Filosofía de la Ciencia: Cosmovisiones, Paradigmas y el Método Científico

Introducción a las Cosmovisiones Filosóficas

La Cosmovisión Teleológica

La respuesta teleológica concibe el orden natural como fruto de un proyecto diseñado previamente, en el que cada elemento desempeña una función determinada para lograr un objetivo final preestablecido. Entre sus representantes destacan los Pitagóricos, Anaxágoras y Aristóteles.

La Cosmovisión Mecanicista

La respuesta mecanicista sostiene que la naturaleza es como una máquina, y los cambios y transformaciones que experimenta son fruto de la acción necesaria de unos mecanismos sobre otros. Su principal representante es Demócrito (atomistas).

Paradigmas Científicos y Revoluciones

Definición de Paradigma Científico

Un paradigma científico es el marco teórico general que los científicos utilizan como referencia en su trabajo de investigación. Incluye los siguientes elementos:

  • Un conjunto de leyes y teorías.
  • Una descripción general de los problemas que hay que resolver dentro del ámbito del paradigma.
  • Una enumeración y una descripción del instrumental que el científico puede emplear en sus investigaciones.

El Ciclo de la Ciencia (Según Thomas Kuhn)

Cuando en una ciencia particular toda la comunidad científica adopta un determinado paradigma, se abre un periodo específico que recibe el nombre de ciencia normal. En esta etapa, los investigadores trabajan dentro del marco que define el paradigma aceptado.

En ocasiones, durante el periodo de ciencia normal, aparecen anomalías, es decir, hechos que no encajan con lo establecido por el paradigma. La aparición de estas anomalías no se considera motivo suficiente para el abandono del paradigma, pero la acumulación de anomalías sin resolver provoca que algunos científicos sospechen que hay un problema de fondo. Estos científicos intentarán buscar una solución fuera del orden establecido y, probablemente, alguno de ellos encontrará una propuesta novedosa e ingeniosa que pueda constituirse en un paradigma alternativo.

Cuando esto ocurre, entramos en una revolución científica. Ahora tenemos dos paradigmas. Los científicos de esa área de conocimiento deberán posicionarse a favor o en contra de cada uno de los dos paradigmas rivales. Finalmente, uno de los dos paradigmas se impondrá y así se iniciará un nuevo periodo de ciencia normal.

Modelos del Universo a lo Largo de la Historia

El Universo Aristotélico

Aristóteles estaba preocupado por construir un modelo del universo en el que imperara un orden lógico. Para él, el universo constaba de las siguientes características:

  • Finito
  • Eterno
  • Pleno
  • Geocéntrico y geoestático
  • Dotado de movimiento
  • Dividido en dos regiones: la región sublunar y la región supralunar.

Regiones del Universo Aristotélico

  • Región Sublunar: Desde el centro de la Tierra hasta la Luna. Formada por agua, aire, tierra y fuego. Los movimientos son rectilíneos (hacia arriba o hacia abajo).
  • Región Supralunar: Desde la Luna hasta las estrellas fijas. Formada por el éter (quintaesencia). Los movimientos son circulares y eternos.

El Modelo Ptolemaico

El organicismo es un paradigma que, para explicar algo, usa una explicación basada en un organismo vivo o un sistema organicista.

Ptolomeo relacionó el modelo aristotélico con los hechos observables y desarrolló un modelo astronómico que incluía cálculos precisos de las posiciones y velocidades de los astros en el firmamento. Era empirista e intentó construir un modelo geométrico que explicara sus posiciones en el pasado y fuera capaz de predecir sus movimientos en el futuro. Para él, el universo era geocéntrico, como para Aristóteles, pero las órbitas que seguían los cuerpos celestes, aunque eran circulares, no tenían el centro en la Tierra, sino que eran excéntricas con respecto a ella.

Elementos Básicos del Universo Ptolemaico (Adiciones a Aristóteles)

  • Epiciclos: Órbitas en las que giran los planetas.
  • Deferentes: Órbitas en las que giran los epiciclos.
  • Ecuante: Punto respecto del cual el movimiento del planeta permanece constante a lo largo de su trayectoria.

Características del Modelo Aristotélico-Ptolemaico

  • Organicismo
  • Finalismo
  • Antropocentrismo
  • Heterogeneidad

El Universo Mecánico y la Revolución Científica

El concepto de Universo Mecánico surgió en el siglo XVI, marcando una profunda transformación en la comprensión del cosmos.

Figuras Clave de la Revolución Científica

  • Nicolás Copérnico: Propuso el Heliocentrismo, un modelo donde el Sol es el centro del sistema planetario.
  • Galileo Galilei: Aportó argumentos a la tesis copernicana y utilizó el telescopio para realizar observaciones astronómicas cruciales.
  • Johannes Kepler: Mejoró la propuesta de Copérnico al describir los movimientos planetarios con órbitas elípticas, diseñando el sistema solar tal como lo conocemos hoy en día.
  • Isaac Newton: Elaboró una teoría física que sustituyó la aristotélica, sentando las bases de la Ciencia Moderna.

Aportes de Isaac Newton

  • Tres Leyes de la Dinámica: Ley de inercia, ley fundamental de la dinámica (fuerza), y ley de acción y reacción.
  • A partir de estas, estableció la Ley de la Gravitación Universal.

Características del Universo Mecánico / Ciencia Moderna

  • Mecanicismo
  • Determinismo
  • Matematización
  • Homogeneidad
  • Rechazo del antropocentrismo

La Cosmovisión Contemporánea

La Cosmovisión Contemporánea, desarrollada principalmente a partir del siglo XX, ha introducido conceptos revolucionarios en la física.

Teoría de la Relatividad (Albert Einstein)

Se basa en dos ideas fundamentales:

  • El espacio y el tiempo son magnitudes relativas.
  • La luz se propaga en el vacío a una velocidad constante, independiente del estado del cuerpo que la emite.

Mecánica Cuántica (Max Planck)

Desarrollada a principios del siglo XX, es el fundamento de la física de lo muy pequeño, estudiando el comportamiento de la materia y la energía a escalas atómicas y subatómicas.

Teoría del Caos (Edward Lorenz)

Sostiene que una pequeña variación de las condiciones iniciales de cualquier sistema físico puede ocasionar grandes diferencias en el resultado final, conocido como efecto mariposa.

Teoría del Big Bang

Retrocediendo en el tiempo, postula un momento en el que toda la materia de la que está formado el universo estuvo concentrada en un punto de densidad inimaginable. A partir de ahí se inició la expansión del universo.

Características de la Cosmovisión Contemporánea

  • Fragmentación
  • Indeterminismo
  • Irreversibilidad
  • Rechazo del conocimiento objetivo absoluto

Fundamentos de la Investigación Científica

El Método Científico

El Método Científico es un proceso sistemático para la investigación y el descubrimiento, que generalmente sigue los siguientes pasos:

  1. Definición del problema.
  2. Formulación de hipótesis.
  3. Recopilación y análisis de datos.
  4. Confirmación o rechazo de hipótesis.
  5. Resultados.
  6. Conclusiones.

La Hipótesis en la Ciencia

Una hipótesis es una suposición hecha a partir de unos datos que sirve de base para iniciar una investigación o una argumentación. Se relaciona con la fase de contrastación, y puede llevar a la formulación de leyes, teorías o paradigmas científicos.

Tipos de Ciencias y Métodos de Razonamiento

Tipos de Ciencias

  • Ciencias Formales: Se basan en el método hipotético-deductivo (ej. matemáticas y lógica).
  • Ciencias Experimentales/Naturales: Estudian fenómenos naturales (ej. física, biología, química, geología).
  • Ciencias Sociales: Estudian el comportamiento humano y las sociedades (ej. hermenéutica, sociología, psicología, economía).

Métodos de Razonamiento

  • El método inductivo utiliza premisas particulares para llegar a una conclusión general.
  • El método deductivo usa principios generales para llegar a una conclusión específica.

Objetivos de la Ciencia

Los principales objetivos de la ciencia son: explicar, comprender y predecir.

Perspectivas Filosóficas sobre la Ciencia

Thomas Kuhn y los Paradigmas

Thomas Kuhn introdujo los conceptos de paradigma científico, ciencia normal, crisis científica y revolución científica. Sostiene que un paradigma no es necesariamente «mejor» que el anterior, sino diferente, y que los cambios de paradigma son inconmensurables.

Karl Popper y el Falsacionismo

Karl Popper propuso el falsacionismo. Argumenta que las teorías científicas son siempre provisionales y deben ser susceptibles de ser refutadas. Implica que la ciencia progresa al eliminar errores, por lo que la siguiente teoría es «mejor» que la anterior en el sentido de que ha resistido más intentos de falsación.

Paul Feyerabend y el Anarquismo Epistemológico

Paul Feyerabend defendió el anarquismo epistemológico. Sostiene que no existen reglas metodológicas universales que deban seguirse en la investigación científica, promoviendo una visión más libre y creativa de la ciencia.

Contribuciones Clave a la Astronomía

Johannes Kepler

Describió los movimientos planetarios con órbitas elípticas, formulando las famosas Leyes de Kepler que revolucionaron la astronomía.

Nicolás Copérnico

Propuso el Heliocentrismo y describió los movimientos terrestres (rotación, traslación, oscilación), sentando las bases para el modelo moderno del sistema solar.

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