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Las hipótesis, teorías y leyes no son simplemente componentes importantes de la ciencia, sino que impulsan el progreso científico. Por ejemplo, la biología evolutiva ahora se erige como un campo científico distinto que se enfoca en los orígenes y la descendencia de las especies. Los geólogos ahora confían en la tectónica de placas como modelo conceptual y teoría guía cuando estudian los procesos en el trabajo en la corteza terrestre. Y los físicos se refieren a la teoría atómica cuando predicen la existencia de partículas subatómicas aún por descubrir.

Esto no significa que la ciencia esté «terminada» o que ya se hayan descubierto todas las teorías importantes. Al igual que la evolución, el progreso en la ciencia ocurre tanto de manera gradual como en ráfagas breves y dramáticas. Ambos tipos de progreso son críticos para crear una base de conocimiento sólida con datos como base y teorías científicas que dan estructura a ese conocimiento.

Aunque muchos han tomado clases de ciencias a lo largo de sus estudios, las personas a menudo tienen ideas incorrectas o engañosas sobre algunos de los principios básicos y más importantes de la ciencia. La mayoría de los estudiantes han oído hablar de hipótesis, teorías y leyes, pero ¿qué significan realmente estos términos? Comencemos por aclarar qué significa una creencia y qué es un hecho.

¿Qué es una creencia?

Una creencia es una declaración que no es científicamente demostrable. Las creencias pueden o no ser correctas; simplemente están fuera del ámbito de la ciencia para explorar.

Un concepto erróneo común es que las teorías científicas son ideas rudimentarias que eventualmente se convertirán en leyes científicas cuando se hayan acumulado suficientes datos y evidencia. Una teoría no se transforma en una ley científica con la acumulación de evidencia nueva o mejor. Recuerde, las teorías son explicaciones y las leyes son patrones que vemos en grandes cantidades de datos, frecuentemente escritos como una ecuación. Una teoría siempre seguirá siendo una teoría; una ley siempre seguirá siendo una ley.

¿Qué es un hecho?

Un hecho es una declaración básica establecida por experimento u observación. Todos los hechos son verdaderos bajo las condiciones específicas de la observación.

¿Qué es una hipótesis?

Uno de los términos más comunes utilizados en las clases universitarias es «hipótesis».  Una hipótesis es una idea o proposición que se puede probar mediante observaciones o experimentos, sobre el mundo natural. Para ser consideradas científicas, las hipótesis están sujetas a evaluación científica y deben ser falsables, lo que significa que están redactadas de tal manera que se pueda demostrar que son incorrectas.

La palabra puede tener muchas definiciones diferentes, dependiendo del contexto en el que se utilice:

Una suposición educada: una hipótesis científica proporciona una solución sugerida basada en evidencia.

Predicción: si alguna vez has llevado a cabo un experimento científico, probablemente hiciste este tipo de hipótesis cuando predijiste el resultado de tu experimento.

Explicación tentativa o propuesta: las hipótesis pueden ser sugerencias sobre por qué se observa algo. Sin embargo, para que sea científico, un científico debe poder probar la explicación para ver si funciona y si es capaz de predecir correctamente lo que sucederá en una situación. Por ejemplo, «si mi hipótesis es correcta, deberíamos ver ___ resultado cuando realizamos ___ prueba».

Una hipótesis es muy tentativa; se puede cambiar fácilmente.

Ejemplo de Hipótesis

Cuando Gregor Mendel en 1865 estudió el patrón de herencia de un solo rasgo de los guisantes, formuló una hipótesis sobre la forma en que se heredaban estos rasgos. La hipótesis que formó en base a sus observaciones incluía lo siguiente:

En el organismo hay un par de factores que controlan la aparición de una determinada característica.

El organismo hereda estos factores de sus padres, uno de cada uno.

Cada uno se transmite de generación en generación como una unidad discreta e inmutable.

Cuando se forman los gametos, los factores se separan y se distribuyen como unidades a cada gameto. (Esta declaración también se conoce como la regla de segregación de Mendel).

Si un organismo tiene dos factores diferentes para una característica, uno puede expresarse con exclusión total del otro.

¿Qué es una teoría?

El término teoría tiene dos significados, y este doble significado a menudo conduce a la confusión. En el lenguaje común, el término teoría generalmente se refiere a la especulación o a una corazonada o conjetura. En ciencia, una teoría es un conjunto completo y bien fundamentado de ideas que explica un fenómeno en la naturaleza. Una teoría científica se basa en grandes cantidades de datos y observaciones que se han recopilado a lo largo del tiempo. Las teorías científicas se pueden probar y refinar mediante investigaciones adicionales, y permiten a los científicos hacer predicciones.

La Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos describe lo que es una teoría de la siguiente manera:

«Una teoría científica es una explicación bien fundamentada de algún aspecto del mundo natural, basada en un conjunto de hechos que han sido repetidamente confirmados a través de la observación y la experimentación. Tales teorías basadas en hechos no son «suposiciones» sino relatos confiables de la realidad».

Tenga en cuenta algunas características clave de las teorías que es importante comprender a partir de esta descripción:

Las teorías son explicaciones de los fenómenos naturales. No son predicciones (aunque podemos usar teorías para hacer predicciones). Son explicaciones de por qué observamos algo.

No es probable que las teorías cambien. Tienen una gran cantidad de apoyo y son capaces de explicar satisfactoriamente numerosas observaciones. Las teorías pueden, de hecho, ser hechos. Las teorías pueden cambiar, pero es un proceso largo y difícil. Para que una teoría cambie, debe haber muchas observaciones o pruebas que la teoría no puede explicar.

Las teorías no son conjeturas. La frase «solo una teoría» no tiene cabida en la ciencia. Ser una teoría científica tiene mucho peso; no es solo la idea de una persona sobre algo.

Ejemplo de Teoría

Entre 1856 y 1863, Mendel cultivó y probó unas 28.000 plantas de guisantes, lo que generó dos teorías sobre cómo se heredan los rasgos de carácter. Irónicamente, cuando se publicó el artículo de Mendel en 1866, tuvo poco impacto. No fue hasta principios del siglo XX que se dio cuenta de la enormidad de sus ideas.

¿Qué es una Ley?

Las leyes científicas son similares a las teorías científicas en que son principios que pueden usarse para predecir el comportamiento del mundo natural. Tanto las leyes científicas como las teorías científicas suelen estar bien respaldadas por observaciones y/o pruebas experimentales. Por lo general, las leyes científicas se refieren a reglas sobre cómo se comportará la naturaleza bajo ciertas condiciones, frecuentemente escritas como una ecuación. Las teorías científicas son explicaciones más generales de cómo funciona la naturaleza y por qué exhibe ciertas características. Como comparación, las teorías explican por qué observamos lo que hacemos y las leyes describen lo que sucede.

Ejemplo de Ley

A principios del siglo XX, después de repetidas pruebas y el rechazo de todas las teorías en competencia, la comunidad científica general aceptó las leyes de la herencia de Mendel.

La ley de la segregación, que establece que los alelos que gobiernan un rasgo se separan durante la creación de los gametos (meiosis).

La ley de la distribución independiente, que establece que los genes que controlan diferentes rasgos se distribuyen por separado durante la meiosis.

Desafíos científicos

Uno de los desafíos para comprender términos científicos como teoría es que no existe una definición precisa, incluso dentro de la comunidad científica. Algunos científicos debaten sobre si ciertas propuestas merecen ser designadas como hipótesis o teoría y otros usan erróneamente los términos indistintamente. Pero hay diferencias en estos términos. Una hipótesis es una explicación propuesta para un fenómeno observable. Las hipótesis, al igual que las teorías, se basan en observaciones de la investigación. Por ejemplo, LeClerc no planteó la hipótesis de que la Tierra se había enfriado a partir de una bola de hierro fundida como una suposición aleatoria; más bien, desarrolló esta hipótesis basándose en sus observaciones de información de meteoritos.

Un científico a menudo propone una hipótesis antes de que la investigación la confirme como una forma de predecir el resultado del estudio para ayudar a definir mejor los parámetros de la investigación. La hipótesis de LeClerc le permitió utilizar parámetros conocidos (la velocidad de enfriamiento del hierro) para realizar un trabajo adicional. Un componente clave de una hipótesis científica formal es que es comprobable y falsable. Por ejemplo, cuando Richard Lenski aisló por primera vez sus 12 cepas de bacterias, probablemente planteó la hipótesis de que las mutaciones aleatorias harían que aparecieran diferencias dentro de un período de tiempo en las diferentes cepas de bacterias.

Pero cuando se genera una hipótesis en la ciencia, un científico también hará una hipótesis alternativa, una explicación que explica un estudio si los datos no respaldan la hipótesis original. Si las diferentes cepas de bacterias en el trabajo de Lenski no divergieron durante el período de tiempo indicado, tal vez la tasa de mutación fue más lenta de lo que se pensó en un principio.

Si las teorías están tan bien respaldadas ¿con el tiempo se convierten en leyes?

La respuesta es no, no porque no estén bien fundamentadas, sino porque las teorías y las leyes son dos cosas muy diferentes. Las leyes describen fenómenos, a menudo matemáticamente. Las teorías, sin embargo, explican los fenómenos. Por ejemplo, en 1687 Isaac Newton propuso una Teoría de la Gravitación, describiendo la gravedad como una fuerza de atracción entre dos objetos.

Como parte de esta teoría, Newton desarrolló una Ley de Gravitación Universal que explica cómo opera esta fuerza. Esta ley establece que la fuerza de gravedad entre dos objetos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre esos objetos. La Ley de Newton no explica por qué esto es cierto, pero describe cómo funciona la gravedad.

En 1916, Albert Einstein desarrolló su teoría de la relatividad general para explicar el mecanismo por el cual la gravedad tiene su efecto. El trabajo de Einstein desafía la teoría de Newton y se ha encontrado después de extensas pruebas e investigaciones para describir con mayor precisión el fenómeno de la gravedad. Si bien el trabajo de Einstein ha reemplazado al de Newton como la explicación dominante de la gravedad en la ciencia moderna, la Ley de la Gravitación Universal de Newton todavía se usa porque describe de manera razonable (y más simple) la fuerza de la gravedad en muchas condiciones.

De manera similar, la Ley de Sucesión Faunística desarrollada por William Smith no explica por qué los organismos se suceden unos a otros de formas distintas y predecibles en las capas rocosas, pero describe con precisión el fenómeno.

Conclusiones

Los principios y teorías de la ciencia se han establecido a través de experimentación y observación repetidas y se han arbitrado mediante revisión por pares antes de la aceptación general por parte de la comunidad científica. La aceptación no implica rigidez ni constricción, ni denota dogma. En cambio, a medida que se dispone de nuevos datos, las explicaciones científicas anteriores se revisan y mejoran, o se rechazan y reemplazan.

La ciencia es una forma de dar sentido al mundo, con métodos y principios coherentes internamente que están bien descritos. Hay una progresión de una hipótesis a una teoría usando leyes científicas comprobables. Solo unos pocos hechos científicos son leyes naturales y muchas hipótesis se prueban para generar una teoría.

Hipótesis, Teorías y Leyes

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