El trabajo de un científico
Los científicos nos ayudan a comprender el mundo. Observan los fenómenos que nos rodean, recopilan datos sobre las cosas que ven y analizan esos datos para elaborar leyes y reglas sobre cómo funciona el mundo. Si quieres jugar bien un juego, conocer las reglas es muy importante. De la misma manera, si conoce las reglas del mundo, puede vivir mejor en él. Puede predecir los resultados de sus acciones, construir cosas y hacer del mundo un lugar mejor para vivir.
La ciencia es el estudio de la estructura y el comportamiento del universo mediante la realización de observaciones y experimentos mediante un proceso sistemático. La palabra «proceso» es importante porque la ciencia necesita investigar el mundo de manera consistente. Al hacer algo de manera constante, es menos probable que los científicos cometan errores y es más probable que comprendan sus observaciones y los resultados de sus experimentos.
Cuantas más herramientas tengan los científicos para investigar el mundo, mejores serán sus conclusiones y más podremos hacer con sus descubrimientos, como curar enfermedades, crear tecnologías asombrosas y hacer la vida más fácil y placentera. Algunas de las herramientas más importantes que utilizan los científicos modernos son las simulaciones y los modelos. Hoy vamos a hablar de qué son y cómo se utilizan.
Simulaciones y modelos
Los modelos y simulaciones ahorran tiempo y dinero y nos permiten hacer cosas que serían imposibles en la vida real. Si desea probar un medicamento nuevo, no puede simplemente dárselo a su amigo. Y si quieres descubrir cómo empezó el universo, no puedes meterte en una máquina del tiempo y verlo por ti mismo. Así que las simulaciones y los modelos son muy útiles.
Una simulación es una forma de imitar un proceso o cambio en el mundo real para predecir qué ocurrirá o explicar qué sucedió y por qué. En estos días, las simulaciones a menudo se ejecutan en computadoras. Los científicos usan simulaciones para responder preguntas, ver cómo funcionan los sistemas complejos, probar ideas y hacer predicciones. Antes de que pueda ejecutar una simulación, la computadora necesita saber cómo funciona el mundo. De lo contrario, no tiene forma de predecir lo que sucederá a continuación. Las reglas que explican cómo funciona el universo, las leyes de la física, deben importarse a la computadora. Esta información se llama modelo.
¿Qué avances científicos podemos esperar en el futuro?
Un modelo es una forma de representar un sistema o parte del mundo y cómo funciona. Un modelo tiene dos partes. La primera parte es una imagen gráfica o construcción en 3D de cómo se ve la cosa que está modelando. Esto es como cuando la gente construye un modelo de avión, excepto que en estos días generalmente se hace en una computadora. Pero un modelo también incluye las ecuaciones matemáticas (leyes de la física) que explican cómo funciona el objeto, por ejemplo, cómo está construido y qué reglas sigue el objeto. Si lo dejas caer, ¿cómo caerá? Si enciende el motor del avión, ¿qué pasará? Los científicos utilizan modelos para hacer que el mundo sea más fácil de comprender y visualizar.
Ejemplos
Hay un sinfín de ejemplos de cómo los científicos utilizan modelos y simulaciones. Los utilizan para comprender procesos que ocurrieron hace millones de años, como la formación del universo, y para desarrollar medicamentos para curar enfermedades. Se utilizan para predecir el clima y diseñar plantas de energía nuclear. Todo lo que requiera conocimientos científicos para tener éxito probablemente implica un modelo o simulación.
Un ejemplo importante de simulación por computadora se llama modelado molecular . Los científicos pueden usarlo para probar o descubrir nuevos medicamentos que podrían ayudar a tratar enfermedades. Este método permite a los científicos predecir lo que sucederá cuando introduzcan una molécula, como un nuevo medicamento, en el cuerpo humano.
Los científicos también usan simulaciones por computadora para prepararse para desastres, como terremotos. Por ejemplo, se usó una supercomputadora para predecir lo que sucedería en el peor de los casos: ¿Qué pasaría si hubiera un terremoto de magnitud ocho a lo largo de la falla de San Andrés en California? Esta simulación condujo a un mayor conocimiento sobre cómo funcionan los terremotos y sus efectos físicos, respondiendo a muchas preguntas de los científicos.
Los modelos se utilizan para explicar todos los fenómenos científicos imaginables. Por ejemplo, nuestros modelos de la atmósfera terrestre explican qué energía entra y sale de la tierra. Tener un modelo científico de la atmósfera nos dice que si cambiamos los gases que contiene, obtendremos resultados diferentes. Por ejemplo, cuando los humanos agregan gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono a la atmósfera, aumenta la cantidad de calor que permanece dentro de la tierra. Es por eso que las temperaturas en la Tierra están aumentando.
¿Cómo se desarrollan las impresoras 3D y para qué se usan?
Estos son solo algunos ejemplos de los cientos de modelos y simulaciones que los científicos ejecutan todos los días.
Resumen de la lección
El trabajo de un científico es recopilar datos sobre el mundo y utilizar esos datos para elaborar reglas y leyes que expliquen cómo funciona. Una vez que tenemos esa información, podemos usarla para hacer modelos o ejecutar simulaciones para hacer predicciones sobre el mundo. Estos modelos y simulaciones pueden ayudarnos a expandir aún más nuestro conocimiento científico.
Una simulación es una forma de imitar algo en el mundo real para predecir lo que sucederá o explicar lo que sucedió y por qué. Un modelo es una forma de representar físicamente un sistema o parte del mundo y cómo funciona. Implica tanto la apariencia del sistema como las reglas o leyes de la física que lo gobiernan. Para ejecutar una simulación, primero tenemos que ingresar un modelo de lo que estamos tratando de simular.
Los científicos usan simulaciones todos los días. Hay cientos de ejemplos, que incluyen modelos moleculares para el descubrimiento de fármacos, simulaciones de terremotos y desastres, simulaciones climáticas, simulaciones para la prueba de tecnologías como aviones, simulaciones de seguridad como pruebas de choque, simulaciones de la formación del universo temprano, gráficos CGI y muchos más. más.
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