Ciencias físicas y biológicas: Descripción general, diferencias y relaciones
Ciencias Físicas y de la Vida
La ciencia es un campo amplio que generalmente incluye el estudio de sistemas o la adquisición sistemática de conocimientos a través de la observación y la experimentación. Las ciencias de la vida son un tipo de ciencia que analiza los sistemas bióticos o los seres vivos. La ciencia física estudia el mundo natural abiótico (sin vida) y sus sistemas. Tanto las ciencias biológicas como las físicas son parte integral del amplio campo de la ciencia, pero cubren diferentes temas de estudio. A veces, los campos y los métodos se superponen para comprender un principio o proceso de manera más completa que aprender sobre el tema por separado.
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Diferencia entre ciencias de la vida y ciencias físicas
Las ciencias de la vida incluyen el estudio de animales, plantas y microorganismos. La ciencia de la vida no estudia los objetos naturales que no están vivos (inanimados). Las ciencias físicas, sin embargo, estudian objetos naturales inanimados como rocas o minerales que pueden pasar por procesos físicos naturales debido a las condiciones. La Tabla 1 resume algunas diferencias entre las ciencias de la vida y las ciencias físicas.
Tabla 1. Ciencias de la Vida vs. Ciencias Físicas
| Ciencias de la vida | Ciencia física |
|---|---|
| Estudia los seres vivos | Estudia cosas no vivas |
| Incluye animales, plantas y vida celular. | Incluye objetos inanimados |
| Incluye los campos de la biología, la ecología, la microbiología, la psicología y la medicina. | Incluye los campos de ciencias de la tierra, astronomía, geología y física. |
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Ciencias biológicas vs Ciencias físicas: superposición
La biología explora los componentes vivos y las funciones de un sistema. La física es un tipo de ciencia física que explora la materia, la energía y las fuerzas de un sistema. Generalmente se asocia con el movimiento y el comportamiento de un sistema. La diferencia entre la ciencia física y la física es que la física es una subcategoría que se centra en la materia, la energía y las fuerzas para explicar los fenómenos, mientras que la ciencia física es una disciplina más amplia.
La biofísica es un campo de la ciencia que combina los campos y métodos de la física y la biología para explorar cómo interactúan los sistemas vivos a nivel de sus partes constituyentes. Dado que la materia constituye todos los seres vivos, los procedimientos para estudiar cómo interactúan estas partículas fundamentales en el ámbito de la energía y las fuerzas les darán más información a los científicos sobre sus funciones biológicas. Como la física busca explicar el universo, y los organismos vivos son parte del universo, deben incluirse en el estudio. Los biofísicos utilizan algoritmos, matemáticas, otros métodos cuantitativos y modelos informáticos para comprender los sistemas biofísicos.
La química como puente
La química es un puente entre la biología y la física. La química estudia las propiedades de los elementos, cómo se unen los elementos y el intercambio de energía en las reacciones químicas. Dado que la materia constituye objetos inanimados en física, así como también seres vivos, siempre ocurren reacciones químicas. Los científicos estudian cómo se intercambian los elementos de cosas biológicas a procesos físicos a través de ciclos biogeoquímicos.
Las reacciones químicas ocurren constantemente en los organismos biológicos, que es la forma en que los científicos pueden estudiar las funciones de los sistemas de órganos, los procesos celulares y la producción de energía. Las reacciones químicas ayudan a los científicos a comprender cómo funcionan los seres vivos. Los científicos deben comprender la física y sus métodos para conectar las interacciones fundamentales de las partículas y las funciones de las moléculas biológicas. Por ejemplo, la física dicta cómo se moverán las partículas a través de un sistema, la química dicta qué reacciones químicas ocurrirán y la biología dicta qué procesos sucederán debido a esta reacción.
Si bien la química es una ciencia física, también se debe usar su estudio, métodos y comprensión para comprender las ciencias de la vida. Los procesos químicos ocurren en la materia, ya sea que esté viva o no, y se intercambian entre los sistemas de cosas vivas y no vivas.
Ejemplos de Ciencias de la Vida vs. Ciencias Físicas
Como se discutió anteriormente, mientras que las ciencias físicas y de la vida estudian la ciencia, difieren en sus enfoques. Las ciencias de la vida incluyen el estudio de los seres vivos mediante la biología, la ecología, la microbiología, la psicología y la medicina. Las ciencias físicas se centran en los seres no vivos e incluyen las áreas de ciencias de la tierra, astronomía, geología, física y química. Los campos de estudio pueden diferir en tema, metodología, investigación y principios.
En las ciencias de la vida, los científicos estudian los sistemas biológicos y cómo interactúan. Ejemplos de enfoques en ciencias de la vida incluyen:
- Ecología: El campo de la ecología estudia cómo los organismos interactúan con su entorno, abarcando tanto las ciencias biológicas como las físicas.
- Microbiología: Los científicos estudian organismos vivos microscópicos o muy pequeños.
- Psicología: El campo de la psicología estudia el comportamiento y las interacciones sociales de las personas vivas.
- Medicina: La medicina es el estudio de los sistemas anatómicos y fisiológicos y cómo tratar la disfunción.
En las ciencias físicas, los científicos estudian los procesos de las ciencias de la tierra, como la formación de la tierra, los procesos dentro de la tierra, el clima, las corrientes oceánicas, los ciclos de las rocas, la actividad sísmica y más. Ejemplos de enfoques en ciencias físicas incluyen:
- Astronomía: El campo de la astronomía estudia las formaciones e interacciones de estrellas, cuerpos planetarios y galaxias.
- Geología: los científicos estudian formaciones planetarias, procesos físicos, rocas y minerales. Algunas de estas cosas se estudian e incluyen en las ciencias de la tierra, así como en la astronomía cuando se estudia la geología planetaria.
- Física: La física estudia la materia, la energía y las fuerzas de la naturaleza. La física se usa junto con la astronomía cuando se estudia el movimiento planetario y los movimientos de los cuerpos celestes.
- Química: El campo de la química incluye el estudio de los elementos, sus interacciones y la energía intercambiada. Es una ciencia física; sin embargo, las ciencias de la vida suelen utilizar la química, ya que también es necesaria para comprender los procesos bioquímicos.
Resumen de la lección
Las ciencias de la vida son el estudio de los seres vivos, como animales, plantas y microorganismos. No incluye el estudio de cosas sin vida como las rocas. Las ciencias físicas son el estudio de los objetos inanimados en el mundo natural. Tanto las ciencias biológicas como las físicas son componentes esenciales del campo más amplio de la ciencia y pueden unirse en el campo de la biofísica. La biofísica utiliza métodos físicos, como matemáticas, algoritmos, modelos informáticos e investigación cuantitativa, y aplica estos métodos al área de la biología. La física intenta explicar la naturaleza del universo, y dado que los seres vivos son parte del universo, la física puede intentar describir los organismos vivos algún día.
La química puede actuar como un puente entre las ciencias físicas y biológicas. La química es una ciencia física que estudia cómo se unen los elementos, sus propiedades y cómo intercambian energía. Los elementos en sí mismos no están vivos, pero son constituyentes de todos los seres vivos. La química ayuda a explicar cómo funcionan los seres vivos.