¿Qué son las ciencias exactas?

¿Qué son las ciencias exactas?

Si quisiéramos definir a las ciencias exactas, bastaría decir que son aquellas que sólo admiten principios, consecuencias y hechos demostrables por medio de sistemas matemáticos aplicados en experimentación, cuantificación repetible o deducciones calculables.

Pero llegar a tal exactitud no fue tan sencillo, pues antes de Newton —quien estableció el método científico como lo conocemos—,1 las ciencias eran un cúmulo de disciplinas que se entremezclaban con las artes que, hasta la Edad Media, se conocían como las «siete artes liberales». Éstas se dividían en dos grupos: el trivium, que contenía las relacionadas con la elocuencia: gramática, retórica y dialéctica. Y el quadrivium, conformado por aritmética, astronomía, geografía y música.

Es por esta última clasificación que hasta la fecha también se les llama «ciencias puras»; pues se consideraba que la aritmética era el estudio de los números en estado puro; la geometría, del espacio puro; la música, de los números en movimiento, y la astronomía, de la perfección de los astros.

En el mundo helénico, Aristóteles sistematizó las reglas lógicas: codificó y ordenó los procedimientos que siguen al razonamiento para lograr demostraciones. Sin desestimar otros aportes de las diversas escuelas matemáticas griegas —jonia, pitagórica y ateniense—, el gran avance que representó un ordenamiento sistemático de los pasos lógicos que constituyen una «demostración», ocurre alrededor del año 300 a.C., en Alejandría, cuando Euclides interrelaciona todos los teoremas conocidos en un diagrama de árbol —a partir de cinco principios evidentes—, cuyas proposiciones son tan claras y evidentes que se admiten sin necesidad de demostración.

A estos principios fundamentales e indemostrables sobre los que se construye una teoría se les conoce como axiomas. Por ello, la geometría fue la primera de las ramas matemáticas que se ordenó de forma precisa, sistemática y progresiva, y constituyó el primer sistema axiomático de las ciencias.

A partir del siglo VI, los estudios académicos en la Edad Media se rigen bajo el trivium y el quadrivium, hasta que en el Renacimiento pensadores como Bacon, Kepler, Descartes y Galileo, entre otros precursores de las ciencias, establecen las bases del método científico al cual, en 1687, Newton daría sustento en su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica —Los principios matemáticos de la filosofía natural—, y con el que se establece un antes y después en la historia de las ciencias.

Curiosamente, Bertrand Russell y Alfred North Whitehead publicaron, entre 1910 y 1913, tres libros con un título similar: Principia Mathematica, en los que intentaron compilar la mayor parte de los conocimientos matemáticos de su época a partir de un conjunto de axiomas. Fue la lectura de estos principios los que, de la propia mano de Russell, vía correo, le permitieron al filósofo Rudolf Carnap establecer una pauta de estudio y, posteriormente, la clasificación de las ciencias, y así dividirlas en ciencias formales —no experimentales—, naturales y sociales.

Clasificación de las ciencias establecido por Rudolf Carnap

Ciencias formales —no experimentales—:
  • Matemática: estudia las propiedades de entes abstractos —representados con números, figuras, letras o símbolos— y las relaciones que existen entre ellos. Relaciona otras disciplinas como: aritmética, teoría de conjuntos, álgebra, análisis, cálculo de probabilidades, geometría, cálculo diferencial, geometría analítica, etcétera.
  • Lógica: expone las leyes, modos y formas del conocimiento científico.
  • Lógica formal: plantea y resuelve los problemas de la lógica mediante un simbolismo de tipo algebráico. También se le llama simbólica o matemática.
Ciencias naturales —experimentales—:
  • Astronomía: aborda cuanto se refiere a los astros, la estructura y disposición de la materia en el universo y principalmente a las leyes que lo rigen.
  • Biología: ciencia que estudia los seres vivos, con base en el análisis de sus aspectos morfológicos y fisiológicos, su sistemática, ecología, microbiología y genética.
  • Física: estudia la materia, la energía y las leyes que determinan su estado y movimiento sin alterar su naturaleza. La física clásica se divide en: mecánica, acústica, óptica, termodinámica y electromagnetismo.
  • Geología: estudia la forma interior y exterior del globo terrestre, la naturaleza de la materia que lo componen y su formación; los cambios y alteraciones que éstas han experimentado desde su origen y la distribución que presentan actualmente. La amplitud de objetivos de esta ciencia se ha dividido en ramas como: geología físíca, cristalografía, mineralogía, petrología, geodinámica, tectónica, vulcanología, sismología, geología histórica y paleontología.
  • Geografía física: estudia los fenómenos de orden inanimado que ocurren en la superficie de la Tierra. Se subdivide en geomorfología —que describe el relieve terrestre— y geofísica: oceanografía, hidrografía y climatología.
  • Química: estudia la estructura, propiedades y transformaciones de la materia a partir de su composición atómica. Se subdivide en orgánica, inorgánica; analítica, experimental, nuclear, electroquímica y bioquímica.
Ciencias sociales:
  • Antropología
  • Ciencia política
  • Economía
  • Historia
  • Sociología
  • Geografía política
  • Lingüística
  • Psicología

Actualmente las ciencias exactas experimentales se sustentan en el empleo del método científico para comprobar hipótesis, por medio de la experimentación en que las medidas y las predicciones sean cuantificables; a diferencia de las ciencias exactas no experimentales —como la matemática, la geometría y la lógica simbólica— que no se sustentan en fenómenos sino en axiomas.

A pesar de los avances científicos recientes, ningún conocimiento está agotado, todo lo contrario: la ciencia no es absoluta, definitiva ni estática y se encuentra en constante evolución, aunque los descubrimientos actuales no produzcan el revuelo social de las teorías evolutivas de Darwin y Wallace —de las que hablaremos más adelante— o la célebre Teoría de la relatividad de Einsten, cuya fórmula aparece hasta en las caricaturas a la menor provocación, pero, ¿sabemos qué representa con exactitud?

 

El autor de este artículo recibirá sus comentarios, sugerencias, observaciones (y quejas) en su cuenta de Twitter. Síganlo como @alguienomas


1. V. Algarabía 37, agosto 2007, ¿QUÉ ONDA CON…?: «El científico más grande que jamás vivió»; pp. 8-10.

  • eliseo ruvalcaba

    Las ciencias sociales se fundamentan en las hipótesis para el logro de una investigación cientifica

  • Bernardo Rivas Ramírez

    Las ciencias exactas tiene la particularidad de someterse a la comprobación matemática, bajo cualquier algoritmo, para no dejar duda de su hipótesis, dejando a un lado la apreciación subjetiva. En esa idea, la matemáticas como ciencia exacta debe ser utilizada como herramienta para la formación del pensamiento crítico en la enseñanza básica de nuestro país.

  • Claudia

    Me atrevería a decir que las matemáticas no son sólo una ciencia exacta, sino que también son un lenguaje, pues básicamente representan situaciones del entorno en símbolos, así como lo hacen las palabras…. Sin embargo, esta es sólo mi opinión…