Modelos científicos: definición y ejemplos

¿Qué es un modelo científico?

Cuando piensas en la palabra ‘modelo’, ¿qué te viene a la mente? Tal vez sea una persona alta y delgada que usa ropa de diseñador en un desfile de moda. Entonces, ¿qué es un modelo científico? ¿Un hombre o mujer alto y delgado modelando una bata de laboratorio y gafas protectoras? Desafortunadamente, un modelo científico es un poco más abstracto.

Un modelo científico es una representación de un fenómeno particular en el mundo utilizando algo más para representarlo, lo que facilita su comprensión. Un modelo científico podría ser un diagrama o una imagen, un modelo físico como un kit de modelo de avión que recibió cuando era joven, un programa de computadora o un conjunto de matemáticas complejas que describe una situación. Sea lo que sea, el objetivo es hacer que la cosa en particular que está modelando sea más fácil de entender. Cuando hacemos eso, podemos usarlo para predecir lo que sucederá en el futuro. Por ejemplo, predecir lo que sucederá a medida que cambie nuestro clima sería fácil si pudiéramos hacer un modelo completamente preciso de la atmósfera.

Hablemos de los distintos tipos de modelos científicos y analicemos cómo los científicos los adaptan y cambian con el tiempo.

Modelos visuales

Los modelos visuales son cosas como diagramas de flujo, imágenes y diagramas que nos ayudan a educarnos unos a otros. Son con los que los no científicos tienen más experiencia. En una oficina, puede crear un diagrama de flujo que describa el trabajo que realiza. Tal vez los pedidos lleguen por teléfono y esa información se transfiera tanto al almacén como al departamento de membresía. Si incluye todas las entradas y salidas, ese diagrama de flujo es un ejemplo de modelo visual.

En ciencia, los modelos visuales a menudo son útiles como herramientas educativas, digamos en un aula o de un científico a un colega. Por ejemplo, un modelo visual puede mostrar los principales procesos que afectan de qué está hecha la atmósfera. No importa qué tan inteligente y educado sea, los diagramas son extremadamente útiles para explicar cómo funciona el mundo. Pueden describir conceptos abstractos y mostrar cosas que serían demasiado pequeñas o gigantes para verlas con nuestros propios ojos.

Modelos matemáticos / informáticos

Los modelos científicos son a menudo modelos matemáticos , en los que se utilizan las matemáticas para describir un fenómeno en particular. Por ejemplo, puede notar que la fuerza de la gravedad sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por la fuerza del campo gravitatorio. Cuando juntas todas tus ecuaciones de gravedad, obtienes un modelo general de gravedad que fue creado por Newton.

Pero los humanos tienen sus límites. Esas ecuaciones matemáticas que se le ocurrieron a Newton pueden ser bastante confusas. Está bien cuando aprendes sobre situaciones simples en un laboratorio de ciencias, pero ¿qué pasa con el mundo real? Usar las leyes de Newton para explicar el flujo de un río sobre la tierra es más difícil de lo que piensas.

Debería considerar los tipos de rocas y suelos, su fricción y salinidad, y cómo fluye el agua alrededor de las plantas y varias formas aleatorias de rocas. Ciertamente no es fácil, por lo que para explicarlo completamente puedes usar modelos de computadora , que son capaces de realizar cálculos y animaciones complejas. Ingresar todo lo que sabemos sobre la gravedad y las fuerzas en las computadoras le permite descubrir qué sucederá mucho más rápido que cualquier humano.

Los modelos matemáticos y de computadora se utilizan para predecir todo tipo de cosas. Por ejemplo, cómo podría progresar el cambio climático o qué podría suceder si un asteroide golpea la tierra. También se utilizan para simular accidentes automovilísticos, o para modelar fuego y humo para estudios de seguridad o incluso películas de Hollywood.

Revisión de modelos

Un modelo es por definición imperfecto. Solo representa algo en el mundo de una manera que nos permite hacer predicciones. Pero el mundo real a veces nos muestra que tenemos más que aprender. Los modelos científicos se cambian o actualizan constantemente cuando obtenemos nuevos datos. Si encontramos datos que no encajan con nuestros modelos anteriores, entonces alguien tiene que averiguar qué salió mal y realizar mejoras.

A veces, sin embargo, el modelo anterior no es incorrecto, simplemente no está completo. Por ejemplo, cuando a Albert Einstein se le ocurrieron sus teorías de la relatividad, esas fueron reemplazos más precisos de las leyes de Newton del movimiento y la gravedad. ¿Significa eso que Newton estaba equivocado? Bueno en realidad no. Las leyes de Newton hacen un trabajo fantástico al predecir la forma en que se comportarán los objetos en movimiento y predecir las fuerzas de la gravedad. El problema es que solo funcionan cuando los objetos se mueven relativamente lento y no explican por qué o cómo funciona la gravedad.

Einstein amplió esas teorías, creando su propio modelo de movimiento y gravedad que no solo funcionó como las leyes de Newton para objetos de movimiento lento, sino que también funcionó para objetos que se acercan a la velocidad de la luz. El modelo anterior no estaba mal, solo funcionaba en determinadas circunstancias.

La ciencia se trata de mejorar nuestro conocimiento del mundo, y ese es un proceso gradual. Sucede con muchas simplificaciones y comienzos en falso. Esta es una de las fortalezas de la ciencia: nos permite aprender más cada día y mejorar nuestra comprensión del mundo gradualmente con el tiempo.

Resumen de la lección

Un modelo científico es donde los científicos representan algo en el mundo real de una manera que lo hace más fácil de entender o hacer predicciones. Esto puede ser simple como un diagrama, modelo físico o imagen, o complejo como un conjunto de ecuaciones de cálculo o un programa de computadora.

Los principales tipos de modelo científico son los modelos visuales, matemáticos e informáticos. Los modelos visuales son cosas como diagramas de flujo, imágenes y diagramas que nos ayudan a educarnos unos a otros. Los modelos matemáticos involucran ecuaciones científicas que se aproximan y explican cómo funciona el mundo, lo que nos permite hacer cálculos y predicciones. Los modelos de computadora pueden hacer cálculos difíciles que tomarían mucho tiempo para los humanos. Usamos computadoras para predecir cómo podrían comportarse las cosas en el mundo y ayudarnos a encontrar respuestas a nuestras preguntas científicas.

Los tres tipos principales de modelos científicos

Los resultados del aprendizaje

Al final de la lección, debe sentirse seguro al hacer lo siguiente:

• Recuerde el propósito de un modelo científico
• Nombrar y describir los tres tipos de modelos científicos.