¿Qué queremos decir realmente con investigación y cómo ayuda obtener información para comprender las cosas? Las personas que esperan evidencia en cada estudio de investigación se sentirán muy decepcionadas.
Para mí, como para el astrofísico, la ciencia es lo que vivo. La mayor parte de la información que leí y escuché está expresada en un lenguaje científico, que para los no iniciados puede parecer nada más que jerga y jerga. Pero una palabra en particular rara vez se encuentra en las conversaciones y en los textos sobre ciencia, y esta palabra es "prueba". De hecho, la ciencia hace poco para "probar" algo.
Estas palabras podrían causar una expresión de sorpresa en su rostro, especialmente porque los medios de comunicación constantemente nos dicen cómo la ciencia demuestra esto o aquello, algunas cosas serias con consecuencias de largo alcance, como, por ejemplo, qué supuestamente la cúrcuma puede reemplazar 14 drogas, o cosas más frívolas, como los científicos han demostrado que la mozzarella es el queso perfecto para la pizza.
¿Seguramente la misma ciencia ha probado estas y muchas otras cosas? Y no!
Matemáticas del camino
Los matemáticos prueban cosas, y eso significa algo muy específico. Los matemáticos presentan un cierto conjunto de reglas básicas, axiomas y determinan qué afirmaciones resultan ser ciertas en el marco de esta plataforma.
La estatua de Euclides con alguna adición interesante al pergamino.Una de las plataformas más famosas es la antigua geometría de
Euclides . Con un pequeño conjunto de reglas que definen un espacio plano ideal, innumerables niños en los últimos miles de años han sudado por la prueba del teorema de Pitágoras con respecto a la relación de los lados de los triángulos rectángulos, o por el hecho de que una línea recta intersecta un círculo en no más de dos lugares, o en una montaña de otros declaraciones que resultan ser ciertas bajo las reglas euclidianas.
Y si el mundo de Euclides es ideal, determinado por líneas rectas y círculos, entonces el Universo en el que vivimos no es para nada así. Las figuras geométricas dibujadas a lápiz sobre papel son solo una aproximación del mundo de Euclides, donde las declaraciones verdaderas son absolutas.
En los últimos cientos de años, comenzamos a comprender que la geometría no es algo tan simple como lo describió Euclides, y matemáticos tan grandes como Gauss, Lobachevsky y Riemann nos dieron la geometría de curvas y superficies curvadas.
En la geometría no euclidiana, hay un nuevo conjunto de axiomas y reglas básicas, y un nuevo conjunto de declaraciones relacionadas con la verdad absoluta, que podemos probar. Estas reglas demuestran ser extremadamente útiles para la orientación en este planeta casi redondo. Uno de los grandes logros de Einstein fue que mostró cómo deformar el espacio-tiempo puede explicar la gravedad.
Sin embargo, el mundo matemático de la geometría no euclidiana es puro e ideal, por lo tanto, es solo una aproximación a nuestro mundo descuidado.
¿Qué es la ciencia?
Pero hay matemáticas en la ciencia: ¡gritas! Acabo de dar una conferencia sobre campos magnéticos, integrales lineales y notación vectorial, y estoy seguro de que mis alumnos estarán de acuerdo en que la ciencia está llena de matemáticas.
Albert EinsteinY el enfoque es el mismo que en matemáticas: identificar axiomas, estudiar las consecuencias.
El famoso E = mc
2 de Einstein, derivado de los postulados de cómo los observadores perciben las leyes del electromagnetismo, su teoría especial de la relatividad, es un excelente ejemplo de este enfoque. Pero tal evidencia matemática es solo una parte de la historia de la ciencia.
La parte importante, la que define la ciencia, es si esas leyes matemáticas son una descripción precisa del universo que estamos observando. Y para responder a esta pregunta, necesitamos recopilar datos utilizando observaciones y experimentos con fenómenos naturales, y luego compararlos con predicciones y leyes matemáticas. Y la palabra principal en toda esta empresa es "evidencia".
Detective de ciencias
La parte matemática es limpia y clara, y las observaciones y experimentos están limitados por la tecnología y las incertidumbres. La comparación de estas dos áreas está envuelta en el campo matemático de estadísticas y conclusiones.
Muchos, pero no todos, se basan en un enfoque específico para este problema, conocido como la
conclusión bayesiana , que nos permite incluir evidencia de observaciones y experimentos en el área que conocemos y actualizar nuestra creencia en una determinada descripción del universo.
Para estas manzanas, una forma es bajaLa convicción en este caso significa qué tan seguro está de que un modelo en particular es una descripción precisa de la naturaleza, basada en lo que sabe. Esto es un poco como hacer una apuesta en un resultado específico.
Nuestra descripción de la gravedad se ve bastante bien, por lo que hay muchas posibilidades de que una manzana de una rama caiga al suelo. Pero tengo menos confianza en que los electrones son pequeños bucles de cadenas que giran y se mueven en un círculo, como sugiere la teoría de las supercuerdas, y las posibilidades son solo de mil a una de que ella pueda proporcionar una descripción precisa de los fenómenos futuros.
Por lo tanto, la ciencia es más como un juicio en curso en el que se le ofrece al jurado un flujo continuo de evidencia. Pero no hay un solo sospechoso, y regularmente reciben más y más nuevos. A la luz de la evidencia, el jurado actualiza constantemente su punto de vista sobre quién es responsable de los datos.
Y nunca emiten un veredicto final de culpabilidad o inocencia, porque las pruebas se recopilan constantemente y todos los nuevos sospechosos están siendo juzgados. Todo lo que puede hacer un jurado es decidir si un sospechoso es más culpable que otro.
¿Qué ha demostrado la ciencia?
En un sentido matemático, a pesar de todos los años de investigación sobre cómo funciona el universo, la ciencia no ha demostrado nada.
En este lugar el 1 de abril de 1780 no pasó nada.Cada modelo teórico es una buena descripción del Universo que nos rodea, al menos en un rango útil de escalas.
Pero el estudio de nuevos territorios nos revela deficiencias que reducen nuestra creencia de que una determinada descripción representa con mayor precisión lo que está sucediendo en nuestros experimentos, y nuestra fe en descripciones alternativas puede crecer.
¿Aprenderemos finalmente la verdad y descubriremos las leyes que realmente gobiernan los procesos del universo? Aunque nuestro grado de confianza en ciertos modelos matemáticos puede volverse cada vez más, sin un número infinito de comprobaciones, ¿cómo podemos estar seguros de que son realidad?
Creo que sería mejor dejarle la última palabra a uno de los mejores físicos, Richard Feynman, explicando lo que significa ser científico: "Tengo respuestas aproximadas y posibles creencias de diversos grados de certeza sobre diferentes cosas, pero no estoy absolutamente seguro de nada".