Las revoluciones científicas, según Thomas Kuhn

Existe un libro clave para entender el tema planteado: “La estructura de las revoluciones científicas”, de Thomas Kuhn. En esta publicación el autor identifica nueve puntos básicos: el realismo, la demarcación, la ciencia es acumulativa, distinciones entre la observación y la teoría, los fundamentos de la ciencia, las teorías tienen estructura deductiva, la precisión de la ciencia, un contexto de justificación y de descubrimiento, y la unidad de la ciencia.

Los paradigmas

Estos puntos forman parte de la filosofía de la ciencia, que se resumen en dos aspectos, según Kuhn: 1) la ciencia que él denomina normal –especializada en resolver enigmas- seguida de la crisis-revolución y la nueva ciencia normal, y 2) los paradigmas –vocablo creado por él-, que significan modelos para resolver los problemas de la ciencia.

Dentro de esta lógica, la revolución de las ciencias implica cambios en los paradigmas, resultado no solo de nuevas teorías y métodos sino de nuevos problemas y enfoques para mirar el mundo; es decir, cambios de Gestalt o de estructuras mentales, que se orientan a fortalecer la unidad de las ciencias.

Los aportes de Thomas Kuhn han contribuido a conocer las ciencias desde su “interior”, y a popularizarlas sin prestar mucha atención a los detalles o contenidos de una ciencia en particular.

Fundamentos filosóficos

Las ciencias en general, y cada ciencia específica, tienen fundamentos en la filosofía, que estudia la lógica y los métodos consecuentes.

Del griego episteme, que significa “conocimiento o ciencia”, y logos igual “discurso”, la epistemología es una disciplina que estudia cómo se genera y se valida el conocimiento de las ciencias. Es función de la epistemología el análisis de los preceptos para justificar los datos científicos y sus principales factores: sociales, económicos, políticos, psicológicos, culturales e históricos de los fenómenos.

Las principales preguntas de la epistemología son: ¿qué es el conocimiento?, ¿cómo llevamos a cabo los seres humanos el razonamiento?, o ¿cómo comprobamos que lo que hemos entendido es verdad?

Las teorías científicas

Una teoría científica es el sistema de conocimientos, que sintetiza un cuerpo de evidencias u observaciones sobre un fenómeno específico. El papel de la teoría es describir y sobre todo explicar las causas y los efectos del fenómeno observado. En otros términos, representa a la naturaleza y depende del método científico; se expresa en axiomas, algoritmos (fórmulas) y leyes.

Ejemplos de teorías científicas

No se han puesto de acuerdo los investigadores sobre las principales leyes científicas. A guisa de ejemplos, se pueden mencionar las siguientes:

• La teoría del Big-Bang. Significa el gran estallido o gran explosión que precedió a la formación del universo, hace 14 mil millones de años.

• La teoría Hubble. Las galaxias formadas a partir de la primera explosión están en expansión y en continuo movimiento.

• Las leyes de Kepler. Explican que el sol está en el centro del sistema; que los planetas no giran en órbitas circulares sino elípticas.

• La teoría de la gravitación universal. Es la teoría de Newton. Señala que dos cuerpos con masa ejercen una atracción gravitatoria entre sí.

• La teoría de la evolución.  Charles Darwin creó la teoría de la evolución de las especies, mediante tres mecanismos: la selección natural, la lucha por la vida y la supervivencia de los más aptos.

• Teoría eléctrica. Nicolás Tesla desarrolló los fundamentos teóricos de la corriente alterna, el electromagnetismo, la comunicación inalámbrica por medio de ondas de radio –fundamento de los celulares- y el sistema polifásico.

• La teoría de la relatividad. Fue formulada por Albert Einstein. Uno sus principios expresan que los sucesos en el espacio y el tiempo dependen de la posición y movimiento del observador. El tiempo pasó a depender del movimiento y de la velocidad.

• Leyes de la termodinámica. Establecen que la energía en forma de calor se transfiere desde el cuerpo con menor temperatura y no al revés.

• La ley de Arquímedes. Un líquido experimenta una fuerza de abajo hacia arriba, igual al peso del objeto desplazado.

• La teoría de la estructura del ADN. Francis Crick y James Watson son los pioneros de la biología molecular. Utilizaron una nueva tecnología –la cristalografía-, que permitía la difracción de los rayos X para identificar las moléculas grandes. El modelo de la doble hélice, una especie de escalera genética, les hizo famosos.

• La teoría de sistemas. Ludwig von Bertalanffy diseñó un modelo teórico-matemático para representar la energía y los cambios en la realidad, mediante entradas, procesos y salidas en contextos determinados.

• La teoría tectónica. Desarrollada por Alfred Wegener. Propuso la teoría de la deriva continental o movimiento de los continentes y la existencia de un supercontinente original: Pangea. Fue pionero en el uso de los globos aerostáticos para estudiar las corrientes de aire.

• Teoría de la radioactividad. Marie Curie fue pionera en el campo de la radioactividad, y la primera mujer de ocupar el cargo de profesora en la universidad de París. Creó unidades móviles de Rayos X durante la Primera Guerra Mundial.

• Teoría de las cuerdas. Sustenta la representación de universos paralelos. El universo no estaría formado de partículas, sino de pequeñas cuerdas o branas, al igual que las cuerdas musicales.

• Teoría del todo. Es una teoría hipotética de la física teórica, que conecta en una sola todos los fenómenos físicos. Se relaciona con la física cuántica, que intenta unificar o explicar mediante un modelo todas las interacciones fundamentales de la naturaleza de la materia.

• Teoría cuántica. La teoría cuántica, o mecánica cuántica, es un marco fundamental de la física que describe el comportamiento de la materia y la energía a escalas microscópicas, que ha revolucionado la comprensión del universo.

Se centra en el estudio de partículas subatómicas, como electrones y fotones, y presenta varios conceptos clave que desafían la física clásica: Dualidad Onda-Partícula, Principio de Incertidumbre. Superposición, Entrelazamiento Cuántico. Sus aplicaciones son: Computación Cuántica, Criptografía Cuántica, Ciencia de Material

El método científico en las aulas

Una estrategia clave, dentro del sistema educativo, es la investigación, desde sistemas básicos que estimulan la curiosidad y la observación hasta la construcción de mapas mentales, sobre la base de la identificación de problemas elementales y proyectos individuales o en equipo.

Esto implica acercar los conocimientos científicos a la realidad, mediante el diseño y aplicación del método científico. Mario Bunge, decía, con razón, que “no hay ciencia sin teorías -que expliquen las causas y efectos de los fenómenos de la realidad-, y sin métodos que vehiculicen su aplicación”.