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El método científico: etapas características y definición

En este artículo se va introducir de manera muy somera el método científico (etapas, características y definición) con objeto de mostrar una primera idea general de la labor científica.

Albert EInstein junto a su ecuación que relaciona la energía con la masa y al fondo un agujero negro. Sus descubrimientos lo fueron en parte por seguir el método científico,cumpliendo sus etapas y observando sus características.
Albert Einstein y su famosa fórmula que relaciona energía y masa.

Descripción

El método científico es una serie de reglas agrupadas en etapas,  conformando un procedimiento cuyo fin es proporcionar nuevo conocimiento sobre cualquier cosa de nuestro mundo. Hoy en día existen diversos tipos de método científico, porque no es lo mismo trabajar e investigar en el campo de las matemáticas que en el de la historia. Algunos de ellos son el método deductivo, el método inductivo, el método histórico, el método empírico-analítico, el método explicativo… No son excluyentes entre sí y podrían combinarse para cualquier estudio concreto si así se requiriese.

En el campo de la química, el método que se aplica es el empírico-analítico por su carácter de ciencia experimental, no obstante suelen utilizarse los métodos deductivo e inductivo como apoyo. Este método se basa, esencialmente, en la observación con el propósito de elaborar una hipótesis a la que posteriormente se verificará su validez mediante la experimentación.

Breve historia

Nicolás Copérnico, Johannes Kepler o Galileo Galilei fueron algunos de los primeros científicos que iniciaron la revolución científica moderna, la cual continua vigente hoy, buscando explicaciones racionales a fenómenos naturales mediante la observación y experimentación. Luego continuaron científicos y pensadores como René Descartes, Isaac Newton, John Locke, David Hume, Robert Boyle… impulsaron y mejoraron su aplicación hasta alcanzar en el siglo XIX su forma actual. Aunque en la década de los años 20 del siglo pasado la mecánica cuántica obligó a establecer algunas variantes en lo referente a la experimentación.

Características principales

Flexibilidad

Las teorías científicas no son inmutables, se descartan si se demuestra que hay un error. En ese sentido, la ciencia no es rígida, sino flexible, pues asume que se comenten errores y no duda en corregirlos en cuanto se detectan.

Verificabilidad

Los experimentos científicos que terminan conduciendo a los datos y, con estos, a conclusiones, deben ser perfectamente reproducibles. Así, las teorías científicas y leyes naturales son verificables.

Rectificable

Como se ha dicho, si se demuestra que se ha cometido un error en el método y se ha aceptado como buena una hipótesis, en cuyo caso pasa a ser ley o teoría, se desanda el camino. En ocasiones se obtiene una nueva hipótesis mientras, en otros casos, queda un interrogante sin respuesta durante algún tiempo, lo que no influye en el descarte de cualquier conclusión o deducción incorrecta. 

Proceso cíclico no lineal

Cuando no se descarta una hipótesis con un nivel de significación riguroso, cuando se acepta una teoría o se descubre una nueva ley natural, las conclusiones pueden ser la puerta al planteamiento de nuevos interrogantes que lleven con el tiempo a la aceptación de nuevas teorías, hipótesis o modelos.

Sistemático

Es decir, sus pasos deben seguirse en el orden establecido.

Ley natural, hipótesis y teoría

A continuación definiremos algunos conceptos esenciales.

Ley natural

Ley natural o ley de la naturaleza es una afirmación que establece una relación entre dos o más variables cuantificables, generalmente expresada con una fórmula matemática o en lenguaje formalizado. Como ejemplo de leyes naturales, podemos pensar en las tres leyes de Newton de la mecánica.

Hipótesis

Es un supuesto, un enunciado no verificado. Se trata de una conjetura científica que debe contrastarse con la experimentación y el análisis estadístico de los datos que arrojen los experimentos.

Teoría

Es una hipótesis o un conjunto de ellas, referentes a un mismo aspecto, que se aceptan como válidas porque han sido comprobadas y han permitido extraer consecuencias.

Etapas del método científico

El método científico es sistemático o secuencial. Las etapas constituyentes del método son las que se explican a continuación.

Observación

La observación puede ser el origen o la consecuencia de lo que inicia el método científico: el planteamiento de un problema.

Se trata de una etapa que arroja resultados inmutables si se realiza de manera correcta. Volviendo al ejemplo de las leyes de la mecánica de Newton, las observaciones o mediciones serán siempre la mismas, aunque en un futuro pudiera cambiar la interpretación que se le da a estas observaciones a la hora de elaborar la ley natural.

Formulación de hipótesis

En base a las informaciones, se establecen una o más hipótesis, que deberán ser verificadas. Durante el tratamiento estadístico de los datos, a las hipótesis cuya falsedad se intenta demostrar se la denomina hipótesis nula o suposición nula.

Deducción y predicción de hechos

La deducción es la forma de razonamiento que permite obtener datos generales a partir de una serie de datos particulares.

Por ejemplo, a primera ley de Newton establece la relación entre la fuerza, la masa y la aceleración. En su momento fue una hipótesis, pero la reiteración de las mediciones, en diferentes condiciones, permitió comprobar su validez para predecir hechos, o dicho de otro modo, para conocer valores sin necesidad de realizar la medición física.

Algunas leyes naturales son válidas en un determinado rango de una de las variables implicadas, mientras otras, como la del ejemplo, permiten la predicción de hechos en todo el dominio de las variables implicadas.

Experimentación

Para que la experimentación sea válida, necesita ser reproducible cuantas veces se desee. Por ello se deben apuntar todas las condiciones de un sistema y tener en cuenta los llamados grados de libertad.

En la experimentación se obtienen datos numéricos que permitirán establecer una tesis o establecer una constante matemática, una nueva variable o un número adimensional.

Conclusiones

Los datos numéricos de la experimentación se someten a diferentes cálculos matemáticos. Entre ellos, se incluye el tratamiento estadístico para establecer si hay evidencias para rechazar la hipótesis nula a un nivel de significación determinado. En caso de no poder rechazar la hipótesis nula, no se acepta como válida de forma automática (el método científico es flexible y rectificable), aunque puede usarse como tal en la elaboración de una tesis. Por ello, a día de hoy, en toda tesis es tan importante detallar el tratamiento estadísticos de los datos obtenidos.

Comunicación

La última etapa del método científico es la comunicación de los resultados y las conclusiones a las que se ha llegado, para que puedan ser revisados en cualquier momento.

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