Si quisiéramos definir qué son las ciencias exactas, bastaría decir que son aquellas que sólo admiten principios, consecuencias y hechos demostrables mediante la experimentación, cuantificación repetible o deducciones calculables y que se sistematizan por medio de las matemáticas.
Pero llegar a la idea de «exactitud» no resultó sencillo, pues antes de Newton —quien estableció el método científico como lo conocemos—, las ciencias eran un cúmulo de disciplinas que se entremezclaban con las artes, y a las que, hasta la Edad Media, se les conocía 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 demostrar o llegar a «verdades plenas». Sin desestimar otros aportes de las diversas escuelas matemáticas griegas —jónica, pitagórica y ateniense—, el gran avance que representó un ordenamiento sistemático de los pasos lógicos que constituyen una «demostración» ocurrió alrededor del año 300 a.C., en Alejandría, cuando Euclides interrelacionó todos los teoremas conocidos en un diagrama de árbol a partir de cinco principios manifiestos 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.
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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 que, en 1687, Newton daría sustento en su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, 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, un conjunto de tres libros llamado Principia Mathematica, en el 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 la que, de la propia mano de Russell vía correo, le permitió al filósofo Rudolf Carnap establecer una pauta de estudio y posterior clasificación de las ciencias, a las que dividió en ciencias formales —o exactas—, naturales y sociales.
Clasificación de las ciencias establecida por Rudolf Carnap en 1929
ciencias formales —no experimentales—:
matemáticas: estudia las propiedades de entes abstractos —representados con números, figuras, letras o símbolos— y las relaciones que existen entre ellos. Engloba disciplinas como: aritmética, teoría de conjuntos, álgebra, análisis, cálculo de probabilidades, geometría, cálculo diferencial, geometría analítica, etcétera
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 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 compone y su formación; los cambios y alteraciones que ha experimentado desde su origen, y la distribución que presenta actualmente. La amplitud de objetivos de esta ciencia se ha dividido en ramas como: geología física, 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.
Finalmente, en otro campo de las ciencias, están las 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 ellas, las medidas y las predicciones son 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 tengan la relevancia de las teorías evolutivas de Darwin y Wallace —de las que hablaremos en un futuro— o de la célebre teoría de la relatividad de Einstein, cuya fórmula aparece hasta en las caricaturas a la menor provocación, pero, ¿sabemos con exactitud qué representa?
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