Avances científicos y cambios de paradigma en las teorías científicas

Los avances científicos afectan a todos

A menos que viva en una aldea remota en el Amazonas, es justo decir que la ciencia es un gran problema para su vida. Nuestras vidas enteras están rodeadas de cosas que fueron creadas como resultado de nuestro conocimiento científico. Sin la ciencia no tendríamos electricidad, televisores, teléfonos celulares, aire acondicionado, anteojos o Internet. Nuestras vidas dependen completamente de la tecnología y toda la tecnología es el resultado de nuestro conocimiento científico. La ciencia es el estudio del mundo natural mediante métodos sistemáticos de observación y experimentación. La tecnología es la aplicación de la ciencia a un propósito práctico.

A veces, el trabajo de los científicos puede parecer poco práctico. ¿Cómo podría afectar realmente nuestras vidas el conocimiento de las partículas fundamentales del universo? ¿Cómo podría algo tan extraño y aleatorio como la mecánica cuántica cambiar las cosas para alguien que no es físico? ¿Por qué necesitamos explorar Marte, cuando tenemos tanto que hacer aquí en la Tierra?

El problema es que hay un desfase entre un descubrimiento científico y una aplicación práctica. La mecánica cuántica de principios del siglo XX es la razón por la que hoy tenemos televisores de pantalla plana. Pero nadie tenía ni idea de cómo se desarrollaría en ese momento.

Por tanto, los avances científicos son importantes y afectan a todas nuestras vidas. Entonces, ¿cuáles fueron los mayores avances científicos de la historia? ¿Cuáles fueron los momentos en los que nuestras ideas sobre el universo cambiaron significativamente y cambiaron todo? Hoy vamos a pasar por algunos de esos grandes avances y cambios de paradigma.

Grandes avances y cambios de paradigma

Hay muchos avances que vale la pena discutir: el método científico, el desarrollo de la mecánica clásica, la herencia mendeliana, la biogénesis, la mecánica cuántica y la relatividad.

El método científico no es un descubrimiento sobre el mundo, pero fue un gran cambio de paradigma. El método científicoes un proceso mediante el cual los científicos intentan aprender sobre el mundo. Implica proponer una hipótesis, recopilar datos para probar la hipótesis y luego ajustar la hipótesis según sea necesario en un ciclo continuo. Se trata de controlar variables y demostrar realmente tus ideas. Esto hace que el proceso de aprender sobre el mundo sea mucho más consistente y lo cambió todo. Una de las primeras personas en utilizar algo parecido al método científico en su totalidad fue Alhazan, un físico musulmán del siglo X que es particularmente famoso por su trabajo en óptica. A menudo se le considera el primer físico real. El mundo occidental tardó más en alcanzar este nivel, y no fue hasta personas como Roger Bacon en el siglo XIII que el método científico creció en popularidad.

Otro cambio de paradigma que ocurrió unos siglos después con el desarrollo de la mecánica clásica por Sir Isaac Newton en el siglo XVII. Mecanica clasicaforman un conjunto de leyes físicas que nos permiten describir y predecir cómo se moverán los objetos en respuesta a las fuerzas que actúan sobre ellos. Nos permite explicar qué sucede cuando los objetos caen, cuando se lanzan bolas y cuando se lanzan cohetes, y reemplazan la mecánica aristotélica inexacta desarrollada 2000 años antes en la antigua Grecia. Esta es la primera vez que tenemos leyes sobre objetos en movimiento que realmente funcionan. También mostró que la verdad a veces puede ser contraria a la intuición. Cuando empuja un carrito de compras, se detiene. Esto hace que parezca que el estado natural de un objeto es estar estacionario. Pero elimine la fuerza de fricción y el carro seguirá adelante a una velocidad constante para siempre. La explicación de las cosas que ves no siempre es obvia, y eso fue muy importante.

Sir Isaac Newton

Otro acontecimiento importante fue la aceptación de la herencia mendeliana. La herencia mendeliana fue la genética temprana y demostró que se podían predecir las características de los organismos de forma matemática. Por ejemplo, si uno de los padres tiene cabello castaño y el otro padre tiene cabello negro, habrá un 50% de probabilidad de que un niño tenga cabello negro y un 50% de probabilidad de que tenga cabello castaño. Mendel creía que esto solo se aplicaba a ciertos organismos como las plantas, y la teoría se volvió controvertida cuando la gente comenzó a aplicarla a los humanos y otros animales. Anteriormente se creía que la genética completa de ambos padres se combinaba de alguna manera para producir los rasgos de los niños, y que no era una distribución aleatoria. Pero resultó ser una forma más precisa de analizar la genética.

Punnett Square que muestra la herencia mendeliana

La gente suele citar la evolución como un cambio de paradigma, pero el cambio de paradigma real se llama biogénesis : la idea de que la vida solo proviene de la vida y, por lo tanto, los cambios en los organismos deben provenir de la reproducción de esos organismos. Sin esto, la teoría de la evolución es imposible. Louis Pasteur fue quien finalmente confirmó este descubrimiento después del trabajo de muchos otros antes que él, al demostrar que la vida no surge en lugares que no hayan sido contaminados con ninguna forma de vida existente.

El comienzo del siglo XX fue una época de múltiples cambios de paradigma en la física. Los dos más importantes fueron la relatividad y la mecánica cuántica. Albert Einstein estuvo involucrado con ambos. Y ambos demostraron que la mecánica newtoniana no era completamente precisa.

Albert Einstein

La relatividad especial y general mostró que las leyes de Newton no funcionaban a altas velocidades y altas energías (y que el espacio-tiempo es curvo). Y la mecánica cuántica demostró que las leyes de Newton tampoco funcionan en escalas diminutas. Al menos, la idea de que la ley física puede funcionar perfectamente bien en nuestras experiencias cotidianas, pero realmente ser una versión simplificada de la verdad, fue un gran cambio de paradigma. Pero la relatividad y la mecánica cuántica en sí mismas fueron enormemente importantes y se convirtieron en campos completamente nuevos en la física.

La relatividad general dice que el espacio-tiempo es curvo

La mecánica cuántica en particular fue monumental. La mecánica cuántica dijo que ciertas cosas sobre las partículas en escalas diminutas son intrínsecamente inciertas. Por ejemplo, cuanto más exactamente conozca la posición de una partícula, con menos precisión podrá conocer su velocidad. Al propio Einstein le disgustaba la mecánica cuántica y pensó que sería reemplazada por una teoría más avanzada más adelante. Porque en palabras de Einstein, “Dios no juega a los dados”. Era de mal gusto para la gente pensar que el movimiento de las partículas era inherentemente aleatorio e impredecible. Pero la mecánica cuántica resultó ser completamente cierta y dio lugar a muchas de las tecnologías modernas que hoy damos por sentadas.

Resumen de la lección

Cada aspecto de la vida moderna gira en torno a la tecnología y la tecnología es la aplicación de la ciencia. Entonces, nuestras vidas serán totalmente diferentes sin la ciencia. Cuando se trata de un cambio o avance importante en la ciencia, por lo tanto importa. Históricamente ha habido muchos cambios de paradigma de este tipo.

Los principales avances y cambios de paradigma incluyen el desarrollo del método científico, la mecánica clásica, la herencia mendeliana, la biogénesis, la mecánica cuántica y la relatividad. El método científico hizo que el aprendizaje sobre el mundo fuera más preciso y consistente. La mecánica clásica nos permitió predecir el movimiento de los objetos. La herencia mendeliana ayudó a descubrir cómo funcionaba la genética y agregó el elemento aleatorio a los rasgos de los organismos. La biogénesis nos enseñó que la vida solo puede provenir de la vida. La relatividad especial mostró que la mecánica newtoniana era una simplificación y que las cosas funcionan de manera diferente a altas velocidades. Y la mecánica cuántica reconoció que las partículas diminutas se comportan de manera extraña y que debemos trabajar en probabilidades en lugar de certezas.