1/7/2010. Introducción. Definición de ciencia. Método científico. Inferencias de la ciencia

Transcripción

1 Introducción La ciencia, al igual que cualquier otra actividad humana, no puede ser totalmente objetiva. Se desarrolla a partir de una mezcla de folclor, misticismo y observaciones objetivas. En el Renacimiento y, específicamente con las obras de Galileo y sus contemporáneos, la ciencia comenzó a desarrollar su naturaleza estructurada y especializada, y se fue haciendo cada vez más ininteligible para quien no fuera científico. 2 Definición de ciencia Área del conocimiento que se preocupa por establecer leyes generales verificables sobre el universo. Esta actividad científica se lleva a cabo principalmente mediante la inducción, deducción, hipótesis y experimentación. 3 4 Inferencias de la ciencia Consideramos que el universo tiene un orden que podemos llegar a entender. Reconocemos que puede haber otras maneras de entender el universo, otras formas de comprensión que no tienen características científicas. Método científico 1. Identificar un problema o una pregunta sobre algún aspecto del universo, sin que por éste se entienda el espacio extraterrestre sino todo aquello que nos rodea. 2. Analizar toda la información disponible y generar una hipótesis o explicación tentativa para el fenómeno o pregunta que se examina. 3. Diseñar experimentos que lleven a aceptar o rechazar la hipótesis. Esta hipótesis que se examina se conoce en estadística como hipótesis nula: H Aceptar, rechazar o modificar la hipótesis de acuerdo con los resultados obtenidos en los experimentos

2 Definiciones Datos: La información que se recopila al hacer un experimento. Ley: Todo enunciado para el que no se conoce excepción alguna. Teoría: Grupo coherente de principios hipotéticos, conceptuales y pragmáticos que forman el marco de referencia de un campo de la investigación. Resumen: la teoría conforma leyes, las hipótesis en varios estados de verificación e ideas o modelos para proveer la base a partir de la cual se generan nuevas hipótesis, las cuales se aceptan o rechazan utilizando los datos generados en la experimentación. 7 8 Tipos de investigación La investigación científica se clasifica, entre varias maneras, en investigación física, química y biológica; en investigación pura y aplicada; en investigación teórica y empírica. La primera división proveeunas categorías por disciplina más que por tipo de investigación (sin que queramos implicar que estos dos elementos están desvinculados). La segunda se acerca más a la diferencia entre ciencia y tecnología o ingeniería. La última es con relación a la metodología. Formas elementales de la investigación empírica Clasificación y nomenclatura Para poder realizar experimentos más complejos, es necesario organizar la naturaleza mediante construcciones mentales que simplifiquen el trabajo (figura1.3). Así vemos que entre los cuerpos celestes distinguimos planetas, cometas, asteroides, lunas, galaxias, etc. Organizamos los elementos en una tabla periódica (capítulo 2) Clasificamos la vida de este planeta en cinco reinos (figura 1.4)

3 Elemento fundamental de la investigación: Medición Por lo general, los datos obtenidos durante un experimento se expresan como un valor numérico seguido por la unidad de la medida tomada. Contamos con dos sistemas de medidas: el sistema métrico y el sistema inglés. Estos sistemas es que tienen diferentes unidades para medir las mismas cantidades físicas (tabla 1.1). El sistema métrico se conoce como sistema internacional de medidas (SI), ya que lo aplica la comunidad científica de todo el mundo El Sistema Internacional (SI) 15 El metro (m) es la unidad de longitud, y se definió como una diezmillonésima parte de la distancia del ecuador al polo norte. Un metro se define como la distancia que viaja un haz de luz en el vacío en 1/ de segundo. El gramo (g) es la unidad de masa y se definió como la masa de un centímetro cúbico (1 cm = 0.01 m) de agua. El kilogramo se define como la masa de un cilindro de platino e iridio con un diámetro de 39 milímetros y una altura igual a su diámetro. El segundo (s) es la unidad de tiempo y se dividió el día en 24 horas, una hora en 60 minutos y un minuto en 60 segundos. En la actualidad es igual a ciclos de la radiación de un átomo de cesio (133CS)

4 Precisión y exactitud La precisión es la capacidad de reproducir los resultados obtenidos. La exactitud es la coincidencia con un valor aceptado. Clases de errores Los errores aleatorios: Son el resultado de variaciones desconocidas e impredecibles de la configuración original del experimento. Los errores personales: Son ocasionados por la falta de cuidado al tomar la lectura del instrumento, fallas en la observación o en los cálculos matemáticos. Los errores sistemáticos: Son aquellos ocasionados por la instrumentación. Por ejemplo, si nuestra romana nos dio un peso de 150 ±0.5 libras, y al bajarnos de ella en vez de marcar cero marca 10 ±0.5 libras, entonces sabemos que nuestro peso real es de 140 ±0.5 libras, porque le tenemos que restar las 10 libras de error sistemático Cifras significativas Son el número de dígitos excepto por los ceros (el cero a la izquierda) usados para resaltar la posición del punto decimal. Un vehículo demotor recorre una distancia de 18.4 ±0.1 cm en 0.37 ± 0.01 segundos y queremos saber su rapidez, dividimos la distancia por el tiempo y obtenemos un valor de cm/segundo. De este modo, nuestro resultado es 49.7 ±0.1 cm/s. 21 Modelos Los modelos empíricos que se basan exclusivamente en observaciones, los modelos teóricos se basan en algún concepto sobre la manera en la que opera el sistema Son construcciones mentales cuyo propósito es demostrar un concepto en términos matemáticos, esquematizar un sistema complejo o hacer predicciones. Se construye tratando de hacerlo tan semejante al mundo real como sea posible, y si bien jamás puede ser una réplica exacta, su utilidad es una función de su correspondencia con la realidad. Una de las actividades principales de la experimentación científica es comparar las propiedades de los modelos con las del universo

5 La ciencia tiene límites? El método científico tiene límites? Definiciones de tecnología y técnica La tecnología: Es todo aquel desarrollo humano que facilita sus labores y alivia sus necesidades. La Real Academia Española en la vigésima segunda edición de su diccionario, define la tecnología como: Conjunto de teorías y técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico. El origen etimológico de la palabra tecnología, entendemos mejor su significado; proviene del griego tekné, que significa arte, técnica u oficio, y logos, que significa tratado, ciencia o conocimiento. De su raíz se desprende su relación estrecha con la técnica y su distinción. Las técnicas: Son conocimientos y procedimientos prácticos enfocados a producir un resultado determinado, de manera consistente. 27 Historia de la tecnología La tecnología tuvo la técnica como guía en sus inicios, en el desarrollo de diferentes tipos de invenciones tendentes a la mejor adaptación del humano con el ambiente, a su supervivencia. En tiempos relativamente recientes su guía ha sido la ciencia, con sus diferentes hallazgos. 28 Era de Piedra Esta era se divide en dos periodos, el Paleolítico (Era Antigua de Piedra) y el Neolítico (Nueva Era de Piedra). Durante el Paleolítico los seres humanos eran nómadas; su supervivencia dependía de la caza y la recolección. La ejecución de estas tareas conllevó a la incorporación del uso cotidiano de herramientas de piedra y de la técnica de generación de fuego. En el Neolítico se trabajaron piedras de diferentes maneras y se pulieron. La domesticación de animales y el desarrollo de la ganadería le dio al ser humano la posibilidad de asentamientos, lo que abrió paso al desarrollo de las civilizaciones antiguas. Comenzaron los escritos pictográficos y se inventó la rueda. 29 Era de los Metales Este periodo se caracterizó por el uso de los metales y el desarrollo de la tecnología metalúrgica, que modificaron la forma de hacer herramientas y utensilios. Se divide en tres partes: Era del Cobre, Era del Bronce y Era del Hierro. Los asentamientos facilitaron el desarrollo de la fundición del cobre y, más tarde, de la del bronce. A su vez, el dominio de estas destrezas repercutió en la creación de diferentes utensilios. La Era del Hierro posibilitó la creación de nuevas y más eficientes herramientas y armas, así como de diferentes ornamentos y monumentos. 30 5

6 Civilizaciones antiguas Estas civilizaciones se desarrollaron en los deltas de los grandes ríos del mundo. Entre las más destacadas del viejo mundo se encuentran la egipcia, la griega, la romana, la india y la china. Egipto: Invencionesde máquinassimplessimples para sus construcciones. El desarrollo del papiro para plasmar sus escritos. Grecia: Entre sus aportaciones se encuentran el conocimiento de la mecánica, la neumática, y el motor de vapor básico. Fueron pioneros en el desarrollo de molinos tanto hidráulicos como de vientos. Arquitectónicamente trabajaron las cúpulas. 31 Civilizaciones antiguas Roma: Los romanos modificaron la tecnología agrícola y la desarrollaron a un estado más sofisticado. Desarrollaron la construcción de carreteras, sentando así los inicios de la ingeniería civil. Como parte de sus contribuciones a la ingeniería, encontramos el desarrollo del hormigón, vidrio soplado, ld acueductos y bñ baños públicos. India: Los indios desarrollaron tecnología marítima de vanguardia. Fueron también vanguardistas en conocimientos químicos y demostraron habilidades en las tecnologías de destilación y purificación (creación de perfumes). China: A los chinos se les atribuye la construcción de los primeros: sismógrafos, arados de hierro, brújula, hélice, pólvora, entre otros. 32 Civilizaciones antiguas: Nuevo Mundo Incas: Los incas demostraron grandes conocimientos en tecnologías relacionadas con la ingeniería (monumentales construcciones). El pueblo inca fue de los primeros en trabajar los terrenos en forma sostenible, maximizando el cultivo por medio del establecimiento de cosechas en mesetas y con canales de irrigación. Mayas: Los mayas tenían conocimiento complejo de la astronomía y desarrollaron sistemas complicados de escritura. Al igual que los incas, contaban con excelentes destrezas arquitectónicas. Era medieval Esta época se caracterizó por un estancamiento científico en Europa, pero los desarrollos tecnológicos, combinados con el conocimiento del Islam, abrieron la puerta al Renacimiento. Algunasde lascontribucionesrelevantes relevantes son losanteojos, relojes mecánicos y botones. En cuanto a la tecnología militar y la navegación, se cuentan desarrollos significativos que terminaron por sacar a Europa del medioevo y lanzarla a la conquista del mundo Era moderna La Revolución Industrial marcó el inicio de esta época, que se caracterizó por el cambio en la producción de bienes de una manera manual a una mecanizada, revolucionando así la economía. Muchos historiadores coinciden en que la tecnología responsable de estos cambios fue el desarrollo de la máquina de vapor. Con el aumento del intercambio social e intelectual surgieron nuevas invenciones como el tren a vapor, el telégrafo, la bombilla incandescente. El desarrollo de la medicina moderna fue también clave en esta era de rápido crecimiento poblacional. 35 Era moderna El siglo xx se caracterizó por el desarrollo de tecnologías eléctricas, siendo las más notables el radio, radar, grabación de sonido, teléfono y fax. El aprovechamiento de combustibles fósiles y el uso de la energía nuclear, surgió como principalresultadoresultado de aplicaciones militares como el Proyecto Manhattan. El desarrollo del transistor y su miniaturización permitió la masificación de su implementación en tecnologías de uso civil como el computador personal y las calculadoras. Debido a esta tecnología, se han desarrollado instrumentos científicos sumamente impresionantes con los cuales podemos analizar las estructuras metálicas, con los microscopios electrónicos, u observar los confines del universo, mediante sondas espaciales. 36 6

7 Tecnología y economía El desarrollo de las civilizaciones antiguas en el viejo mundo ilustra el de la economía en función de la tecnología. El dominio de la navegación le abrió a Europa nuevos horizontes para el comercio. Además, se le añadió a la economía la rentabilidad de nuevos servicios de transporte. Ello dejó atrás la economía de intercambio de bienes y dio paso a la de bienes y servicios. ii El motor a vapor facilitó la transportación, y creó lazos de comunicación más estables y periódicos. Permitió a su vez un flujo de ideas y conocimientos que fueron la base del desarrollo del conocimiento científico del siglo xx. Con la incorporación de la iluminación artificial, pudo extenderse el periodo productivo y, porende, la actividad económica. 37 Tecnología y ambiente natural Antes del dominio de las destrezas agrícolas, el impacto del humano en el ambiente podría considerarse como equivalente al de cualquier animal con necesidades similares. Desde que el humano comenzó a dominar las destrezas agrícolas, inició el impacto significativo sobre el planeta. La razón principal ha sido la capacidad humana de sostener poblaciones cada vez mayores. En condiciones naturales, el ambiente limitaría el tamaño de la población, pero la tecnología ha permitido al humano modificar el ambiente para continuar aumentando su densidad demográfica. 38 Discusión 1. La creación y la evolución son dos teorías científicas acerca del desarrollo de la vida? 2. Pueden coexistir la ciencia y la religión? 3. En qué aspectos de nuestra vida diaria utilizamos el método científico? 4. Es posible una relación positiva entre tecnología y ambiente? 39 7