  de  partida.  Este  método  nos  induce  al  descubrimiento  de  una  Teoría  por medio de las experiencias.

Toda investigación observacional parte de este método. El uso de la rueda, el estudio del arcoíris o la máquina de vapor son ejemplos de razonamientos inductivos.

EL MÉTODO TEÓRICO O DEDUCTIVO

En  este  método  se  parte  de  la  imaginación,  generando  previamente  una  serie  de normas  o  axiomas  previos  cuya  aplicación  da  lugar  a  leyes  que  deberán  ser  validadas  en  el  futuro.  Por  tanto,  el  método  es  totalmente  teórico  en  sus  inicios  aunque finalmente sea necesario una corroboración experimental. Se le llama deductivo por que en esencia consiste en sacar consecuencias (deducir) de un principio o suposición.

Se  utiliza  en  las  ciencias  teóricas  (Física  y  Química  teórica).  El  ultimo  ejemplo de  este  método  fue  la  corroboración  experimental  del  bosón  de  Gibbs.  También  lo usaron Newton en su teoría de la gravitación universal o Einstein en la teoría de la relatividad general.

• Fuentes de información especializadas, como revistas científicas (Nature, Physics Today, etc) o publicaciones de los grandes centros de investigación y sociedades científicas (NASA, CERN, CSIC, etc.).

• Fuentes de información generalistas, como periódicos, revistas, radio y televisión. Estas publicaciones suelen bajar el nivel científico para que sea accesible al público en general, aunque suelen incorporar referencias a las fuentes originales.

Como fuente de información se deben evitar las revistas o páginas sensacionalistas, que con frecuencia emplean titulares llamativos para ganar visitas y en las que, en general, no muestran las fuentes de las en las que se sustentan sus contenidos. Tampoco resulta fiable si existen intereses económicos detrás, como sería el ejemplo de una empresa alimenticia que publique que “su producto” es muy beneficioso para la salud.

La realidad que estudia la ciencia es muy compleja. Por ello, es preciso establecer representaciones abstractas y simplificadas de dicha realidad con el fin de obtener una primera aproximación en el estudio de un fenómeno. Algunos modelos científicos que nos podemos encontrar en física y química son:

• Modelo: PUNTO MATERIAL

Se utilizan para estudiar el movimiento de traslación de un objeto, obviando la complejidad de su forma, y considerando que toda la masa del objeto que localiza en su centro de masas. Este modelo no es válido para el estudio de la rotación de un objeto.

• Modelo: GAS IDEAL

Empleado para el estudio de un sistema gaseoso, considerando las partículas de gas como pequeñas bolitas, en un primer nivel de abstracción, o como grupos de bolitas para diferenciar distintas moléculas gaseosas, en un segundo nivel de abstracción.

• MODELOS ATÓMICOS

Los modelos atómicos irían un nivel de abstracción más allá de los modelos de gas ideal, pues ya incluyen una diferenciación entre el núcleo y la corteza donde se ubican los electrones.