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Método científico

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Información curricular

Nivel: 14-15 años Asignatura: Física y Química
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Contenido

Método científico

El método científico es una metodología para obtener nuevos conocimientos, que ha caracterizado históricamente a la ciencia, y que consiste en la observación sistemática, medición, experimentación, y la formulación, análisis y modificación de hipótesis.

Las principales características de un método científico válido son la falsabilidad y la reproducibilidad y repetibilidad de los resultados, corroborada por revisión por pares. Algunos tipos de técnicas o metodologías utilizadas son la deducción,​ la inducción, la abducción, y la predicción, entre otras. 

Modelo simplificado para el método científico

El método científico abarca las prácticas aceptadas por la comunidad científica como válidas a la hora de exponer y confirmar sus teorías. Las reglas y principios del método científico buscan minimizar la influencia de la subjetividad del científico en su trabajo, reforzando así la validez de los resultados, y por ende, del conocimiento obtenido.

No todas las ciencias tienen los mismos requisitos. La experimentación, por ejemplo, no es posible en ciencias como la física teórica. El requisito de reproducibilidad y repetibilidad, fundamental en muchas ciencias, no se aplica a otras, como las ciencias humanas y sociales, donde los fenómenos no solo no se pueden repetir controlada y artificialmente (que es en lo que consiste un experimento), sino que son, por su esencia, irrepetibles, por ejemplo, la historia.

Así mismo, no existe un único modelo de método científico.​ El científico puede usar métodos definitorios, clasificatorios, estadísticos, empírico-analíticos, hipotético-deductivos, procedimientos de medición, entre otros. Por esto, referirse a el método científico, es referirse a un conjunto de tácticas empleadas para construir conocimiento de forma válida. Estas tácticas pueden ser mejoradas, o reemplazadas por otras, en el futuro. Cada ciencia, y aun cada investigación concreta, puede requerir un modelo propio de método científico.

En las ciencias empíricas no es posible la verificación; es decir, no existe el «conocimiento perfecto» o «probado». Cada teoría científica permanece siempre abierta a ser refutada. En las ciencias formales las deducciones o demostraciones matemáticas generan pruebas únicamente dentro del marco del sistema definido por ciertos axiomas y ciertas reglas de inferencia.

Sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI, del francés Le Système International (d’Unités)), es la versión moderna del sistema métrico decimal por lo que el SI también es conocido de forma genérica como sistema métrico. Es el sistema de unidades que se usa en casi todos los países del mundo. Está constituido por siete unidades básicas: metro, kilogramo, segundo, kelvin, amperio, mol y candela, que definen a las correspondientes magnitudes físicas fundamentales y que han sido elegidas por convención.

Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades

Las magnitudes físicas fundamentales se complementan con dos magnitudes físicas más, denominadas suplementarias, cuyas unidades se utilizan para la medición de ángulos. Por combinación de las unidades básicas se obtienen las demás unidades, denominadas Unidades derivadas del Sistema Internacional, y que permiten definir a cualquier magnitud física. Se trata de la versión moderna del sistema métrico decimal, por lo que el SI también es conocido de forma genérica como sistema métrico. Es el sistema de unidades vigente en casi todos los países del mundo.

Las unidades del SI constituyen referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medición, a las cuales están referidas mediante una concatenación ininterrumpida de calibraciones o comparaciones.

Una de las características trascendentales del SI es que sus unidades actualmente se basan en fenómenos físicos fundamentales. Este permite lograr contrastar con instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares distantes y, por ende, asegurar —sin necesidad de duplicación de ensayos y mediciones— el cumplimiento de las características de los productos que son objeto de transacciones en el comercio internacional, su intercambiabilidad.

El SI se creó en 1960 por la 11.ª Conferencia General de Pesas y Medidas, durante la cual inicialmente se reconocieron seis unidades físicas básicas (las actuales excepto el mol). El mol se añadió en 1971. Entre los años 2006 y 2009 se armonizó el Sistema Internacional de Magnitudes —a cargo de las organizaciones ISO y CEI— con el SI. El resultado es la norma ISO/IEC 80000

Notación científica

La notación científica, también denominada patrón o notación en forma exponencial, es una forma de escribir los números que acomoda valores demasiado grandes (100 000 000 000) o pequeños como puede ser el siguiente (0.000 000 000 01) para ser escrito de manera convencional.

 

El uso de esta notación se basa en potencias de 104​ (los casos ejemplificados anteriormente en notación científica, quedarían 1 × 1011 y 1 × 10−11, respectivamente). El módulo del exponente en el caso anterior es la cantidad de ceros que lleva el número delante, en caso de ser negativo (nótese que el cero delante de la coma también cuenta), o detrás, en caso de tratarse de un exponente positivo.

Siempre el exponente es igual al número de cifras decimales que deben correrse para convertir un número escrito en notación científica en el mismo escrito en notación decimal. Se desplazará a la derecha si el exponente es positivo y hacia la izquierda si es negativo. Cuando se trata de convertir un número a notación científica el proceso es a la inversa. 

Como ejemplo, en la química, al referirse a la cantidad de entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.), hay una cantidad llamada cantidad de materia (mol).

Un número escrito en notación científica sigue el siguiente patrón:  \({\displaystyle m\ \times \ 10^{e}}m\ \times\ 10^{e}\)

Arquímedes, el padre de la notación científica


El número m se denomina «mantisa» y e el «orden de magnitud». La mantisa, en módulo, debe ser mayor o igual a 1 y menor que 10, y el orden de magnitud, dado como exponente, es el número que más varía conforme al valor absoluto.


La representación de estos números, tal como se presenta, tiene poco significado práctico. Incluso se podría pensar que estos valores son poco relevantes y de uso casi inexistente en la vida cotidiana. Sin embargo, en áreas como la física y la química, estos valores son comunes.6​ Por ejemplo, la mayor distancia observable del universo mide cerca de 740 000 000 000 000 000 000 000 000 m,11​ y la masa de un protón es de unos 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 67 kg.

Para valores como estos, la notación científica es más adecuada porque presenta la ventaja de poder representar adecuadamente la cantidad de dígitos significativos.8​13​ Por ejemplo, la distancia observable del universo, de modo que está escrito, sugiere una precisión de 27 dígitos significativos. Pero esto no puede ser verdad (es poco probable 25 ceros seguidos en una medición).

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • De Transparentar - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=102443526
  • De Bureau international des poids et mesures - Bureau International des Poids et Mesures, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74411648
  • De http://www.ballonflug.org/archimedes.htm, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=653804

Contenido

Método científico

El método científico es una metodología para obtener nuevos conocimientos, que ha caracterizado históricamente a la ciencia, y que consiste en la observación sistemática, medición, experimentación, y la formulación, análisis y modificación de hipótesis.

Las principales características de un método científico válido son la falsabilidad y la reproducibilidad y repetibilidad de los resultados, corroborada por revisión por pares. Algunos tipos de técnicas o metodologías utilizadas son la deducción,​ la inducción, la abducción, y la predicción, entre otras.

Modelo simplificado para el método científico

El método científico abarca las prácticas aceptadas por la comunidad científica como válidas a la hora de exponer y confirmar sus teorías. Las reglas y principios del método científico buscan minimizar la influencia de la subjetividad del científico en su trabajo, reforzando así la validez de los resultados, y por ende, del conocimiento obtenido.

No todas las ciencias tienen los mismos requisitos. La experimentación, por ejemplo, no es posible en ciencias como la física teórica. El requisito de reproducibilidad y repetibilidad, fundamental en muchas ciencias, no se aplica a otras, como las ciencias humanas y sociales, donde los fenómenos no solo no se pueden repetir controlada y artificialmente (que es en lo que consiste un experimento), sino que son, por su esencia, irrepetibles, por ejemplo, la historia.

Así mismo, no existe un único modelo de método científico.​ El científico puede usar métodos definitorios, clasificatorios, estadísticos, empírico-analíticos, hipotético-deductivos, procedimientos de medición, entre otros. Por esto, referirse a el método científico, es referirse a un conjunto de tácticas empleadas para construir conocimiento de forma válida. Estas tácticas pueden ser mejoradas, o reemplazadas por otras, en el futuro. Cada ciencia, y aun cada investigación concreta, puede requerir un modelo propio de método científico.

En las ciencias empíricas no es posible la verificación; es decir, no existe el «conocimiento perfecto» o «probado». Cada teoría científica permanece siempre abierta a ser refutada. En las ciencias formales las deducciones o demostraciones matemáticas generan pruebas únicamente dentro del marco del sistema definido por ciertos axiomas y ciertas reglas de inferencia.

Sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI, del francés Le Système International (d’Unités)), es la versión moderna del sistema métrico decimal por lo que el SI también es conocido de forma genérica como sistema métrico. Es el sistema de unidades que se usa en casi todos los países del mundo. Está constituido por siete unidades básicas: metro, kilogramo, segundo, kelvin, amperio, mol y candela, que definen a las correspondientes magnitudes físicas fundamentales y que han sido elegidas por convención.

Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades

Las magnitudes físicas fundamentales se complementan con dos magnitudes físicas más, denominadas suplementarias, cuyas unidades se utilizan para la medición de ángulos. Por combinación de las unidades básicas se obtienen las demás unidades, denominadas Unidades derivadas del Sistema Internacional, y que permiten definir a cualquier magnitud física. Se trata de la versión moderna del sistema métrico decimal, por lo que el SI también es conocido de forma genérica como sistema métrico. Es el sistema de unidades vigente en casi todos los países del mundo.

Las unidades del SI constituyen referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medición, a las cuales están referidas mediante una concatenación ininterrumpida de calibraciones o comparaciones.

Una de las características trascendentales del SI es que sus unidades actualmente se basan en fenómenos físicos fundamentales. Este permite lograr contrastar con instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares distantes y, por ende, asegurar —sin necesidad de duplicación de ensayos y mediciones— el cumplimiento de las características de los productos que son objeto de transacciones en el comercio internacional, su intercambiabilidad.

El SI se creó en 1960 por la 11.ª Conferencia General de Pesas y Medidas, durante la cual inicialmente se reconocieron seis unidades físicas básicas (las actuales excepto el mol). El mol se añadió en 1971. Entre los años 2006 y 2009 se armonizó el Sistema Internacional de Magnitudes —a cargo de las organizaciones ISO y CEI— con el SI. El resultado es la norma ISO/IEC 80000

Notación científica

La notación científica, también denominada patrón o notación en forma exponencial, es una forma de escribir los números que acomoda valores demasiado grandes (100 000 000 000) o pequeños como puede ser el siguiente (0.000 000 000 01) para ser escrito de manera convencional.

El uso de esta notación se basa en potencias de 104​ (los casos ejemplificados anteriormente en notación científica, quedarían 1 × 1011 y 1 × 10−11, respectivamente). El módulo del exponente en el caso anterior es la cantidad de ceros que lleva el número delante, en caso de ser negativo (nótese que el cero delante de la coma también cuenta), o detrás, en caso de tratarse de un exponente positivo.

Siempre el exponente es igual al número de cifras decimales que deben correrse para convertir un número escrito en notación científica en el mismo escrito en notación decimal. Se desplazará a la derecha si el exponente es positivo y hacia la izquierda si es negativo. Cuando se trata de convertir un número a notación científica el proceso es a la inversa.

Como ejemplo, en la química, al referirse a la cantidad de entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.), hay una cantidad llamada cantidad de materia (mol).

Un número escrito en notación científica sigue el siguiente patrón: \({\displaystyle m\ \times \ 10^{e}}m\ \times\ 10^{e}\)

Arquímedes, el padre de la notación científica


El número m se denomina «mantisa» y e el «orden de magnitud». La mantisa, en módulo, debe ser mayor o igual a 1 y menor que 10, y el orden de magnitud, dado como exponente, es el número que más varía conforme al valor absoluto.


La representación de estos números, tal como se presenta, tiene poco significado práctico. Incluso se podría pensar que estos valores son poco relevantes y de uso casi inexistente en la vida cotidiana. Sin embargo, en áreas como la física y la química, estos valores son comunes.6​ Por ejemplo, la mayor distancia observable del universo mide cerca de 740 000 000 000 000 000 000 000 000 m,11​ y la masa de un protón es de unos 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 67 kg.

Para valores como estos, la notación científica es más adecuada porque presenta la ventaja de poder representar adecuadamente la cantidad de dígitos significativos.8​13​ Por ejemplo, la distancia observable del universo, de modo que está escrito, sugiere una precisión de 27 dígitos significativos. Pero esto no puede ser verdad (es poco probable 25 ceros seguidos en una medición).

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • De Transparentar - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=102443526
  • De Bureau international des poids et mesures - Bureau International des Poids et Mesures, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74411648
  • De http://www.ballonflug.org/archimedes.htm, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=653804

Unidades didácticas

El trabajo científico (cidead)

Método científico. Unidades y medida (IES Antonio Calvín)

Método Científico (newton.cnice.mec.es)

Para practicar

El método científico (educaplus.org)

El método científico según Richard Feynman

El método científico. 3º ESO - Física y química (Testeando)

Para experimentar

Aproximación al trabajo científico (Práctica)

La aplicación del metódo científico con un ejemplo práctico.

Mapa Conceptual: Método científico

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