Cuestiones II

1.- ¿Qué características principales definen lo que es la ciencia?

Se puede definir la ciencia considerando las siguientes características:

- La ciencia es la actividad realizada por la comunidad científica de una época, desarrollada y fomentada en centros de estudio e investigación. La ciencia tiene una dimensión social evidente.

- La ciencia en Occidente proporciona la imagen que nuestra sociedad tiene de la realidad.

- La ciencia es un conocimiento que responde a preguntas concretas sobre el mundo o sobre el ser humano, dando respuestas estrictas, justificadas, sistemáticas y fruto de un método.

6.- Explica qué elementos fundamentales constituyen la ciencia

Los elementos que constituyen la ciencia son los siguientes:

- El lenguaje natural y los conceptos científicos son necesarios para definir con exactitud los términos utilizados

- Las hipótesis son el punto de partida para construir la ciencia y deben ser expresadas por medio de un formalismo convencional

- Los pasos para comprobar la validez de una hipótesis son la experimentación y la observación, y ambos requieren de instrumentos que midan, detecten y examinen el objeto de estudio.

2.- Explica las diferencias entre las ciencias formales y las ciencias empíricas

Las ciencias se pueden clasificar en dos grupos: ciencias formales y ciencias empíricas

- Ciencias formales. Son aquellas cuyo objeto de estudio no forma parte de la realidad, al no hacer ninguna referencia explícita al mundo (ej. la lógica o las matemáticas)

.- Ciencias empíricas. Tienen como fin explicar causalmente los hechos. Tratan sobre distintos aspectos de la realidad. Unas – las ciencias humanas- hacen referencia a las acciones y productos propiamente humanos, y otras – las ciencias naturales- toman como objeto de estudio aspectos de la realidad y de los seres vivos.

5.- Explica las diferencias entre las ciencias empíricas naturales y las ciencias empíricas humanas

Las ciencias naturales toman como objeto de estudio diferentes aspectos de la realidad y de los seres vivos.

Las ciencias humanas estudian las actividades humanas, individuales o colectivas, así como los productos de estas actividades.

3.- Explicar porqué la Lógica y la Matemática son ejemplos de ciencias formales

La lógica y las matemáticas son ciencias formales porque su objeto no es estudiar ninguna de las parcelas de la realidad.

.- La lógica estudia qué conclusiones son posibles, válidas y verdaderas partiendo de premisas verdaderas, e identifica los pasos erróneos que se producen en la demostración

.- Las matemáticas estudian los números, los conjuntos, las figuras geométricas, etc., que son objetos ideales y abstractos.

4.- Explica que es la axiomatización y en qué consiste el método axiomático

Un axioma es una proposición autoevidente y se acepta sin demostración previa.

El método axiomático consiste en la formulación de un conjunto de axiomas, que sirven de hipótesis o de condiciones para un determinado sistema. Euclides (330-275 a.C.) utilizó el método axiomático para establecer y demostrar la verdad de todas las proposiciones.

7.- Explica las diferencias que pueden establecerse, en la ciencia, entre ley, teoría y modelo

La ciencia se construye a partir de hipótesis o conjeturas que expliquen un fenómeno o problema. Y la ley es una hipótesis que ha sido verificada y comprobada por medio de la observación y la experimentación.

Una teoría científica es un conjunto de leyes y observaciones sobre un mismo fenómeno o problema.

El modelo es una relación de semejanza permite explicar un sistema desconocido partiendo de otro conocido.

8.- Explica las características principales del método inductivo

La inducción o método inductivo intenta ordenar la observación desde la acumulación de datos particulares, tratando de extraer conclusiones de carácter universal.

Según el método inductivo, en primer lugar, se observan los hechos; en segundo lugar, se clasifican; en tercer lugar, por inducción, se formulan generalizaciones y, en cuarto lugar, se contrastan.

9.- Explica las características fundamentales de la cosmovisión antigua (griega)

En el S.VI a.C., los primeros filósofos y científicos griegos suponían que el cosmos estaba ordenado y que, por lo tanto, podía ser explicado y conocido. Decidieron buscar respuestas a los interrogantes que les planteaba la realidad; ¿cuáles son los componentes fundamentales de la materia? y ¿qué forma tiene el universo y qué lugar ocupan la Tierra y el ser humano en él?

Su preocupación era la naturaleza en su conjunto y los procesos de cambio, nacimiento, desarrollo y muerte. Creían que todas las cosas podían explicarse recurriendo a un principio único o arjé.

La escuela jónica (Tales de Mileto, Anaxímenes y Anaximandro) se preocupó también por la forma de la Tierra (que consideraron que era plana) y por la estructura del cosmos.

La escuela pitagórica (Filolao de Crotona) cuestionó el geocentrismo y afirmaban que el cosmos era esférico.

10.- Explica las características fundamentales del cosmos aristotélico

Para Aristóteles (siglo IV a.C.), el universo es eterno, no tiene orígenes en el tiempo; es limitado, más allá de su límite no hay nada en absoluto.

Su concepción del universo es geocéntrica: todos los astros giran alrededor de la Tierra en órbitas homocéntricas (tienen el mismo centro). El centro de la Tierra se identifica, por lo tanto, con el centro del cosmos.

Para explicar el movimiento de todos los astros que hay en el universo, Aristóteles recurrió a la idea de las esferas concéntricas. Aristóteles imaginó que los cinco planetas conocidos (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno), el Sol, la Luna y las estrellas estaban hechos de un material transparente y sin peso al que denominó éter o quintaesencia, y todos estos objetos se encontraban incrustados en esferas gruesas. Este cosmos lleno de éter pasó a denominarse mundo supralunar, contrastando con el mundo sublunar.

El mundo sublunar coincide con el planeta Tierra y en él encontramos cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego.

11.- Explica las características fundamentales del sistema ptolemaico

Claudio Ptolomeo (siglo II) ideó la teoría de los epiciclos: los planetas se movían en un círculo denominado epiciclo cuyo centro se iba desplazando al mismo tiempo que describía también un círculo alrededor de la Tierra llamado deferente.

Ptolomeo también mantuvo muchas tesis aristotélicas, como la esfericidad e inmovilidad de la Tierra, aunque esta no ocupaba exactamente el centro del cosmos.

Ptolomeo fue capaz de predecir un gran número de fenómenos sirviéndose de las matemáticas pero sin realidad física.

12.- Explica las características principales de la denominada Revolución científica de los siglos XVI, XVII y XVIII

En la llamada Revolución científica, nuevas ideas y conocimientos en física, astronomía, biología, medicina y química transformaron las visiones antiguas y medievales sobre la naturaleza y sentaron las bases de la ciencia moderna. La Revolución científica se inició en Europa hacia el final de la época del Renacimiento y continuó a través del siglo XVIII (la Ilustración). Se inició con la publicación en 1543 de dos obras que cambiarían el curso de la ciencia: De revolutionibus orbium coelestium (Sobre el movimiento de las esferas celestiales) de Nicolás Copérnico y De humani corporis fabrica (De la estructura del cuerpo humano) de Andreas Vesalius.

Las siguientes ideas contribuyeron a lo que se llama Revolución científica:

-          La sustitución de la Tierra como centro del universo por el heliocentrismo.

-          Menosprecio de la teoría aristotélica de que la materia era continua e integrada por los elementos tierra, agua, aire y fuego.

-          La sustitución de las ideas mecánicas aristotélicas con la idea de que todos los cuerpos son pesados y se mueven de acuerdo a las mismas leyes físicas.

-          La inercia reemplazó a la teoría de la fuerza para mover los cuerpos.

13.- Explica las aportaciones fundamentales realizadas por Nicolás Copérnico a la llamada Revolución científica

Nicolás Copérnico (1473-1543) publicó De revolutionibus orbium coelestium (Sobre las revoluciones de las esferas celestes). En esta obra, Copérnico mostró una imagen más sencilla del universo. El cambio decisivo fue situar el Sol en el centro del cosmos, y la Tierra era un planeta más que giraba alrededor del Sol.

Copérnico atribuyó a la Tierra tres movimientos diferentes:

-          Rotación diaria: el cosmos no tenía que dar una vuelta completa diaria alrededor de un planeta minúsculo como la Tierra

-          Traslación: el Sol era el astro inmóvil alrededor del cual daban vueltas el resto de planetas (incluido el planeta Tierra)

-          Giro del eje de rotación de la Tierra, lo que justificaba la precisión de los equinoccios.

Copérnico siguió manteniendo concepciones aristotélicas como la finitud del universo o la circularidad de las órbitas de los planetas.

14.- Explica las aportaciones fundamentales realizadas por Giordano Bruno a la llamada Revolución científica

Giordano Bruno (1548-1600) fue el primer pensador que afirmó que el universo era infinito. Había infinitos soles y planetas habitados, aunque solo veíamos soles debido a su mayor tamaño. Fue condenado a morir en la hoguera porque se consideró se consideró que su pensamiento era contrario a la doctrina de la Iglesia.

15.- Explica las aportaciones fundamentales realizadas por Johannes Kepler a la llamada Revolución científica

Johannes Kepler (1571-1630), comprobó que era imposible que las órbitas de los planetas fueran perfectamente circulares y su velocidad uniforme, y llegó a la conclusión de que la elipse era la figura geométrica que más se adecuaba al movimiento de los planetas.

Con Kepler tomó cuerpo la idea de una fuerza gravitatoria que atraía a las partículas, de que era la Tierra la que atraía a la piedra y no al contrario, como consideraba Aristóteles.

16.- Explica las aportaciones fundamentales realizadas por Galileo Galilei a la llamada Revolución científica

Galileo Galilei (1564-1642) fue el primer científico moderno, debido a que se sirvió de las matemáticas y de la experimentación para exponer y sostener sus teorías sobre hechos concretos y probados. En astronomía, su aportación fundamental fue la introducción del telescopio para observar y estudiar el cielo.

Galileo ofreció datos incuestionables como, por ejemplo, que había muchas más estrellas de las que se podían ver s simple vista, lo que sugería que el universo no estaba construido a la medida del ser humano dadas sus dimensiones desmesuradas.

Entre sus observaciones pudo apreciar manchas en el Sol y cráteres y montañas en la Luna, lo que supuso el golpe definitivo a la creencia de que el mundo supralunar era perfecto.

En física y cinemática, sus mayores logros fueron:

-          Establecer el principio de inercia, según el cual un cuerpo permanece en reposo o movimiento uniforme a no ser que actúe alguna fuerza que le obligue a cambiar su estado

-          Sus experimentos sobre la caída de los graves, le permitieron demostrar que todos los cuerpos son atraídos por la misma fuerza, sin que influya la masa del cuerpo

17.- Explica las aportaciones fundamentales realizadas por Isaac Newton a la llamada Revolución científica

Isaac Newton (1642-1727) concibió que todo cambio en la naturaleza era regular y continuo, por lo que desarrolló el cálculo infinitesimal para determinar la velocidad o aceleración de un cuerpo en un instante cualquiera del tiempo.

Estableció las tres leyes del movimiento de los cuerpos:

.- 1ª. todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él.

.- 2ª. todo cambio de velocidad era el efecto de la intervención de una fuerza:

                                F=m∙a (la fuerza es igual a la masa por la aceleración)

.-3ª. Cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo este reacciona con una fuerza igual pero de signo contrario

Estableció la ley de la gravedad. Dos cuerpos materiales, cualesquiera que sean, se verán atraídos por una fuerza directamente proporcional a las masas e indirectamente proporcional a las distancias. Es una ley universal, aplicable a todo el universo y no permite distinciones entre el mundo supralunar y el sublunar. La ley de la gravedad determina el movimiento de un planeta o la caída de una manzana.

18.- Explica las características principales de la cosmovisión contemporánea

La cosmovisión contemporánea surge a partir del nacimiento de dos nuevas ramas de la física: la Teoría de la relatividad y la física cuántica. A finales del siglo XIX se llegó a pensar que no quedaba ningún fenómeno por explicar, pero estas nuevas ramas de la física iban a revolucionar nuestro conocimiento de lo más pequeño, del microcosmos, y de lo más grande, del macrocosmos.

19.- Explica las ideas fundamentales de la Teoría de la Relatividad

Albert Einstein (1879-1955) realizó dos trabajos fundamentales que pusieron las bases de la cosmología actual: la Teoría de la relatividad especial y la Teoría de la relatividad general.

.- Teoría de la relatividad especial

Esta teoría afirma que no existe un espacio y un tiempo absolutos e independientes del sujeto que los percibe, sino que son relativos a cada sujeto que los experimenta: cada individuo lleva consigo su propia medida del tiempo. Espacio y tiempo ya no podrán ser estudiados de forma separada, sino que es obligado hablar del continuo espacio-temporal.

Y lo mismo ocurría con la masa y la longitud de un cuerpo; estos datos no son absolutos, sino que dependen de la velocidad a la que el cuerpo circule. Para Einstein, la masa es una forma de energía, por lo que puede variar y aumentar con la velocidad.

.- Teoría de la relatividad general

Einstein explicó la gravedad afirmando que la masa curva el espacio donde se encuentra; que la fuerza de la gravedad hay que considerarla como un efecto de esa curvatura espacial.

Una consecuencia de la relatividad era que el universo está en expansión, que no es estático.

20.- Explica las ideas fundamentales de la Mecánica cuántica

Investigadores como Werner Heisemberg o Erwin Schrödinger hicieron contribuciones esenciales para la nueva física, cuyas conclusiones serían las siguientes:

.- La materia y la energía manifiestan características de ondas y de partículas a la vez.

.- El principio de indeterminación de Heisemberg establece que no podemos conocer con exactitud y al mismo tiempo la velocidad y la posición de una partícula.