Tema 1 La ciència i el treball científic
1. 2. 3. 4. 5. 6.
La ciència El mètode científic Els textos científics Ciència i societat Ciència i pseudociència Qüestions finals
Tema 1 - La ciència i el treball científic
1. La ciència La paraula ciència prové del terme llatí scientĭa que significa coneixement. Actualment la ciència es defineix com el conjunt de coneixements obtinguts mitjançant l'observació i el raonament, i dels quals es dedueixen principis i lleis generals amb capacitat predictiva i comprovables experimentalment. Aquests principis i lleis no són producte de la cultura o la ideologia, sinó resultat de l'experimentació. Existeixen tres branques de la ciència depenent del mètode de treball i el tipus d'estudi: ➯ Ciències formals: El seu objectiu no és estudiar el món físic o natural, sinó objectes purament abstractes, però els seus coneixements sí que podran ser aplicats a aquesta realitat física o natural. El mètode de treball utilitzat és la deducció. Ací s'inclouen les ciències de les matemàtiques o la lògica. ➯ Ciències experimentals: El seu objectiu és l'estudi de la naturalesa, com a mètode de treball utilitzen el mètode científic i es recolzen en el raonament lògic de les ciències formals, especialment de la matemàtica i la lògica. Les ciències que pertanyen a aquesta branca són la física, química, biologia, geologia i astronomia.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
➯ Ciències socials: El seu objectiu és l'estudi de la societat, la cultura i el comportament humà. Els seus mètodes de treball rarament són reproduïbles, encara que a vegades utilitzen el mètode científic. Ací es troba la psicologia, història, sociologia o economia.
Ciències formals
Ciències experimentals
Ciències socials
Matemàtiques Lògica
Física Química Biologia Geologia Astronomia
Psicologia Sociologia Filologia Història Economia
Tema 1 - La ciència i el treball científic
2. El mètode científic Les ciències experimentals han de tindre un mètode de treball que permeta explicar els fenòmens que ens envolten, extraure conclusions fiables, que els seus resultats es repetisquen i fins i tot poder fer prediccions exactes. Per a això s'utilitza el denominat mètode científic, compost de diversos passos que han de seguir-se en ordre per a poder acceptar o rebutjar una hipòtesi que explique qualsevol fenomen. El mètode científic sempre ha de complir dos principis generals: ➯ Reproductibilitat: És la capacitat de reproduir o replicar un determinat experiment en qualsevol lloc i per qualsevol persona. En l'actualitat es realitza mitjançant la publicació de l'estudi en revistes científiques i corroborada prèviament en una revisió per parells (avaluació del treball per dues o més persones expertes en el mateix camp abans de la seua publicació). ➯ Falsabilitat: És la capacitat d'una teoria o hipòtesi de ser sotmesa a potencials proves que la contradiguen. Per molt bé que funcione una teoria, sempre ha d'estar oberta a ser qüestionada i provada, ja que noves evidències que no s'hagen considerat en el passat poden descartar la teoria o ajudar a millorar-la.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
El mètode científic es compon dels següents passos: 1. Observació: Consisteix a descriure un fenomen que crida l'atenció del científic. Per a aquest pas són molt importants els avanços en mètodes d'observació com els microscopis o els telescopis. 2. Interrogació: Quan l'observació no arriba a una resposta del procés, l'essència del problema s'intenta concretar en una o més preguntes. 3. Hipòtesi: A partir del que s'ha observat i del coneixement previ es planteja una explicació del problema, una hipòtesi, que ha de sotmetre's a experiments per a veure si és certa o no. 4. Experimentació: Es dissenyen proves experimentals per a demostrar si la hipòtesi plantejada és correcta. 5. Anàlisi dels resultats: Els resultats dels experiments han de ser tractats de manera objectiva i amb precisió per a analitzar el que ha ocorregut. 6. Verificació: Si la hipòtesi plantejada no és capaç de justificar els resultats, es rebutja i tornarem al punt 3 per a plantejar una nova hipòtesi. Si les dades s'ajusten a l'esperat, passarem al següent pas. 7. Comunicació: Es realitza la publicació de la investigació en revistes científiques perquè altres científics puguen comprovar la seua validesa.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Observació Comunicació
Interrogació Noves observacions
Sí Verificació
No
Anàlisi dels resultats
Hipòtesi
Experimentació
Tema 1 - La ciència i el treball científic
El mètode científic té les següents característiques: ➯ Qualsevol teoria ha de ser provada per a ser validada. Si la solució a una observació no es pot demostrar, no pot ser acceptada, es pot tindre en compte però mai considerar-la com a correcta. ➯ La ciència no busca la "veritat absoluta" com pot fer la religió, intenta donar explicacions a les observacions mitjançant la coherència de l'observat i experimentat. ➯ En ciència no existeix una autoritat que valide o rebutge una teoria, ha de fer-se mitjançant experimentació, reproductibilitat i falsabilitat. ➯ El disseny d'experiments ha de fer-se amb rigor perquè les conclusions accepten o rebutgen la hipòtesi, no per a intentar que la nostra hipòtesi semble correcta. ➯ Les teories i lleis científiques no són definitives. L'avanç en els mètodes d'observació i els nous coneixements fan que les teories canvien o siguen substituïdes per unes noves que expliquen millor les observacions.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Exemple 1: Contagi d'àntrax: Robert Koch va ser un metge alemany que estudiava l'àntrax i va partir de la demostració prèvia de Casimir Davaine que el bacil del carboncle (àntrax) es transmetia directament entre les vaques. 1. Observació: Existeixen brots inexplicables d'àntrax en llocs on no hi havia un individu amb àntrax. 2. Interrogació: Per què hi ha contagi d'àntrax quan no hi ha un individu que inicie el contagi? 3. Hipòtesi: El bacil o una part d'ell sobreviu fora d'un hoste (ésser viu infectat). 4. Experimentació: Moltes vegades els científics han d'inventar els seus propis mètodes experimentals, especialment quan s'acosten a una àrea del coneixement que encara no ha sigut explorada. Koch va desenvolupar els seus propis mètodes per a purificar el bacil de les mostres de sang i fer cultius del mateix per a realitzar els seus experiments. 5. Anàlisi dels resultats: Els bacils no poden sobreviure fora d'un hoste (hipòtesi parcialment refutada). 6. Verificació: Els bacils formen endòspores que sí que sobreviuen fora d'un hoste i són capaços de provocar la malaltia.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Les investigacions de Koch van tindre múltiples conseqüències en la comunitat científica. D'una banda, el descobriment de la supervivència d'agents patògens (que causen malaltia) fóra dels organismes va iniciar el protocol d'esterilització d'instruments quirúrgics i altres elements hospitalaris. Però a més, els seus mètodes utilitzats en la investigació de l'àntrax van ser posteriorment perfeccionats per a l'estudi de la tuberculosi i del còlera, desenvolupant per a això tècniques de tinció i purificació, i mitjans de creixement bacterià com a plaques d'agar i placa de Petri. Tots aquests mètodes encara hui es continuen utilitzant. Conclusions: A través del seu treball basat en el mètode científic, va arribar a les següents conclusions, que hui continuen vigents i regeixen tota investigació bacteriològica: ➯ En cas de malaltia, hi ha un microbi present. ➯ El microbi pot prendre's de l'hoste i desenvolupar-se independentment (cultiu). ➯ La malaltia pot produir-se introduint un cultiu pur del microbi en un hoste experimental saludable. ➯ Es podrà identificar el mateix microbi en l'hoste infectat.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Exemple 2: Vacuna de la pigota o verola: Edward Jenner va ser un científic que va viure a Anglaterra entre el segle XVIII i XIX, en aquesta època la pigota era una perillosa malaltia per als humans, matant a un 30% dels infectats i deixant cicatrius en els supervivents, o causant-los ceguesa. No obstant això, la pigota en el ramat era lleu i es podia contagiar de vaca a humà per les llagues situades en els braguers de la vaca. 1. Observació: Molts treballadors de les lleteries sostenien que si s'havien contagiat de la pigota del bestiar (que es curava ràpidament) no emmalaltien de la pigota humana. 2. Interrogació: Què ocorre quan hi ha un contagi de la pigota del bestiar? 3. Hipòtesi: El contagi de la pigota del bestiar dóna immunitat per a la pigota humana. 4. Experimentació: Jenner va prendre material d'una pústula de pigota bovina de la mà d'una lletera infectada i ho va aplicar al braç d'un xiquet, fill del seu jardiner. El xiquet va emmalaltir durant diversos dies, però després es va recuperar totalment. Posteriorment Jenner va prendre material d'una pústula de pigota humana i la va aplicar al braç del mateix xiquet i el xiquet no va contraure la malaltia.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Cal dir que els experiments que va realitzar Jenner no serien acceptats hui dia, ja que van ser realitzats en humans. Encara que en aquest moment no hi havia una altra manera de comprovar la hipòtesi, de totes maneres experimentar amb un xiquet hui seria completament inadmissible. 5. Anàlisi dels resultats: Després d'aquesta primera prova, Jenner va repetir l'experiment amb altres humans per a veure si es repetien els resultats del seu primer experiment. 6. Verificació: La hipòtesi va ser confirmada. Per tant, infectar a una persona amb pigota bovina protegeix contra una infecció de pigota humana. 7. Comunicació: Després del procés va publicar els seus descobriments. Posteriorment, la comunitat científica va poder repetir els experiments de Jenner i van obtenir els mateixos resultats, d'aquesta manera es van inventar les primeres vacunes: aplicar una soca més feble d'un virus per a immunitzar a la persona contra el virus més fort i nociu. Actualment el mateix principi s'utilitza per a diverses malalties. El terme "vacuna" prové d'aquesta primera forma d'immunització amb un virus boví.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Aplica el mètode científic en les següents observacions:
Sempre m'adorm en les classes de Cultura Científica
El meu mòbil no es connecta a la xarxa wifi de casa
Després de plantar la gespa d'un camp de futbol creixen altres varietats de plantes
El temps passa més ràpid jugant a la consola que fent deures
Una torrada untada amb mantega sempre caurà a terra per eixe costat
Moltes vegades em desperte uns minuts abans que sone el despertador
Tema 1 - La ciència i el treball científic
3. Els textos científics L'últim pas del mètode científic és la publicació del treball realitzat perquè la comunitat científica puga analitzar-lo i verificar si es reprodueixen els resultats. A partir d'aquest coneixement es poden establir noves preguntes que donaran lloc a noves investigacions, ampliant així les teories i, amb això, el coneixement. La publicació es realitza en revistes científiques i amb una estructura determinada per a explicar correctament la hipòtesi de partida, els experiments dissenyats, els resultats obtinguts i una conclusió on es valide o rebutge la hipòtesi. A més, abans de ser publicat ha de fer-se una revisió per parells per a saber si tot s'ha realitzat correctament o han de fer-se més experiments per a arribar a acceptar la conclusió. L'estructura de l'article científic sempre ha d'incloure una sèrie d'apartats en un ordre determinat, aportant la totalitat de les dades obtingudes en els diferents experiments realitzats:
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Títol Nom dels autors El primer nom pertany al científic principal que ha realitzat la investigació i l'últim correspon al cap del departament. La resta de noms són d'aquells que han participat en l'estudi. Després es detallen els centres d'investigació als quals pertanyien en el moment de fer la investigació
Abstract Resum dels continguts de l'article
Introducció Justificació de la necessitat de realitzar la investigació
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Materials i mètodes Ací es detallen tots els materials utilitzats i el procediment dut a terme en tots els experiments realitzats (reactius, concentracions, medis de cultiu...)
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Resultats Mitjançant fotos, taules i gràfics s'expliquen tots els resultats obtinguts en els diferents experiments amb l'anàlisi estadístic pertinent.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Discussió Es comparen els resultats obtinguts amb les investigacions prèvies i es realitza una conclusió ressaltant els principals avanços de la investigació.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Al llarg de l'article s'han esmentat treballs previs d'altres investigadors. Al final es mostra la llista completa per a poder accedir a ells.
Referències
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Ara cal fer el vostre propi treball científic i exposar-ho per a comunicar tots els resultats. La metodologia a seguir és la següent: ➯ Buscar un tema d'interés per a realitzar una investigació. ➯ Plantejar una hipòtesi. ➯ Dissenyar tots els experiments que hauran de realitzar-se per a veure si es compleix la hipòtesi. ➯ Obtenir tots els materials necessaris. ➯ Realitzar els experiments i recollir totes les dades. ➯ Analitzar adequadament les dades. ➯ Traure conclusions que permeten acceptar o rebutjar la hipòtesi de partida. ➯ Redactar un article per a donar a conéixer el treball i posterior exposició d'aquest.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
4. Ciència i societat Els avanços en tots els camps de la ciència en els últims segles són els responsables directes del benestar de les societats modernes. El coneixement adquirit ens permet conéixer i entendre millor el món que ens envolta, des de les partícules subatòmiques que formen un àtom fins a l'existència d'una galàxia a milions d'anys llum del nostre planeta. Alguns dels camps que més han canviat són els següents: ➯ Salut: Amb la invenció dels microscopis es van poder descobrir i estudiar els microorganismes i crear tractaments contra ells en forma de medicaments i vacunes. A més, la tecnologia ha permés la creació d'importants mètodes de diagnòstic i tècniques quirúrgiques. Actualment, les teràpies gèniques, el cultiu de teixits o la creació d'òrgans estan obrint una nova etapa en la medicina moderna. 2018
1617
Tema 1 - La ciència i el treball científic
➯ Indústria: L'electricitat, igual que el disseny de màquines, ha suposat un avanç inimaginable en els processos industrials, millorant la producció i el nivell de vida dels seus treballadors, abaratint els costos i millorant la qualitat dels seus productes. 1920
2017
➯ Transport: Els avanços en el camp de la física, com la termodinàmica, han permés passar del transport mitjançant animals a tindre avions, trens o cotxes, millorant la comunicació en tot el planeta. 1274 a. de C.
2019
Tema 1 - La ciència i el treball científic
➯ Agricultura i ramaderia: Els avanços en la producció de maquinària, en la creació de fertilitzants i pesticides i en les tècniques en enginyeria genètica han permés una evolució de l'agricultura sense precedents. També de la ramaderia per l'aliment aportat i per les millores en el camp veterinari. 2015
1200 a. de C.
➯ Comunicació: El descobriment de les ones electromagnètiques i de components com el transistor han permés la creació d'aparells electrònics com a ràdios, televisors o la telefonia mòbil.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
5. Ciència i pseudociència Ara que coneixem com es treballa en ciència, és important detectar el que no és ciència. Que una teoria puga semblar excèntrica no significa que siga falsa, el que és més important per a diferenciar ciència i pseudociència és veure quin tractament es realitza amb la hipòtesi plantejada. En el cas de la pseudociència sol ocórrer el següent: ➯ No es presenten evidències contrastables, per la qual cosa no poden dissenyar-se experiments que permeten rebutjar o acceptar la seua hipòtesi. ➯ S'aferren a principis dogmàtics que es van establir fa segles i no evolucionen pese al nou coneixement existent. ➯ No està subjecta a revisió, per la qual cosa no es tenen en compte les evidències que qüestionen els seus arguments. ➯ Quan una teoria científica contradiu a una pseudociència, no s'investiguen els fets, per la qual cosa no està subjecta al canvi. Els seus arguments es limiten a dir "no" o "sí" com si fóra una veritat absoluta.
Tema 1 - La ciència i el treball científic
Existeixen multitud de pseudociències que estan molt arrelades en totes les societats i, en la majoria dels casos, reporten molts beneficis econòmics obtinguts a partir de l'engany. Algunes d'elles són:
Astrologia
Homeopatia
Flors de Bach
Saurí
Alquímia
Reiki
Magnetoteràpia
Parapsicologia
Dianètica
Feng Shui
Ufologia
Quiromància
Busca informació d'alguna d'elles i aplica el mètode científic amb les seues hipòtesis per a veure si és ciència o pseudociència
Tema 1 - La ciència i el treball científic
6. Qüestions finals
Què significa la paraula serendipitat? Pot ser important per a la ciència? Què és l'efecte placebo? Pot explicar algunes pseudociències? Poden existir fraus en la ciència? Si és així, cerca algun exemple Què és el raonament inductiu? I el raonament deductiu? Quina diferència hi ha entre una llei i una teoria?