Método Científico – Investiguemos sobre Ciencia

¿Que es el Método Científico?

Un método se define como un procedimiento que permite abordar un problema o un conjunto de problemas. En el método científico se describen una serie de etapas que se inician con el planteamiento del problema a investigar y culminan con las conclusiones o resultados finales.
El planteamiento del problema

Es el punto de partida que orienta toda la investigación. Por lo general, el problema suele plantearse en forma de una pregunta simple y clara. Algunos de los ejemplos ya conocidos de problemas científicos de investigación son los siguientes:

• ¿De donde obtienen las platas las sustancias necesarias para su desarrollo? (Investigación de Jan Van Helmont y otros).

• ¿Cual es la causa de la enfermedad llamada beri-beri? (Investigación de Christian Eijkman)

• ¿Que principios rigen el movimiento de los cuerpos? (Investigación de Isaac Newton)

• ¿Como esta estructurada la materia? (Investigación de Dalton,Rutherford, Bohr y otros).

• ¿Que mecanismos o leyes rigen la herencia en los seres vivos? (Investigación de Gregor Mendel y otros). Gregor mendel realizo fundamentales investigaciones en el campo de la genética, formulando las leyes genéticas que rigen el mecanismo hereditario. 

Todos estos problemas constituyeron el punto de partida de investigaciones que condujeron a determinados resultados, y estos, a su vez, fueron la base de apoyo para investigaciones posteriores. Jan van Helmont, por ejemplo no dio respuesta completa a su problema, si bien avanzo lo suficiente  como para desterrar las hipótesis que en torno a la alimentación vegetal subsistían hacia el Siglo XVIII (18). Esta situación se repite constantemente en el campo científico: siempre surgen nuevos problemas que constituyen nuevos motivos para la investigación.     

La formulación de hipótesis y predicciones:
Una vez definido el problema, el hombre de ciencia intenta la búsqueda de explicaciones provisionales que constituyen aproximaciones a la verdad. Tales explicaciones se llaman hipótesis si concuerdan con el cuerpo de conocimientos disponible y se sitúan dentro de un marco razonable de validez. Es decir, la hipótesis siempre es una suposición inteligente, sea o no susceptible de probarse experimentalmente.

Un ejemplo característico de hipótesis que no puede verificarse a traves de experimentos es la siguiente:
«La tierra es esférica» 

Esta hipótesis se opuso a otra que sostenía que  » la tierra es plana»

Es obvio que en estos casos las hipótesis no se prueban acudiendo al laboratorio.Hoy sabemos perfectamente que la tierra es aproximadamente esférica; sin embargo, para llegar a esta conclusión se tuvieron que realizar muchas observaciones.

Otro de los aspectos característicos de las hipótesis es que permiten predecir, es decir, anticipar que se producirán determinados hechos o situaciones. Si las predicciones se cumplen, la hipótesis puede considerarse como planteamiento razonable, pero debe ser sometida a nuevas pruebas.

Por ejemplo, sobre la hipótesis «La tierra es esférica» se formularon predicciones como las siguientes:

• Hipótesis: Si la tierra es esférica…. 
• Predicciones: Entonces…   

1. Partiendo de un determinado puerto y navegando en linea recta, se llegaría al mismo.
2. Las sombras que proyecte la tierra sobre la luna (eclipse de luna) serán circulares.

Si analizamos la predicción 1, podríamos afirmar que, de cumplirse, no necesariamente se probaría la hipótesis, ya que lo mismo ocurriría si la tierra fuera un cilindro. Si analizamos la predicción 2, comprobamos que, efectivamente, en los eclipses la luna se observan sombras de un cuerpo circular, pero se puede argumentar que lo mismo ocurriría si la tierra fuera un disco plano.
Aun cuando ambas predicciones se cumplan, no bastan para confirmar la hipótesis. Ni siquiera los astronautas, que incluso han fotografiado parte de la tierra, han visto que la tierra sea esférica… ¿Por que, entonces, esto es un hecho aceptado hoy en día y ya no se considera como hipótesis? la razón es simple: hay una serie de hechos que, si bien separadamente no prueban categóricamente que la tierra sea esférica ( caso de las predicciones 1 y 2), constituyen evidencias suficientes para aceptar la redondez de la tierra.

Un hecho, por ejemplo, que solo puede ser explicado considerando dicha hipótesis es lo que se observa desde el muelle cuando un buque se aleja: primero desaparece el casco y después los mástiles, como si el barco fuera hundiéndose. Si la tierra fuera plana, observaríamos una disminución aparente del tamaño total del barco a medida que se aleja.

En resumen, hay hipótesis que no se prueban acudiendo al laboratorio, sino que se aceptan en la medida en que explican una serie de hechos y permiten formular predicciones validas.

La Experimentación y El Análisis de Datos y las Conclusiones – Investiguemos sobre Ciencia

Método Científico: La Experimentación y El Análisis de Datos y las Conclusiones

Estas tres etapas del método científico están estrechamente relacionadas, de tal forma que una de ellas conduce invariablemente a las otras. El experimento aparece como una de las etapas mas importantes de una investigación y suele definirse como una respuesta a la hipótesis o como una forma de probar su validez. El experimento siempre se plantea con un proposito definido, y su diseño debe tener en cuenta la hipotesis y las predicciones que se han formulado. A traves del experimento se obtienen datos que es necesario interpretar para llegar a determinadas conclusiones.

Supongamos, por ejemplo, la siguiente hipótesis:
1.Cuando una tableta efervescente reacciona con agua, no hay perdida de masa:
       Dicho en términos cuantitativos:

Vaso+Tableta+Agua= Masa del vaso+Agua+Tableta Disuelta
Basándonos en esta hipótesis, podríamos predecir que si se pesa el sistema vaso-agua-tableta, antes y depues de la reacción, la masa sera la misma.   
Ahora bien, al hacer las pesadas correspondientes,comprobamos que la masa ha disminuido después de la reacción. ¿Es esto suficiente para probar que la hipótesis no es verdadera? Indudablemente que no. 

Sobre lo que ha ocurrido podríamos formular otras hipótesis:  
2. Efectivamente, en la reacción hay perdida de masa 
3.En la reacción descrita, algún producto de la reacción se escapa 

Observemos que la hipótesis 2 es contraria a la hipótesis 1, ya que se contradice con ella. Sin embargo, la hipótesis 3 es concordante con la 1. Una predicción validas para ambas seria la siguiente:   

Si se trabaja en un sistema cerrado no habrá perdida de masa.
El experimento es precisamente lo que nos permitirá probar la predicción y la validez de nuestras hipótesis.

El experimento requiere de un plan o diseño; debemos de disponer de un sistema cerrado de tal forma que estemos seguros de que no hay escapes. Un diseño apropiado seria el siguiente: disponer de un matraz con tapón de cierre hermético, con un volumen de agua.   

Matraz Erlenmeyer con Tapón Hermético de 1000 ml

En el interior del matraz introducimos una bolsita de gasa ( adentro de la bolsita de gasa colocamos la tableta) suspendiéndola del tapón con una cuerda. Pesamos este sistema, anotando el valor obtenido. 

Luego volcamos el matraz para provocar la reacción en su interior. Una vez que esta haya cesado, pesamos nuevamente el sistema. Si el valor ahora obtenido es igual al anterior, tendremos antecedentes como para afirmar que la predicción es valida y que, por consiguiente, las hipótesis 1 y 3 las podemos seguir considerando aceptables. En cambio rechazaremos la hipotecareis 2.

Ahora bien, como las hipótesis se refieren a hechos generales y solo circunstancial-mente a hechos particulares, deberíamos ampliarla en términos como los siguientes: 

«En una reacción química, la masa se conserva, esto es, permanece inalterable»   

Ciertamente no nos basta un solo antecedente, para probar su validez, sino que es necesario obtener un mayor numero de pruebas. Esto evidentemente, nos conduce a diseños experimentales y a nuevos experimentos. Sin un volumen considerable de estos arroja datos positivos para la hipótesis, tendremos información suficiente como para afirmar su validez.  

En resumen, los experimentos surgen como intentos destinados a probar las predicciones que se formulan a partir de una hipótesis y nos entregan datos que debemos someter al análisis ( interpretación de datos), para finalmente formular conclusiones.

A menudo,durante el desarrollo de una investigación surgen nuevos problemas a investigar o surgen hechos o evidencias que rechazan o afirman la hipótesis que consecuentemente, puede ser modificada. El científico no esta intentando probar que lo que el afirma sea valido o verdadero; antes bien, le guía la búsqueda de la verdad como cuestión fundamental. De esta forma, la honestidad esta presente como una de las características fundamentales de su trabajo. 

Recueda que: «El verdadero signo de la inteligencia no es el conocimiento, sino la imaginación».