Introducción al pensamiento científico PDF

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Introducción al pensamiento científico: 1. Ciencia se basa en hechos 1.1 La evidencia como guía del conocimiento científico Su objetivo es comprender como son las cosas y no como nos la imaginamos o como creemos que és. Busca responder preguntas basándose en hechos (p es un hecho si es verdad). Aspira a la objetividad. Es así si no depende de opiniones o deseos. ¿Cómo? Acudiendo a las evidencias (únicamente): pistas, ideas que nos acercan a la probabilidad de que p es verdad. 1.2 Evidencia, verdad y éxito práctico Por qué? Es útil, ya que podemos intervenir y predecir que puede pasar en el mundo. Ya que basándonos en hechos falsos tenemos más probabilidad de fallar en nuestra predicción o explicación de la verdad. Es una guía fiable para la acción. Permite tomar decisiones informadas o fundamentadas en la verdad. Ciencia aplicada: conocimientos científicos aplicados a prácticas útiles. Ciencia básica: no tiene una aplicación práctica directa. Se encuentran conectadas entre sí, obviamente. La ciencia está motivada por su aplicación. En general. 1.3 Evidencia y anti dogmatismo Aspira a guiarse por la evidencia, la actitud de la ciencia es crítica, abierta y anti dogmática. Ninguna tesis se trata como un dogma y no se aceptará una tesis porqué esté respaldada por una autoridad, creencia popular o tradición. La ciencia siempre ha estado enfrentada a la tradición, a la autoridad, reivindica la independencia intelectual. ¿Hay un papel para la autoridad en la ciencia? Hay ciertos investigadores que saben cómo evaluar e interpretar la realidad  Los expertos. Sin dogmas, no serán autoridades indiscutibles. Una actitud científica es incompatible con la revisión y el anti dogmatismo. 1.4 Evidencia, sesgos y prejuicios El pensamiento científico puede entenderse como una extensión de nuestra manera o forma de ver el mundo, ya que en los hechos ordinarios también hacemos uso de la evidencia. Sin embargo, a veces, en los hechos ordinarios se acostumbra a utilizar información sesgada, distorsionada o con prejuicios. La ciencia trata de evitar y corregir estas distorsiones. Prejuicio: Se juzga algo sin disponer de evidencia directa. Pensamiento desiderativo: proceso de formación de creencias influido por nuestros deseos acerca de cómo queremos que sea el mundo.

Sesgo cognitivo: distorsión sistemática en la evaluación e interpretación de la evidencia disponible (creer que por que la moneda ha dado cara 4 veces lo más probable es que la siguiente sea cruz). Sesgo de confirmación: reciben más atención las tesis que favorecen lo que estamos dispuestos a creer. Pensamiento grupal: tendencia a aceptar la opinión mayoritaria del grupo al que se pertenece. Se acuden a métodos sistemáticos que reduzcan las influencias de estos sesgos. 2. Conocimiento empírico y observación: La observación es la fuente básica de información y evidencia (evidencia observacional). La experiencia sensible. Esta, no está sujeta, almenos totalmente, a la opinión. No observamos lo que queremos ver. A fuerza de voluntad no se puede cambiar la realidad. No depende totalmente de las opiniones, es la basa objetiva de la ciencia. Esto no la hace infalible, es posible que la observación nos lleve a engaño. Estas, estas influidas por ciertas capacidades perceptivas, también nuestra manera de percibir está supeditada creencias, habilidades, emociones… No obstante, se puede decir que una experiencia observacional sea acertada, sólo depende de cómo sea el mundo, aunque otras cosas lo influencien. Es decir, pese a ser “falible” es fiable en condiciones normales (presuposición anti escéptica). El error se puede reducir repitiendo la observación o experimento. Es fiable, objetiva y falible. 2.1Empirismo El conocimiento científico acerca del mundo se deriva de la observación, la evidencia observacional (= empírica) constituye el criterio fundamental para la veracidad. 2.2Instrumentos Observación directa: A partir de los sentidos. En muchos casos la información se obtiene indirectamente utilizando instrumentos. Que amplifican, corrigen o perfeccionan los sentidos. O para detectar variaciones que no son perceptibles para nosotros. Nos ofrecen acceso a información no accesible. Nos ayudan a superar limitaciones. Nos permiten cuantificar o medir de manera cuantitativa e obviamente de manera objetiva variables. Pueden introducir errores en la medición, por la fiabilidad, el uso… Pero en casos estándar podemos confiar en los instrumentos. Porque sí, Perqué la ciencia ho diu. La tecnología es un motor de la ciencia. 2.3 El carácter público de la observación científica Tiene que ser objetiva, ser independiente del observador. Tiene que poder ser repetida y evaluadas por distintos investigadores. Una observación privada e inaccesible no será concebida como una verdad objetiva y científica. La observación científica debe ser pública.

La observación como evidencia neutral para decidir debates o tesis entre investigadores, se acude a la evidencia para decidir cuales tesis están respaldadas por la evidencia. Los investigadores han de poder llegar a un acuerdo sobre donde se encuentra la evidencia. Como juez o árbitro de la pregunta. Las observaciones aceptables deben ser: Repetibles, replicables (las mediciones en las repeticiones deben ser parecidos, el resultado final tiene que ser el mismo que el primer experimento). Hay ciertos tipos de evidencia científica que no son cuantificables i por tanto no se pueden respaldar en el método numérica (ciencias sociales). 2.4 La institucionalización de la evidencia científica •

Existencia de instituciones dedicadas a la producción, difusión y comprobación de resultados científicos.

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 Desde el surgimiento de la ciencia moderna, la investigación científica ha sufrido un progresivo proceso de profesionalización e institucionalización. Como resultado de este proceso, se ha producido un incremento del número de ciéntificos y de las conexiones e interacciones entre investigadores.

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La ciencia contemporánea es una actividad marcadamente social.

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 Los investigadores forman comunidades científicas en las que se intercambia información y se revisan colectivamente los resultados propuestos por cada investigador.

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 Es habitual que los científicos se apoyen en observaciones realizadas por otros investigadores. Las instituciones científicas incluyen mecanismos que intentan garantizar la fiabilidad de los resultados científicos que se hacen públicos (e.g. revisión por pares, debate en congresos y revistas).

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Las observaciones científicas raramente son realizadas por investigadores independientes sin conexión con alguna institución científica.

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 La observación científica suele requerir medios e infraestructuras (tiempo, financiación, instrumentos, colaboración con otros científicos) que solo pueden ser proporcionados por instituciones como universidades o centros de investigación.

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 Las observaciones que involucran instrumentación sofisticada típicamente se llevan a cabo dentro de laboratorios u observatorios (e.g. grandes telescopios en astronomía).

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 Es habitual que las observaciones cómplejas sean realizados por equipos de investigación (incluso redes coordinando varios equipos).

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La ciencia es una práctica social argumentativa: los científicos desarrollan su investigación en conversación con otros investigadores, dando lugar a debates en los que se proporcionan argumentos a favor o en contra de diversas propuestas.

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 Los investigadores intentan que sus propuestas sean aceptadas por la comunidad científica, ofreciendo para ello argumentos y justificaciones apoyadas en la evidencia empírica disponible.

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 Una tesis propuesta sin respaldo evidencial será criticada por otros miembros de la comunidad científica.

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La comunidad científica actúa como un filtro, revisando las propuestas realizadas por los distintos investigadores y rechazando aquellas que estén en conflicto con la evidencia.

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Los resultados científicos se difunden mediante revistas, actas de congresos y otras publicaciones.

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 Las revistas permiten hacer públicos resultados científicos y la evidencia que los respalda, de modo que puedan ser criticados y verificados por otros investigadores.

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 La evidencia publicada en una revista queda disponible para que otros científicos se apoyen en ella en su investigación.

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 Un artículo que presente resultados observacionales suele incluir una sección en la que se expone detalladamente los métodos mediante los que se realizaron las observaciones, con el fin de que otros investigadores puedan repetir la observación o encontrar errores.

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La publicación de un resultado en una revista típicamente implica haber superado una primera revision por otros investigadores, que deciden si es un resultado publicable. Este proceso editorial se conoce como revisión por pares, y tiene como fin garantizar un nivel suficiente de fiabilidad en los resultados que aparezcan en revistas científicas.

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 Si se comprueba que un resultado publicado en una revista es erróneo, puede que se retire el artículo (por ejemplo, si son observaciones fraudulentas o defectuosas).

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Además de mediante publicaciones, los científicos comunican sus resultados en congresos y otros encuentros (talleres, seminarios).

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 Con el desarrollo de la ciencia moderna, aparecieron instituciones como las sociedades y academias para promover el intercambio de ideas y resultados entre investigadores (e.g. Royal Society, Academia de Ciencias de Francia).

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Los congresos permiten dar a conocer los resultados obtenidos, entablar discusiones críticas con otros científicos y establecer colaboraciones con otros grupos de investigadores.

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 Tanto los congresos como las publicaciones facilitan que los resultados alcanzados por un investigador tengan impacto en el debate científico y contribuyan al avance del campo en el que se integran.

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Los sistemas de unidades y patrones de medida uniformizados hacen possible contrastar las observaciones y mediciones realizadas por distintos investigadores. •

Ejemplo:

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Sistema métrico (introducido a finales del s. XVIII, como parte de la institucionalización de la ciencia) y su evolución, el Sistema Internacional de Unidades (metro, kilogramo, segundo, amperio, mol, kelvin, candela).

Asimismo, la existencia de protocolos y métodos estandarizados de observación y uso de instrumentos permiten que investigadores en distintos centros y laboratorios puedan llevar a cabo observaciones análogas, con resultados comparables Tema 3: •

La observación científica no es un proceso pasivo, en el que el simplemente se registre información procedente del entorno.

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Para llevar a cabo observaciones relevantes científicamente, es necesario situarse en una posición de observación adecuada y buscar información significativa.

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 La observación científica involucra exploración activa del entorno.

¿Qué és un experimento? •

La observación científica no se limita a recolectar información ya presente en el entorno.

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 Los científicos generan de manera activa observaciones relevantes para su investigación.

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La investigación científica frecuentemente involucra manipular activamente el sistema que se quiere estudiar para observar los efectos resultantes de esta manipulación.

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Experimento = Intervención en un sistema u objeto de estudio para observar los efectos que se producen como resultado de dicha intervención/manipulación. •

Ejemplo:

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Un cocinero experimenta añadiendo una nueva especia a una vieja receta y probando cómo altera el sabor del plato.

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La experimentación activa proporciona acceso a información que no está disponible para un observador pasivo.

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La experimentación hace posible estudiar fenómenos que no se observan fácilmente de manera espontánea en el entorno del investigador (por ejemplo, reacciones químicas en el vacío o a gran temperatura).

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 Mediante la experimentación, los científicos pueden alterar las sistemáticamente las condiciones del sistema que quieren estudiar, con el fin de observar cómo estas alteraciones afectan al estado del sistema y a los procesos que tienen lugar en él.

Experimentos e interferencias •

Con frecencia, la investigación científica tiene como objeto de estudio sistemas complejos en los que se superponen varios procesos.

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 En muchos casos, los fenómenos que los científicos desean investigar no se presentan de manera aislada, sino dentro de complejas interacciones con otros procesos, que pueden interferir con los efectos que se busca observar. –

Ejemplo:

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Imaginemos que queremos investigar una reacción química entre dos sustancias. Fuera del laboratorio, esta reacción puede verse distorsionada por la humedad del ambiente, por la interacción con gases atmosféricos o por la presencia de alguna sustancia contaminante.

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La experimentación hace posible eliminar factores que interfieran con el fenómeno que se desea observar, manipulando el sistema estudiado para evitar o controlar la posible influencia de estas interferencias.

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Ejemplo:

Un experimento químico realizado al vacío, eliminando la presencia de oxígeno atmosférico y aislando la reacción de posibles contaminaciones con otras sustancias •

El laboratorio ofrece un entorno con condiciones controladas, en el que es posible observar de manera aislada un proceso o fenómeno de interés, eliminando posibles interferencias o procesos superpuestos.

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Experimento controlado: experimento en el que se examina el efecto de manipular una variable del sistema estudiado, controlando posibles interferencias debidas a variaciones en otras variables del sistema.

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 Una forma habitual de controlar que los efectos observados se deben a la variable manipulada, y no a la influencia de otros factores, es comparar el experimento con una situación idéntica en la que no se realiza dicha manipulación.

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Ejemplo:

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Un experimento de botánica en el que el crecimiento de unas plantas tras añadir cierto fertilizante se compara con el crecimiento de plantas idénticas a las que no se ha suministrado fertilizante, manteniendo constante la iluminación, el tipo de suelo, la temperatura y el riego.

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Los experimentos controlados permiten determinar si el efecto observado está causado por la modificación de la variable manipulada (ya que se ha controlado la posible influencia del resto de variables del sistema).

 La experimentación controlada hace posible estudiar relaciones de causa-efecto (e.g. el fertilizante es la causa de la variación en el crecimiento de las plantas).

El salto del laboratorio al mundo •

Los resultados de experimentos realizados en condiciones altamente controladas en el laboratorio no siempre tienen validez aplicados a sistemas complejos en el mundo real.

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 En el mundo fuera del laboratorio, los efectos observados en un experimento controlado pueden distorsionarse o ser neutralizados por la interferencia de factores que no se hallaban presentes en el montaje experimental en el laboratorio.

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Cuando se estudian sistemas complejos, existe una tensión entre la realización de experimentos en condiciones controladas y la obtención de resultados aplicables fuera del laboratorio.

3.3 La ciencia experimental y sus limites

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La experimentación tiene un papel central en numerosas disciplinas científicas.

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Ciencia experimental: Área de la ciencia dedicada al diseño, realización y análisis de experimentos.

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El avance de la ciencia experimental ha conllevado el desarrollo de tecnicas de intervención experimental, métodos sistemáticos de interpretacion y análisis de resultados experimentales, y diseño de montajes experimentales.

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 La realización de experimentos sofisticados requiere recursos de diverso tipo: diseños experimentales apropiados (apoyados en bases teóricas fiables), medios tecnológicos, instalaciones e intrumental adecuados (financiación, apoyos institucionales), grupos de trabajo coordinados (incluyendo técnicos de laboratorio, personal de mantenimiento de las instalaciones e instrumentos, investigadores que procesen los resultados obtenidos...)

Diseños, métodos y técnicas experimentales •

Una parte importante de la investigación experimental consiste en el diseño de montajes experimentales que permitan obtenter información fiable acerca del fenómeno que se pretende observar.

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 Un diseño experimental defectuoso puede dar lugar a observaciones distorsionadas del fenómeno estudiado.

Bases teóricas de la experimentación •

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Los experimentos científicos suelen apoyarse en alguna base teórica que permita comprender cómo se ha de diseñar el experimento y cómo han de interpretarse sus resultados. –

Ejemplo:

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La cristalografía de rayos X es una técnica experimental desarrollada a principios del siglo XX para estudiar la estructura de materia cristalina, mediante la observación del patron de dispersion de rayos X al interaccionar con los átomos del material (e.g. la estructura de las moléculas de ADN se descubrió con esta técnica experimental).

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El surgimiento de la cristalografía de rayos X requirió una comprensión teórica adecuada de la naturaleza de los rayos X y su difracción (por ejemplo, fue necesario saber que se los rayos X son ondas electromagnéticas con cierta longitud de onda) .

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 Si un experimento se basa en tesis teóricas equivocadas, sus resultados no ofrecerán evidencia empírica fiable.

 Un montaje experimental (o la interpretación de sus resultados) no deben presuponer la verdad de las tesis teóricas que se quiere poner a prueba mediante dicho experimento.

Experimentación y medios tecnológicos •

El nivel de desarrollo tecnologico y los medios materiales disponibles determinan qué tipo de experimentos son realizables en una cierta comunidad científica.

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 Algunos montajes experimentales contemporáneos necesitan grandes inversions, medios tecnologicos sofisticados y apoyos institucionales (en ocasiones en niveles supra-nacionales). –

Ejemplo:

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Aceleradores de particulas en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear).

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 Los aceleradores de partículas son dispositivos de grandes dimensiones empleados para acelerar partículas a gran velocidad y hacerlas colisionar a altas energías.

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 Un acelerador de partículas como el LHC (27 km de perímetro) require inversions de cientos de millones de euros, y la colaboración de miles de científicos y técnicos.

Autoría colectiva en ciencia experimental La investigación experimental suele requerir la colaboración de numerosos científicos: es frecuente que los artículos de ciencia experimental tengan autoría colectiva. •

La experimentación científica puede verse limitada por consideraciones éticas.

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La experimentación en animales está ...