El Método Científico

El punto de partida de todo conocimiento científico es el hombre, debido a que es éste quien despierta la necesidad y el interés por investigar acerca de una determinada situación o problema.

El hombre pertenece a dos mundos, el externo y el interno. El mundo interno está constituido por los valores, principios y cuestiones éticas, mientras que el mundo exterior lo establece el lugar donde se encuentra el problema tal como la naturaleza, y es precisamente en estos parajes donde el investigador adquiere el cuestionamiento que dará pié a una investigación.

Estos dos mundos son los que se examinan a fin de conocer y en consecuencia actuar sobre él, para transformar una situación problemática inicial a través de un nuevo conocimiento.

En consecuencia, crear conocimiento es una actividad propiamente humana que produce resultados en forma de conceptos, juicios y razonamientos que se expresan a través de un lenguaje que dan cuenta de lo que se observa y que permite responder a los cómo, cuándo, porqué, quién y dónde de todo lo que sucede en la realidad ya sea en la naturaleza o en un entorno social.

Igualmente, el conocimiento científico supone la realización de una serie de actividad a fin de conocer de acuerdo a pasos preestablecidos por la ciencia, todo aquello que se ha cuestionado y se desea encontrar una respuestas, es un conocimiento que se produce a través de una tarea metódica y es a su vez el resultado final de la investigación y el fin todo quehacer científico.

Toda practica científica es impulsada para producir conocimiento verificable en la realidad a través de experimentos, a fin de corroborar su existencia.

Por todo lo anterior, fué necesario la implementación de lo que es conocido como “método científico”, que consiste en los procedimientos que los científicos usan para tratar de explicar la razón lógica del porqué, cómo, cuándo, quién y dónde suceden las cosas, a fin de procurar entender el mundo circundante. Es una herramienta conceptual y fundamental para agilizar el tratamiento de una situación compleja, que puede gestionarse de manera lógico y ordenada, y permitir mayor capacidad de maniobra y desenvolvimiento durante todo un proceso investigativo.

Básicamente, el método científico comienza identificando un problema y haciendo observaciones, deducciones y suposiciones, que de manera sistemática van conformando lo que se conoce como las “hipótesis”, que en definitiva son solo presunciones de una situación observada, que debe ser explicado científicamente a través de prueba en laboratorios.

Para este propósito, se deben realizar experimentos que puedan ser comprobables en repetidas ocasiones y en distintos escenarios. Finalmente, dichos experimentos arrojan datos que serán analizados para llegar a conclusiones.

Es importante repetir una y otra vez los experimentos para asegurarse de que no se ha olvidado ninguna variable, que posteriormente pueda resultar en una investigación incompleta que incluso pueda llegar a ser hasta peligroso. En este sentido, si los experimentos no refutan las hipótesis planteadas al principio, entonces, estas deben ser replanteadas para volver a comenzar una nueva experimentación, análisis de datos y conclusión.

Ahora bien, si ningún experimento contesta a las deducciones y presunciones, entonces, la investigación puede convertirse en una teoría, es decir, en una hipótesis no comprobada. Es importante mencionar que cuando una teoría es verificada una y otra vez por mucho tiempo y en cualquier circunstancia, puede convertirse en ley, certificando de esta forma la veracidad perpetua de una causalidad. Sin embargo, los científicos siempre están aprendiendo cosas nuevas sobre el mundo circundante, y nunca se sabe cuándo se va ha encontrar una prueba nueva que someta a la comunidad científica a reconsiderar la ley ya establecida.

En sintesis, el proceso de investigación implica la aplicación del método científico que establece una sucesión de períodos evidenciados en 6 pasos fundamentales:

 

Primer paso: La obseración.

Consiste en observar la naturaleza o cualquier hecho desconocido, que haya animado el interés por saber y la curiosidad que empuja al investigador a formular conjeturas o suposiciones.

Segundo paso: Formulación de hipótesis.

La hipótesis es un conjunto de ideas vagas carentes de comprobación científica, que surgen a partir de un proceso de observación detallada y se resume en un modelo de solución factible, que a su vez permite dar inicio a un proceso de pensamiento mediante el cual se accederá a determinados conocimientos. La hipótesis es la herramienta fundamental del pensamiento científico y filosófico, que sirve de base para las proposiciones teóricas y que funciona como piedra angular para la búsqueda y construcción de las respuestas a las preguntas planteadas.

Tercer paso: La experimentación.

Luego de los dos primeros pasos, comienza un proceso indagatorio en torno a un modelo factible de solución, idea o presunción, entonces, se materializa el experimento que tratará de autenticar dichas suposiciónes.

En esta etapa del proceso, se genera nueva información que debe ser documentada y analizada para decidir si lo que la hipótesis aseveraba era correcto, entonces, en este punto se origina un ciclo condicionado y repetitivo hasta encontrar la conjetura verídica y comprobable experimentalmente. Es decir, las hipótesis son modificadas tantas veces hasta que se agoten las ideas vagas de explicación que no se hayan podido validar con la experimentación, o cuando finalmente si encuentre la respuesta certera, en este caso, la investigación supera la etapa crítica y comienza un periodo denominado como teoría.

Cuarto paso: Formulacion de la teoría.

En esta etapa se concibe la idea de solución que ya puede establecerse como una firme explicación de lo que realmente sucede con lo observado, que habia sido vaga inicialmente para convertirse en un hecho observado y verificado, es decir, una teoría es una hipótesis respaldada por un modelo de explicación, mas o menos estable y capaz de predecir nuevos resultados y vaticinar un hecho sobrevenido, en condiciones diferentes de experimentación.

Quinto paso: Establecer la teoría.

La teoría debe ser sujeta a muchas otras pruebas realizadas de manera persistente, en diversos escenarios para poder avanzar hacia una otra etapa denominada “ley”, entonces, el siguiente paso es generar experimentos que validen la teoría y al igual que en la etapa crítica de la hipótesis, se empieza un ciclo condicionado que se repite hasta que se agoten las ideas teóricas o hasta que la investigación se tope con un modelo de explicación de mayor alcance, estabilidad y verificación, es decir, si la teoría es capaz de predecir resultados aun mas extensos y universales, entonces, la teoría es validada y la investigación pasaría a una fase consolidada, donde es presentada a la comunidad general y científica como un nuevo conocimiento científico.

Tipos principales de métodos científicos:

Aunque todas las ciencias comparten el método científico como estrategia de investigación, existen diversas modalidades de pensamiento que el científico emplea en la búsqueda del conocimiento, las cuales se fundamentan en dos formas diferente de razonamiento, el deductivo y el inductivo.

Método inductivo:

En este método el proceso de búsqueda del conocimiento se centra en la observación empírica de fenómenos, a fin de identificar “verdades particulares” que puedan explicar las “verdades universales”, que predicen comportamientos de los fenómenos observados en todos los ámbitos y escenarios posibles.

El método inductivo enfatiza la tarea investigativa en la creación de hipótesis, observando casos de la realidad y estableciendo similitudes entre ellos. Los datos que surgen de la observación, posiblemente incluyan subjetividades del observador que no garantizar un resultado libre de prejuicios y parcialidades, por ello, se considera este método un procedimiento empírico con dosis de ingenuidad en los criterios del investigador, ya que no es posible una observación pura y totalmente libre de parcialidades individuales, puesto que se ha comprobado que los observadores posiblemente puedan ver cosas distintas frente a un mismo fenómeno, condicionando de esta manera las hipótesis que se formulan a un hecho inexacto.

En consecuencia, la investigación inductiva es mas bien utilizado para el estudio de fenómenos cualitativos, donde las verdades matemáticas no son necesarias aplicarlas para el establecimiento de los modelos de solución.

En efecto, este tipo de investigación parte de lo particular a lo universal, y establece el comportamiento general y universal mediante la observación de los hechos de manera individual y característica. Por ejemplo, cuando se estudian las propiedades de los metales y analizamos una variada cantidad de ellos, tales como el aluminio, hierro, cobre, entre otros, nos damos cuenta que todos ellos poseen la propiedad de ser solidos, según estos resultado se puede establecer una teoría de que todo metal es sólido, si no se confirma ninguna otra información que contradiga lo que se ha establecido y diga que existe otro metal que no sea sólido, entonces, se puede inferir una conclusión de qué “todos los metales son sólidos” y todos tienen esta propiedad o este rasgo, es decir, que la inducción nos permitió inferir una regla a partir de casos o hechos particulares evidenciados en un conjunto de metales analizados.

El razonamiento inductivo presenta el inconveniente de que puede ser invalidado aunque sus premisas sean verdaderas, por ejemplo, en el caso de los metales analizados donde todos eran sólidos, el resultado no garantiza que todos los metales existentes en el universo tengan esa propiedad, de hecho el mercurio es un metal liquido y como no se incluyó en la investigación, el estudio fue incapaz de llegar invalidar la teoría establecida.

Contrariamente, el método deductivo implica una metodología de razonamiento que anula toda posibilidad de invalidez producto de la relación lógica de las premisas, ya que en este caso de razonamiento deductivo, si todas las premisas son verdaderas, se puede garantizar con respaldos matemáticos que la conclusión también será verdadera.

Método Deductivo:

De acuerdo a lo anterior, el método deductivo se relaciona más con aspectos cuantitativos, en la cual se establece que toda investigación se inicia no de una observación experimental del hecho estudiado, sino a partir de un enunciado general, que se sirve para que el investigador pueda deducir información y explicar un fenómeno concreto.

Cuando se utiliza el razonamiento deductivo en la búsqueda de un modelo de solución a un problema planteado, el alcance de los resultados es mucho mayor, que pueden tener transcendencia universal con fundamentos matemáticos asentados en ecuaciones, fórmulas y leyes generales.

Ejemplos del Método Científico

Experimentos con plantas (Investigación Inductiva)

Observación: El primer paso del método científico como se ha dicho, consiste en identificar el problema para poder resolverlo, en el caso del estudio hipotético de unas plantas ornamentales, se ha observado que estas se está muriendo aunque están siendo regadas cada día. Ahora bien, para resolver este problema primero tenemos que reunir algunos datos básico tales como entender que las plantas necesitan agua para sobrevivir, y qué tipo de planta se está estudiando. A partir de estos datos básicos, empezamos a realizar algunas observaciones acerca de la planta, las hojas son cafés y se están cayendo y la tierra es buena, mojada y esponjosa.

Formulación de hipótesis: Ahora tenemos que hacer una deducción, la cual consiste en suponer modelos de explicación, a partir de las observaciones hechas en el paso anterior. Por ejemplo, se puede afirmar que “se están regando las plantas demasiado” y esa es nuestra hipotesis que explica lo que está sucediento, por lo que deducimos qué estas plantas deben regarse únicamente una vez a la semana y no como se ha venido haciendo.

Experimentación: Ahora debemos pensar en un experimento que pueda probar esta hipótesis, el plan es regar 4 plantas saludables, colocadas en las mismas condiciones ambientales, la misma tierra y reciben la misma cantidad de luz solar, la única variable o elemento que va a cambiar será la cantidad de agua que irán recibiendo, la primera planta no recibirá nada de agua, la segunda planta se regará todos los días, la tercera planta se regará tres veces a la semana, y la cuarta planta se regará solo una vez a la semana. Luego se verán los resultados de este procedimiento durante un mes.

Formulacion de la teoría: En un mes hay que notar las nuevas observaciones, la primera planta y la segunda resultaron bastante afectadas por los experimentos y no se ven muy bien de salud, la tercera planta se ve un poco mejor, la cuarta planta esta perfecta. Luego de observar los resultados, se analizan los datos y se llega a una conclusión. Se concluye que las plantas crecen mejor cuando solo se le riega una vez por semana. Entonces, la teoría sería “las plantas crecen mejor cuando se les riega una vez a la semana”.

Establecer la teoría: Para que la investigación realmente sea segura en los resultados que arroja, se deben repetir los experimentos varias veces para evitar accidentes y variables que se pudieran haber olvidado, y si los experimentos no apoyan las hipótesis entonces estas tienen que ser replanteada y hay que volver a empezar. Finalmente si muchos experimentos apoyan las hipótesis, entonces, son consideradas teorías estables.

Experimentos con caída de objetos (Investigación Deductiva)

Observación: Ley de la Gravedad, como lo hizo Isaac Newton, observamos que las cosas son atraídas hacia el suelo, entonces, empezamos a hacer conjeturas y a tener ideas vagas del porque las cosas son atraídas hacia el piso, y sospechamos de una fuerza invisible que atrae las cosas y jala a todas con la misma energía e intensidad.

Formulación de hipótesis: De las observaciones anteriores se crea un modelo de solución donde afirmamos que “en la naturaleza las cosas son atraídas hacia el centro de la tierra”, y esa es nuestra hipótesis.

Experimentación: En base a lo que afirma la hipótesis que todas las cosas independientes de su masa son atraídas hacia la tierra, entonces, se toma una hoja de papel arrugada con una mano y una roca en la otra, las dejamos caer a la misma altura y vemos que ambas caen a la misma velocidad. Estos experimentos validan la hipótesis.

Formulación de la teoría: Si la idea que se planteó en la hipótesis sobre la existencia de una fuerza invisible que está atrayendo las cosas hacia el suelo se valida por medio de la experimentación, entonces, se plantea una teoría llamada “la teoría de la gravedad” la cual es capaz de predecir que otros cuerpos van a ser atraídos hacia el suelo hacia el centro de la tierra de la misma manera. Las teorías predicen los comportamientos y explican lo que se observa.

Establecer la teoría: Luego empiezo a realizar experimentos mas rigurosos para validar o rechazar las teoría. Entonces, empiezo a trabajar con una cantidad aún mucho mas variada de objetos dejándolo caer desde diferentes alturas y en diferentes escenarios. En consecuencia, muchos mas datos van surgiendo tales como la velocidad con que son atraídos hacia el suelo, como resultado, la teoría de la gravedad después de muchas experimentaciones se convierte la “ley de la gravedad” que luego es difundida a todo la humanidad.

Breve historia del método científico

El método científico fue diseñado en el siglo XVII y presentado a través de la obra Discurso del Método de Rene Descartes, en donde este filosofo y matemático estampó las reglas que definen sus bases. El método científico es la herramienta mas importante con la que cuenta todo profesional de la ciencia actualmente, pero ha sido largo el camino de evolución desde que fue concebido por los grandes pensadores de la antigüedad hasta nuestros días, donde la nueva ciencia está basada en el conocimiento a partir de la experiencia y la creación de modelos matemáticos.

La nueva ciencia y el método científico a la que se hace referencia, surgió originalmente a partir de las ideas de Nicolás Copérnico, Galileo Galilei y Johannes Kepler, que propusieron de manera caótica un procedimiento para realizar experimentos y producir conocimiento. Sin embargo, fue Rene Descartes quien finalmente diseñó y legitimó frente toda la comunidad científica, un estándar de procedimientos oficiales con las que todos los científicos pudieron contar y utilizar para realizar sus tareas investigativas.